Switch a number of loops in lib/CodeGen over to range-based for-loops, now that
[oota-llvm.git] / lib / CodeGen / RegisterCoalescer.cpp
1 //===- RegisterCoalescer.cpp - Generic Register Coalescing Interface -------==//
2 //
3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
4 //
5 // This file is distributed under the University of Illinois Open Source
6 // License. See LICENSE.TXT for details.
7 //
8 //===----------------------------------------------------------------------===//
9 //
10 // This file implements the generic RegisterCoalescer interface which
11 // is used as the common interface used by all clients and
12 // implementations of register coalescing.
13 //
14 //===----------------------------------------------------------------------===//
15
16 #define DEBUG_TYPE "regalloc"
17 #include "RegisterCoalescer.h"
18 #include "llvm/ADT/STLExtras.h"
19 #include "llvm/ADT/SmallSet.h"
20 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
21 #include "llvm/Analysis/AliasAnalysis.h"
22 #include "llvm/CodeGen/LiveIntervalAnalysis.h"
23 #include "llvm/CodeGen/LiveRangeEdit.h"
24 #include "llvm/CodeGen/MachineFrameInfo.h"
25 #include "llvm/CodeGen/MachineInstr.h"
26 #include "llvm/CodeGen/MachineLoopInfo.h"
27 #include "llvm/CodeGen/MachineRegisterInfo.h"
28 #include "llvm/CodeGen/Passes.h"
29 #include "llvm/CodeGen/RegisterClassInfo.h"
30 #include "llvm/CodeGen/VirtRegMap.h"
31 #include "llvm/IR/Value.h"
32 #include "llvm/Pass.h"
33 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
34 #include "llvm/Support/Debug.h"
35 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
36 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
37 #include "llvm/Target/TargetInstrInfo.h"
38 #include "llvm/Target/TargetMachine.h"
39 #include "llvm/Target/TargetRegisterInfo.h"
40 #include "llvm/Target/TargetSubtargetInfo.h"
41 #include <algorithm>
42 #include <cmath>
43 using namespace llvm;
44
45 STATISTIC(numJoins    , "Number of interval joins performed");
46 STATISTIC(numCrossRCs , "Number of cross class joins performed");
47 STATISTIC(numCommutes , "Number of instruction commuting performed");
48 STATISTIC(numExtends  , "Number of copies extended");
49 STATISTIC(NumReMats   , "Number of instructions re-materialized");
50 STATISTIC(NumInflated , "Number of register classes inflated");
51 STATISTIC(NumLaneConflicts, "Number of dead lane conflicts tested");
52 STATISTIC(NumLaneResolves,  "Number of dead lane conflicts resolved");
53
54 static cl::opt<bool>
55 EnableJoining("join-liveintervals",
56               cl::desc("Coalesce copies (default=true)"),
57               cl::init(true));
58
59 // Temporary flag to test critical edge unsplitting.
60 static cl::opt<bool>
61 EnableJoinSplits("join-splitedges",
62   cl::desc("Coalesce copies on split edges (default=subtarget)"), cl::Hidden);
63
64 // Temporary flag to test global copy optimization.
65 static cl::opt<cl::boolOrDefault>
66 EnableGlobalCopies("join-globalcopies",
67   cl::desc("Coalesce copies that span blocks (default=subtarget)"),
68   cl::init(cl::BOU_UNSET), cl::Hidden);
69
70 static cl::opt<bool>
71 VerifyCoalescing("verify-coalescing",
72          cl::desc("Verify machine instrs before and after register coalescing"),
73          cl::Hidden);
74
75 namespace {
76   class RegisterCoalescer : public MachineFunctionPass,
77                             private LiveRangeEdit::Delegate {
78     MachineFunction* MF;
79     MachineRegisterInfo* MRI;
80     const TargetMachine* TM;
81     const TargetRegisterInfo* TRI;
82     const TargetInstrInfo* TII;
83     LiveIntervals *LIS;
84     const MachineLoopInfo* Loops;
85     AliasAnalysis *AA;
86     RegisterClassInfo RegClassInfo;
87
88     /// \brief True if the coalescer should aggressively coalesce global copies
89     /// in favor of keeping local copies.
90     bool JoinGlobalCopies;
91
92     /// \brief True if the coalescer should aggressively coalesce fall-thru
93     /// blocks exclusively containing copies.
94     bool JoinSplitEdges;
95
96     /// WorkList - Copy instructions yet to be coalesced.
97     SmallVector<MachineInstr*, 8> WorkList;
98     SmallVector<MachineInstr*, 8> LocalWorkList;
99
100     /// ErasedInstrs - Set of instruction pointers that have been erased, and
101     /// that may be present in WorkList.
102     SmallPtrSet<MachineInstr*, 8> ErasedInstrs;
103
104     /// Dead instructions that are about to be deleted.
105     SmallVector<MachineInstr*, 8> DeadDefs;
106
107     /// Virtual registers to be considered for register class inflation.
108     SmallVector<unsigned, 8> InflateRegs;
109
110     /// Recursively eliminate dead defs in DeadDefs.
111     void eliminateDeadDefs();
112
113     /// LiveRangeEdit callback.
114     void LRE_WillEraseInstruction(MachineInstr *MI) override;
115
116     /// coalesceLocals - coalesce the LocalWorkList.
117     void coalesceLocals();
118
119     /// joinAllIntervals - join compatible live intervals
120     void joinAllIntervals();
121
122     /// copyCoalesceInMBB - Coalesce copies in the specified MBB, putting
123     /// copies that cannot yet be coalesced into WorkList.
124     void copyCoalesceInMBB(MachineBasicBlock *MBB);
125
126     /// copyCoalesceWorkList - Try to coalesce all copies in CurrList. Return
127     /// true if any progress was made.
128     bool copyCoalesceWorkList(MutableArrayRef<MachineInstr*> CurrList);
129
130     /// joinCopy - Attempt to join intervals corresponding to SrcReg/DstReg,
131     /// which are the src/dst of the copy instruction CopyMI.  This returns
132     /// true if the copy was successfully coalesced away. If it is not
133     /// currently possible to coalesce this interval, but it may be possible if
134     /// other things get coalesced, then it returns true by reference in
135     /// 'Again'.
136     bool joinCopy(MachineInstr *TheCopy, bool &Again);
137
138     /// joinIntervals - Attempt to join these two intervals.  On failure, this
139     /// returns false.  The output "SrcInt" will not have been modified, so we
140     /// can use this information below to update aliases.
141     bool joinIntervals(CoalescerPair &CP);
142
143     /// Attempt joining two virtual registers. Return true on success.
144     bool joinVirtRegs(CoalescerPair &CP);
145
146     /// Attempt joining with a reserved physreg.
147     bool joinReservedPhysReg(CoalescerPair &CP);
148
149     /// adjustCopiesBackFrom - We found a non-trivially-coalescable copy. If
150     /// the source value number is defined by a copy from the destination reg
151     /// see if we can merge these two destination reg valno# into a single
152     /// value number, eliminating a copy.
153     bool adjustCopiesBackFrom(const CoalescerPair &CP, MachineInstr *CopyMI);
154
155     /// hasOtherReachingDefs - Return true if there are definitions of IntB
156     /// other than BValNo val# that can reach uses of AValno val# of IntA.
157     bool hasOtherReachingDefs(LiveInterval &IntA, LiveInterval &IntB,
158                               VNInfo *AValNo, VNInfo *BValNo);
159
160     /// removeCopyByCommutingDef - We found a non-trivially-coalescable copy.
161     /// If the source value number is defined by a commutable instruction and
162     /// its other operand is coalesced to the copy dest register, see if we
163     /// can transform the copy into a noop by commuting the definition.
164     bool removeCopyByCommutingDef(const CoalescerPair &CP,MachineInstr *CopyMI);
165
166     /// reMaterializeTrivialDef - If the source of a copy is defined by a
167     /// trivial computation, replace the copy by rematerialize the definition.
168     bool reMaterializeTrivialDef(CoalescerPair &CP, MachineInstr *CopyMI,
169                                  bool &IsDefCopy);
170
171     /// canJoinPhys - Return true if a physreg copy should be joined.
172     bool canJoinPhys(const CoalescerPair &CP);
173
174     /// updateRegDefsUses - Replace all defs and uses of SrcReg to DstReg and
175     /// update the subregister number if it is not zero. If DstReg is a
176     /// physical register and the existing subregister number of the def / use
177     /// being updated is not zero, make sure to set it to the correct physical
178     /// subregister.
179     void updateRegDefsUses(unsigned SrcReg, unsigned DstReg, unsigned SubIdx);
180
181     /// eliminateUndefCopy - Handle copies of undef values.
182     bool eliminateUndefCopy(MachineInstr *CopyMI, const CoalescerPair &CP);
183
184   public:
185     static char ID; // Class identification, replacement for typeinfo
186     RegisterCoalescer() : MachineFunctionPass(ID) {
187       initializeRegisterCoalescerPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
188     }
189
190     void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const override;
191
192     void releaseMemory() override;
193
194     /// runOnMachineFunction - pass entry point
195     bool runOnMachineFunction(MachineFunction&) override;
196
197     /// print - Implement the dump method.
198     void print(raw_ostream &O, const Module* = 0) const override;
199   };
200 } /// end anonymous namespace
201
202 char &llvm::RegisterCoalescerID = RegisterCoalescer::ID;
203
204 INITIALIZE_PASS_BEGIN(RegisterCoalescer, "simple-register-coalescing",
205                       "Simple Register Coalescing", false, false)
206 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(LiveIntervals)
207 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(SlotIndexes)
208 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(MachineLoopInfo)
209 INITIALIZE_AG_DEPENDENCY(AliasAnalysis)
210 INITIALIZE_PASS_END(RegisterCoalescer, "simple-register-coalescing",
211                     "Simple Register Coalescing", false, false)
212
213 char RegisterCoalescer::ID = 0;
214
215 static bool isMoveInstr(const TargetRegisterInfo &tri, const MachineInstr *MI,
216                         unsigned &Src, unsigned &Dst,
217                         unsigned &SrcSub, unsigned &DstSub) {
218   if (MI->isCopy()) {
219     Dst = MI->getOperand(0).getReg();
220     DstSub = MI->getOperand(0).getSubReg();
221     Src = MI->getOperand(1).getReg();
222     SrcSub = MI->getOperand(1).getSubReg();
223   } else if (MI->isSubregToReg()) {
224     Dst = MI->getOperand(0).getReg();
225     DstSub = tri.composeSubRegIndices(MI->getOperand(0).getSubReg(),
226                                       MI->getOperand(3).getImm());
227     Src = MI->getOperand(2).getReg();
228     SrcSub = MI->getOperand(2).getSubReg();
229   } else
230     return false;
231   return true;
232 }
233
234 // Return true if this block should be vacated by the coalescer to eliminate
235 // branches. The important cases to handle in the coalescer are critical edges
236 // split during phi elimination which contain only copies. Simple blocks that
237 // contain non-branches should also be vacated, but this can be handled by an
238 // earlier pass similar to early if-conversion.
239 static bool isSplitEdge(const MachineBasicBlock *MBB) {
240   if (MBB->pred_size() != 1 || MBB->succ_size() != 1)
241     return false;
242
243   for (MachineBasicBlock::const_iterator MII = MBB->begin(), E = MBB->end();
244        MII != E; ++MII) {
245     if (!MII->isCopyLike() && !MII->isUnconditionalBranch())
246       return false;
247   }
248   return true;
249 }
250
251 bool CoalescerPair::setRegisters(const MachineInstr *MI) {
252   SrcReg = DstReg = 0;
253   SrcIdx = DstIdx = 0;
254   NewRC = 0;
255   Flipped = CrossClass = false;
256
257   unsigned Src, Dst, SrcSub, DstSub;
258   if (!isMoveInstr(TRI, MI, Src, Dst, SrcSub, DstSub))
259     return false;
260   Partial = SrcSub || DstSub;
261
262   // If one register is a physreg, it must be Dst.
263   if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(Src)) {
264     if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(Dst))
265       return false;
266     std::swap(Src, Dst);
267     std::swap(SrcSub, DstSub);
268     Flipped = true;
269   }
270
271   const MachineRegisterInfo &MRI = MI->getParent()->getParent()->getRegInfo();
272
273   if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(Dst)) {
274     // Eliminate DstSub on a physreg.
275     if (DstSub) {
276       Dst = TRI.getSubReg(Dst, DstSub);
277       if (!Dst) return false;
278       DstSub = 0;
279     }
280
281     // Eliminate SrcSub by picking a corresponding Dst superregister.
282     if (SrcSub) {
283       Dst = TRI.getMatchingSuperReg(Dst, SrcSub, MRI.getRegClass(Src));
284       if (!Dst) return false;
285     } else if (!MRI.getRegClass(Src)->contains(Dst)) {
286       return false;
287     }
288   } else {
289     // Both registers are virtual.
290     const TargetRegisterClass *SrcRC = MRI.getRegClass(Src);
291     const TargetRegisterClass *DstRC = MRI.getRegClass(Dst);
292
293     // Both registers have subreg indices.
