Part 1.
[oota-llvm.git] / lib / CodeGen / SimpleRegisterCoalescing.cpp
1 //===-- SimpleRegisterCoalescing.cpp - Register Coalescing ----------------===//
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 a simple register coalescing pass that attempts to
11 // aggressively coalesce every register copy that it can.
12 //
13 //===----------------------------------------------------------------------===//
14
15 #define DEBUG_TYPE "regcoalescing"
16 #include "SimpleRegisterCoalescing.h"
17 #include "VirtRegMap.h"
18 #include "llvm/CodeGen/LiveIntervalAnalysis.h"
19 #include "llvm/Value.h"
20 #include "llvm/CodeGen/MachineFrameInfo.h"
21 #include "llvm/CodeGen/MachineInstr.h"
22 #include "llvm/CodeGen/MachineLoopInfo.h"
23 #include "llvm/CodeGen/MachineRegisterInfo.h"
24 #include "llvm/CodeGen/Passes.h"
25 #include "llvm/CodeGen/RegisterCoalescer.h"
26 #include "llvm/Target/TargetInstrInfo.h"
27 #include "llvm/Target/TargetMachine.h"
28 #include "llvm/Target/TargetOptions.h"
29 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
30 #include "llvm/Support/Debug.h"
31 #include "llvm/ADT/SmallSet.h"
32 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
33 #include "llvm/ADT/STLExtras.h"
34 #include <algorithm>
35 #include <cmath>
36 using namespace llvm;
37
38 STATISTIC(numJoins    , "Number of interval joins performed");
39 STATISTIC(numCrossRCs , "Number of cross class joins performed");
40 STATISTIC(numCommutes , "Number of instruction commuting performed");
41 STATISTIC(numExtends  , "Number of copies extended");
42 STATISTIC(NumReMats   , "Number of instructions re-materialized");
43 STATISTIC(numPeep     , "Number of identity moves eliminated after coalescing");
44 STATISTIC(numAborts   , "Number of times interval joining aborted");
45 STATISTIC(numDeadValNo, "Number of valno def marked dead");
46
47 char SimpleRegisterCoalescing::ID = 0;
48 static cl::opt<bool>
49 EnableJoining("join-liveintervals",
50               cl::desc("Coalesce copies (default=true)"),
51               cl::init(true));
52
53 static cl::opt<bool>
54 NewHeuristic("new-coalescer-heuristic",
55              cl::desc("Use new coalescer heuristic"),
56              cl::init(false), cl::Hidden);
57
58 static cl::opt<bool>
59 CrossClassJoin("join-cross-class-copies",
60                cl::desc("Coalesce cross register class copies"),
61                cl::init(false), cl::Hidden);
62
63 static cl::opt<bool>
64 PhysJoinTweak("tweak-phys-join-heuristics",
65                cl::desc("Tweak heuristics for joining phys reg with vr"),
66                cl::init(false), cl::Hidden);
67
68 static RegisterPass<SimpleRegisterCoalescing> 
69 X("simple-register-coalescing", "Simple Register Coalescing");
70
71 // Declare that we implement the RegisterCoalescer interface
72 static RegisterAnalysisGroup<RegisterCoalescer, true/*The Default*/> V(X);
73
74 const PassInfo *const llvm::SimpleRegisterCoalescingID = &X;
75
76 void SimpleRegisterCoalescing::getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
77   AU.addRequired<LiveIntervals>();
78   AU.addPreserved<LiveIntervals>();
79   AU.addRequired<MachineLoopInfo>();
80   AU.addPreserved<MachineLoopInfo>();
81   AU.addPreservedID(MachineDominatorsID);
82   if (StrongPHIElim)
83     AU.addPreservedID(StrongPHIEliminationID);
84   else
85     AU.addPreservedID(PHIEliminationID);
86   AU.addPreservedID(TwoAddressInstructionPassID);
87   MachineFunctionPass::getAnalysisUsage(AU);
88 }
89
90 /// AdjustCopiesBackFrom - We found a non-trivially-coalescable copy with IntA
91 /// being the source and IntB being the dest, thus this defines a value number
92 /// in IntB.  If the source value number (in IntA) is defined by a copy from B,
93 /// see if we can merge these two pieces of B into a single value number,
94 /// eliminating a copy.  For example:
95 ///
96 ///  A3 = B0
97 ///    ...
98 ///  B1 = A3      <- this copy
99 ///
100 /// In this case, B0 can be extended to where the B1 copy lives, allowing the B1
101 /// value number to be replaced with B0 (which simplifies the B liveinterval).
102 ///
103 /// This returns true if an interval was modified.
104 ///
105 bool SimpleRegisterCoalescing::AdjustCopiesBackFrom(LiveInterval &IntA,
106                                                     LiveInterval &IntB,
107                                                     MachineInstr *CopyMI) {
108   unsigned CopyIdx = li_->getDefIndex(li_->getInstructionIndex(CopyMI));
109
110   // BValNo is a value number in B that is defined by a copy from A.  'B3' in
111   // the example above.
112   LiveInterval::iterator BLR = IntB.FindLiveRangeContaining(CopyIdx);
113   assert(BLR != IntB.end() && "Live range not found!");
114   VNInfo *BValNo = BLR->valno;
115   
116   // Get the location that B is defined at.  Two options: either this value has
117   // an unknown definition point or it is defined at CopyIdx.  If unknown, we 
118   // can't process it.
119   if (!BValNo->copy) return false;
120   assert(BValNo->def == CopyIdx && "Copy doesn't define the value?");
121   
122   // AValNo is the value number in A that defines the copy, A3 in the example.
123   LiveInterval::iterator ALR = IntA.FindLiveRangeContaining(CopyIdx-1);
124   assert(ALR != IntA.end() && "Live range not found!");
125   VNInfo *AValNo = ALR->valno;
126   // If it's re-defined by an early clobber somewhere in the live range, then
127   // it's not safe to eliminate the copy. FIXME: This is a temporary workaround.
128   // See PR3149:
129   // 172     %ECX<def> = MOV32rr %reg1039<kill>
130   // 180     INLINEASM <es:subl $5,$1
131   //         sbbl $3,$0>, 10, %EAX<def>, 14, %ECX<earlyclobber,def>, 9, %EAX<kill>,
132   // 36, <fi#0>, 1, %reg0, 0, 9, %ECX<kill>, 36, <fi#1>, 1, %reg0, 0
133   // 188     %EAX<def> = MOV32rr %EAX<kill>
134   // 196     %ECX<def> = MOV32rr %ECX<kill>
135   // 204     %ECX<def> = MOV32rr %ECX<kill>
136   // 212     %EAX<def> = MOV32rr %EAX<kill>
137   // 220     %EAX<def> = MOV32rr %EAX
138   // 228     %reg1039<def> = MOV32rr %ECX<kill>
139   // The early clobber operand ties ECX input to the ECX def.
140   //
141   // The live interval of ECX is represented as this:
142   // %reg20,inf = [46,47:1)[174,230:0)  0@174-(230) 1@46-(47)
143   // The coalescer has no idea there was a def in the middle of [174,230].
144   if (AValNo->redefByEC)
145     return false;
146   
147   // If AValNo is defined as a copy from IntB, we can potentially process this.  
148   // Get the instruction that defines this value number.
149   unsigned SrcReg = li_->getVNInfoSourceReg(AValNo);
150   if (!SrcReg) return false;  // Not defined by a copy.
151     
152   // If the value number is not defined by a copy instruction, ignore it.
153
154   // If the source register comes from an interval other than IntB, we can't
155   // handle this.
156   if (SrcReg != IntB.reg) return false;
157   
158   // Get the LiveRange in IntB that this value number starts with.
159   LiveInterval::iterator ValLR = IntB.FindLiveRangeContaining(AValNo->def-1);
160   assert(ValLR != IntB.end() && "Live range not found!");
161   
162   // Make sure that the end of the live range is inside the same block as
163   // CopyMI.
164   MachineInstr *ValLREndInst = li_->getInstructionFromIndex(ValLR->end-1);
165   if (!ValLREndInst || 
166       ValLREndInst->getParent() != CopyMI->getParent()) return false;
167
168   // Okay, we now know that ValLR ends in the same block that the CopyMI
169   // live-range starts.  If there are no intervening live ranges between them in
170   // IntB, we can merge them.
171   if (ValLR+1 != BLR) return false;
172
173   // If a live interval is a physical register, conservatively check if any
174   // of its sub-registers is overlapping the live interval of the virtual
175   // register. If so, do not coalesce.
176   if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(IntB.reg) &&
177       *tri_->getSubRegisters(IntB.reg)) {
178     for (const unsigned* SR = tri_->getSubRegisters(IntB.reg); *SR; ++SR)
179       if (li_->hasInterval(*SR) && IntA.overlaps(li_->getInterval(*SR))) {
180         DOUT << "Interfere with sub-register ";
181         DEBUG(li_->getInterval(*SR).print(DOUT, tri_));
182         return false;
183       }
184   }
185   
186   DOUT << "\nExtending: "; IntB.print(DOUT, tri_);
187   
188   unsigned FillerStart = ValLR->end, FillerEnd = BLR->start;
189   // We are about to delete CopyMI, so need to remove it as the 'instruction
190   // that defines this value #'. Update the the valnum with the new defining
191   // instruction #.
192   BValNo->def  = FillerStart;
193   BValNo->copy = NULL;
194   
195   // Okay, we can merge them.  We need to insert a new liverange:
196   // [ValLR.end, BLR.begin) of either value number, then we merge the
197   // two value numbers.
198   IntB.addRange(LiveRange(FillerStart, FillerEnd, BValNo));
199
200   // If the IntB live range is assigned to a physical register, and if that
201   // physreg has sub-registers, update their live intervals as well. 
202   if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(IntB.reg)) {
203     for (const unsigned *SR = tri_->getSubRegisters(IntB.reg); *SR; ++SR) {
204       LiveInterval &SRLI = li_->getInterval(*SR);
205       SRLI.addRange(LiveRange(FillerStart, FillerEnd,
206                  SRLI.getNextValue(FillerStart, 0, li_->getVNInfoAllocator())));
207     }
208   }
209
210   // Okay, merge "B1" into the same value number as "B0".
211   if (BValNo != ValLR->valno) {
212     IntB.addKills(ValLR->valno, BValNo->kills);
213     IntB.MergeValueNumberInto(BValNo, ValLR->valno);
214   }
215   DOUT << "   result = "; IntB.print(DOUT, tri_);
216   DOUT << "\n";
217
218   // If the source instruction was killing the source register before the
219   // merge, unset the isKill marker given the live range has been extended.
220   int UIdx = ValLREndInst->findRegisterUseOperandIdx(IntB.reg, true);
221   if (UIdx != -1) {
222     ValLREndInst->getOperand(UIdx).setIsKill(false);
223     IntB.removeKill(ValLR->valno, FillerStart);
224   }
225
226   ++numExtends;
227   return true;
228 }
229
230 /// HasOtherReachingDefs - Return true if there are definitions of IntB
231 /// other than BValNo val# that can reach uses of AValno val# of IntA.
232 bool SimpleRegisterCoalescing::HasOtherReachingDefs(LiveInterval &IntA,
233                                                     LiveInterval &IntB,
234                                                     VNInfo *AValNo,
235                                                     VNInfo *BValNo) {
236   for (LiveInterval::iterator AI = IntA.begin(), AE = IntA.end();
237        AI != AE; ++AI) {
238     if (AI->valno != AValNo) continue;
239     LiveInterval::Ranges::iterator BI =
240       std::upper_bound(IntB.ranges.begin(), IntB.ranges.end(), AI->start);
241     if (BI != IntB.ranges.begin())
242       --BI;
243     for (; BI != IntB.ranges.end() && AI->end >= BI->start; ++BI) {
244       if (BI->valno == BValNo)
245         continue;
246       if (BI->start <= AI->start && BI->end > AI->start)
247         return true;
248       if (BI->start > AI->start && BI->start < AI->end)
249         return true;
250     }
251   }
252   return false;
253 }
254
255 /// RemoveCopyByCommutingDef - We found a non-trivially-coalescable copy with IntA
256 /// being the source and IntB being the dest, thus this defines a value number
257 /// in IntB.  If the source value number (in IntA) is defined by a commutable
258 /// instruction and its other operand is coalesced to the copy dest register,
259 /// see if we can transform the copy into a noop by commuting the definition. For
260 /// example,
261 ///
262 ///  A3 = op A2 B0<kill>
263 ///    ...
264 ///  B1 = A3      <- this copy
265 ///    ...
266 ///     = op A3   <- more uses
267 ///
268 /// ==>
269 ///
270 ///  B2 = op B0 A2<kill>
271 ///    ...
272 ///  B1 = B2      <- now an identify copy
273 ///    ...
274 ///     = op B2   <- more uses
275 ///
276 /// This returns true if an interval was modified.
277 ///
278 bool SimpleRegisterCoalescing::RemoveCopyByCommutingDef(LiveInterval &IntA,
279                                                         LiveInterval &IntB,
280                                                         MachineInstr *CopyMI) {
281   unsigned CopyIdx = li_->getDefIndex(li_->getInstructionIndex(CopyMI));
282
283   // FIXME: For now, only eliminate the copy by commuting its def when the
284   // source register is a virtual register. We want to guard against cases
285   // where the copy is a back edge copy and commuting the def lengthen the
286   // live interval of the source register to the entire loop.
287   if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(IntA.reg))
288     return false;
289
290   // BValNo is a value number in B that is defined by a copy from A. 'B3' in
291   // the example above.
292   LiveInterval::iterator BLR = IntB.FindLiveRangeContaining(CopyIdx);
293   assert(BLR != IntB.end() && "Live range not found!");
294   VNInfo *BValNo = BLR->valno;
295   
296   // Get the location that B is defined at.  Two options: either this value has
297   // an unknown definition point or it is defined at CopyIdx.  If unknown, we 
298   // can't process it.
299   if (!BValNo->copy) return false;
300   assert(BValNo->def == CopyIdx && "Copy doesn't define the value?");
301   
302   // AValNo is the value number in A that defines the copy, A3 in the example.
303   LiveInterval::iterator ALR = IntA.FindLiveRangeContaining(CopyIdx-1);
304   assert(ALR != IntA.end() && "Live range not found!");
305   VNInfo *AValNo = ALR->valno;
306   // If other defs can reach uses of this def, then it's not safe to perform
307   // the optimization.
308   if (AValNo->def == ~0U || AValNo->def == ~1U || AValNo->hasPHIKill)
309     return false;
310   MachineInstr *DefMI = li_->getInstructionFromIndex(AValNo->def);
311   const TargetInstrDesc &TID = DefMI->getDesc();
312   unsigned NewDstIdx;
313   if (!TID.isCommutable() ||
314       !tii_->CommuteChangesDestination(DefMI, NewDstIdx))
315     return false;
316
317   MachineOperand &NewDstMO = DefMI->getOperand(NewDstIdx);
318   unsigned NewReg = NewDstMO.getReg();
319   if (NewReg != IntB.reg || !NewDstMO.isKill())
320     return false;
321
322   // Make sure there are no other definitions of IntB that would reach the
323   // uses which the new definition can reach.
324   if (HasOtherReachingDefs(IntA, IntB, AValNo, BValNo))
325     return false;
326
327   // If some of the uses of IntA.reg is already coalesced away, return false.
328   // It's not possible to determine whether it's safe to perform the coalescing.
329   for (MachineRegisterInfo::use_iterator UI = mri_->use_begin(IntA.reg),
330          UE = mri_->use_end(); UI != UE; ++UI) {
331     MachineInstr *UseMI = &*UI;
332     unsigned UseIdx = li_->getInstructionIndex(UseMI);
333     LiveInterval::iterator ULR = IntA.FindLiveRangeContaining(UseIdx);
334     if (ULR == IntA.end())
335       continue;
336     if (ULR->valno == AValNo && JoinedCopies.count(UseMI))
337       return false;
338   }
339
340   // At this point we have decided that it is legal to do this
341   // transformation.  Start by commuting the instruction.
342   MachineBasicBlock *MBB = DefMI->getParent();
343   MachineInstr *NewMI = tii_->commuteInstruction(DefMI);
344   if (!NewMI)
345     return false;
346   if (NewMI != DefMI) {
347     li_->ReplaceMachineInstrInMaps(DefMI, NewMI);
348     MBB->insert(DefMI, NewMI);
349     MBB->erase(DefMI);
350   }
351   unsigned OpIdx = NewMI->findRegisterUseOperandIdx(IntA.reg, false);
352   NewMI->getOperand(OpIdx).setIsKill();
353
354   bool BHasPHIKill = BValNo->hasPHIKill;
355   SmallVector<VNInfo*, 4> BDeadValNos;
356   SmallVector<unsigned, 4> BKills;
357   std::map<unsigned, unsigned> BExtend;
358
359   // If ALR and BLR overlaps and end of BLR extends beyond end of ALR, e.g.
360   // A = or A, B
361   // ...
362   // B = A
363   // ...
364   // C = A<kill>
365   // ...
366   //   = B
367   //
368   // then do not add kills of A to the newly created B interval.
