Nuke noop copies.
[oota-llvm.git] / lib / CodeGen / RegAllocLocal.cpp
1 //===-- RegAllocLocal.cpp - A BasicBlock generic register allocator -------===//
2 //
3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
4 //
5 // This file was developed by the LLVM research group and is distributed under
6 // the University of Illinois Open Source License. See LICENSE.TXT for details.
7 //
8 //===----------------------------------------------------------------------===//
9 //
10 // This register allocator allocates registers to a basic block at a time,
11 // attempting to keep values in registers and reusing registers as appropriate.
12 //
13 //===----------------------------------------------------------------------===//
14
15 #define DEBUG_TYPE "regalloc"
16 #include "llvm/CodeGen/Passes.h"
17 #include "llvm/CodeGen/MachineFunctionPass.h"
18 #include "llvm/CodeGen/MachineInstr.h"
19 #include "llvm/CodeGen/SSARegMap.h"
20 #include "llvm/CodeGen/MachineFrameInfo.h"
21 #include "llvm/CodeGen/LiveVariables.h"
22 #include "llvm/Target/TargetInstrInfo.h"
23 #include "llvm/Target/TargetMachine.h"
24 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
25 #include "llvm/Support/Debug.h"
26 #include "llvm/ADT/DenseMap.h"
27 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
28 #include <algorithm>
29 using namespace llvm;
30
31 namespace {
32   Statistic<> NumStores("ra-local", "Number of stores added");
33   Statistic<> NumLoads ("ra-local", "Number of loads added");
34   Statistic<> NumFolded("ra-local", "Number of loads/stores folded into "
35                         "instructions");
36   class RA : public MachineFunctionPass {
37     const TargetMachine *TM;
38     MachineFunction *MF;
39     const MRegisterInfo *RegInfo;
40     LiveVariables *LV;
41     bool *PhysRegsEverUsed;
42
43     // StackSlotForVirtReg - Maps virtual regs to the frame index where these
44     // values are spilled.
45     std::map<unsigned, int> StackSlotForVirtReg;
46
47     // Virt2PhysRegMap - This map contains entries for each virtual register
48     // that is currently available in a physical register.
49     DenseMap<unsigned, VirtReg2IndexFunctor> Virt2PhysRegMap;
50
51     unsigned &getVirt2PhysRegMapSlot(unsigned VirtReg) {
52       return Virt2PhysRegMap[VirtReg];
53     }
54
55     // PhysRegsUsed - This array is effectively a map, containing entries for
56     // each physical register that currently has a value (ie, it is in
57     // Virt2PhysRegMap).  The value mapped to is the virtual register
58     // corresponding to the physical register (the inverse of the
59     // Virt2PhysRegMap), or 0.  The value is set to 0 if this register is pinned
60     // because it is used by a future instruction.  If the entry for a physical
61     // register is -1, then the physical register is "not in the map".
62     //
63     std::vector<int> PhysRegsUsed;
64
65     // PhysRegsUseOrder - This contains a list of the physical registers that
66     // currently have a virtual register value in them.  This list provides an
67     // ordering of registers, imposing a reallocation order.  This list is only
68     // used if all registers are allocated and we have to spill one, in which
69     // case we spill the least recently used register.  Entries at the front of
70     // the list are the least recently used registers, entries at the back are
71     // the most recently used.
72     //
73     std::vector<unsigned> PhysRegsUseOrder;
74
75     // VirtRegModified - This bitset contains information about which virtual
76     // registers need to be spilled back to memory when their registers are
77     // scavenged.  If a virtual register has simply been rematerialized, there
78     // is no reason to spill it to memory when we need the register back.