294     if (SrcSub && DstSub) {
295       // Copies between different sub-registers are never coalescable.
296       if (Src == Dst && SrcSub != DstSub)
297         return false;
298
299       NewRC = TRI.getCommonSuperRegClass(SrcRC, SrcSub, DstRC, DstSub,
300                                          SrcIdx, DstIdx);
301       if (!NewRC)
302         return false;
303     } else if (DstSub) {
304       // SrcReg will be merged with a sub-register of DstReg.
305       SrcIdx = DstSub;
306       NewRC = TRI.getMatchingSuperRegClass(DstRC, SrcRC, DstSub);
307     } else if (SrcSub) {
308       // DstReg will be merged with a sub-register of SrcReg.
309       DstIdx = SrcSub;
310       NewRC = TRI.getMatchingSuperRegClass(SrcRC, DstRC, SrcSub);
311     } else {
312       // This is a straight copy without sub-registers.
313       NewRC = TRI.getCommonSubClass(DstRC, SrcRC);
314     }
315
316     // The combined constraint may be impossible to satisfy.
317     if (!NewRC)
318       return false;
319
320     // Prefer SrcReg to be a sub-register of DstReg.
321     // FIXME: Coalescer should support subregs symmetrically.
322     if (DstIdx && !SrcIdx) {
323       std::swap(Src, Dst);
324       std::swap(SrcIdx, DstIdx);
325       Flipped = !Flipped;
326     }
327
328     CrossClass = NewRC != DstRC || NewRC != SrcRC;
329   }
330   // Check our invariants
331   assert(TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(Src) && "Src must be virtual");
332   assert(!(TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(Dst) && DstSub) &&
333          "Cannot have a physical SubIdx");
334   SrcReg = Src;
335   DstReg = Dst;
336   return true;
337 }
338
339 bool CoalescerPair::flip() {
340   if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(DstReg))
341     return false;
342   std::swap(SrcReg, DstReg);
343   std::swap(SrcIdx, DstIdx);
344   Flipped = !Flipped;
345   return true;
346 }
347
348 bool CoalescerPair::isCoalescable(const MachineInstr *MI) const {
349   if (!MI)
350     return false;
351   unsigned Src, Dst, SrcSub, DstSub;
352   if (!isMoveInstr(TRI, MI, Src, Dst, SrcSub, DstSub))
353     return false;
354
355   // Find the virtual register that is SrcReg.
356   if (Dst == SrcReg) {
357     std::swap(Src, Dst);
358     std::swap(SrcSub, DstSub);
359   } else if (Src != SrcReg) {
360     return false;
361   }
362
363   // Now check that Dst matches DstReg.
364   if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(DstReg)) {
365     if (!TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(Dst))
366       return false;
367     assert(!DstIdx && !SrcIdx && "Inconsistent CoalescerPair state.");
368     // DstSub could be set for a physreg from INSERT_SUBREG.
369     if (DstSub)
370       Dst = TRI.getSubReg(Dst, DstSub);
371     // Full copy of Src.
372     if (!SrcSub)
373       return DstReg == Dst;
374     // This is a partial register copy. Check that the parts match.
375     return TRI.getSubReg(DstReg, SrcSub) == Dst;
376   } else {
377     // DstReg is virtual.
378     if (DstReg != Dst)
379       return false;
380     // Registers match, do the subregisters line up?
381     return TRI.composeSubRegIndices(SrcIdx, SrcSub) ==
382            TRI.composeSubRegIndices(DstIdx, DstSub);
383   }
384 }
385
386 void RegisterCoalescer::getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
387   AU.setPreservesCFG();
388   AU.addRequired<AliasAnalysis>();
389   AU.addRequired<LiveIntervals>();
390   AU.addPreserved<LiveIntervals>();
391   AU.addPreserved<SlotIndexes>();
392   AU.addRequired<MachineLoopInfo>();
393   AU.addPreserved<MachineLoopInfo>();
394   AU.addPreservedID(MachineDominatorsID);
395   MachineFunctionPass::getAnalysisUsage(AU);
396 }
397
398 void RegisterCoalescer::eliminateDeadDefs() {
399   SmallVector<unsigned, 8> NewRegs;
400   LiveRangeEdit(0, NewRegs, *MF, *LIS, 0, this).eliminateDeadDefs(DeadDefs);
401 }
402
403 // Callback from eliminateDeadDefs().
404 void RegisterCoalescer::LRE_WillEraseInstruction(MachineInstr *MI) {
405   // MI may be in WorkList. Make sure we don't visit it.
406   ErasedInstrs.insert(MI);
407 }
408
409 /// adjustCopiesBackFrom - We found a non-trivially-coalescable copy with IntA
410 /// being the source and IntB being the dest, thus this defines a value number
411 /// in IntB.  If the source value number (in IntA) is defined by a copy from B,
412 /// see if we can merge these two pieces of B into a single value number,
413 /// eliminating a copy.  For example:
414 ///
415 ///  A3 = B0
416 ///    ...
417 ///  B1 = A3      <- this copy
418 ///
419 /// In this case, B0 can be extended to where the B1 copy lives, allowing the B1
420 /// value number to be replaced with B0 (which simplifies the B liveinterval).
421 ///
422 /// This returns true if an interval was modified.
423 ///
424 bool RegisterCoalescer::adjustCopiesBackFrom(const CoalescerPair &CP,
425                                              MachineInstr *CopyMI) {
426   assert(!CP.isPartial() && "This doesn't work for partial copies.");
427   assert(!CP.isPhys() && "This doesn't work for physreg copies.");
428
429   LiveInterval &IntA =
430     LIS->getInterval(CP.isFlipped() ? CP.getDstReg() : CP.getSrcReg());
431   LiveInterval &IntB =
432     LIS->getInterval(CP.isFlipped() ? CP.getSrcReg() : CP.getDstReg());
433   SlotIndex CopyIdx = LIS->getInstructionIndex(CopyMI).getRegSlot();
434
435   // BValNo is a value number in B that is defined by a copy from A.  'B1' in
436   // the example above.
437   LiveInterval::iterator BS = IntB.FindSegmentContaining(CopyIdx);
438   if (BS == IntB.end()) return false;
439   VNInfo *BValNo = BS->valno;
440
441   // Get the location that B is defined at.  Two options: either this value has
442   // an unknown definition point or it is defined at CopyIdx.  If unknown, we
443   // can't process it.
444   if (BValNo->def != CopyIdx) return false;
445
446   // AValNo is the value number in A that defines the copy, A3 in the example.
447   SlotIndex CopyUseIdx = CopyIdx.getRegSlot(true);
448   LiveInterval::iterator AS = IntA.FindSegmentContaining(CopyUseIdx);
449   // The live segment might not exist after fun with physreg coalescing.
450   if (AS == IntA.end()) return false;
451   VNInfo *AValNo = AS->valno;
452
453   // If AValNo is defined as a copy from IntB, we can potentially process this.
454   // Get the instruction that defines this value number.
455   MachineInstr *ACopyMI = LIS->getInstructionFromIndex(AValNo->def);
456   // Don't allow any partial copies, even if isCoalescable() allows them.
457   if (!CP.isCoalescable(ACopyMI) || !ACopyMI->isFullCopy())
458     return false;
459
460   // Get the Segment in IntB that this value number starts with.
461   LiveInterval::iterator ValS =
462     IntB.FindSegmentContaining(AValNo->def.getPrevSlot());
463   if (ValS == IntB.end())
464     return false;
465
466   // Make sure that the end of the live segment is inside the same block as
467   // CopyMI.
468   MachineInstr *ValSEndInst =
469     LIS->getInstructionFromIndex(ValS->end.getPrevSlot());
470   if (!ValSEndInst || ValSEndInst->getParent() != CopyMI->getParent())
471     return false;
472
473   // Okay, we now know that ValS ends in the same block that the CopyMI
474   // live-range starts.  If there are no intervening live segments between them
475   // in IntB, we can merge them.
476   if (ValS+1 != BS) return false;
477
478   DEBUG(dbgs() << "Extending: " << PrintReg(IntB.reg, TRI));
479
480   SlotIndex FillerStart = ValS->end, FillerEnd = BS->start;
481   // We are about to delete CopyMI, so need to remove it as the 'instruction
482   // that defines this value #'. Update the valnum with the new defining
483   // instruction #.
484   BValNo->def = FillerStart;
485
486   // Okay, we can merge them.  We need to insert a new liverange:
487   // [ValS.end, BS.begin) of either value number, then we merge the
488   // two value numbers.
489   IntB.addSegment(LiveInterval::Segment(FillerStart, FillerEnd, BValNo));
490
491   // Okay, merge "B1" into the same value number as "B0".
492   if (BValNo != ValS->valno)
493     IntB.MergeValueNumberInto(BValNo, ValS->valno);
494   DEBUG(dbgs() << "   result = " << IntB << '\n');
495
496   // If the source instruction was killing the source register before the
497   // merge, unset the isKill marker given the live range has been extended.
498   int UIdx = ValSEndInst->findRegisterUseOperandIdx(IntB.reg, true);
499   if (UIdx != -1) {
500     ValSEndInst->getOperand(UIdx).setIsKill(false);
501   }
502
503   // Rewrite the copy. If the copy instruction was killing the destination
504   // register before the merge, find the last use and trim the live range. That
505   // will also add the isKill marker.
506   CopyMI->substituteRegister(IntA.reg, IntB.reg, 0, *TRI);
507   if (AS->end == CopyIdx)
508     LIS->shrinkToUses(&IntA);
509
510   ++numExtends;
511   return true;
512 }
513
514 /// hasOtherReachingDefs - Return true if there are definitions of IntB
515 /// other than BValNo val# that can reach uses of AValno val# of IntA.
516 bool RegisterCoalescer::hasOtherReachingDefs(LiveInterval &IntA,
517                                              LiveInterval &IntB,
518                                              VNInfo *AValNo,
519                                              VNInfo *BValNo) {
520   // If AValNo has PHI kills, conservatively assume that IntB defs can reach
521   // the PHI values.
522   if (LIS->hasPHIKill(IntA, AValNo))
523     return true;
524
525   for (LiveInterval::iterator AI = IntA.begin(), AE = IntA.end();
526        AI != AE; ++AI) {
527     if (AI->valno != AValNo) continue;
528     LiveInterval::iterator BI =
529       std::upper_bound(IntB.begin(), IntB.end(), AI->start);
530     if (BI != IntB.begin())
531       --BI;
532     for (; BI != IntB.end() && AI->end >= BI->start; ++BI) {
533       if (BI->valno == BValNo)
534         continue;
535       if (BI->start <= AI->start && BI->end > AI->start)
536         return true;
537       if (BI->start > AI->start && BI->start < AI->end)
538         return true;
539     }
540   }
541   return false;
542 }
543
544 /// removeCopyByCommutingDef - We found a non-trivially-coalescable copy with
545 /// IntA being the source and IntB being the dest, thus this defines a value
546 /// number in IntB.  If the source value number (in IntA) is defined by a
547 /// commutable instruction and its other operand is coalesced to the copy dest
548 /// register, see if we can transform the copy into a noop by commuting the
549 /// definition. For example,
550 ///
551 ///  A3 = op A2 B0<kill>
552 ///    ...
553 ///  B1 = A3      <- this copy
554 ///    ...
555 ///     = op A3   <- more uses
556 ///
557 /// ==>
558 ///
559 ///  B2 = op B0 A2<kill>
560 ///    ...
561 ///  B1 = B2      <- now an identify copy
562 ///    ...
563 ///     = op B2   <- more uses
564 ///
565 /// This returns true if an interval was modified.
566 ///
567 bool RegisterCoalescer::removeCopyByCommutingDef(const CoalescerPair &CP,
568                                                  MachineInstr *CopyMI) {
569   assert (!CP.isPhys());
570
571   SlotIndex CopyIdx = LIS->getInstructionIndex(CopyMI).getRegSlot();
572
573   LiveInterval &IntA =
574     LIS->getInterval(CP.isFlipped() ? CP.getDstReg() : CP.getSrcReg());
575   LiveInterval &IntB =
576     LIS->getInterval(CP.isFlipped() ? CP.getSrcReg() : CP.getDstReg());
577
578   // BValNo is a value number in B that is defined by a copy from A. 'B1' in
579   // the example above.
580   VNInfo *BValNo = IntB.getVNInfoAt(CopyIdx);
581   if (!BValNo || BValNo->def != CopyIdx)
582     return false;
583
584   // AValNo is the value number in A that defines the copy, A3 in the example.
585   VNInfo *AValNo = IntA.getVNInfoAt(CopyIdx.getRegSlot(true));
586   assert(AValNo && "COPY source not live");
587   if (AValNo->isPHIDef() || AValNo->isUnused())
588     return false;
589   MachineInstr *DefMI = LIS->getInstructionFromIndex(AValNo->def);
590   if (!DefMI)
591     return false;
592   if (!DefMI->isCommutable())
593     return false;
594   // If DefMI is a two-address instruction then commuting it will change the
595   // destination register.
