RegisterCoalescer: Fix valuesIdentical() in some subrange merge cases.
[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/Format.h"
35 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
36 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
37 #include "llvm/Target/TargetInstrInfo.h"
38 #include "llvm/Target/TargetMachine.h"
39 #include "llvm/Target/TargetRegisterInfo.h"
40 #include "llvm/Target/TargetSubtargetInfo.h"
41 #include <algorithm>
42 #include <cmath>
43 using namespace llvm;
44
45 #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 identify 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   SlotIndex CopyIdx = LIS->getInstructionIndex(CopyMI).getRegSlot();
616
617   LiveInterval &IntA =
618     LIS->getInterval(CP.isFlipped() ? CP.getDstReg() : CP.getSrcReg());
619   LiveInterval &IntB =
620     LIS->getInterval(CP.isFlipped() ? CP.getSrcReg() : CP.getDstReg());
621
622   // BValNo is a value number in B that is defined by a copy from A. 'B1' in
623   // the example above.
624   VNInfo *BValNo = IntB.getVNInfoAt(CopyIdx);
625   if (!BValNo || BValNo->def != CopyIdx)
626     return false;
627
628   // AValNo is the value number in A that defines the copy, A3 in the example.
629   VNInfo *AValNo = IntA.getVNInfoAt(CopyIdx.getRegSlot(true));
630   assert(AValNo && "COPY source not live");
631   if (AValNo->isPHIDef() || AValNo->isUnused())
632     return false;
633   MachineInstr *DefMI = LIS->getInstructionFromIndex(AValNo->def);
634   if (!DefMI)
635     return false;
636   if (!DefMI->isCommutable())
637     return false;
638   // If DefMI is a two-address instruction then commuting it will change the
639   // destination register.
640   int DefIdx = DefMI->findRegisterDefOperandIdx(IntA.reg);
641   assert(DefIdx != -1);
642   unsigned UseOpIdx;
643   if (!DefMI->isRegTiedToUseOperand(DefIdx, &UseOpIdx))
644     return false;
645   unsigned Op1, Op2, NewDstIdx;
646   if (!TII->findCommutedOpIndices(DefMI, Op1, Op2))
647     return false;
648   if (Op1 == UseOpIdx)
649     NewDstIdx = Op2;
650   else if (Op2 == UseOpIdx)
651     NewDstIdx = Op1;
652   else
653     return false;
654
655   MachineOperand &NewDstMO = DefMI->getOperand(NewDstIdx);
656   unsigned NewReg = NewDstMO.getReg();
657   if (NewReg != IntB.reg || !IntB.Query(AValNo->def).isKill())
658     return false;
659
660   // Make sure there are no other definitions of IntB that would reach the
661   // uses which the new definition can reach.
662   if (hasOtherReachingDefs(IntA, IntB, AValNo, BValNo))
663     return false;
664
665   // If some of the uses of IntA.reg is already coalesced away, return false.
666   // It's not possible to determine whether it's safe to perform the coalescing.
667   for (MachineOperand &MO : MRI->use_nodbg_operands(IntA.reg)) {
668     MachineInstr *UseMI = MO.getParent();
669     unsigned OpNo = &MO - &UseMI->getOperand(0);
670     SlotIndex UseIdx = LIS->getInstructionIndex(UseMI);
671     LiveInterval::iterator US = IntA.FindSegmentContaining(UseIdx);
672     if (US == IntA.end() || US->valno != AValNo)
673       continue;
674     // If this use is tied to a def, we can't rewrite the register.
675     if (UseMI->isRegTiedToDefOperand(OpNo))
676       return false;
677   }
678
679   DEBUG(dbgs() << "\tremoveCopyByCommutingDef: " << AValNo->def << '\t'
680                << *DefMI);
681
682   // At this point we have decided that it is legal to do this
683   // transformation.  Start by commuting the instruction.
684   MachineBasicBlock *MBB = DefMI->getParent();
685   MachineInstr *NewMI = TII->commuteInstruction(DefMI);
686   if (!NewMI)
687     return false;
688   if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(IntA.reg) &&
689       TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(IntB.reg) &&
690       !MRI->constrainRegClass(IntB.reg, MRI->getRegClass(IntA.reg)))
691     return false;
692   if (NewMI != DefMI) {
693     LIS->ReplaceMachineInstrInMaps(DefMI, NewMI);
694     MachineBasicBlock::iterator Pos = DefMI;
695     MBB->insert(Pos, NewMI);
696     MBB->erase(DefMI);
697   }
698   unsigned OpIdx = NewMI->findRegisterUseOperandIdx(IntA.reg, false);
699   NewMI->getOperand(OpIdx).setIsKill();
700
701   // If ALR and BLR overlaps and end of BLR extends beyond end of ALR, e.g.
702   // A = or A, B
703   // ...
704   // B = A
705   // ...
706   // C = A<kill>
707   // ...
708   //   = B
709
710   // Update uses of IntA of the specific Val# with IntB.
711   for (MachineRegisterInfo::use_iterator UI = MRI->use_begin(IntA.reg),
712          UE = MRI->use_end(); UI != UE;) {
713     MachineOperand &UseMO = *UI;
714     MachineInstr *UseMI = UseMO.getParent();
715     ++UI;
716     if (UseMI->isDebugValue()) {
717       // FIXME These don't have an instruction index.  Not clear we have enough
718       // info to decide whether to do this replacement or not.  For now do it.
719       UseMO.setReg(NewReg);
720       continue;
721     }
722     SlotIndex UseIdx = LIS->getInstructionIndex(UseMI).getRegSlot(true);
723     LiveInterval::iterator US = IntA.FindSegmentContaining(UseIdx);
724     if (US == IntA.end() || 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       S.MergeValueNumberInto(SubBValNo, SubDVNI);
755     }
756
757     ErasedInstrs.insert(UseMI);
758     LIS->RemoveMachineInstrFromMaps(UseMI);
759     UseMI->eraseFromParent();
760   }
761
762   // Extend BValNo by merging in IntA live segments of AValNo. Val# definition
763   // is updated.
764   BumpPtrAllocator &Allocator = LIS->getVNInfoAllocator();
765   if (IntB.hasSubRanges()) {
766     if (!IntA.hasSubRanges()) {
767       unsigned Mask = MRI->getMaxLaneMaskForVReg(IntA.reg);
768       IntA.createSubRangeFrom(Allocator, Mask, IntA);
769     }
770     SlotIndex AIdx = CopyIdx.getRegSlot(true);
771     for (LiveInterval::SubRange &SA : IntA.subranges()) {
772       VNInfo *ASubValNo = SA.getVNInfoAt(AIdx);
773       if (ASubValNo == nullptr) {
774         DEBUG(dbgs() << "No A Range at " << AIdx << " with mask "
775               << format("%04X", SA.LaneMask) << "\n");
776         continue;
777       }
778
779       unsigned AMask = SA.LaneMask;
780       for (LiveInterval::SubRange &SB : IntB.subranges()) {
781         unsigned BMask = SB.LaneMask;
782         unsigned Common = BMask & AMask;
783         if (Common == 0)
784           continue;
785
786         DEBUG(dbgs() << format("\t\tCopy+Merge %04X into %04X\n", BMask, Common));
787         unsigned BRest = BMask & ~AMask;
788         LiveInterval::SubRange *CommonRange;
789         if (BRest != 0) {
790           SB.LaneMask = BRest;
791           DEBUG(dbgs() << format("\t\tReduce Lane to %04X\n", BRest));
792           // Duplicate SubRange for newly merged common stuff.
793           CommonRange = IntB.createSubRangeFrom(Allocator, Common, SB);
794         } else {
795           // We van reuse the L SubRange.
796           SB.LaneMask = Common;
797           CommonRange = &SB;
798         }
799         LiveRange RangeCopy(SB, Allocator);
800
801         VNInfo *BSubValNo = CommonRange->getVNInfoAt(CopyIdx);
802         assert(BSubValNo->def == CopyIdx);
803         BSubValNo->def = ASubValNo->def;
804         addSegmentsWithValNo(*CommonRange, BSubValNo, SA, ASubValNo);
805         AMask &= ~BMask;
806       }
807       if (AMask != 0) {
808         DEBUG(dbgs() << format("\t\tNew Lane %04X\n", AMask));
809         LiveRange *NewRange = IntB.createSubRange(Allocator, AMask);
810         VNInfo *BSubValNo = NewRange->getNextValue(CopyIdx, Allocator);
811         addSegmentsWithValNo(*NewRange, BSubValNo, SA, ASubValNo);
812       }
813       SA.removeValNo(ASubValNo);
814     }
815   } else if (IntA.hasSubRanges()) {
816     SlotIndex AIdx = CopyIdx.getRegSlot(true);
817     for (LiveInterval::SubRange &SA : IntA.subranges()) {
818       VNInfo *ASubValNo = SA.getVNInfoAt(AIdx);
819       if (ASubValNo == nullptr) {
820         DEBUG(dbgs() << "No A Range at " << AIdx << " with mask "
821               << format("%04X", SA.LaneMask) << "\n");
822         continue;
823       }
824       SA.removeValNo(ASubValNo);
825     }
826   }
827
828   BValNo->def = AValNo->def;
829   addSegmentsWithValNo(IntB, BValNo, IntA, AValNo);
830   DEBUG(dbgs() << "\t\textended: " << IntB << '\n');
831
832   IntA.removeValNo(AValNo);
833   DEBUG(dbgs() << "\t\ttrimmed:  " << IntA << '\n');
834   ++numCommutes;
835   return true;
836 }
837
838 /// If the source of a copy is defined by a trivial
839 /// computation, replace the copy by rematerialize the definition.
840 bool RegisterCoalescer::reMaterializeTrivialDef(CoalescerPair &CP,
841                                                 MachineInstr *CopyMI,
842                                                 bool &IsDefCopy) {
843   IsDefCopy = false;
844   unsigned SrcReg = CP.isFlipped() ? CP.getDstReg() : CP.getSrcReg();
845   unsigned SrcIdx = CP.isFlipped() ? CP.getDstIdx() : CP.getSrcIdx();
846   unsigned DstReg = CP.isFlipped() ? CP.getSrcReg() : CP.getDstReg();
847   unsigned DstIdx = CP.isFlipped() ? CP.getSrcIdx() : CP.getDstIdx();
848   if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(SrcReg))
849     return false;
850
851   LiveInterval &SrcInt = LIS->getInterval(SrcReg);
852   SlotIndex CopyIdx = LIS->getInstructionIndex(CopyMI);
853   VNInfo *ValNo = SrcInt.Query(CopyIdx).valueIn();
854   assert(ValNo && "CopyMI input register not live");
855   if (ValNo->isPHIDef() || ValNo->isUnused())
856     return false;
857   MachineInstr *DefMI = LIS->getInstructionFromIndex(ValNo->def);
858   if (!DefMI)
859     return false;
860   if (DefMI->isCopyLike()) {
861     IsDefCopy = true;
862     return false;
863   }
864   if (!TII->isAsCheapAsAMove(DefMI))
865     return false;
866   if (!TII->isTriviallyReMaterializable(DefMI, AA))
867     return false;
868   bool SawStore = false;
869   if (!DefMI->isSafeToMove(TII, AA, SawStore))
870     return false;
871   const MCInstrDesc &MCID = DefMI->getDesc();
872   if (MCID.getNumDefs() != 1)
873     return false;
874   // Only support subregister destinations when the def is read-undef.
875   MachineOperand &DstOperand = CopyMI->getOperand(0);
876   unsigned CopyDstReg = DstOperand.getReg();
877   if (DstOperand.getSubReg() && !DstOperand.isUndef())
878     return false;
879
880   // If both SrcIdx and DstIdx are set, correct rematerialization would widen
881   // the register substantially (beyond both source and dest size). This is bad
882   // for performance since it can cascade through a function, introducing many
883   // extra spills and fills (e.g. ARM can easily end up copying QQQQPR registers
884   // around after a few subreg copies).
885   if (SrcIdx && DstIdx)
886     return false;
887
888   const TargetRegisterClass *DefRC = TII->getRegClass(MCID, 0, TRI, *MF);
889   if (!DefMI->isImplicitDef()) {
890     if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(DstReg)) {
891       unsigned NewDstReg = DstReg;
892
893       unsigned NewDstIdx = TRI->composeSubRegIndices(CP.getSrcIdx(),
894                                               DefMI->getOperand(0).getSubReg());
895       if (NewDstIdx)
896         NewDstReg = TRI->getSubReg(DstReg, NewDstIdx);
897
898       // Finally, make sure that the physical subregister that will be
899       // constructed later is permitted for the instruction.
900       if (!DefRC->contains(NewDstReg))
901         return false;
902     } else {
903       // Theoretically, some stack frame reference could exist. Just make sure
904       // it hasn't actually happened.