369   bool Extended = BLR->end > ALR->end && ALR->end != ALR->start;
370   if (Extended)
371     BExtend[ALR->end] = BLR->end;
372
373   // Update uses of IntA of the specific Val# with IntB.
374   bool BHasSubRegs = false;
375   if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(IntB.reg))
376     BHasSubRegs = *tri_->getSubRegisters(IntB.reg);
377   for (MachineRegisterInfo::use_iterator UI = mri_->use_begin(IntA.reg),
378          UE = mri_->use_end(); UI != UE;) {
379     MachineOperand &UseMO = UI.getOperand();
380     MachineInstr *UseMI = &*UI;
381     ++UI;
382     if (JoinedCopies.count(UseMI))
383       continue;
384     unsigned UseIdx = li_->getInstructionIndex(UseMI);
385     LiveInterval::iterator ULR = IntA.FindLiveRangeContaining(UseIdx);
386     if (ULR == IntA.end() || ULR->valno != AValNo)
387       continue;
388     UseMO.setReg(NewReg);
389     if (UseMI == CopyMI)
390       continue;
391     if (UseMO.isKill()) {
392       if (Extended)
393         UseMO.setIsKill(false);
394       else
395         BKills.push_back(li_->getUseIndex(UseIdx)+1);
396     }
397     unsigned SrcReg, DstReg, SrcSubIdx, DstSubIdx;
398     if (!tii_->isMoveInstr(*UseMI, SrcReg, DstReg, SrcSubIdx, DstSubIdx))
399       continue;
400     if (DstReg == IntB.reg) {
401       // This copy will become a noop. If it's defining a new val#,
402       // remove that val# as well. However this live range is being
403       // extended to the end of the existing live range defined by the copy.
404       unsigned DefIdx = li_->getDefIndex(UseIdx);
405       const LiveRange *DLR = IntB.getLiveRangeContaining(DefIdx);
406       BHasPHIKill |= DLR->valno->hasPHIKill;
407       assert(DLR->valno->def == DefIdx);
408       BDeadValNos.push_back(DLR->valno);
409       BExtend[DLR->start] = DLR->end;
410       JoinedCopies.insert(UseMI);
411       // If this is a kill but it's going to be removed, the last use
412       // of the same val# is the new kill.
413       if (UseMO.isKill())
414         BKills.pop_back();
415     }
416   }
417
418   // We need to insert a new liverange: [ALR.start, LastUse). It may be we can
419   // simply extend BLR if CopyMI doesn't end the range.
420   DOUT << "\nExtending: "; IntB.print(DOUT, tri_);
421
422   // Remove val#'s defined by copies that will be coalesced away.
423   for (unsigned i = 0, e = BDeadValNos.size(); i != e; ++i) {
424     VNInfo *DeadVNI = BDeadValNos[i];
425     if (BHasSubRegs) {
426       for (const unsigned *SR = tri_->getSubRegisters(IntB.reg); *SR; ++SR) {
427         LiveInterval &SRLI = li_->getInterval(*SR);
428         const LiveRange *SRLR = SRLI.getLiveRangeContaining(DeadVNI->def);
429         SRLI.removeValNo(SRLR->valno);
430       }
431     }
432     IntB.removeValNo(BDeadValNos[i]);
433   }
434
435   // Extend BValNo by merging in IntA live ranges of AValNo. Val# definition
436   // is updated. Kills are also updated.
437   VNInfo *ValNo = BValNo;
438   ValNo->def = AValNo->def;
439   ValNo->copy = NULL;
440   for (unsigned j = 0, ee = ValNo->kills.size(); j != ee; ++j) {
441     unsigned Kill = ValNo->kills[j];
442     if (Kill != BLR->end)
443       BKills.push_back(Kill);
444   }
445   ValNo->kills.clear();
446   for (LiveInterval::iterator AI = IntA.begin(), AE = IntA.end();
447        AI != AE; ++AI) {
448     if (AI->valno != AValNo) continue;
449     unsigned End = AI->end;
450     std::map<unsigned, unsigned>::iterator EI = BExtend.find(End);
451     if (EI != BExtend.end())
452       End = EI->second;
453     IntB.addRange(LiveRange(AI->start, End, ValNo));
454
455     // If the IntB live range is assigned to a physical register, and if that
456     // physreg has sub-registers, update their live intervals as well. 
457     if (BHasSubRegs) {
458       for (const unsigned *SR = tri_->getSubRegisters(IntB.reg); *SR; ++SR) {
459         LiveInterval &SRLI = li_->getInterval(*SR);
460         SRLI.MergeInClobberRange(AI->start, End, li_->getVNInfoAllocator());
461       }
462     }
463   }
464   IntB.addKills(ValNo, BKills);
465   ValNo->hasPHIKill = BHasPHIKill;
466
467   DOUT << "   result = "; IntB.print(DOUT, tri_);
468   DOUT << "\n";
469
470   DOUT << "\nShortening: "; IntA.print(DOUT, tri_);
471   IntA.removeValNo(AValNo);
472   DOUT << "   result = "; IntA.print(DOUT, tri_);
473   DOUT << "\n";
474
475   ++numCommutes;
476   return true;
477 }
478
479 /// isSameOrFallThroughBB - Return true if MBB == SuccMBB or MBB simply
480 /// fallthoughs to SuccMBB.
481 static bool isSameOrFallThroughBB(MachineBasicBlock *MBB,
482                                   MachineBasicBlock *SuccMBB,
483                                   const TargetInstrInfo *tii_) {
484   if (MBB == SuccMBB)
485     return true;
486   MachineBasicBlock *TBB = 0, *FBB = 0;
487   SmallVector<MachineOperand, 4> Cond;
488   return !tii_->AnalyzeBranch(*MBB, TBB, FBB, Cond) && !TBB && !FBB &&
489     MBB->isSuccessor(SuccMBB);
490 }
491
492 /// removeRange - Wrapper for LiveInterval::removeRange. This removes a range
493 /// from a physical register live interval as well as from the live intervals
494 /// of its sub-registers.
495 static void removeRange(LiveInterval &li, unsigned Start, unsigned End,
496                         LiveIntervals *li_, const TargetRegisterInfo *tri_) {
497   li.removeRange(Start, End, true);
498   if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(li.reg)) {
499     for (const unsigned* SR = tri_->getSubRegisters(li.reg); *SR; ++SR) {
500       if (!li_->hasInterval(*SR))
501         continue;
502       LiveInterval &sli = li_->getInterval(*SR);
503       unsigned RemoveEnd = Start;
504       while (RemoveEnd != End) {
505         LiveInterval::iterator LR = sli.FindLiveRangeContaining(Start);
506         if (LR == sli.end())
507           break;
508         RemoveEnd = (LR->end < End) ? LR->end : End;
509         sli.removeRange(Start, RemoveEnd, true);
510         Start = RemoveEnd;
511       }
512     }
513   }
514 }
515
516 /// TrimLiveIntervalToLastUse - If there is a last use in the same basic block
517 /// as the copy instruction, trim the live interval to the last use and return
518 /// true.
519 bool
520 SimpleRegisterCoalescing::TrimLiveIntervalToLastUse(unsigned CopyIdx,
521                                                     MachineBasicBlock *CopyMBB,
522                                                     LiveInterval &li,
523                                                     const LiveRange *LR) {
524   unsigned MBBStart = li_->getMBBStartIdx(CopyMBB);
525   unsigned LastUseIdx;
526   MachineOperand *LastUse = lastRegisterUse(LR->start, CopyIdx-1, li.reg,
527                                             LastUseIdx);
528   if (LastUse) {
529     MachineInstr *LastUseMI = LastUse->getParent();
530     if (!isSameOrFallThroughBB(LastUseMI->getParent(), CopyMBB, tii_)) {
531       // r1024 = op
532       // ...
533       // BB1:
534       //       = r1024
535       //
536       // BB2:
537       // r1025<dead> = r1024<kill>
538       if (MBBStart < LR->end)
539         removeRange(li, MBBStart, LR->end, li_, tri_);
540       return true;
541     }
542
543     // There are uses before the copy, just shorten the live range to the end
544     // of last use.
545     LastUse->setIsKill();
546     removeRange(li, li_->getDefIndex(LastUseIdx), LR->end, li_, tri_);
547     li.addKill(LR->valno, LastUseIdx+1);
548     unsigned SrcReg, DstReg, SrcSubIdx, DstSubIdx;
549     if (tii_->isMoveInstr(*LastUseMI, SrcReg, DstReg, SrcSubIdx, DstSubIdx) &&
550         DstReg == li.reg) {
551       // Last use is itself an identity code.
552       int DeadIdx = LastUseMI->findRegisterDefOperandIdx(li.reg, false, tri_);
553       LastUseMI->getOperand(DeadIdx).setIsDead();
554     }
555     return true;
556   }
557
558   // Is it livein?
559   if (LR->start <= MBBStart && LR->end > MBBStart) {
560     if (LR->start == 0) {
561       assert(TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(li.reg));
562       // Live-in to the function but dead. Remove it from entry live-in set.
563       mf_->begin()->removeLiveIn(li.reg);
564     }
565     // FIXME: Shorten intervals in BBs that reaches this BB.
566   }
567
568   return false;
569 }
570
571 /// ReMaterializeTrivialDef - If the source of a copy is defined by a trivial
572 /// computation, replace the copy by rematerialize the definition.
573 bool SimpleRegisterCoalescing::ReMaterializeTrivialDef(LiveInterval &SrcInt,
574                                                        unsigned DstReg,
575                                                        MachineInstr *CopyMI) {
576   unsigned CopyIdx = li_->getUseIndex(li_->getInstructionIndex(CopyMI));
577   LiveInterval::iterator SrcLR = SrcInt.FindLiveRangeContaining(CopyIdx);
578   assert(SrcLR != SrcInt.end() && "Live range not found!");
579   VNInfo *ValNo = SrcLR->valno;
580   // If other defs can reach uses of this def, then it's not safe to perform
581   // the optimization.
582   if (ValNo->def == ~0U || ValNo->def == ~1U || ValNo->hasPHIKill)
583     return false;
584   MachineInstr *DefMI = li_->getInstructionFromIndex(ValNo->def);
585   const TargetInstrDesc &TID = DefMI->getDesc();
586   if (!TID.isAsCheapAsAMove())
587     return false;
588   if (!DefMI->getDesc().isRematerializable() ||
589       !tii_->isTriviallyReMaterializable(DefMI))
590     return false;
591   bool SawStore = false;
592   if (!DefMI->isSafeToMove(tii_, SawStore))
593     return false;
594
595   unsigned DefIdx = li_->getDefIndex(CopyIdx);
596   const LiveRange *DLR= li_->getInterval(DstReg).getLiveRangeContaining(DefIdx);
597   DLR->valno->copy = NULL;
598   // Don't forget to update sub-register intervals.
599   if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(DstReg)) {
600     for (const unsigned* SR = tri_->getSubRegisters(DstReg); *SR; ++SR) {
601       if (!li_->hasInterval(*SR))
602         continue;
603       DLR = li_->getInterval(*SR).getLiveRangeContaining(DefIdx);
604       if (DLR && DLR->valno->copy == CopyMI)
605         DLR->valno->copy = NULL;
606     }
607   }
608
609   // If copy kills the source register, find the last use and propagate
610   // kill.
611   bool checkForDeadDef = false;
612   MachineBasicBlock *MBB = CopyMI->getParent();
613   if (CopyMI->killsRegister(SrcInt.reg))
614     if (!TrimLiveIntervalToLastUse(CopyIdx, MBB, SrcInt, SrcLR)) {
615       checkForDeadDef = true;
616     }
617
618   MachineBasicBlock::iterator MII = next(MachineBasicBlock::iterator(CopyMI));
619   CopyMI->removeFromParent();
620   tii_->reMaterialize(*MBB, MII, DstReg, DefMI);
621   MachineInstr *NewMI = prior(MII);
622
623   if (checkForDeadDef) {
624       // PR4090 fix: Trim interval failed because there was no use of the
625       // source interval in this MBB. If the def is in this MBB too then we
626       // should mark it dead:
627       if (DefMI->getParent() == MBB) {
628         DefMI->addRegisterDead(SrcInt.reg, tri_);
629         SrcLR->end = SrcLR->start + 1;
630       }
631  
632   }
633
634   // CopyMI may have implicit operands, transfer them over to the newly
635   // rematerialized instruction. And update implicit def interval valnos.
636   for (unsigned i = CopyMI->getDesc().getNumOperands(),
637          e = CopyMI->getNumOperands(); i != e; ++i) {
638     MachineOperand &MO = CopyMI->getOperand(i);
639     if (MO.isReg() && MO.isImplicit())
640       NewMI->addOperand(MO);
641     if (MO.isDef() && li_->hasInterval(MO.getReg())) {
642       unsigned Reg = MO.getReg();
643       DLR = li_->getInterval(Reg).getLiveRangeContaining(DefIdx);
644       if (DLR && DLR->valno->copy == CopyMI)
645         DLR->valno->copy = NULL;
646     }
647   }
648
649   li_->ReplaceMachineInstrInMaps(CopyMI, NewMI);
650   MBB->getParent()->DeleteMachineInstr(CopyMI);
651   ReMatCopies.insert(CopyMI);
652   ReMatDefs.insert(DefMI);
653   ++NumReMats;
654   return true;
655 }
656
657 /// isBackEdgeCopy - Returns true if CopyMI is a back edge copy.
658 ///
659 bool SimpleRegisterCoalescing::isBackEdgeCopy(MachineInstr *CopyMI,
660                                               unsigned DstReg) const {
661   MachineBasicBlock *MBB = CopyMI->getParent();
662   const MachineLoop *L = loopInfo->getLoopFor(MBB);
663   if (!L)
664     return false;
665   if (MBB != L->getLoopLatch())
666     return false;
667
668   LiveInterval &LI = li_->getInterval(DstReg);
669   unsigned DefIdx = li_->getInstructionIndex(CopyMI);
670   LiveInterval::const_iterator DstLR =
671     LI.FindLiveRangeContaining(li_->getDefIndex(DefIdx));
672   if (DstLR == LI.end())
673     return false;
674   unsigned KillIdx = li_->getMBBEndIdx(MBB) + 1;
675   if (DstLR->valno->kills.size() == 1 &&
676       DstLR->valno->kills[0] == KillIdx && DstLR->valno->hasPHIKill)
677     return true;
678   return false;
679 }
680
681 /// UpdateRegDefsUses - Replace all defs and uses of SrcReg to DstReg and
682 /// update the subregister number if it is not zero. If DstReg is a
683 /// physical register and the existing subregister number of the def / use
684 /// being updated is not zero, make sure to set it to the correct physical
685 /// subregister.
686 void
687 SimpleRegisterCoalescing::UpdateRegDefsUses(unsigned SrcReg, unsigned DstReg,
688                                             unsigned SubIdx) {
689   bool DstIsPhys = TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(DstReg);
690   if (DstIsPhys && SubIdx) {
691     // Figure out the real physical register we are updating with.
692     DstReg = tri_->getSubReg(DstReg, SubIdx);
693     SubIdx = 0;
694   }
695
696   for (MachineRegisterInfo::reg_iterator I = mri_->reg_begin(SrcReg),
697          E = mri_->reg_end(); I != E; ) {
698     MachineOperand &O = I.getOperand();
699     MachineInstr *UseMI = &*I;
700     ++I;
701     unsigned OldSubIdx = O.getSubReg();
702     if (DstIsPhys) {
703       unsigned UseDstReg = DstReg;
704       if (OldSubIdx)
705           UseDstReg = tri_->getSubReg(DstReg, OldSubIdx);
706
707       unsigned CopySrcReg, CopyDstReg, CopySrcSubIdx, CopyDstSubIdx;
708       if (tii_->isMoveInstr(*UseMI, CopySrcReg, CopyDstReg,
709                             CopySrcSubIdx, CopyDstSubIdx) &&
710           CopySrcReg != CopyDstReg &&
711           CopySrcReg == SrcReg && CopyDstReg != UseDstReg) {
712         // If the use is a copy and it won't be coalesced away, and its source
713         // is defined by a trivial computation, try to rematerialize it instead.
714         if (ReMaterializeTrivialDef(li_->getInterval(SrcReg), CopyDstReg,UseMI))
715           continue;
716       }
717
718       O.setReg(UseDstReg);
719       O.setSubReg(0);
720       continue;
721     }
722
723     // Sub-register indexes goes from small to large. e.g.
724     // RAX: 1 -> AL, 2 -> AX, 3 -> EAX
725     // EAX: 1 -> AL, 2 -> AX
726     // So RAX's sub-register 2 is AX, RAX's sub-regsiter 3 is EAX, whose
727     // sub-register 2 is also AX.
728     if (SubIdx && OldSubIdx && SubIdx != OldSubIdx)
729       assert(OldSubIdx < SubIdx && "Conflicting sub-register index!");
730     else if (SubIdx)
731       O.setSubReg(SubIdx);
732     // Remove would-be duplicated kill marker.
733     if (O.isKill() && UseMI->killsRegister(DstReg))
734       O.setIsKill(false);
735     O.setReg(DstReg);
736
737     // After updating the operand, check if the machine instruction has
738     // become a copy. If so, update its val# information.