79     //
80     std::vector<bool> VirtRegModified;
81
82     void markVirtRegModified(unsigned Reg, bool Val = true) {
83       assert(MRegisterInfo::isVirtualRegister(Reg) && "Illegal VirtReg!");
84       Reg -= MRegisterInfo::FirstVirtualRegister;
85       if (VirtRegModified.size() <= Reg) VirtRegModified.resize(Reg+1);
86       VirtRegModified[Reg] = Val;
87     }
88
89     bool isVirtRegModified(unsigned Reg) const {
90       assert(MRegisterInfo::isVirtualRegister(Reg) && "Illegal VirtReg!");
91       assert(Reg - MRegisterInfo::FirstVirtualRegister < VirtRegModified.size()
92              && "Illegal virtual register!");
93       return VirtRegModified[Reg - MRegisterInfo::FirstVirtualRegister];
94     }
95
96     void MarkPhysRegRecentlyUsed(unsigned Reg) {
97       if(PhysRegsUseOrder.empty() ||
98          PhysRegsUseOrder.back() == Reg) return;  // Already most recently used
99
100       for (unsigned i = PhysRegsUseOrder.size(); i != 0; --i)
101         if (areRegsEqual(Reg, PhysRegsUseOrder[i-1])) {
102           unsigned RegMatch = PhysRegsUseOrder[i-1];       // remove from middle
103           PhysRegsUseOrder.erase(PhysRegsUseOrder.begin()+i-1);
104           // Add it to the end of the list
105           PhysRegsUseOrder.push_back(RegMatch);
106           if (RegMatch == Reg)
107             return;    // Found an exact match, exit early
108         }
109     }
110
111   public:
112     virtual const char *getPassName() const {
113       return "Local Register Allocator";
114     }
115
116     virtual void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
117       AU.addRequired<LiveVariables>();
118       AU.addRequiredID(PHIEliminationID);
119       AU.addRequiredID(TwoAddressInstructionPassID);
120       MachineFunctionPass::getAnalysisUsage(AU);
121     }
122
123   private:
124     /// runOnMachineFunction - Register allocate the whole function
125     bool runOnMachineFunction(MachineFunction &Fn);
126
127     /// AllocateBasicBlock - Register allocate the specified basic block.
128     void AllocateBasicBlock(MachineBasicBlock &MBB);
129
130
131     /// areRegsEqual - This method returns true if the specified registers are
132     /// related to each other.  To do this, it checks to see if they are equal
133     /// or if the first register is in the alias set of the second register.
134     ///
135     bool areRegsEqual(unsigned R1, unsigned R2) const {
136       if (R1 == R2) return true;
137       for (const unsigned *AliasSet = RegInfo->getAliasSet(R2);
138            *AliasSet; ++AliasSet) {
139         if (*AliasSet == R1) return true;
140       }
141       return false;
142     }
143
144     /// getStackSpaceFor - This returns the frame index of the specified virtual
145     /// register on the stack, allocating space if necessary.
146     int getStackSpaceFor(unsigned VirtReg, const TargetRegisterClass *RC);
147
148     /// removePhysReg - This method marks the specified physical register as no
149     /// longer being in use.
150     ///
151     void removePhysReg(unsigned PhysReg);
152
153     /// spillVirtReg - This method spills the value specified by PhysReg into
154     /// the virtual register slot specified by VirtReg.  It then updates the RA
155     /// data structures to indicate the fact that PhysReg is now available.
156     ///
157     void spillVirtReg(MachineBasicBlock &MBB, MachineBasicBlock::iterator MI,
158                       unsigned VirtReg, unsigned PhysReg);
159
160     /// spillPhysReg - This method spills the specified physical register into
161     /// the virtual register slot associated with it.  If OnlyVirtRegs is set to
162     /// true, then the request is ignored if the physical register does not
163     /// contain a virtual register.
164     ///
165     void spillPhysReg(MachineBasicBlock &MBB, MachineInstr *I,
166                       unsigned PhysReg, bool OnlyVirtRegs = false);
167
168     /// assignVirtToPhysReg - This method updates local state so that we know
169     /// that PhysReg is the proper container for VirtReg now.  The physical
170     /// register must not be used for anything else when this is called.
171     ///
172     void assignVirtToPhysReg(unsigned VirtReg, unsigned PhysReg);
173
174     /// liberatePhysReg - Make sure the specified physical register is available
175     /// for use.  If there is currently a value in it, it is either moved out of
176     /// the way or spilled to memory.
