LiveIntervalAnalysis: Factor out code to update liveness on physreg def removal
[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 #include "RegisterCoalescer.h"
17 #include "llvm/ADT/STLExtras.h"
18 #include "llvm/ADT/SmallSet.h"
19 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
20 #include "llvm/Analysis/AliasAnalysis.h"
21 #include "llvm/CodeGen/LiveIntervalAnalysis.h"
22 #include "llvm/CodeGen/LiveRangeEdit.h"
23 #include "llvm/CodeGen/MachineFrameInfo.h"
24 #include "llvm/CodeGen/MachineInstr.h"
25 #include "llvm/CodeGen/MachineLoopInfo.h"
26 #include "llvm/CodeGen/MachineRegisterInfo.h"
27 #include "llvm/CodeGen/Passes.h"
28 #include "llvm/CodeGen/RegisterClassInfo.h"
29 #include "llvm/CodeGen/VirtRegMap.h"
30 #include "llvm/IR/Value.h"
31 #include "llvm/Pass.h"
32 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
33 #include "llvm/Support/Debug.h"
34 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
35 #include "llvm/Support/Format.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 #define DEBUG_TYPE "regalloc"
46
47 STATISTIC(numJoins    , "Number of interval joins performed");
48 STATISTIC(numCrossRCs , "Number of cross class joins performed");
49 STATISTIC(numCommutes , "Number of instruction commuting performed");
50 STATISTIC(numExtends  , "Number of copies extended");
51 STATISTIC(NumReMats   , "Number of instructions re-materialized");
52 STATISTIC(NumInflated , "Number of register classes inflated");
53 STATISTIC(NumLaneConflicts, "Number of dead lane conflicts tested");
54 STATISTIC(NumLaneResolves,  "Number of dead lane conflicts resolved");
55
56 static cl::opt<bool>
57 EnableJoining("join-liveintervals",
58               cl::desc("Coalesce copies (default=true)"),
59               cl::init(true));
60
61 /// Temporary flag to test critical edge unsplitting.
62 static cl::opt<bool>
63 EnableJoinSplits("join-splitedges",
64   cl::desc("Coalesce copies on split edges (default=subtarget)"), cl::Hidden);
65
66 /// Temporary flag to test global copy optimization.
67 static cl::opt<cl::boolOrDefault>
68 EnableGlobalCopies("join-globalcopies",
69   cl::desc("Coalesce copies that span blocks (default=subtarget)"),
70   cl::init(cl::BOU_UNSET), cl::Hidden);
71
72 static cl::opt<bool>
73 VerifyCoalescing("verify-coalescing",
74          cl::desc("Verify machine instrs before and after register coalescing"),
75          cl::Hidden);
76
77 namespace {
78   class RegisterCoalescer : public MachineFunctionPass,
79                             private LiveRangeEdit::Delegate {
80     MachineFunction* MF;
81     MachineRegisterInfo* MRI;
82     const TargetMachine* TM;
83     const TargetRegisterInfo* TRI;
84     const TargetInstrInfo* TII;
85     LiveIntervals *LIS;
86     const MachineLoopInfo* Loops;
87     AliasAnalysis *AA;
88     RegisterClassInfo RegClassInfo;
89
90     /// A LaneMask to remember on which subregister live ranges we need to call
91     /// shrinkToUses() later.
92     unsigned ShrinkMask;
93
94     /// True if the main range of the currently coalesced intervals should be
95     /// checked for smaller live intervals.
96     bool ShrinkMainRange;
97
98     /// \brief True if the coalescer should aggressively coalesce global copies
99     /// in favor of keeping local copies.
100     bool JoinGlobalCopies;
101
102     /// \brief True if the coalescer should aggressively coalesce fall-thru
103     /// blocks exclusively containing copies.
104     bool JoinSplitEdges;
105
106     /// Copy instructions yet to be coalesced.
107     SmallVector<MachineInstr*, 8> WorkList;
108     SmallVector<MachineInstr*, 8> LocalWorkList;
109
110     /// Set of instruction pointers that have been erased, and
111     /// that may be present in WorkList.
112     SmallPtrSet<MachineInstr*, 8> ErasedInstrs;
113
114     /// Dead instructions that are about to be deleted.
115     SmallVector<MachineInstr*, 8> DeadDefs;
116
117     /// Virtual registers to be considered for register class inflation.
118     SmallVector<unsigned, 8> InflateRegs;
119
120     /// Recursively eliminate dead defs in DeadDefs.
121     void eliminateDeadDefs();
122
123     /// LiveRangeEdit callback for eliminateDeadDefs().
124     void LRE_WillEraseInstruction(MachineInstr *MI) override;
125
126     /// Coalesce the LocalWorkList.
127     void coalesceLocals();
128
129     /// Join compatible live intervals
130     void joinAllIntervals();
131
132     /// Coalesce copies in the specified MBB, putting
133     /// copies that cannot yet be coalesced into WorkList.
134     void copyCoalesceInMBB(MachineBasicBlock *MBB);
135
136     /// Tries to coalesce all copies in CurrList. Returns true if any progress
137     /// was made.
138     bool copyCoalesceWorkList(MutableArrayRef<MachineInstr*> CurrList);
139
140     /// Attempt to join intervals corresponding to SrcReg/DstReg, which are the
141     /// src/dst of the copy instruction CopyMI.  This returns true if the copy
142     /// was successfully coalesced away. If it is not currently possible to
143     /// coalesce this interval, but it may be possible if other things get
144     /// coalesced, then it returns true by reference in 'Again'.
145     bool joinCopy(MachineInstr *TheCopy, bool &Again);
146
147     /// Attempt to join these two intervals.  On failure, this
148     /// returns false.  The output "SrcInt" will not have been modified, so we
149     /// can use this information below to update aliases.
150     bool joinIntervals(CoalescerPair &CP);
151
152     /// Attempt joining two virtual registers. Return true on success.
153     bool joinVirtRegs(CoalescerPair &CP);
154
155     /// Attempt joining with a reserved physreg.
156     bool joinReservedPhysReg(CoalescerPair &CP);
157
158     /// Add the LiveRange @p ToMerge as a subregister liverange of @p LI.
159     /// Subranges in @p LI which only partially interfere with the desired
160     /// LaneMask are split as necessary. @p LaneMask are the lanes that
161     /// @p ToMerge will occupy in the coalescer register. @p LI has its subrange
162     /// lanemasks already adjusted to the coalesced register.
163     void mergeSubRangeInto(LiveInterval &LI, const LiveRange &ToMerge,
164                            unsigned LaneMask, CoalescerPair &CP);
165
166     /// Join the liveranges of two subregisters. Joins @p RRange into
167     /// @p LRange, @p RRange may be invalid afterwards.
168     void joinSubRegRanges(LiveRange &LRange, LiveRange &RRange,
169                           unsigned LaneMask, const CoalescerPair &CP);
170
171     /// We found a non-trivially-coalescable copy. If the source value number is
172     /// defined by a copy from the destination reg see if we can merge these two
173     /// destination reg valno# into a single value number, eliminating a copy.
174     /// This returns true if an interval was modified.
175     bool adjustCopiesBackFrom(const CoalescerPair &CP, MachineInstr *CopyMI);
176
177     /// Return true if there are definitions of IntB
178     /// other than BValNo val# that can reach uses of AValno val# of IntA.
179     bool hasOtherReachingDefs(LiveInterval &IntA, LiveInterval &IntB,
180                               VNInfo *AValNo, VNInfo *BValNo);
181
182     /// We found a non-trivially-coalescable copy.
183     /// If the source value number is defined by a commutable instruction and
184     /// its other operand is coalesced to the copy dest register, see if we
185     /// can transform the copy into a noop by commuting the definition.
186     /// This returns true if an interval was modified.
187     bool removeCopyByCommutingDef(const CoalescerPair &CP,MachineInstr *CopyMI);
188
189     /// If the source of a copy is defined by a
190     /// trivial computation, replace the copy by rematerialize the definition.
191     bool reMaterializeTrivialDef(CoalescerPair &CP, MachineInstr *CopyMI,
192                                  bool &IsDefCopy);
193
194     /// Return true if a copy involving a physreg should be joined.
195     bool canJoinPhys(const CoalescerPair &CP);
196
197     /// Replace all defs and uses of SrcReg to DstReg and update the subregister
198     /// number if it is not zero. If DstReg is a physical register and the
199     /// existing subregister number of the def / use being updated is not zero,
200     /// make sure to set it to the correct physical subregister.
201     void updateRegDefsUses(unsigned SrcReg, unsigned DstReg, unsigned SubIdx);
202
203     /// Handle copies of undef values.
204     /// Returns true if @p CopyMI was a copy of an undef value and eliminated.
205     bool eliminateUndefCopy(MachineInstr *CopyMI);
206
207   public:
208     static char ID; ///< Class identification, replacement for typeinfo
209     RegisterCoalescer() : MachineFunctionPass(ID) {
210       initializeRegisterCoalescerPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
211     }
212
213     void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const override;
214
215     void releaseMemory() override;
216
217     /// This is the pass entry point.
218     bool runOnMachineFunction(MachineFunction&) override;
219
220     /// Implement the dump method.
221     void print(raw_ostream &O, const Module* = nullptr) const override;
222   };
223 } // end anonymous namespace
224
225 char &llvm::RegisterCoalescerID = RegisterCoalescer::ID;
226
227 INITIALIZE_PASS_BEGIN(RegisterCoalescer, "simple-register-coalescing",
228                       "Simple Register Coalescing", false, false)
229 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(LiveIntervals)
230 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(SlotIndexes)
231 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(MachineLoopInfo)
232 INITIALIZE_AG_DEPENDENCY(AliasAnalysis)
233 INITIALIZE_PASS_END(RegisterCoalescer, "simple-register-coalescing",
234                     "Simple Register Coalescing", false, false)
235
236 char RegisterCoalescer::ID = 0;
237
238 static bool isMoveInstr(const TargetRegisterInfo &tri, const MachineInstr *MI,
239                         unsigned &Src, unsigned &Dst,
240                         unsigned &SrcSub, unsigned &DstSub) {
241   if (MI->isCopy()) {
242     Dst = MI->getOperand(0).getReg();
243     DstSub = MI->getOperand(0).getSubReg();
244     Src = MI->getOperand(1).getReg();
245     SrcSub = MI->getOperand(1).getSubReg();
246   } else if (MI->isSubregToReg()) {
247     Dst = MI->getOperand(0).getReg();
248     DstSub = tri.composeSubRegIndices(MI->getOperand(0).getSubReg(),
249                                       MI->getOperand(3).getImm());
250     Src = MI->getOperand(2).getReg();
251     SrcSub = MI->getOperand(2).getSubReg();
252   } else
253     return false;
254   return true;
255 }
256
257 /// Return true if this block should be vacated by the coalescer to eliminate
258 /// branches. The important cases to handle in the coalescer are critical edges
259 /// split during phi elimination which contain only copies. Simple blocks that
260 /// contain non-branches should also be vacated, but this can be handled by an
261 /// earlier pass similar to early if-conversion.
262 static bool isSplitEdge(const MachineBasicBlock *MBB) {
263   if (MBB->pred_size() != 1 || MBB->succ_size() != 1)
264     return false;
265
266   for (const auto &MI : *MBB) {
267     if (!MI.isCopyLike() && !MI.isUnconditionalBranch())
268       return false;
269   }
270   return true;
271 }
272
273 bool CoalescerPair::setRegisters(const MachineInstr *MI) {
274   SrcReg = DstReg = 0;
275   SrcIdx = DstIdx = 0;
276   NewRC = nullptr;
277   Flipped = CrossClass = false;
278
279   unsigned Src, Dst, SrcSub, DstSub;
280   if (!isMoveInstr(TRI, MI, Src, Dst, SrcSub, DstSub))
281     return false;
282   Partial = SrcSub || DstSub;
283
284   // If one register is a physreg, it must be Dst.
285   if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(Src)) {
286     if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(Dst))
287       return false;
288     std::swap(Src, Dst);
289     std::swap(SrcSub, DstSub);
290     Flipped = true;
291   }
292
293   const MachineRegisterInfo &MRI = MI->getParent()->getParent()->getRegInfo();
294
295   if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(Dst)) {
296     // Eliminate DstSub on a physreg.
297     if (DstSub) {
298       Dst = TRI.getSubReg(Dst, DstSub);
299       if (!Dst) return false;
300       DstSub = 0;
301     }
302
303     // Eliminate SrcSub by picking a corresponding Dst superregister.
304     if (SrcSub) {
305       Dst = TRI.getMatchingSuperReg(Dst, SrcSub, MRI.getRegClass(Src));
306       if (!Dst) return false;
307     } else if (!MRI.getRegClass(Src)->contains(Dst)) {
308       return false;
309     }
310   } else {
311     // Both registers are virtual.
312     const TargetRegisterClass *SrcRC = MRI.getRegClass(Src);
313     const TargetRegisterClass *DstRC = MRI.getRegClass(Dst);
314
315     // Both registers have subreg indices.
316     if (SrcSub && DstSub) {
317       // Copies between different sub-registers are never coalescable.
318       if (Src == Dst && SrcSub != DstSub)
319         return false;
320
321       NewRC = TRI.getCommonSuperRegClass(SrcRC, SrcSub, DstRC, DstSub,
322                                          SrcIdx, DstIdx);
323       if (!NewRC)
324         return false;
325     } else if (DstSub) {
326       // SrcReg will be merged with a sub-register of DstReg.
327       SrcIdx = DstSub;
328       NewRC = TRI.getMatchingSuperRegClass(DstRC, SrcRC, DstSub);
329     } else if (SrcSub) {
330       // DstReg will be merged with a sub-register of SrcReg.
331       DstIdx = SrcSub;
332       NewRC = TRI.getMatchingSuperRegClass(SrcRC, DstRC, SrcSub);
333     } else {
334       // This is a straight copy without sub-registers.
335       NewRC = TRI.getCommonSubClass(DstRC, SrcRC);
336     }
337
338     // The combined constraint may be impossible to satisfy.
339     if (!NewRC)
340       return false;
341
342     // Prefer SrcReg to be a sub-register of DstReg.
343     // FIXME: Coalescer should support subregs symmetrically.
344     if (DstIdx && !SrcIdx) {
345       std::swap(Src, Dst);
346       std::swap(SrcIdx, DstIdx);
347       Flipped = !Flipped;
348     }
349
350     CrossClass = NewRC != DstRC || NewRC != SrcRC;
351   }
352   // Check our invariants
353   assert(TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(Src) && "Src must be virtual");
354   assert(!(TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(Dst) && DstSub) &&
355          "Cannot have a physical SubIdx");
356   SrcReg = Src;
357   DstReg = Dst;
358   return true;
359 }
360
361 bool CoalescerPair::flip() {
362   if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(DstReg))
363     return false;
364   std::swap(SrcReg, DstReg);
365   std::swap(SrcIdx, DstIdx);
366   Flipped = !Flipped;
367   return true;
368 }
369
370 bool CoalescerPair::isCoalescable(const MachineInstr *MI) const {
371   if (!MI)
372     return false;
373   unsigned Src, Dst, SrcSub, DstSub;
374   if (!isMoveInstr(TRI, MI, Src, Dst, SrcSub, DstSub))
375     return false;
376
377   // Find the virtual register that is SrcReg.
378   if (Dst == SrcReg) {
379     std::swap(Src, Dst);
380     std::swap(SrcSub, DstSub);
381   } else if (Src != SrcReg) {
382     return false;
383   }
384
385   // Now check that Dst matches DstReg.
386   if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(DstReg)) {
387     if (!TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(Dst))
388       return false;
389     assert(!DstIdx && !SrcIdx && "Inconsistent CoalescerPair state.");
390     // DstSub could be set for a physreg from INSERT_SUBREG.
391     if (DstSub)
392       Dst = TRI.getSubReg(Dst, DstSub);
393     // Full copy of Src.
394     if (!SrcSub)
395       return DstReg == Dst;
396     // This is a partial register copy. Check that the parts match.
397     return TRI.getSubReg(DstReg, SrcSub) == Dst;
398   } else {
399     // DstReg is virtual.
400     if (DstReg != Dst)
401       return false;
402     // Registers match, do the subregisters line up?