596   int DefIdx = DefMI->findRegisterDefOperandIdx(IntA.reg);
597   assert(DefIdx != -1);
598   unsigned UseOpIdx;
599   if (!DefMI->isRegTiedToUseOperand(DefIdx, &UseOpIdx))
600     return false;
601   unsigned Op1, Op2, NewDstIdx;
602   if (!TII->findCommutedOpIndices(DefMI, Op1, Op2))
603     return false;
604   if (Op1 == UseOpIdx)
605     NewDstIdx = Op2;
606   else if (Op2 == UseOpIdx)
607     NewDstIdx = Op1;
608   else
609     return false;
610
611   MachineOperand &NewDstMO = DefMI->getOperand(NewDstIdx);
612   unsigned NewReg = NewDstMO.getReg();
613   if (NewReg != IntB.reg || !IntB.Query(AValNo->def).isKill())
614     return false;
615
616   // Make sure there are no other definitions of IntB that would reach the
617   // uses which the new definition can reach.
618   if (hasOtherReachingDefs(IntA, IntB, AValNo, BValNo))
619     return false;
620
621   // If some of the uses of IntA.reg is already coalesced away, return false.
622   // It's not possible to determine whether it's safe to perform the coalescing.
623   for (MachineOperand &MO : MRI->use_nodbg_operands(IntA.reg)) {
624     MachineInstr *UseMI = MO.getParent();
625     unsigned OpNo = &MO - &UseMI->getOperand(0);
626     SlotIndex UseIdx = LIS->getInstructionIndex(UseMI);
627     LiveInterval::iterator US = IntA.FindSegmentContaining(UseIdx);
628     if (US == IntA.end() || US->valno != AValNo)
629       continue;
630     // If this use is tied to a def, we can't rewrite the register.
631     if (UseMI->isRegTiedToDefOperand(OpNo))
632       return false;
633   }
634
635   DEBUG(dbgs() << "\tremoveCopyByCommutingDef: " << AValNo->def << '\t'
636                << *DefMI);
637
638   // At this point we have decided that it is legal to do this
639   // transformation.  Start by commuting the instruction.
640   MachineBasicBlock *MBB = DefMI->getParent();
641   MachineInstr *NewMI = TII->commuteInstruction(DefMI);
642   if (!NewMI)
643     return false;
644   if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(IntA.reg) &&
645       TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(IntB.reg) &&
646       !MRI->constrainRegClass(IntB.reg, MRI->getRegClass(IntA.reg)))
647     return false;
648   if (NewMI != DefMI) {
649     LIS->ReplaceMachineInstrInMaps(DefMI, NewMI);
650     MachineBasicBlock::iterator Pos = DefMI;
651     MBB->insert(Pos, NewMI);
652     MBB->erase(DefMI);
653   }
654   unsigned OpIdx = NewMI->findRegisterUseOperandIdx(IntA.reg, false);
655   NewMI->getOperand(OpIdx).setIsKill();
656
657   // If ALR and BLR overlaps and end of BLR extends beyond end of ALR, e.g.
658   // A = or A, B
659   // ...
660   // B = A
661   // ...
662   // C = A<kill>
663   // ...
664   //   = B
665
666   // Update uses of IntA of the specific Val# with IntB.
667   for (MachineRegisterInfo::use_iterator UI = MRI->use_begin(IntA.reg),
668          UE = MRI->use_end(); UI != UE;) {
669     MachineOperand &UseMO = *UI;
670     MachineInstr *UseMI = UseMO.getParent();
671     ++UI;
672     if (UseMI->isDebugValue()) {
673       // FIXME These don't have an instruction index.  Not clear we have enough
674       // info to decide whether to do this replacement or not.  For now do it.
675       UseMO.setReg(NewReg);
676       continue;
677     }
678     SlotIndex UseIdx = LIS->getInstructionIndex(UseMI).getRegSlot(true);
679     LiveInterval::iterator US = IntA.FindSegmentContaining(UseIdx);
680     if (US == IntA.end() || US->valno != AValNo)
681       continue;
682     // Kill flags are no longer accurate. They are recomputed after RA.
683     UseMO.setIsKill(false);
684     if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(NewReg))
685       UseMO.substPhysReg(NewReg, *TRI);
686     else
687       UseMO.setReg(NewReg);
688     if (UseMI == CopyMI)
689       continue;
690     if (!UseMI->isCopy())
691       continue;
692     if (UseMI->getOperand(0).getReg() != IntB.reg ||
693         UseMI->getOperand(0).getSubReg())
694       continue;
695
696     // This copy will become a noop. If it's defining a new val#, merge it into
697     // BValNo.
698     SlotIndex DefIdx = UseIdx.getRegSlot();
699     VNInfo *DVNI = IntB.getVNInfoAt(DefIdx);
700     if (!DVNI)
701       continue;
702     DEBUG(dbgs() << "\t\tnoop: " << DefIdx << '\t' << *UseMI);
703     assert(DVNI->def == DefIdx);
704     BValNo = IntB.MergeValueNumberInto(BValNo, DVNI);
705     ErasedInstrs.insert(UseMI);
706     LIS->RemoveMachineInstrFromMaps(UseMI);
707     UseMI->eraseFromParent();
708   }
709
710   // Extend BValNo by merging in IntA live segments of AValNo. Val# definition
711   // is updated.
712   VNInfo *ValNo = BValNo;
713   ValNo->def = AValNo->def;
714   for (LiveInterval::iterator AI = IntA.begin(), AE = IntA.end();
715        AI != AE; ++AI) {
716     if (AI->valno != AValNo) continue;
717     IntB.addSegment(LiveInterval::Segment(AI->start, AI->end, ValNo));
718   }
719   DEBUG(dbgs() << "\t\textended: " << IntB << '\n');
720
721   IntA.removeValNo(AValNo);
722   DEBUG(dbgs() << "\t\ttrimmed:  " << IntA << '\n');
723   ++numCommutes;
724   return true;
725 }
726
727 /// reMaterializeTrivialDef - If the source of a copy is defined by a trivial
728 /// computation, replace the copy by rematerialize the definition.
729 bool RegisterCoalescer::reMaterializeTrivialDef(CoalescerPair &CP,
730                                                 MachineInstr *CopyMI,
731                                                 bool &IsDefCopy) {
732   IsDefCopy = false;
733   unsigned SrcReg = CP.isFlipped() ? CP.getDstReg() : CP.getSrcReg();
734   unsigned SrcIdx = CP.isFlipped() ? CP.getDstIdx() : CP.getSrcIdx();
735   unsigned DstReg = CP.isFlipped() ? CP.getSrcReg() : CP.getDstReg();
736   unsigned DstIdx = CP.isFlipped() ? CP.getSrcIdx() : CP.getDstIdx();
737   if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(SrcReg))
738     return false;
739
740   LiveInterval &SrcInt = LIS->getInterval(SrcReg);
741   SlotIndex CopyIdx = LIS->getInstructionIndex(CopyMI);
742   VNInfo *ValNo = SrcInt.Query(CopyIdx).valueIn();
743   assert(ValNo && "CopyMI input register not live");
744   if (ValNo->isPHIDef() || ValNo->isUnused())
745     return false;
746   MachineInstr *DefMI = LIS->getInstructionFromIndex(ValNo->def);
747   if (!DefMI)
748     return false;
749   if (DefMI->isCopyLike()) {
750     IsDefCopy = true;
751     return false;
752   }
753   if (!DefMI->isAsCheapAsAMove())
754     return false;
755   if (!TII->isTriviallyReMaterializable(DefMI, AA))
756     return false;
757   bool SawStore = false;
758   if (!DefMI->isSafeToMove(TII, AA, SawStore))
759     return false;
760   const MCInstrDesc &MCID = DefMI->getDesc();
761   if (MCID.getNumDefs() != 1)
762     return false;
763   // Only support subregister destinations when the def is read-undef.
764   MachineOperand &DstOperand = CopyMI->getOperand(0);
765   unsigned CopyDstReg = DstOperand.getReg();
766   if (DstOperand.getSubReg() && !DstOperand.isUndef())
767     return false;
768
769   // If both SrcIdx and DstIdx are set, correct rematerialization would widen
770   // the register substantially (beyond both source and dest size). This is bad
771   // for performance since it can cascade through a function, introducing many
772   // extra spills and fills (e.g. ARM can easily end up copying QQQQPR registers
773   // around after a few subreg copies).
774   if (SrcIdx && DstIdx)
775     return false;
776
777   const TargetRegisterClass *DefRC = TII->getRegClass(MCID, 0, TRI, *MF);
778   if (!DefMI->isImplicitDef()) {
779     if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(DstReg)) {
780       unsigned NewDstReg = DstReg;
781
782       unsigned NewDstIdx = TRI->composeSubRegIndices(CP.getSrcIdx(),
783                                               DefMI->getOperand(0).getSubReg());
784       if (NewDstIdx)
785         NewDstReg = TRI->getSubReg(DstReg, NewDstIdx);
786
787       // Finally, make sure that the physical subregister that will be
788       // constructed later is permitted for the instruction.
789       if (!DefRC->contains(NewDstReg))
790         return false;
791     } else {
792       // Theoretically, some stack frame reference could exist. Just make sure
793       // it hasn't actually happened.
794       assert(TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(DstReg) &&
795              "Only expect to deal with virtual or physical registers");
796     }
797   }
798
799   MachineBasicBlock *MBB = CopyMI->getParent();
800   MachineBasicBlock::iterator MII =
801     std::next(MachineBasicBlock::iterator(CopyMI));
802   TII->reMaterialize(*MBB, MII, DstReg, SrcIdx, DefMI, *TRI);
803   MachineInstr *NewMI = std::prev(MII);
804
805   LIS->ReplaceMachineInstrInMaps(CopyMI, NewMI);
806   CopyMI->eraseFromParent();
807   ErasedInstrs.insert(CopyMI);
808
809   // NewMI may have dead implicit defs (E.g. EFLAGS for MOV<bits>r0 on X86).
810   // We need to remember these so we can add intervals once we insert
811   // NewMI into SlotIndexes.
812   SmallVector<unsigned, 4> NewMIImplDefs;
813   for (unsigned i = NewMI->getDesc().getNumOperands(),
814          e = NewMI->getNumOperands(); i != e; ++i) {
815     MachineOperand &MO = NewMI->getOperand(i);
816     if (MO.isReg()) {
817       assert(MO.isDef() && MO.isImplicit() && MO.isDead() &&
818              TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(MO.getReg()));
819       NewMIImplDefs.push_back(MO.getReg());
820     }
821   }
822
823   if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(DstReg)) {
824     const TargetRegisterClass *NewRC = CP.getNewRC();
825     unsigned NewIdx = NewMI->getOperand(0).getSubReg();
826
827     if (NewIdx)
828       NewRC = TRI->getMatchingSuperRegClass(NewRC, DefRC, NewIdx);
829     else
830       NewRC = TRI->getCommonSubClass(NewRC, DefRC);
831
832     assert(NewRC && "subreg chosen for remat incompatible with instruction");
833     MRI->setRegClass(DstReg, NewRC);
834
835     updateRegDefsUses(DstReg, DstReg, DstIdx);
836     NewMI->getOperand(0).setSubReg(NewIdx);
837   } else if (NewMI->getOperand(0).getReg() != CopyDstReg) {
838     // The New instruction may be defining a sub-register of what's actually
839     // been asked for. If so it must implicitly define the whole thing.
840     assert(TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(DstReg) &&
841            "Only expect virtual or physical registers in remat");
842     NewMI->getOperand(0).setIsDead(true);
843     NewMI->addOperand(MachineOperand::CreateReg(CopyDstReg,
844                                                 true  /*IsDef*/,
845                                                 true  /*IsImp*/,
846                                                 false /*IsKill*/));
847   }
848
849   if (NewMI->getOperand(0).getSubReg())
850     NewMI->getOperand(0).setIsUndef();
851
852   // CopyMI may have implicit operands, transfer them over to the newly
853   // rematerialized instruction. And update implicit def interval valnos.
854   for (unsigned i = CopyMI->getDesc().getNumOperands(),
855          e = CopyMI->getNumOperands(); i != e; ++i) {
856     MachineOperand &MO = CopyMI->getOperand(i);
857     if (MO.isReg()) {
858       assert(MO.isImplicit() && "No explicit operands after implict operands.");
859       // Discard VReg implicit defs.
860       if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(MO.getReg())) {
861         NewMI->addOperand(MO);
862       }
863     }
864   }
865
866   SlotIndex NewMIIdx = LIS->getInstructionIndex(NewMI);
867   for (unsigned i = 0, e = NewMIImplDefs.size(); i != e; ++i) {
868     unsigned Reg = NewMIImplDefs[i];
869     for (MCRegUnitIterator Units(Reg, TRI); Units.isValid(); ++Units)
870       if (LiveRange *LR = LIS->getCachedRegUnit(*Units))
871         LR->createDeadDef(NewMIIdx.getRegSlot(), LIS->getVNInfoAllocator());
872   }
873
874   DEBUG(dbgs() << "Remat: " << *NewMI);
875   ++NumReMats;
876
877   // The source interval can become smaller because we removed a use.