905       assert(TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(DstReg) &&
906              "Only expect to deal with virtual or physical registers");
907     }
908   }
909
910   MachineBasicBlock *MBB = CopyMI->getParent();
911   MachineBasicBlock::iterator MII =
912     std::next(MachineBasicBlock::iterator(CopyMI));
913   TII->reMaterialize(*MBB, MII, DstReg, SrcIdx, DefMI, *TRI);
914   MachineInstr *NewMI = std::prev(MII);
915
916   LIS->ReplaceMachineInstrInMaps(CopyMI, NewMI);
917   CopyMI->eraseFromParent();
918   ErasedInstrs.insert(CopyMI);
919
920   // NewMI may have dead implicit defs (E.g. EFLAGS for MOV<bits>r0 on X86).
921   // We need to remember these so we can add intervals once we insert
922   // NewMI into SlotIndexes.
923   SmallVector<unsigned, 4> NewMIImplDefs;
924   for (unsigned i = NewMI->getDesc().getNumOperands(),
925          e = NewMI->getNumOperands(); i != e; ++i) {
926     MachineOperand &MO = NewMI->getOperand(i);
927     if (MO.isReg()) {
928       assert(MO.isDef() && MO.isImplicit() && MO.isDead() &&
929              TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(MO.getReg()));
930       NewMIImplDefs.push_back(MO.getReg());
931     }
932   }
933
934   if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(DstReg)) {
935     const TargetRegisterClass *NewRC = CP.getNewRC();
936     unsigned NewIdx = NewMI->getOperand(0).getSubReg();
937
938     if (NewIdx)
939       NewRC = TRI->getMatchingSuperRegClass(NewRC, DefRC, NewIdx);
940     else
941       NewRC = TRI->getCommonSubClass(NewRC, DefRC);
942
943     assert(NewRC && "subreg chosen for remat incompatible with instruction");
944     MRI->setRegClass(DstReg, NewRC);
945
946     updateRegDefsUses(DstReg, DstReg, DstIdx);
947     NewMI->getOperand(0).setSubReg(NewIdx);
948   } else if (NewMI->getOperand(0).getReg() != CopyDstReg) {
949     // The New instruction may be defining a sub-register of what's actually
950     // been asked for. If so it must implicitly define the whole thing.
951     assert(TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(DstReg) &&
952            "Only expect virtual or physical registers in remat");
953     NewMI->getOperand(0).setIsDead(true);
954     NewMI->addOperand(MachineOperand::CreateReg(CopyDstReg,
955                                                 true  /*IsDef*/,
956                                                 true  /*IsImp*/,
957                                                 false /*IsKill*/));
958     // Record small dead def live-ranges for all the subregisters
959     // of the destination register.
960     // Otherwise, variables that live through may miss some
961     // interferences, thus creating invalid allocation.
962     // E.g., i386 code:
963     // vreg1 = somedef ; vreg1 GR8
964     // vreg2 = remat ; vreg2 GR32
965     // CL = COPY vreg2.sub_8bit
966     // = somedef vreg1 ; vreg1 GR8
967     // =>
968     // vreg1 = somedef ; vreg1 GR8
969     // ECX<def, dead> = remat ; CL<imp-def>
970     // = somedef vreg1 ; vreg1 GR8
971     // vreg1 will see the inteferences with CL but not with CH since
972     // no live-ranges would have been created for ECX.
973     // Fix that!
974     SlotIndex NewMIIdx = LIS->getInstructionIndex(NewMI);
975     for (MCRegUnitIterator Units(NewMI->getOperand(0).getReg(), TRI);
976          Units.isValid(); ++Units)
977       if (LiveRange *LR = LIS->getCachedRegUnit(*Units))
978         LR->createDeadDef(NewMIIdx.getRegSlot(), LIS->getVNInfoAllocator());
979   }
980
981   if (NewMI->getOperand(0).getSubReg())
982     NewMI->getOperand(0).setIsUndef();
983
984   // CopyMI may have implicit operands, transfer them over to the newly
985   // rematerialized instruction. And update implicit def interval valnos.
986   for (unsigned i = CopyMI->getDesc().getNumOperands(),
987          e = CopyMI->getNumOperands(); i != e; ++i) {
988     MachineOperand &MO = CopyMI->getOperand(i);
989     if (MO.isReg()) {
990       assert(MO.isImplicit() && "No explicit operands after implict operands.");
991       // Discard VReg implicit defs.
992       if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(MO.getReg())) {
993         NewMI->addOperand(MO);
994       }
995     }
996   }
997
998   SlotIndex NewMIIdx = LIS->getInstructionIndex(NewMI);
999   for (unsigned i = 0, e = NewMIImplDefs.size(); i != e; ++i) {
1000     unsigned Reg = NewMIImplDefs[i];
1001     for (MCRegUnitIterator Units(Reg, TRI); Units.isValid(); ++Units)
1002       if (LiveRange *LR = LIS->getCachedRegUnit(*Units))
1003         LR->createDeadDef(NewMIIdx.getRegSlot(), LIS->getVNInfoAllocator());
1004   }
1005
1006   DEBUG(dbgs() << "Remat: " << *NewMI);
1007   ++NumReMats;
1008
1009   // The source interval can become smaller because we removed a use.
1010   LIS->shrinkToUses(&SrcInt, &DeadDefs);
1011   if (!DeadDefs.empty()) {
1012     // If the virtual SrcReg is completely eliminated, update all DBG_VALUEs
1013     // to describe DstReg instead.
1014     for (MachineOperand &UseMO : MRI->use_operands(SrcReg)) {
1015       MachineInstr *UseMI = UseMO.getParent();
1016       if (UseMI->isDebugValue()) {
1017         UseMO.setReg(DstReg);
1018         DEBUG(dbgs() << "\t\tupdated: " << *UseMI);
1019       }
1020     }
1021     eliminateDeadDefs();
1022   }
1023
1024   return true;
1025 }
1026
1027 static void removeUndefValue(LiveRange &LR, SlotIndex At)
1028 {
1029   VNInfo *VNInfo = LR.getVNInfoAt(At);
1030   assert(VNInfo != nullptr && SlotIndex::isSameInstr(VNInfo->def, At));
1031   LR.removeValNo(VNInfo);
1032 }
1033
1034 /// ProcessImpicitDefs may leave some copies of <undef>
1035 /// values, it only removes local variables. When we have a copy like:
1036 ///
1037 ///   %vreg1 = COPY %vreg2<undef>
1038 ///
1039 /// We delete the copy and remove the corresponding value number from %vreg1.
1040 /// Any uses of that value number are marked as <undef>.
1041 bool RegisterCoalescer::eliminateUndefCopy(MachineInstr *CopyMI) {
1042   // Note that we do not query CoalescerPair here but redo isMoveInstr as the
1043   // CoalescerPair may have a new register class with adjusted subreg indices
1044   // at this point.
1045   unsigned SrcReg, DstReg, SrcSubIdx, DstSubIdx;
1046   isMoveInstr(*TRI, CopyMI, SrcReg, DstReg, SrcSubIdx, DstSubIdx);
1047
1048   SlotIndex Idx = LIS->getInstructionIndex(CopyMI);
1049   const LiveInterval &SrcLI = LIS->getInterval(SrcReg);
1050   // CopyMI is undef iff SrcReg is not live before the instruction.
1051   if (SrcSubIdx != 0 && SrcLI.hasSubRanges()) {
1052     unsigned SrcMask = TRI->getSubRegIndexLaneMask(SrcSubIdx);
1053     for (const LiveInterval::SubRange &SR : SrcLI.subranges()) {
1054       if ((SR.LaneMask & SrcMask) == 0)
1055         continue;
1056       if (SR.liveAt(Idx))
1057         return false;
1058     }
1059   } else if (SrcLI.liveAt(Idx))
1060     return false;
1061
1062   DEBUG(dbgs() << "\tEliminating copy of <undef> value\n");
1063
1064   // Remove any DstReg segments starting at the instruction.
1065   LiveInterval &DstLI = LIS->getInterval(DstReg);
1066   unsigned DstMask = TRI->getSubRegIndexLaneMask(DstSubIdx);
1067   SlotIndex RegIndex = Idx.getRegSlot();
1068   for (LiveInterval::SubRange &SR : DstLI.subranges()) {
1069     if ((SR.LaneMask & DstMask) == 0)
1070       continue;
1071     removeUndefValue(SR, RegIndex);
1072
1073     DstLI.removeEmptySubRanges();
1074   }
1075   // Remove value or merge with previous one in case of a subregister def.
1076   if (VNInfo *PrevVNI = DstLI.getVNInfoAt(Idx)) {
1077     VNInfo *VNInfo = DstLI.getVNInfoAt(RegIndex);
1078     DstLI.MergeValueNumberInto(VNInfo, PrevVNI);
1079   } else {
1080     removeUndefValue(DstLI, RegIndex);
1081   }
1082
1083   // Mark uses as undef.
1084   for (MachineOperand &MO : MRI->reg_nodbg_operands(DstReg)) {
1085     if (MO.isDef() /*|| MO.isUndef()*/)
1086       continue;
1087     const MachineInstr &MI = *MO.getParent();
1088     SlotIndex UseIdx = LIS->getInstructionIndex(&MI);
1089     unsigned UseMask = TRI->getSubRegIndexLaneMask(MO.getSubReg());
1090     bool isLive;
1091     if (UseMask != ~0u && DstLI.hasSubRanges()) {
1092       isLive = false;
1093       for (const LiveInterval::SubRange &SR : DstLI.subranges()) {
1094         if ((SR.LaneMask & UseMask) == 0)
1095           continue;
1096         if (SR.liveAt(UseIdx)) {
1097           isLive = true;
1098           break;
1099         }
1100       }
1101     } else
1102       isLive = DstLI.liveAt(UseIdx);
1103     if (isLive)
1104       continue;
1105     MO.setIsUndef(true);
1106     DEBUG(dbgs() << "\tnew undef: " << UseIdx << '\t' << MI);
1107   }
1108   return true;
1109 }
1110
1111 /// Replace all defs and uses of SrcReg to DstReg and update the subregister
1112 /// number if it is not zero. If DstReg is a physical register and the existing
1113 /// subregister number of the def / use being updated is not zero, make sure to
1114 /// set it to the correct physical subregister.
1115 void RegisterCoalescer::updateRegDefsUses(unsigned SrcReg,
1116                                           unsigned DstReg,
1117                                           unsigned SubIdx) {
1118   bool DstIsPhys = TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(DstReg);
1119   LiveInterval *DstInt = DstIsPhys ? nullptr : &LIS->getInterval(DstReg);
1120
1121   SmallPtrSet<MachineInstr*, 8> Visited;
1122   for (MachineRegisterInfo::reg_instr_iterator
1123        I = MRI->reg_instr_begin(SrcReg), E = MRI->reg_instr_end();
1124        I != E; ) {
1125     MachineInstr *UseMI = &*(I++);
1126
1127     // Each instruction can only be rewritten once because sub-register
1128     // composition is not always idempotent. When SrcReg != DstReg, rewriting
1129     // the UseMI operands removes them from the SrcReg use-def chain, but when
1130     // SrcReg is DstReg we could encounter UseMI twice if it has multiple
1131     // operands mentioning the virtual register.
1132     if (SrcReg == DstReg && !Visited.insert(UseMI).second)
1133       continue;
1134
1135     SmallVector<unsigned,8> Ops;
1136     bool Reads, Writes;
1137     std::tie(Reads, Writes) = UseMI->readsWritesVirtualRegister(SrcReg, &Ops);
1138
1139     // If SrcReg wasn't read, it may still be the case that DstReg is live-in
1140     // because SrcReg is a sub-register.
1141     if (DstInt && !Reads && SubIdx)
1142       Reads = DstInt->liveAt(LIS->getInstructionIndex(UseMI));
1143
1144     // Replace SrcReg with DstReg in all UseMI operands.
1145     for (unsigned i = 0, e = Ops.size(); i != e; ++i) {
1146       MachineOperand &MO = UseMI->getOperand(Ops[i]);
1147
1148       // Adjust <undef> flags in case of sub-register joins. We don't want to
1149       // turn a full def into a read-modify-write sub-register def and vice
1150       // versa.
1151       if (SubIdx && MO.isDef())
1152         MO.setIsUndef(!Reads);
1153
1154       // A subreg use of a partially undef (super) register may be a complete
1155       // undef use now and then has to be marked that way.