403     return TRI.composeSubRegIndices(SrcIdx, SrcSub) ==
404            TRI.composeSubRegIndices(DstIdx, DstSub);
405   }
406 }
407
408 void RegisterCoalescer::getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
409   AU.setPreservesCFG();
410   AU.addRequired<AliasAnalysis>();
411   AU.addRequired<LiveIntervals>();
412   AU.addPreserved<LiveIntervals>();
413   AU.addPreserved<SlotIndexes>();
414   AU.addRequired<MachineLoopInfo>();
415   AU.addPreserved<MachineLoopInfo>();
416   AU.addPreservedID(MachineDominatorsID);
417   MachineFunctionPass::getAnalysisUsage(AU);
418 }
419
420 void RegisterCoalescer::eliminateDeadDefs() {
421   SmallVector<unsigned, 8> NewRegs;
422   LiveRangeEdit(nullptr, NewRegs, *MF, *LIS,
423                 nullptr, this).eliminateDeadDefs(DeadDefs);
424 }
425
426 void RegisterCoalescer::LRE_WillEraseInstruction(MachineInstr *MI) {
427   // MI may be in WorkList. Make sure we don't visit it.
428   ErasedInstrs.insert(MI);
429 }
430
431 bool RegisterCoalescer::adjustCopiesBackFrom(const CoalescerPair &CP,
432                                              MachineInstr *CopyMI) {
433   assert(!CP.isPartial() && "This doesn't work for partial copies.");
434   assert(!CP.isPhys() && "This doesn't work for physreg copies.");
435
436   LiveInterval &IntA =
437     LIS->getInterval(CP.isFlipped() ? CP.getDstReg() : CP.getSrcReg());
438   LiveInterval &IntB =
439     LIS->getInterval(CP.isFlipped() ? CP.getSrcReg() : CP.getDstReg());
440   SlotIndex CopyIdx = LIS->getInstructionIndex(CopyMI).getRegSlot();
441
442   // We have a non-trivially-coalescable copy with IntA being the source and
443   // IntB being the dest, thus this defines a value number in IntB.  If the
444   // source value number (in IntA) is defined by a copy from B, see if we can
445   // merge these two pieces of B into a single value number, eliminating a copy.
446   // For example:
447   //
448   //  A3 = B0
449   //    ...
450   //  B1 = A3      <- this copy
451   //
452   // In this case, B0 can be extended to where the B1 copy lives, allowing the
453   // B1 value number to be replaced with B0 (which simplifies the B
454   // liveinterval).
455
456   // BValNo is a value number in B that is defined by a copy from A.  'B1' in
457   // the example above.
458   LiveInterval::iterator BS = IntB.FindSegmentContaining(CopyIdx);
459   if (BS == IntB.end()) return false;
460   VNInfo *BValNo = BS->valno;
461
462   // Get the location that B is defined at.  Two options: either this value has
463   // an unknown definition point or it is defined at CopyIdx.  If unknown, we
464   // can't process it.
465   if (BValNo->def != CopyIdx) return false;
466
467   // AValNo is the value number in A that defines the copy, A3 in the example.
468   SlotIndex CopyUseIdx = CopyIdx.getRegSlot(true);
469   LiveInterval::iterator AS = IntA.FindSegmentContaining(CopyUseIdx);
470   // The live segment might not exist after fun with physreg coalescing.
471   if (AS == IntA.end()) return false;
472   VNInfo *AValNo = AS->valno;
473
474   // If AValNo is defined as a copy from IntB, we can potentially process this.
475   // Get the instruction that defines this value number.
476   MachineInstr *ACopyMI = LIS->getInstructionFromIndex(AValNo->def);
477   // Don't allow any partial copies, even if isCoalescable() allows them.
478   if (!CP.isCoalescable(ACopyMI) || !ACopyMI->isFullCopy())
479     return false;
480
481   // Get the Segment in IntB that this value number starts with.
482   LiveInterval::iterator ValS =
483     IntB.FindSegmentContaining(AValNo->def.getPrevSlot());
484   if (ValS == IntB.end())
485     return false;
486
487   // Make sure that the end of the live segment is inside the same block as
488   // CopyMI.
489   MachineInstr *ValSEndInst =
490     LIS->getInstructionFromIndex(ValS->end.getPrevSlot());
491   if (!ValSEndInst || ValSEndInst->getParent() != CopyMI->getParent())
492     return false;
493
494   // Okay, we now know that ValS ends in the same block that the CopyMI
495   // live-range starts.  If there are no intervening live segments between them
496   // in IntB, we can merge them.
497   if (ValS+1 != BS) return false;
498
499   DEBUG(dbgs() << "Extending: " << PrintReg(IntB.reg, TRI));
500
501   SlotIndex FillerStart = ValS->end, FillerEnd = BS->start;
502   // We are about to delete CopyMI, so need to remove it as the 'instruction
503   // that defines this value #'. Update the valnum with the new defining
504   // instruction #.
505   BValNo->def = FillerStart;
506
507   // Okay, we can merge them.  We need to insert a new liverange:
508   // [ValS.end, BS.begin) of either value number, then we merge the
509   // two value numbers.
510   IntB.addSegment(LiveInterval::Segment(FillerStart, FillerEnd, BValNo));
511
512   // Okay, merge "B1" into the same value number as "B0".
513   if (BValNo != ValS->valno)
514     IntB.MergeValueNumberInto(BValNo, ValS->valno);
515
516   // Do the same for the subregister segments.
517   for (LiveInterval::SubRange &S : IntB.subranges()) {
518     VNInfo *SubBValNo = S.getVNInfoAt(CopyIdx);
519     S.addSegment(LiveInterval::Segment(FillerStart, FillerEnd, SubBValNo));
520     VNInfo *SubValSNo = S.getVNInfoAt(AValNo->def.getPrevSlot());
521     if (SubBValNo != SubValSNo)
522       S.MergeValueNumberInto(SubBValNo, SubValSNo);
523   }
524
525   DEBUG(dbgs() << "   result = " << IntB << '\n');
526
527   // If the source instruction was killing the source register before the
528   // merge, unset the isKill marker given the live range has been extended.
529   int UIdx = ValSEndInst->findRegisterUseOperandIdx(IntB.reg, true);
530   if (UIdx != -1) {
531     ValSEndInst->getOperand(UIdx).setIsKill(false);
532   }
533
534   // Rewrite the copy. If the copy instruction was killing the destination
535   // register before the merge, find the last use and trim the live range. That
536   // will also add the isKill marker.
537   CopyMI->substituteRegister(IntA.reg, IntB.reg, 0, *TRI);
538   if (AS->end == CopyIdx)
539     LIS->shrinkToUses(&IntA);
540
541   ++numExtends;
542   return true;
543 }
544
545 bool RegisterCoalescer::hasOtherReachingDefs(LiveInterval &IntA,
546                                              LiveInterval &IntB,
547                                              VNInfo *AValNo,
548                                              VNInfo *BValNo) {
549   // If AValNo has PHI kills, conservatively assume that IntB defs can reach
550   // the PHI values.
551   if (LIS->hasPHIKill(IntA, AValNo))
552     return true;
553
554   for (LiveRange::Segment &ASeg : IntA.segments) {
555     if (ASeg.valno != AValNo) continue;
556     LiveInterval::iterator BI =
557       std::upper_bound(IntB.begin(), IntB.end(), ASeg.start);
558     if (BI != IntB.begin())
559       --BI;
560     for (; BI != IntB.end() && ASeg.end >= BI->start; ++BI) {
561       if (BI->valno == BValNo)
562         continue;
563       if (BI->start <= ASeg.start && BI->end > ASeg.start)
564         return true;
565       if (BI->start > ASeg.start && BI->start < ASeg.end)
566         return true;
567     }
568   }
569   return false;
570 }
571
572 /// Copy segements with value number @p SrcValNo from liverange @p Src to live
573 /// range @Dst and use value number @p DstValNo there.
574 static void addSegmentsWithValNo(LiveRange &Dst, VNInfo *DstValNo,
575                                  const LiveRange &Src, const VNInfo *SrcValNo)
576 {
577   for (const LiveRange::Segment &S : Src.segments) {
578     if (S.valno != SrcValNo)
579       continue;
580     Dst.addSegment(LiveRange::Segment(S.start, S.end, DstValNo));
581   }
582 }
583
584 bool RegisterCoalescer::removeCopyByCommutingDef(const CoalescerPair &CP,
585                                                  MachineInstr *CopyMI) {
586   assert(!CP.isPhys());
587
588   LiveInterval &IntA =
589       LIS->getInterval(CP.isFlipped() ? CP.getDstReg() : CP.getSrcReg());
590   LiveInterval &IntB =
591       LIS->getInterval(CP.isFlipped() ? CP.getSrcReg() : CP.getDstReg());
592
593   // We found a non-trivially-coalescable copy with IntA being the source and
594   // IntB being the dest, thus this defines a value number in IntB.  If the
595   // source value number (in IntA) is defined by a commutable instruction and
596   // its other operand is coalesced to the copy dest register, see if we can
597   // transform the copy into a noop by commuting the definition. For example,
598   //
599   //  A3 = op A2 B0<kill>
600   //    ...
601   //  B1 = A3      <- this copy
602   //    ...
603   //     = op A3   <- more uses
604   //
605   // ==>
606   //
607   //  B2 = op B0 A2<kill>
608   //    ...
609   //  B1 = B2      <- now an identity copy
610   //    ...
611   //     = op B2   <- more uses
612
613   // BValNo is a value number in B that is defined by a copy from A. 'B1' in
614   // the example above.
615   SlotIndex CopyIdx = LIS->getInstructionIndex(CopyMI).getRegSlot();
616   VNInfo *BValNo = IntB.getVNInfoAt(CopyIdx);
617   assert(BValNo != nullptr && BValNo->def == CopyIdx);
618
619   // AValNo is the value number in A that defines the copy, A3 in the example.
620   VNInfo *AValNo = IntA.getVNInfoAt(CopyIdx.getRegSlot(true));
621   assert(AValNo && !AValNo->isUnused() && "COPY source not live");
622   if (AValNo->isPHIDef())
623     return false;
624   MachineInstr *DefMI = LIS->getInstructionFromIndex(AValNo->def);
625   if (!DefMI)
626     return false;
627   if (!DefMI->isCommutable())
628     return false;
629   // If DefMI is a two-address instruction then commuting it will change the
630   // destination register.
631   int DefIdx = DefMI->findRegisterDefOperandIdx(IntA.reg);
632   assert(DefIdx != -1);
633   unsigned UseOpIdx;
634   if (!DefMI->isRegTiedToUseOperand(DefIdx, &UseOpIdx))
635     return false;
636   unsigned Op1, Op2, NewDstIdx;
637   if (!TII->findCommutedOpIndices(DefMI, Op1, Op2))
638     return false;
639   if (Op1 == UseOpIdx)
640     NewDstIdx = Op2;
641   else if (Op2 == UseOpIdx)
642     NewDstIdx = Op1;
643   else
644     return false;
645
646   MachineOperand &NewDstMO = DefMI->getOperand(NewDstIdx);
647   unsigned NewReg = NewDstMO.getReg();
648   if (NewReg != IntB.reg || !IntB.Query(AValNo->def).isKill())
649     return false;
650
651   // Make sure there are no other definitions of IntB that would reach the
652   // uses which the new definition can reach.
653   if (hasOtherReachingDefs(IntA, IntB, AValNo, BValNo))
654     return false;
655
656   // If some of the uses of IntA.reg is already coalesced away, return false.
657   // It's not possible to determine whether it's safe to perform the coalescing.
658   for (MachineOperand &MO : MRI->use_nodbg_operands(IntA.reg)) {
659     MachineInstr *UseMI = MO.getParent();
660     unsigned OpNo = &MO - &UseMI->getOperand(0);
661     SlotIndex UseIdx = LIS->getInstructionIndex(UseMI);
662     LiveInterval::iterator US = IntA.FindSegmentContaining(UseIdx);
663     if (US == IntA.end() || US->valno != AValNo)
664       continue;
665     // If this use is tied to a def, we can't rewrite the register.
666     if (UseMI->isRegTiedToDefOperand(OpNo))
667       return false;
668   }
669
670   DEBUG(dbgs() << "\tremoveCopyByCommutingDef: " << AValNo->def << '\t'
671                << *DefMI);
672
673   // At this point we have decided that it is legal to do this
674   // transformation.  Start by commuting the instruction.
675   MachineBasicBlock *MBB = DefMI->getParent();
676   MachineInstr *NewMI = TII->commuteInstruction(DefMI);
677   if (!NewMI)
678     return false;
679   if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(IntA.reg) &&
680       TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(IntB.reg) &&
681       !MRI->constrainRegClass(IntB.reg, MRI->getRegClass(IntA.reg)))
682     return false;
683   if (NewMI != DefMI) {
684     LIS->ReplaceMachineInstrInMaps(DefMI, NewMI);
685     MachineBasicBlock::iterator Pos = DefMI;
686     MBB->insert(Pos, NewMI);
687     MBB->erase(DefMI);
688   }
689
690   // If ALR and BLR overlaps and end of BLR extends beyond end of ALR, e.g.
691   // A = or A, B
692   // ...
693   // B = A
694   // ...
695   // C = A<kill>
696   // ...
697   //   = B
698
699   // Update uses of IntA of the specific Val# with IntB.
700   for (MachineRegisterInfo::use_iterator UI = MRI->use_begin(IntA.reg),
701                                          UE = MRI->use_end();
702        UI != UE; /* ++UI is below because of possible MI removal */) {
703     MachineOperand &UseMO = *UI;
704     ++UI;
705     if (UseMO.isUndef())
706       continue;
707     MachineInstr *UseMI = UseMO.getParent();
708     if (UseMI->isDebugValue()) {
709       // FIXME These don't have an instruction index.  Not clear we have enough
710       // info to decide whether to do this replacement or not.  For now do it.
711       UseMO.setReg(NewReg);
712       continue;
713     }
714     SlotIndex UseIdx = LIS->getInstructionIndex(UseMI).getRegSlot(true);
715     LiveInterval::iterator US = IntA.FindSegmentContaining(UseIdx);
716     assert(US != IntA.end() && "Use must be live");
717     if (US->valno != AValNo)
718       continue;
719     // Kill flags are no longer accurate. They are recomputed after RA.
720     UseMO.setIsKill(false);
721     if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(NewReg))
722       UseMO.substPhysReg(NewReg, *TRI);
723     else
724       UseMO.setReg(NewReg);
725     if (UseMI == CopyMI)
726       continue;
727     if (!UseMI->isCopy())
728       continue;
729     if (UseMI->getOperand(0).getReg() != IntB.reg ||
730         UseMI->getOperand(0).getSubReg())
731       continue;
732
733     // This copy will become a noop. If it's defining a new val#, merge it into
734     // BValNo.
735     SlotIndex DefIdx = UseIdx.getRegSlot();
736     VNInfo *DVNI = IntB.getVNInfoAt(DefIdx);
737     if (!DVNI)
738       continue;
739     DEBUG(dbgs() << "\t\tnoop: " << DefIdx << '\t' << *UseMI);
740     assert(DVNI->def == DefIdx);
741     BValNo = IntB.MergeValueNumberInto(BValNo, DVNI);
742     for (LiveInterval::SubRange &S : IntB.subranges()) {
743       VNInfo *SubDVNI = S.getVNInfoAt(DefIdx);
744       if (!SubDVNI)
745         continue;
746       VNInfo *SubBValNo = S.getVNInfoAt(CopyIdx);
747       assert(SubBValNo->def == CopyIdx);
748       VNInfo *Merged = S.MergeValueNumberInto(SubBValNo, SubDVNI);
749       Merged->def = CopyIdx;
750     }
751
752     ErasedInstrs.insert(UseMI);
753     LIS->RemoveMachineInstrFromMaps(UseMI);
754     UseMI->eraseFromParent();
755   }
756
757   // Extend BValNo by merging in IntA live segments of AValNo. Val# definition
758   // is updated.
