Switch a number of loops in lib/CodeGen over to range-based for-loops, now that
[oota-llvm.git] / lib / CodeGen / SplitKit.cpp
1 //===---------- SplitKit.cpp - Toolkit for splitting live ranges ----------===//
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 contains the SplitAnalysis class as well as mutator functions for
11 // live range splitting.
12 //
13 //===----------------------------------------------------------------------===//
14
15 #define DEBUG_TYPE "regalloc"
16 #include "SplitKit.h"
17 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
18 #include "llvm/CodeGen/LiveIntervalAnalysis.h"
19 #include "llvm/CodeGen/LiveRangeEdit.h"
20 #include "llvm/CodeGen/MachineDominators.h"
21 #include "llvm/CodeGen/MachineInstrBuilder.h"
22 #include "llvm/CodeGen/MachineLoopInfo.h"
23 #include "llvm/CodeGen/MachineRegisterInfo.h"
24 #include "llvm/CodeGen/VirtRegMap.h"
25 #include "llvm/Support/Debug.h"
26 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
27 #include "llvm/Target/TargetInstrInfo.h"
28 #include "llvm/Target/TargetMachine.h"
29
30 using namespace llvm;
31
32 STATISTIC(NumFinished, "Number of splits finished");
33 STATISTIC(NumSimple,   "Number of splits that were simple");
34 STATISTIC(NumCopies,   "Number of copies inserted for splitting");
35 STATISTIC(NumRemats,   "Number of rematerialized defs for splitting");
36 STATISTIC(NumRepairs,  "Number of invalid live ranges repaired");
37
38 //===----------------------------------------------------------------------===//
39 //                                 Split Analysis
40 //===----------------------------------------------------------------------===//
41
42 SplitAnalysis::SplitAnalysis(const VirtRegMap &vrm,
43                              const LiveIntervals &lis,
44                              const MachineLoopInfo &mli)
45   : MF(vrm.getMachineFunction()),
46     VRM(vrm),
47     LIS(lis),
48     Loops(mli),
49     TII(*MF.getTarget().getInstrInfo()),
50     CurLI(0),
51     LastSplitPoint(MF.getNumBlockIDs()) {}
52
53 void SplitAnalysis::clear() {
54   UseSlots.clear();
55   UseBlocks.clear();
56   ThroughBlocks.clear();
57   CurLI = 0;
58   DidRepairRange = false;
59 }
60
61 SlotIndex SplitAnalysis::computeLastSplitPoint(unsigned Num) {
62   const MachineBasicBlock *MBB = MF.getBlockNumbered(Num);
63   const MachineBasicBlock *LPad = MBB->getLandingPadSuccessor();
64   std::pair<SlotIndex, SlotIndex> &LSP = LastSplitPoint[Num];
65   SlotIndex MBBEnd = LIS.getMBBEndIdx(MBB);
66
67   // Compute split points on the first call. The pair is independent of the
68   // current live interval.
69   if (!LSP.first.isValid()) {
70     MachineBasicBlock::const_iterator FirstTerm = MBB->getFirstTerminator();
71     if (FirstTerm == MBB->end())
72       LSP.first = MBBEnd;
73     else
74       LSP.first = LIS.getInstructionIndex(FirstTerm);
75
76     // If there is a landing pad successor, also find the call instruction.
77     if (!LPad)
78       return LSP.first;
79     // There may not be a call instruction (?) in which case we ignore LPad.
80     LSP.second = LSP.first;
81     for (MachineBasicBlock::const_iterator I = MBB->end(), E = MBB->begin();
82          I != E;) {
83       --I;
84       if (I->isCall()) {
85         LSP.second = LIS.getInstructionIndex(I);
86         break;
87       }
88     }
89   }
90
91   // If CurLI is live into a landing pad successor, move the last split point
92   // back to the call that may throw.
93   if (!LPad || !LSP.second || !LIS.isLiveInToMBB(*CurLI, LPad))
94     return LSP.first;
95
96   // Find the value leaving MBB.