1156       if (SubIdx != 0 && MO.isUse() && MRI->tracksSubRegLiveness()) {
1157         if (!DstInt->hasSubRanges()) {
1158           BumpPtrAllocator &Allocator = LIS->getVNInfoAllocator();
1159           unsigned Mask = MRI->getMaxLaneMaskForVReg(DstInt->reg);
1160           DstInt->createSubRangeFrom(Allocator, Mask, *DstInt);
1161         }
1162         unsigned Mask = TRI->getSubRegIndexLaneMask(SubIdx);
1163         bool IsUndef = true;
1164         SlotIndex MIIdx = UseMI->isDebugValue()
1165           ? LIS->getSlotIndexes()->getIndexBefore(UseMI)
1166           : LIS->getInstructionIndex(UseMI);
1167         SlotIndex UseIdx = MIIdx.getRegSlot(true);
1168         for (LiveInterval::SubRange &S : DstInt->subranges()) {
1169           if ((S.LaneMask & Mask) == 0)
1170             continue;
1171           if (S.liveAt(UseIdx)) {
1172             IsUndef = false;
1173             break;
1174           }
1175         }
1176         if (IsUndef) {
1177           MO.setIsUndef(true);
1178           // We found out some subregister use is actually reading an undefined
1179           // value. In some cases the whole vreg has become undefined at this
1180           // point so we have to potentially shrink the main range if the
1181           // use was ending a live segment there.
1182           LiveQueryResult Q = DstInt->Query(MIIdx);
1183           if (Q.valueOut() == nullptr)
1184             ShrinkMainRange = true;
1185         }
1186       }
1187
1188       if (DstIsPhys)
1189         MO.substPhysReg(DstReg, *TRI);
1190       else
1191         MO.substVirtReg(DstReg, SubIdx, *TRI);
1192     }
1193
1194     DEBUG({
1195         dbgs() << "\t\tupdated: ";
1196         if (!UseMI->isDebugValue())
1197           dbgs() << LIS->getInstructionIndex(UseMI) << "\t";
1198         dbgs() << *UseMI;
1199       });
1200   }
1201 }
1202
1203 /// Return true if a copy involving a physreg should be joined.
1204 bool RegisterCoalescer::canJoinPhys(const CoalescerPair &CP) {
1205   /// Always join simple intervals that are defined by a single copy from a
1206   /// reserved register. This doesn't increase register pressure, so it is
1207   /// always beneficial.
1208   if (!MRI->isReserved(CP.getDstReg())) {
1209     DEBUG(dbgs() << "\tCan only merge into reserved registers.\n");
1210     return false;
1211   }
1212
1213   LiveInterval &JoinVInt = LIS->getInterval(CP.getSrcReg());
1214   if (CP.isFlipped() && JoinVInt.containsOneValue())
1215     return true;
1216
1217   DEBUG(dbgs() << "\tCannot join defs into reserved register.\n");
1218   return false;
1219 }
1220
1221 /// Attempt to join intervals corresponding to SrcReg/DstReg,
1222 /// which are the src/dst of the copy instruction CopyMI.  This returns true
1223 /// if the copy was successfully coalesced away. If it is not currently
1224 /// possible to coalesce this interval, but it may be possible if other
1225 /// things get coalesced, then it returns true by reference in 'Again'.
1226 bool RegisterCoalescer::joinCopy(MachineInstr *CopyMI, bool &Again) {
1227
1228   Again = false;
1229   DEBUG(dbgs() << LIS->getInstructionIndex(CopyMI) << '\t' << *CopyMI);
1230
1231   CoalescerPair CP(*TRI);
1232   if (!CP.setRegisters(CopyMI)) {
1233     DEBUG(dbgs() << "\tNot coalescable.\n");
1234     return false;
1235   }
1236
1237   if (CP.getNewRC()) {
1238     auto SrcRC = MRI->getRegClass(CP.getSrcReg());
1239     auto DstRC = MRI->getRegClass(CP.getDstReg());
1240     unsigned SrcIdx = CP.getSrcIdx();
1241     unsigned DstIdx = CP.getDstIdx();
1242     if (CP.isFlipped()) {
1243       std::swap(SrcIdx, DstIdx);
1244       std::swap(SrcRC, DstRC);
1245     }
1246     if (!TRI->shouldCoalesce(CopyMI, SrcRC, SrcIdx, DstRC, DstIdx,
1247                             CP.getNewRC())) {
1248       DEBUG(dbgs() << "\tSubtarget bailed on coalescing.\n");
1249       return false;
1250     }
1251   }
1252
1253   // Dead code elimination. This really should be handled by MachineDCE, but
1254   // sometimes dead copies slip through, and we can't generate invalid live
1255   // ranges.
1256   if (!CP.isPhys() && CopyMI->allDefsAreDead()) {
1257     DEBUG(dbgs() << "\tCopy is dead.\n");
1258     DeadDefs.push_back(CopyMI);
1259     eliminateDeadDefs();
1260     return true;
1261   }
1262
1263   // Eliminate undefs.
1264   if (!CP.isPhys() && eliminateUndefCopy(CopyMI)) {
1265     LIS->RemoveMachineInstrFromMaps(CopyMI);
1266     CopyMI->eraseFromParent();
1267     return false;  // Not coalescable.
1268   }
1269
1270   // Coalesced copies are normally removed immediately, but transformations
1271   // like removeCopyByCommutingDef() can inadvertently create identity copies.
1272   // When that happens, just join the values and remove the copy.
1273   if (CP.getSrcReg() == CP.getDstReg()) {
1274     LiveInterval &LI = LIS->getInterval(CP.getSrcReg());
1275     DEBUG(dbgs() << "\tCopy already coalesced: " << LI << '\n');
1276     const SlotIndex CopyIdx = LIS->getInstructionIndex(CopyMI);
1277     LiveQueryResult LRQ = LI.Query(CopyIdx);
1278     if (VNInfo *DefVNI = LRQ.valueDefined()) {
1279       VNInfo *ReadVNI = LRQ.valueIn();
1280       assert(ReadVNI && "No value before copy and no <undef> flag.");
1281       assert(ReadVNI != DefVNI && "Cannot read and define the same value.");
1282       LI.MergeValueNumberInto(DefVNI, ReadVNI);
1283
1284       // Process subregister liveranges.
1285       for (LiveInterval::SubRange &S : LI.subranges()) {
1286         LiveQueryResult SLRQ = S.Query(CopyIdx);
1287         if (VNInfo *SDefVNI = SLRQ.valueDefined()) {
1288           VNInfo *SReadVNI = SLRQ.valueIn();
1289           S.MergeValueNumberInto(SDefVNI, SReadVNI);
1290         }
1291       }
1292       DEBUG(dbgs() << "\tMerged values:          " << LI << '\n');
1293     }
1294     LIS->RemoveMachineInstrFromMaps(CopyMI);
1295     CopyMI->eraseFromParent();
1296     return true;
1297   }
1298
1299   // Enforce policies.
1300   if (CP.isPhys()) {
1301     DEBUG(dbgs() << "\tConsidering merging " << PrintReg(CP.getSrcReg(), TRI)
1302                  << " with " << PrintReg(CP.getDstReg(), TRI, CP.getSrcIdx())
1303                  << '\n');
1304     if (!canJoinPhys(CP)) {
1305       // Before giving up coalescing, if definition of source is defined by
1306       // trivial computation, try rematerializing it.
1307       bool IsDefCopy;
1308       if (reMaterializeTrivialDef(CP, CopyMI, IsDefCopy))
1309         return true;
1310       if (IsDefCopy)
1311         Again = true;  // May be possible to coalesce later.
1312       return false;
1313     }
1314   } else {
1315     // When possible, let DstReg be the larger interval.
1316     if (!CP.isPartial() && LIS->getInterval(CP.getSrcReg()).size() >
1317                            LIS->getInterval(CP.getDstReg()).size())
1318       CP.flip();
1319
1320     DEBUG({
1321       dbgs() << "\tConsidering merging to "
1322              << TRI->getRegClassName(CP.getNewRC()) << " with ";
1323       if (CP.getDstIdx() && CP.getSrcIdx())
1324         dbgs() << PrintReg(CP.getDstReg()) << " in "
1325                << TRI->getSubRegIndexName(CP.getDstIdx()) << " and "
1326                << PrintReg(CP.getSrcReg()) << " in "
1327                << TRI->getSubRegIndexName(CP.getSrcIdx()) << '\n';
1328       else
1329         dbgs() << PrintReg(CP.getSrcReg(), TRI) << " in "
1330                << PrintReg(CP.getDstReg(), TRI, CP.getSrcIdx()) << '\n';
1331     });
1332   }
1333
1334   ShrinkMask = 0;
1335   ShrinkMainRange = false;
1336
1337   // Okay, attempt to join these two intervals.  On failure, this returns false.
1338   // Otherwise, if one of the intervals being joined is a physreg, this method
1339   // always canonicalizes DstInt to be it.  The output "SrcInt" will not have
1340   // been modified, so we can use this information below to update aliases.
1341   if (!joinIntervals(CP)) {
1342     // Coalescing failed.
1343
1344     // If definition of source is defined by trivial computation, try
1345     // rematerializing it.
1346     bool IsDefCopy;
1347     if (reMaterializeTrivialDef(CP, CopyMI, IsDefCopy))
1348       return true;
1349
1350     // If we can eliminate the copy without merging the live segments, do so
1351     // now.
1352     if (!CP.isPartial() && !CP.isPhys()) {
1353       if (adjustCopiesBackFrom(CP, CopyMI) ||
1354           removeCopyByCommutingDef(CP, CopyMI)) {
1355         LIS->RemoveMachineInstrFromMaps(CopyMI);
1356         CopyMI->eraseFromParent();
1357         DEBUG(dbgs() << "\tTrivial!\n");
1358         return true;
1359       }
1360     }
1361
1362     // Otherwise, we are unable to join the intervals.
1363     DEBUG(dbgs() << "\tInterference!\n");
1364     Again = true;  // May be possible to coalesce later.
1365     return false;
1366   }
1367
1368   // Coalescing to a virtual register that is of a sub-register class of the
1369   // other. Make sure the resulting register is set to the right register class.
1370   if (CP.isCrossClass()) {
1371     ++numCrossRCs;
1372     MRI->setRegClass(CP.getDstReg(), CP.getNewRC());
1373   }
1374
1375   // Removing sub-register copies can ease the register class constraints.
1376   // Make sure we attempt to inflate the register class of DstReg.
1377   if (!CP.isPhys() && RegClassInfo.isProperSubClass(CP.getNewRC()))
1378     InflateRegs.push_back(CP.getDstReg());
1379
1380   // CopyMI has been erased by joinIntervals at this point. Remove it from
1381   // ErasedInstrs since copyCoalesceWorkList() won't add a successful join back
1382   // to the work list. This keeps ErasedInstrs from growing needlessly.
1383   ErasedInstrs.erase(CopyMI);
1384
1385   // Rewrite all SrcReg operands to DstReg.
1386   // Also update DstReg operands to include DstIdx if it is set.
1387   if (CP.getDstIdx())
1388     updateRegDefsUses(CP.getDstReg(), CP.getDstReg(), CP.getDstIdx());
1389   updateRegDefsUses(CP.getSrcReg(), CP.getDstReg(), CP.getSrcIdx());
1390
1391   // Shrink subregister ranges if necessary.
1392   if (ShrinkMask != 0) {
1393     LiveInterval &LI = LIS->getInterval(CP.getDstReg());
1394     for (LiveInterval::SubRange &S : LI.subranges()) {
1395       if ((S.LaneMask & ShrinkMask) == 0)
1396         continue;
1397       DEBUG(dbgs() << "Shrink LaneUses (Lane "
1398                    << format("%04X", S.LaneMask) << ")\n");
1399       LIS->shrinkToUses(S, LI.reg);
1400     }
1401   }
1402   if (ShrinkMainRange) {
1403     LiveInterval &LI = LIS->getInterval(CP.getDstReg());
1404     LIS->shrinkToUses(&LI);
1405   }
1406
1407   // SrcReg is guaranteed to be the register whose live interval that is
1408   // being merged.
1409   LIS->removeInterval(CP.getSrcReg());
1410
1411   // Update regalloc hint.
1412   TRI->UpdateRegAllocHint(CP.getSrcReg(), CP.getDstReg(), *MF);
1413
1414   DEBUG({
1415     dbgs() << "\tSuccess: " << PrintReg(CP.getSrcReg(), TRI, CP.getSrcIdx())
1416            << " -> " << PrintReg(CP.getDstReg(), TRI, CP.getDstIdx()) << '\n';
1417     dbgs() << "\tResult = ";
1418     if (CP.isPhys())
1419       dbgs() << PrintReg(CP.getDstReg(), TRI);
1420     else
1421       dbgs() << LIS->getInterval(CP.getDstReg());
1422     dbgs() << '\n';
1423   });
1424
1425   ++numJoins;
1426   return true;
1427 }
1428
1429 /// Attempt joining with a reserved physreg.
1430 bool RegisterCoalescer::joinReservedPhysReg(CoalescerPair &CP) {
1431   assert(CP.isPhys() && "Must be a physreg copy");
1432   assert(MRI->isReserved(CP.getDstReg()) && "Not a reserved register");
1433   LiveInterval &RHS = LIS->getInterval(CP.getSrcReg());
1434   DEBUG(dbgs() << "\t\tRHS = " << RHS << '\n');
1435
1436   assert(CP.isFlipped() && RHS.containsOneValue() &&
1437          "Invalid join with reserved register");
1438
1439   // Optimization for reserved registers like ESP. We can only merge with a
1440   // reserved physreg if RHS has a single value that is a copy of CP.DstReg().