759   BumpPtrAllocator &Allocator = LIS->getVNInfoAllocator();
760   if (IntB.hasSubRanges()) {
761     if (!IntA.hasSubRanges()) {
762       unsigned Mask = MRI->getMaxLaneMaskForVReg(IntA.reg);
763       IntA.createSubRangeFrom(Allocator, Mask, IntA);
764     }
765     SlotIndex AIdx = CopyIdx.getRegSlot(true);
766     for (LiveInterval::SubRange &SA : IntA.subranges()) {
767       VNInfo *ASubValNo = SA.getVNInfoAt(AIdx);
768       assert(ASubValNo != nullptr);
769
770       unsigned AMask = SA.LaneMask;
771       for (LiveInterval::SubRange &SB : IntB.subranges()) {
772         unsigned BMask = SB.LaneMask;
773         unsigned Common = BMask & AMask;
774         if (Common == 0)
775           continue;
776
777         DEBUG(
778             dbgs() << format("\t\tCopy+Merge %04X into %04X\n", BMask, Common));
779         unsigned BRest = BMask & ~AMask;
780         LiveInterval::SubRange *CommonRange;
781         if (BRest != 0) {
782           SB.LaneMask = BRest;
783           DEBUG(dbgs() << format("\t\tReduce Lane to %04X\n", BRest));
784           // Duplicate SubRange for newly merged common stuff.
785           CommonRange = IntB.createSubRangeFrom(Allocator, Common, SB);
786         } else {
787           // We van reuse the L SubRange.
788           SB.LaneMask = Common;
789           CommonRange = &SB;
790         }
791         LiveRange RangeCopy(SB, Allocator);
792
793         VNInfo *BSubValNo = CommonRange->getVNInfoAt(CopyIdx);
794         assert(BSubValNo->def == CopyIdx);
795         BSubValNo->def = ASubValNo->def;
796         addSegmentsWithValNo(*CommonRange, BSubValNo, SA, ASubValNo);
797         AMask &= ~BMask;
798       }
799       if (AMask != 0) {
800         DEBUG(dbgs() << format("\t\tNew Lane %04X\n", AMask));
801         LiveRange *NewRange = IntB.createSubRange(Allocator, AMask);
802         VNInfo *BSubValNo = NewRange->getNextValue(CopyIdx, Allocator);
803         addSegmentsWithValNo(*NewRange, BSubValNo, SA, ASubValNo);
804       }
805       SA.removeValNo(ASubValNo);
806     }
807   }
808
809   BValNo->def = AValNo->def;
810   addSegmentsWithValNo(IntB, BValNo, IntA, AValNo);
811   DEBUG(dbgs() << "\t\textended: " << IntB << '\n');
812
813   IntA.removeValNo(AValNo);
814   // Remove valuenos in subranges (the A+B have subranges case has already been
815   // handled above)
816   if (!IntB.hasSubRanges()) {
817     SlotIndex AIdx = CopyIdx.getRegSlot(true);
818     for (LiveInterval::SubRange &SA : IntA.subranges()) {
819       VNInfo *ASubValNo = SA.getVNInfoAt(AIdx);
820       assert(ASubValNo != nullptr);
821       SA.removeValNo(ASubValNo);
822     }
823   }
824   DEBUG(dbgs() << "\t\ttrimmed:  " << IntA << '\n');
825   ++numCommutes;
826   return true;
827 }
828
829 bool RegisterCoalescer::reMaterializeTrivialDef(CoalescerPair &CP,
830                                                 MachineInstr *CopyMI,
831                                                 bool &IsDefCopy) {
832   IsDefCopy = false;
833   unsigned SrcReg = CP.isFlipped() ? CP.getDstReg() : CP.getSrcReg();
834   unsigned SrcIdx = CP.isFlipped() ? CP.getDstIdx() : CP.getSrcIdx();
835   unsigned DstReg = CP.isFlipped() ? CP.getSrcReg() : CP.getDstReg();
836   unsigned DstIdx = CP.isFlipped() ? CP.getSrcIdx() : CP.getDstIdx();
837   if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(SrcReg))
838     return false;
839
840   LiveInterval &SrcInt = LIS->getInterval(SrcReg);
841   SlotIndex CopyIdx = LIS->getInstructionIndex(CopyMI);
842   VNInfo *ValNo = SrcInt.Query(CopyIdx).valueIn();
843   assert(ValNo && "CopyMI input register not live");
844   if (ValNo->isPHIDef() || ValNo->isUnused())
845     return false;
846   MachineInstr *DefMI = LIS->getInstructionFromIndex(ValNo->def);
847   if (!DefMI)
848     return false;
849   if (DefMI->isCopyLike()) {
850     IsDefCopy = true;
851     return false;
852   }
853   if (!TII->isAsCheapAsAMove(DefMI))
854     return false;
855   if (!TII->isTriviallyReMaterializable(DefMI, AA))
856     return false;
857   bool SawStore = false;
858   if (!DefMI->isSafeToMove(TII, AA, SawStore))
859     return false;
860   const MCInstrDesc &MCID = DefMI->getDesc();
861   if (MCID.getNumDefs() != 1)
862     return false;
863   // Only support subregister destinations when the def is read-undef.
864   MachineOperand &DstOperand = CopyMI->getOperand(0);
865   unsigned CopyDstReg = DstOperand.getReg();
866   if (DstOperand.getSubReg() && !DstOperand.isUndef())
867     return false;
868
869   // If both SrcIdx and DstIdx are set, correct rematerialization would widen
870   // the register substantially (beyond both source and dest size). This is bad
871   // for performance since it can cascade through a function, introducing many
872   // extra spills and fills (e.g. ARM can easily end up copying QQQQPR registers
873   // around after a few subreg copies).
874   if (SrcIdx && DstIdx)
875     return false;
876
877   const TargetRegisterClass *DefRC = TII->getRegClass(MCID, 0, TRI, *MF);
878   if (!DefMI->isImplicitDef()) {
879     if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(DstReg)) {
880       unsigned NewDstReg = DstReg;
881
882       unsigned NewDstIdx = TRI->composeSubRegIndices(CP.getSrcIdx(),
883                                               DefMI->getOperand(0).getSubReg());
884       if (NewDstIdx)
885         NewDstReg = TRI->getSubReg(DstReg, NewDstIdx);
886
887       // Finally, make sure that the physical subregister that will be
888       // constructed later is permitted for the instruction.
889       if (!DefRC->contains(NewDstReg))
890         return false;
891     } else {
892       // Theoretically, some stack frame reference could exist. Just make sure
893       // it hasn't actually happened.
894       assert(TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(DstReg) &&
895              "Only expect to deal with virtual or physical registers");
896     }
897   }
898
899   MachineBasicBlock *MBB = CopyMI->getParent();
900   MachineBasicBlock::iterator MII =
901     std::next(MachineBasicBlock::iterator(CopyMI));
902   TII->reMaterialize(*MBB, MII, DstReg, SrcIdx, DefMI, *TRI);
903   MachineInstr *NewMI = std::prev(MII);
904
905   LIS->ReplaceMachineInstrInMaps(CopyMI, NewMI);
906   CopyMI->eraseFromParent();
907   ErasedInstrs.insert(CopyMI);
908
909   // NewMI may have dead implicit defs (E.g. EFLAGS for MOV<bits>r0 on X86).
910   // We need to remember these so we can add intervals once we insert
911   // NewMI into SlotIndexes.
912   SmallVector<unsigned, 4> NewMIImplDefs;
913   for (unsigned i = NewMI->getDesc().getNumOperands(),
914          e = NewMI->getNumOperands(); i != e; ++i) {
915     MachineOperand &MO = NewMI->getOperand(i);
916     if (MO.isReg()) {
917       assert(MO.isDef() && MO.isImplicit() && MO.isDead() &&
918              TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(MO.getReg()));
919       NewMIImplDefs.push_back(MO.getReg());
920     }
921   }
922
923   if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(DstReg)) {
924     const TargetRegisterClass *NewRC = CP.getNewRC();
925     unsigned NewIdx = NewMI->getOperand(0).getSubReg();
926
927     if (NewIdx)
928       NewRC = TRI->getMatchingSuperRegClass(NewRC, DefRC, NewIdx);
929     else
930       NewRC = TRI->getCommonSubClass(NewRC, DefRC);
931
932     assert(NewRC && "subreg chosen for remat incompatible with instruction");
933     MRI->setRegClass(DstReg, NewRC);
934
935     updateRegDefsUses(DstReg, DstReg, DstIdx);
936     NewMI->getOperand(0).setSubReg(NewIdx);
937   } else if (NewMI->getOperand(0).getReg() != CopyDstReg) {
938     // The New instruction may be defining a sub-register of what's actually
939     // been asked for. If so it must implicitly define the whole thing.
940     assert(TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(DstReg) &&
941            "Only expect virtual or physical registers in remat");
942     NewMI->getOperand(0).setIsDead(true);
943     NewMI->addOperand(MachineOperand::CreateReg(CopyDstReg,
944                                                 true  /*IsDef*/,
945                                                 true  /*IsImp*/,
946                                                 false /*IsKill*/));
947     // Record small dead def live-ranges for all the subregisters
948     // of the destination register.
949     // Otherwise, variables that live through may miss some
950     // interferences, thus creating invalid allocation.
951     // E.g., i386 code:
952     // vreg1 = somedef ; vreg1 GR8
953     // vreg2 = remat ; vreg2 GR32
954     // CL = COPY vreg2.sub_8bit
955     // = somedef vreg1 ; vreg1 GR8
956     // =>
957     // vreg1 = somedef ; vreg1 GR8
958     // ECX<def, dead> = remat ; CL<imp-def>
959     // = somedef vreg1 ; vreg1 GR8
960     // vreg1 will see the inteferences with CL but not with CH since
961     // no live-ranges would have been created for ECX.
962     // Fix that!
963     SlotIndex NewMIIdx = LIS->getInstructionIndex(NewMI);
964     for (MCRegUnitIterator Units(NewMI->getOperand(0).getReg(), TRI);
965          Units.isValid(); ++Units)
966       if (LiveRange *LR = LIS->getCachedRegUnit(*Units))
967         LR->createDeadDef(NewMIIdx.getRegSlot(), LIS->getVNInfoAllocator());
968   }
969
970   if (NewMI->getOperand(0).getSubReg())
971     NewMI->getOperand(0).setIsUndef();
972
973   // CopyMI may have implicit operands, transfer them over to the newly
974   // rematerialized instruction. And update implicit def interval valnos.
975   for (unsigned i = CopyMI->getDesc().getNumOperands(),
976          e = CopyMI->getNumOperands(); i != e; ++i) {
977     MachineOperand &MO = CopyMI->getOperand(i);
978     if (MO.isReg()) {
979       assert(MO.isImplicit() && "No explicit operands after implict operands.");
980       // Discard VReg implicit defs.
981       if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(MO.getReg())) {
982         NewMI->addOperand(MO);
983       }
984     }
985   }
986
987   SlotIndex NewMIIdx = LIS->getInstructionIndex(NewMI);
988   for (unsigned i = 0, e = NewMIImplDefs.size(); i != e; ++i) {
989     unsigned Reg = NewMIImplDefs[i];
990     for (MCRegUnitIterator Units(Reg, TRI); Units.isValid(); ++Units)
991       if (LiveRange *LR = LIS->getCachedRegUnit(*Units))
992         LR->createDeadDef(NewMIIdx.getRegSlot(), LIS->getVNInfoAllocator());
993   }
994
995   DEBUG(dbgs() << "Remat: " << *NewMI);
996   ++NumReMats;
997
998   // The source interval can become smaller because we removed a use.
999   LIS->shrinkToUses(&SrcInt, &DeadDefs);
1000   if (!DeadDefs.empty()) {
1001     // If the virtual SrcReg is completely eliminated, update all DBG_VALUEs
1002     // to describe DstReg instead.
1003     for (MachineOperand &UseMO : MRI->use_operands(SrcReg)) {
1004       MachineInstr *UseMI = UseMO.getParent();
1005       if (UseMI->isDebugValue()) {
1006         UseMO.setReg(DstReg);
1007         DEBUG(dbgs() << "\t\tupdated: " << *UseMI);
1008       }
1009     }
1010     eliminateDeadDefs();
1011   }
1012
1013   return true;
1014 }
1015
1016 static void removeUndefValue(LiveRange &LR, SlotIndex At)
1017 {
1018   VNInfo *VNInfo = LR.getVNInfoAt(At);
1019   assert(VNInfo != nullptr && SlotIndex::isSameInstr(VNInfo->def, At));
1020   LR.removeValNo(VNInfo);
1021 }
1022
1023 bool RegisterCoalescer::eliminateUndefCopy(MachineInstr *CopyMI) {
1024   // ProcessImpicitDefs may leave some copies of <undef> values, it only removes
1025   // local variables. When we have a copy like:
1026   //
1027   //   %vreg1 = COPY %vreg2<undef>
1028   //
1029   // We delete the copy and remove the corresponding value number from %vreg1.
1030   // Any uses of that value number are marked as <undef>.
1031
1032   // Note that we do not query CoalescerPair here but redo isMoveInstr as the
1033   // CoalescerPair may have a new register class with adjusted subreg indices
1034   // at this point.
1035   unsigned SrcReg, DstReg, SrcSubIdx, DstSubIdx;
1036   isMoveInstr(*TRI, CopyMI, SrcReg, DstReg, SrcSubIdx, DstSubIdx);
1037
1038   SlotIndex Idx = LIS->getInstructionIndex(CopyMI);
1039   const LiveInterval &SrcLI = LIS->getInterval(SrcReg);
1040   // CopyMI is undef iff SrcReg is not live before the instruction.
1041   if (SrcSubIdx != 0 && SrcLI.hasSubRanges()) {
1042     unsigned SrcMask = TRI->getSubRegIndexLaneMask(SrcSubIdx);
1043     for (const LiveInterval::SubRange &SR : SrcLI.subranges()) {
1044       if ((SR.LaneMask & SrcMask) == 0)
1045         continue;
1046       if (SR.liveAt(Idx))
1047         return false;
1048     }
1049   } else if (SrcLI.liveAt(Idx))
1050     return false;
1051
1052   DEBUG(dbgs() << "\tEliminating copy of <undef> value\n");
1053
1054   // Remove any DstReg segments starting at the instruction.
1055   LiveInterval &DstLI = LIS->getInterval(DstReg);
1056   unsigned DstMask = TRI->getSubRegIndexLaneMask(DstSubIdx);
1057   SlotIndex RegIndex = Idx.getRegSlot();
1058   for (LiveInterval::SubRange &SR : DstLI.subranges()) {
1059     if ((SR.LaneMask & DstMask) == 0)
1060       continue;
1061     removeUndefValue(SR, RegIndex);
1062
1063     DstLI.removeEmptySubRanges();
1064   }
1065   // Remove value or merge with previous one in case of a subregister def.
1066   if (VNInfo *PrevVNI = DstLI.getVNInfoAt(Idx)) {
1067     VNInfo *VNInfo = DstLI.getVNInfoAt(RegIndex);
1068     DstLI.MergeValueNumberInto(VNInfo, PrevVNI);
1069   } else {
1070     removeUndefValue(DstLI, RegIndex);
1071   }
1072
1073   // Mark uses as undef.
1074   for (MachineOperand &MO : MRI->reg_nodbg_operands(DstReg)) {
1075     if (MO.isDef() /*|| MO.isUndef()*/)
1076       continue;
1077     const MachineInstr &MI = *MO.getParent();
1078     SlotIndex UseIdx = LIS->getInstructionIndex(&MI);
1079     unsigned UseMask = TRI->getSubRegIndexLaneMask(MO.getSubReg());
1080     bool isLive;
1081     if (UseMask != ~0u && DstLI.hasSubRanges()) {
1082       isLive = false;
1083       for (const LiveInterval::SubRange &SR : DstLI.subranges()) {
1084         if ((SR.LaneMask & UseMask) == 0)
1085           continue;
1086         if (SR.liveAt(UseIdx)) {
1087           isLive = true;
1088           break;
1089         }
1090       }
1091     } else
1092       isLive = DstLI.liveAt(UseIdx);
1093     if (isLive)
1094       continue;
1095     MO.setIsUndef(true);
1096     DEBUG(dbgs() << "\tnew undef: " << UseIdx << '\t' << MI);
1097   }
1098   return true;
1099 }
1100
1101 void RegisterCoalescer::updateRegDefsUses(unsigned SrcReg,
1102                                           unsigned DstReg,
1103                                           unsigned SubIdx) {
1104   bool DstIsPhys = TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(DstReg);
1105   LiveInterval *DstInt = DstIsPhys ? nullptr : &LIS->getInterval(DstReg);
1106
1107   SmallPtrSet<MachineInstr*, 8> Visited;
1108   for (MachineRegisterInfo::reg_instr_iterator
1109        I = MRI->reg_instr_begin(SrcReg), E = MRI->reg_instr_end();
1110        I != E; ) {
1111     MachineInstr *UseMI = &*(I++);
1112
1113     // Each instruction can only be rewritten once because sub-register
1114     // composition is not always idempotent. When SrcReg != DstReg, rewriting
1115     // the UseMI operands removes them from the SrcReg use-def chain, but when
1116     // SrcReg is DstReg we could encounter UseMI twice if it has multiple
1117     // operands mentioning the virtual register.