878   LIS->shrinkToUses(&SrcInt, &DeadDefs);
879   if (!DeadDefs.empty())
880     eliminateDeadDefs();
881
882   return true;
883 }
884
885 /// eliminateUndefCopy - ProcessImpicitDefs may leave some copies of <undef>
886 /// values, it only removes local variables. When we have a copy like:
887 ///
888 ///   %vreg1 = COPY %vreg2<undef>
889 ///
890 /// We delete the copy and remove the corresponding value number from %vreg1.
891 /// Any uses of that value number are marked as <undef>.
892 bool RegisterCoalescer::eliminateUndefCopy(MachineInstr *CopyMI,
893                                            const CoalescerPair &CP) {
894   SlotIndex Idx = LIS->getInstructionIndex(CopyMI);
895   LiveInterval *SrcInt = &LIS->getInterval(CP.getSrcReg());
896   if (SrcInt->liveAt(Idx))
897     return false;
898   LiveInterval *DstInt = &LIS->getInterval(CP.getDstReg());
899   if (DstInt->liveAt(Idx))
900     return false;
901
902   // No intervals are live-in to CopyMI - it is undef.
903   if (CP.isFlipped())
904     DstInt = SrcInt;
905   SrcInt = 0;
906
907   VNInfo *DeadVNI = DstInt->getVNInfoAt(Idx.getRegSlot());
908   assert(DeadVNI && "No value defined in DstInt");
909   DstInt->removeValNo(DeadVNI);
910
911   // Find new undef uses.
912   for (MachineOperand &MO : MRI->reg_nodbg_operands(DstInt->reg)) {
913     if (MO.isDef() || MO.isUndef())
914       continue;
915     MachineInstr *MI = MO.getParent();
916     SlotIndex Idx = LIS->getInstructionIndex(MI);
917     if (DstInt->liveAt(Idx))
918       continue;
919     MO.setIsUndef(true);
920     DEBUG(dbgs() << "\tnew undef: " << Idx << '\t' << *MI);
921   }
922   return true;
923 }
924
925 /// updateRegDefsUses - Replace all defs and uses of SrcReg to DstReg and
926 /// update the subregister number if it is not zero. If DstReg is a
927 /// physical register and the existing subregister number of the def / use
928 /// being updated is not zero, make sure to set it to the correct physical
929 /// subregister.
930 void RegisterCoalescer::updateRegDefsUses(unsigned SrcReg,
931                                           unsigned DstReg,
932                                           unsigned SubIdx) {
933   bool DstIsPhys = TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(DstReg);
934   LiveInterval *DstInt = DstIsPhys ? 0 : &LIS->getInterval(DstReg);
935
936   SmallPtrSet<MachineInstr*, 8> Visited;
937   for (MachineRegisterInfo::reg_instr_iterator
938        I = MRI->reg_instr_begin(SrcReg), E = MRI->reg_instr_end();
939        I != E; ) {
940     MachineInstr *UseMI = &*(I++);
941
942     // Each instruction can only be rewritten once because sub-register
943     // composition is not always idempotent. When SrcReg != DstReg, rewriting
944     // the UseMI operands removes them from the SrcReg use-def chain, but when
945     // SrcReg is DstReg we could encounter UseMI twice if it has multiple
946     // operands mentioning the virtual register.
947     if (SrcReg == DstReg && !Visited.insert(UseMI))
948       continue;
949
950     SmallVector<unsigned,8> Ops;
951     bool Reads, Writes;
952     std::tie(Reads, Writes) = UseMI->readsWritesVirtualRegister(SrcReg, &Ops);
953
954     // If SrcReg wasn't read, it may still be the case that DstReg is live-in
955     // because SrcReg is a sub-register.
956     if (DstInt && !Reads && SubIdx)
957       Reads = DstInt->liveAt(LIS->getInstructionIndex(UseMI));
958
959     // Replace SrcReg with DstReg in all UseMI operands.
960     for (unsigned i = 0, e = Ops.size(); i != e; ++i) {
961       MachineOperand &MO = UseMI->getOperand(Ops[i]);
962
963       // Adjust <undef> flags in case of sub-register joins. We don't want to
964       // turn a full def into a read-modify-write sub-register def and vice
965       // versa.
966       if (SubIdx && MO.isDef())
967         MO.setIsUndef(!Reads);
968
969       if (DstIsPhys)
970         MO.substPhysReg(DstReg, *TRI);
971       else
972         MO.substVirtReg(DstReg, SubIdx, *TRI);
973     }
974
975     DEBUG({
976         dbgs() << "\t\tupdated: ";
977         if (!UseMI->isDebugValue())
978           dbgs() << LIS->getInstructionIndex(UseMI) << "\t";
979         dbgs() << *UseMI;
980       });
981   }
982 }
983
984 /// canJoinPhys - Return true if a copy involving a physreg should be joined.
985 bool RegisterCoalescer::canJoinPhys(const CoalescerPair &CP) {
986   /// Always join simple intervals that are defined by a single copy from a
987   /// reserved register. This doesn't increase register pressure, so it is
988   /// always beneficial.
989   if (!MRI->isReserved(CP.getDstReg())) {
990     DEBUG(dbgs() << "\tCan only merge into reserved registers.\n");
991     return false;
992   }
993
994   LiveInterval &JoinVInt = LIS->getInterval(CP.getSrcReg());
995   if (CP.isFlipped() && JoinVInt.containsOneValue())
996     return true;
997
998   DEBUG(dbgs() << "\tCannot join defs into reserved register.\n");
999   return false;
1000 }
1001
1002 /// joinCopy - Attempt to join intervals corresponding to SrcReg/DstReg,
1003 /// which are the src/dst of the copy instruction CopyMI.  This returns true
1004 /// if the copy was successfully coalesced away. If it is not currently
1005 /// possible to coalesce this interval, but it may be possible if other
1006 /// things get coalesced, then it returns true by reference in 'Again'.
1007 bool RegisterCoalescer::joinCopy(MachineInstr *CopyMI, bool &Again) {
1008
1009   Again = false;
1010   DEBUG(dbgs() << LIS->getInstructionIndex(CopyMI) << '\t' << *CopyMI);
1011
1012   CoalescerPair CP(*TRI);
1013   if (!CP.setRegisters(CopyMI)) {
1014     DEBUG(dbgs() << "\tNot coalescable.\n");
1015     return false;
1016   }
1017
1018   // Dead code elimination. This really should be handled by MachineDCE, but
1019   // sometimes dead copies slip through, and we can't generate invalid live
1020   // ranges.
1021   if (!CP.isPhys() && CopyMI->allDefsAreDead()) {
1022     DEBUG(dbgs() << "\tCopy is dead.\n");
1023     DeadDefs.push_back(CopyMI);
1024     eliminateDeadDefs();
1025     return true;
1026   }
1027
1028   // Eliminate undefs.
1029   if (!CP.isPhys() && eliminateUndefCopy(CopyMI, CP)) {
1030     DEBUG(dbgs() << "\tEliminated copy of <undef> value.\n");
1031     LIS->RemoveMachineInstrFromMaps(CopyMI);
1032     CopyMI->eraseFromParent();
1033     return false;  // Not coalescable.
1034   }
1035
1036   // Coalesced copies are normally removed immediately, but transformations
1037   // like removeCopyByCommutingDef() can inadvertently create identity copies.
1038   // When that happens, just join the values and remove the copy.
1039   if (CP.getSrcReg() == CP.getDstReg()) {
1040     LiveInterval &LI = LIS->getInterval(CP.getSrcReg());
1041     DEBUG(dbgs() << "\tCopy already coalesced: " << LI << '\n');
1042     LiveQueryResult LRQ = LI.Query(LIS->getInstructionIndex(CopyMI));
1043     if (VNInfo *DefVNI = LRQ.valueDefined()) {
1044       VNInfo *ReadVNI = LRQ.valueIn();
1045       assert(ReadVNI && "No value before copy and no <undef> flag.");
1046       assert(ReadVNI != DefVNI && "Cannot read and define the same value.");
1047       LI.MergeValueNumberInto(DefVNI, ReadVNI);
1048       DEBUG(dbgs() << "\tMerged values:          " << LI << '\n');
1049     }
1050     LIS->RemoveMachineInstrFromMaps(CopyMI);
1051     CopyMI->eraseFromParent();
1052     return true;
1053   }
1054
1055   // Enforce policies.
1056   if (CP.isPhys()) {
1057     DEBUG(dbgs() << "\tConsidering merging " << PrintReg(CP.getSrcReg(), TRI)
1058                  << " with " << PrintReg(CP.getDstReg(), TRI, CP.getSrcIdx())
1059                  << '\n');
1060     if (!canJoinPhys(CP)) {
1061       // Before giving up coalescing, if definition of source is defined by
1062       // trivial computation, try rematerializing it.
1063       bool IsDefCopy;
1064       if (reMaterializeTrivialDef(CP, CopyMI, IsDefCopy))
1065         return true;
1066       if (IsDefCopy)
1067         Again = true;  // May be possible to coalesce later.
1068       return false;
1069     }
1070   } else {
1071     DEBUG({
1072       dbgs() << "\tConsidering merging to " << CP.getNewRC()->getName()
1073              << " with ";
1074       if (CP.getDstIdx() && CP.getSrcIdx())
1075         dbgs() << PrintReg(CP.getDstReg()) << " in "
1076                << TRI->getSubRegIndexName(CP.getDstIdx()) << " and "
1077                << PrintReg(CP.getSrcReg()) << " in "
1078                << TRI->getSubRegIndexName(CP.getSrcIdx()) << '\n';
1079       else
1080         dbgs() << PrintReg(CP.getSrcReg(), TRI) << " in "
1081                << PrintReg(CP.getDstReg(), TRI, CP.getSrcIdx()) << '\n';
1082     });
1083
1084     // When possible, let DstReg be the larger interval.
1085     if (!CP.isPartial() && LIS->getInterval(CP.getSrcReg()).size() >
1086                            LIS->getInterval(CP.getDstReg()).size())
1087       CP.flip();
1088   }
1089
1090   // Okay, attempt to join these two intervals.  On failure, this returns false.
1091   // Otherwise, if one of the intervals being joined is a physreg, this method
1092   // always canonicalizes DstInt to be it.  The output "SrcInt" will not have
1093   // been modified, so we can use this information below to update aliases.
1094   if (!joinIntervals(CP)) {
1095     // Coalescing failed.
1096
1097     // If definition of source is defined by trivial computation, try
1098     // rematerializing it.
1099     bool IsDefCopy;
1100     if (reMaterializeTrivialDef(CP, CopyMI, IsDefCopy))
1101       return true;
1102
1103     // If we can eliminate the copy without merging the live segments, do so
1104     // now.
1105     if (!CP.isPartial() && !CP.isPhys()) {
1106       if (adjustCopiesBackFrom(CP, CopyMI) ||
1107           removeCopyByCommutingDef(CP, CopyMI)) {
1108         LIS->RemoveMachineInstrFromMaps(CopyMI);
1109         CopyMI->eraseFromParent();
1110         DEBUG(dbgs() << "\tTrivial!\n");
1111         return true;
1112       }
1113     }
1114
1115     // Otherwise, we are unable to join the intervals.
1116     DEBUG(dbgs() << "\tInterference!\n");
1117     Again = true;  // May be possible to coalesce later.
1118     return false;
1119   }
1120
1121   // Coalescing to a virtual register that is of a sub-register class of the
1122   // other. Make sure the resulting register is set to the right register class.
1123   if (CP.isCrossClass()) {
1124     ++numCrossRCs;
1125     MRI->setRegClass(CP.getDstReg(), CP.getNewRC());
1126   }
1127
1128   // Removing sub-register copies can ease the register class constraints.
1129   // Make sure we attempt to inflate the register class of DstReg.
1130   if (!CP.isPhys() && RegClassInfo.isProperSubClass(CP.getNewRC()))
1131     InflateRegs.push_back(CP.getDstReg());
1132
1133   // CopyMI has been erased by joinIntervals at this point. Remove it from
1134   // ErasedInstrs since copyCoalesceWorkList() won't add a successful join back
1135   // to the work list. This keeps ErasedInstrs from growing needlessly.
1136   ErasedInstrs.erase(CopyMI);
1137
1138   // Rewrite all SrcReg operands to DstReg.
1139   // Also update DstReg operands to include DstIdx if it is set.
1140   if (CP.getDstIdx())
1141     updateRegDefsUses(CP.getDstReg(), CP.getDstReg(), CP.getDstIdx());
1142   updateRegDefsUses(CP.getSrcReg(), CP.getDstReg(), CP.getSrcIdx());
1143
1144   // SrcReg is guaranteed to be the register whose live interval that is
1145   // being merged.
1146   LIS->removeInterval(CP.getSrcReg());
1147
1148   // Update regalloc hint.