1441   // The live range of the reserved register will look like a set of dead defs
1442   // - we don't properly track the live range of reserved registers.
1443
1444   // Deny any overlapping intervals.  This depends on all the reserved
1445   // register live ranges to look like dead defs.
1446   for (MCRegUnitIterator UI(CP.getDstReg(), TRI); UI.isValid(); ++UI)
1447     if (RHS.overlaps(LIS->getRegUnit(*UI))) {
1448       DEBUG(dbgs() << "\t\tInterference: " << PrintRegUnit(*UI, TRI) << '\n');
1449       return false;
1450     }
1451
1452   // Skip any value computations, we are not adding new values to the
1453   // reserved register.  Also skip merging the live ranges, the reserved
1454   // register live range doesn't need to be accurate as long as all the
1455   // defs are there.
1456
1457   // Delete the identity copy.
1458   MachineInstr *CopyMI = MRI->getVRegDef(RHS.reg);
1459   LIS->RemoveMachineInstrFromMaps(CopyMI);
1460   CopyMI->eraseFromParent();
1461
1462   // We don't track kills for reserved registers.
1463   MRI->clearKillFlags(CP.getSrcReg());
1464
1465   return true;
1466 }
1467
1468 //===----------------------------------------------------------------------===//
1469 //                 Interference checking and interval joining
1470 //===----------------------------------------------------------------------===//
1471 //
1472 // In the easiest case, the two live ranges being joined are disjoint, and
1473 // there is no interference to consider. It is quite common, though, to have
1474 // overlapping live ranges, and we need to check if the interference can be
1475 // resolved.
1476 //
1477 // The live range of a single SSA value forms a sub-tree of the dominator tree.
1478 // This means that two SSA values overlap if and only if the def of one value
1479 // is contained in the live range of the other value. As a special case, the
1480 // overlapping values can be defined at the same index.
1481 //
1482 // The interference from an overlapping def can be resolved in these cases:
1483 //
1484 // 1. Coalescable copies. The value is defined by a copy that would become an
1485 //    identity copy after joining SrcReg and DstReg. The copy instruction will
1486 //    be removed, and the value will be merged with the source value.
1487 //
1488 //    There can be several copies back and forth, causing many values to be
1489 //    merged into one. We compute a list of ultimate values in the joined live
1490 //    range as well as a mappings from the old value numbers.
1491 //
1492 // 2. IMPLICIT_DEF. This instruction is only inserted to ensure all PHI
1493 //    predecessors have a live out value. It doesn't cause real interference,
1494 //    and can be merged into the value it overlaps. Like a coalescable copy, it
1495 //    can be erased after joining.
1496 //
1497 // 3. Copy of external value. The overlapping def may be a copy of a value that
1498 //    is already in the other register. This is like a coalescable copy, but
1499 //    the live range of the source register must be trimmed after erasing the
1500 //    copy instruction:
1501 //
1502 //      %src = COPY %ext
1503 //      %dst = COPY %ext  <-- Remove this COPY, trim the live range of %ext.
1504 //
1505 // 4. Clobbering undefined lanes. Vector registers are sometimes built by
1506 //    defining one lane at a time:
1507 //
1508 //      %dst:ssub0<def,read-undef> = FOO
1509 //      %src = BAR
1510 //      %dst:ssub1<def> = COPY %src
1511 //
1512 //    The live range of %src overlaps the %dst value defined by FOO, but
1513 //    merging %src into %dst:ssub1 is only going to clobber the ssub1 lane
1514 //    which was undef anyway.
1515 //
1516 //    The value mapping is more complicated in this case. The final live range
1517 //    will have different value numbers for both FOO and BAR, but there is no
1518 //    simple mapping from old to new values. It may even be necessary to add
1519 //    new PHI values.
1520 //
1521 // 5. Clobbering dead lanes. A def may clobber a lane of a vector register that
1522 //    is live, but never read. This can happen because we don't compute
1523 //    individual live ranges per lane.
1524 //
1525 //      %dst<def> = FOO
1526 //      %src = BAR
1527 //      %dst:ssub1<def> = COPY %src
1528 //
1529 //    This kind of interference is only resolved locally. If the clobbered
1530 //    lane value escapes the block, the join is aborted.
1531
1532 namespace {
1533 /// Track information about values in a single virtual register about to be
1534 /// joined. Objects of this class are always created in pairs - one for each
1535 /// side of the CoalescerPair (or one for each lane of a side of the coalescer
1536 /// pair)
1537 class JoinVals {
1538   /// Live range we work on.
1539   LiveRange &LR;
1540   /// (Main) register we work on.
1541   const unsigned Reg;
1542
1543   // Reg (and therefore the values in this liverange) will end up as subregister
1544   // SubIdx in the coalesced register. Either CP.DstIdx or CP.SrcIdx.
1545   const unsigned SubIdx;
1546   // The LaneMask that this liverange will occupy the coalesced register. May be
1547   // smaller than the lanemask produced by SubIdx when merging subranges.
1548   const unsigned LaneMask;
1549
1550   /// This is true when joining sub register ranges, false when joining main
1551   /// ranges.
1552   const bool SubRangeJoin;
1553   /// Whether the current LiveInterval tracks subregister liveness.
1554   const bool TrackSubRegLiveness;
1555
1556   // Values that will be present in the final live range.
1557   SmallVectorImpl<VNInfo*> &NewVNInfo;
1558
1559   const CoalescerPair &CP;
1560   LiveIntervals *LIS;
1561   SlotIndexes *Indexes;
1562   const TargetRegisterInfo *TRI;
1563
1564   // Value number assignments. Maps value numbers in LI to entries in NewVNInfo.
1565   // This is suitable for passing to LiveInterval::join().
1566   SmallVector<int, 8> Assignments;
1567
1568   // Conflict resolution for overlapping values.
1569   enum ConflictResolution {
1570     // No overlap, simply keep this value.
1571     CR_Keep,
1572
1573     // Merge this value into OtherVNI and erase the defining instruction.
1574     // Used for IMPLICIT_DEF, coalescable copies, and copies from external
1575     // values.
1576     CR_Erase,
1577
1578     // Merge this value into OtherVNI but keep the defining instruction.
1579     // This is for the special case where OtherVNI is defined by the same
1580     // instruction.
1581     CR_Merge,
1582
1583     // Keep this value, and have it replace OtherVNI where possible. This
1584     // complicates value mapping since OtherVNI maps to two different values
1585     // before and after this def.
1586     // Used when clobbering undefined or dead lanes.
1587     CR_Replace,
1588
1589     // Unresolved conflict. Visit later when all values have been mapped.
1590     CR_Unresolved,
1591
1592     // Unresolvable conflict. Abort the join.
1593     CR_Impossible
1594   };
1595
1596   // Per-value info for LI. The lane bit masks are all relative to the final
1597   // joined register, so they can be compared directly between SrcReg and
1598   // DstReg.
1599   struct Val {
1600     ConflictResolution Resolution;
1601
1602     // Lanes written by this def, 0 for unanalyzed values.
1603     unsigned WriteLanes;
1604
1605     // Lanes with defined values in this register. Other lanes are undef and
1606     // safe to clobber.
1607     unsigned ValidLanes;
1608
1609     // Value in LI being redefined by this def.
1610     VNInfo *RedefVNI;
1611
1612     // Value in the other live range that overlaps this def, if any.
1613     VNInfo *OtherVNI;
1614
1615     // Is this value an IMPLICIT_DEF that can be erased?
1616     //
1617     // IMPLICIT_DEF values should only exist at the end of a basic block that
1618     // is a predecessor to a phi-value. These IMPLICIT_DEF instructions can be
1619     // safely erased if they are overlapping a live value in the other live
1620     // interval.
1621     //
1622     // Weird control flow graphs and incomplete PHI handling in
1623     // ProcessImplicitDefs can very rarely create IMPLICIT_DEF values with
1624     // longer live ranges. Such IMPLICIT_DEF values should be treated like
1625     // normal values.
1626     bool ErasableImplicitDef;
1627
1628     // True when the live range of this value will be pruned because of an
1629     // overlapping CR_Replace value in the other live range.
1630     bool Pruned;
1631
1632     // True once Pruned above has been computed.
1633     bool PrunedComputed;
1634
1635     Val() : Resolution(CR_Keep), WriteLanes(0), ValidLanes(0),
1636             RedefVNI(nullptr), OtherVNI(nullptr), ErasableImplicitDef(false),
1637             Pruned(false), PrunedComputed(false) {}
1638
1639     bool isAnalyzed() const { return WriteLanes != 0; }
1640   };
1641
1642   // One entry per value number in LI.
1643   SmallVector<Val, 8> Vals;
1644
1645   unsigned computeWriteLanes(const MachineInstr *DefMI, bool &Redef) const;
1646   std::pair<const VNInfo*,unsigned> followCopyChain(const VNInfo *VNI) const;
1647   bool valuesIdentical(VNInfo *Val0, VNInfo *Val1, const JoinVals &Other) const;
1648   ConflictResolution analyzeValue(unsigned ValNo, JoinVals &Other);
1649   void computeAssignment(unsigned ValNo, JoinVals &Other);
1650   bool taintExtent(unsigned, unsigned, JoinVals&,
1651                    SmallVectorImpl<std::pair<SlotIndex, unsigned> >&);
1652   bool usesLanes(const MachineInstr *MI, unsigned, unsigned, unsigned) const;
1653   bool isPrunedValue(unsigned ValNo, JoinVals &Other);
1654
1655 public:
1656   JoinVals(LiveRange &LR, unsigned Reg, unsigned SubIdx, unsigned LaneMask,
1657            SmallVectorImpl<VNInfo*> &newVNInfo, const CoalescerPair &cp,
1658            LiveIntervals *lis, const TargetRegisterInfo *TRI, bool SubRangeJoin,
1659            bool TrackSubRegLiveness)
1660     : LR(LR), Reg(Reg), SubIdx(SubIdx), LaneMask(LaneMask),
1661       SubRangeJoin(SubRangeJoin), TrackSubRegLiveness(TrackSubRegLiveness),
1662       NewVNInfo(newVNInfo), CP(cp), LIS(lis), Indexes(LIS->getSlotIndexes()),
1663       TRI(TRI), Assignments(LR.getNumValNums(), -1), Vals(LR.getNumValNums())
1664   {}
1665
1666   /// Analyze defs in LR and compute a value mapping in NewVNInfo.
1667   /// Returns false if any conflicts were impossible to resolve.
1668   bool mapValues(JoinVals &Other);
1669
1670   /// Try to resolve conflicts that require all values to be mapped.
1671   /// Returns false if any conflicts were impossible to resolve.
1672   bool resolveConflicts(JoinVals &Other);
1673
1674   /// Prune the live range of values in Other.LR where they would conflict with
1675   /// CR_Replace values in LR. Collect end points for restoring the live range
1676   /// after joining.
1677   void pruneValues(JoinVals &Other, SmallVectorImpl<SlotIndex> &EndPoints,
1678                    bool changeInstrs);
1679
1680   // Removes subranges starting at copies that get removed. This sometimes
1681   // happens when undefined subranges are copied around. These ranges contain
1682   // no usefull information and can be removed.
1683   void pruneSubRegValues(LiveInterval &LI, unsigned &ShrinkMask);
1684
1685   /// Erase any machine instructions that have been coalesced away.
1686   /// Add erased instructions to ErasedInstrs.
1687   /// Add foreign virtual registers to ShrinkRegs if their live range ended at
1688   /// the erased instrs.
1689   void eraseInstrs(SmallPtrSetImpl<MachineInstr*> &ErasedInstrs,
1690                    SmallVectorImpl<unsigned> &ShrinkRegs);
1691
1692   /// Get the value assignments suitable for passing to LiveInterval::join.
1693   const int *getAssignments() const { return Assignments.data(); }
1694 };
1695 } // end anonymous namespace
1696
1697 /// Compute the bitmask of lanes actually written by DefMI.
1698 /// Set Redef if there are any partial register definitions that depend on the
1699 /// previous value of the register.
1700 unsigned JoinVals::computeWriteLanes(const MachineInstr *DefMI, bool &Redef)
1701   const {
1702   unsigned L = 0;
1703   for (ConstMIOperands MO(DefMI); MO.isValid(); ++MO) {
1704     if (!MO->isReg() || MO->getReg() != Reg || !MO->isDef())
1705       continue;
1706     L |= TRI->getSubRegIndexLaneMask(
1707            TRI->composeSubRegIndices(SubIdx, MO->getSubReg()));
1708     if (MO->readsReg())
1709       Redef = true;
1710   }
1711   return L;
1712 }
1713
1714 /// Find the ultimate value that VNI was copied from.