177     ///
178     void liberatePhysReg(MachineBasicBlock &MBB, MachineBasicBlock::iterator &I,
179                          unsigned PhysReg);
180
181     /// isPhysRegAvailable - Return true if the specified physical register is
182     /// free and available for use.  This also includes checking to see if
183     /// aliased registers are all free...
184     ///
185     bool isPhysRegAvailable(unsigned PhysReg) const;
186
187     /// getFreeReg - Look to see if there is a free register available in the
188     /// specified register class.  If not, return 0.
189     ///
190     unsigned getFreeReg(const TargetRegisterClass *RC);
191
192     /// getReg - Find a physical register to hold the specified virtual
193     /// register.  If all compatible physical registers are used, this method
194     /// spills the last used virtual register to the stack, and uses that
195     /// register.
196     ///
197     unsigned getReg(MachineBasicBlock &MBB, MachineInstr *MI,
198                     unsigned VirtReg);
199
200     /// reloadVirtReg - This method transforms the specified specified virtual
201     /// register use to refer to a physical register.  This method may do this
202     /// in one of several ways: if the register is available in a physical
203     /// register already, it uses that physical register.  If the value is not
204     /// in a physical register, and if there are physical registers available,
205     /// it loads it into a register.  If register pressure is high, and it is
206     /// possible, it tries to fold the load of the virtual register into the
207     /// instruction itself.  It avoids doing this if register pressure is low to
208     /// improve the chance that subsequent instructions can use the reloaded
209     /// value.  This method returns the modified instruction.
210     ///
211     MachineInstr *reloadVirtReg(MachineBasicBlock &MBB, MachineInstr *MI,
212                                 unsigned OpNum);
213
214
215     void reloadPhysReg(MachineBasicBlock &MBB, MachineBasicBlock::iterator &I,
216                        unsigned PhysReg);
217   };
218 }
219
220 /// getStackSpaceFor - This allocates space for the specified virtual register
221 /// to be held on the stack.
222 int RA::getStackSpaceFor(unsigned VirtReg, const TargetRegisterClass *RC) {
223   // Find the location Reg would belong...
224   std::map<unsigned, int>::iterator I =StackSlotForVirtReg.lower_bound(VirtReg);
225
226   if (I != StackSlotForVirtReg.end() && I->first == VirtReg)
227     return I->second;          // Already has space allocated?
228
229   // Allocate a new stack object for this spill location...
230   int FrameIdx = MF->getFrameInfo()->CreateStackObject(RC->getSize(),
231                                                        RC->getAlignment());
232
233   // Assign the slot...
234   StackSlotForVirtReg.insert(I, std::make_pair(VirtReg, FrameIdx));
235   return FrameIdx;
236 }
237
238
239 /// removePhysReg - This method marks the specified physical register as no
240 /// longer being in use.
241 ///
242 void RA::removePhysReg(unsigned PhysReg) {
243   PhysRegsUsed[PhysReg] = -1;      // PhyReg no longer used
244
245   std::vector<unsigned>::iterator It =
246     std::find(PhysRegsUseOrder.begin(), PhysRegsUseOrder.end(), PhysReg);
247   if (It != PhysRegsUseOrder.end())
248     PhysRegsUseOrder.erase(It);
249 }
250
251
252 /// spillVirtReg - This method spills the value specified by PhysReg into the
253 /// virtual register slot specified by VirtReg.  It then updates the RA data
254 /// structures to indicate the fact that PhysReg is now available.
255 ///
256 void RA::spillVirtReg(MachineBasicBlock &MBB, MachineBasicBlock::iterator I,
257                       unsigned VirtReg, unsigned PhysReg) {
258   assert(VirtReg && "Spilling a physical register is illegal!"
259          " Must not have appropriate kill for the register or use exists beyond"
260          " the intended one.");
261   DEBUG(std::cerr << "  Spilling register " << RegInfo->getName(PhysReg);
262         std::cerr << " containing %reg" << VirtReg;
263         if (!isVirtRegModified(VirtReg))
264         std::cerr << " which has not been modified, so no store necessary!");
265
266   // Otherwise, there is a virtual register corresponding to this physical
267   // register.  We only need to spill it into its stack slot if it has been
268   // modified.