1149   TRI->UpdateRegAllocHint(CP.getSrcReg(), CP.getDstReg(), *MF);
1150
1151   DEBUG({
1152     dbgs() << "\tJoined. Result = ";
1153     if (CP.isPhys())
1154       dbgs() << PrintReg(CP.getDstReg(), TRI);
1155     else
1156       dbgs() << LIS->getInterval(CP.getDstReg());
1157     dbgs() << '\n';
1158   });
1159
1160   ++numJoins;
1161   return true;
1162 }
1163
1164 /// Attempt joining with a reserved physreg.
1165 bool RegisterCoalescer::joinReservedPhysReg(CoalescerPair &CP) {
1166   assert(CP.isPhys() && "Must be a physreg copy");
1167   assert(MRI->isReserved(CP.getDstReg()) && "Not a reserved register");
1168   LiveInterval &RHS = LIS->getInterval(CP.getSrcReg());
1169   DEBUG(dbgs() << "\t\tRHS = " << RHS << '\n');
1170
1171   assert(CP.isFlipped() && RHS.containsOneValue() &&
1172          "Invalid join with reserved register");
1173
1174   // Optimization for reserved registers like ESP. We can only merge with a
1175   // reserved physreg if RHS has a single value that is a copy of CP.DstReg().
1176   // The live range of the reserved register will look like a set of dead defs
1177   // - we don't properly track the live range of reserved registers.
1178
1179   // Deny any overlapping intervals.  This depends on all the reserved
1180   // register live ranges to look like dead defs.
1181   for (MCRegUnitIterator UI(CP.getDstReg(), TRI); UI.isValid(); ++UI)
1182     if (RHS.overlaps(LIS->getRegUnit(*UI))) {
1183       DEBUG(dbgs() << "\t\tInterference: " << PrintRegUnit(*UI, TRI) << '\n');
1184       return false;
1185     }
1186
1187   // Skip any value computations, we are not adding new values to the
1188   // reserved register.  Also skip merging the live ranges, the reserved
1189   // register live range doesn't need to be accurate as long as all the
1190   // defs are there.
1191
1192   // Delete the identity copy.
1193   MachineInstr *CopyMI = MRI->getVRegDef(RHS.reg);
1194   LIS->RemoveMachineInstrFromMaps(CopyMI);
1195   CopyMI->eraseFromParent();
1196
1197   // We don't track kills for reserved registers.
1198   MRI->clearKillFlags(CP.getSrcReg());
1199
1200   return true;
1201 }
1202
1203 //===----------------------------------------------------------------------===//
1204 //                 Interference checking and interval joining
1205 //===----------------------------------------------------------------------===//
1206 //
1207 // In the easiest case, the two live ranges being joined are disjoint, and
1208 // there is no interference to consider. It is quite common, though, to have
1209 // overlapping live ranges, and we need to check if the interference can be
1210 // resolved.
1211 //
1212 // The live range of a single SSA value forms a sub-tree of the dominator tree.
1213 // This means that two SSA values overlap if and only if the def of one value
1214 // is contained in the live range of the other value. As a special case, the
1215 // overlapping values can be defined at the same index.
1216 //
1217 // The interference from an overlapping def can be resolved in these cases:
1218 //
1219 // 1. Coalescable copies. The value is defined by a copy that would become an
1220 //    identity copy after joining SrcReg and DstReg. The copy instruction will
1221 //    be removed, and the value will be merged with the source value.
1222 //
1223 //    There can be several copies back and forth, causing many values to be
1224 //    merged into one. We compute a list of ultimate values in the joined live
1225 //    range as well as a mappings from the old value numbers.
1226 //
1227 // 2. IMPLICIT_DEF. This instruction is only inserted to ensure all PHI
1228 //    predecessors have a live out value. It doesn't cause real interference,
1229 //    and can be merged into the value it overlaps. Like a coalescable copy, it
1230 //    can be erased after joining.
1231 //
1232 // 3. Copy of external value. The overlapping def may be a copy of a value that
1233 //    is already in the other register. This is like a coalescable copy, but
1234 //    the live range of the source register must be trimmed after erasing the
1235 //    copy instruction:
1236 //
1237 //      %src = COPY %ext
1238 //      %dst = COPY %ext  <-- Remove this COPY, trim the live range of %ext.
1239 //
1240 // 4. Clobbering undefined lanes. Vector registers are sometimes built by
1241 //    defining one lane at a time:
1242 //
1243 //      %dst:ssub0<def,read-undef> = FOO
1244 //      %src = BAR
1245 //      %dst:ssub1<def> = COPY %src
1246 //
1247 //    The live range of %src overlaps the %dst value defined by FOO, but
1248 //    merging %src into %dst:ssub1 is only going to clobber the ssub1 lane
1249 //    which was undef anyway.
1250 //
1251 //    The value mapping is more complicated in this case. The final live range
1252 //    will have different value numbers for both FOO and BAR, but there is no
1253 //    simple mapping from old to new values. It may even be necessary to add
1254 //    new PHI values.
1255 //
1256 // 5. Clobbering dead lanes. A def may clobber a lane of a vector register that
1257 //    is live, but never read. This can happen because we don't compute
1258 //    individual live ranges per lane.
1259 //
1260 //      %dst<def> = FOO
1261 //      %src = BAR
1262 //      %dst:ssub1<def> = COPY %src
1263 //
1264 //    This kind of interference is only resolved locally. If the clobbered
1265 //    lane value escapes the block, the join is aborted.
1266
1267 namespace {
1268 /// Track information about values in a single virtual register about to be
1269 /// joined. Objects of this class are always created in pairs - one for each
1270 /// side of the CoalescerPair.
1271 class JoinVals {
1272   LiveInterval &LI;
1273
1274   // Location of this register in the final joined register.
1275   // Either CP.DstIdx or CP.SrcIdx.
1276   unsigned SubIdx;
1277
1278   // Values that will be present in the final live range.
1279   SmallVectorImpl<VNInfo*> &NewVNInfo;
1280
1281   const CoalescerPair &CP;
1282   LiveIntervals *LIS;
1283   SlotIndexes *Indexes;
1284   const TargetRegisterInfo *TRI;
1285
1286   // Value number assignments. Maps value numbers in LI to entries in NewVNInfo.
1287   // This is suitable for passing to LiveInterval::join().
1288   SmallVector<int, 8> Assignments;
1289
1290   // Conflict resolution for overlapping values.
1291   enum ConflictResolution {
1292     // No overlap, simply keep this value.
1293     CR_Keep,
1294
1295     // Merge this value into OtherVNI and erase the defining instruction.
1296     // Used for IMPLICIT_DEF, coalescable copies, and copies from external
1297     // values.
1298     CR_Erase,
1299
1300     // Merge this value into OtherVNI but keep the defining instruction.
1301     // This is for the special case where OtherVNI is defined by the same
1302     // instruction.
1303     CR_Merge,
1304
1305     // Keep this value, and have it replace OtherVNI where possible. This
1306     // complicates value mapping since OtherVNI maps to two different values
1307     // before and after this def.
1308     // Used when clobbering undefined or dead lanes.
1309     CR_Replace,
1310
1311     // Unresolved conflict. Visit later when all values have been mapped.
1312     CR_Unresolved,
1313
1314     // Unresolvable conflict. Abort the join.
1315     CR_Impossible
1316   };
1317
1318   // Per-value info for LI. The lane bit masks are all relative to the final
1319   // joined register, so they can be compared directly between SrcReg and
1320   // DstReg.
1321   struct Val {
1322     ConflictResolution Resolution;
1323
1324     // Lanes written by this def, 0 for unanalyzed values.
1325     unsigned WriteLanes;
1326
1327     // Lanes with defined values in this register. Other lanes are undef and
1328     // safe to clobber.
1329     unsigned ValidLanes;
1330
1331     // Value in LI being redefined by this def.
1332     VNInfo *RedefVNI;
1333
1334     // Value in the other live range that overlaps this def, if any.
1335     VNInfo *OtherVNI;
1336
1337     // Is this value an IMPLICIT_DEF that can be erased?
1338     //
1339     // IMPLICIT_DEF values should only exist at the end of a basic block that
1340     // is a predecessor to a phi-value. These IMPLICIT_DEF instructions can be
1341     // safely erased if they are overlapping a live value in the other live
1342     // interval.
1343     //
1344     // Weird control flow graphs and incomplete PHI handling in
1345     // ProcessImplicitDefs can very rarely create IMPLICIT_DEF values with
1346     // longer live ranges. Such IMPLICIT_DEF values should be treated like
1347     // normal values.
1348     bool ErasableImplicitDef;
1349
1350     // True when the live range of this value will be pruned because of an
1351     // overlapping CR_Replace value in the other live range.
1352     bool Pruned;
1353
1354     // True once Pruned above has been computed.
1355     bool PrunedComputed;
1356
1357     Val() : Resolution(CR_Keep), WriteLanes(0), ValidLanes(0),
1358             RedefVNI(0), OtherVNI(0), ErasableImplicitDef(false),
1359             Pruned(false), PrunedComputed(false) {}
1360
1361     bool isAnalyzed() const { return WriteLanes != 0; }
1362   };
1363
1364   // One entry per value number in LI.
1365   SmallVector<Val, 8> Vals;
1366
1367   unsigned computeWriteLanes(const MachineInstr *DefMI, bool &Redef);
1368   VNInfo *stripCopies(VNInfo *VNI);
1369   ConflictResolution analyzeValue(unsigned ValNo, JoinVals &Other);
1370   void computeAssignment(unsigned ValNo, JoinVals &Other);
1371   bool taintExtent(unsigned, unsigned, JoinVals&,
1372                    SmallVectorImpl<std::pair<SlotIndex, unsigned> >&);
1373   bool usesLanes(MachineInstr *MI, unsigned, unsigned, unsigned);
1374   bool isPrunedValue(unsigned ValNo, JoinVals &Other);
1375
1376 public:
1377   JoinVals(LiveInterval &li, unsigned subIdx,
1378            SmallVectorImpl<VNInfo*> &newVNInfo,
1379            const CoalescerPair &cp,
1380            LiveIntervals *lis,
1381            const TargetRegisterInfo *tri)
1382     : LI(li), SubIdx(subIdx), NewVNInfo(newVNInfo), CP(cp), LIS(lis),
1383       Indexes(LIS->getSlotIndexes()), TRI(tri),
1384       Assignments(LI.getNumValNums(), -1), Vals(LI.getNumValNums())
1385   {}
1386
1387   /// Analyze defs in LI and compute a value mapping in NewVNInfo.
1388   /// Returns false if any conflicts were impossible to resolve.
1389   bool mapValues(JoinVals &Other);
1390
1391   /// Try to resolve conflicts that require all values to be mapped.
1392   /// Returns false if any conflicts were impossible to resolve.
1393   bool resolveConflicts(JoinVals &Other);
1394
1395   /// Prune the live range of values in Other.LI where they would conflict with
1396   /// CR_Replace values in LI. Collect end points for restoring the live range
1397   /// after joining.
1398   void pruneValues(JoinVals &Other, SmallVectorImpl<SlotIndex> &EndPoints);
1399
1400   /// Erase any machine instructions that have been coalesced away.
1401   /// Add erased instructions to ErasedInstrs.
1402   /// Add foreign virtual registers to ShrinkRegs if their live range ended at
1403   /// the erased instrs.
1404   void eraseInstrs(SmallPtrSet<MachineInstr*, 8> &ErasedInstrs,
1405                    SmallVectorImpl<unsigned> &ShrinkRegs);
1406
1407   /// Get the value assignments suitable for passing to LiveInterval::join.
1408   const int *getAssignments() const { return Assignments.data(); }
1409 };
1410 } // end anonymous namespace
1411
1412 /// Compute the bitmask of lanes actually written by DefMI.
1413 /// Set Redef if there are any partial register definitions that depend on the
1414 /// previous value of the register.
1415 unsigned JoinVals::computeWriteLanes(const MachineInstr *DefMI, bool &Redef) {
1416   unsigned L = 0;
1417   for (ConstMIOperands MO(DefMI); MO.isValid(); ++MO) {
1418     if (!MO->isReg() || MO->getReg() != LI.reg || !MO->isDef())
1419       continue;
1420     L |= TRI->getSubRegIndexLaneMask(
1421            TRI->composeSubRegIndices(SubIdx, MO->getSubReg()));
1422     if (MO->readsReg())
1423       Redef = true;
1424   }
1425   return L;
1426 }
1427
1428 /// Find the ultimate value that VNI was copied from.
1429 VNInfo *JoinVals::stripCopies(VNInfo *VNI) {
1430   while (!VNI->isPHIDef()) {
1431     MachineInstr *MI = Indexes->getInstructionFromIndex(VNI->def);
1432     assert(MI && "No defining instruction");
1433     if (!MI->isFullCopy())
1434       break;
1435     unsigned Reg = MI->getOperand(1).getReg();
1436     if (!TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(Reg))
1437       break;
1438     LiveQueryResult LRQ = LIS->getInterval(Reg).Query(VNI->def);
1439     if (!LRQ.valueIn())
1440       break;
1441     VNI = LRQ.valueIn();
1442   }
1443   return VNI;
1444 }
1445
1446 /// Analyze ValNo in this live range, and set all fields of Vals[ValNo].