1118     if (SrcReg == DstReg && !Visited.insert(UseMI).second)
1119       continue;
1120
1121     SmallVector<unsigned,8> Ops;
1122     bool Reads, Writes;
1123     std::tie(Reads, Writes) = UseMI->readsWritesVirtualRegister(SrcReg, &Ops);
1124
1125     // If SrcReg wasn't read, it may still be the case that DstReg is live-in
1126     // because SrcReg is a sub-register.
1127     if (DstInt && !Reads && SubIdx)
1128       Reads = DstInt->liveAt(LIS->getInstructionIndex(UseMI));
1129
1130     // Replace SrcReg with DstReg in all UseMI operands.
1131     for (unsigned i = 0, e = Ops.size(); i != e; ++i) {
1132       MachineOperand &MO = UseMI->getOperand(Ops[i]);
1133
1134       // Adjust <undef> flags in case of sub-register joins. We don't want to
1135       // turn a full def into a read-modify-write sub-register def and vice
1136       // versa.
1137       if (SubIdx && MO.isDef())
1138         MO.setIsUndef(!Reads);
1139
1140       // A subreg use of a partially undef (super) register may be a complete
1141       // undef use now and then has to be marked that way.
1142       if (SubIdx != 0 && MO.isUse() && MRI->tracksSubRegLiveness()) {
1143         if (!DstInt->hasSubRanges()) {
1144           BumpPtrAllocator &Allocator = LIS->getVNInfoAllocator();
1145           unsigned Mask = MRI->getMaxLaneMaskForVReg(DstInt->reg);
1146           DstInt->createSubRangeFrom(Allocator, Mask, *DstInt);
1147         }
1148         unsigned Mask = TRI->getSubRegIndexLaneMask(SubIdx);
1149         bool IsUndef = true;
1150         SlotIndex MIIdx = UseMI->isDebugValue()
1151           ? LIS->getSlotIndexes()->getIndexBefore(UseMI)
1152           : LIS->getInstructionIndex(UseMI);
1153         SlotIndex UseIdx = MIIdx.getRegSlot(true);
1154         for (LiveInterval::SubRange &S : DstInt->subranges()) {
1155           if ((S.LaneMask & Mask) == 0)
1156             continue;
1157           if (S.liveAt(UseIdx)) {
1158             IsUndef = false;
1159             break;
1160           }
1161         }
1162         if (IsUndef) {
1163           MO.setIsUndef(true);
1164           // We found out some subregister use is actually reading an undefined
1165           // value. In some cases the whole vreg has become undefined at this
1166           // point so we have to potentially shrink the main range if the
1167           // use was ending a live segment there.
1168           LiveQueryResult Q = DstInt->Query(MIIdx);
1169           if (Q.valueOut() == nullptr)
1170             ShrinkMainRange = true;
1171         }
1172       }
1173
1174       if (DstIsPhys)
1175         MO.substPhysReg(DstReg, *TRI);
1176       else
1177         MO.substVirtReg(DstReg, SubIdx, *TRI);
1178     }
1179
1180     DEBUG({
1181         dbgs() << "\t\tupdated: ";
1182         if (!UseMI->isDebugValue())
1183           dbgs() << LIS->getInstructionIndex(UseMI) << "\t";
1184         dbgs() << *UseMI;
1185       });
1186   }
1187 }
1188
1189 bool RegisterCoalescer::canJoinPhys(const CoalescerPair &CP) {
1190   // Always join simple intervals that are defined by a single copy from a
1191   // reserved register. This doesn't increase register pressure, so it is
1192   // always beneficial.
1193   if (!MRI->isReserved(CP.getDstReg())) {
1194     DEBUG(dbgs() << "\tCan only merge into reserved registers.\n");
1195     return false;
1196   }
1197
1198   LiveInterval &JoinVInt = LIS->getInterval(CP.getSrcReg());
1199   if (JoinVInt.containsOneValue())
1200     return true;
1201
1202   DEBUG(dbgs() << "\tCannot join complex intervals into reserved register.\n");
1203   return false;
1204 }
1205
1206 bool RegisterCoalescer::joinCopy(MachineInstr *CopyMI, bool &Again) {
1207
1208   Again = false;
1209   DEBUG(dbgs() << LIS->getInstructionIndex(CopyMI) << '\t' << *CopyMI);
1210
1211   CoalescerPair CP(*TRI);
1212   if (!CP.setRegisters(CopyMI)) {
1213     DEBUG(dbgs() << "\tNot coalescable.\n");
1214     return false;
1215   }
1216
1217   if (CP.getNewRC()) {
1218     auto SrcRC = MRI->getRegClass(CP.getSrcReg());
1219     auto DstRC = MRI->getRegClass(CP.getDstReg());
1220     unsigned SrcIdx = CP.getSrcIdx();
1221     unsigned DstIdx = CP.getDstIdx();
1222     if (CP.isFlipped()) {
1223       std::swap(SrcIdx, DstIdx);
1224       std::swap(SrcRC, DstRC);
1225     }
1226     if (!TRI->shouldCoalesce(CopyMI, SrcRC, SrcIdx, DstRC, DstIdx,
1227                             CP.getNewRC())) {
1228       DEBUG(dbgs() << "\tSubtarget bailed on coalescing.\n");
1229       return false;
1230     }
1231   }
1232
1233   // Dead code elimination. This really should be handled by MachineDCE, but
1234   // sometimes dead copies slip through, and we can't generate invalid live
1235   // ranges.
1236   if (!CP.isPhys() && CopyMI->allDefsAreDead()) {
1237     DEBUG(dbgs() << "\tCopy is dead.\n");
1238     DeadDefs.push_back(CopyMI);
1239     eliminateDeadDefs();
1240     return true;
1241   }
1242
1243   // Eliminate undefs.
1244   if (!CP.isPhys() && eliminateUndefCopy(CopyMI)) {
1245     LIS->RemoveMachineInstrFromMaps(CopyMI);
1246     CopyMI->eraseFromParent();
1247     return false;  // Not coalescable.
1248   }
1249
1250   // Coalesced copies are normally removed immediately, but transformations
1251   // like removeCopyByCommutingDef() can inadvertently create identity copies.
1252   // When that happens, just join the values and remove the copy.
1253   if (CP.getSrcReg() == CP.getDstReg()) {
1254     LiveInterval &LI = LIS->getInterval(CP.getSrcReg());
1255     DEBUG(dbgs() << "\tCopy already coalesced: " << LI << '\n');
1256     const SlotIndex CopyIdx = LIS->getInstructionIndex(CopyMI);
1257     LiveQueryResult LRQ = LI.Query(CopyIdx);
1258     if (VNInfo *DefVNI = LRQ.valueDefined()) {
1259       VNInfo *ReadVNI = LRQ.valueIn();
1260       assert(ReadVNI && "No value before copy and no <undef> flag.");
1261       assert(ReadVNI != DefVNI && "Cannot read and define the same value.");
1262       LI.MergeValueNumberInto(DefVNI, ReadVNI);
1263
1264       // Process subregister liveranges.
1265       for (LiveInterval::SubRange &S : LI.subranges()) {
1266         LiveQueryResult SLRQ = S.Query(CopyIdx);
1267         if (VNInfo *SDefVNI = SLRQ.valueDefined()) {
1268           VNInfo *SReadVNI = SLRQ.valueIn();
1269           S.MergeValueNumberInto(SDefVNI, SReadVNI);
1270         }
1271       }
1272       DEBUG(dbgs() << "\tMerged values:          " << LI << '\n');
1273     }
1274     LIS->RemoveMachineInstrFromMaps(CopyMI);
1275     CopyMI->eraseFromParent();
1276     return true;
1277   }
1278
1279   // Enforce policies.
1280   if (CP.isPhys()) {
1281     DEBUG(dbgs() << "\tConsidering merging " << PrintReg(CP.getSrcReg(), TRI)
1282                  << " with " << PrintReg(CP.getDstReg(), TRI, CP.getSrcIdx())
1283                  << '\n');
1284     if (!canJoinPhys(CP)) {
1285       // Before giving up coalescing, if definition of source is defined by
1286       // trivial computation, try rematerializing it.
1287       bool IsDefCopy;
1288       if (reMaterializeTrivialDef(CP, CopyMI, IsDefCopy))
1289         return true;
1290       if (IsDefCopy)
1291         Again = true;  // May be possible to coalesce later.
1292       return false;
1293     }
1294   } else {
1295     // When possible, let DstReg be the larger interval.
1296     if (!CP.isPartial() && LIS->getInterval(CP.getSrcReg()).size() >
1297                            LIS->getInterval(CP.getDstReg()).size())
1298       CP.flip();
1299
1300     DEBUG({
1301       dbgs() << "\tConsidering merging to "
1302              << TRI->getRegClassName(CP.getNewRC()) << " with ";
1303       if (CP.getDstIdx() && CP.getSrcIdx())
1304         dbgs() << PrintReg(CP.getDstReg()) << " in "
1305                << TRI->getSubRegIndexName(CP.getDstIdx()) << " and "
1306                << PrintReg(CP.getSrcReg()) << " in "
1307                << TRI->getSubRegIndexName(CP.getSrcIdx()) << '\n';
1308       else
1309         dbgs() << PrintReg(CP.getSrcReg(), TRI) << " in "
1310                << PrintReg(CP.getDstReg(), TRI, CP.getSrcIdx()) << '\n';
1311     });
1312   }
1313
1314   ShrinkMask = 0;
1315   ShrinkMainRange = false;
1316
1317   // Okay, attempt to join these two intervals.  On failure, this returns false.
1318   // Otherwise, if one of the intervals being joined is a physreg, this method
1319   // always canonicalizes DstInt to be it.  The output "SrcInt" will not have
1320   // been modified, so we can use this information below to update aliases.
1321   if (!joinIntervals(CP)) {
1322     // Coalescing failed.
1323
1324     // If definition of source is defined by trivial computation, try
1325     // rematerializing it.
1326     bool IsDefCopy;
1327     if (reMaterializeTrivialDef(CP, CopyMI, IsDefCopy))
1328       return true;
1329
1330     // If we can eliminate the copy without merging the live segments, do so
1331     // now.
1332     if (!CP.isPartial() && !CP.isPhys()) {
1333       if (adjustCopiesBackFrom(CP, CopyMI) ||
1334           removeCopyByCommutingDef(CP, CopyMI)) {
1335         LIS->RemoveMachineInstrFromMaps(CopyMI);
1336         CopyMI->eraseFromParent();
1337         DEBUG(dbgs() << "\tTrivial!\n");
1338         return true;
1339       }
1340     }
1341
1342     // Otherwise, we are unable to join the intervals.
1343     DEBUG(dbgs() << "\tInterference!\n");
1344     Again = true;  // May be possible to coalesce later.
1345     return false;
1346   }
1347
1348   // Coalescing to a virtual register that is of a sub-register class of the
1349   // other. Make sure the resulting register is set to the right register class.
1350   if (CP.isCrossClass()) {
1351     ++numCrossRCs;
1352     MRI->setRegClass(CP.getDstReg(), CP.getNewRC());
1353   }
1354
1355   // Removing sub-register copies can ease the register class constraints.
1356   // Make sure we attempt to inflate the register class of DstReg.
1357   if (!CP.isPhys() && RegClassInfo.isProperSubClass(CP.getNewRC()))
1358     InflateRegs.push_back(CP.getDstReg());
1359
1360   // CopyMI has been erased by joinIntervals at this point. Remove it from
1361   // ErasedInstrs since copyCoalesceWorkList() won't add a successful join back
1362   // to the work list. This keeps ErasedInstrs from growing needlessly.
1363   ErasedInstrs.erase(CopyMI);
1364
1365   // Rewrite all SrcReg operands to DstReg.
1366   // Also update DstReg operands to include DstIdx if it is set.
1367   if (CP.getDstIdx())
1368     updateRegDefsUses(CP.getDstReg(), CP.getDstReg(), CP.getDstIdx());
1369   updateRegDefsUses(CP.getSrcReg(), CP.getDstReg(), CP.getSrcIdx());
1370
1371   // Shrink subregister ranges if necessary.
1372   if (ShrinkMask != 0) {
1373     LiveInterval &LI = LIS->getInterval(CP.getDstReg());
1374     for (LiveInterval::SubRange &S : LI.subranges()) {
1375       if ((S.LaneMask & ShrinkMask) == 0)
1376         continue;
1377       DEBUG(dbgs() << "Shrink LaneUses (Lane "
1378                    << format("%04X", S.LaneMask) << ")\n");
1379       LIS->shrinkToUses(S, LI.reg);
1380     }
1381   }
1382   if (ShrinkMainRange) {
1383     LiveInterval &LI = LIS->getInterval(CP.getDstReg());
1384     LIS->shrinkToUses(&LI);
1385   }
1386
1387   // SrcReg is guaranteed to be the register whose live interval that is
1388   // being merged.
1389   LIS->removeInterval(CP.getSrcReg());
1390
1391   // Update regalloc hint.
1392   TRI->UpdateRegAllocHint(CP.getSrcReg(), CP.getDstReg(), *MF);
1393
1394   DEBUG({
1395     dbgs() << "\tSuccess: " << PrintReg(CP.getSrcReg(), TRI, CP.getSrcIdx())
1396            << " -> " << PrintReg(CP.getDstReg(), TRI, CP.getDstIdx()) << '\n';
1397     dbgs() << "\tResult = ";
1398     if (CP.isPhys())
1399       dbgs() << PrintReg(CP.getDstReg(), TRI);
1400     else
1401       dbgs() << LIS->getInterval(CP.getDstReg());
1402     dbgs() << '\n';
1403   });
1404
1405   ++numJoins;
1406   return true;
1407 }
1408
1409 bool RegisterCoalescer::joinReservedPhysReg(CoalescerPair &CP) {
1410   unsigned DstReg = CP.getDstReg();
1411   assert(CP.isPhys() && "Must be a physreg copy");
1412   assert(MRI->isReserved(DstReg) && "Not a reserved register");
1413   LiveInterval &RHS = LIS->getInterval(CP.getSrcReg());
1414   DEBUG(dbgs() << "\t\tRHS = " << RHS << '\n');
1415
1416   assert(RHS.containsOneValue() && "Invalid join with reserved register");
1417
1418   // Optimization for reserved registers like ESP. We can only merge with a
1419   // reserved physreg if RHS has a single value that is a copy of DstReg.
1420   // The live range of the reserved register will look like a set of dead defs
1421   // - we don't properly track the live range of reserved registers.
1422
1423   // Deny any overlapping intervals.  This depends on all the reserved
1424   // register live ranges to look like dead defs.
1425   for (MCRegUnitIterator UI(DstReg, TRI); UI.isValid(); ++UI)
1426     if (RHS.overlaps(LIS->getRegUnit(*UI))) {
1427       DEBUG(dbgs() << "\t\tInterference: " << PrintRegUnit(*UI, TRI) << '\n');
1428       return false;
1429     }
1430
1431   // Skip any value computations, we are not adding new values to the
1432   // reserved register.  Also skip merging the live ranges, the reserved
1433   // register live range doesn't need to be accurate as long as all the
1434   // defs are there.
1435
1436   // Delete the identity copy.