269   if (isVirtRegModified(VirtReg)) {
270     const TargetRegisterClass *RC = MF->getSSARegMap()->getRegClass(VirtReg);
271     int FrameIndex = getStackSpaceFor(VirtReg, RC);
272     DEBUG(std::cerr << " to stack slot #" << FrameIndex);
273     RegInfo->storeRegToStackSlot(MBB, I, PhysReg, FrameIndex, RC);
274     ++NumStores;   // Update statistics
275   }
276
277   getVirt2PhysRegMapSlot(VirtReg) = 0;   // VirtReg no longer available
278
279   DEBUG(std::cerr << "\n");
280   removePhysReg(PhysReg);
281 }
282
283
284 /// spillPhysReg - This method spills the specified physical register into the
285 /// virtual register slot associated with it.  If OnlyVirtRegs is set to true,
286 /// then the request is ignored if the physical register does not contain a
287 /// virtual register.
288 ///
289 void RA::spillPhysReg(MachineBasicBlock &MBB, MachineInstr *I,
290                       unsigned PhysReg, bool OnlyVirtRegs) {
291   if (PhysRegsUsed[PhysReg] != -1) {            // Only spill it if it's used!
292     if (PhysRegsUsed[PhysReg] || !OnlyVirtRegs)
293       spillVirtReg(MBB, I, PhysRegsUsed[PhysReg], PhysReg);
294   } else {
295     // If the selected register aliases any other registers, we must make
296     // sure that one of the aliases isn't alive...
297     for (const unsigned *AliasSet = RegInfo->getAliasSet(PhysReg);
298          *AliasSet; ++AliasSet)
299       if (PhysRegsUsed[*AliasSet] != -1)     // Spill aliased register...
300         if (PhysRegsUsed[*AliasSet] || !OnlyVirtRegs)
301           spillVirtReg(MBB, I, PhysRegsUsed[*AliasSet], *AliasSet);
302   }
303 }
304
305
306 /// assignVirtToPhysReg - This method updates local state so that we know
307 /// that PhysReg is the proper container for VirtReg now.  The physical
308 /// register must not be used for anything else when this is called.
309 ///
310 void RA::assignVirtToPhysReg(unsigned VirtReg, unsigned PhysReg) {
311   assert(PhysRegsUsed[PhysReg] == -1 && "Phys reg already assigned!");
312   // Update information to note the fact that this register was just used, and
313   // it holds VirtReg.
314   PhysRegsUsed[PhysReg] = VirtReg;
315   getVirt2PhysRegMapSlot(VirtReg) = PhysReg;
316   PhysRegsUseOrder.push_back(PhysReg);   // New use of PhysReg
317 }
318
319
320 /// isPhysRegAvailable - Return true if the specified physical register is free
321 /// and available for use.  This also includes checking to see if aliased
322 /// registers are all free...
323 ///
324 bool RA::isPhysRegAvailable(unsigned PhysReg) const {
325   if (PhysRegsUsed[PhysReg] != -1) return false;
326
327   // If the selected register aliases any other allocated registers, it is
328   // not free!
329   for (const unsigned *AliasSet = RegInfo->getAliasSet(PhysReg);
330        *AliasSet; ++AliasSet)
331     if (PhysRegsUsed[*AliasSet] != -1) // Aliased register in use?
332       return false;                    // Can't use this reg then.
333   return true;
334 }
335
336
337 /// getFreeReg - Look to see if there is a free register available in the
338 /// specified register class.  If not, return 0.
339 ///
340 unsigned RA::getFreeReg(const TargetRegisterClass *RC) {
341   // Get iterators defining the range of registers that are valid to allocate in
342   // this class, which also specifies the preferred allocation order.