1715 std::pair<const VNInfo*, unsigned> JoinVals::followCopyChain(
1716     const VNInfo *VNI) const {
1717   unsigned Reg = this->Reg;
1718
1719   while (!VNI->isPHIDef()) {
1720     SlotIndex Def = VNI->def;
1721     MachineInstr *MI = Indexes->getInstructionFromIndex(Def);
1722     assert(MI && "No defining instruction");
1723     if (!MI->isFullCopy())
1724       return std::make_pair(VNI, Reg);
1725     unsigned SrcReg = MI->getOperand(1).getReg();
1726     if (!TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(SrcReg))
1727       return std::make_pair(VNI, Reg);
1728
1729     const LiveInterval &LI = LIS->getInterval(SrcReg);
1730     const VNInfo *ValueIn;
1731     // No subrange involved.
1732     if (!SubRangeJoin || !LI.hasSubRanges()) {
1733       LiveQueryResult LRQ = LI.Query(Def);
1734       ValueIn = LRQ.valueIn();
1735     } else {
1736       // Query subranges. Pick the first matching one.
1737       ValueIn = nullptr;
1738       for (const LiveInterval::SubRange &S : LI.subranges()) {
1739         // Transform lanemask to a mask in the joined live interval.
1740         unsigned SMask = TRI->composeSubRegIndexLaneMask(SubIdx, S.LaneMask);
1741         if ((SMask & LaneMask) == 0)
1742           continue;
1743         LiveQueryResult LRQ = S.Query(Def);
1744         ValueIn = LRQ.valueIn();
1745         break;
1746       }
1747     }
1748     if (ValueIn == nullptr)
1749       break;
1750     VNI = ValueIn;
1751     Reg = SrcReg;
1752   }
1753   return std::make_pair(VNI, Reg);
1754 }
1755
1756 bool JoinVals::valuesIdentical(VNInfo *Value0, VNInfo *Value1,
1757                                const JoinVals &Other) const {
1758   const VNInfo *Orig0;
1759   unsigned Reg0;
1760   std::tie(Orig0, Reg0) = followCopyChain(Value0);
1761   if (Orig0 == Value1)
1762     return true;
1763
1764   const VNInfo *Orig1;
1765   unsigned Reg1;
1766   std::tie(Orig1, Reg1) = Other.followCopyChain(Value1);
1767
1768   // The values are equal if they are defined at the same place and use the
1769   // same register. Note that we cannot compare VNInfos directly as some of
1770   // them might be from a copy created in mergeSubRangeInto()  while the other
1771   // is from the original LiveInterval.
1772   return Orig0->def == Orig1->def && Reg0 == Reg1;
1773 }
1774
1775 /// Analyze ValNo in this live range, and set all fields of Vals[ValNo].
1776 /// Return a conflict resolution when possible, but leave the hard cases as
1777 /// CR_Unresolved.
1778 /// Recursively calls computeAssignment() on this and Other, guaranteeing that
1779 /// both OtherVNI and RedefVNI have been analyzed and mapped before returning.
1780 /// The recursion always goes upwards in the dominator tree, making loops
1781 /// impossible.
1782 JoinVals::ConflictResolution
1783 JoinVals::analyzeValue(unsigned ValNo, JoinVals &Other) {
1784   Val &V = Vals[ValNo];
1785   assert(!V.isAnalyzed() && "Value has already been analyzed!");
1786   VNInfo *VNI = LR.getValNumInfo(ValNo);
1787   if (VNI->isUnused()) {
1788     V.WriteLanes = ~0u;
1789     return CR_Keep;
1790   }
1791
1792   // Get the instruction defining this value, compute the lanes written.
1793   const MachineInstr *DefMI = nullptr;
1794   if (VNI->isPHIDef()) {
1795     // Conservatively assume that all lanes in a PHI are valid.
1796     unsigned Lanes = SubRangeJoin ? 1 : TRI->getSubRegIndexLaneMask(SubIdx);
1797     V.ValidLanes = V.WriteLanes = Lanes;
1798   } else {
1799     DefMI = Indexes->getInstructionFromIndex(VNI->def);
1800     assert(DefMI != nullptr);
1801     if (SubRangeJoin) {
1802       // We don't care about the lanes when joining subregister ranges.
1803       V.ValidLanes = V.WriteLanes = 1;
1804     } else {
1805       bool Redef = false;
1806       V.ValidLanes = V.WriteLanes = computeWriteLanes(DefMI, Redef);
1807
1808       // If this is a read-modify-write instruction, there may be more valid
1809       // lanes than the ones written by this instruction.
1810       // This only covers partial redef operands. DefMI may have normal use
1811       // operands reading the register. They don't contribute valid lanes.
1812       //
1813       // This adds ssub1 to the set of valid lanes in %src:
1814       //
1815       //   %src:ssub1<def> = FOO
1816       //
1817       // This leaves only ssub1 valid, making any other lanes undef:
1818       //
1819       //   %src:ssub1<def,read-undef> = FOO %src:ssub2
1820       //
1821       // The <read-undef> flag on the def operand means that old lane values are
1822       // not important.
1823       if (Redef) {
1824         V.RedefVNI = LR.Query(VNI->def).valueIn();
1825         assert((TrackSubRegLiveness || V.RedefVNI) &&
1826                "Instruction is reading nonexistent value");
1827         if (V.RedefVNI != nullptr) {
1828           computeAssignment(V.RedefVNI->id, Other);
1829           V.ValidLanes |= Vals[V.RedefVNI->id].ValidLanes;
1830         }
1831       }
1832
1833       // An IMPLICIT_DEF writes undef values.
1834       if (DefMI->isImplicitDef()) {
1835         // We normally expect IMPLICIT_DEF values to be live only until the end
1836         // of their block. If the value is really live longer and gets pruned in
1837         // another block, this flag is cleared again.
1838         V.ErasableImplicitDef = true;
1839         V.ValidLanes &= ~V.WriteLanes;
1840       }
1841     }
1842   }
1843
1844   // Find the value in Other that overlaps VNI->def, if any.
1845   LiveQueryResult OtherLRQ = Other.LR.Query(VNI->def);
1846
1847   // It is possible that both values are defined by the same instruction, or
1848   // the values are PHIs defined in the same block. When that happens, the two
1849   // values should be merged into one, but not into any preceding value.
1850   // The first value defined or visited gets CR_Keep, the other gets CR_Merge.
1851   if (VNInfo *OtherVNI = OtherLRQ.valueDefined()) {
1852     assert(SlotIndex::isSameInstr(VNI->def, OtherVNI->def) && "Broken LRQ");
1853
1854     // One value stays, the other is merged. Keep the earlier one, or the first
1855     // one we see.
1856     if (OtherVNI->def < VNI->def)
1857       Other.computeAssignment(OtherVNI->id, *this);
1858     else if (VNI->def < OtherVNI->def && OtherLRQ.valueIn()) {
1859       // This is an early-clobber def overlapping a live-in value in the other
1860       // register. Not mergeable.
1861       V.OtherVNI = OtherLRQ.valueIn();
1862       return CR_Impossible;
1863     }
1864     V.OtherVNI = OtherVNI;
1865     Val &OtherV = Other.Vals[OtherVNI->id];
1866     // Keep this value, check for conflicts when analyzing OtherVNI.
1867     if (!OtherV.isAnalyzed())
1868       return CR_Keep;
1869     // Both sides have been analyzed now.
1870     // Allow overlapping PHI values. Any real interference would show up in a
1871     // predecessor, the PHI itself can't introduce any conflicts.
1872     if (VNI->isPHIDef())
1873       return CR_Merge;
1874     if (V.ValidLanes & OtherV.ValidLanes)
1875       // Overlapping lanes can't be resolved.
1876       return CR_Impossible;
1877     else
1878       return CR_Merge;
1879   }
1880
1881   // No simultaneous def. Is Other live at the def?
1882   V.OtherVNI = OtherLRQ.valueIn();
1883   if (!V.OtherVNI)
1884     // No overlap, no conflict.
1885     return CR_Keep;
1886
1887   assert(!SlotIndex::isSameInstr(VNI->def, V.OtherVNI->def) && "Broken LRQ");
1888
1889   // We have overlapping values, or possibly a kill of Other.
1890   // Recursively compute assignments up the dominator tree.
1891   Other.computeAssignment(V.OtherVNI->id, *this);
1892   Val &OtherV = Other.Vals[V.OtherVNI->id];
1893
1894   // Check if OtherV is an IMPLICIT_DEF that extends beyond its basic block.
1895   // This shouldn't normally happen, but ProcessImplicitDefs can leave such
1896   // IMPLICIT_DEF instructions behind, and there is nothing wrong with it
1897   // technically.
1898   //
1899   // WHen it happens, treat that IMPLICIT_DEF as a normal value, and don't try
1900   // to erase the IMPLICIT_DEF instruction.
1901   if (OtherV.ErasableImplicitDef && DefMI &&
1902       DefMI->getParent() != Indexes->getMBBFromIndex(V.OtherVNI->def)) {
1903     DEBUG(dbgs() << "IMPLICIT_DEF defined at " << V.OtherVNI->def
1904                  << " extends into BB#" << DefMI->getParent()->getNumber()
1905                  << ", keeping it.\n");
1906     OtherV.ErasableImplicitDef = false;
1907   }
1908
1909   // Allow overlapping PHI values. Any real interference would show up in a
1910   // predecessor, the PHI itself can't introduce any conflicts.
1911   if (VNI->isPHIDef())
1912     return CR_Replace;
1913
1914   // Check for simple erasable conflicts.
1915   if (DefMI->isImplicitDef())
1916     return CR_Erase;
1917
1918   // Include the non-conflict where DefMI is a coalescable copy that kills
1919   // OtherVNI. We still want the copy erased and value numbers merged.
1920   if (CP.isCoalescable(DefMI)) {
1921     // Some of the lanes copied from OtherVNI may be undef, making them undef
1922     // here too.
1923     V.ValidLanes &= ~V.WriteLanes | OtherV.ValidLanes;
1924     return CR_Erase;
1925   }
1926
1927   // This may not be a real conflict if DefMI simply kills Other and defines
1928   // VNI.
1929   if (OtherLRQ.isKill() && OtherLRQ.endPoint() <= VNI->def)
1930     return CR_Keep;
1931
1932   // Handle the case where VNI and OtherVNI can be proven to be identical:
1933   //
1934   //   %other = COPY %ext
1935   //   %this  = COPY %ext <-- Erase this copy
1936   //
1937   if (DefMI->isFullCopy() && !CP.isPartial()
1938       && valuesIdentical(VNI, V.OtherVNI, Other))
1939     return CR_Erase;
1940
1941   // If the lanes written by this instruction were all undef in OtherVNI, it is
1942   // still safe to join the live ranges. This can't be done with a simple value
1943   // mapping, though - OtherVNI will map to multiple values:
1944   //
1945   //   1 %dst:ssub0 = FOO                <-- OtherVNI
1946   //   2 %src = BAR                      <-- VNI
1947   //   3 %dst:ssub1 = COPY %src<kill>    <-- Eliminate this copy.
1948   //   4 BAZ %dst<kill>
1949   //   5 QUUX %src<kill>
1950   //
1951   // Here OtherVNI will map to itself in [1;2), but to VNI in [2;5). CR_Replace
1952   // handles this complex value mapping.
1953   if ((V.WriteLanes & OtherV.ValidLanes) == 0)
1954     return CR_Replace;
1955
1956   // If the other live range is killed by DefMI and the live ranges are still
1957   // overlapping, it must be because we're looking at an early clobber def:
1958   //
1959   //   %dst<def,early-clobber> = ASM %src<kill>
1960   //
1961   // In this case, it is illegal to merge the two live ranges since the early
1962   // clobber def would clobber %src before it was read.
1963   if (OtherLRQ.isKill()) {
1964     // This case where the def doesn't overlap the kill is handled above.
1965     assert(VNI->def.isEarlyClobber() &&
1966            "Only early clobber defs can overlap a kill");
1967     return CR_Impossible;
1968   }
1969
1970   // VNI is clobbering live lanes in OtherVNI, but there is still the
1971   // possibility that no instructions actually read the clobbered lanes.
1972   // If we're clobbering all the lanes in OtherVNI, at least one must be read.
1973   // Otherwise Other.RI wouldn't be live here.
1974   if ((TRI->getSubRegIndexLaneMask(Other.SubIdx) & ~V.WriteLanes) == 0)
1975     return CR_Impossible;
1976
1977   // We need to verify that no instructions are reading the clobbered lanes. To
1978   // save compile time, we'll only check that locally. Don't allow the tainted
1979   // value to escape the basic block.