1437   MachineInstr *CopyMI;
1438   if (CP.isFlipped()) {
1439     CopyMI = MRI->getVRegDef(RHS.reg);
1440   } else {
1441     if (!MRI->hasOneNonDBGUse(RHS.reg)) {
1442       DEBUG(dbgs() << "\t\tMultiple vreg uses!\n");
1443       return false;
1444     }
1445
1446     MachineInstr *DestMI = MRI->getVRegDef(RHS.reg);
1447     CopyMI = &*MRI->use_instr_nodbg_begin(RHS.reg);
1448     const SlotIndex CopyRegIdx = LIS->getInstructionIndex(CopyMI).getRegSlot();
1449     const SlotIndex DestRegIdx = LIS->getInstructionIndex(DestMI).getRegSlot();
1450
1451     // We checked above that there are no interfering defs of the physical
1452     // register. However, for this case, where we intent to move up the def of
1453     // the physical register, we also need to check for interfering uses.
1454     SlotIndexes *Indexes = LIS->getSlotIndexes();
1455     for (SlotIndex SI = Indexes->getNextNonNullIndex(DestRegIdx);
1456          SI != CopyRegIdx; SI = Indexes->getNextNonNullIndex(SI)) {
1457       MachineInstr *MI = LIS->getInstructionFromIndex(SI);
1458       if (MI->readsRegister(DstReg, TRI)) {
1459         DEBUG(dbgs() << "\t\tInterference (read): " << *MI);
1460         return false;
1461       }
1462     }
1463
1464     // We're going to remove the copy which defines a physical reserved
1465     // register, so remove its valno, etc.
1466     DEBUG(dbgs() << "\t\tRemoving phys reg def of " << DstReg << " at "
1467           << CopyRegIdx << "\n");
1468
1469     LIS->removePhysRegDefAt(DstReg, CopyRegIdx);
1470     // Create a new dead def at the new def location.
1471     for (MCRegUnitIterator UI(DstReg, TRI); UI.isValid(); ++UI) {
1472       LiveRange &LR = LIS->getRegUnit(*UI);
1473       LR.createDeadDef(DestRegIdx, LIS->getVNInfoAllocator());
1474     }
1475   }
1476
1477   LIS->RemoveMachineInstrFromMaps(CopyMI);
1478   CopyMI->eraseFromParent();
1479
1480   // We don't track kills for reserved registers.
1481   MRI->clearKillFlags(CP.getSrcReg());
1482
1483   return true;
1484 }
1485
1486 //===----------------------------------------------------------------------===//
1487 //                 Interference checking and interval joining
1488 //===----------------------------------------------------------------------===//
1489 //
1490 // In the easiest case, the two live ranges being joined are disjoint, and
1491 // there is no interference to consider. It is quite common, though, to have
1492 // overlapping live ranges, and we need to check if the interference can be
1493 // resolved.
1494 //
1495 // The live range of a single SSA value forms a sub-tree of the dominator tree.
1496 // This means that two SSA values overlap if and only if the def of one value
1497 // is contained in the live range of the other value. As a special case, the
1498 // overlapping values can be defined at the same index.
1499 //
1500 // The interference from an overlapping def can be resolved in these cases:
1501 //
1502 // 1. Coalescable copies. The value is defined by a copy that would become an
1503 //    identity copy after joining SrcReg and DstReg. The copy instruction will
1504 //    be removed, and the value will be merged with the source value.
1505 //
1506 //    There can be several copies back and forth, causing many values to be
1507 //    merged into one. We compute a list of ultimate values in the joined live
1508 //    range as well as a mappings from the old value numbers.
1509 //
1510 // 2. IMPLICIT_DEF. This instruction is only inserted to ensure all PHI
1511 //    predecessors have a live out value. It doesn't cause real interference,
1512 //    and can be merged into the value it overlaps. Like a coalescable copy, it
1513 //    can be erased after joining.
1514 //
1515 // 3. Copy of external value. The overlapping def may be a copy of a value that
1516 //    is already in the other register. This is like a coalescable copy, but
1517 //    the live range of the source register must be trimmed after erasing the
1518 //    copy instruction:
1519 //
1520 //      %src = COPY %ext
1521 //      %dst = COPY %ext  <-- Remove this COPY, trim the live range of %ext.
1522 //
1523 // 4. Clobbering undefined lanes. Vector registers are sometimes built by
1524 //    defining one lane at a time:
1525 //
1526 //      %dst:ssub0<def,read-undef> = FOO
1527 //      %src = BAR
1528 //      %dst:ssub1<def> = COPY %src
1529 //
1530 //    The live range of %src overlaps the %dst value defined by FOO, but
1531 //    merging %src into %dst:ssub1 is only going to clobber the ssub1 lane
1532 //    which was undef anyway.
1533 //
1534 //    The value mapping is more complicated in this case. The final live range
1535 //    will have different value numbers for both FOO and BAR, but there is no
1536 //    simple mapping from old to new values. It may even be necessary to add
1537 //    new PHI values.
1538 //
1539 // 5. Clobbering dead lanes. A def may clobber a lane of a vector register that
1540 //    is live, but never read. This can happen because we don't compute
1541 //    individual live ranges per lane.
1542 //
1543 //      %dst<def> = FOO
1544 //      %src = BAR
1545 //      %dst:ssub1<def> = COPY %src
1546 //
1547 //    This kind of interference is only resolved locally. If the clobbered
1548 //    lane value escapes the block, the join is aborted.
1549
1550 namespace {
1551 /// Track information about values in a single virtual register about to be
1552 /// joined. Objects of this class are always created in pairs - one for each
1553 /// side of the CoalescerPair (or one for each lane of a side of the coalescer
1554 /// pair)
1555 class JoinVals {
1556   /// Live range we work on.
1557   LiveRange &LR;
1558   /// (Main) register we work on.
1559   const unsigned Reg;
1560
1561   /// Reg (and therefore the values in this liverange) will end up as
1562   /// subregister SubIdx in the coalesced register. Either CP.DstIdx or
1563   /// CP.SrcIdx.
1564   const unsigned SubIdx;
1565   /// The LaneMask that this liverange will occupy the coalesced register. May
1566   /// be smaller than the lanemask produced by SubIdx when merging subranges.
1567   const unsigned LaneMask;
1568
1569   /// This is true when joining sub register ranges, false when joining main
1570   /// ranges.
1571   const bool SubRangeJoin;
1572   /// Whether the current LiveInterval tracks subregister liveness.
1573   const bool TrackSubRegLiveness;
1574
1575   /// Values that will be present in the final live range.
1576   SmallVectorImpl<VNInfo*> &NewVNInfo;
1577
1578   const CoalescerPair &CP;
1579   LiveIntervals *LIS;
1580   SlotIndexes *Indexes;
1581   const TargetRegisterInfo *TRI;
1582
1583   /// Value number assignments. Maps value numbers in LI to entries in
1584   /// NewVNInfo. This is suitable for passing to LiveInterval::join().
1585   SmallVector<int, 8> Assignments;
1586
1587   /// Conflict resolution for overlapping values.
1588   enum ConflictResolution {
1589     /// No overlap, simply keep this value.
1590     CR_Keep,
1591
1592     /// Merge this value into OtherVNI and erase the defining instruction.
1593     /// Used for IMPLICIT_DEF, coalescable copies, and copies from external
1594     /// values.
1595     CR_Erase,
1596
1597     /// Merge this value into OtherVNI but keep the defining instruction.
1598     /// This is for the special case where OtherVNI is defined by the same
1599     /// instruction.
1600     CR_Merge,
1601
1602     /// Keep this value, and have it replace OtherVNI where possible. This
1603     /// complicates value mapping since OtherVNI maps to two different values
1604     /// before and after this def.
1605     /// Used when clobbering undefined or dead lanes.
1606     CR_Replace,
1607
1608     /// Unresolved conflict. Visit later when all values have been mapped.
1609     CR_Unresolved,
1610
1611     /// Unresolvable conflict. Abort the join.
1612     CR_Impossible
1613   };
1614
1615   /// Per-value info for LI. The lane bit masks are all relative to the final
1616   /// joined register, so they can be compared directly between SrcReg and
1617   /// DstReg.
1618   struct Val {
1619     ConflictResolution Resolution;
1620
1621     /// Lanes written by this def, 0 for unanalyzed values.
1622     unsigned WriteLanes;
1623
1624     /// Lanes with defined values in this register. Other lanes are undef and
1625     /// safe to clobber.
1626     unsigned ValidLanes;
1627
1628     /// Value in LI being redefined by this def.
1629     VNInfo *RedefVNI;
1630
1631     /// Value in the other live range that overlaps this def, if any.
1632     VNInfo *OtherVNI;
1633
1634     /// Is this value an IMPLICIT_DEF that can be erased?
1635     ///
1636     /// IMPLICIT_DEF values should only exist at the end of a basic block that
1637     /// is a predecessor to a phi-value. These IMPLICIT_DEF instructions can be
1638     /// safely erased if they are overlapping a live value in the other live
1639     /// interval.
1640     ///
1641     /// Weird control flow graphs and incomplete PHI handling in
1642     /// ProcessImplicitDefs can very rarely create IMPLICIT_DEF values with
1643     /// longer live ranges. Such IMPLICIT_DEF values should be treated like
1644     /// normal values.
1645     bool ErasableImplicitDef;
1646
1647     /// True when the live range of this value will be pruned because of an
1648     /// overlapping CR_Replace value in the other live range.
1649     bool Pruned;
1650
1651     /// True once Pruned above has been computed.
1652     bool PrunedComputed;
1653
1654     Val() : Resolution(CR_Keep), WriteLanes(0), ValidLanes(0),
1655             RedefVNI(nullptr), OtherVNI(nullptr), ErasableImplicitDef(false),
1656             Pruned(false), PrunedComputed(false) {}
1657
1658     bool isAnalyzed() const { return WriteLanes != 0; }
1659   };
1660
1661   /// One entry per value number in LI.
1662   SmallVector<Val, 8> Vals;
1663
1664   /// Compute the bitmask of lanes actually written by DefMI.
1665   /// Set Redef if there are any partial register definitions that depend on the
1666   /// previous value of the register.
1667   unsigned computeWriteLanes(const MachineInstr *DefMI, bool &Redef) const;
1668
1669   /// Find the ultimate value that VNI was copied from.
1670   std::pair<const VNInfo*,unsigned> followCopyChain(const VNInfo *VNI) const;
1671
1672   bool valuesIdentical(VNInfo *Val0, VNInfo *Val1, const JoinVals &Other) const;
1673
1674   /// Analyze ValNo in this live range, and set all fields of Vals[ValNo].
1675   /// Return a conflict resolution when possible, but leave the hard cases as
1676   /// CR_Unresolved.
1677   /// Recursively calls computeAssignment() on this and Other, guaranteeing that
1678   /// both OtherVNI and RedefVNI have been analyzed and mapped before returning.
1679   /// The recursion always goes upwards in the dominator tree, making loops
1680   /// impossible.
1681   ConflictResolution analyzeValue(unsigned ValNo, JoinVals &Other);
1682
1683   /// Compute the value assignment for ValNo in RI.
1684   /// This may be called recursively by analyzeValue(), but never for a ValNo on
1685   /// the stack.
1686   void computeAssignment(unsigned ValNo, JoinVals &Other);
1687
1688   /// Assuming ValNo is going to clobber some valid lanes in Other.LR, compute
1689   /// the extent of the tainted lanes in the block.
1690   ///
1691   /// Multiple values in Other.LR can be affected since partial redefinitions
1692   /// can preserve previously tainted lanes.
1693   ///
1694   ///   1 %dst = VLOAD           <-- Define all lanes in %dst
1695   ///   2 %src = FOO             <-- ValNo to be joined with %dst:ssub0
1696   ///   3 %dst:ssub1 = BAR       <-- Partial redef doesn't clear taint in ssub0
1697   ///   4 %dst:ssub0 = COPY %src <-- Conflict resolved, ssub0 wasn't read
1698   ///
1699   /// For each ValNo in Other that is affected, add an (EndIndex, TaintedLanes)
1700   /// entry to TaintedVals.
1701   ///
1702   /// Returns false if the tainted lanes extend beyond the basic block.
1703   bool taintExtent(unsigned, unsigned, JoinVals&,
1704                    SmallVectorImpl<std::pair<SlotIndex, unsigned> >&);
1705
1706   /// Return true if MI uses any of the given Lanes from Reg.
1707   /// This does not include partial redefinitions of Reg.
1708   bool usesLanes(const MachineInstr *MI, unsigned, unsigned, unsigned) const;
1709
1710   /// Determine if ValNo is a copy of a value number in LR or Other.LR that will
1711   /// be pruned:
1712   ///
1713   ///   %dst = COPY %src
1714   ///   %src = COPY %dst  <-- This value to be pruned.
1715   ///   %dst = COPY %src  <-- This value is a copy of a pruned value.
1716   bool isPrunedValue(unsigned ValNo, JoinVals &Other);
1717
1718 public:
1719   JoinVals(LiveRange &LR, unsigned Reg, unsigned SubIdx, unsigned LaneMask,
1720            SmallVectorImpl<VNInfo*> &newVNInfo, const CoalescerPair &cp,
1721            LiveIntervals *lis, const TargetRegisterInfo *TRI, bool SubRangeJoin,
1722            bool TrackSubRegLiveness)
1723     : LR(LR), Reg(Reg), SubIdx(SubIdx), LaneMask(LaneMask),
1724       SubRangeJoin(SubRangeJoin), TrackSubRegLiveness(TrackSubRegLiveness),
1725       NewVNInfo(newVNInfo), CP(cp), LIS(lis), Indexes(LIS->getSlotIndexes()),
1726       TRI(TRI), Assignments(LR.getNumValNums(), -1), Vals(LR.getNumValNums())
1727   {}
1728
1729   /// Analyze defs in LR and compute a value mapping in NewVNInfo.
1730   /// Returns false if any conflicts were impossible to resolve.
1731   bool mapValues(JoinVals &Other);
1732
1733   /// Try to resolve conflicts that require all values to be mapped.
1734   /// Returns false if any conflicts were impossible to resolve.
1735   bool resolveConflicts(JoinVals &Other);
1736
1737   /// Prune the live range of values in Other.LR where they would conflict with
1738   /// CR_Replace values in LR. Collect end points for restoring the live range
1739   /// after joining.
1740   void pruneValues(JoinVals &Other, SmallVectorImpl<SlotIndex> &EndPoints,
1741                    bool changeInstrs);
1742
1743   /// Removes subranges starting at copies that get removed. This sometimes
1744   /// happens when undefined subranges are copied around. These ranges contain
1745   /// no usefull information and can be removed.
1746   void pruneSubRegValues(LiveInterval &LI, unsigned &ShrinkMask);
1747
1748   /// Erase any machine instructions that have been coalesced away.
1749   /// Add erased instructions to ErasedInstrs.
1750   /// Add foreign virtual registers to ShrinkRegs if their live range ended at
1751   /// the erased instrs.
1752   void eraseInstrs(SmallPtrSetImpl<MachineInstr*> &ErasedInstrs,
1753                    SmallVectorImpl<unsigned> &ShrinkRegs);
1754
1755   /// Get the value assignments suitable for passing to LiveInterval::join.
1756   const int *getAssignments() const { return Assignments.data(); }
1757 };
1758 } // end anonymous namespace
1759
1760 unsigned JoinVals::computeWriteLanes(const MachineInstr *DefMI, bool &Redef)
1761   const {
1762   unsigned L = 0;
1763   for (ConstMIOperands MO(DefMI); MO.isValid(); ++MO) {
1764     if (!MO->isReg() || MO->getReg() != Reg || !MO->isDef())
1765       continue;
1766     L |= TRI->getSubRegIndexLaneMask(
1767            TRI->composeSubRegIndices(SubIdx, MO->getSubReg()));
1768     if (MO->readsReg())
1769       Redef = true;
1770   }
1771   return L;
1772 }
1773
1774 std::pair<const VNInfo*, unsigned> JoinVals::followCopyChain(
1775     const VNInfo *VNI) const {
1776   unsigned Reg = this->Reg;
1777
1778   while (!VNI->isPHIDef()) {
1779     SlotIndex Def = VNI->def;
1780     MachineInstr *MI = Indexes->getInstructionFromIndex(Def);
1781     assert(MI && "No defining instruction");
1782     if (!MI->isFullCopy())
1783       return std::make_pair(VNI, Reg);
1784     unsigned SrcReg = MI->getOperand(1).getReg();
1785     if (!TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(SrcReg))
1786       return std::make_pair(VNI, Reg);
1787
1788     const LiveInterval &LI = LIS->getInterval(SrcReg);
1789     const VNInfo *ValueIn;
1790     // No subrange involved.