343   TargetRegisterClass::iterator RI = RC->allocation_order_begin(*MF);
344   TargetRegisterClass::iterator RE = RC->allocation_order_end(*MF);
345
346   for (; RI != RE; ++RI)
347     if (isPhysRegAvailable(*RI)) {       // Is reg unused?
348       assert(*RI != 0 && "Cannot use register!");
349       return *RI; // Found an unused register!
350     }
351   return 0;
352 }
353
354
355 /// liberatePhysReg - Make sure the specified physical register is available for
356 /// use.  If there is currently a value in it, it is either moved out of the way
357 /// or spilled to memory.
358 ///
359 void RA::liberatePhysReg(MachineBasicBlock &MBB, MachineBasicBlock::iterator &I,
360                          unsigned PhysReg) {
361   spillPhysReg(MBB, I, PhysReg);
362 }
363
364
365 /// getReg - Find a physical register to hold the specified virtual
366 /// register.  If all compatible physical registers are used, this method spills
367 /// the last used virtual register to the stack, and uses that register.
368 ///
369 unsigned RA::getReg(MachineBasicBlock &MBB, MachineInstr *I,
370                     unsigned VirtReg) {
371   const TargetRegisterClass *RC = MF->getSSARegMap()->getRegClass(VirtReg);
372
373   // First check to see if we have a free register of the requested type...
374   unsigned PhysReg = getFreeReg(RC);
375
376   // If we didn't find an unused register, scavenge one now!
377   if (PhysReg == 0) {
378     assert(!PhysRegsUseOrder.empty() && "No allocated registers??");
379
380     // Loop over all of the preallocated registers from the least recently used
381     // to the most recently used.  When we find one that is capable of holding
382     // our register, use it.
383     for (unsigned i = 0; PhysReg == 0; ++i) {
384       assert(i != PhysRegsUseOrder.size() &&
385              "Couldn't find a register of the appropriate class!");
386
387       unsigned R = PhysRegsUseOrder[i];
388
389       // We can only use this register if it holds a virtual register (ie, it
390       // can be spilled).  Do not use it if it is an explicitly allocated
391       // physical register!
392       assert(PhysRegsUsed[R] != -1 &&
393              "PhysReg in PhysRegsUseOrder, but is not allocated?");
394       if (PhysRegsUsed[R]) {
395         // If the current register is compatible, use it.
396         if (RC->contains(R)) {
397           PhysReg = R;
398           break;
399         } else {
400           // If one of the registers aliased to the current register is
401           // compatible, use it.
402           for (const unsigned *AliasSet = RegInfo->getAliasSet(R);
403                *AliasSet; ++AliasSet) {
404             if (RC->contains(*AliasSet)) {
405               PhysReg = *AliasSet;    // Take an aliased register
406               break;
407             }
408           }
409         }
410       }
411     }
412
413     assert(PhysReg && "Physical register not assigned!?!?");
414
415     // At this point PhysRegsUseOrder[i] is the least recently used register of
416     // compatible register class.  Spill it to memory and reap its remains.
417     spillPhysReg(MBB, I, PhysReg);
418   }
419
420   // Now that we know which register we need to assign this to, do it now!
421   assignVirtToPhysReg(VirtReg, PhysReg);
422   return PhysReg;
423 }
424
425
426 /// reloadVirtReg - This method transforms the specified specified virtual
427 /// register use to refer to a physical register.  This method may do this in
428 /// one of several ways: if the register is available in a physical register
429 /// already, it uses that physical register.  If the value is not in a physical
430 /// register, and if there are physical registers available, it loads it into a
431 /// register.  If register pressure is high, and it is possible, it tries to
432 /// fold the load of the virtual register into the instruction itself.  It
433 /// avoids doing this if register pressure is low to improve the chance that
434 /// subsequent instructions can use the reloaded value.  This method returns the
435 /// modified instruction.
436 ///
437 MachineInstr *RA::reloadVirtReg(MachineBasicBlock &MBB, MachineInstr *MI,
438                                 unsigned OpNum) {
439   unsigned VirtReg = MI->getOperand(OpNum).getReg();
440
441   // If the virtual register is already available, just update the instruction
442   // and return.