1980   MachineBasicBlock *MBB = Indexes->getMBBFromIndex(VNI->def);
1981   if (OtherLRQ.endPoint() >= Indexes->getMBBEndIdx(MBB))
1982     return CR_Impossible;
1983
1984   // There are still some things that could go wrong besides clobbered lanes
1985   // being read, for example OtherVNI may be only partially redefined in MBB,
1986   // and some clobbered lanes could escape the block. Save this analysis for
1987   // resolveConflicts() when all values have been mapped. We need to know
1988   // RedefVNI and WriteLanes for any later defs in MBB, and we can't compute
1989   // that now - the recursive analyzeValue() calls must go upwards in the
1990   // dominator tree.
1991   return CR_Unresolved;
1992 }
1993
1994 /// Compute the value assignment for ValNo in RI.
1995 /// This may be called recursively by analyzeValue(), but never for a ValNo on
1996 /// the stack.
1997 void JoinVals::computeAssignment(unsigned ValNo, JoinVals &Other) {
1998   Val &V = Vals[ValNo];
1999   if (V.isAnalyzed()) {
2000     // Recursion should always move up the dominator tree, so ValNo is not
2001     // supposed to reappear before it has been assigned.
2002     assert(Assignments[ValNo] != -1 && "Bad recursion?");
2003     return;
2004   }
2005   switch ((V.Resolution = analyzeValue(ValNo, Other))) {
2006   case CR_Erase:
2007   case CR_Merge:
2008     // Merge this ValNo into OtherVNI.
2009     assert(V.OtherVNI && "OtherVNI not assigned, can't merge.");
2010     assert(Other.Vals[V.OtherVNI->id].isAnalyzed() && "Missing recursion");
2011     Assignments[ValNo] = Other.Assignments[V.OtherVNI->id];
2012     DEBUG(dbgs() << "\t\tmerge " << PrintReg(Reg) << ':' << ValNo << '@'
2013                  << LR.getValNumInfo(ValNo)->def << " into "
2014                  << PrintReg(Other.Reg) << ':' << V.OtherVNI->id << '@'
2015                  << V.OtherVNI->def << " --> @"
2016                  << NewVNInfo[Assignments[ValNo]]->def << '\n');
2017     break;
2018   case CR_Replace:
2019   case CR_Unresolved: {
2020     // The other value is going to be pruned if this join is successful.
2021     assert(V.OtherVNI && "OtherVNI not assigned, can't prune");
2022     Val &OtherV = Other.Vals[V.OtherVNI->id];
2023     // We cannot erase an IMPLICIT_DEF if we don't have valid values for all
2024     // its lanes.
2025     if ((OtherV.WriteLanes & ~V.ValidLanes) != 0 && TrackSubRegLiveness)
2026       OtherV.ErasableImplicitDef = false;
2027     OtherV.Pruned = true;
2028   }
2029     // Fall through.
2030   default:
2031     // This value number needs to go in the final joined live range.
2032     Assignments[ValNo] = NewVNInfo.size();
2033     NewVNInfo.push_back(LR.getValNumInfo(ValNo));
2034     break;
2035   }
2036 }
2037
2038 bool JoinVals::mapValues(JoinVals &Other) {
2039   for (unsigned i = 0, e = LR.getNumValNums(); i != e; ++i) {
2040     computeAssignment(i, Other);
2041     if (Vals[i].Resolution == CR_Impossible) {
2042       DEBUG(dbgs() << "\t\tinterference at " << PrintReg(Reg) << ':' << i
2043                    << '@' << LR.getValNumInfo(i)->def << '\n');
2044       return false;
2045     }
2046   }
2047   return true;
2048 }
2049
2050 /// Assuming ValNo is going to clobber some valid lanes in Other.LR, compute
2051 /// the extent of the tainted lanes in the block.
2052 ///
2053 /// Multiple values in Other.LR can be affected since partial redefinitions can
2054 /// preserve previously tainted lanes.
2055 ///
2056 ///   1 %dst = VLOAD           <-- Define all lanes in %dst
2057 ///   2 %src = FOO             <-- ValNo to be joined with %dst:ssub0
2058 ///   3 %dst:ssub1 = BAR       <-- Partial redef doesn't clear taint in ssub0
2059 ///   4 %dst:ssub0 = COPY %src <-- Conflict resolved, ssub0 wasn't read
2060 ///
2061 /// For each ValNo in Other that is affected, add an (EndIndex, TaintedLanes)
2062 /// entry to TaintedVals.
2063 ///
2064 /// Returns false if the tainted lanes extend beyond the basic block.
2065 bool JoinVals::
2066 taintExtent(unsigned ValNo, unsigned TaintedLanes, JoinVals &Other,
2067             SmallVectorImpl<std::pair<SlotIndex, unsigned> > &TaintExtent) {
2068   VNInfo *VNI = LR.getValNumInfo(ValNo);
2069   MachineBasicBlock *MBB = Indexes->getMBBFromIndex(VNI->def);
2070   SlotIndex MBBEnd = Indexes->getMBBEndIdx(MBB);
2071
2072   // Scan Other.LR from VNI.def to MBBEnd.
2073   LiveInterval::iterator OtherI = Other.LR.find(VNI->def);
2074   assert(OtherI != Other.LR.end() && "No conflict?");
2075   do {
2076     // OtherI is pointing to a tainted value. Abort the join if the tainted
2077     // lanes escape the block.
2078     SlotIndex End = OtherI->end;
2079     if (End >= MBBEnd) {
2080       DEBUG(dbgs() << "\t\ttaints global " << PrintReg(Other.Reg) << ':'
2081                    << OtherI->valno->id << '@' << OtherI->start << '\n');
2082       return false;
2083     }
2084     DEBUG(dbgs() << "\t\ttaints local " << PrintReg(Other.Reg) << ':'
2085                  << OtherI->valno->id << '@' << OtherI->start
2086                  << " to " << End << '\n');
2087     // A dead def is not a problem.
2088     if (End.isDead())
2089       break;
2090     TaintExtent.push_back(std::make_pair(End, TaintedLanes));
2091
2092     // Check for another def in the MBB.
2093     if (++OtherI == Other.LR.end() || OtherI->start >= MBBEnd)
2094       break;
2095
2096     // Lanes written by the new def are no longer tainted.
2097     const Val &OV = Other.Vals[OtherI->valno->id];
2098     TaintedLanes &= ~OV.WriteLanes;
2099     if (!OV.RedefVNI)
2100       break;
2101   } while (TaintedLanes);
2102   return true;
2103 }
2104
2105 /// Return true if MI uses any of the given Lanes from Reg.
2106 /// This does not include partial redefinitions of Reg.
2107 bool JoinVals::usesLanes(const MachineInstr *MI, unsigned Reg, unsigned SubIdx,
2108                          unsigned Lanes) const {
2109   if (MI->isDebugValue())
2110     return false;
2111   for (ConstMIOperands MO(MI); MO.isValid(); ++MO) {
2112     if (!MO->isReg() || MO->isDef() || MO->getReg() != Reg)
2113       continue;
2114     if (!MO->readsReg())
2115       continue;
2116     if (Lanes & TRI->getSubRegIndexLaneMask(
2117                   TRI->composeSubRegIndices(SubIdx, MO->getSubReg())))
2118       return true;
2119   }
2120   return false;
2121 }
2122
2123 bool JoinVals::resolveConflicts(JoinVals &Other) {
2124   for (unsigned i = 0, e = LR.getNumValNums(); i != e; ++i) {
2125     Val &V = Vals[i];
2126     assert (V.Resolution != CR_Impossible && "Unresolvable conflict");
2127     if (V.Resolution != CR_Unresolved)
2128       continue;
2129     DEBUG(dbgs() << "\t\tconflict at " << PrintReg(Reg) << ':' << i
2130                  << '@' << LR.getValNumInfo(i)->def << '\n');
2131     if (SubRangeJoin)
2132       return false;
2133
2134     ++NumLaneConflicts;
2135     assert(V.OtherVNI && "Inconsistent conflict resolution.");
2136     VNInfo *VNI = LR.getValNumInfo(i);
2137     const Val &OtherV = Other.Vals[V.OtherVNI->id];
2138
2139     // VNI is known to clobber some lanes in OtherVNI. If we go ahead with the
2140     // join, those lanes will be tainted with a wrong value. Get the extent of
2141     // the tainted lanes.
2142     unsigned TaintedLanes = V.WriteLanes & OtherV.ValidLanes;
2143     SmallVector<std::pair<SlotIndex, unsigned>, 8> TaintExtent;
2144     if (!taintExtent(i, TaintedLanes, Other, TaintExtent))
2145       // Tainted lanes would extend beyond the basic block.
2146       return false;
2147
2148     assert(!TaintExtent.empty() && "There should be at least one conflict.");
2149
2150     // Now look at the instructions from VNI->def to TaintExtent (inclusive).
2151     MachineBasicBlock *MBB = Indexes->getMBBFromIndex(VNI->def);
2152     MachineBasicBlock::iterator MI = MBB->begin();
2153     if (!VNI->isPHIDef()) {
2154       MI = Indexes->getInstructionFromIndex(VNI->def);
2155       // No need to check the instruction defining VNI for reads.
2156       ++MI;
2157     }
2158     assert(!SlotIndex::isSameInstr(VNI->def, TaintExtent.front().first) &&
2159            "Interference ends on VNI->def. Should have been handled earlier");
2160     MachineInstr *LastMI =
2161       Indexes->getInstructionFromIndex(TaintExtent.front().first);
2162     assert(LastMI && "Range must end at a proper instruction");
2163     unsigned TaintNum = 0;
2164     for(;;) {
2165       assert(MI != MBB->end() && "Bad LastMI");
2166       if (usesLanes(MI, Other.Reg, Other.SubIdx, TaintedLanes)) {
2167         DEBUG(dbgs() << "\t\ttainted lanes used by: " << *MI);
2168         return false;
2169       }
2170       // LastMI is the last instruction to use the current value.
2171       if (&*MI == LastMI) {
2172         if (++TaintNum == TaintExtent.size())
2173           break;
2174         LastMI = Indexes->getInstructionFromIndex(TaintExtent[TaintNum].first);
2175         assert(LastMI && "Range must end at a proper instruction");
2176         TaintedLanes = TaintExtent[TaintNum].second;
2177       }
2178       ++MI;
2179     }
2180
2181     // The tainted lanes are unused.
2182     V.Resolution = CR_Replace;
2183     ++NumLaneResolves;
2184   }
2185   return true;
2186 }
2187
2188 // Determine if ValNo is a copy of a value number in LR or Other.LR that will
2189 // be pruned:
2190 //
2191 //   %dst = COPY %src
2192 //   %src = COPY %dst  <-- This value to be pruned.
2193 //   %dst = COPY %src  <-- This value is a copy of a pruned value.
2194 //
2195 bool JoinVals::isPrunedValue(unsigned ValNo, JoinVals &Other) {
2196   Val &V = Vals[ValNo];
2197   if (V.Pruned || V.PrunedComputed)
2198     return V.Pruned;
2199
2200   if (V.Resolution != CR_Erase && V.Resolution != CR_Merge)
2201     return V.Pruned;
2202
2203   // Follow copies up the dominator tree and check if any intermediate value
2204   // has been pruned.
2205   V.PrunedComputed = true;
2206   V.Pruned = Other.isPrunedValue(V.OtherVNI->id, *this);
2207   return V.Pruned;
2208 }
2209
2210 void JoinVals::pruneValues(JoinVals &Other,
2211                            SmallVectorImpl<SlotIndex> &EndPoints,
2212                            bool changeInstrs) {
2213   for (unsigned i = 0, e = LR.getNumValNums(); i != e; ++i) {
2214     SlotIndex Def = LR.getValNumInfo(i)->def;
2215     switch (Vals[i].Resolution) {
2216     case CR_Keep:
2217       break;
2218     case CR_Replace: {
2219       // This value takes precedence over the value in Other.LR.
2220       LIS->pruneValue(Other.LR, Def, &EndPoints);
2221       // Check if we're replacing an IMPLICIT_DEF value. The IMPLICIT_DEF
2222       // instructions are only inserted to provide a live-out value for PHI
2223       // predecessors, so the instruction should simply go away once its value
2224       // has been replaced.
2225       Val &OtherV = Other.Vals[Vals[i].OtherVNI->id];
2226       bool EraseImpDef = OtherV.ErasableImplicitDef &&
2227                          OtherV.Resolution == CR_Keep;
2228       if (!Def.isBlock()) {
2229         if (changeInstrs) {
2230           // Remove <def,read-undef> flags. This def is now a partial redef.
2231           // Also remove <def,dead> flags since the joined live range will
2232           // continue past this instruction.
2233           for (MIOperands MO(Indexes->getInstructionFromIndex(Def));
2234                MO.isValid(); ++MO) {
2235             if (MO->isReg() && MO->isDef() && MO->getReg() == Reg) {
2236               MO->setIsUndef(EraseImpDef);
2237               MO->setIsDead(false);
2238             }
2239           }
2240         }
2241         // This value will reach instructions below, but we need to make sure
2242         // the live range also reaches the instruction at Def.
