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