1447 /// Return a conflict resolution when possible, but leave the hard cases as
1448 /// CR_Unresolved.
1449 /// Recursively calls computeAssignment() on this and Other, guaranteeing that
1450 /// both OtherVNI and RedefVNI have been analyzed and mapped before returning.
1451 /// The recursion always goes upwards in the dominator tree, making loops
1452 /// impossible.
1453 JoinVals::ConflictResolution
1454 JoinVals::analyzeValue(unsigned ValNo, JoinVals &Other) {
1455   Val &V = Vals[ValNo];
1456   assert(!V.isAnalyzed() && "Value has already been analyzed!");
1457   VNInfo *VNI = LI.getValNumInfo(ValNo);
1458   if (VNI->isUnused()) {
1459     V.WriteLanes = ~0u;
1460     return CR_Keep;
1461   }
1462
1463   // Get the instruction defining this value, compute the lanes written.
1464   const MachineInstr *DefMI = 0;
1465   if (VNI->isPHIDef()) {
1466     // Conservatively assume that all lanes in a PHI are valid.
1467     V.ValidLanes = V.WriteLanes = TRI->getSubRegIndexLaneMask(SubIdx);
1468   } else {
1469     DefMI = Indexes->getInstructionFromIndex(VNI->def);
1470     bool Redef = false;
1471     V.ValidLanes = V.WriteLanes = computeWriteLanes(DefMI, Redef);
1472
1473     // If this is a read-modify-write instruction, there may be more valid
1474     // lanes than the ones written by this instruction.
1475     // This only covers partial redef operands. DefMI may have normal use
1476     // operands reading the register. They don't contribute valid lanes.
1477     //
1478     // This adds ssub1 to the set of valid lanes in %src:
1479     //
1480     //   %src:ssub1<def> = FOO
1481     //
1482     // This leaves only ssub1 valid, making any other lanes undef:
1483     //
1484     //   %src:ssub1<def,read-undef> = FOO %src:ssub2
1485     //
1486     // The <read-undef> flag on the def operand means that old lane values are
1487     // not important.
1488     if (Redef) {
1489       V.RedefVNI = LI.Query(VNI->def).valueIn();
1490       assert(V.RedefVNI && "Instruction is reading nonexistent value");
1491       computeAssignment(V.RedefVNI->id, Other);
1492       V.ValidLanes |= Vals[V.RedefVNI->id].ValidLanes;
1493     }
1494
1495     // An IMPLICIT_DEF writes undef values.
1496     if (DefMI->isImplicitDef()) {
1497       // We normally expect IMPLICIT_DEF values to be live only until the end
1498       // of their block. If the value is really live longer and gets pruned in
1499       // another block, this flag is cleared again.
1500       V.ErasableImplicitDef = true;
1501       V.ValidLanes &= ~V.WriteLanes;
1502     }
1503   }
1504
1505   // Find the value in Other that overlaps VNI->def, if any.
1506   LiveQueryResult OtherLRQ = Other.LI.Query(VNI->def);
1507
1508   // It is possible that both values are defined by the same instruction, or
1509   // the values are PHIs defined in the same block. When that happens, the two
1510   // values should be merged into one, but not into any preceding value.
1511   // The first value defined or visited gets CR_Keep, the other gets CR_Merge.
1512   if (VNInfo *OtherVNI = OtherLRQ.valueDefined()) {
1513     assert(SlotIndex::isSameInstr(VNI->def, OtherVNI->def) && "Broken LRQ");
1514
1515     // One value stays, the other is merged. Keep the earlier one, or the first
1516     // one we see.
1517     if (OtherVNI->def < VNI->def)
1518       Other.computeAssignment(OtherVNI->id, *this);
1519     else if (VNI->def < OtherVNI->def && OtherLRQ.valueIn()) {
1520       // This is an early-clobber def overlapping a live-in value in the other
1521       // register. Not mergeable.
1522       V.OtherVNI = OtherLRQ.valueIn();
1523       return CR_Impossible;
1524     }
1525     V.OtherVNI = OtherVNI;
1526     Val &OtherV = Other.Vals[OtherVNI->id];
1527     // Keep this value, check for conflicts when analyzing OtherVNI.
1528     if (!OtherV.isAnalyzed())
1529       return CR_Keep;
1530     // Both sides have been analyzed now.
1531     // Allow overlapping PHI values. Any real interference would show up in a
1532     // predecessor, the PHI itself can't introduce any conflicts.
1533     if (VNI->isPHIDef())
1534       return CR_Merge;
1535     if (V.ValidLanes & OtherV.ValidLanes)
1536       // Overlapping lanes can't be resolved.
1537       return CR_Impossible;
1538     else
1539       return CR_Merge;
1540   }
1541
1542   // No simultaneous def. Is Other live at the def?
1543   V.OtherVNI = OtherLRQ.valueIn();
1544   if (!V.OtherVNI)
1545     // No overlap, no conflict.
1546     return CR_Keep;
1547
1548   assert(!SlotIndex::isSameInstr(VNI->def, V.OtherVNI->def) && "Broken LRQ");
1549
1550   // We have overlapping values, or possibly a kill of Other.
1551   // Recursively compute assignments up the dominator tree.
1552   Other.computeAssignment(V.OtherVNI->id, *this);
1553   Val &OtherV = Other.Vals[V.OtherVNI->id];
1554
1555   // Check if OtherV is an IMPLICIT_DEF that extends beyond its basic block.
1556   // This shouldn't normally happen, but ProcessImplicitDefs can leave such
1557   // IMPLICIT_DEF instructions behind, and there is nothing wrong with it
1558   // technically.
1559   //
1560   // WHen it happens, treat that IMPLICIT_DEF as a normal value, and don't try
1561   // to erase the IMPLICIT_DEF instruction.
1562   if (OtherV.ErasableImplicitDef && DefMI &&
1563       DefMI->getParent() != Indexes->getMBBFromIndex(V.OtherVNI->def)) {
1564     DEBUG(dbgs() << "IMPLICIT_DEF defined at " << V.OtherVNI->def
1565                  << " extends into BB#" << DefMI->getParent()->getNumber()
1566                  << ", keeping it.\n");
1567     OtherV.ErasableImplicitDef = false;
1568   }
1569
1570   // Allow overlapping PHI values. Any real interference would show up in a
1571   // predecessor, the PHI itself can't introduce any conflicts.
1572   if (VNI->isPHIDef())
1573     return CR_Replace;
1574
1575   // Check for simple erasable conflicts.
1576   if (DefMI->isImplicitDef())
1577     return CR_Erase;
1578
1579   // Include the non-conflict where DefMI is a coalescable copy that kills
1580   // OtherVNI. We still want the copy erased and value numbers merged.
1581   if (CP.isCoalescable(DefMI)) {
1582     // Some of the lanes copied from OtherVNI may be undef, making them undef
1583     // here too.
1584     V.ValidLanes &= ~V.WriteLanes | OtherV.ValidLanes;
1585     return CR_Erase;
1586   }
1587
1588   // This may not be a real conflict if DefMI simply kills Other and defines
1589   // VNI.
1590   if (OtherLRQ.isKill() && OtherLRQ.endPoint() <= VNI->def)
1591     return CR_Keep;
1592
1593   // Handle the case where VNI and OtherVNI can be proven to be identical:
1594   //
1595   //   %other = COPY %ext
1596   //   %this  = COPY %ext <-- Erase this copy
1597   //
1598   if (DefMI->isFullCopy() && !CP.isPartial() &&
1599       stripCopies(VNI) == stripCopies(V.OtherVNI))
1600     return CR_Erase;
1601
1602   // If the lanes written by this instruction were all undef in OtherVNI, it is
1603   // still safe to join the live ranges. This can't be done with a simple value
1604   // mapping, though - OtherVNI will map to multiple values:
1605   //
1606   //   1 %dst:ssub0 = FOO                <-- OtherVNI
1607   //   2 %src = BAR                      <-- VNI
1608   //   3 %dst:ssub1 = COPY %src<kill>    <-- Eliminate this copy.
1609   //   4 BAZ %dst<kill>
1610   //   5 QUUX %src<kill>
1611   //
1612   // Here OtherVNI will map to itself in [1;2), but to VNI in [2;5). CR_Replace
1613   // handles this complex value mapping.
1614   if ((V.WriteLanes & OtherV.ValidLanes) == 0)
1615     return CR_Replace;
1616
1617   // If the other live range is killed by DefMI and the live ranges are still
1618   // overlapping, it must be because we're looking at an early clobber def:
1619   //
1620   //   %dst<def,early-clobber> = ASM %src<kill>
1621   //
1622   // In this case, it is illegal to merge the two live ranges since the early
1623   // clobber def would clobber %src before it was read.
1624   if (OtherLRQ.isKill()) {
1625     // This case where the def doesn't overlap the kill is handled above.
1626     assert(VNI->def.isEarlyClobber() &&
1627            "Only early clobber defs can overlap a kill");
1628     return CR_Impossible;
1629   }
1630
1631   // VNI is clobbering live lanes in OtherVNI, but there is still the
1632   // possibility that no instructions actually read the clobbered lanes.
1633   // If we're clobbering all the lanes in OtherVNI, at least one must be read.
1634   // Otherwise Other.LI wouldn't be live here.
1635   if ((TRI->getSubRegIndexLaneMask(Other.SubIdx) & ~V.WriteLanes) == 0)
1636     return CR_Impossible;
1637
1638   // We need to verify that no instructions are reading the clobbered lanes. To
1639   // save compile time, we'll only check that locally. Don't allow the tainted
1640   // value to escape the basic block.
1641   MachineBasicBlock *MBB = Indexes->getMBBFromIndex(VNI->def);
1642   if (OtherLRQ.endPoint() >= Indexes->getMBBEndIdx(MBB))
1643     return CR_Impossible;
1644
1645   // There are still some things that could go wrong besides clobbered lanes
1646   // being read, for example OtherVNI may be only partially redefined in MBB,
1647   // and some clobbered lanes could escape the block. Save this analysis for
1648   // resolveConflicts() when all values have been mapped. We need to know
1649   // RedefVNI and WriteLanes for any later defs in MBB, and we can't compute
1650   // that now - the recursive analyzeValue() calls must go upwards in the
1651   // dominator tree.
1652   return CR_Unresolved;
1653 }
1654
1655 /// Compute the value assignment for ValNo in LI.
1656 /// This may be called recursively by analyzeValue(), but never for a ValNo on
1657 /// the stack.
1658 void JoinVals::computeAssignment(unsigned ValNo, JoinVals &Other) {
1659   Val &V = Vals[ValNo];
1660   if (V.isAnalyzed()) {
1661     // Recursion should always move up the dominator tree, so ValNo is not
1662     // supposed to reappear before it has been assigned.
1663     assert(Assignments[ValNo] != -1 && "Bad recursion?");
1664     return;
1665   }
1666   switch ((V.Resolution = analyzeValue(ValNo, Other))) {
1667   case CR_Erase:
1668   case CR_Merge:
1669     // Merge this ValNo into OtherVNI.
1670     assert(V.OtherVNI && "OtherVNI not assigned, can't merge.");
1671     assert(Other.Vals[V.OtherVNI->id].isAnalyzed() && "Missing recursion");
1672     Assignments[ValNo] = Other.Assignments[V.OtherVNI->id];
1673     DEBUG(dbgs() << "\t\tmerge " << PrintReg(LI.reg) << ':' << ValNo << '@'
1674                  << LI.getValNumInfo(ValNo)->def << " into "
1675                  << PrintReg(Other.LI.reg) << ':' << V.OtherVNI->id << '@'
1676                  << V.OtherVNI->def << " --> @"
1677                  << NewVNInfo[Assignments[ValNo]]->def << '\n');
1678     break;
1679   case CR_Replace:
1680   case CR_Unresolved:
1681     // The other value is going to be pruned if this join is successful.
1682     assert(V.OtherVNI && "OtherVNI not assigned, can't prune");
1683     Other.Vals[V.OtherVNI->id].Pruned = true;
1684     // Fall through.
1685   default:
1686     // This value number needs to go in the final joined live range.
1687     Assignments[ValNo] = NewVNInfo.size();
1688     NewVNInfo.push_back(LI.getValNumInfo(ValNo));
1689     break;
1690   }
1691 }
1692
1693 bool JoinVals::mapValues(JoinVals &Other) {
1694   for (unsigned i = 0, e = LI.getNumValNums(); i != e; ++i) {
1695     computeAssignment(i, Other);
1696     if (Vals[i].Resolution == CR_Impossible) {
1697       DEBUG(dbgs() << "\t\tinterference at " << PrintReg(LI.reg) << ':' << i
1698                    << '@' << LI.getValNumInfo(i)->def << '\n');
1699       return false;
1700     }
1701   }
1702   return true;
1703 }
1704
1705 /// Assuming ValNo is going to clobber some valid lanes in Other.LI, compute
1706 /// the extent of the tainted lanes in the block.