2243         if (!EraseImpDef)
2244           EndPoints.push_back(Def);
2245       }
2246       DEBUG(dbgs() << "\t\tpruned " << PrintReg(Other.Reg) << " at " << Def
2247                    << ": " << Other.LR << '\n');
2248       break;
2249     }
2250     case CR_Erase:
2251     case CR_Merge:
2252       if (isPrunedValue(i, Other)) {
2253         // This value is ultimately a copy of a pruned value in LR or Other.LR.
2254         // We can no longer trust the value mapping computed by
2255         // computeAssignment(), the value that was originally copied could have
2256         // been replaced.
2257         LIS->pruneValue(LR, Def, &EndPoints);
2258         DEBUG(dbgs() << "\t\tpruned all of " << PrintReg(Reg) << " at "
2259                      << Def << ": " << LR << '\n');
2260       }
2261       break;
2262     case CR_Unresolved:
2263     case CR_Impossible:
2264       llvm_unreachable("Unresolved conflicts");
2265     }
2266   }
2267 }
2268
2269 void JoinVals::pruneSubRegValues(LiveInterval &LI, unsigned &ShrinkMask)
2270 {
2271   // Look for values being erased.
2272   bool DidPrune = false;
2273   for (unsigned i = 0, e = LR.getNumValNums(); i != e; ++i) {
2274     if (Vals[i].Resolution != CR_Erase)
2275       continue;
2276
2277     // Check subranges at the point where the copy will be removed.
2278     SlotIndex Def = LR.getValNumInfo(i)->def;
2279     for (LiveInterval::SubRange &S : LI.subranges()) {
2280       LiveQueryResult Q = S.Query(Def);
2281
2282       // If a subrange starts at the copy then an undefined value has been
2283       // copied and we must remove that subrange value as well.
2284       VNInfo *ValueOut = Q.valueOutOrDead();
2285       if (ValueOut != nullptr && Q.valueIn() == nullptr) {
2286         DEBUG(dbgs() << "\t\tPrune sublane " << format("%04X", S.LaneMask)
2287                      << " at " << Def << "\n");
2288         LIS->pruneValue(S, Def, nullptr);
2289         DidPrune = true;
2290         // Mark value number as unused.
2291         ValueOut->markUnused();
2292         continue;
2293       }
2294       // If a subrange ends at the copy, then a value was copied but only
2295       // partially used later. Shrink the subregister range apropriately.
2296       if (Q.valueIn() != nullptr && Q.valueOut() == nullptr) {
2297         DEBUG(dbgs() << "\t\tDead uses at sublane "
2298                      << format("%04X", S.LaneMask) << " at " << Def << "\n");
2299         ShrinkMask |= S.LaneMask;
2300       }
2301     }
2302   }
2303   if (DidPrune)
2304     LI.removeEmptySubRanges();
2305 }
2306
2307 void JoinVals::eraseInstrs(SmallPtrSetImpl<MachineInstr*> &ErasedInstrs,
2308                            SmallVectorImpl<unsigned> &ShrinkRegs) {
2309   for (unsigned i = 0, e = LR.getNumValNums(); i != e; ++i) {
2310     // Get the def location before markUnused() below invalidates it.
2311     SlotIndex Def = LR.getValNumInfo(i)->def;
2312     switch (Vals[i].Resolution) {
2313     case CR_Keep:
2314       // If an IMPLICIT_DEF value is pruned, it doesn't serve a purpose any
2315       // longer. The IMPLICIT_DEF instructions are only inserted by
2316       // PHIElimination to guarantee that all PHI predecessors have a value.
2317       if (!Vals[i].ErasableImplicitDef || !Vals[i].Pruned)
2318         break;
2319       // Remove value number i from LR. Note that this VNInfo is still present
2320       // in NewVNInfo, so it will appear as an unused value number in the final
2321       // joined interval.
2322       LR.getValNumInfo(i)->markUnused();
2323       LR.removeValNo(LR.getValNumInfo(i));
2324       DEBUG(dbgs() << "\t\tremoved " << i << '@' << Def << ": " << LR << '\n');
2325       // FALL THROUGH.
2326
2327     case CR_Erase: {
2328       MachineInstr *MI = Indexes->getInstructionFromIndex(Def);
2329       assert(MI && "No instruction to erase");
2330       if (MI->isCopy()) {
2331         unsigned Reg = MI->getOperand(1).getReg();
2332         if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(Reg) &&
2333             Reg != CP.getSrcReg() && Reg != CP.getDstReg())
2334           ShrinkRegs.push_back(Reg);
2335       }
2336       ErasedInstrs.insert(MI);
2337       DEBUG(dbgs() << "\t\terased:\t" << Def << '\t' << *MI);
2338       LIS->RemoveMachineInstrFromMaps(MI);
2339       MI->eraseFromParent();
2340       break;
2341     }
2342     default:
2343       break;
2344     }
2345   }
2346 }
2347
2348 void RegisterCoalescer::joinSubRegRanges(LiveRange &LRange, LiveRange &RRange,
2349                                          unsigned LaneMask,
2350                                          const CoalescerPair &CP) {
2351   SmallVector<VNInfo*, 16> NewVNInfo;
2352   JoinVals RHSVals(RRange, CP.getSrcReg(), CP.getSrcIdx(), LaneMask,
2353                    NewVNInfo, CP, LIS, TRI, true, true);
2354   JoinVals LHSVals(LRange, CP.getDstReg(), CP.getDstIdx(), LaneMask,
2355                    NewVNInfo, CP, LIS, TRI, true, true);
2356
2357   /// Compute NewVNInfo and resolve conflicts (see also joinVirtRegs())
2358   /// Conflicts should already be resolved so the mapping/resolution should
2359   /// always succeed.
2360   if (!LHSVals.mapValues(RHSVals) || !RHSVals.mapValues(LHSVals))
2361     llvm_unreachable("Can't join subrange although main ranges are compatible");
2362   if (!LHSVals.resolveConflicts(RHSVals) || !RHSVals.resolveConflicts(LHSVals))
2363     llvm_unreachable("Can't join subrange although main ranges are compatible");
2364
2365   // The merging algorithm in LiveInterval::join() can't handle conflicting
2366   // value mappings, so we need to remove any live ranges that overlap a
2367   // CR_Replace resolution. Collect a set of end points that can be used to
2368   // restore the live range after joining.
2369   SmallVector<SlotIndex, 8> EndPoints;
2370   LHSVals.pruneValues(RHSVals, EndPoints, false);
2371   RHSVals.pruneValues(LHSVals, EndPoints, false);
2372
2373   LRange.verify();
2374   RRange.verify();
2375
2376   // Join RRange into LHS.
2377   LRange.join(RRange, LHSVals.getAssignments(), RHSVals.getAssignments(),
2378               NewVNInfo);
2379
2380   DEBUG(dbgs() << "\t\tjoined lanes: " << LRange << "\n");
2381   if (EndPoints.empty())
2382     return;
2383
2384   // Recompute the parts of the live range we had to remove because of
2385   // CR_Replace conflicts.
2386   DEBUG(dbgs() << "\t\trestoring liveness to " << EndPoints.size()
2387                << " points: " << LRange << '\n');
2388   LIS->extendToIndices(LRange, EndPoints);
2389 }
2390
2391 void RegisterCoalescer::mergeSubRangeInto(LiveInterval &LI,
2392                                           const LiveRange &ToMerge,
2393                                           unsigned LaneMask, CoalescerPair &CP) {
2394   BumpPtrAllocator &Allocator = LIS->getVNInfoAllocator();
2395   for (LiveInterval::SubRange &R : LI.subranges()) {
2396     unsigned RMask = R.LaneMask;
2397     // LaneMask of subregisters common to subrange R and ToMerge.
2398     unsigned Common = RMask & LaneMask;
2399     // There is nothing to do without common subregs.
2400     if (Common == 0)
2401       continue;
2402
2403     DEBUG(dbgs() << format("\t\tCopy+Merge %04X into %04X\n", RMask, Common));
2404     // LaneMask of subregisters contained in the R range but not in ToMerge,
2405     // they have to split into their own subrange.
2406     unsigned LRest = RMask & ~LaneMask;
2407     LiveInterval::SubRange *CommonRange;
2408     if (LRest != 0) {
2409       R.LaneMask = LRest;
2410       DEBUG(dbgs() << format("\t\tReduce Lane to %04X\n", LRest));
2411       // Duplicate SubRange for newly merged common stuff.
2412       CommonRange = LI.createSubRangeFrom(Allocator, Common, R);
2413     } else {
2414       // Reuse the existing range.
2415       R.LaneMask = Common;
2416       CommonRange = &R;
2417     }
2418     LiveRange RangeCopy(ToMerge, Allocator);
2419     joinSubRegRanges(*CommonRange, RangeCopy, Common, CP);
2420     LaneMask &= ~RMask;
2421   }
2422
2423   if (LaneMask != 0) {
2424     DEBUG(dbgs() << format("\t\tNew Lane %04X\n", LaneMask));
2425     LI.createSubRangeFrom(Allocator, LaneMask, ToMerge);
2426   }
2427 }
2428
2429 bool RegisterCoalescer::joinVirtRegs(CoalescerPair &CP) {
2430   SmallVector<VNInfo*, 16> NewVNInfo;
2431   LiveInterval &RHS = LIS->getInterval(CP.getSrcReg());
2432   LiveInterval &LHS = LIS->getInterval(CP.getDstReg());
2433   bool TrackSubRegLiveness = MRI->tracksSubRegLiveness();
2434   JoinVals RHSVals(RHS, CP.getSrcReg(), CP.getSrcIdx(), 0, NewVNInfo, CP, LIS,
2435                    TRI, false, TrackSubRegLiveness);
2436   JoinVals LHSVals(LHS, CP.getDstReg(), CP.getDstIdx(), 0, NewVNInfo, CP, LIS,
2437                    TRI, false, TrackSubRegLiveness);
2438
2439   DEBUG(dbgs() << "\t\tRHS = " << RHS
2440                << "\n\t\tLHS = " << LHS
2441                << '\n');
2442
2443   // First compute NewVNInfo and the simple value mappings.
2444   // Detect impossible conflicts early.
2445   if (!LHSVals.mapValues(RHSVals) || !RHSVals.mapValues(LHSVals))
2446     return false;
2447
2448   // Some conflicts can only be resolved after all values have been mapped.
2449   if (!LHSVals.resolveConflicts(RHSVals) || !RHSVals.resolveConflicts(LHSVals))
2450     return false;
2451
2452   // All clear, the live ranges can be merged.
2453   if (RHS.hasSubRanges() || LHS.hasSubRanges()) {
2454     BumpPtrAllocator &Allocator = LIS->getVNInfoAllocator();
2455
2456     // Transform lanemasks from the LHS to masks in the coalesced register and
2457     // create initial subranges if necessary.
2458     unsigned DstIdx = CP.getDstIdx();
2459     if (!LHS.hasSubRanges()) {
2460       unsigned Mask = DstIdx == 0 ? CP.getNewRC()->getLaneMask()
2461                                   : TRI->getSubRegIndexLaneMask(DstIdx);
2462       // LHS must support subregs or we wouldn't be in this codepath.
2463       assert(Mask != 0);
2464       LHS.createSubRangeFrom(Allocator, Mask, LHS);
2465     } else if (DstIdx != 0) {
2466       // Transform LHS lanemasks to new register class if necessary.
2467       for (LiveInterval::SubRange &R : LHS.subranges()) {
2468         unsigned Mask = TRI->composeSubRegIndexLaneMask(DstIdx, R.LaneMask);
2469         R.LaneMask = Mask;
2470       }
2471     }
2472     DEBUG(dbgs() << "\t\tLHST = " << PrintReg(CP.getDstReg())
2473                  << ' ' << LHS << '\n');
2474
2475     // Determine lanemasks of RHS in the coalesced register and merge subranges.
2476     unsigned SrcIdx = CP.getSrcIdx();
2477     if (!RHS.hasSubRanges()) {
2478       unsigned Mask = SrcIdx == 0 ? CP.getNewRC()->getLaneMask()
2479                                   : TRI->getSubRegIndexLaneMask(SrcIdx);
2480       mergeSubRangeInto(LHS, RHS, Mask, CP);
2481     } else {
2482       // Pair up subranges and merge.
2483       for (LiveInterval::SubRange &R : RHS.subranges()) {
2484         unsigned Mask = TRI->composeSubRegIndexLaneMask(SrcIdx, R.LaneMask);
2485         mergeSubRangeInto(LHS, R, Mask, CP);
2486       }
2487     }
2488
2489     DEBUG(dbgs() << "\tJoined SubRanges " << LHS << "\n");
2490
2491     LHSVals.pruneSubRegValues(LHS, ShrinkMask);
2492     RHSVals.pruneSubRegValues(LHS, ShrinkMask);
2493   }
2494
2495   // The merging algorithm in LiveInterval::join() can't handle conflicting
2496   // value mappings, so we need to remove any live ranges that overlap a
2497   // CR_Replace resolution. Collect a set of end points that can be used to
2498   // restore the live range after joining.