443   if (unsigned PR = getVirt2PhysRegMapSlot(VirtReg)) {
444     MarkPhysRegRecentlyUsed(PR);          // Already have this value available!
445     MI->SetMachineOperandReg(OpNum, PR);  // Assign the input register
446     return MI;
447   }
448
449   // Otherwise, we need to fold it into the current instruction, or reload it.
450   // If we have registers available to hold the value, use them.
451   const TargetRegisterClass *RC = MF->getSSARegMap()->getRegClass(VirtReg);
452   unsigned PhysReg = getFreeReg(RC);
453   int FrameIndex = getStackSpaceFor(VirtReg, RC);
454
455   if (PhysReg) {   // Register is available, allocate it!
456     assignVirtToPhysReg(VirtReg, PhysReg);
457   } else {         // No registers available.
458     // If we can fold this spill into this instruction, do so now.
459     if (MachineInstr* FMI = RegInfo->foldMemoryOperand(MI, OpNum, FrameIndex)){
460       ++NumFolded;
461       // Since we changed the address of MI, make sure to update live variables
462       // to know that the new instruction has the properties of the old one.
463       LV->instructionChanged(MI, FMI);
464       return MBB.insert(MBB.erase(MI), FMI);
465     }
466
467     // It looks like we can't fold this virtual register load into this
468     // instruction.  Force some poor hapless value out of the register file to
469     // make room for the new register, and reload it.
470     PhysReg = getReg(MBB, MI, VirtReg);
471   }
472
473   markVirtRegModified(VirtReg, false);   // Note that this reg was just reloaded
474
475   DEBUG(std::cerr << "  Reloading %reg" << VirtReg << " into "
476                   << RegInfo->getName(PhysReg) << "\n");
477
478   // Add move instruction(s)
479   RegInfo->loadRegFromStackSlot(MBB, MI, PhysReg, FrameIndex, RC);
480   ++NumLoads;    // Update statistics
481
482   PhysRegsEverUsed[PhysReg] = true;
483   MI->SetMachineOperandReg(OpNum, PhysReg);  // Assign the input register
484   return MI;
485 }
486
487
488
489 void RA::AllocateBasicBlock(MachineBasicBlock &MBB) {
490   // loop over each instruction
491   MachineBasicBlock::iterator MII = MBB.begin();
492   const TargetInstrInfo &TII = *TM->getInstrInfo();
493   while (MII != MBB.end()) {
494     MachineInstr *MI = MII++;
495     const TargetInstrDescriptor &TID = TII.get(MI->getOpcode());
496     DEBUG(std::cerr << "\nStarting RegAlloc of: " << *MI;
497           std::cerr << "  Regs have values: ";
498           for (unsigned i = 0; i != RegInfo->getNumRegs(); ++i)
499             if (PhysRegsUsed[i] != -1)
500                std::cerr << "[" << RegInfo->getName(i)
501                          << ",%reg" << PhysRegsUsed[i] << "] ";
502           std::cerr << "\n");
503
504     // Loop over the implicit uses, making sure that they are at the head of the
505     // use order list, so they don't get reallocated.
506     for (const unsigned *ImplicitUses = TID.ImplicitUses;
507          *ImplicitUses; ++ImplicitUses)
508       MarkPhysRegRecentlyUsed(*ImplicitUses);
509
510     // Get the used operands into registers.  This has the potential to spill
511     // incoming values if we are out of registers.  Note that we completely
512     // ignore physical register uses here.  We assume that if an explicit
513     // physical register is referenced by the instruction, that it is guaranteed
514     // to be live-in, or the input is badly hosed.
515     //
516     for (unsigned i = 0; i != MI->getNumOperands(); ++i) {
517       MachineOperand& MO = MI->getOperand(i);
518       // here we are looking for only used operands (never def&use)
519       if (!MO.isDef() && MO.isRegister() && MO.getReg() &&
520           MRegisterInfo::isVirtualRegister(MO.getReg()))
521         MI = reloadVirtReg(MBB, MI, i);
522     }
523
524     // If this instruction is the last user of anything in registers, kill the
525     // value, freeing the register being used, so it doesn't need to be
526     // spilled to memory.