1791     if (!SubRangeJoin || !LI.hasSubRanges()) {
1792       LiveQueryResult LRQ = LI.Query(Def);
1793       ValueIn = LRQ.valueIn();
1794     } else {
1795       // Query subranges. Pick the first matching one.
1796       ValueIn = nullptr;
1797       for (const LiveInterval::SubRange &S : LI.subranges()) {
1798         // Transform lanemask to a mask in the joined live interval.
1799         unsigned SMask = TRI->composeSubRegIndexLaneMask(SubIdx, S.LaneMask);
1800         if ((SMask & LaneMask) == 0)
1801           continue;
1802         LiveQueryResult LRQ = S.Query(Def);
1803         ValueIn = LRQ.valueIn();
1804         break;
1805       }
1806     }
1807     if (ValueIn == nullptr)
1808       break;
1809     VNI = ValueIn;
1810     Reg = SrcReg;
1811   }
1812   return std::make_pair(VNI, Reg);
1813 }
1814
1815 bool JoinVals::valuesIdentical(VNInfo *Value0, VNInfo *Value1,
1816                                const JoinVals &Other) const {
1817   const VNInfo *Orig0;
1818   unsigned Reg0;
1819   std::tie(Orig0, Reg0) = followCopyChain(Value0);
1820   if (Orig0 == Value1)
1821     return true;
1822
1823   const VNInfo *Orig1;
1824   unsigned Reg1;
1825   std::tie(Orig1, Reg1) = Other.followCopyChain(Value1);
1826
1827   // The values are equal if they are defined at the same place and use the
1828   // same register. Note that we cannot compare VNInfos directly as some of
1829   // them might be from a copy created in mergeSubRangeInto()  while the other
1830   // is from the original LiveInterval.
1831   return Orig0->def == Orig1->def && Reg0 == Reg1;
1832 }
1833
1834 JoinVals::ConflictResolution
1835 JoinVals::analyzeValue(unsigned ValNo, JoinVals &Other) {
1836   Val &V = Vals[ValNo];
1837   assert(!V.isAnalyzed() && "Value has already been analyzed!");
1838   VNInfo *VNI = LR.getValNumInfo(ValNo);
1839   if (VNI->isUnused()) {
1840     V.WriteLanes = ~0u;
1841     return CR_Keep;
1842   }
1843
1844   // Get the instruction defining this value, compute the lanes written.
1845   const MachineInstr *DefMI = nullptr;
1846   if (VNI->isPHIDef()) {
1847     // Conservatively assume that all lanes in a PHI are valid.
1848     unsigned Lanes = SubRangeJoin ? 1 : TRI->getSubRegIndexLaneMask(SubIdx);
1849     V.ValidLanes = V.WriteLanes = Lanes;
1850   } else {
1851     DefMI = Indexes->getInstructionFromIndex(VNI->def);
1852     assert(DefMI != nullptr);
1853     if (SubRangeJoin) {
1854       // We don't care about the lanes when joining subregister ranges.
1855       V.ValidLanes = V.WriteLanes = 1;
1856     } else {
1857       bool Redef = false;
1858       V.ValidLanes = V.WriteLanes = computeWriteLanes(DefMI, Redef);
1859
1860       // If this is a read-modify-write instruction, there may be more valid
1861       // lanes than the ones written by this instruction.
1862       // This only covers partial redef operands. DefMI may have normal use
1863       // operands reading the register. They don't contribute valid lanes.
1864       //
1865       // This adds ssub1 to the set of valid lanes in %src:
1866       //
1867       //   %src:ssub1<def> = FOO
1868       //
1869       // This leaves only ssub1 valid, making any other lanes undef:
1870       //
1871       //   %src:ssub1<def,read-undef> = FOO %src:ssub2
1872       //
1873       // The <read-undef> flag on the def operand means that old lane values are
1874       // not important.
1875       if (Redef) {
1876         V.RedefVNI = LR.Query(VNI->def).valueIn();
1877         assert((TrackSubRegLiveness || V.RedefVNI) &&
1878                "Instruction is reading nonexistent value");
1879         if (V.RedefVNI != nullptr) {
1880           computeAssignment(V.RedefVNI->id, Other);
1881           V.ValidLanes |= Vals[V.RedefVNI->id].ValidLanes;
1882         }
1883       }
1884
1885       // An IMPLICIT_DEF writes undef values.
1886       if (DefMI->isImplicitDef()) {
1887         // We normally expect IMPLICIT_DEF values to be live only until the end
1888         // of their block. If the value is really live longer and gets pruned in
1889         // another block, this flag is cleared again.
1890         V.ErasableImplicitDef = true;
1891         V.ValidLanes &= ~V.WriteLanes;
1892       }
1893     }
1894   }
1895
1896   // Find the value in Other that overlaps VNI->def, if any.
1897   LiveQueryResult OtherLRQ = Other.LR.Query(VNI->def);
1898
1899   // It is possible that both values are defined by the same instruction, or
1900   // the values are PHIs defined in the same block. When that happens, the two
1901   // values should be merged into one, but not into any preceding value.
1902   // The first value defined or visited gets CR_Keep, the other gets CR_Merge.
1903   if (VNInfo *OtherVNI = OtherLRQ.valueDefined()) {
1904     assert(SlotIndex::isSameInstr(VNI->def, OtherVNI->def) && "Broken LRQ");
1905
1906     // One value stays, the other is merged. Keep the earlier one, or the first
1907     // one we see.
1908     if (OtherVNI->def < VNI->def)
1909       Other.computeAssignment(OtherVNI->id, *this);
1910     else if (VNI->def < OtherVNI->def && OtherLRQ.valueIn()) {
1911       // This is an early-clobber def overlapping a live-in value in the other
1912       // register. Not mergeable.
1913       V.OtherVNI = OtherLRQ.valueIn();
1914       return CR_Impossible;
1915     }
1916     V.OtherVNI = OtherVNI;
1917     Val &OtherV = Other.Vals[OtherVNI->id];
1918     // Keep this value, check for conflicts when analyzing OtherVNI.
1919     if (!OtherV.isAnalyzed())
1920       return CR_Keep;
1921     // Both sides have been analyzed now.
1922     // Allow overlapping PHI values. Any real interference would show up in a
1923     // predecessor, the PHI itself can't introduce any conflicts.
1924     if (VNI->isPHIDef())
1925       return CR_Merge;
1926     if (V.ValidLanes & OtherV.ValidLanes)
1927       // Overlapping lanes can't be resolved.
1928       return CR_Impossible;
1929     else
1930       return CR_Merge;
1931   }
1932
1933   // No simultaneous def. Is Other live at the def?
1934   V.OtherVNI = OtherLRQ.valueIn();
1935   if (!V.OtherVNI)
1936     // No overlap, no conflict.
1937     return CR_Keep;
1938
1939   assert(!SlotIndex::isSameInstr(VNI->def, V.OtherVNI->def) && "Broken LRQ");
1940
1941   // We have overlapping values, or possibly a kill of Other.
1942   // Recursively compute assignments up the dominator tree.
1943   Other.computeAssignment(V.OtherVNI->id, *this);
1944   Val &OtherV = Other.Vals[V.OtherVNI->id];
1945
1946   // Check if OtherV is an IMPLICIT_DEF that extends beyond its basic block.
1947   // This shouldn't normally happen, but ProcessImplicitDefs can leave such
1948   // IMPLICIT_DEF instructions behind, and there is nothing wrong with it
1949   // technically.
1950   //
1951   // WHen it happens, treat that IMPLICIT_DEF as a normal value, and don't try
1952   // to erase the IMPLICIT_DEF instruction.
1953   if (OtherV.ErasableImplicitDef && DefMI &&
1954       DefMI->getParent() != Indexes->getMBBFromIndex(V.OtherVNI->def)) {
1955     DEBUG(dbgs() << "IMPLICIT_DEF defined at " << V.OtherVNI->def
1956                  << " extends into BB#" << DefMI->getParent()->getNumber()
1957                  << ", keeping it.\n");
1958     OtherV.ErasableImplicitDef = false;
1959   }
1960
1961   // Allow overlapping PHI values. Any real interference would show up in a
1962   // predecessor, the PHI itself can't introduce any conflicts.
1963   if (VNI->isPHIDef())
1964     return CR_Replace;
1965
1966   // Check for simple erasable conflicts.
1967   if (DefMI->isImplicitDef()) {
1968     // We need the def for the subregister if there is nothing else live at the
1969     // subrange at this point.
1970     if (TrackSubRegLiveness
1971         && (V.WriteLanes & (OtherV.ValidLanes | OtherV.WriteLanes)) == 0)
1972       return CR_Replace;
1973     return CR_Erase;
1974   }
1975
1976   // Include the non-conflict where DefMI is a coalescable copy that kills
1977   // OtherVNI. We still want the copy erased and value numbers merged.
1978   if (CP.isCoalescable(DefMI)) {
1979     // Some of the lanes copied from OtherVNI may be undef, making them undef
1980     // here too.
1981     V.ValidLanes &= ~V.WriteLanes | OtherV.ValidLanes;
1982     return CR_Erase;
1983   }
1984
1985   // This may not be a real conflict if DefMI simply kills Other and defines
1986   // VNI.
1987   if (OtherLRQ.isKill() && OtherLRQ.endPoint() <= VNI->def)
1988     return CR_Keep;
1989
1990   // Handle the case where VNI and OtherVNI can be proven to be identical:
1991   //
1992   //   %other = COPY %ext
1993   //   %this  = COPY %ext <-- Erase this copy
1994   //
1995   if (DefMI->isFullCopy() && !CP.isPartial()
1996       && valuesIdentical(VNI, V.OtherVNI, Other))
1997     return CR_Erase;
1998
1999   // If the lanes written by this instruction were all undef in OtherVNI, it is
2000   // still safe to join the live ranges. This can't be done with a simple value
2001   // mapping, though - OtherVNI will map to multiple values:
2002   //
2003   //   1 %dst:ssub0 = FOO                <-- OtherVNI
2004   //   2 %src = BAR                      <-- VNI
2005   //   3 %dst:ssub1 = COPY %src<kill>    <-- Eliminate this copy.
2006   //   4 BAZ %dst<kill>
2007   //   5 QUUX %src<kill>
2008   //
2009   // Here OtherVNI will map to itself in [1;2), but to VNI in [2;5). CR_Replace
2010   // handles this complex value mapping.
2011   if ((V.WriteLanes & OtherV.ValidLanes) == 0)
2012     return CR_Replace;
2013
2014   // If the other live range is killed by DefMI and the live ranges are still
2015   // overlapping, it must be because we're looking at an early clobber def:
2016   //
2017   //   %dst<def,early-clobber> = ASM %src<kill>
2018   //
2019   // In this case, it is illegal to merge the two live ranges since the early
2020   // clobber def would clobber %src before it was read.
2021   if (OtherLRQ.isKill()) {
2022     // This case where the def doesn't overlap the kill is handled above.
2023     assert(VNI->def.isEarlyClobber() &&
2024            "Only early clobber defs can overlap a kill");
2025     return CR_Impossible;
2026   }
2027
2028   // VNI is clobbering live lanes in OtherVNI, but there is still the
2029   // possibility that no instructions actually read the clobbered lanes.
2030   // If we're clobbering all the lanes in OtherVNI, at least one must be read.
2031   // Otherwise Other.RI wouldn't be live here.
2032   if ((TRI->getSubRegIndexLaneMask(Other.SubIdx) & ~V.WriteLanes) == 0)
2033     return CR_Impossible;
2034
2035   // We need to verify that no instructions are reading the clobbered lanes. To
2036   // save compile time, we'll only check that locally. Don't allow the tainted
2037   // value to escape the basic block.
2038   MachineBasicBlock *MBB = Indexes->getMBBFromIndex(VNI->def);
2039   if (OtherLRQ.endPoint() >= Indexes->getMBBEndIdx(MBB))
2040     return CR_Impossible;
2041
2042   // There are still some things that could go wrong besides clobbered lanes
2043   // being read, for example OtherVNI may be only partially redefined in MBB,
2044   // and some clobbered lanes could escape the block. Save this analysis for
2045   // resolveConflicts() when all values have been mapped. We need to know
2046   // RedefVNI and WriteLanes for any later defs in MBB, and we can't compute
2047   // that now - the recursive analyzeValue() calls must go upwards in the
2048   // dominator tree.
2049   return CR_Unresolved;
2050 }
2051
2052 void JoinVals::computeAssignment(unsigned ValNo, JoinVals &Other) {
2053   Val &V = Vals[ValNo];
2054   if (V.isAnalyzed()) {
2055     // Recursion should always move up the dominator tree, so ValNo is not
2056     // supposed to reappear before it has been assigned.
2057     assert(Assignments[ValNo] != -1 && "Bad recursion?");
2058     return;
2059   }
2060   switch ((V.Resolution = analyzeValue(ValNo, Other))) {
2061   case CR_Erase:
2062   case CR_Merge:
2063     // Merge this ValNo into OtherVNI.
2064     assert(V.OtherVNI && "OtherVNI not assigned, can't merge.");
2065     assert(Other.Vals[V.OtherVNI->id].isAnalyzed() && "Missing recursion");
2066     Assignments[ValNo] = Other.Assignments[V.OtherVNI->id];
2067     DEBUG(dbgs() << "\t\tmerge " << PrintReg(Reg) << ':' << ValNo << '@'
2068                  << LR.getValNumInfo(ValNo)->def << " into "
2069                  << PrintReg(Other.Reg) << ':' << V.OtherVNI->id << '@'
2070                  << V.OtherVNI->def << " --> @"
2071                  << NewVNInfo[Assignments[ValNo]]->def << '\n');
2072     break;
2073   case CR_Replace:
2074   case CR_Unresolved: {
2075     // The other value is going to be pruned if this join is successful.
2076     assert(V.OtherVNI && "OtherVNI not assigned, can't prune");
2077     Val &OtherV = Other.Vals[V.OtherVNI->id];
2078     // We cannot erase an IMPLICIT_DEF if we don't have valid values for all
2079     // its lanes.
2080     if ((OtherV.WriteLanes & ~V.ValidLanes) != 0 && TrackSubRegLiveness)
2081       OtherV.ErasableImplicitDef = false;
2082     OtherV.Pruned = true;
2083   }
2084     // Fall through.
2085   default:
2086     // This value number needs to go in the final joined live range.
2087     Assignments[ValNo] = NewVNInfo.size();
2088     NewVNInfo.push_back(LR.getValNumInfo(ValNo));
2089     break;
2090   }
2091 }
2092
2093 bool JoinVals::mapValues(JoinVals &Other) {
2094   for (unsigned i = 0, e = LR.getNumValNums(); i != e; ++i) {
2095     computeAssignment(i, Other);
2096     if (Vals[i].Resolution == CR_Impossible) {
2097       DEBUG(dbgs() << "\t\tinterference at " << PrintReg(Reg) << ':' << i
2098                    << '@' << LR.getValNumInfo(i)->def << '\n');
2099       return false;
2100     }
2101   }
2102   return true;
2103 }
2104
2105 bool JoinVals::
2106 taintExtent(unsigned ValNo, unsigned TaintedLanes, JoinVals &Other,
2107             SmallVectorImpl<std::pair<SlotIndex, unsigned> > &TaintExtent) {
2108   VNInfo *VNI = LR.getValNumInfo(ValNo);
2109   MachineBasicBlock *MBB = Indexes->getMBBFromIndex(VNI->def);
2110   SlotIndex MBBEnd = Indexes->getMBBEndIdx(MBB);
2111
2112   // Scan Other.LR from VNI.def to MBBEnd.
2113   LiveInterval::iterator OtherI = Other.LR.find(VNI->def);
2114   assert(OtherI != Other.LR.end() && "No conflict?");
2115   do {
2116     // OtherI is pointing to a tainted value. Abort the join if the tainted
2117     // lanes escape the block.
2118     SlotIndex End = OtherI->end;
2119     if (End >= MBBEnd) {
2120       DEBUG(dbgs() << "\t\ttaints global " << PrintReg(Other.Reg) << ':'
2121                    << OtherI->valno->id << '@' << OtherI->start << '\n');
2122       return false;
2123     }
2124     DEBUG(dbgs() << "\t\ttaints local " << PrintReg(Other.Reg) << ':'
2125                  << OtherI->valno->id << '@' << OtherI->start
2126                  << " to " << End << '\n');
2127     // A dead def is not a problem.