739     const TargetInstrDesc &TID = UseMI->getDesc();
740     unsigned CopySrcReg, CopyDstReg, CopySrcSubIdx, CopyDstSubIdx;
741     if (TID.getNumDefs() == 1 && TID.getNumOperands() > 2 &&
742         tii_->isMoveInstr(*UseMI, CopySrcReg, CopyDstReg,
743                           CopySrcSubIdx, CopyDstSubIdx) &&
744         CopySrcReg != CopyDstReg &&
745         (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(CopyDstReg) ||
746          allocatableRegs_[CopyDstReg])) {
747       LiveInterval &LI = li_->getInterval(CopyDstReg);
748       unsigned DefIdx = li_->getDefIndex(li_->getInstructionIndex(UseMI));
749       const LiveRange *DLR = LI.getLiveRangeContaining(DefIdx);
750       if (DLR->valno->def == DefIdx)
751         DLR->valno->copy = UseMI;
752     }
753   }
754 }
755
756 /// RemoveDeadImpDef - Remove implicit_def instructions which are "re-defining"
757 /// registers due to insert_subreg coalescing. e.g.
758 /// r1024 = op
759 /// r1025 = implicit_def
760 /// r1025 = insert_subreg r1025, r1024
761 ///       = op r1025
762 /// =>
763 /// r1025 = op
764 /// r1025 = implicit_def
765 /// r1025 = insert_subreg r1025, r1025
766 ///       = op r1025
767 void
768 SimpleRegisterCoalescing::RemoveDeadImpDef(unsigned Reg, LiveInterval &LI) {
769   for (MachineRegisterInfo::reg_iterator I = mri_->reg_begin(Reg),
770          E = mri_->reg_end(); I != E; ) {
771     MachineOperand &O = I.getOperand();
772     MachineInstr *DefMI = &*I;
773     ++I;
774     if (!O.isDef())
775       continue;
776     if (DefMI->getOpcode() != TargetInstrInfo::IMPLICIT_DEF)
777       continue;
778     if (!LI.liveBeforeAndAt(li_->getInstructionIndex(DefMI)))
779       continue;
780     li_->RemoveMachineInstrFromMaps(DefMI);
781     DefMI->eraseFromParent();
782   }
783 }
784
785 /// RemoveUnnecessaryKills - Remove kill markers that are no longer accurate
786 /// due to live range lengthening as the result of coalescing.
787 void SimpleRegisterCoalescing::RemoveUnnecessaryKills(unsigned Reg,
788                                                       LiveInterval &LI) {
789   for (MachineRegisterInfo::use_iterator UI = mri_->use_begin(Reg),
790          UE = mri_->use_end(); UI != UE; ++UI) {
791     MachineOperand &UseMO = UI.getOperand();
792     if (UseMO.isKill()) {
793       MachineInstr *UseMI = UseMO.getParent();
794       unsigned UseIdx = li_->getUseIndex(li_->getInstructionIndex(UseMI));
795       const LiveRange *UI = LI.getLiveRangeContaining(UseIdx);
796       if (!UI || !LI.isKill(UI->valno, UseIdx+1))
797         UseMO.setIsKill(false);
798     }
799   }
800 }
801
802 /// removeIntervalIfEmpty - Check if the live interval of a physical register
803 /// is empty, if so remove it and also remove the empty intervals of its
804 /// sub-registers. Return true if live interval is removed.
805 static bool removeIntervalIfEmpty(LiveInterval &li, LiveIntervals *li_,
806                                   const TargetRegisterInfo *tri_) {
807   if (li.empty()) {
808     if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(li.reg))
809       for (const unsigned* SR = tri_->getSubRegisters(li.reg); *SR; ++SR) {
810         if (!li_->hasInterval(*SR))
811           continue;
812         LiveInterval &sli = li_->getInterval(*SR);
813         if (sli.empty())
814           li_->removeInterval(*SR);
815       }
816     li_->removeInterval(li.reg);
817     return true;
818   }
819   return false;
820 }
821
822 /// ShortenDeadCopyLiveRange - Shorten a live range defined by a dead copy.
823 /// Return true if live interval is removed.
824 bool SimpleRegisterCoalescing::ShortenDeadCopyLiveRange(LiveInterval &li,
825                                                         MachineInstr *CopyMI) {
826   unsigned CopyIdx = li_->getInstructionIndex(CopyMI);
827   LiveInterval::iterator MLR =
828     li.FindLiveRangeContaining(li_->getDefIndex(CopyIdx));
829   if (MLR == li.end())
830     return false;  // Already removed by ShortenDeadCopySrcLiveRange.
831   unsigned RemoveStart = MLR->start;
832   unsigned RemoveEnd = MLR->end;
833   // Remove the liverange that's defined by this.
834   if (RemoveEnd == li_->getDefIndex(CopyIdx)+1) {
835     removeRange(li, RemoveStart, RemoveEnd, li_, tri_);
836     return removeIntervalIfEmpty(li, li_, tri_);
837   }
838   return false;
839 }
840
841 /// RemoveDeadDef - If a def of a live interval is now determined dead, remove
842 /// the val# it defines. If the live interval becomes empty, remove it as well.
843 bool SimpleRegisterCoalescing::RemoveDeadDef(LiveInterval &li,
844                                              MachineInstr *DefMI) {
845   unsigned DefIdx = li_->getDefIndex(li_->getInstructionIndex(DefMI));
846   LiveInterval::iterator MLR = li.FindLiveRangeContaining(DefIdx);
847   if (DefIdx != MLR->valno->def)
848     return false;
849   li.removeValNo(MLR->valno);
850   return removeIntervalIfEmpty(li, li_, tri_);
851 }
852
853 /// PropagateDeadness - Propagate the dead marker to the instruction which
854 /// defines the val#.
855 static void PropagateDeadness(LiveInterval &li, MachineInstr *CopyMI,
856                               unsigned &LRStart, LiveIntervals *li_,
857                               const TargetRegisterInfo* tri_) {
858   MachineInstr *DefMI =
859     li_->getInstructionFromIndex(li_->getDefIndex(LRStart));
860   if (DefMI && DefMI != CopyMI) {
861     int DeadIdx = DefMI->findRegisterDefOperandIdx(li.reg, false, tri_);
862     if (DeadIdx != -1) {
863       DefMI->getOperand(DeadIdx).setIsDead();
864       // A dead def should have a single cycle interval.
865       ++LRStart;
866     }
867   }
868 }
869
870 /// ShortenDeadCopySrcLiveRange - Shorten a live range as it's artificially
871 /// extended by a dead copy. Mark the last use (if any) of the val# as kill as
872 /// ends the live range there. If there isn't another use, then this live range
873 /// is dead. Return true if live interval is removed.
874 bool
875 SimpleRegisterCoalescing::ShortenDeadCopySrcLiveRange(LiveInterval &li,
876                                                       MachineInstr *CopyMI) {
877   unsigned CopyIdx = li_->getInstructionIndex(CopyMI);
878   if (CopyIdx == 0) {
879     // FIXME: special case: function live in. It can be a general case if the
880     // first instruction index starts at > 0 value.
881     assert(TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(li.reg));
882     // Live-in to the function but dead. Remove it from entry live-in set.
883     if (mf_->begin()->isLiveIn(li.reg))
884       mf_->begin()->removeLiveIn(li.reg);
885     const LiveRange *LR = li.getLiveRangeContaining(CopyIdx);
886     removeRange(li, LR->start, LR->end, li_, tri_);
887     return removeIntervalIfEmpty(li, li_, tri_);
888   }
889
890   LiveInterval::iterator LR = li.FindLiveRangeContaining(CopyIdx-1);
891   if (LR == li.end())
892     // Livein but defined by a phi.
893     return false;
894
895   unsigned RemoveStart = LR->start;
896   unsigned RemoveEnd = li_->getDefIndex(CopyIdx)+1;
897   if (LR->end > RemoveEnd)
898     // More uses past this copy? Nothing to do.
899     return false;
900
901   // If there is a last use in the same bb, we can't remove the live range.
902   // Shorten the live interval and return.
903   MachineBasicBlock *CopyMBB = CopyMI->getParent();
904   if (TrimLiveIntervalToLastUse(CopyIdx, CopyMBB, li, LR))
905     return false;
906
907   MachineBasicBlock *StartMBB = li_->getMBBFromIndex(RemoveStart);
908   if (!isSameOrFallThroughBB(StartMBB, CopyMBB, tii_))
909     // If the live range starts in another mbb and the copy mbb is not a fall
910     // through mbb, then we can only cut the range from the beginning of the
911     // copy mbb.
912     RemoveStart = li_->getMBBStartIdx(CopyMBB) + 1;
913
914   if (LR->valno->def == RemoveStart) {
915     // If the def MI defines the val# and this copy is the only kill of the
916     // val#, then propagate the dead marker.
917     if (li.isOnlyLROfValNo(LR)) {
918       PropagateDeadness(li, CopyMI, RemoveStart, li_, tri_);
919       ++numDeadValNo;
920     }
921     if (li.isKill(LR->valno, RemoveEnd))
922       li.removeKill(LR->valno, RemoveEnd);
923   }
924
925   removeRange(li, RemoveStart, RemoveEnd, li_, tri_);
926   return removeIntervalIfEmpty(li, li_, tri_);
927 }
928
929 /// CanCoalesceWithImpDef - Returns true if the specified copy instruction
930 /// from an implicit def to another register can be coalesced away.
931 bool SimpleRegisterCoalescing::CanCoalesceWithImpDef(MachineInstr *CopyMI,
932                                                      LiveInterval &li,
933                                                      LiveInterval &ImpLi) const{
934   if (!CopyMI->killsRegister(ImpLi.reg))
935     return false;
936   unsigned CopyIdx = li_->getDefIndex(li_->getInstructionIndex(CopyMI));
937   LiveInterval::iterator LR = li.FindLiveRangeContaining(CopyIdx);
938   if (LR == li.end())
939     return false;
940   if (LR->valno->hasPHIKill)
941     return false;
942   if (LR->valno->def != CopyIdx)
943     return false;
944   // Make sure all of val# uses are copies.
945   for (MachineRegisterInfo::use_iterator UI = mri_->use_begin(li.reg),
946          UE = mri_->use_end(); UI != UE;) {
947     MachineInstr *UseMI = &*UI;
948     ++UI;
949     if (JoinedCopies.count(UseMI))
950       continue;
951     unsigned UseIdx = li_->getUseIndex(li_->getInstructionIndex(UseMI));
952     LiveInterval::iterator ULR = li.FindLiveRangeContaining(UseIdx);
953     if (ULR == li.end() || ULR->valno != LR->valno)
954       continue;
955     // If the use is not a use, then it's not safe to coalesce the move.
956     unsigned SrcReg, DstReg, SrcSubIdx, DstSubIdx;
957     if (!tii_->isMoveInstr(*UseMI, SrcReg, DstReg, SrcSubIdx, DstSubIdx)) {
958       if (UseMI->getOpcode() == TargetInstrInfo::INSERT_SUBREG &&
959           UseMI->getOperand(1).getReg() == li.reg)
960         continue;
961       return false;
962     }
963   }
964   return true;
965 }
966
967
968 /// RemoveCopiesFromValNo - The specified value# is defined by an implicit
969 /// def and it is being removed. Turn all copies from this value# into
970 /// identity copies so they will be removed.
971 void SimpleRegisterCoalescing::RemoveCopiesFromValNo(LiveInterval &li,
972                                                      VNInfo *VNI) {
973   SmallVector<MachineInstr*, 4> ImpDefs;
974   MachineOperand *LastUse = NULL;
975   unsigned LastUseIdx = li_->getUseIndex(VNI->def);
976   for (MachineRegisterInfo::reg_iterator RI = mri_->reg_begin(li.reg),
977          RE = mri_->reg_end(); RI != RE;) {
978     MachineOperand *MO = &RI.getOperand();
979     MachineInstr *MI = &*RI;
980     ++RI;
981     if (MO->isDef()) {
982       if (MI->getOpcode() == TargetInstrInfo::IMPLICIT_DEF) {
983         ImpDefs.push_back(MI);
984       }
985       continue;
986     }
987     if (JoinedCopies.count(MI))
988       continue;
989     unsigned UseIdx = li_->getUseIndex(li_->getInstructionIndex(MI));
990     LiveInterval::iterator ULR = li.FindLiveRangeContaining(UseIdx);
991     if (ULR == li.end() || ULR->valno != VNI)
992       continue;
993     // If the use is a copy, turn it into an identity copy.
994     unsigned SrcReg, DstReg, SrcSubIdx, DstSubIdx;
995     if (tii_->isMoveInstr(*MI, SrcReg, DstReg, SrcSubIdx, DstSubIdx) &&
996         SrcReg == li.reg) {
997       // Each use MI may have multiple uses of this register. Change them all.
998       for (unsigned i = 0, e = MI->getNumOperands(); i != e; ++i) {
999         MachineOperand &MO = MI->getOperand(i);
1000         if (MO.isReg() && MO.getReg() == li.reg)
1001           MO.setReg(DstReg);
1002       }
1003       JoinedCopies.insert(MI);
1004     } else if (UseIdx > LastUseIdx) {
1005       LastUseIdx = UseIdx;
1006       LastUse = MO;
1007     }
1008   }
1009   if (LastUse) {
1010     LastUse->setIsKill();
1011     li.addKill(VNI, LastUseIdx+1);
1012   } else {
1013     // Remove dead implicit_def's.
1014     while (!ImpDefs.empty()) {
1015       MachineInstr *ImpDef = ImpDefs.back();
1016       ImpDefs.pop_back();
1017       li_->RemoveMachineInstrFromMaps(ImpDef);
1018       ImpDef->eraseFromParent();
1019     }
1020   }
1021 }
1022
1023 /// isWinToJoinVRWithSrcPhysReg - Return true if it's worth while to join a
1024 /// a virtual destination register with physical source register.
1025 bool
1026 SimpleRegisterCoalescing::isWinToJoinVRWithSrcPhysReg(MachineInstr *CopyMI,
1027                                                      MachineBasicBlock *CopyMBB,
1028                                                      LiveInterval &DstInt,
1029                                                      LiveInterval &SrcInt) {
1030   // If the virtual register live interval is long but it has low use desity,
1031   // do not join them, instead mark the physical register as its allocation
1032   // preference.
1033   const TargetRegisterClass *RC = mri_->getRegClass(DstInt.reg);
1034   unsigned Threshold = allocatableRCRegs_[RC].count() * 2;
1035   unsigned Length = li_->getApproximateInstructionCount(DstInt);
1036   if (Length > Threshold &&
1037       (((float)std::distance(mri_->use_begin(DstInt.reg),
1038                              mri_->use_end()) / Length) < (1.0 / Threshold)))
1039     return false;
1040
1041   // If the virtual register live interval extends into a loop, turn down
1042   // aggressiveness.
1043   unsigned CopyIdx = li_->getDefIndex(li_->getInstructionIndex(CopyMI));
1044   const MachineLoop *L = loopInfo->getLoopFor(CopyMBB);
1045   if (!L) {
1046     // Let's see if the virtual register live interval extends into the loop.
1047     LiveInterval::iterator DLR = DstInt.FindLiveRangeContaining(CopyIdx);
1048     assert(DLR != DstInt.end() && "Live range not found!");
1049     DLR = DstInt.FindLiveRangeContaining(DLR->end+1);
1050     if (DLR != DstInt.end()) {
1051       CopyMBB = li_->getMBBFromIndex(DLR->start);
1052       L = loopInfo->getLoopFor(CopyMBB);
1053     }
1054   }
1055
1056   if (!L || Length <= Threshold)
1057     return true;
1058
1059   unsigned UseIdx = li_->getUseIndex(CopyIdx);
1060   LiveInterval::iterator SLR = SrcInt.FindLiveRangeContaining(UseIdx);
1061   MachineBasicBlock *SMBB = li_->getMBBFromIndex(SLR->start);
1062   if (loopInfo->getLoopFor(SMBB) != L) {
1063     if (!loopInfo->isLoopHeader(CopyMBB))
1064       return false;
1065     // If vr's live interval extends pass the loop header, do not join.
1066     for (MachineBasicBlock::succ_iterator SI = CopyMBB->succ_begin(),
1067            SE = CopyMBB->succ_end(); SI != SE; ++SI) {
1068       MachineBasicBlock *SuccMBB = *SI;
1069       if (SuccMBB == CopyMBB)
1070         continue;
1071       if (DstInt.overlaps(li_->getMBBStartIdx(SuccMBB),
1072                           li_->getMBBEndIdx(SuccMBB)+1))
1073         return false;
1074     }
1075   }
1076   return true;
1077 }
1078
1079 /// isWinToJoinVRWithDstPhysReg - Return true if it's worth while to join a
1080 /// copy from a virtual source register to a physical destination register.
1081 bool
1082 SimpleRegisterCoalescing::isWinToJoinVRWithDstPhysReg(MachineInstr *CopyMI,
1083                                                      MachineBasicBlock *CopyMBB,
1084                                                      LiveInterval &DstInt,
1085                                                      LiveInterval &SrcInt) {
1086   // If the virtual register live interval is long but it has low use desity,
1087   // do not join them, instead mark the physical register as its allocation
1088   // preference.