97   const VNInfo *VNI = CurLI->getVNInfoBefore(MBBEnd);
98   if (!VNI)
99     return LSP.first;
100
101   // If the value leaving MBB was defined after the call in MBB, it can't
102   // really be live-in to the landing pad.  This can happen if the landing pad
103   // has a PHI, and this register is undef on the exceptional edge.
104   // <rdar://problem/10664933>
105   if (!SlotIndex::isEarlierInstr(VNI->def, LSP.second) && VNI->def < MBBEnd)
106     return LSP.first;
107
108   // Value is properly live-in to the landing pad.
109   // Only allow splits before the call.
110   return LSP.second;
111 }
112
113 MachineBasicBlock::iterator
114 SplitAnalysis::getLastSplitPointIter(MachineBasicBlock *MBB) {
115   SlotIndex LSP = getLastSplitPoint(MBB->getNumber());
116   if (LSP == LIS.getMBBEndIdx(MBB))
117     return MBB->end();
118   return LIS.getInstructionFromIndex(LSP);
119 }
120
121 /// analyzeUses - Count instructions, basic blocks, and loops using CurLI.
122 void SplitAnalysis::analyzeUses() {
123   assert(UseSlots.empty() && "Call clear first");
124
125   // First get all the defs from the interval values. This provides the correct
126   // slots for early clobbers.
127   for (LiveInterval::const_vni_iterator I = CurLI->vni_begin(),
128        E = CurLI->vni_end(); I != E; ++I)
129     if (!(*I)->isPHIDef() && !(*I)->isUnused())
130       UseSlots.push_back((*I)->def);
131
132   // Get use slots form the use-def chain.
133   const MachineRegisterInfo &MRI = MF.getRegInfo();
134   for (MachineOperand &MO : MRI.use_nodbg_operands(CurLI->reg))
135     if (!MO.isUndef())
136       UseSlots.push_back(LIS.getInstructionIndex(MO.getParent()).getRegSlot());
137
138   array_pod_sort(UseSlots.begin(), UseSlots.end());
139
140   // Remove duplicates, keeping the smaller slot for each instruction.
141   // That is what we want for early clobbers.
142   UseSlots.erase(std::unique(UseSlots.begin(), UseSlots.end(),
143                              SlotIndex::isSameInstr),
144                  UseSlots.end());
145
146   // Compute per-live block info.
147   if (!calcLiveBlockInfo()) {
148     // FIXME: calcLiveBlockInfo found inconsistencies in the live range.
149     // I am looking at you, RegisterCoalescer!
150     DidRepairRange = true;
151     ++NumRepairs;
152     DEBUG(dbgs() << "*** Fixing inconsistent live interval! ***\n");
153     const_cast<LiveIntervals&>(LIS)
154       .shrinkToUses(const_cast<LiveInterval*>(CurLI));
155     UseBlocks.clear();
156     ThroughBlocks.clear();
157     bool fixed = calcLiveBlockInfo();
158     (void)fixed;
159     assert(fixed && "Couldn't fix broken live interval");
160   }
161
162   DEBUG(dbgs() << "Analyze counted "
163                << UseSlots.size() << " instrs in "
164                << UseBlocks.size() << " blocks, through "
165                << NumThroughBlocks << " blocks.\n");
166 }
167
168 /// calcLiveBlockInfo - Fill the LiveBlocks array with information about blocks
169 /// where CurLI is live.
170 bool SplitAnalysis::calcLiveBlockInfo() {
171   ThroughBlocks.resize(MF.getNumBlockIDs());
172   NumThroughBlocks = NumGapBlocks = 0;
173   if (CurLI->empty())
174     return true;
175
176   LiveInterval::const_iterator LVI = CurLI->begin();
177   LiveInterval::const_iterator LVE = CurLI->end();
178
179   SmallVectorImpl<SlotIndex>::const_iterator UseI, UseE;
180   UseI = UseSlots.begin();
181   UseE = UseSlots.end();
182
183   // Loop over basic blocks where CurLI is live.