2128     if (End.isDead())
2129       break;
2130     TaintExtent.push_back(std::make_pair(End, TaintedLanes));
2131
2132     // Check for another def in the MBB.
2133     if (++OtherI == Other.LR.end() || OtherI->start >= MBBEnd)
2134       break;
2135
2136     // Lanes written by the new def are no longer tainted.
2137     const Val &OV = Other.Vals[OtherI->valno->id];
2138     TaintedLanes &= ~OV.WriteLanes;
2139     if (!OV.RedefVNI)
2140       break;
2141   } while (TaintedLanes);
2142   return true;
2143 }
2144
2145 bool JoinVals::usesLanes(const MachineInstr *MI, unsigned Reg, unsigned SubIdx,
2146                          unsigned Lanes) const {
2147   if (MI->isDebugValue())
2148     return false;
2149   for (ConstMIOperands MO(MI); MO.isValid(); ++MO) {
2150     if (!MO->isReg() || MO->isDef() || MO->getReg() != Reg)
2151       continue;
2152     if (!MO->readsReg())
2153       continue;
2154     if (Lanes & TRI->getSubRegIndexLaneMask(
2155                   TRI->composeSubRegIndices(SubIdx, MO->getSubReg())))
2156       return true;
2157   }
2158   return false;
2159 }
2160
2161 bool JoinVals::resolveConflicts(JoinVals &Other) {
2162   for (unsigned i = 0, e = LR.getNumValNums(); i != e; ++i) {
2163     Val &V = Vals[i];
2164     assert (V.Resolution != CR_Impossible && "Unresolvable conflict");
2165     if (V.Resolution != CR_Unresolved)
2166       continue;
2167     DEBUG(dbgs() << "\t\tconflict at " << PrintReg(Reg) << ':' << i
2168                  << '@' << LR.getValNumInfo(i)->def << '\n');
2169     if (SubRangeJoin)
2170       return false;
2171
2172     ++NumLaneConflicts;
2173     assert(V.OtherVNI && "Inconsistent conflict resolution.");
2174     VNInfo *VNI = LR.getValNumInfo(i);
2175     const Val &OtherV = Other.Vals[V.OtherVNI->id];
2176
2177     // VNI is known to clobber some lanes in OtherVNI. If we go ahead with the
2178     // join, those lanes will be tainted with a wrong value. Get the extent of
2179     // the tainted lanes.
2180     unsigned TaintedLanes = V.WriteLanes & OtherV.ValidLanes;
2181     SmallVector<std::pair<SlotIndex, unsigned>, 8> TaintExtent;
2182     if (!taintExtent(i, TaintedLanes, Other, TaintExtent))
2183       // Tainted lanes would extend beyond the basic block.
2184       return false;
2185
2186     assert(!TaintExtent.empty() && "There should be at least one conflict.");
2187
2188     // Now look at the instructions from VNI->def to TaintExtent (inclusive).
2189     MachineBasicBlock *MBB = Indexes->getMBBFromIndex(VNI->def);
2190     MachineBasicBlock::iterator MI = MBB->begin();
2191     if (!VNI->isPHIDef()) {
2192       MI = Indexes->getInstructionFromIndex(VNI->def);
2193       // No need to check the instruction defining VNI for reads.
2194       ++MI;
2195     }
2196     assert(!SlotIndex::isSameInstr(VNI->def, TaintExtent.front().first) &&
2197            "Interference ends on VNI->def. Should have been handled earlier");
2198     MachineInstr *LastMI =
2199       Indexes->getInstructionFromIndex(TaintExtent.front().first);
2200     assert(LastMI && "Range must end at a proper instruction");
2201     unsigned TaintNum = 0;
2202     for(;;) {
2203       assert(MI != MBB->end() && "Bad LastMI");
2204       if (usesLanes(MI, Other.Reg, Other.SubIdx, TaintedLanes)) {
2205         DEBUG(dbgs() << "\t\ttainted lanes used by: " << *MI);
2206         return false;
2207       }
2208       // LastMI is the last instruction to use the current value.
2209       if (&*MI == LastMI) {
2210         if (++TaintNum == TaintExtent.size())
2211           break;
2212         LastMI = Indexes->getInstructionFromIndex(TaintExtent[TaintNum].first);
2213         assert(LastMI && "Range must end at a proper instruction");
2214         TaintedLanes = TaintExtent[TaintNum].second;
2215       }
2216       ++MI;
2217     }
2218
2219     // The tainted lanes are unused.
2220     V.Resolution = CR_Replace;
2221     ++NumLaneResolves;
2222   }
2223   return true;
2224 }
2225
2226 bool JoinVals::isPrunedValue(unsigned ValNo, JoinVals &Other) {
2227   Val &V = Vals[ValNo];
2228   if (V.Pruned || V.PrunedComputed)
2229     return V.Pruned;
2230
2231   if (V.Resolution != CR_Erase && V.Resolution != CR_Merge)
2232     return V.Pruned;
2233
2234   // Follow copies up the dominator tree and check if any intermediate value
2235   // has been pruned.
2236   V.PrunedComputed = true;
2237   V.Pruned = Other.isPrunedValue(V.OtherVNI->id, *this);
2238   return V.Pruned;
2239 }
2240
2241 void JoinVals::pruneValues(JoinVals &Other,
2242                            SmallVectorImpl<SlotIndex> &EndPoints,
2243                            bool changeInstrs) {
2244   for (unsigned i = 0, e = LR.getNumValNums(); i != e; ++i) {
2245     SlotIndex Def = LR.getValNumInfo(i)->def;
2246     switch (Vals[i].Resolution) {
2247     case CR_Keep:
2248       break;
2249     case CR_Replace: {
2250       // This value takes precedence over the value in Other.LR.
2251       LIS->pruneValue(Other.LR, Def, &EndPoints);
2252       // Check if we're replacing an IMPLICIT_DEF value. The IMPLICIT_DEF
2253       // instructions are only inserted to provide a live-out value for PHI
2254       // predecessors, so the instruction should simply go away once its value
2255       // has been replaced.
2256       Val &OtherV = Other.Vals[Vals[i].OtherVNI->id];
2257       bool EraseImpDef = OtherV.ErasableImplicitDef &&
2258                          OtherV.Resolution == CR_Keep;
2259       if (!Def.isBlock()) {
2260         if (changeInstrs) {
2261           // Remove <def,read-undef> flags. This def is now a partial redef.
2262           // Also remove <def,dead> flags since the joined live range will
2263           // continue past this instruction.
2264           for (MIOperands MO(Indexes->getInstructionFromIndex(Def));
2265                MO.isValid(); ++MO) {
2266             if (MO->isReg() && MO->isDef() && MO->getReg() == Reg) {
2267               MO->setIsUndef(EraseImpDef);
2268               MO->setIsDead(false);
2269             }
2270           }
2271         }
2272         // This value will reach instructions below, but we need to make sure
2273         // the live range also reaches the instruction at Def.
2274         if (!EraseImpDef)
2275           EndPoints.push_back(Def);
2276       }
2277       DEBUG(dbgs() << "\t\tpruned " << PrintReg(Other.Reg) << " at " << Def
2278                    << ": " << Other.LR << '\n');
2279       break;
2280     }
2281     case CR_Erase:
2282     case CR_Merge:
2283       if (isPrunedValue(i, Other)) {
2284         // This value is ultimately a copy of a pruned value in LR or Other.LR.
2285         // We can no longer trust the value mapping computed by
2286         // computeAssignment(), the value that was originally copied could have
2287         // been replaced.
2288         LIS->pruneValue(LR, Def, &EndPoints);
2289         DEBUG(dbgs() << "\t\tpruned all of " << PrintReg(Reg) << " at "
2290                      << Def << ": " << LR << '\n');
2291       }
2292       break;
2293     case CR_Unresolved:
2294     case CR_Impossible:
2295       llvm_unreachable("Unresolved conflicts");
2296     }
2297   }
2298 }
2299
2300 void JoinVals::pruneSubRegValues(LiveInterval &LI, unsigned &ShrinkMask)
2301 {
2302   // Look for values being erased.
2303   bool DidPrune = false;
2304   for (unsigned i = 0, e = LR.getNumValNums(); i != e; ++i) {
2305     if (Vals[i].Resolution != CR_Erase)
2306       continue;
2307
2308     // Check subranges at the point where the copy will be removed.
2309     SlotIndex Def = LR.getValNumInfo(i)->def;
2310     for (LiveInterval::SubRange &S : LI.subranges()) {
2311       LiveQueryResult Q = S.Query(Def);
2312
2313       // If a subrange starts at the copy then an undefined value has been
2314       // copied and we must remove that subrange value as well.
2315       VNInfo *ValueOut = Q.valueOutOrDead();
2316       if (ValueOut != nullptr && Q.valueIn() == nullptr) {
2317         DEBUG(dbgs() << "\t\tPrune sublane " << format("%04X", S.LaneMask)
2318                      << " at " << Def << "\n");
2319         LIS->pruneValue(S, Def, nullptr);
2320         DidPrune = true;
2321         // Mark value number as unused.
2322         ValueOut->markUnused();
2323         continue;
2324       }
2325       // If a subrange ends at the copy, then a value was copied but only
2326       // partially used later. Shrink the subregister range apropriately.
2327       if (Q.valueIn() != nullptr && Q.valueOut() == nullptr) {
2328         DEBUG(dbgs() << "\t\tDead uses at sublane "
2329                      << format("%04X", S.LaneMask) << " at " << Def << "\n");
2330         ShrinkMask |= S.LaneMask;
2331       }
2332     }
2333   }
2334   if (DidPrune)
2335     LI.removeEmptySubRanges();
2336 }
2337
2338 void JoinVals::eraseInstrs(SmallPtrSetImpl<MachineInstr*> &ErasedInstrs,
2339                            SmallVectorImpl<unsigned> &ShrinkRegs) {
2340   for (unsigned i = 0, e = LR.getNumValNums(); i != e; ++i) {
2341     // Get the def location before markUnused() below invalidates it.
2342     SlotIndex Def = LR.getValNumInfo(i)->def;
2343     switch (Vals[i].Resolution) {
2344     case CR_Keep: {
2345       // If an IMPLICIT_DEF value is pruned, it doesn't serve a purpose any
2346       // longer. The IMPLICIT_DEF instructions are only inserted by
2347       // PHIElimination to guarantee that all PHI predecessors have a value.
2348       if (!Vals[i].ErasableImplicitDef || !Vals[i].Pruned)
2349         break;
2350       // Remove value number i from LR.
2351       VNInfo *VNI = LR.getValNumInfo(i);
2352       LR.removeValNo(VNI);
2353       // Note that this VNInfo is reused and still referenced in NewVNInfo,
2354       // make it appear like an unused value number.
2355       VNI->markUnused();
2356       DEBUG(dbgs() << "\t\tremoved " << i << '@' << Def << ": " << LR << '\n');
2357       // FALL THROUGH.
2358     }
2359
2360     case CR_Erase: {
2361       MachineInstr *MI = Indexes->getInstructionFromIndex(Def);
2362       assert(MI && "No instruction to erase");
2363       if (MI->isCopy()) {
2364         unsigned Reg = MI->getOperand(1).getReg();
2365         if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(Reg) &&
2366             Reg != CP.getSrcReg() && Reg != CP.getDstReg())
2367           ShrinkRegs.push_back(Reg);
2368       }
2369       ErasedInstrs.insert(MI);
2370       DEBUG(dbgs() << "\t\terased:\t" << Def << '\t' << *MI);
2371       LIS->RemoveMachineInstrFromMaps(MI);
2372       MI->eraseFromParent();
2373       break;
2374     }
2375     default:
2376       break;
2377     }
2378   }
2379 }
2380
2381 void RegisterCoalescer::joinSubRegRanges(LiveRange &LRange, LiveRange &RRange,
2382                                          unsigned LaneMask,
2383                                          const CoalescerPair &CP) {
2384   SmallVector<VNInfo*, 16> NewVNInfo;
2385   JoinVals RHSVals(RRange, CP.getSrcReg(), CP.getSrcIdx(), LaneMask,
2386                    NewVNInfo, CP, LIS, TRI, true, true);
2387   JoinVals LHSVals(LRange, CP.getDstReg(), CP.getDstIdx(), LaneMask,
2388                    NewVNInfo, CP, LIS, TRI, true, true);
2389
2390   // Compute NewVNInfo and resolve conflicts (see also joinVirtRegs())
2391   // Conflicts should already be resolved so the mapping/resolution should
2392   // always succeed.
2393   if (!LHSVals.mapValues(RHSVals) || !RHSVals.mapValues(LHSVals))
2394     llvm_unreachable("Can't join subrange although main ranges are compatible");
2395   if (!LHSVals.resolveConflicts(RHSVals) || !RHSVals.resolveConflicts(LHSVals))
2396     llvm_unreachable("Can't join subrange although main ranges are compatible");
2397
2398   // The merging algorithm in LiveInterval::join() can't handle conflicting
2399   // value mappings, so we need to remove any live ranges that overlap a
2400   // CR_Replace resolution. Collect a set of end points that can be used to
2401   // restore the live range after joining.
2402   SmallVector<SlotIndex, 8> EndPoints;
2403   LHSVals.pruneValues(RHSVals, EndPoints, false);
2404   RHSVals.pruneValues(LHSVals, EndPoints, false);
2405
2406   LRange.verify();
2407   RRange.verify();
2408
2409   // Join RRange into LHS.
2410   LRange.join(RRange, LHSVals.getAssignments(), RHSVals.getAssignments(),
2411               NewVNInfo);
2412
2413   DEBUG(dbgs() << "\t\tjoined lanes: " << LRange << "\n");
2414   if (EndPoints.empty())
2415     return;
2416
2417   // Recompute the parts of the live range we had to remove because of
2418   // CR_Replace conflicts.
2419   DEBUG(dbgs() << "\t\trestoring liveness to " << EndPoints.size()
2420                << " points: " << LRange << '\n');
2421   LIS->extendToIndices(LRange, EndPoints);
2422 }
2423
2424 void RegisterCoalescer::mergeSubRangeInto(LiveInterval &LI,
2425                                           const LiveRange &ToMerge,
2426                                           unsigned LaneMask, CoalescerPair &CP) {
2427   BumpPtrAllocator &Allocator = LIS->getVNInfoAllocator();
2428   for (LiveInterval::SubRange &R : LI.subranges()) {
2429     unsigned RMask = R.LaneMask;
2430     // LaneMask of subregisters common to subrange R and ToMerge.
2431     unsigned Common = RMask & LaneMask;
2432     // There is nothing to do without common subregs.
2433     if (Common == 0)
2434       continue;
2435
2436     DEBUG(dbgs() << format("\t\tCopy+Merge %04X into %04X\n", RMask, Common));
2437     // LaneMask of subregisters contained in the R range but not in ToMerge,
2438     // they have to split into their own subrange.
2439     unsigned LRest = RMask & ~LaneMask;
2440     LiveInterval::SubRange *CommonRange;
2441     if (LRest != 0) {
2442       R.LaneMask = LRest;
2443       DEBUG(dbgs() << format("\t\tReduce Lane to %04X\n", LRest));
2444       // Duplicate SubRange for newly merged common stuff.
2445       CommonRange = LI.createSubRangeFrom(Allocator, Common, R);
2446     } else {
2447       // Reuse the existing range.