1089   const TargetRegisterClass *RC = mri_->getRegClass(SrcInt.reg);
1090   unsigned Threshold = allocatableRCRegs_[RC].count() * 2;
1091   unsigned Length = li_->getApproximateInstructionCount(SrcInt);
1092   if (Length > Threshold &&
1093       (((float)std::distance(mri_->use_begin(SrcInt.reg),
1094                              mri_->use_end()) / Length) < (1.0 / Threshold)))
1095     return false;
1096
1097   if (SrcInt.empty())
1098     // Must be implicit_def.
1099     return false;
1100
1101   // If the virtual register live interval is defined or cross a loop, turn
1102   // down aggressiveness.
1103   unsigned CopyIdx = li_->getDefIndex(li_->getInstructionIndex(CopyMI));
1104   unsigned UseIdx = li_->getUseIndex(CopyIdx);
1105   LiveInterval::iterator SLR = SrcInt.FindLiveRangeContaining(UseIdx);
1106   assert(SLR != SrcInt.end() && "Live range not found!");
1107   SLR = SrcInt.FindLiveRangeContaining(SLR->start-1);
1108   if (SLR == SrcInt.end())
1109     return true;
1110   MachineBasicBlock *SMBB = li_->getMBBFromIndex(SLR->start);
1111   const MachineLoop *L = loopInfo->getLoopFor(SMBB);
1112
1113   if (!L || Length <= Threshold)
1114     return true;
1115
1116   if (loopInfo->getLoopFor(CopyMBB) != L) {
1117     if (SMBB != L->getLoopLatch())
1118       return false;
1119     // If vr's live interval is extended from before the loop latch, do not
1120     // join.
1121     for (MachineBasicBlock::pred_iterator PI = SMBB->pred_begin(),
1122            PE = SMBB->pred_end(); PI != PE; ++PI) {
1123       MachineBasicBlock *PredMBB = *PI;
1124       if (PredMBB == SMBB)
1125         continue;
1126       if (SrcInt.overlaps(li_->getMBBStartIdx(PredMBB),
1127                           li_->getMBBEndIdx(PredMBB)+1))
1128         return false;
1129     }
1130   }
1131   return true;
1132 }
1133
1134 /// isWinToJoinCrossClass - Return true if it's profitable to coalesce
1135 /// two virtual registers from different register classes.
1136 bool
1137 SimpleRegisterCoalescing::isWinToJoinCrossClass(unsigned LargeReg,
1138                                                 unsigned SmallReg,
1139                                                 unsigned Threshold) {
1140   // Then make sure the intervals are *short*.
1141   LiveInterval &LargeInt = li_->getInterval(LargeReg);
1142   LiveInterval &SmallInt = li_->getInterval(SmallReg);
1143   unsigned LargeSize = li_->getApproximateInstructionCount(LargeInt);
1144   unsigned SmallSize = li_->getApproximateInstructionCount(SmallInt);
1145   if (SmallSize > Threshold || LargeSize > Threshold)
1146     if ((float)std::distance(mri_->use_begin(SmallReg),
1147                              mri_->use_end()) / SmallSize <
1148         (float)std::distance(mri_->use_begin(LargeReg),
1149                              mri_->use_end()) / LargeSize)
1150       return false;
1151   return true;
1152 }
1153
1154 /// HasIncompatibleSubRegDefUse - If we are trying to coalesce a virtual
1155 /// register with a physical register, check if any of the virtual register
1156 /// operand is a sub-register use or def. If so, make sure it won't result
1157 /// in an illegal extract_subreg or insert_subreg instruction. e.g.
1158 /// vr1024 = extract_subreg vr1025, 1
1159 /// ...
1160 /// vr1024 = mov8rr AH
1161 /// If vr1024 is coalesced with AH, the extract_subreg is now illegal since
1162 /// AH does not have a super-reg whose sub-register 1 is AH.
1163 bool
1164 SimpleRegisterCoalescing::HasIncompatibleSubRegDefUse(MachineInstr *CopyMI,
1165                                                       unsigned VirtReg,
1166                                                       unsigned PhysReg) {
1167   for (MachineRegisterInfo::reg_iterator I = mri_->reg_begin(VirtReg),
1168          E = mri_->reg_end(); I != E; ++I) {
1169     MachineOperand &O = I.getOperand();
1170     MachineInstr *MI = &*I;
1171     if (MI == CopyMI || JoinedCopies.count(MI))
1172       continue;
1173     unsigned SubIdx = O.getSubReg();
1174     if (SubIdx && !tri_->getSubReg(PhysReg, SubIdx))
1175       return true;
1176     if (MI->getOpcode() == TargetInstrInfo::EXTRACT_SUBREG) {
1177       SubIdx = MI->getOperand(2).getImm();
1178       if (O.isUse() && !tri_->getSubReg(PhysReg, SubIdx))
1179         return true;
1180       if (O.isDef()) {
1181         unsigned SrcReg = MI->getOperand(1).getReg();
1182         const TargetRegisterClass *RC =
1183           TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(SrcReg)
1184           ? tri_->getPhysicalRegisterRegClass(SrcReg)
1185           : mri_->getRegClass(SrcReg);
1186         if (!tri_->getMatchingSuperReg(PhysReg, SubIdx, RC))
1187           return true;
1188       }
1189     }
1190     if (MI->getOpcode() == TargetInstrInfo::INSERT_SUBREG ||
1191         MI->getOpcode() == TargetInstrInfo::SUBREG_TO_REG) {
1192       SubIdx = MI->getOperand(3).getImm();
1193       if (VirtReg == MI->getOperand(0).getReg()) {
1194         if (!tri_->getSubReg(PhysReg, SubIdx))
1195           return true;
1196       } else {
1197         unsigned DstReg = MI->getOperand(0).getReg();
1198         const TargetRegisterClass *RC =
1199           TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(DstReg)
1200           ? tri_->getPhysicalRegisterRegClass(DstReg)
1201           : mri_->getRegClass(DstReg);
1202         if (!tri_->getMatchingSuperReg(PhysReg, SubIdx, RC))
1203           return true;
1204       }
1205     }
1206   }
1207   return false;
1208 }
1209
1210
1211 /// CanJoinExtractSubRegToPhysReg - Return true if it's possible to coalesce
1212 /// an extract_subreg where dst is a physical register, e.g.
1213 /// cl = EXTRACT_SUBREG reg1024, 1
1214 bool
1215 SimpleRegisterCoalescing::CanJoinExtractSubRegToPhysReg(unsigned DstReg,
1216                                                unsigned SrcReg, unsigned SubIdx,
1217                                                unsigned &RealDstReg) {
1218   const TargetRegisterClass *RC = mri_->getRegClass(SrcReg);
1219   RealDstReg = tri_->getMatchingSuperReg(DstReg, SubIdx, RC);
1220   assert(RealDstReg && "Invalid extract_subreg instruction!");
1221
1222   // For this type of EXTRACT_SUBREG, conservatively
1223   // check if the live interval of the source register interfere with the
1224   // actual super physical register we are trying to coalesce with.
1225   LiveInterval &RHS = li_->getInterval(SrcReg);
1226   if (li_->hasInterval(RealDstReg) &&
1227       RHS.overlaps(li_->getInterval(RealDstReg))) {
1228     DOUT << "Interfere with register ";
1229     DEBUG(li_->getInterval(RealDstReg).print(DOUT, tri_));
1230     return false; // Not coalescable
1231   }
1232   for (const unsigned* SR = tri_->getSubRegisters(RealDstReg); *SR; ++SR)
1233     if (li_->hasInterval(*SR) && RHS.overlaps(li_->getInterval(*SR))) {
1234       DOUT << "Interfere with sub-register ";
1235       DEBUG(li_->getInterval(*SR).print(DOUT, tri_));
1236       return false; // Not coalescable
1237     }
1238   return true;
1239 }
1240
1241 /// CanJoinInsertSubRegToPhysReg - Return true if it's possible to coalesce
1242 /// an insert_subreg where src is a physical register, e.g.
1243 /// reg1024 = INSERT_SUBREG reg1024, c1, 0
1244 bool
1245 SimpleRegisterCoalescing::CanJoinInsertSubRegToPhysReg(unsigned DstReg,
1246                                                unsigned SrcReg, unsigned SubIdx,
1247                                                unsigned &RealSrcReg) {
1248   const TargetRegisterClass *RC = mri_->getRegClass(DstReg);
1249   RealSrcReg = tri_->getMatchingSuperReg(SrcReg, SubIdx, RC);
1250   assert(RealSrcReg && "Invalid extract_subreg instruction!");
1251
1252   LiveInterval &RHS = li_->getInterval(DstReg);
1253   if (li_->hasInterval(RealSrcReg) &&
1254       RHS.overlaps(li_->getInterval(RealSrcReg))) {
1255     DOUT << "Interfere with register ";
1256     DEBUG(li_->getInterval(RealSrcReg).print(DOUT, tri_));
1257     return false; // Not coalescable
1258   }
1259   for (const unsigned* SR = tri_->getSubRegisters(RealSrcReg); *SR; ++SR)
1260     if (li_->hasInterval(*SR) && RHS.overlaps(li_->getInterval(*SR))) {
1261       DOUT << "Interfere with sub-register ";
1262       DEBUG(li_->getInterval(*SR).print(DOUT, tri_));
1263       return false; // Not coalescable
1264     }
1265   return true;
1266 }
1267
1268 /// getRegAllocPreference - Return register allocation preference register.
1269 ///
1270 static unsigned getRegAllocPreference(unsigned Reg, MachineFunction &MF,
1271                                       MachineRegisterInfo *MRI,
1272                                       const TargetRegisterInfo *TRI) {
1273   if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(Reg))
1274     return 0;
1275   std::pair<unsigned, unsigned> Hint = MRI->getRegAllocationHint(Reg);
1276   return TRI->ResolveRegAllocHint(Hint.first, Hint.second, MF);
1277 }
1278
1279 /// JoinCopy - Attempt to join intervals corresponding to SrcReg/DstReg,
1280 /// which are the src/dst of the copy instruction CopyMI.  This returns true
1281 /// if the copy was successfully coalesced away. If it is not currently
1282 /// possible to coalesce this interval, but it may be possible if other
1283 /// things get coalesced, then it returns true by reference in 'Again'.
1284 bool SimpleRegisterCoalescing::JoinCopy(CopyRec &TheCopy, bool &Again) {
1285   MachineInstr *CopyMI = TheCopy.MI;
1286
1287   Again = false;
1288   if (JoinedCopies.count(CopyMI) || ReMatCopies.count(CopyMI))
1289     return false; // Already done.
1290
1291   DOUT << li_->getInstructionIndex(CopyMI) << '\t' << *CopyMI;
1292
1293   unsigned SrcReg, DstReg, SrcSubIdx = 0, DstSubIdx = 0;
1294   bool isExtSubReg = CopyMI->getOpcode() == TargetInstrInfo::EXTRACT_SUBREG;
1295   bool isInsSubReg = CopyMI->getOpcode() == TargetInstrInfo::INSERT_SUBREG;
1296   bool isSubRegToReg = CopyMI->getOpcode() == TargetInstrInfo::SUBREG_TO_REG;
1297   unsigned SubIdx = 0;
1298   if (isExtSubReg) {
1299     DstReg    = CopyMI->getOperand(0).getReg();
1300     DstSubIdx = CopyMI->getOperand(0).getSubReg();
1301     SrcReg    = CopyMI->getOperand(1).getReg();
1302     SrcSubIdx = CopyMI->getOperand(2).getImm();
1303   } else if (isInsSubReg || isSubRegToReg) {
1304     if (CopyMI->getOperand(2).getSubReg()) {
1305       DOUT << "\tSource of insert_subreg is already coalesced "
1306            << "to another register.\n";
1307       return false;  // Not coalescable.
1308     }
1309     DstReg    = CopyMI->getOperand(0).getReg();
1310     DstSubIdx = CopyMI->getOperand(3).getImm();
1311     SrcReg    = CopyMI->getOperand(2).getReg();
1312   } else if (!tii_->isMoveInstr(*CopyMI, SrcReg, DstReg, SrcSubIdx, DstSubIdx)){
1313     assert(0 && "Unrecognized copy instruction!");
1314     return false;
1315   }
1316
1317   // If they are already joined we continue.
1318   if (SrcReg == DstReg) {
1319     DOUT << "\tCopy already coalesced.\n";
1320     return false;  // Not coalescable.
1321   }
1322   
1323   bool SrcIsPhys = TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(SrcReg);
1324   bool DstIsPhys = TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(DstReg);
1325
1326   // If they are both physical registers, we cannot join them.
1327   if (SrcIsPhys && DstIsPhys) {
1328     DOUT << "\tCan not coalesce physregs.\n";
1329     return false;  // Not coalescable.
1330   }
1331   
1332   // We only join virtual registers with allocatable physical registers.
1333   if (SrcIsPhys && !allocatableRegs_[SrcReg]) {
1334     DOUT << "\tSrc reg is unallocatable physreg.\n";
1335     return false;  // Not coalescable.
1336   }
1337   if (DstIsPhys && !allocatableRegs_[DstReg]) {
1338     DOUT << "\tDst reg is unallocatable physreg.\n";
1339     return false;  // Not coalescable.
1340   }
1341
1342   // Check that a physical source register is compatible with dst regclass
1343   if (SrcIsPhys) {
1344     unsigned SrcSubReg = SrcSubIdx ?
1345       tri_->getSubReg(SrcReg, SrcSubIdx) : SrcReg;
1346     const TargetRegisterClass *DstRC = mri_->getRegClass(DstReg);
1347     const TargetRegisterClass *DstSubRC = DstRC;
1348     if (DstSubIdx)
1349       DstSubRC = DstRC->getSubRegisterRegClass(DstSubIdx);
1350     assert(DstSubRC && "Illegal subregister index");
1351     if (!DstSubRC->contains(SrcSubReg)) {
1352       DOUT << "\tIncompatible destination regclass: "
1353            << tri_->getName(SrcSubReg) << " not in " << DstSubRC->getName()
1354            << ".\n";
1355       return false;             // Not coalescable.
1356     }
1357   }
1358
1359   // Check that a physical dst register is compatible with source regclass
1360   if (DstIsPhys) {
1361     unsigned DstSubReg = DstSubIdx ?
1362       tri_->getSubReg(DstReg, DstSubIdx) : DstReg;
1363     const TargetRegisterClass *SrcRC = mri_->getRegClass(SrcReg);
1364     const TargetRegisterClass *SrcSubRC = SrcRC;
1365     if (SrcSubIdx)
1366       SrcSubRC = SrcRC->getSubRegisterRegClass(SrcSubIdx);
1367     assert(SrcSubRC && "Illegal subregister index");
1368     if (!SrcSubRC->contains(DstReg)) {
1369       DOUT << "\tIncompatible source regclass: "
1370            << tri_->getName(DstSubReg) << " not in " << SrcSubRC->getName()
1371            << ".\n";
1372       return false;             // Not coalescable.
1373     }
1374   }
1375
1376   // Should be non-null only when coalescing to a sub-register class.
1377   bool CrossRC = false;
1378   const TargetRegisterClass *NewRC = NULL;
1379   MachineBasicBlock *CopyMBB = CopyMI->getParent();
1380   unsigned RealDstReg = 0;
1381   unsigned RealSrcReg = 0;
1382   if (isExtSubReg || isInsSubReg || isSubRegToReg) {
1383     SubIdx = CopyMI->getOperand(isExtSubReg ? 2 : 3).getImm();
1384     if (SrcIsPhys && isExtSubReg) {
1385       // r1024 = EXTRACT_SUBREG EAX, 0 then r1024 is really going to be
1386       // coalesced with AX.
1387       unsigned DstSubIdx = CopyMI->getOperand(0).getSubReg();
1388       if (DstSubIdx) {
1389         // r1024<2> = EXTRACT_SUBREG EAX, 2. Then r1024 has already been
1390         // coalesced to a larger register so the subreg indices cancel out.
1391         if (DstSubIdx != SubIdx) {
1392           DOUT << "\t Sub-register indices mismatch.\n";
1393           return false; // Not coalescable.
1394         }
1395       } else
1396         SrcReg = tri_->getSubReg(SrcReg, SubIdx);
1397       SubIdx = 0;
1398     } else if (DstIsPhys && (isInsSubReg || isSubRegToReg)) {
1399       // EAX = INSERT_SUBREG EAX, r1024, 0
1400       unsigned SrcSubIdx = CopyMI->getOperand(2).getSubReg();
1401       if (SrcSubIdx) {
1402         // EAX = INSERT_SUBREG EAX, r1024<2>, 2 Then r1024 has already been
1403         // coalesced to a larger register so the subreg indices cancel out.
1404         if (SrcSubIdx != SubIdx) {
1405           DOUT << "\t Sub-register indices mismatch.\n";
1406           return false; // Not coalescable.