1707 ///
1708 /// Multiple values in Other.LI can be affected since partial redefinitions can
1709 /// preserve previously tainted lanes.
1710 ///
1711 ///   1 %dst = VLOAD           <-- Define all lanes in %dst
1712 ///   2 %src = FOO             <-- ValNo to be joined with %dst:ssub0
1713 ///   3 %dst:ssub1 = BAR       <-- Partial redef doesn't clear taint in ssub0
1714 ///   4 %dst:ssub0 = COPY %src <-- Conflict resolved, ssub0 wasn't read
1715 ///
1716 /// For each ValNo in Other that is affected, add an (EndIndex, TaintedLanes)
1717 /// entry to TaintedVals.
1718 ///
1719 /// Returns false if the tainted lanes extend beyond the basic block.
1720 bool JoinVals::
1721 taintExtent(unsigned ValNo, unsigned TaintedLanes, JoinVals &Other,
1722             SmallVectorImpl<std::pair<SlotIndex, unsigned> > &TaintExtent) {
1723   VNInfo *VNI = LI.getValNumInfo(ValNo);
1724   MachineBasicBlock *MBB = Indexes->getMBBFromIndex(VNI->def);
1725   SlotIndex MBBEnd = Indexes->getMBBEndIdx(MBB);
1726
1727   // Scan Other.LI from VNI.def to MBBEnd.
1728   LiveInterval::iterator OtherI = Other.LI.find(VNI->def);
1729   assert(OtherI != Other.LI.end() && "No conflict?");
1730   do {
1731     // OtherI is pointing to a tainted value. Abort the join if the tainted
1732     // lanes escape the block.
1733     SlotIndex End = OtherI->end;
1734     if (End >= MBBEnd) {
1735       DEBUG(dbgs() << "\t\ttaints global " << PrintReg(Other.LI.reg) << ':'
1736                    << OtherI->valno->id << '@' << OtherI->start << '\n');
1737       return false;
1738     }
1739     DEBUG(dbgs() << "\t\ttaints local " << PrintReg(Other.LI.reg) << ':'
1740                  << OtherI->valno->id << '@' << OtherI->start
1741                  << " to " << End << '\n');
1742     // A dead def is not a problem.
1743     if (End.isDead())
1744       break;
1745     TaintExtent.push_back(std::make_pair(End, TaintedLanes));
1746
1747     // Check for another def in the MBB.
1748     if (++OtherI == Other.LI.end() || OtherI->start >= MBBEnd)
1749       break;
1750
1751     // Lanes written by the new def are no longer tainted.
1752     const Val &OV = Other.Vals[OtherI->valno->id];
1753     TaintedLanes &= ~OV.WriteLanes;
1754     if (!OV.RedefVNI)
1755       break;
1756   } while (TaintedLanes);
1757   return true;
1758 }
1759
1760 /// Return true if MI uses any of the given Lanes from Reg.
1761 /// This does not include partial redefinitions of Reg.
1762 bool JoinVals::usesLanes(MachineInstr *MI, unsigned Reg, unsigned SubIdx,
1763                          unsigned Lanes) {
1764   if (MI->isDebugValue())
1765     return false;
1766   for (ConstMIOperands MO(MI); MO.isValid(); ++MO) {
1767     if (!MO->isReg() || MO->isDef() || MO->getReg() != Reg)
1768       continue;
1769     if (!MO->readsReg())
1770       continue;
1771     if (Lanes & TRI->getSubRegIndexLaneMask(
1772                   TRI->composeSubRegIndices(SubIdx, MO->getSubReg())))
1773       return true;
1774   }
1775   return false;
1776 }
1777
1778 bool JoinVals::resolveConflicts(JoinVals &Other) {
1779   for (unsigned i = 0, e = LI.getNumValNums(); i != e; ++i) {
1780     Val &V = Vals[i];
1781     assert (V.Resolution != CR_Impossible && "Unresolvable conflict");
1782     if (V.Resolution != CR_Unresolved)
1783       continue;
1784     DEBUG(dbgs() << "\t\tconflict at " << PrintReg(LI.reg) << ':' << i
1785                  << '@' << LI.getValNumInfo(i)->def << '\n');
1786     ++NumLaneConflicts;
1787     assert(V.OtherVNI && "Inconsistent conflict resolution.");
1788     VNInfo *VNI = LI.getValNumInfo(i);
1789     const Val &OtherV = Other.Vals[V.OtherVNI->id];
1790
1791     // VNI is known to clobber some lanes in OtherVNI. If we go ahead with the
1792     // join, those lanes will be tainted with a wrong value. Get the extent of
1793     // the tainted lanes.
1794     unsigned TaintedLanes = V.WriteLanes & OtherV.ValidLanes;
1795     SmallVector<std::pair<SlotIndex, unsigned>, 8> TaintExtent;
1796     if (!taintExtent(i, TaintedLanes, Other, TaintExtent))
1797       // Tainted lanes would extend beyond the basic block.
1798       return false;
1799
1800     assert(!TaintExtent.empty() && "There should be at least one conflict.");
1801
1802     // Now look at the instructions from VNI->def to TaintExtent (inclusive).
1803     MachineBasicBlock *MBB = Indexes->getMBBFromIndex(VNI->def);
1804     MachineBasicBlock::iterator MI = MBB->begin();
1805     if (!VNI->isPHIDef()) {
1806       MI = Indexes->getInstructionFromIndex(VNI->def);
1807       // No need to check the instruction defining VNI for reads.
1808       ++MI;
1809     }
1810     assert(!SlotIndex::isSameInstr(VNI->def, TaintExtent.front().first) &&
1811            "Interference ends on VNI->def. Should have been handled earlier");
1812     MachineInstr *LastMI =
1813       Indexes->getInstructionFromIndex(TaintExtent.front().first);
1814     assert(LastMI && "Range must end at a proper instruction");
1815     unsigned TaintNum = 0;
1816     for(;;) {
1817       assert(MI != MBB->end() && "Bad LastMI");
1818       if (usesLanes(MI, Other.LI.reg, Other.SubIdx, TaintedLanes)) {
1819         DEBUG(dbgs() << "\t\ttainted lanes used by: " << *MI);
1820         return false;
1821       }
1822       // LastMI is the last instruction to use the current value.
1823       if (&*MI == LastMI) {
1824         if (++TaintNum == TaintExtent.size())
1825           break;
1826         LastMI = Indexes->getInstructionFromIndex(TaintExtent[TaintNum].first);
1827         assert(LastMI && "Range must end at a proper instruction");
1828         TaintedLanes = TaintExtent[TaintNum].second;
1829       }
1830       ++MI;
1831     }
1832
1833     // The tainted lanes are unused.
1834     V.Resolution = CR_Replace;
1835     ++NumLaneResolves;
1836   }
1837   return true;
1838 }
1839
1840 // Determine if ValNo is a copy of a value number in LI or Other.LI that will
1841 // be pruned:
1842 //
1843 //   %dst = COPY %src
1844 //   %src = COPY %dst  <-- This value to be pruned.
1845 //   %dst = COPY %src  <-- This value is a copy of a pruned value.
1846 //
1847 bool JoinVals::isPrunedValue(unsigned ValNo, JoinVals &Other) {
1848   Val &V = Vals[ValNo];
1849   if (V.Pruned || V.PrunedComputed)
1850     return V.Pruned;
1851
1852   if (V.Resolution != CR_Erase && V.Resolution != CR_Merge)
1853     return V.Pruned;
1854
1855   // Follow copies up the dominator tree and check if any intermediate value
1856   // has been pruned.
1857   V.PrunedComputed = true;
1858   V.Pruned = Other.isPrunedValue(V.OtherVNI->id, *this);
1859   return V.Pruned;
1860 }
1861
1862 void JoinVals::pruneValues(JoinVals &Other,
1863                            SmallVectorImpl<SlotIndex> &EndPoints) {
1864   for (unsigned i = 0, e = LI.getNumValNums(); i != e; ++i) {
1865     SlotIndex Def = LI.getValNumInfo(i)->def;
1866     switch (Vals[i].Resolution) {
1867     case CR_Keep:
1868       break;
1869     case CR_Replace: {
1870       // This value takes precedence over the value in Other.LI.
1871       LIS->pruneValue(&Other.LI, Def, &EndPoints);
1872       // Check if we're replacing an IMPLICIT_DEF value. The IMPLICIT_DEF
1873       // instructions are only inserted to provide a live-out value for PHI
1874       // predecessors, so the instruction should simply go away once its value
1875       // has been replaced.
1876       Val &OtherV = Other.Vals[Vals[i].OtherVNI->id];
1877       bool EraseImpDef = OtherV.ErasableImplicitDef &&
1878                          OtherV.Resolution == CR_Keep;
1879       if (!Def.isBlock()) {
1880         // Remove <def,read-undef> flags. This def is now a partial redef.
1881         // Also remove <def,dead> flags since the joined live range will
1882         // continue past this instruction.
1883         for (MIOperands MO(Indexes->getInstructionFromIndex(Def));
1884              MO.isValid(); ++MO)
1885           if (MO->isReg() && MO->isDef() && MO->getReg() == LI.reg) {
1886             MO->setIsUndef(EraseImpDef);
1887             MO->setIsDead(false);
1888           }
1889         // This value will reach instructions below, but we need to make sure
1890         // the live range also reaches the instruction at Def.
1891         if (!EraseImpDef)
1892           EndPoints.push_back(Def);
1893       }
1894       DEBUG(dbgs() << "\t\tpruned " << PrintReg(Other.LI.reg) << " at " << Def
1895                    << ": " << Other.LI << '\n');
1896       break;
1897     }
1898     case CR_Erase:
1899     case CR_Merge:
1900       if (isPrunedValue(i, Other)) {
1901         // This value is ultimately a copy of a pruned value in LI or Other.LI.
1902         // We can no longer trust the value mapping computed by
1903         // computeAssignment(), the value that was originally copied could have
1904         // been replaced.
1905         LIS->pruneValue(&LI, Def, &EndPoints);
1906         DEBUG(dbgs() << "\t\tpruned all of " << PrintReg(LI.reg) << " at "
1907                      << Def << ": " << LI << '\n');
1908       }
1909       break;
1910     case CR_Unresolved:
1911     case CR_Impossible:
1912       llvm_unreachable("Unresolved conflicts");
1913     }
1914   }
1915 }
1916
1917 void JoinVals::eraseInstrs(SmallPtrSet<MachineInstr*, 8> &ErasedInstrs,
1918                            SmallVectorImpl<unsigned> &ShrinkRegs) {
1919   for (unsigned i = 0, e = LI.getNumValNums(); i != e; ++i) {
1920     // Get the def location before markUnused() below invalidates it.
1921     SlotIndex Def = LI.getValNumInfo(i)->def;
1922     switch (Vals[i].Resolution) {
1923     case CR_Keep:
1924       // If an IMPLICIT_DEF value is pruned, it doesn't serve a purpose any
1925       // longer. The IMPLICIT_DEF instructions are only inserted by
1926       // PHIElimination to guarantee that all PHI predecessors have a value.
1927       if (!Vals[i].ErasableImplicitDef || !Vals[i].Pruned)
1928         break;
1929       // Remove value number i from LI. Note that this VNInfo is still present
1930       // in NewVNInfo, so it will appear as an unused value number in the final
1931       // joined interval.
1932       LI.getValNumInfo(i)->markUnused();
1933       LI.removeValNo(LI.getValNumInfo(i));
1934       DEBUG(dbgs() << "\t\tremoved " << i << '@' << Def << ": " << LI << '\n');
1935       // FALL THROUGH.
1936
1937     case CR_Erase: {
1938       MachineInstr *MI = Indexes->getInstructionFromIndex(Def);
1939       assert(MI && "No instruction to erase");
1940       if (MI->isCopy()) {
1941         unsigned Reg = MI->getOperand(1).getReg();
1942         if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(Reg) &&
1943             Reg != CP.getSrcReg() && Reg != CP.getDstReg())
1944           ShrinkRegs.push_back(Reg);
1945       }
1946       ErasedInstrs.insert(MI);
1947       DEBUG(dbgs() << "\t\terased:\t" << Def << '\t' << *MI);
1948       LIS->RemoveMachineInstrFromMaps(MI);
1949       MI->eraseFromParent();
1950       break;
1951     }
1952     default:
1953       break;
1954     }
1955   }
1956 }
1957
1958 bool RegisterCoalescer::joinVirtRegs(CoalescerPair &CP) {
1959   SmallVector<VNInfo*, 16> NewVNInfo;
1960   LiveInterval &RHS = LIS->getInterval(CP.getSrcReg());
1961   LiveInterval &LHS = LIS->getInterval(CP.getDstReg());
1962   JoinVals RHSVals(RHS, CP.getSrcIdx(), NewVNInfo, CP, LIS, TRI);
1963   JoinVals LHSVals(LHS, CP.getDstIdx(), NewVNInfo, CP, LIS, TRI);
1964
1965   DEBUG(dbgs() << "\t\tRHS = " << RHS
1966                << "\n\t\tLHS = " << LHS
1967                << '\n');
1968
1969   // First compute NewVNInfo and the simple value mappings.