2448       R.LaneMask = Common;
2449       CommonRange = &R;
2450     }
2451     LiveRange RangeCopy(ToMerge, Allocator);
2452     joinSubRegRanges(*CommonRange, RangeCopy, Common, CP);
2453     LaneMask &= ~RMask;
2454   }
2455
2456   if (LaneMask != 0) {
2457     DEBUG(dbgs() << format("\t\tNew Lane %04X\n", LaneMask));
2458     LI.createSubRangeFrom(Allocator, LaneMask, ToMerge);
2459   }
2460 }
2461
2462 bool RegisterCoalescer::joinVirtRegs(CoalescerPair &CP) {
2463   SmallVector<VNInfo*, 16> NewVNInfo;
2464   LiveInterval &RHS = LIS->getInterval(CP.getSrcReg());
2465   LiveInterval &LHS = LIS->getInterval(CP.getDstReg());
2466   bool TrackSubRegLiveness = MRI->tracksSubRegLiveness();
2467   JoinVals RHSVals(RHS, CP.getSrcReg(), CP.getSrcIdx(), 0, NewVNInfo, CP, LIS,
2468                    TRI, false, TrackSubRegLiveness);
2469   JoinVals LHSVals(LHS, CP.getDstReg(), CP.getDstIdx(), 0, NewVNInfo, CP, LIS,
2470                    TRI, false, TrackSubRegLiveness);
2471
2472   DEBUG(dbgs() << "\t\tRHS = " << RHS
2473                << "\n\t\tLHS = " << LHS
2474                << '\n');
2475
2476   // First compute NewVNInfo and the simple value mappings.
2477   // Detect impossible conflicts early.
2478   if (!LHSVals.mapValues(RHSVals) || !RHSVals.mapValues(LHSVals))
2479     return false;
2480
2481   // Some conflicts can only be resolved after all values have been mapped.
2482   if (!LHSVals.resolveConflicts(RHSVals) || !RHSVals.resolveConflicts(LHSVals))
2483     return false;
2484
2485   // All clear, the live ranges can be merged.
2486   if (RHS.hasSubRanges() || LHS.hasSubRanges()) {
2487     BumpPtrAllocator &Allocator = LIS->getVNInfoAllocator();
2488
2489     // Transform lanemasks from the LHS to masks in the coalesced register and
2490     // create initial subranges if necessary.
2491     unsigned DstIdx = CP.getDstIdx();
2492     if (!LHS.hasSubRanges()) {
2493       unsigned Mask = DstIdx == 0 ? CP.getNewRC()->getLaneMask()
2494                                   : TRI->getSubRegIndexLaneMask(DstIdx);
2495       // LHS must support subregs or we wouldn't be in this codepath.
2496       assert(Mask != 0);
2497       LHS.createSubRangeFrom(Allocator, Mask, LHS);
2498     } else if (DstIdx != 0) {
2499       // Transform LHS lanemasks to new register class if necessary.
2500       for (LiveInterval::SubRange &R : LHS.subranges()) {
2501         unsigned Mask = TRI->composeSubRegIndexLaneMask(DstIdx, R.LaneMask);
2502         R.LaneMask = Mask;
2503       }
2504     }
2505     DEBUG(dbgs() << "\t\tLHST = " << PrintReg(CP.getDstReg())
2506                  << ' ' << LHS << '\n');
2507
2508     // Determine lanemasks of RHS in the coalesced register and merge subranges.
2509     unsigned SrcIdx = CP.getSrcIdx();
2510     if (!RHS.hasSubRanges()) {
2511       unsigned Mask = SrcIdx == 0 ? CP.getNewRC()->getLaneMask()
2512                                   : TRI->getSubRegIndexLaneMask(SrcIdx);
2513       mergeSubRangeInto(LHS, RHS, Mask, CP);
2514     } else {
2515       // Pair up subranges and merge.
2516       for (LiveInterval::SubRange &R : RHS.subranges()) {
2517         unsigned Mask = TRI->composeSubRegIndexLaneMask(SrcIdx, R.LaneMask);
2518         mergeSubRangeInto(LHS, R, Mask, CP);
2519       }
2520     }
2521
2522     DEBUG(dbgs() << "\tJoined SubRanges " << LHS << "\n");
2523
2524     LHSVals.pruneSubRegValues(LHS, ShrinkMask);
2525     RHSVals.pruneSubRegValues(LHS, ShrinkMask);
2526   }
2527
2528   // The merging algorithm in LiveInterval::join() can't handle conflicting
2529   // value mappings, so we need to remove any live ranges that overlap a
2530   // CR_Replace resolution. Collect a set of end points that can be used to
2531   // restore the live range after joining.
2532   SmallVector<SlotIndex, 8> EndPoints;
2533   LHSVals.pruneValues(RHSVals, EndPoints, true);
2534   RHSVals.pruneValues(LHSVals, EndPoints, true);
2535
2536   // Erase COPY and IMPLICIT_DEF instructions. This may cause some external
2537   // registers to require trimming.
2538   SmallVector<unsigned, 8> ShrinkRegs;
2539   LHSVals.eraseInstrs(ErasedInstrs, ShrinkRegs);
2540   RHSVals.eraseInstrs(ErasedInstrs, ShrinkRegs);
2541   while (!ShrinkRegs.empty())
2542     LIS->shrinkToUses(&LIS->getInterval(ShrinkRegs.pop_back_val()));
2543
2544   // Join RHS into LHS.
2545   LHS.join(RHS, LHSVals.getAssignments(), RHSVals.getAssignments(), NewVNInfo);
2546
2547   // Kill flags are going to be wrong if the live ranges were overlapping.
2548   // Eventually, we should simply clear all kill flags when computing live
2549   // ranges. They are reinserted after register allocation.
2550   MRI->clearKillFlags(LHS.reg);
2551   MRI->clearKillFlags(RHS.reg);
2552
2553   if (!EndPoints.empty()) {
2554     // Recompute the parts of the live range we had to remove because of
2555     // CR_Replace conflicts.
2556     DEBUG(dbgs() << "\t\trestoring liveness to " << EndPoints.size()
2557                  << " points: " << LHS << '\n');
2558     LIS->extendToIndices((LiveRange&)LHS, EndPoints);
2559   }
2560
2561   return true;
2562 }
2563
2564 bool RegisterCoalescer::joinIntervals(CoalescerPair &CP) {
2565   return CP.isPhys() ? joinReservedPhysReg(CP) : joinVirtRegs(CP);
2566 }
2567
2568 namespace {
2569 /// Information concerning MBB coalescing priority.
2570 struct MBBPriorityInfo {
2571   MachineBasicBlock *MBB;
2572   unsigned Depth;
2573   bool IsSplit;
2574
2575   MBBPriorityInfo(MachineBasicBlock *mbb, unsigned depth, bool issplit)
2576     : MBB(mbb), Depth(depth), IsSplit(issplit) {}
2577 };
2578 }
2579
2580 /// C-style comparator that sorts first based on the loop depth of the basic
2581 /// block (the unsigned), and then on the MBB number.
2582 ///
2583 /// EnableGlobalCopies assumes that the primary sort key is loop depth.
2584 static int compareMBBPriority(const MBBPriorityInfo *LHS,
2585                               const MBBPriorityInfo *RHS) {
2586   // Deeper loops first
2587   if (LHS->Depth != RHS->Depth)
2588     return LHS->Depth > RHS->Depth ? -1 : 1;
2589
2590   // Try to unsplit critical edges next.
2591   if (LHS->IsSplit != RHS->IsSplit)
2592     return LHS->IsSplit ? -1 : 1;
2593
2594   // Prefer blocks that are more connected in the CFG. This takes care of
2595   // the most difficult copies first while intervals are short.
2596   unsigned cl = LHS->MBB->pred_size() + LHS->MBB->succ_size();
2597   unsigned cr = RHS->MBB->pred_size() + RHS->MBB->succ_size();
2598   if (cl != cr)
2599     return cl > cr ? -1 : 1;
2600
2601   // As a last resort, sort by block number.
2602   return LHS->MBB->getNumber() < RHS->MBB->getNumber() ? -1 : 1;
2603 }
2604
2605 /// \returns true if the given copy uses or defines a local live range.
2606 static bool isLocalCopy(MachineInstr *Copy, const LiveIntervals *LIS) {
2607   if (!Copy->isCopy())
2608     return false;
2609
2610   if (Copy->getOperand(1).isUndef())
2611     return false;
2612
2613   unsigned SrcReg = Copy->getOperand(1).getReg();
2614   unsigned DstReg = Copy->getOperand(0).getReg();
2615   if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(SrcReg)
2616       || TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(DstReg))
2617     return false;
2618
2619   return LIS->intervalIsInOneMBB(LIS->getInterval(SrcReg))
2620     || LIS->intervalIsInOneMBB(LIS->getInterval(DstReg));
2621 }
2622
2623 bool RegisterCoalescer::
2624 copyCoalesceWorkList(MutableArrayRef<MachineInstr*> CurrList) {
2625   bool Progress = false;
2626   for (unsigned i = 0, e = CurrList.size(); i != e; ++i) {
2627     if (!CurrList[i])
2628       continue;
2629     // Skip instruction pointers that have already been erased, for example by
2630     // dead code elimination.
2631     if (ErasedInstrs.erase(CurrList[i])) {
2632       CurrList[i] = nullptr;
2633       continue;
2634     }
2635     bool Again = false;
2636     bool Success = joinCopy(CurrList[i], Again);
2637     Progress |= Success;
2638     if (Success || !Again)
2639       CurrList[i] = nullptr;
2640   }
2641   return Progress;
2642 }
2643
2644 void
2645 RegisterCoalescer::copyCoalesceInMBB(MachineBasicBlock *MBB) {
2646   DEBUG(dbgs() << MBB->getName() << ":\n");
2647
2648   // Collect all copy-like instructions in MBB. Don't start coalescing anything
2649   // yet, it might invalidate the iterator.
2650   const unsigned PrevSize = WorkList.size();
2651   if (JoinGlobalCopies) {
2652     // Coalesce copies bottom-up to coalesce local defs before local uses. They
2653     // are not inherently easier to resolve, but slightly preferable until we
2654     // have local live range splitting. In particular this is required by
2655     // cmp+jmp macro fusion.
2656     for (MachineBasicBlock::iterator MII = MBB->begin(), E = MBB->end();
2657          MII != E; ++MII) {
2658       if (!MII->isCopyLike())
2659         continue;
2660       if (isLocalCopy(&(*MII), LIS))
2661         LocalWorkList.push_back(&(*MII));
2662       else
2663         WorkList.push_back(&(*MII));
2664     }
2665   }
2666   else {
2667      for (MachineBasicBlock::iterator MII = MBB->begin(), E = MBB->end();
2668           MII != E; ++MII)
2669        if (MII->isCopyLike())
2670          WorkList.push_back(MII);
2671   }
2672   // Try coalescing the collected copies immediately, and remove the nulls.
2673   // This prevents the WorkList from getting too large since most copies are
2674   // joinable on the first attempt.
2675   MutableArrayRef<MachineInstr*>
2676     CurrList(WorkList.begin() + PrevSize, WorkList.end());
2677   if (copyCoalesceWorkList(CurrList))
2678     WorkList.erase(std::remove(WorkList.begin() + PrevSize, WorkList.end(),
2679                                (MachineInstr*)nullptr), WorkList.end());
2680 }
2681
2682 void RegisterCoalescer::coalesceLocals() {
2683   copyCoalesceWorkList(LocalWorkList);
2684   for (unsigned j = 0, je = LocalWorkList.size(); j != je; ++j) {
2685     if (LocalWorkList[j])
2686       WorkList.push_back(LocalWorkList[j]);
2687   }
2688   LocalWorkList.clear();
2689 }
2690
2691 void RegisterCoalescer::joinAllIntervals() {
2692   DEBUG(dbgs() << "********** JOINING INTERVALS ***********\n");
2693   assert(WorkList.empty() && LocalWorkList.empty() && "Old data still around.");
2694
2695   std::vector<MBBPriorityInfo> MBBs;
2696   MBBs.reserve(MF->size());
2697   for (MachineFunction::iterator I = MF->begin(), E = MF->end();I != E;++I){
2698     MachineBasicBlock *MBB = I;
2699     MBBs.push_back(MBBPriorityInfo(MBB, Loops->getLoopDepth(MBB),
2700                                    JoinSplitEdges && isSplitEdge(MBB)));
2701   }
2702   array_pod_sort(MBBs.begin(), MBBs.end(), compareMBBPriority);
2703
2704   // Coalesce intervals in MBB priority order.
2705   unsigned CurrDepth = UINT_MAX;
2706   for (unsigned i = 0, e = MBBs.size(); i != e; ++i) {
2707     // Try coalescing the collected local copies for deeper loops.
2708     if (JoinGlobalCopies && MBBs[i].Depth < CurrDepth) {
2709       coalesceLocals();
2710       CurrDepth = MBBs[i].Depth;
2711     }
2712     copyCoalesceInMBB(MBBs[i].MBB);
2713   }
2714   coalesceLocals();
2715
2716   // Joining intervals can allow other intervals to be joined.  Iteratively join
2717   // until we make no progress.
2718   while (copyCoalesceWorkList(WorkList))
2719     /* empty */ ;
2720 }
2721
2722 void RegisterCoalescer::releaseMemory() {
2723   ErasedInstrs.clear();
2724   WorkList.clear();
2725   DeadDefs.clear();
2726   InflateRegs.clear();
2727 }
2728
2729 bool RegisterCoalescer::runOnMachineFunction(MachineFunction &fn) {
2730   MF = &fn;
2731   MRI = &fn.getRegInfo();
2732   TM = &fn.getTarget();
2733   TRI = TM->getSubtargetImpl()->getRegisterInfo();
2734   TII = TM->getSubtargetImpl()->getInstrInfo();
2735   LIS = &getAnalysis<LiveIntervals>();
2736   AA = &getAnalysis<AliasAnalysis>();
2737   Loops = &getAnalysis<MachineLoopInfo>();
2738
2739   const TargetSubtargetInfo &ST = TM->getSubtarget<TargetSubtargetInfo>();
2740   if (EnableGlobalCopies == cl::BOU_UNSET)
2741     JoinGlobalCopies = ST.useMachineScheduler();
2742   else
2743     JoinGlobalCopies = (EnableGlobalCopies == cl::BOU_TRUE);
2744
2745   // The MachineScheduler does not currently require JoinSplitEdges. This will
2746   // either be enabled unconditionally or replaced by a more general live range
2747   // splitting optimization.
2748   JoinSplitEdges = EnableJoinSplits;
2749
2750   DEBUG(dbgs() << "********** SIMPLE REGISTER COALESCING **********\n"
2751                << "********** Function: " << MF->getName() << '\n');
2752
2753   if (VerifyCoalescing)
2754     MF->verify(this, "Before register coalescing");
2755
2756   RegClassInfo.runOnMachineFunction(fn);
2757
2758   // Join (coalesce) intervals if requested.
2759   if (EnableJoining)
2760     joinAllIntervals();
2761
2762   // After deleting a lot of copies, register classes may be less constrained.
2763   // Removing sub-register operands may allow GR32_ABCD -> GR32 and DPR_VFP2 ->
2764   // DPR inflation.
2765   array_pod_sort(InflateRegs.begin(), InflateRegs.end());
2766   InflateRegs.erase(std::unique(InflateRegs.begin(), InflateRegs.end()),
2767                     InflateRegs.end());
2768   DEBUG(dbgs() << "Trying to inflate " << InflateRegs.size() << " regs.\n");
2769   for (unsigned i = 0, e = InflateRegs.size(); i != e; ++i) {
2770     unsigned Reg = InflateRegs[i];
2771     if (MRI->reg_nodbg_empty(Reg))
2772       continue;
2773     if (MRI->recomputeRegClass(Reg, *TM)) {
2774       DEBUG(dbgs() << PrintReg(Reg) << " inflated to "
2775                    << TRI->getRegClassName(MRI->getRegClass(Reg)) << '\n');
2776       LiveInterval &LI = LIS->getInterval(Reg);
2777       unsigned MaxMask = MRI->getMaxLaneMaskForVReg(Reg);
2778       if (MaxMask == 0) {
2779         // If the inflated register class does not support subregisters anymore
2780         // remove the subranges.
2781         LI.clearSubRanges();
2782       } else {
2783 #ifndef NDEBUG
2784         // If subranges are still supported, then the same subregs should still
2785         // be supported.
2786         for (LiveInterval::SubRange &S : LI.subranges()) {
2787           assert ((S.LaneMask & ~MaxMask) == 0);
2788         }
2789 #endif
2790       }
2791       ++NumInflated;
2792     }
2793   }
2794
2795   DEBUG(dump());
2796   if (VerifyCoalescing)
2797     MF->verify(this, "After register coalescing");
2798   return true;
2799 }
2800
2801 void RegisterCoalescer::print(raw_ostream &O, const Module* m) const {
2802    LIS->print(O, m);
2803 }