1407         }
1408       } else
1409         DstReg = tri_->getSubReg(DstReg, SubIdx);
1410       SubIdx = 0;
1411     } else if ((DstIsPhys && isExtSubReg) ||
1412                (SrcIsPhys && (isInsSubReg || isSubRegToReg))) {
1413       if (!isSubRegToReg && CopyMI->getOperand(1).getSubReg()) {
1414         DOUT << "\tSrc of extract_subreg already coalesced with reg"
1415              << " of a super-class.\n";
1416         return false; // Not coalescable.
1417       }
1418
1419       if (isExtSubReg) {
1420         if (!CanJoinExtractSubRegToPhysReg(DstReg, SrcReg, SubIdx, RealDstReg))
1421           return false; // Not coalescable
1422       } else {
1423         if (!CanJoinInsertSubRegToPhysReg(DstReg, SrcReg, SubIdx, RealSrcReg))
1424           return false; // Not coalescable
1425       }
1426       SubIdx = 0;
1427     } else {
1428       unsigned OldSubIdx = isExtSubReg ? CopyMI->getOperand(0).getSubReg()
1429         : CopyMI->getOperand(2).getSubReg();
1430       if (OldSubIdx) {
1431         if (OldSubIdx == SubIdx && !differingRegisterClasses(SrcReg, DstReg))
1432           // r1024<2> = EXTRACT_SUBREG r1025, 2. Then r1024 has already been
1433           // coalesced to a larger register so the subreg indices cancel out.
1434           // Also check if the other larger register is of the same register
1435           // class as the would be resulting register.
1436           SubIdx = 0;
1437         else {
1438           DOUT << "\t Sub-register indices mismatch.\n";
1439           return false; // Not coalescable.
1440         }
1441       }
1442       if (SubIdx) {
1443         unsigned LargeReg = isExtSubReg ? SrcReg : DstReg;
1444         unsigned SmallReg = isExtSubReg ? DstReg : SrcReg;
1445         unsigned Limit= allocatableRCRegs_[mri_->getRegClass(SmallReg)].count();
1446         if (!isWinToJoinCrossClass(LargeReg, SmallReg, Limit)) {
1447           Again = true;  // May be possible to coalesce later.
1448           return false;
1449         }
1450       }
1451     }
1452   } else if (differingRegisterClasses(SrcReg, DstReg)) {
1453     if (!CrossClassJoin)
1454       return false;
1455     CrossRC = true;
1456
1457     // FIXME: What if the result of a EXTRACT_SUBREG is then coalesced
1458     // with another? If it's the resulting destination register, then
1459     // the subidx must be propagated to uses (but only those defined
1460     // by the EXTRACT_SUBREG). If it's being coalesced into another
1461     // register, it should be safe because register is assumed to have
1462     // the register class of the super-register.
1463
1464     // Process moves where one of the registers have a sub-register index.
1465     MachineOperand *DstMO = CopyMI->findRegisterDefOperand(DstReg);
1466     MachineOperand *SrcMO = CopyMI->findRegisterUseOperand(SrcReg);
1467     SubIdx = DstMO->getSubReg();
1468     if (SubIdx) {
1469       if (SrcMO->getSubReg())
1470         // FIXME: can we handle this?
1471         return false;
1472       // This is not an insert_subreg but it looks like one.
1473       // e.g. %reg1024:4 = MOV32rr %EAX
1474       isInsSubReg = true;
1475       if (SrcIsPhys) {
1476         if (!CanJoinInsertSubRegToPhysReg(DstReg, SrcReg, SubIdx, RealSrcReg))
1477           return false; // Not coalescable
1478         SubIdx = 0;
1479       }
1480     } else {
1481       SubIdx = SrcMO->getSubReg();
1482       if (SubIdx) {
1483         // This is not a extract_subreg but it looks like one.
1484         // e.g. %cl = MOV16rr %reg1024:1
1485         isExtSubReg = true;
1486         if (DstIsPhys) {
1487           if (!CanJoinExtractSubRegToPhysReg(DstReg, SrcReg, SubIdx,RealDstReg))
1488             return false; // Not coalescable
1489           SubIdx = 0;
1490         }
1491       }
1492     }
1493
1494     const TargetRegisterClass *SrcRC= SrcIsPhys ? 0 : mri_->getRegClass(SrcReg);
1495     const TargetRegisterClass *DstRC= DstIsPhys ? 0 : mri_->getRegClass(DstReg);
1496     unsigned LargeReg = SrcReg;
1497     unsigned SmallReg = DstReg;
1498     unsigned Limit = 0;
1499
1500     // Now determine the register class of the joined register.
1501     if (isExtSubReg) {
1502       if (SubIdx && DstRC && DstRC->isASubClass()) {
1503         // This is a move to a sub-register class. However, the source is a
1504         // sub-register of a larger register class. We don't know what should
1505         // the register class be. FIXME.
1506         Again = true;
1507         return false;
1508       }
1509       Limit = allocatableRCRegs_[DstRC].count();
1510     } else if (!SrcIsPhys && !DstIsPhys) {
1511       NewRC = getCommonSubClass(SrcRC, DstRC);
1512       if (!NewRC) {
1513         DOUT << "\tDisjoint regclasses: "
1514              << SrcRC->getName() << ", "
1515              << DstRC->getName() << ".\n";
1516         return false;           // Not coalescable.
1517       }
1518       if (DstRC->getSize() > SrcRC->getSize())
1519         std::swap(LargeReg, SmallReg);
1520     }
1521
1522     // If we are joining two virtual registers and the resulting register
1523     // class is more restrictive (fewer register, smaller size). Check if it's
1524     // worth doing the merge.
1525     if (!SrcIsPhys && !DstIsPhys &&
1526         (isExtSubReg || DstRC->isASubClass()) &&
1527         !isWinToJoinCrossClass(LargeReg, SmallReg,
1528                                allocatableRCRegs_[NewRC].count())) {
1529       DOUT << "\tSrc/Dest are different register classes.\n";
1530       // Allow the coalescer to try again in case either side gets coalesced to
1531       // a physical register that's compatible with the other side. e.g.
1532       // r1024 = MOV32to32_ r1025
1533       // But later r1024 is assigned EAX then r1025 may be coalesced with EAX.
1534       Again = true;  // May be possible to coalesce later.
1535       return false;
1536     }
1537   }
1538
1539   // Will it create illegal extract_subreg / insert_subreg?
1540   if (SrcIsPhys && HasIncompatibleSubRegDefUse(CopyMI, DstReg, SrcReg))
1541     return false;
1542   if (DstIsPhys && HasIncompatibleSubRegDefUse(CopyMI, SrcReg, DstReg))
1543     return false;
1544   
1545   LiveInterval &SrcInt = li_->getInterval(SrcReg);
1546   LiveInterval &DstInt = li_->getInterval(DstReg);
1547   assert(SrcInt.reg == SrcReg && DstInt.reg == DstReg &&
1548          "Register mapping is horribly broken!");
1549
1550   DOUT << "\t\tInspecting "; SrcInt.print(DOUT, tri_);
1551   DOUT << " and "; DstInt.print(DOUT, tri_);
1552   DOUT << ": ";
1553
1554   // Save a copy of the virtual register live interval. We'll manually
1555   // merge this into the "real" physical register live interval this is
1556   // coalesced with.
1557   LiveInterval *SavedLI = 0;
1558   if (RealDstReg)
1559     SavedLI = li_->dupInterval(&SrcInt);
1560   else if (RealSrcReg)
1561     SavedLI = li_->dupInterval(&DstInt);
1562
1563   // Check if it is necessary to propagate "isDead" property.
1564   if (!isExtSubReg && !isInsSubReg && !isSubRegToReg) {
1565     MachineOperand *mopd = CopyMI->findRegisterDefOperand(DstReg, false);
1566     bool isDead = mopd->isDead();
1567
1568     // We need to be careful about coalescing a source physical register with a
1569     // virtual register. Once the coalescing is done, it cannot be broken and
1570     // these are not spillable! If the destination interval uses are far away,
1571     // think twice about coalescing them!
1572     if (!isDead && (SrcIsPhys || DstIsPhys)) {
1573       // If the copy is in a loop, take care not to coalesce aggressively if the
1574       // src is coming in from outside the loop (or the dst is out of the loop).
1575       // If it's not in a loop, then determine whether to join them base purely
1576       // by the length of the interval.
1577       if (PhysJoinTweak) {
1578         if (SrcIsPhys) {
1579           if (!isWinToJoinVRWithSrcPhysReg(CopyMI, CopyMBB, DstInt, SrcInt)) {
1580             mri_->setRegAllocationHint(DstInt.reg, 0, SrcReg);
1581             ++numAborts;
1582             DOUT << "\tMay tie down a physical register, abort!\n";
1583             Again = true;  // May be possible to coalesce later.
1584             return false;
1585           }
1586         } else {
1587           if (!isWinToJoinVRWithDstPhysReg(CopyMI, CopyMBB, DstInt, SrcInt)) {
1588             mri_->setRegAllocationHint(SrcInt.reg, 0, DstReg);
1589             ++numAborts;
1590             DOUT << "\tMay tie down a physical register, abort!\n";
1591             Again = true;  // May be possible to coalesce later.
1592             return false;
1593           }
1594         }
1595       } else {
1596         // If the virtual register live interval is long but it has low use desity,
1597         // do not join them, instead mark the physical register as its allocation
1598         // preference.
1599         LiveInterval &JoinVInt = SrcIsPhys ? DstInt : SrcInt;
1600         unsigned JoinVReg = SrcIsPhys ? DstReg : SrcReg;
1601         unsigned JoinPReg = SrcIsPhys ? SrcReg : DstReg;
1602         const TargetRegisterClass *RC = mri_->getRegClass(JoinVReg);
1603         unsigned Threshold = allocatableRCRegs_[RC].count() * 2;
1604         if (TheCopy.isBackEdge)
1605           Threshold *= 2; // Favors back edge copies.
1606
1607         unsigned Length = li_->getApproximateInstructionCount(JoinVInt);
1608         float Ratio = 1.0 / Threshold;
1609         if (Length > Threshold &&
1610             (((float)std::distance(mri_->use_begin(JoinVReg),
1611                                    mri_->use_end()) / Length) < Ratio)) {
1612           mri_->setRegAllocationHint(JoinVInt.reg, 0, JoinPReg);
1613           ++numAborts;
1614           DOUT << "\tMay tie down a physical register, abort!\n";
1615           Again = true;  // May be possible to coalesce later.
1616           return false;
1617         }
1618       }
1619     }
1620   }
1621
1622   // Okay, attempt to join these two intervals.  On failure, this returns false.
1623   // Otherwise, if one of the intervals being joined is a physreg, this method
1624   // always canonicalizes DstInt to be it.  The output "SrcInt" will not have
1625   // been modified, so we can use this information below to update aliases.
1626   bool Swapped = false;
1627   // If SrcInt is implicitly defined, it's safe to coalesce.
1628   bool isEmpty = SrcInt.empty();
1629   if (isEmpty && !CanCoalesceWithImpDef(CopyMI, DstInt, SrcInt)) {
1630     // Only coalesce an empty interval (defined by implicit_def) with
1631     // another interval which has a valno defined by the CopyMI and the CopyMI
1632     // is a kill of the implicit def.
1633     DOUT << "Not profitable!\n";
1634     return false;
1635   }
1636
1637   if (!isEmpty && !JoinIntervals(DstInt, SrcInt, Swapped)) {
1638     // Coalescing failed.
1639
1640     // If definition of source is defined by trivial computation, try
1641     // rematerializing it.
1642     if (!isExtSubReg && !isInsSubReg && !isSubRegToReg &&
1643         ReMaterializeTrivialDef(SrcInt, DstInt.reg, CopyMI))
1644       return true;
1645     
1646     // If we can eliminate the copy without merging the live ranges, do so now.
1647     if (!isExtSubReg && !isInsSubReg && !isSubRegToReg &&
1648         (AdjustCopiesBackFrom(SrcInt, DstInt, CopyMI) ||
1649          RemoveCopyByCommutingDef(SrcInt, DstInt, CopyMI))) {
1650       JoinedCopies.insert(CopyMI);
1651       return true;
1652     }
1653     
1654     // Otherwise, we are unable to join the intervals.
1655     DOUT << "Interference!\n";
1656     Again = true;  // May be possible to coalesce later.
1657     return false;
1658   }
1659
1660   LiveInterval *ResSrcInt = &SrcInt;
1661   LiveInterval *ResDstInt = &DstInt;
1662   if (Swapped) {
1663     std::swap(SrcReg, DstReg);
1664     std::swap(ResSrcInt, ResDstInt);
1665   }
1666   assert(TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(SrcReg) &&
1667          "LiveInterval::join didn't work right!");
1668                                
1669   // If we're about to merge live ranges into a physical register live interval,
1670   // we have to update any aliased register's live ranges to indicate that they
1671   // have clobbered values for this range.
1672   if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(DstReg)) {
1673     // If this is a extract_subreg where dst is a physical register, e.g.
1674     // cl = EXTRACT_SUBREG reg1024, 1
1675     // then create and update the actual physical register allocated to RHS.
1676     if (RealDstReg || RealSrcReg) {
1677       LiveInterval &RealInt =
1678         li_->getOrCreateInterval(RealDstReg ? RealDstReg : RealSrcReg);
1679       for (LiveInterval::const_vni_iterator I = SavedLI->vni_begin(),
1680              E = SavedLI->vni_end(); I != E; ++I) {
1681         const VNInfo *ValNo = *I;
1682         VNInfo *NewValNo = RealInt.getNextValue(ValNo->def, ValNo->copy,
1683                                                 li_->getVNInfoAllocator());
1684         NewValNo->hasPHIKill = ValNo->hasPHIKill;
1685         NewValNo->redefByEC = ValNo->redefByEC;
1686         RealInt.addKills(NewValNo, ValNo->kills);
1687         RealInt.MergeValueInAsValue(*SavedLI, ValNo, NewValNo);
1688       }
1689       RealInt.weight += SavedLI->weight;      
1690       DstReg = RealDstReg ? RealDstReg : RealSrcReg;
1691     }
1692
1693     // Update the liveintervals of sub-registers.
1694     for (const unsigned *AS = tri_->getSubRegisters(DstReg); *AS; ++AS)
1695       li_->getOrCreateInterval(*AS).MergeInClobberRanges(*ResSrcInt,
1696                                                  li_->getVNInfoAllocator());
1697   }
1698
1699   // If this is a EXTRACT_SUBREG, make sure the result of coalescing is the
1700   // larger super-register.
1701   if ((isExtSubReg || isInsSubReg || isSubRegToReg) &&
1702       !SrcIsPhys && !DstIsPhys) {
1703     if ((isExtSubReg && !Swapped) ||
1704         ((isInsSubReg || isSubRegToReg) && Swapped)) {
1705       ResSrcInt->Copy(*ResDstInt, mri_, li_->getVNInfoAllocator());
1706       std::swap(SrcReg, DstReg);
1707       std::swap(ResSrcInt, ResDstInt);
1708     }
1709   }
1710
1711   // Coalescing to a virtual register that is of a sub-register class of the
1712   // other. Make sure the resulting register is set to the right register class.
1713   if (CrossRC) {
1714       ++numCrossRCs;
1715     if (NewRC)
1716       mri_->setRegClass(DstReg, NewRC);
1717   }
1718
1719   if (NewHeuristic) {
1720     // Add all copies that define val# in the source interval into the queue.
1721     for (LiveInterval::const_vni_iterator i = ResSrcInt->vni_begin(),
1722            e = ResSrcInt->vni_end(); i != e; ++i) {
1723       const VNInfo *vni = *i;
1724       if (!vni->def || vni->def == ~1U || vni->def == ~0U)
1725         continue;
1726       MachineInstr *CopyMI = li_->getInstructionFromIndex(vni->def);
1727       unsigned NewSrcReg, NewDstReg, NewSrcSubIdx, NewDstSubIdx;
1728       if (CopyMI &&
1729           JoinedCopies.count(CopyMI) == 0 &&
1730           tii_->isMoveInstr(*CopyMI, NewSrcReg, NewDstReg,
1731                             NewSrcSubIdx, NewDstSubIdx)) {
1732         unsigned LoopDepth = loopInfo->getLoopDepth(CopyMBB);
1733         JoinQueue->push(CopyRec(CopyMI, LoopDepth,
1734                                 isBackEdgeCopy(CopyMI, DstReg)));
1735       }
1736     }
1737   }
1738
1739   // Remember to delete the copy instruction.
1740   JoinedCopies.insert(CopyMI);
1741
1742   // Some live range has been lengthened due to colaescing, eliminate the
1743   // unnecessary kills.
1744   RemoveUnnecessaryKills(SrcReg, *ResDstInt);
1745   if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(DstReg))
1746     RemoveUnnecessaryKills(DstReg, *ResDstInt);
1747
1748   if (isInsSubReg)
1749     // Avoid:
1750     // r1024 = op
1751     // r1024 = implicit_def
1752     // ...
1753     //       = r1024
1754     RemoveDeadImpDef(DstReg, *ResDstInt);
1755   UpdateRegDefsUses(SrcReg, DstReg, SubIdx);
1756
1757   // SrcReg is guarateed to be the register whose live interval that is
1758   // being merged.
1759   li_->removeInterval(SrcReg);
1760
1761   // Manually deleted the live interval copy.