184   MachineFunction::iterator MFI = LIS.getMBBFromIndex(LVI->start);
185   for (;;) {
186     BlockInfo BI;
187     BI.MBB = MFI;
188     SlotIndex Start, Stop;
189     std::tie(Start, Stop) = LIS.getSlotIndexes()->getMBBRange(BI.MBB);
190
191     // If the block contains no uses, the range must be live through. At one
192     // point, RegisterCoalescer could create dangling ranges that ended
193     // mid-block.
194     if (UseI == UseE || *UseI >= Stop) {
195       ++NumThroughBlocks;
196       ThroughBlocks.set(BI.MBB->getNumber());
197       // The range shouldn't end mid-block if there are no uses. This shouldn't
198       // happen.
199       if (LVI->end < Stop)
200         return false;
201     } else {
202       // This block has uses. Find the first and last uses in the block.
203       BI.FirstInstr = *UseI;
204       assert(BI.FirstInstr >= Start);
205       do ++UseI;
206       while (UseI != UseE && *UseI < Stop);
207       BI.LastInstr = UseI[-1];
208       assert(BI.LastInstr < Stop);
209
210       // LVI is the first live segment overlapping MBB.
211       BI.LiveIn = LVI->start <= Start;
212
213       // When not live in, the first use should be a def.
214       if (!BI.LiveIn) {
215         assert(LVI->start == LVI->valno->def && "Dangling Segment start");
216         assert(LVI->start == BI.FirstInstr && "First instr should be a def");
217         BI.FirstDef = BI.FirstInstr;
218       }
219
220       // Look for gaps in the live range.
221       BI.LiveOut = true;
222       while (LVI->end < Stop) {
223         SlotIndex LastStop = LVI->end;
224         if (++LVI == LVE || LVI->start >= Stop) {
225           BI.LiveOut = false;
226           BI.LastInstr = LastStop;
227           break;
228         }
229
230         if (LastStop < LVI->start) {
231           // There is a gap in the live range. Create duplicate entries for the
232           // live-in snippet and the live-out snippet.
233           ++NumGapBlocks;
234
235           // Push the Live-in part.
236           BI.LiveOut = false;
237           UseBlocks.push_back(BI);
238           UseBlocks.back().LastInstr = LastStop;
239
240           // Set up BI for the live-out part.
241           BI.LiveIn = false;
242           BI.LiveOut = true;
243           BI.FirstInstr = BI.FirstDef = LVI->start;
244         }
245
246         // A Segment that starts in the middle of the block must be a def.
247         assert(LVI->start == LVI->valno->def && "Dangling Segment start");
248         if (!BI.FirstDef)
249           BI.FirstDef = LVI->start;
250       }
251
252       UseBlocks.push_back(BI);
253
254       // LVI is now at LVE or LVI->end >= Stop.
255       if (LVI == LVE)
256         break;
257     }
258
259     // Live segment ends exactly at Stop. Move to the next segment.
260     if (LVI->end == Stop && ++LVI == LVE)
261       break;
262
263     // Pick the next basic block.
264     if (LVI->start < Stop)
265       ++MFI;
266     else
267       MFI = LIS.getMBBFromIndex(LVI->start);
268   }
269
270   assert(getNumLiveBlocks() == countLiveBlocks(CurLI) && "Bad block count");
271   return true;
272 }
273
274 unsigned SplitAnalysis::countLiveBlocks(const LiveInterval *cli) const {
275   if (cli->empty())
276     return 0;
277   LiveInterval *li = const_cast<LiveInterval*>(cli);
278   LiveInterval::iterator LVI = li->begin();
279   LiveInterval::iterator LVE = li->end();
280   unsigned Count = 0;
281
282   // Loop over basic blocks where li is live.
283   MachineFunction::const_iterator MFI = LIS.getMBBFromIndex(LVI->start);
284   SlotIndex Stop = LIS.getMBBEndIdx(MFI);
285   for (;;) {
286     ++Count;
287     LVI = li->advanceTo(LVI, Stop);
288     if (LVI == LVE)
289       return Count;
290     do {
291       ++MFI;
292       Stop = LIS.getMBBEndIdx(MFI);
293     } while (Stop <= LVI->start);
294   }
295 }
296
297 bool SplitAnalysis::isOriginalEndpoint(SlotIndex Idx) const {
298   unsigned OrigReg = VRM.getOriginal(CurLI->reg);
299   const LiveInterval &Orig = LIS.getInterval(OrigReg);
300   assert(!Orig.empty() && "Splitting empty interval?");
301   LiveInterval::const_iterator I = Orig.find(Idx);
302
303   // Range containing Idx should begin at Idx.