1970   // Detect impossible conflicts early.
1971   if (!LHSVals.mapValues(RHSVals) || !RHSVals.mapValues(LHSVals))
1972     return false;
1973
1974   // Some conflicts can only be resolved after all values have been mapped.
1975   if (!LHSVals.resolveConflicts(RHSVals) || !RHSVals.resolveConflicts(LHSVals))
1976     return false;
1977
1978   // All clear, the live ranges can be merged.
1979
1980   // The merging algorithm in LiveInterval::join() can't handle conflicting
1981   // value mappings, so we need to remove any live ranges that overlap a
1982   // CR_Replace resolution. Collect a set of end points that can be used to
1983   // restore the live range after joining.
1984   SmallVector<SlotIndex, 8> EndPoints;
1985   LHSVals.pruneValues(RHSVals, EndPoints);
1986   RHSVals.pruneValues(LHSVals, EndPoints);
1987
1988   // Erase COPY and IMPLICIT_DEF instructions. This may cause some external
1989   // registers to require trimming.
1990   SmallVector<unsigned, 8> ShrinkRegs;
1991   LHSVals.eraseInstrs(ErasedInstrs, ShrinkRegs);
1992   RHSVals.eraseInstrs(ErasedInstrs, ShrinkRegs);
1993   while (!ShrinkRegs.empty())
1994     LIS->shrinkToUses(&LIS->getInterval(ShrinkRegs.pop_back_val()));
1995
1996   // Join RHS into LHS.
1997   LHS.join(RHS, LHSVals.getAssignments(), RHSVals.getAssignments(), NewVNInfo);
1998
1999   // Kill flags are going to be wrong if the live ranges were overlapping.
2000   // Eventually, we should simply clear all kill flags when computing live
2001   // ranges. They are reinserted after register allocation.
2002   MRI->clearKillFlags(LHS.reg);
2003   MRI->clearKillFlags(RHS.reg);
2004
2005   if (EndPoints.empty())
2006     return true;
2007
2008   // Recompute the parts of the live range we had to remove because of
2009   // CR_Replace conflicts.
2010   DEBUG(dbgs() << "\t\trestoring liveness to " << EndPoints.size()
2011                << " points: " << LHS << '\n');
2012   LIS->extendToIndices(LHS, EndPoints);
2013   return true;
2014 }
2015
2016 /// joinIntervals - Attempt to join these two intervals.  On failure, this
2017 /// returns false.
2018 bool RegisterCoalescer::joinIntervals(CoalescerPair &CP) {
2019   return CP.isPhys() ? joinReservedPhysReg(CP) : joinVirtRegs(CP);
2020 }
2021
2022 namespace {
2023 // Information concerning MBB coalescing priority.
2024 struct MBBPriorityInfo {
2025   MachineBasicBlock *MBB;
2026   unsigned Depth;
2027   bool IsSplit;
2028
2029   MBBPriorityInfo(MachineBasicBlock *mbb, unsigned depth, bool issplit)
2030     : MBB(mbb), Depth(depth), IsSplit(issplit) {}
2031 };
2032 }
2033
2034 // C-style comparator that sorts first based on the loop depth of the basic
2035 // block (the unsigned), and then on the MBB number.
2036 //
2037 // EnableGlobalCopies assumes that the primary sort key is loop depth.
2038 static int compareMBBPriority(const MBBPriorityInfo *LHS,
2039                               const MBBPriorityInfo *RHS) {
2040   // Deeper loops first
2041   if (LHS->Depth != RHS->Depth)
2042     return LHS->Depth > RHS->Depth ? -1 : 1;
2043
2044   // Try to unsplit critical edges next.
2045   if (LHS->IsSplit != RHS->IsSplit)
2046     return LHS->IsSplit ? -1 : 1;
2047
2048   // Prefer blocks that are more connected in the CFG. This takes care of
2049   // the most difficult copies first while intervals are short.
2050   unsigned cl = LHS->MBB->pred_size() + LHS->MBB->succ_size();
2051   unsigned cr = RHS->MBB->pred_size() + RHS->MBB->succ_size();
2052   if (cl != cr)
2053     return cl > cr ? -1 : 1;
2054
2055   // As a last resort, sort by block number.
2056   return LHS->MBB->getNumber() < RHS->MBB->getNumber() ? -1 : 1;
2057 }
2058
2059 /// \returns true if the given copy uses or defines a local live range.
2060 static bool isLocalCopy(MachineInstr *Copy, const LiveIntervals *LIS) {
2061   if (!Copy->isCopy())
2062     return false;
2063
2064   if (Copy->getOperand(1).isUndef())
2065     return false;
2066
2067   unsigned SrcReg = Copy->getOperand(1).getReg();
2068   unsigned DstReg = Copy->getOperand(0).getReg();
2069   if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(SrcReg)
2070       || TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(DstReg))
2071     return false;
2072
2073   return LIS->intervalIsInOneMBB(LIS->getInterval(SrcReg))
2074     || LIS->intervalIsInOneMBB(LIS->getInterval(DstReg));
2075 }
2076
2077 // Try joining WorkList copies starting from index From.
2078 // Null out any successful joins.
2079 bool RegisterCoalescer::
2080 copyCoalesceWorkList(MutableArrayRef<MachineInstr*> CurrList) {
2081   bool Progress = false;
2082   for (unsigned i = 0, e = CurrList.size(); i != e; ++i) {
2083     if (!CurrList[i])
2084       continue;
2085     // Skip instruction pointers that have already been erased, for example by
2086     // dead code elimination.
2087     if (ErasedInstrs.erase(CurrList[i])) {
2088       CurrList[i] = 0;
2089       continue;
2090     }
2091     bool Again = false;
2092     bool Success = joinCopy(CurrList[i], Again);
2093     Progress |= Success;
2094     if (Success || !Again)
2095       CurrList[i] = 0;
2096   }
2097   return Progress;
2098 }
2099
2100 void
2101 RegisterCoalescer::copyCoalesceInMBB(MachineBasicBlock *MBB) {
2102   DEBUG(dbgs() << MBB->getName() << ":\n");
2103
2104   // Collect all copy-like instructions in MBB. Don't start coalescing anything
2105   // yet, it might invalidate the iterator.
2106   const unsigned PrevSize = WorkList.size();
2107   if (JoinGlobalCopies) {
2108     // Coalesce copies bottom-up to coalesce local defs before local uses. They
2109     // are not inherently easier to resolve, but slightly preferable until we
2110     // have local live range splitting. In particular this is required by
2111     // cmp+jmp macro fusion.
2112     for (MachineBasicBlock::iterator MII = MBB->begin(), E = MBB->end();
2113          MII != E; ++MII) {
2114       if (!MII->isCopyLike())
2115         continue;
2116       if (isLocalCopy(&(*MII), LIS))
2117         LocalWorkList.push_back(&(*MII));
2118       else
2119         WorkList.push_back(&(*MII));
2120     }
2121   }
2122   else {
2123      for (MachineBasicBlock::iterator MII = MBB->begin(), E = MBB->end();
2124           MII != E; ++MII)
2125        if (MII->isCopyLike())
2126          WorkList.push_back(MII);
2127   }
2128   // Try coalescing the collected copies immediately, and remove the nulls.
2129   // This prevents the WorkList from getting too large since most copies are
2130   // joinable on the first attempt.
2131   MutableArrayRef<MachineInstr*>
2132     CurrList(WorkList.begin() + PrevSize, WorkList.end());
2133   if (copyCoalesceWorkList(CurrList))
2134     WorkList.erase(std::remove(WorkList.begin() + PrevSize, WorkList.end(),
2135                                (MachineInstr*)0), WorkList.end());
2136 }
2137
2138 void RegisterCoalescer::coalesceLocals() {
2139   copyCoalesceWorkList(LocalWorkList);
2140   for (unsigned j = 0, je = LocalWorkList.size(); j != je; ++j) {
2141     if (LocalWorkList[j])
2142       WorkList.push_back(LocalWorkList[j]);
2143   }
2144   LocalWorkList.clear();
2145 }
2146
2147 void RegisterCoalescer::joinAllIntervals() {
2148   DEBUG(dbgs() << "********** JOINING INTERVALS ***********\n");
2149   assert(WorkList.empty() && LocalWorkList.empty() && "Old data still around.");
2150
2151   std::vector<MBBPriorityInfo> MBBs;
2152   MBBs.reserve(MF->size());
2153   for (MachineFunction::iterator I = MF->begin(), E = MF->end();I != E;++I){
2154     MachineBasicBlock *MBB = I;
2155     MBBs.push_back(MBBPriorityInfo(MBB, Loops->getLoopDepth(MBB),
2156                                    JoinSplitEdges && isSplitEdge(MBB)));
2157   }
2158   array_pod_sort(MBBs.begin(), MBBs.end(), compareMBBPriority);
2159
2160   // Coalesce intervals in MBB priority order.
2161   unsigned CurrDepth = UINT_MAX;
2162   for (unsigned i = 0, e = MBBs.size(); i != e; ++i) {
2163     // Try coalescing the collected local copies for deeper loops.
2164     if (JoinGlobalCopies && MBBs[i].Depth < CurrDepth) {
2165       coalesceLocals();
2166       CurrDepth = MBBs[i].Depth;
2167     }
2168     copyCoalesceInMBB(MBBs[i].MBB);
2169   }
2170   coalesceLocals();
2171
2172   // Joining intervals can allow other intervals to be joined.  Iteratively join
2173   // until we make no progress.
2174   while (copyCoalesceWorkList(WorkList))
2175     /* empty */ ;
2176 }
2177
2178 void RegisterCoalescer::releaseMemory() {
2179   ErasedInstrs.clear();
2180   WorkList.clear();
2181   DeadDefs.clear();
2182   InflateRegs.clear();
2183 }
2184
2185 bool RegisterCoalescer::runOnMachineFunction(MachineFunction &fn) {
2186   MF = &fn;
2187   MRI = &fn.getRegInfo();
2188   TM = &fn.getTarget();
2189   TRI = TM->getRegisterInfo();
2190   TII = TM->getInstrInfo();
2191   LIS = &getAnalysis<LiveIntervals>();
2192   AA = &getAnalysis<AliasAnalysis>();
2193   Loops = &getAnalysis<MachineLoopInfo>();
2194
2195   const TargetSubtargetInfo &ST = TM->getSubtarget<TargetSubtargetInfo>();
2196   if (EnableGlobalCopies == cl::BOU_UNSET)
2197     JoinGlobalCopies = ST.useMachineScheduler();
2198   else
2199     JoinGlobalCopies = (EnableGlobalCopies == cl::BOU_TRUE);
2200
2201   // The MachineScheduler does not currently require JoinSplitEdges. This will
2202   // either be enabled unconditionally or replaced by a more general live range
2203   // splitting optimization.
2204   JoinSplitEdges = EnableJoinSplits;
2205
2206   DEBUG(dbgs() << "********** SIMPLE REGISTER COALESCING **********\n"
2207                << "********** Function: " << MF->getName() << '\n');
2208
2209   if (VerifyCoalescing)
2210     MF->verify(this, "Before register coalescing");
2211
2212   RegClassInfo.runOnMachineFunction(fn);
2213
2214   // Join (coalesce) intervals if requested.
2215   if (EnableJoining)
2216     joinAllIntervals();
2217
2218   // After deleting a lot of copies, register classes may be less constrained.
2219   // Removing sub-register operands may allow GR32_ABCD -> GR32 and DPR_VFP2 ->
2220   // DPR inflation.
2221   array_pod_sort(InflateRegs.begin(), InflateRegs.end());
2222   InflateRegs.erase(std::unique(InflateRegs.begin(), InflateRegs.end()),
2223                     InflateRegs.end());
2224   DEBUG(dbgs() << "Trying to inflate " << InflateRegs.size() << " regs.\n");
2225   for (unsigned i = 0, e = InflateRegs.size(); i != e; ++i) {
2226     unsigned Reg = InflateRegs[i];
2227     if (MRI->reg_nodbg_empty(Reg))
2228       continue;
2229     if (MRI->recomputeRegClass(Reg, *TM)) {
2230       DEBUG(dbgs() << PrintReg(Reg) << " inflated to "
2231                    << MRI->getRegClass(Reg)->getName() << '\n');
2232       ++NumInflated;
2233     }
2234   }
2235
2236   DEBUG(dump());
2237   if (VerifyCoalescing)
2238     MF->verify(this, "After register coalescing");
2239   return true;
2240 }
2241
2242 /// print - Implement the dump method.
2243 void RegisterCoalescer::print(raw_ostream &O, const Module* m) const {
2244    LIS->print(O, m);
2245 }