1762   if (SavedLI) {
1763     SavedLI->clear();
1764     delete SavedLI;
1765   }
1766
1767   if (isEmpty) {
1768     // Now the copy is being coalesced away, the val# previously defined
1769     // by the copy is being defined by an IMPLICIT_DEF which defines a zero
1770     // length interval. Remove the val#.
1771     unsigned CopyIdx = li_->getDefIndex(li_->getInstructionIndex(CopyMI));
1772     const LiveRange *LR = ResDstInt->getLiveRangeContaining(CopyIdx);
1773     VNInfo *ImpVal = LR->valno;
1774     assert(ImpVal->def == CopyIdx);
1775     unsigned NextDef = LR->end;
1776     RemoveCopiesFromValNo(*ResDstInt, ImpVal);
1777     ResDstInt->removeValNo(ImpVal);
1778     LR = ResDstInt->FindLiveRangeContaining(NextDef);
1779     if (LR != ResDstInt->end() && LR->valno->def == NextDef) {
1780       // Special case: vr1024 = implicit_def
1781       //               vr1024 = insert_subreg vr1024, vr1025, c
1782       // The insert_subreg becomes a "copy" that defines a val# which can itself
1783       // be coalesced away.
1784       MachineInstr *DefMI = li_->getInstructionFromIndex(NextDef);
1785       if (DefMI->getOpcode() == TargetInstrInfo::INSERT_SUBREG)
1786         LR->valno->copy = DefMI;
1787     }
1788   }
1789
1790   // If resulting interval has a preference that no longer fits because of subreg
1791   // coalescing, just clear the preference.
1792   unsigned Preference = getRegAllocPreference(ResDstInt->reg, *mf_, mri_, tri_);
1793   if (Preference && (isExtSubReg || isInsSubReg || isSubRegToReg) &&
1794       TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(ResDstInt->reg)) {
1795     const TargetRegisterClass *RC = mri_->getRegClass(ResDstInt->reg);
1796     if (!RC->contains(Preference))
1797       mri_->setRegAllocationHint(ResDstInt->reg, 0, 0);
1798   }
1799
1800   DOUT << "\n\t\tJoined.  Result = "; ResDstInt->print(DOUT, tri_);
1801   DOUT << "\n";
1802
1803   ++numJoins;
1804   return true;
1805 }
1806
1807 /// ComputeUltimateVN - Assuming we are going to join two live intervals,
1808 /// compute what the resultant value numbers for each value in the input two
1809 /// ranges will be.  This is complicated by copies between the two which can
1810 /// and will commonly cause multiple value numbers to be merged into one.
1811 ///
1812 /// VN is the value number that we're trying to resolve.  InstDefiningValue
1813 /// keeps track of the new InstDefiningValue assignment for the result
1814 /// LiveInterval.  ThisFromOther/OtherFromThis are sets that keep track of
1815 /// whether a value in this or other is a copy from the opposite set.
1816 /// ThisValNoAssignments/OtherValNoAssignments keep track of value #'s that have
1817 /// already been assigned.
1818 ///
1819 /// ThisFromOther[x] - If x is defined as a copy from the other interval, this
1820 /// contains the value number the copy is from.
1821 ///
1822 static unsigned ComputeUltimateVN(VNInfo *VNI,
1823                                   SmallVector<VNInfo*, 16> &NewVNInfo,
1824                                   DenseMap<VNInfo*, VNInfo*> &ThisFromOther,
1825                                   DenseMap<VNInfo*, VNInfo*> &OtherFromThis,
1826                                   SmallVector<int, 16> &ThisValNoAssignments,
1827                                   SmallVector<int, 16> &OtherValNoAssignments) {
1828   unsigned VN = VNI->id;
1829
1830   // If the VN has already been computed, just return it.
1831   if (ThisValNoAssignments[VN] >= 0)
1832     return ThisValNoAssignments[VN];
1833 //  assert(ThisValNoAssignments[VN] != -2 && "Cyclic case?");
1834
1835   // If this val is not a copy from the other val, then it must be a new value
1836   // number in the destination.
1837   DenseMap<VNInfo*, VNInfo*>::iterator I = ThisFromOther.find(VNI);
1838   if (I == ThisFromOther.end()) {
1839     NewVNInfo.push_back(VNI);
1840     return ThisValNoAssignments[VN] = NewVNInfo.size()-1;
1841   }
1842   VNInfo *OtherValNo = I->second;
1843
1844   // Otherwise, this *is* a copy from the RHS.  If the other side has already
1845   // been computed, return it.
1846   if (OtherValNoAssignments[OtherValNo->id] >= 0)
1847     return ThisValNoAssignments[VN] = OtherValNoAssignments[OtherValNo->id];
1848   
1849   // Mark this value number as currently being computed, then ask what the
1850   // ultimate value # of the other value is.
1851   ThisValNoAssignments[VN] = -2;
1852   unsigned UltimateVN =
1853     ComputeUltimateVN(OtherValNo, NewVNInfo, OtherFromThis, ThisFromOther,
1854                       OtherValNoAssignments, ThisValNoAssignments);
1855   return ThisValNoAssignments[VN] = UltimateVN;
1856 }
1857
1858 static bool InVector(VNInfo *Val, const SmallVector<VNInfo*, 8> &V) {
1859   return std::find(V.begin(), V.end(), Val) != V.end();
1860 }
1861
1862 /// RangeIsDefinedByCopyFromReg - Return true if the specified live range of
1863 /// the specified live interval is defined by a copy from the specified
1864 /// register.
1865 bool SimpleRegisterCoalescing::RangeIsDefinedByCopyFromReg(LiveInterval &li,
1866                                                            LiveRange *LR,
1867                                                            unsigned Reg) {
1868   unsigned SrcReg = li_->getVNInfoSourceReg(LR->valno);
1869   if (SrcReg == Reg)
1870     return true;
1871   if (LR->valno->def == ~0U &&
1872       TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(li.reg) &&
1873       *tri_->getSuperRegisters(li.reg)) {
1874     // It's a sub-register live interval, we may not have precise information.
1875     // Re-compute it.
1876     MachineInstr *DefMI = li_->getInstructionFromIndex(LR->start);
1877     unsigned SrcReg, DstReg, SrcSubIdx, DstSubIdx;
1878     if (DefMI &&
1879         tii_->isMoveInstr(*DefMI, SrcReg, DstReg, SrcSubIdx, DstSubIdx) &&
1880         DstReg == li.reg && SrcReg == Reg) {
1881       // Cache computed info.
1882       LR->valno->def  = LR->start;
1883       LR->valno->copy = DefMI;
1884       return true;
1885     }
1886   }
1887   return false;
1888 }
1889
1890 /// SimpleJoin - Attempt to joint the specified interval into this one. The
1891 /// caller of this method must guarantee that the RHS only contains a single
1892 /// value number and that the RHS is not defined by a copy from this
1893 /// interval.  This returns false if the intervals are not joinable, or it
1894 /// joins them and returns true.
1895 bool SimpleRegisterCoalescing::SimpleJoin(LiveInterval &LHS, LiveInterval &RHS){
1896   assert(RHS.containsOneValue());
1897   
1898   // Some number (potentially more than one) value numbers in the current
1899   // interval may be defined as copies from the RHS.  Scan the overlapping
1900   // portions of the LHS and RHS, keeping track of this and looking for
1901   // overlapping live ranges that are NOT defined as copies.  If these exist, we
1902   // cannot coalesce.
1903   
1904   LiveInterval::iterator LHSIt = LHS.begin(), LHSEnd = LHS.end();
1905   LiveInterval::iterator RHSIt = RHS.begin(), RHSEnd = RHS.end();
1906   
1907   if (LHSIt->start < RHSIt->start) {
1908     LHSIt = std::upper_bound(LHSIt, LHSEnd, RHSIt->start);
1909     if (LHSIt != LHS.begin()) --LHSIt;
1910   } else if (RHSIt->start < LHSIt->start) {
1911     RHSIt = std::upper_bound(RHSIt, RHSEnd, LHSIt->start);
1912     if (RHSIt != RHS.begin()) --RHSIt;
1913   }
1914   
1915   SmallVector<VNInfo*, 8> EliminatedLHSVals;
1916   
1917   while (1) {
1918     // Determine if these live intervals overlap.
1919     bool Overlaps = false;
1920     if (LHSIt->start <= RHSIt->start)
1921       Overlaps = LHSIt->end > RHSIt->start;
1922     else
1923       Overlaps = RHSIt->end > LHSIt->start;
1924     
1925     // If the live intervals overlap, there are two interesting cases: if the
1926     // LHS interval is defined by a copy from the RHS, it's ok and we record
1927     // that the LHS value # is the same as the RHS.  If it's not, then we cannot
1928     // coalesce these live ranges and we bail out.
1929     if (Overlaps) {
1930       // If we haven't already recorded that this value # is safe, check it.
1931       if (!InVector(LHSIt->valno, EliminatedLHSVals)) {
1932         // Copy from the RHS?
1933         if (!RangeIsDefinedByCopyFromReg(LHS, LHSIt, RHS.reg))
1934           return false;    // Nope, bail out.
1935
1936         if (LHSIt->contains(RHSIt->valno->def))
1937           // Here is an interesting situation:
1938           // BB1:
1939           //   vr1025 = copy vr1024
1940           //   ..
1941           // BB2:
1942           //   vr1024 = op 
1943           //          = vr1025
1944           // Even though vr1025 is copied from vr1024, it's not safe to
1945           // coalesce them since the live range of vr1025 intersects the
1946           // def of vr1024. This happens because vr1025 is assigned the
1947           // value of the previous iteration of vr1024.
1948           return false;
1949         EliminatedLHSVals.push_back(LHSIt->valno);
1950       }
1951       
1952       // We know this entire LHS live range is okay, so skip it now.
1953       if (++LHSIt == LHSEnd) break;
1954       continue;
1955     }
1956     
1957     if (LHSIt->end < RHSIt->end) {
1958       if (++LHSIt == LHSEnd) break;
1959     } else {
1960       // One interesting case to check here.  It's possible that we have
1961       // something like "X3 = Y" which defines a new value number in the LHS,
1962       // and is the last use of this liverange of the RHS.  In this case, we
1963       // want to notice this copy (so that it gets coalesced away) even though
1964       // the live ranges don't actually overlap.
1965       if (LHSIt->start == RHSIt->end) {
1966         if (InVector(LHSIt->valno, EliminatedLHSVals)) {
1967           // We already know that this value number is going to be merged in
1968           // if coalescing succeeds.  Just skip the liverange.
1969           if (++LHSIt == LHSEnd) break;
1970         } else {
1971           // Otherwise, if this is a copy from the RHS, mark it as being merged
1972           // in.
1973           if (RangeIsDefinedByCopyFromReg(LHS, LHSIt, RHS.reg)) {
1974             if (LHSIt->contains(RHSIt->valno->def))
1975               // Here is an interesting situation:
1976               // BB1:
1977               //   vr1025 = copy vr1024
1978               //   ..
1979               // BB2:
1980               //   vr1024 = op 
1981               //          = vr1025
1982               // Even though vr1025 is copied from vr1024, it's not safe to
1983               // coalesced them since live range of vr1025 intersects the
1984               // def of vr1024. This happens because vr1025 is assigned the
1985               // value of the previous iteration of vr1024.
1986               return false;
1987             EliminatedLHSVals.push_back(LHSIt->valno);
1988
1989             // We know this entire LHS live range is okay, so skip it now.
1990             if (++LHSIt == LHSEnd) break;
1991           }
1992         }
1993       }
1994       
1995       if (++RHSIt == RHSEnd) break;
1996     }
1997   }
1998   
1999   // If we got here, we know that the coalescing will be successful and that
2000   // the value numbers in EliminatedLHSVals will all be merged together.  Since
2001   // the most common case is that EliminatedLHSVals has a single number, we
2002   // optimize for it: if there is more than one value, we merge them all into
2003   // the lowest numbered one, then handle the interval as if we were merging
2004   // with one value number.
2005   VNInfo *LHSValNo = NULL;
2006   if (EliminatedLHSVals.size() > 1) {
2007     // Loop through all the equal value numbers merging them into the smallest
2008     // one.
2009     VNInfo *Smallest = EliminatedLHSVals[0];
2010     for (unsigned i = 1, e = EliminatedLHSVals.size(); i != e; ++i) {
2011       if (EliminatedLHSVals[i]->id < Smallest->id) {
2012         // Merge the current notion of the smallest into the smaller one.
2013         LHS.MergeValueNumberInto(Smallest, EliminatedLHSVals[i]);
2014         Smallest = EliminatedLHSVals[i];
2015       } else {
2016         // Merge into the smallest.
2017         LHS.MergeValueNumberInto(EliminatedLHSVals[i], Smallest);
2018       }
2019     }
2020     LHSValNo = Smallest;
2021   } else if (EliminatedLHSVals.empty()) {
2022     if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(LHS.reg) &&
2023         *tri_->getSuperRegisters(LHS.reg))
2024       // Imprecise sub-register information. Can't handle it.
2025       return false;
2026     assert(0 && "No copies from the RHS?");
2027   } else {
2028     LHSValNo = EliminatedLHSVals[0];
2029   }
2030   
2031   // Okay, now that there is a single LHS value number that we're merging the
2032   // RHS into, update the value number info for the LHS to indicate that the
2033   // value number is defined where the RHS value number was.
2034   const VNInfo *VNI = RHS.getValNumInfo(0);
2035   LHSValNo->def  = VNI->def;
2036   LHSValNo->copy = VNI->copy;
2037   
2038   // Okay, the final step is to loop over the RHS live intervals, adding them to
2039   // the LHS.
2040   LHSValNo->hasPHIKill |= VNI->hasPHIKill;
2041   LHS.addKills(LHSValNo, VNI->kills);
2042   LHS.MergeRangesInAsValue(RHS, LHSValNo);
2043   LHS.weight += RHS.weight;
2044
2045   // Update regalloc hint if both are virtual registers.
2046   if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(LHS.reg) && 
2047       TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(RHS.reg)) {
2048     std::pair<unsigned, unsigned> RHSPref = mri_->getRegAllocationHint(RHS.reg);
2049     std::pair<unsigned, unsigned> LHSPref = mri_->getRegAllocationHint(LHS.reg);
2050     if (RHSPref != LHSPref)
2051       mri_->setRegAllocationHint(LHS.reg, RHSPref.first, RHSPref.second);
2052   }
2053
2054   // Update the liveintervals of sub-registers.
2055   if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(LHS.reg))
2056     for (const unsigned *AS = tri_->getSubRegisters(LHS.reg); *AS; ++AS)
2057       li_->getOrCreateInterval(*AS).MergeInClobberRanges(LHS,
2058                                                     li_->getVNInfoAllocator());
2059
2060   return true;
2061 }
2062
2063 /// JoinIntervals - Attempt to join these two intervals.  On failure, this
2064 /// returns false.  Otherwise, if one of the intervals being joined is a
2065 /// physreg, this method always canonicalizes LHS to be it.  The output
2066 /// "RHS" will not have been modified, so we can use this information
2067 /// below to update aliases.
2068 bool
2069 SimpleRegisterCoalescing::JoinIntervals(LiveInterval &LHS, LiveInterval &RHS,
2070                                         bool &Swapped) {
2071   // Compute the final value assignment, assuming that the live ranges can be
2072   // coalesced.
2073   SmallVector<int, 16> LHSValNoAssignments;
2074   SmallVector<int, 16> RHSValNoAssignments;
2075   DenseMap<VNInfo*, VNInfo*> LHSValsDefinedFromRHS;
2076   DenseMap<VNInfo*, VNInfo*> RHSValsDefinedFromLHS;
2077   SmallVector<VNInfo*, 16> NewVNInfo;
2078
2079   // If a live interval is a physical register, conservatively check if any
2080   // of its sub-registers is overlapping the live interval of the virtual
2081   // register. If so, do not coalesce.
2082   if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(LHS.reg) &&
2083       *tri_->getSubRegisters(LHS.reg)) {
2084     // If it's coalescing a virtual register to a physical register, estimate
2085     // its live interval length. This is the *cost* of scanning an entire live
2086     // interval. If the cost is low, we'll do an exhaustive check instead.
2087
2088     // If this is something like this:
2089     // BB1:
2090     // v1024 = op
2091     // ...
2092     // BB2:
2093     // ...
2094     // RAX   = v1024
2095     //
2096     // That is, the live interval of v1024 crosses a bb. Then we can't rely on
2097     // less conservative check. It's possible a sub-register is defined before
2098     // v1024 (or live in) and live out of BB1.
2099     if (RHS.containsOneValue() &&
2100         li_->intervalIsInOneMBB(RHS) &&
2101         li_->getApproximateInstructionCount(RHS) <= 10) {
2102       // Perform a more exhaustive check for some common cases.