304   if (I != Orig.end() && I->start <= Idx)
305     return I->start == Idx;
306
307   // Range does not contain Idx, previous must end at Idx.
308   return I != Orig.begin() && (--I)->end == Idx;
309 }
310
311 void SplitAnalysis::analyze(const LiveInterval *li) {
312   clear();
313   CurLI = li;
314   analyzeUses();
315 }
316
317
318 //===----------------------------------------------------------------------===//
319 //                               Split Editor
320 //===----------------------------------------------------------------------===//
321
322 /// Create a new SplitEditor for editing the LiveInterval analyzed by SA.
323 SplitEditor::SplitEditor(SplitAnalysis &sa,
324                          LiveIntervals &lis,
325                          VirtRegMap &vrm,
326                          MachineDominatorTree &mdt,
327                          MachineBlockFrequencyInfo &mbfi)
328   : SA(sa), LIS(lis), VRM(vrm),
329     MRI(vrm.getMachineFunction().getRegInfo()),
330     MDT(mdt),
331     TII(*vrm.getMachineFunction().getTarget().getInstrInfo()),
332     TRI(*vrm.getMachineFunction().getTarget().getRegisterInfo()),
333     MBFI(mbfi),
334     Edit(0),
335     OpenIdx(0),
336     SpillMode(SM_Partition),
337     RegAssign(Allocator)
338 {}
339
340 void SplitEditor::reset(LiveRangeEdit &LRE, ComplementSpillMode SM) {
341   Edit = &LRE;
342   SpillMode = SM;
343   OpenIdx = 0;
344   RegAssign.clear();
345   Values.clear();
346
347   // Reset the LiveRangeCalc instances needed for this spill mode.
348   LRCalc[0].reset(&VRM.getMachineFunction(), LIS.getSlotIndexes(), &MDT,
349                   &LIS.getVNInfoAllocator());
350   if (SpillMode)
351     LRCalc[1].reset(&VRM.getMachineFunction(), LIS.getSlotIndexes(), &MDT,
352                     &LIS.getVNInfoAllocator());
353
354   // We don't need an AliasAnalysis since we will only be performing
355   // cheap-as-a-copy remats anyway.
356   Edit->anyRematerializable(0);
357 }
358
359 #if !defined(NDEBUG) || defined(LLVM_ENABLE_DUMP)
360 void SplitEditor::dump() const {
361   if (RegAssign.empty()) {
362     dbgs() << " empty\n";
363     return;
364   }
365
366   for (RegAssignMap::const_iterator I = RegAssign.begin(); I.valid(); ++I)
367     dbgs() << " [" << I.start() << ';' << I.stop() << "):" << I.value();
368   dbgs() << '\n';
369 }
370 #endif
371
372 VNInfo *SplitEditor::defValue(unsigned RegIdx,
373                               const VNInfo *ParentVNI,
374                               SlotIndex Idx) {
375   assert(ParentVNI && "Mapping  NULL value");
376   assert(Idx.isValid() && "Invalid SlotIndex");
377   assert(Edit->getParent().getVNInfoAt(Idx) == ParentVNI && "Bad Parent VNI");
378   LiveInterval *LI = &LIS.getInterval(Edit->get(RegIdx));
379
380   // Create a new value.
381   VNInfo *VNI = LI->getNextValue(Idx, LIS.getVNInfoAllocator());
382
383   // Use insert for lookup, so we can add missing values with a second lookup.
384   std::pair<ValueMap::iterator, bool> InsP =
385     Values.insert(std::make_pair(std::make_pair(RegIdx, ParentVNI->id),
386                                  ValueForcePair(VNI, false)));
387
388   // This was the first time (RegIdx, ParentVNI) was mapped.
389   // Keep it as a simple def without any liveness.