2499   SmallVector<SlotIndex, 8> EndPoints;
2500   LHSVals.pruneValues(RHSVals, EndPoints, true);
2501   RHSVals.pruneValues(LHSVals, EndPoints, true);
2502
2503   // Erase COPY and IMPLICIT_DEF instructions. This may cause some external
2504   // registers to require trimming.
2505   SmallVector<unsigned, 8> ShrinkRegs;
2506   LHSVals.eraseInstrs(ErasedInstrs, ShrinkRegs);
2507   RHSVals.eraseInstrs(ErasedInstrs, ShrinkRegs);
2508   while (!ShrinkRegs.empty())
2509     LIS->shrinkToUses(&LIS->getInterval(ShrinkRegs.pop_back_val()));
2510
2511   // Join RHS into LHS.
2512   LHS.join(RHS, LHSVals.getAssignments(), RHSVals.getAssignments(), NewVNInfo);
2513
2514   // Kill flags are going to be wrong if the live ranges were overlapping.
2515   // Eventually, we should simply clear all kill flags when computing live
2516   // ranges. They are reinserted after register allocation.
2517   MRI->clearKillFlags(LHS.reg);
2518   MRI->clearKillFlags(RHS.reg);
2519
2520   if (!EndPoints.empty()) {
2521     // Recompute the parts of the live range we had to remove because of
2522     // CR_Replace conflicts.
2523     DEBUG(dbgs() << "\t\trestoring liveness to " << EndPoints.size()
2524                  << " points: " << LHS << '\n');
2525     LIS->extendToIndices((LiveRange&)LHS, EndPoints);
2526   }
2527
2528   return true;
2529 }
2530
2531 /// Attempt to join these two intervals.  On failure, this returns false.
2532 bool RegisterCoalescer::joinIntervals(CoalescerPair &CP) {
2533   return CP.isPhys() ? joinReservedPhysReg(CP) : joinVirtRegs(CP);
2534 }
2535
2536 namespace {
2537 // Information concerning MBB coalescing priority.
2538 struct MBBPriorityInfo {
2539   MachineBasicBlock *MBB;
2540   unsigned Depth;
2541   bool IsSplit;
2542
2543   MBBPriorityInfo(MachineBasicBlock *mbb, unsigned depth, bool issplit)
2544     : MBB(mbb), Depth(depth), IsSplit(issplit) {}
2545 };
2546 }
2547
2548 // C-style comparator that sorts first based on the loop depth of the basic
2549 // block (the unsigned), and then on the MBB number.
2550 //
2551 // EnableGlobalCopies assumes that the primary sort key is loop depth.
2552 static int compareMBBPriority(const MBBPriorityInfo *LHS,
2553                               const MBBPriorityInfo *RHS) {
2554   // Deeper loops first
2555   if (LHS->Depth != RHS->Depth)
2556     return LHS->Depth > RHS->Depth ? -1 : 1;
2557
2558   // Try to unsplit critical edges next.
2559   if (LHS->IsSplit != RHS->IsSplit)
2560     return LHS->IsSplit ? -1 : 1;
2561
2562   // Prefer blocks that are more connected in the CFG. This takes care of
2563   // the most difficult copies first while intervals are short.
2564   unsigned cl = LHS->MBB->pred_size() + LHS->MBB->succ_size();
2565   unsigned cr = RHS->MBB->pred_size() + RHS->MBB->succ_size();
2566   if (cl != cr)
2567     return cl > cr ? -1 : 1;
2568
2569   // As a last resort, sort by block number.
2570   return LHS->MBB->getNumber() < RHS->MBB->getNumber() ? -1 : 1;
2571 }
2572
2573 /// \returns true if the given copy uses or defines a local live range.
2574 static bool isLocalCopy(MachineInstr *Copy, const LiveIntervals *LIS) {
2575   if (!Copy->isCopy())
2576     return false;
2577
2578   if (Copy->getOperand(1).isUndef())
2579     return false;
2580
2581   unsigned SrcReg = Copy->getOperand(1).getReg();
2582   unsigned DstReg = Copy->getOperand(0).getReg();
2583   if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(SrcReg)
2584       || TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(DstReg))
2585     return false;
2586
2587   return LIS->intervalIsInOneMBB(LIS->getInterval(SrcReg))
2588     || LIS->intervalIsInOneMBB(LIS->getInterval(DstReg));
2589 }
2590
2591 // Try joining WorkList copies starting from index From.
2592 // Null out any successful joins.
2593 bool RegisterCoalescer::
2594 copyCoalesceWorkList(MutableArrayRef<MachineInstr*> CurrList) {
2595   bool Progress = false;
2596   for (unsigned i = 0, e = CurrList.size(); i != e; ++i) {
2597     if (!CurrList[i])
2598       continue;
2599     // Skip instruction pointers that have already been erased, for example by
2600     // dead code elimination.
2601     if (ErasedInstrs.erase(CurrList[i])) {
2602       CurrList[i] = nullptr;
2603       continue;
2604     }
2605     bool Again = false;
2606     bool Success = joinCopy(CurrList[i], Again);
2607     Progress |= Success;
2608     if (Success || !Again)
2609       CurrList[i] = nullptr;
2610   }
2611   return Progress;
2612 }
2613
2614 void
2615 RegisterCoalescer::copyCoalesceInMBB(MachineBasicBlock *MBB) {
2616   DEBUG(dbgs() << MBB->getName() << ":\n");
2617
2618   // Collect all copy-like instructions in MBB. Don't start coalescing anything
2619   // yet, it might invalidate the iterator.
2620   const unsigned PrevSize = WorkList.size();
2621   if (JoinGlobalCopies) {
2622     // Coalesce copies bottom-up to coalesce local defs before local uses. They
2623     // are not inherently easier to resolve, but slightly preferable until we
2624     // have local live range splitting. In particular this is required by
2625     // cmp+jmp macro fusion.
2626     for (MachineBasicBlock::iterator MII = MBB->begin(), E = MBB->end();
2627          MII != E; ++MII) {
2628       if (!MII->isCopyLike())
2629         continue;
2630       if (isLocalCopy(&(*MII), LIS))
2631         LocalWorkList.push_back(&(*MII));
2632       else
2633         WorkList.push_back(&(*MII));
2634     }
2635   }
2636   else {
2637      for (MachineBasicBlock::iterator MII = MBB->begin(), E = MBB->end();
2638           MII != E; ++MII)
2639        if (MII->isCopyLike())
2640          WorkList.push_back(MII);
2641   }
2642   // Try coalescing the collected copies immediately, and remove the nulls.
2643   // This prevents the WorkList from getting too large since most copies are
2644   // joinable on the first attempt.
2645   MutableArrayRef<MachineInstr*>
2646     CurrList(WorkList.begin() + PrevSize, WorkList.end());
2647   if (copyCoalesceWorkList(CurrList))
2648     WorkList.erase(std::remove(WorkList.begin() + PrevSize, WorkList.end(),
2649                                (MachineInstr*)nullptr), WorkList.end());
2650 }
2651
2652 void RegisterCoalescer::coalesceLocals() {
2653   copyCoalesceWorkList(LocalWorkList);
2654   for (unsigned j = 0, je = LocalWorkList.size(); j != je; ++j) {
2655     if (LocalWorkList[j])
2656       WorkList.push_back(LocalWorkList[j]);
2657   }
2658   LocalWorkList.clear();
2659 }
2660
2661 void RegisterCoalescer::joinAllIntervals() {
2662   DEBUG(dbgs() << "********** JOINING INTERVALS ***********\n");
2663   assert(WorkList.empty() && LocalWorkList.empty() && "Old data still around.");
2664
2665   std::vector<MBBPriorityInfo> MBBs;
2666   MBBs.reserve(MF->size());
2667   for (MachineFunction::iterator I = MF->begin(), E = MF->end();I != E;++I){
2668     MachineBasicBlock *MBB = I;
2669     MBBs.push_back(MBBPriorityInfo(MBB, Loops->getLoopDepth(MBB),
2670                                    JoinSplitEdges && isSplitEdge(MBB)));
2671   }
2672   array_pod_sort(MBBs.begin(), MBBs.end(), compareMBBPriority);
2673
2674   // Coalesce intervals in MBB priority order.
2675   unsigned CurrDepth = UINT_MAX;
2676   for (unsigned i = 0, e = MBBs.size(); i != e; ++i) {
2677     // Try coalescing the collected local copies for deeper loops.
2678     if (JoinGlobalCopies && MBBs[i].Depth < CurrDepth) {
2679       coalesceLocals();
2680       CurrDepth = MBBs[i].Depth;
2681     }
2682     copyCoalesceInMBB(MBBs[i].MBB);
2683   }
2684   coalesceLocals();
2685
2686   // Joining intervals can allow other intervals to be joined.  Iteratively join
2687   // until we make no progress.
2688   while (copyCoalesceWorkList(WorkList))
2689     /* empty */ ;
2690 }
2691
2692 void RegisterCoalescer::releaseMemory() {
2693   ErasedInstrs.clear();
2694   WorkList.clear();
2695   DeadDefs.clear();
2696   InflateRegs.clear();
2697 }
2698
2699 bool RegisterCoalescer::runOnMachineFunction(MachineFunction &fn) {
2700   MF = &fn;
2701   MRI = &fn.getRegInfo();
2702   TM = &fn.getTarget();
2703   TRI = TM->getSubtargetImpl()->getRegisterInfo();
2704   TII = TM->getSubtargetImpl()->getInstrInfo();
2705   LIS = &getAnalysis<LiveIntervals>();
2706   AA = &getAnalysis<AliasAnalysis>();
2707   Loops = &getAnalysis<MachineLoopInfo>();
2708
2709   const TargetSubtargetInfo &ST = TM->getSubtarget<TargetSubtargetInfo>();
2710   if (EnableGlobalCopies == cl::BOU_UNSET)
2711     JoinGlobalCopies = ST.useMachineScheduler();
2712   else
2713     JoinGlobalCopies = (EnableGlobalCopies == cl::BOU_TRUE);
2714
2715   // The MachineScheduler does not currently require JoinSplitEdges. This will
2716   // either be enabled unconditionally or replaced by a more general live range
2717   // splitting optimization.
2718   JoinSplitEdges = EnableJoinSplits;
2719
2720   DEBUG(dbgs() << "********** SIMPLE REGISTER COALESCING **********\n"
2721                << "********** Function: " << MF->getName() << '\n');
2722
2723   if (VerifyCoalescing)
2724     MF->verify(this, "Before register coalescing");
2725
2726   RegClassInfo.runOnMachineFunction(fn);
2727
2728   // Join (coalesce) intervals if requested.
2729   if (EnableJoining)
2730     joinAllIntervals();
2731
2732   // After deleting a lot of copies, register classes may be less constrained.
2733   // Removing sub-register operands may allow GR32_ABCD -> GR32 and DPR_VFP2 ->
2734   // DPR inflation.
2735   array_pod_sort(InflateRegs.begin(), InflateRegs.end());
2736   InflateRegs.erase(std::unique(InflateRegs.begin(), InflateRegs.end()),
2737                     InflateRegs.end());
2738   DEBUG(dbgs() << "Trying to inflate " << InflateRegs.size() << " regs.\n");
2739   for (unsigned i = 0, e = InflateRegs.size(); i != e; ++i) {
2740     unsigned Reg = InflateRegs[i];
2741     if (MRI->reg_nodbg_empty(Reg))
2742       continue;
2743     if (MRI->recomputeRegClass(Reg, *TM)) {
2744       DEBUG(dbgs() << PrintReg(Reg) << " inflated to "
2745                    << TRI->getRegClassName(MRI->getRegClass(Reg)) << '\n');
2746       LiveInterval &LI = LIS->getInterval(Reg);
2747       unsigned MaxMask = MRI->getMaxLaneMaskForVReg(Reg);
2748       if (MaxMask == 0) {
2749         // If the inflated register class does not support subregisters anymore
2750         // remove the subranges.
2751         LI.clearSubRanges();
2752       } else {
2753         // If subranges are still supported, then the same subregs should still
2754         // be supported.
2755 #ifndef NDEBUG
2756         for (LiveInterval::SubRange &S : LI.subranges()) {
2757           assert ((S.LaneMask & ~MaxMask) == 0);
2758         }
2759 #endif
2760       }
2761       ++NumInflated;
2762     }
2763   }
2764
2765   DEBUG(dump());
2766   if (VerifyCoalescing)
2767     MF->verify(this, "After register coalescing");
2768   return true;
2769 }
2770
2771 /// Implement the dump method.
2772 void RegisterCoalescer::print(raw_ostream &O, const Module* m) const {
2773    LIS->print(O, m);
2774 }