2103       if (li_->conflictsWithPhysRegRef(RHS, LHS.reg, true, JoinedCopies))
2104         return false;
2105     } else {
2106       for (const unsigned* SR = tri_->getSubRegisters(LHS.reg); *SR; ++SR)
2107         if (li_->hasInterval(*SR) && RHS.overlaps(li_->getInterval(*SR))) {
2108           DOUT << "Interfere with sub-register ";
2109           DEBUG(li_->getInterval(*SR).print(DOUT, tri_));
2110           return false;
2111         }
2112     }
2113   } else if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(RHS.reg) &&
2114              *tri_->getSubRegisters(RHS.reg)) {
2115     if (LHS.containsOneValue() &&
2116         li_->getApproximateInstructionCount(LHS) <= 10) {
2117       // Perform a more exhaustive check for some common cases.
2118       if (li_->conflictsWithPhysRegRef(LHS, RHS.reg, false, JoinedCopies))
2119         return false;
2120     } else {
2121       for (const unsigned* SR = tri_->getSubRegisters(RHS.reg); *SR; ++SR)
2122         if (li_->hasInterval(*SR) && LHS.overlaps(li_->getInterval(*SR))) {
2123           DOUT << "Interfere with sub-register ";
2124           DEBUG(li_->getInterval(*SR).print(DOUT, tri_));
2125           return false;
2126         }
2127     }
2128   }
2129                           
2130   // Compute ultimate value numbers for the LHS and RHS values.
2131   if (RHS.containsOneValue()) {
2132     // Copies from a liveinterval with a single value are simple to handle and
2133     // very common, handle the special case here.  This is important, because
2134     // often RHS is small and LHS is large (e.g. a physreg).
2135     
2136     // Find out if the RHS is defined as a copy from some value in the LHS.
2137     int RHSVal0DefinedFromLHS = -1;
2138     int RHSValID = -1;
2139     VNInfo *RHSValNoInfo = NULL;
2140     VNInfo *RHSValNoInfo0 = RHS.getValNumInfo(0);
2141     unsigned RHSSrcReg = li_->getVNInfoSourceReg(RHSValNoInfo0);
2142     if (RHSSrcReg == 0 || RHSSrcReg != LHS.reg) {
2143       // If RHS is not defined as a copy from the LHS, we can use simpler and
2144       // faster checks to see if the live ranges are coalescable.  This joiner
2145       // can't swap the LHS/RHS intervals though.
2146       if (!TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(RHS.reg)) {
2147         return SimpleJoin(LHS, RHS);
2148       } else {
2149         RHSValNoInfo = RHSValNoInfo0;
2150       }
2151     } else {
2152       // It was defined as a copy from the LHS, find out what value # it is.
2153       RHSValNoInfo = LHS.getLiveRangeContaining(RHSValNoInfo0->def-1)->valno;
2154       RHSValID = RHSValNoInfo->id;
2155       RHSVal0DefinedFromLHS = RHSValID;
2156     }
2157     
2158     LHSValNoAssignments.resize(LHS.getNumValNums(), -1);
2159     RHSValNoAssignments.resize(RHS.getNumValNums(), -1);
2160     NewVNInfo.resize(LHS.getNumValNums(), NULL);
2161     
2162     // Okay, *all* of the values in LHS that are defined as a copy from RHS
2163     // should now get updated.
2164     for (LiveInterval::vni_iterator i = LHS.vni_begin(), e = LHS.vni_end();
2165          i != e; ++i) {
2166       VNInfo *VNI = *i;
2167       unsigned VN = VNI->id;
2168       if (unsigned LHSSrcReg = li_->getVNInfoSourceReg(VNI)) {
2169         if (LHSSrcReg != RHS.reg) {
2170           // If this is not a copy from the RHS, its value number will be
2171           // unmodified by the coalescing.
2172           NewVNInfo[VN] = VNI;
2173           LHSValNoAssignments[VN] = VN;
2174         } else if (RHSValID == -1) {
2175           // Otherwise, it is a copy from the RHS, and we don't already have a
2176           // value# for it.  Keep the current value number, but remember it.
2177           LHSValNoAssignments[VN] = RHSValID = VN;
2178           NewVNInfo[VN] = RHSValNoInfo;
2179           LHSValsDefinedFromRHS[VNI] = RHSValNoInfo0;
2180         } else {
2181           // Otherwise, use the specified value #.
2182           LHSValNoAssignments[VN] = RHSValID;
2183           if (VN == (unsigned)RHSValID) {  // Else this val# is dead.
2184             NewVNInfo[VN] = RHSValNoInfo;
2185             LHSValsDefinedFromRHS[VNI] = RHSValNoInfo0;
2186           }
2187         }
2188       } else {
2189         NewVNInfo[VN] = VNI;
2190         LHSValNoAssignments[VN] = VN;
2191       }
2192     }
2193     
2194     assert(RHSValID != -1 && "Didn't find value #?");
2195     RHSValNoAssignments[0] = RHSValID;
2196     if (RHSVal0DefinedFromLHS != -1) {
2197       // This path doesn't go through ComputeUltimateVN so just set
2198       // it to anything.
2199       RHSValsDefinedFromLHS[RHSValNoInfo0] = (VNInfo*)1;
2200     }
2201   } else {
2202     // Loop over the value numbers of the LHS, seeing if any are defined from
2203     // the RHS.
2204     for (LiveInterval::vni_iterator i = LHS.vni_begin(), e = LHS.vni_end();
2205          i != e; ++i) {
2206       VNInfo *VNI = *i;
2207       if (VNI->def == ~1U || VNI->copy == 0)  // Src not defined by a copy?
2208         continue;
2209       
2210       // DstReg is known to be a register in the LHS interval.  If the src is
2211       // from the RHS interval, we can use its value #.
2212       if (li_->getVNInfoSourceReg(VNI) != RHS.reg)
2213         continue;
2214       
2215       // Figure out the value # from the RHS.
2216       LHSValsDefinedFromRHS[VNI]=RHS.getLiveRangeContaining(VNI->def-1)->valno;
2217     }
2218     
2219     // Loop over the value numbers of the RHS, seeing if any are defined from
2220     // the LHS.
2221     for (LiveInterval::vni_iterator i = RHS.vni_begin(), e = RHS.vni_end();
2222          i != e; ++i) {
2223       VNInfo *VNI = *i;
2224       if (VNI->def == ~1U || VNI->copy == 0)  // Src not defined by a copy?
2225         continue;
2226       
2227       // DstReg is known to be a register in the RHS interval.  If the src is
2228       // from the LHS interval, we can use its value #.
2229       if (li_->getVNInfoSourceReg(VNI) != LHS.reg)
2230         continue;
2231       
2232       // Figure out the value # from the LHS.
2233       RHSValsDefinedFromLHS[VNI]=LHS.getLiveRangeContaining(VNI->def-1)->valno;
2234     }
2235     
2236     LHSValNoAssignments.resize(LHS.getNumValNums(), -1);
2237     RHSValNoAssignments.resize(RHS.getNumValNums(), -1);
2238     NewVNInfo.reserve(LHS.getNumValNums() + RHS.getNumValNums());
2239     
2240     for (LiveInterval::vni_iterator i = LHS.vni_begin(), e = LHS.vni_end();
2241          i != e; ++i) {
2242       VNInfo *VNI = *i;
2243       unsigned VN = VNI->id;
2244       if (LHSValNoAssignments[VN] >= 0 || VNI->def == ~1U) 
2245         continue;
2246       ComputeUltimateVN(VNI, NewVNInfo,
2247                         LHSValsDefinedFromRHS, RHSValsDefinedFromLHS,
2248                         LHSValNoAssignments, RHSValNoAssignments);
2249     }
2250     for (LiveInterval::vni_iterator i = RHS.vni_begin(), e = RHS.vni_end();
2251          i != e; ++i) {
2252       VNInfo *VNI = *i;
2253       unsigned VN = VNI->id;
2254       if (RHSValNoAssignments[VN] >= 0 || VNI->def == ~1U)
2255         continue;
2256       // If this value number isn't a copy from the LHS, it's a new number.
2257       if (RHSValsDefinedFromLHS.find(VNI) == RHSValsDefinedFromLHS.end()) {
2258         NewVNInfo.push_back(VNI);
2259         RHSValNoAssignments[VN] = NewVNInfo.size()-1;
2260         continue;
2261       }
2262       
2263       ComputeUltimateVN(VNI, NewVNInfo,
2264                         RHSValsDefinedFromLHS, LHSValsDefinedFromRHS,
2265                         RHSValNoAssignments, LHSValNoAssignments);
2266     }
2267   }
2268   
2269   // Armed with the mappings of LHS/RHS values to ultimate values, walk the
2270   // interval lists to see if these intervals are coalescable.
2271   LiveInterval::const_iterator I = LHS.begin();
2272   LiveInterval::const_iterator IE = LHS.end();
2273   LiveInterval::const_iterator J = RHS.begin();
2274   LiveInterval::const_iterator JE = RHS.end();
2275   
2276   // Skip ahead until the first place of potential sharing.
2277   if (I->start < J->start) {
2278     I = std::upper_bound(I, IE, J->start);
2279     if (I != LHS.begin()) --I;
2280   } else if (J->start < I->start) {
2281     J = std::upper_bound(J, JE, I->start);
2282     if (J != RHS.begin()) --J;
2283   }
2284   
2285   while (1) {
2286     // Determine if these two live ranges overlap.
2287     bool Overlaps;
2288     if (I->start < J->start) {
2289       Overlaps = I->end > J->start;
2290     } else {
2291       Overlaps = J->end > I->start;
2292     }
2293
2294     // If so, check value # info to determine if they are really different.
2295     if (Overlaps) {
2296       // If the live range overlap will map to the same value number in the
2297       // result liverange, we can still coalesce them.  If not, we can't.
2298       if (LHSValNoAssignments[I->valno->id] !=
2299           RHSValNoAssignments[J->valno->id])
2300         return false;
2301     }
2302     
2303     if (I->end < J->end) {
2304       ++I;
2305       if (I == IE) break;
2306     } else {
2307       ++J;
2308       if (J == JE) break;
2309     }
2310   }
2311
2312   // Update kill info. Some live ranges are extended due to copy coalescing.
2313   for (DenseMap<VNInfo*, VNInfo*>::iterator I = LHSValsDefinedFromRHS.begin(),
2314          E = LHSValsDefinedFromRHS.end(); I != E; ++I) {
2315     VNInfo *VNI = I->first;
2316     unsigned LHSValID = LHSValNoAssignments[VNI->id];
2317     LiveInterval::removeKill(NewVNInfo[LHSValID], VNI->def);
2318     NewVNInfo[LHSValID]->hasPHIKill |= VNI->hasPHIKill;
2319     RHS.addKills(NewVNInfo[LHSValID], VNI->kills);
2320   }
2321
2322   // Update kill info. Some live ranges are extended due to copy coalescing.
2323   for (DenseMap<VNInfo*, VNInfo*>::iterator I = RHSValsDefinedFromLHS.begin(),
2324          E = RHSValsDefinedFromLHS.end(); I != E; ++I) {
2325     VNInfo *VNI = I->first;
2326     unsigned RHSValID = RHSValNoAssignments[VNI->id];
2327     LiveInterval::removeKill(NewVNInfo[RHSValID], VNI->def);
2328     NewVNInfo[RHSValID]->hasPHIKill |= VNI->hasPHIKill;
2329     LHS.addKills(NewVNInfo[RHSValID], VNI->kills);
2330   }
2331
2332   // If we get here, we know that we can coalesce the live ranges.  Ask the
2333   // intervals to coalesce themselves now.
2334   if ((RHS.ranges.size() > LHS.ranges.size() &&
2335       TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(LHS.reg)) ||
2336       TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(RHS.reg)) {
2337     RHS.join(LHS, &RHSValNoAssignments[0], &LHSValNoAssignments[0], NewVNInfo,
2338              mri_);
2339     Swapped = true;
2340   } else {
2341     LHS.join(RHS, &LHSValNoAssignments[0], &RHSValNoAssignments[0], NewVNInfo,
2342              mri_);
2343     Swapped = false;
2344   }
2345   return true;
2346 }
2347
2348 namespace {
2349   // DepthMBBCompare - Comparison predicate that sort first based on the loop
2350   // depth of the basic block (the unsigned), and then on the MBB number.
2351   struct DepthMBBCompare {
2352     typedef std::pair<unsigned, MachineBasicBlock*> DepthMBBPair;
2353     bool operator()(const DepthMBBPair &LHS, const DepthMBBPair &RHS) const {
2354       if (LHS.first > RHS.first) return true;   // Deeper loops first
2355       return LHS.first == RHS.first &&
2356         LHS.second->getNumber() < RHS.second->getNumber();
2357     }
2358   };
2359 }
2360
2361 /// getRepIntervalSize - Returns the size of the interval that represents the
2362 /// specified register.
2363 template<class SF>
2364 unsigned JoinPriorityQueue<SF>::getRepIntervalSize(unsigned Reg) {
2365   return Rc->getRepIntervalSize(Reg);
2366 }
2367
2368 /// CopyRecSort::operator - Join priority queue sorting function.
2369 ///
2370 bool CopyRecSort::operator()(CopyRec left, CopyRec right) const {
2371   // Inner loops first.
2372   if (left.LoopDepth > right.LoopDepth)
2373     return false;
2374   else if (left.LoopDepth == right.LoopDepth)
2375     if (left.isBackEdge && !right.isBackEdge)
2376       return false;
2377   return true;
2378 }
2379
2380 void SimpleRegisterCoalescing::CopyCoalesceInMBB(MachineBasicBlock *MBB,
2381                                                std::vector<CopyRec> &TryAgain) {
2382   DOUT << ((Value*)MBB->getBasicBlock())->getName() << ":\n";
2383
2384   std::vector<CopyRec> VirtCopies;
2385   std::vector<CopyRec> PhysCopies;
2386   std::vector<CopyRec> ImpDefCopies;
2387   unsigned LoopDepth = loopInfo->getLoopDepth(MBB);
2388   for (MachineBasicBlock::iterator MII = MBB->begin(), E = MBB->end();
2389        MII != E;) {
2390     MachineInstr *Inst = MII++;
2391     
2392     // If this isn't a copy nor a extract_subreg, we can't join intervals.
2393     unsigned SrcReg, DstReg, SrcSubIdx, DstSubIdx;
2394     if (Inst->getOpcode() == TargetInstrInfo::EXTRACT_SUBREG) {
2395       DstReg = Inst->getOperand(0).getReg();
2396       SrcReg = Inst->getOperand(1).getReg();
2397     } else if (Inst->getOpcode() == TargetInstrInfo::INSERT_SUBREG ||
2398                Inst->getOpcode() == TargetInstrInfo::SUBREG_TO_REG) {
2399       DstReg = Inst->getOperand(0).getReg();
2400       SrcReg = Inst->getOperand(2).getReg();
2401     } else if (!tii_->isMoveInstr(*Inst, SrcReg, DstReg, SrcSubIdx, DstSubIdx))
2402       continue;
2403
2404     bool SrcIsPhys = TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(SrcReg);
2405     bool DstIsPhys = TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(DstReg);
2406     if (NewHeuristic) {
2407       JoinQueue->push(CopyRec(Inst, LoopDepth, isBackEdgeCopy(Inst, DstReg)));
2408     } else {
2409       if (li_->hasInterval(SrcReg) && li_->getInterval(SrcReg).empty())
2410         ImpDefCopies.push_back(CopyRec(Inst, 0, false));
2411       else if (SrcIsPhys || DstIsPhys)
2412         PhysCopies.push_back(CopyRec(Inst, 0, false));
2413       else
2414         VirtCopies.push_back(CopyRec(Inst, 0, false));
2415     }
2416   }
2417
2418   if (NewHeuristic)
2419     return;
2420
2421   // Try coalescing implicit copies first, followed by copies to / from
2422   // physical registers, then finally copies from virtual registers to
2423   // virtual registers.
2424   for (unsigned i = 0, e = ImpDefCopies.size(); i != e; ++i) {
2425     CopyRec &TheCopy = ImpDefCopies[i];
2426     bool Again = false;
2427     if (!JoinCopy(TheCopy, Again))
2428       if (Again)
2429         TryAgain.push_back(TheCopy);
2430   }
2431   for (unsigned i = 0, e = PhysCopies.size(); i != e; ++i) {
2432     CopyRec &TheCopy = PhysCopies[i];
2433     bool Again = false;
2434     if (!JoinCopy(TheCopy, Again))
2435       if (Again)
2436         TryAgain.push_back(TheCopy);
2437   }
2438   for (unsigned i = 0, e = VirtCopies.size(); i != e; ++i) {
2439     CopyRec &TheCopy = VirtCopies[i];
2440     bool Again = false;
2441     if (!JoinCopy(TheCopy, Again))
2442       if (Again)
2443         TryAgain.push_back(TheCopy);
2444   }
2445 }
2446
2447 void SimpleRegisterCoalescing::joinIntervals() {
2448   DOUT << "********** JOINING INTERVALS ***********\n";
2449
2450   if (NewHeuristic)
2451     JoinQueue = new JoinPriorityQueue<CopyRecSort>(this);
2452
2453   std::vector<CopyRec> TryAgainList;
2454   if (loopInfo->empty()) {
2455     // If there are no loops in the function, join intervals in function order.
2456     for (MachineFunction::iterator I = mf_->begin(), E = mf_->end();
2457          I != E; ++I)
2458       CopyCoalesceInMBB(I, TryAgainList);
2459   } else {
2460     // Otherwise, join intervals in inner loops before other intervals.