527     //
528     for (LiveVariables::killed_iterator KI = LV->killed_begin(MI),
529            KE = LV->killed_end(MI); KI != KE; ++KI) {
530       unsigned VirtReg = *KI;
531       unsigned PhysReg = VirtReg;
532       if (MRegisterInfo::isVirtualRegister(VirtReg)) {
533         // If the virtual register was never materialized into a register, it
534         // might not be in the map, but it won't hurt to zero it out anyway.
535         unsigned &PhysRegSlot = getVirt2PhysRegMapSlot(VirtReg);
536         PhysReg = PhysRegSlot;
537         PhysRegSlot = 0;
538       }
539
540       if (PhysReg) {
541         DEBUG(std::cerr << "  Last use of " << RegInfo->getName(PhysReg)
542               << "[%reg" << VirtReg <<"], removing it from live set\n");
543         removePhysReg(PhysReg);
544       }
545     }
546
547     // Loop over all of the operands of the instruction, spilling registers that
548     // are defined, and marking explicit destinations in the PhysRegsUsed map.
549     for (unsigned i = 0, e = MI->getNumOperands(); i != e; ++i) {
550       MachineOperand& MO = MI->getOperand(i);
551       if (MO.isDef() && MO.isRegister() && MO.getReg() &&
552           MRegisterInfo::isPhysicalRegister(MO.getReg())) {
553         unsigned Reg = MO.getReg();
554         PhysRegsEverUsed[Reg] = true;
555         spillPhysReg(MBB, MI, Reg, true); // Spill any existing value in the reg
556         PhysRegsUsed[Reg] = 0;            // It is free and reserved now
557         PhysRegsUseOrder.push_back(Reg);
558         for (const unsigned *AliasSet = RegInfo->getAliasSet(Reg);
559              *AliasSet; ++AliasSet) {
560           PhysRegsUseOrder.push_back(*AliasSet);
561           PhysRegsUsed[*AliasSet] = 0;  // It is free and reserved now
562           PhysRegsEverUsed[*AliasSet] = true;
563         }
564       }
565     }
566
567     // Loop over the implicit defs, spilling them as well.
568     for (const unsigned *ImplicitDefs = TID.ImplicitDefs;
569          *ImplicitDefs; ++ImplicitDefs) {
570       unsigned Reg = *ImplicitDefs;
571       spillPhysReg(MBB, MI, Reg, true);
572       PhysRegsUseOrder.push_back(Reg);
573       PhysRegsUsed[Reg] = 0;            // It is free and reserved now
574       PhysRegsEverUsed[Reg] = true;
575
576       for (const unsigned *AliasSet = RegInfo->getAliasSet(Reg);
577            *AliasSet; ++AliasSet) {
578         PhysRegsUseOrder.push_back(*AliasSet);
579         PhysRegsUsed[*AliasSet] = 0;  // It is free and reserved now
580         PhysRegsEverUsed[*AliasSet] = true;
581       }
582     }
583
584     // Okay, we have allocated all of the source operands and spilled any values
585     // that would be destroyed by defs of this instruction.  Loop over the
586     // explicit defs and assign them to a register, spilling incoming values if
587     // we need to scavenge a register.
588     //
589     for (unsigned i = 0, e = MI->getNumOperands(); i != e; ++i) {
590       MachineOperand& MO = MI->getOperand(i);
591       if (MO.isDef() && MO.isRegister() && MO.getReg() &&
592           MRegisterInfo::isVirtualRegister(MO.getReg())) {
593         unsigned DestVirtReg = MO.getReg();
594         unsigned DestPhysReg;
595
596         // If DestVirtReg already has a value, use it.
597         if (!(DestPhysReg = getVirt2PhysRegMapSlot(DestVirtReg)))
598           DestPhysReg = getReg(MBB, MI, DestVirtReg);
599         PhysRegsEverUsed[DestPhysReg] = true;
600         markVirtRegModified(DestVirtReg);
601         MI->SetMachineOperandReg(i, DestPhysReg);  // Assign the output register
602       }
603     }
604
605     // If this instruction defines any registers that are immediately dead,
606     // kill them now.
607     //
608     for (LiveVariables::killed_iterator KI = LV->dead_begin(MI),
609            KE = LV->dead_end(MI); KI != KE; ++KI) {
610       unsigned VirtReg = *KI;
611       unsigned PhysReg = VirtReg;
612       if (MRegisterInfo::isVirtualRegister(VirtReg)) {
613         unsigned &PhysRegSlot = getVirt2PhysRegMapSlot(VirtReg);
614         PhysReg = PhysRegSlot;
615         assert(PhysReg != 0);
616         PhysRegSlot = 0;
617       }
618
619       if (PhysReg) {
620         DEBUG(std::cerr << "  Register " << RegInfo->getName(PhysReg)
621               << " [%reg" << VirtReg
622               << "] is never used, removing it frame live list\n");
623         removePhysReg(PhysReg);
624       }
625     }
626     
627     // Finally, if this is a noop copy instruction, zap it.
628     unsigned SrcReg, DstReg;
629     if (TII.isMoveInstr(*MI, SrcReg, DstReg) && SrcReg == DstReg)
630       MBB.erase(MI);
631   }
632
633   MachineBasicBlock::iterator MI = MBB.getFirstTerminator();
634
635   // Spill all physical registers holding virtual registers now.
636   for (unsigned i = 0, e = RegInfo->getNumRegs(); i != e; ++i)
637     if (PhysRegsUsed[i] != -1)
638       if (unsigned VirtReg = PhysRegsUsed[i])
639         spillVirtReg(MBB, MI, VirtReg, i);
640       else
641         removePhysReg(i);
642
643 #if 0
644   // This checking code is very expensive.
645   bool AllOk = true;
646   for (unsigned i = MRegisterInfo::FirstVirtualRegister,
647            e = MF->getSSARegMap()->getLastVirtReg(); i <= e; ++i)
648     if (unsigned PR = Virt2PhysRegMap[i]) {
649       std::cerr << "Register still mapped: " << i << " -> " << PR << "\n";
650       AllOk = false;
651     }
652   assert(AllOk && "Virtual registers still in phys regs?");
653 #endif
654
655   // Clear any physical register which appear live at the end of the basic
656   // block, but which do not hold any virtual registers.  e.g., the stack
657   // pointer.
658   PhysRegsUseOrder.clear();
659 }
660
661
662 /// runOnMachineFunction - Register allocate the whole function
663 ///
664 bool RA::runOnMachineFunction(MachineFunction &Fn) {
665   DEBUG(std::cerr << "Machine Function " << "\n");
666   MF = &Fn;
667   TM = &Fn.getTarget();
668   RegInfo = TM->getRegisterInfo();
669   LV = &getAnalysis<LiveVariables>();
670
671   PhysRegsEverUsed = new bool[RegInfo->getNumRegs()];
672   std::fill(PhysRegsEverUsed, PhysRegsEverUsed+RegInfo->getNumRegs(), false);
673   Fn.setUsedPhysRegs(PhysRegsEverUsed);
674
675   PhysRegsUsed.assign(RegInfo->getNumRegs(), -1);
676
677   // initialize the virtual->physical register map to have a 'null'
678   // mapping for all virtual registers
679   Virt2PhysRegMap.grow(MF->getSSARegMap()->getLastVirtReg());
680
681   // Loop over all of the basic blocks, eliminating virtual register references
682   for (MachineFunction::iterator MBB = Fn.begin(), MBBe = Fn.end();
683        MBB != MBBe; ++MBB)
684     AllocateBasicBlock(*MBB);
685
686   StackSlotForVirtReg.clear();
687   PhysRegsUsed.clear();
688   VirtRegModified.clear();
689   Virt2PhysRegMap.clear();
690   return true;
691 }
692
693 FunctionPass *llvm::createLocalRegisterAllocator() {
694   return new RA();
695 }