2461     // Unfortunately we can't just iterate over loop hierarchy here because
2462     // there may be more MBB's than BB's.  Collect MBB's for sorting.
2463
2464     // Join intervals in the function prolog first. We want to join physical
2465     // registers with virtual registers before the intervals got too long.
2466     std::vector<std::pair<unsigned, MachineBasicBlock*> > MBBs;
2467     for (MachineFunction::iterator I = mf_->begin(), E = mf_->end();I != E;++I){
2468       MachineBasicBlock *MBB = I;
2469       MBBs.push_back(std::make_pair(loopInfo->getLoopDepth(MBB), I));
2470     }
2471
2472     // Sort by loop depth.
2473     std::sort(MBBs.begin(), MBBs.end(), DepthMBBCompare());
2474
2475     // Finally, join intervals in loop nest order.
2476     for (unsigned i = 0, e = MBBs.size(); i != e; ++i)
2477       CopyCoalesceInMBB(MBBs[i].second, TryAgainList);
2478   }
2479   
2480   // Joining intervals can allow other intervals to be joined.  Iteratively join
2481   // until we make no progress.
2482   if (NewHeuristic) {
2483     SmallVector<CopyRec, 16> TryAgain;
2484     bool ProgressMade = true;
2485     while (ProgressMade) {
2486       ProgressMade = false;
2487       while (!JoinQueue->empty()) {
2488         CopyRec R = JoinQueue->pop();
2489         bool Again = false;
2490         bool Success = JoinCopy(R, Again);
2491         if (Success)
2492           ProgressMade = true;
2493         else if (Again)
2494           TryAgain.push_back(R);
2495       }
2496
2497       if (ProgressMade) {
2498         while (!TryAgain.empty()) {
2499           JoinQueue->push(TryAgain.back());
2500           TryAgain.pop_back();
2501         }
2502       }
2503     }
2504   } else {
2505     bool ProgressMade = true;
2506     while (ProgressMade) {
2507       ProgressMade = false;
2508
2509       for (unsigned i = 0, e = TryAgainList.size(); i != e; ++i) {
2510         CopyRec &TheCopy = TryAgainList[i];
2511         if (TheCopy.MI) {
2512           bool Again = false;
2513           bool Success = JoinCopy(TheCopy, Again);
2514           if (Success || !Again) {
2515             TheCopy.MI = 0;   // Mark this one as done.
2516             ProgressMade = true;
2517           }
2518         }
2519       }
2520     }
2521   }
2522
2523   if (NewHeuristic)
2524     delete JoinQueue;  
2525 }
2526
2527 /// Return true if the two specified registers belong to different register
2528 /// classes.  The registers may be either phys or virt regs.
2529 bool
2530 SimpleRegisterCoalescing::differingRegisterClasses(unsigned RegA,
2531                                                    unsigned RegB) const {
2532   // Get the register classes for the first reg.
2533   if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(RegA)) {
2534     assert(TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(RegB) &&
2535            "Shouldn't consider two physregs!");
2536     return !mri_->getRegClass(RegB)->contains(RegA);
2537   }
2538
2539   // Compare against the regclass for the second reg.
2540   const TargetRegisterClass *RegClassA = mri_->getRegClass(RegA);
2541   if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(RegB)) {
2542     const TargetRegisterClass *RegClassB = mri_->getRegClass(RegB);
2543     return RegClassA != RegClassB;
2544   }
2545   return !RegClassA->contains(RegB);
2546 }
2547
2548 /// lastRegisterUse - Returns the last use of the specific register between
2549 /// cycles Start and End or NULL if there are no uses.
2550 MachineOperand *
2551 SimpleRegisterCoalescing::lastRegisterUse(unsigned Start, unsigned End,
2552                                           unsigned Reg, unsigned &UseIdx) const{
2553   UseIdx = 0;
2554   if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(Reg)) {
2555     MachineOperand *LastUse = NULL;
2556     for (MachineRegisterInfo::use_iterator I = mri_->use_begin(Reg),
2557            E = mri_->use_end(); I != E; ++I) {
2558       MachineOperand &Use = I.getOperand();
2559       MachineInstr *UseMI = Use.getParent();
2560       unsigned SrcReg, DstReg, SrcSubIdx, DstSubIdx;
2561       if (tii_->isMoveInstr(*UseMI, SrcReg, DstReg, SrcSubIdx, DstSubIdx) &&
2562           SrcReg == DstReg)
2563         // Ignore identity copies.
2564         continue;
2565       unsigned Idx = li_->getInstructionIndex(UseMI);
2566       if (Idx >= Start && Idx < End && Idx >= UseIdx) {
2567         LastUse = &Use;
2568         UseIdx = li_->getUseIndex(Idx);
2569       }
2570     }
2571     return LastUse;
2572   }
2573
2574   int e = (End-1) / InstrSlots::NUM * InstrSlots::NUM;
2575   int s = Start;
2576   while (e >= s) {
2577     // Skip deleted instructions
2578     MachineInstr *MI = li_->getInstructionFromIndex(e);
2579     while ((e - InstrSlots::NUM) >= s && !MI) {
2580       e -= InstrSlots::NUM;
2581       MI = li_->getInstructionFromIndex(e);
2582     }
2583     if (e < s || MI == NULL)
2584       return NULL;
2585
2586     // Ignore identity copies.
2587     unsigned SrcReg, DstReg, SrcSubIdx, DstSubIdx;
2588     if (!(tii_->isMoveInstr(*MI, SrcReg, DstReg, SrcSubIdx, DstSubIdx) &&
2589           SrcReg == DstReg))
2590       for (unsigned i = 0, NumOps = MI->getNumOperands(); i != NumOps; ++i) {
2591         MachineOperand &Use = MI->getOperand(i);
2592         if (Use.isReg() && Use.isUse() && Use.getReg() &&
2593             tri_->regsOverlap(Use.getReg(), Reg)) {
2594           UseIdx = li_->getUseIndex(e);
2595           return &Use;
2596         }
2597       }
2598
2599     e -= InstrSlots::NUM;
2600   }
2601
2602   return NULL;
2603 }
2604
2605
2606 void SimpleRegisterCoalescing::printRegName(unsigned reg) const {
2607   if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(reg))
2608     cerr << tri_->getName(reg);
2609   else
2610     cerr << "%reg" << reg;
2611 }
2612
2613 void SimpleRegisterCoalescing::releaseMemory() {
2614   JoinedCopies.clear();
2615   ReMatCopies.clear();
2616   ReMatDefs.clear();
2617 }
2618
2619 static bool isZeroLengthInterval(LiveInterval *li) {
2620   for (LiveInterval::Ranges::const_iterator
2621          i = li->ranges.begin(), e = li->ranges.end(); i != e; ++i)
2622     if (i->end - i->start > LiveInterval::InstrSlots::NUM)
2623       return false;
2624   return true;
2625 }
2626
2627 /// TurnCopyIntoImpDef - If source of the specified copy is an implicit def,
2628 /// turn the copy into an implicit def.
2629 bool
2630 SimpleRegisterCoalescing::TurnCopyIntoImpDef(MachineBasicBlock::iterator &I,
2631                                              MachineBasicBlock *MBB,
2632                                              unsigned DstReg, unsigned SrcReg) {
2633   MachineInstr *CopyMI = &*I;
2634   unsigned CopyIdx = li_->getDefIndex(li_->getInstructionIndex(CopyMI));
2635   if (!li_->hasInterval(SrcReg))
2636     return false;
2637   LiveInterval &SrcInt = li_->getInterval(SrcReg);
2638   if (!SrcInt.empty())
2639     return false;
2640   if (!li_->hasInterval(DstReg))
2641     return false;
2642   LiveInterval &DstInt = li_->getInterval(DstReg);
2643   const LiveRange *DstLR = DstInt.getLiveRangeContaining(CopyIdx);
2644   DstInt.removeValNo(DstLR->valno);
2645   CopyMI->setDesc(tii_->get(TargetInstrInfo::IMPLICIT_DEF));
2646   for (int i = CopyMI->getNumOperands() - 1, e = 0; i > e; --i)
2647     CopyMI->RemoveOperand(i);
2648   bool NoUse = mri_->use_empty(SrcReg);
2649   if (NoUse) {
2650     for (MachineRegisterInfo::reg_iterator I = mri_->reg_begin(SrcReg),
2651            E = mri_->reg_end(); I != E; ) {
2652       assert(I.getOperand().isDef());
2653       MachineInstr *DefMI = &*I;
2654       ++I;
2655       // The implicit_def source has no other uses, delete it.
2656       assert(DefMI->getOpcode() == TargetInstrInfo::IMPLICIT_DEF);
2657       li_->RemoveMachineInstrFromMaps(DefMI);
2658       DefMI->eraseFromParent();
2659     }
2660   }
2661   ++I;
2662   return true;
2663 }
2664
2665
2666 bool SimpleRegisterCoalescing::runOnMachineFunction(MachineFunction &fn) {
2667   mf_ = &fn;
2668   mri_ = &fn.getRegInfo();
2669   tm_ = &fn.getTarget();
2670   tri_ = tm_->getRegisterInfo();
2671   tii_ = tm_->getInstrInfo();
2672   li_ = &getAnalysis<LiveIntervals>();
2673   loopInfo = &getAnalysis<MachineLoopInfo>();
2674
2675   DOUT << "********** SIMPLE REGISTER COALESCING **********\n"
2676        << "********** Function: "
2677        << ((Value*)mf_->getFunction())->getName() << '\n';
2678
2679   allocatableRegs_ = tri_->getAllocatableSet(fn);
2680   for (TargetRegisterInfo::regclass_iterator I = tri_->regclass_begin(),
2681          E = tri_->regclass_end(); I != E; ++I)
2682     allocatableRCRegs_.insert(std::make_pair(*I,
2683                                              tri_->getAllocatableSet(fn, *I)));
2684
2685   // Join (coalesce) intervals if requested.
2686   if (EnableJoining) {
2687     joinIntervals();
2688     DEBUG({
2689         DOUT << "********** INTERVALS POST JOINING **********\n";
2690         for (LiveIntervals::iterator I = li_->begin(), E = li_->end(); I != E; ++I){
2691           I->second->print(DOUT, tri_);
2692           DOUT << "\n";
2693         }
2694       });
2695   }
2696
2697   // Perform a final pass over the instructions and compute spill weights
2698   // and remove identity moves.
2699   SmallVector<unsigned, 4> DeadDefs;
2700   for (MachineFunction::iterator mbbi = mf_->begin(), mbbe = mf_->end();
2701        mbbi != mbbe; ++mbbi) {
2702     MachineBasicBlock* mbb = mbbi;
2703     unsigned loopDepth = loopInfo->getLoopDepth(mbb);
2704
2705     for (MachineBasicBlock::iterator mii = mbb->begin(), mie = mbb->end();
2706          mii != mie; ) {
2707       MachineInstr *MI = mii;
2708       unsigned SrcReg, DstReg, SrcSubIdx, DstSubIdx;
2709       if (JoinedCopies.count(MI)) {
2710         // Delete all coalesced copies.
2711         if (!tii_->isMoveInstr(*MI, SrcReg, DstReg, SrcSubIdx, DstSubIdx)) {
2712           assert((MI->getOpcode() == TargetInstrInfo::EXTRACT_SUBREG ||
2713                   MI->getOpcode() == TargetInstrInfo::INSERT_SUBREG ||
2714                   MI->getOpcode() == TargetInstrInfo::SUBREG_TO_REG) &&
2715                  "Unrecognized copy instruction");
2716           DstReg = MI->getOperand(0).getReg();
2717         }
2718         if (MI->registerDefIsDead(DstReg)) {
2719           LiveInterval &li = li_->getInterval(DstReg);
2720           if (!ShortenDeadCopySrcLiveRange(li, MI))
2721             ShortenDeadCopyLiveRange(li, MI);
2722         }
2723         li_->RemoveMachineInstrFromMaps(MI);
2724         mii = mbbi->erase(mii);
2725         ++numPeep;
2726         continue;
2727       }
2728
2729       // Now check if this is a remat'ed def instruction which is now dead.
2730       if (ReMatDefs.count(MI)) {
2731         bool isDead = true;
2732         for (unsigned i = 0, e = MI->getNumOperands(); i != e; ++i) {
2733           const MachineOperand &MO = MI->getOperand(i);
2734           if (!MO.isReg())
2735             continue;
2736           unsigned Reg = MO.getReg();
2737           if (!Reg)
2738             continue;
2739           if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(Reg))
2740             DeadDefs.push_back(Reg);
2741           if (MO.isDead())
2742             continue;
2743           if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(Reg) ||
2744               !mri_->use_empty(Reg)) {
2745             isDead = false;
2746             break;
2747           }
2748         }
2749         if (isDead) {
2750           while (!DeadDefs.empty()) {
2751             unsigned DeadDef = DeadDefs.back();
2752             DeadDefs.pop_back();
2753             RemoveDeadDef(li_->getInterval(DeadDef), MI);
2754           }
2755           li_->RemoveMachineInstrFromMaps(mii);
2756           mii = mbbi->erase(mii);
2757           continue;
2758         } else
2759           DeadDefs.clear();
2760       }
2761
2762       // If the move will be an identity move delete it
2763       bool isMove= tii_->isMoveInstr(*MI, SrcReg, DstReg, SrcSubIdx, DstSubIdx);
2764       if (isMove && SrcReg == DstReg) {
2765         if (li_->hasInterval(SrcReg)) {
2766           LiveInterval &RegInt = li_->getInterval(SrcReg);
2767           // If def of this move instruction is dead, remove its live range
2768           // from the dstination register's live interval.
2769           if (MI->registerDefIsDead(DstReg)) {
2770             if (!ShortenDeadCopySrcLiveRange(RegInt, MI))
2771               ShortenDeadCopyLiveRange(RegInt, MI);
2772           }
2773         }
2774         li_->RemoveMachineInstrFromMaps(MI);
2775         mii = mbbi->erase(mii);
2776         ++numPeep;
2777       } else if (!isMove || !TurnCopyIntoImpDef(mii, mbb, DstReg, SrcReg)) {
2778         SmallSet<unsigned, 4> UniqueUses;
2779         for (unsigned i = 0, e = MI->getNumOperands(); i != e; ++i) {
2780           const MachineOperand &mop = MI->getOperand(i);
2781           if (mop.isReg() && mop.getReg() &&
2782               TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(mop.getReg())) {
2783             unsigned reg = mop.getReg();
2784             // Multiple uses of reg by the same instruction. It should not
2785             // contribute to spill weight again.
2786             if (UniqueUses.count(reg) != 0)
2787               continue;
2788             LiveInterval &RegInt = li_->getInterval(reg);
2789             RegInt.weight +=
2790               li_->getSpillWeight(mop.isDef(), mop.isUse(), loopDepth);
2791             UniqueUses.insert(reg);
2792           }
2793         }
2794         ++mii;
2795       }
2796     }
2797   }
2798
2799   for (LiveIntervals::iterator I = li_->begin(), E = li_->end(); I != E; ++I) {
2800     LiveInterval &LI = *I->second;
2801     if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(LI.reg)) {
2802       // If the live interval length is essentially zero, i.e. in every live
2803       // range the use follows def immediately, it doesn't make sense to spill
2804       // it and hope it will be easier to allocate for this li.
2805       if (isZeroLengthInterval(&LI))
2806         LI.weight = HUGE_VALF;
2807       else {
2808         bool isLoad = false;
2809         SmallVector<LiveInterval*, 4> SpillIs;
2810         if (li_->isReMaterializable(LI, SpillIs, isLoad)) {
2811           // If all of the definitions of the interval are re-materializable,
2812           // it is a preferred candidate for spilling. If non of the defs are
2813           // loads, then it's potentially very cheap to re-materialize.
2814           // FIXME: this gets much more complicated once we support non-trivial
2815           // re-materialization.
2816           if (isLoad)
2817             LI.weight *= 0.9F;
2818           else
2819             LI.weight *= 0.5F;
2820         }
2821       }
2822
2823       // Slightly prefer live interval that has been assigned a preferred reg.
2824       std::pair<unsigned, unsigned> Hint = mri_->getRegAllocationHint(LI.reg);
2825       if (Hint.first || Hint.second)
2826         LI.weight *= 1.01F;
2827
2828       // Divide the weight of the interval by its size.  This encourages 
2829       // spilling of intervals that are large and have few uses, and
2830       // discourages spilling of small intervals with many uses.
2831       LI.weight /= li_->getApproximateInstructionCount(LI) * InstrSlots::NUM;
2832     }
2833   }
2834
2835   DEBUG(dump());
2836   return true;
2837 }
2838
2839 /// print - Implement the dump method.
2840 void SimpleRegisterCoalescing::print(std::ostream &O, const Module* m) const {
2841    li_->print(O, m);
2842 }
2843
2844 RegisterCoalescer* llvm::createSimpleRegisterCoalescer() {
2845   return new SimpleRegisterCoalescing();
2846 }
2847
2848 // Make sure that anything that uses RegisterCoalescer pulls in this file...
2849 DEFINING_FILE_FOR(SimpleRegisterCoalescing)