390   if (InsP.second)
391     return VNI;
392
393   // If the previous value was a simple mapping, add liveness for it now.
394   if (VNInfo *OldVNI = InsP.first->second.getPointer()) {
395     SlotIndex Def = OldVNI->def;
396     LI->addSegment(LiveInterval::Segment(Def, Def.getDeadSlot(), OldVNI));
397     // No longer a simple mapping.  Switch to a complex, non-forced mapping.
398     InsP.first->second = ValueForcePair();
399   }
400
401   // This is a complex mapping, add liveness for VNI
402   SlotIndex Def = VNI->def;
403   LI->addSegment(LiveInterval::Segment(Def, Def.getDeadSlot(), VNI));
404
405   return VNI;
406 }
407
408 void SplitEditor::forceRecompute(unsigned RegIdx, const VNInfo *ParentVNI) {
409   assert(ParentVNI && "Mapping  NULL value");
410   ValueForcePair &VFP = Values[std::make_pair(RegIdx, ParentVNI->id)];
411   VNInfo *VNI = VFP.getPointer();
412
413   // ParentVNI was either unmapped or already complex mapped. Either way, just
414   // set the force bit.
415   if (!VNI) {
416     VFP.setInt(true);
417     return;
418   }
419
420   // This was previously a single mapping. Make sure the old def is represented
421   // by a trivial live range.
422   SlotIndex Def = VNI->def;
423   LiveInterval *LI = &LIS.getInterval(Edit->get(RegIdx));
424   LI->addSegment(LiveInterval::Segment(Def, Def.getDeadSlot(), VNI));
425   // Mark as complex mapped, forced.
426   VFP = ValueForcePair(0, true);
427 }
428
429 VNInfo *SplitEditor::defFromParent(unsigned RegIdx,
430                                    VNInfo *ParentVNI,
431                                    SlotIndex UseIdx,
432                                    MachineBasicBlock &MBB,
433                                    MachineBasicBlock::iterator I) {
434   MachineInstr *CopyMI = 0;
435   SlotIndex Def;
436   LiveInterval *LI = &LIS.getInterval(Edit->get(RegIdx));
437
438   // We may be trying to avoid interference that ends at a deleted instruction,
439   // so always begin RegIdx 0 early and all others late.
440   bool Late = RegIdx != 0;
441
442   // Attempt cheap-as-a-copy rematerialization.
443   LiveRangeEdit::Remat RM(ParentVNI);
444   if (Edit->canRematerializeAt(RM, UseIdx, true)) {
445     Def = Edit->rematerializeAt(MBB, I, LI->reg, RM, TRI, Late);
446     ++NumRemats;
447   } else {
448     // Can't remat, just insert a copy from parent.
449     CopyMI = BuildMI(MBB, I, DebugLoc(), TII.get(TargetOpcode::COPY), LI->reg)
450                .addReg(Edit->getReg());
451     Def = LIS.getSlotIndexes()->insertMachineInstrInMaps(CopyMI, Late)
452             .getRegSlot();
453     ++NumCopies;
454   }
455
456   // Define the value in Reg.
457   return defValue(RegIdx, ParentVNI, Def);
458 }
459
460 /// Create a new virtual register and live interval.
461 unsigned SplitEditor::openIntv() {
462   // Create the complement as index 0.
463   if (Edit->empty())
464     Edit->createEmptyInterval();
465
466   // Create the open interval.
467   OpenIdx = Edit->size();
468   Edit->createEmptyInterval();
469   return OpenIdx;
470 }
471
472 void SplitEditor::selectIntv(unsigned Idx) {
473   assert(Idx != 0 && "Cannot select the complement interval");
474   assert(Idx < Edit->size() && "Can only select previously opened interval");
475   DEBUG(dbgs() << "    selectIntv " << OpenIdx << " -> " << Idx << '\n');
476   OpenIdx = Idx;
477 }
478
479 SlotIndex SplitEditor::enterIntvBefore(SlotIndex Idx) {
480   assert(OpenIdx && "openIntv not called before enterIntvBefore");
481   DEBUG(dbgs() << "    enterIntvBefore " << Idx);
482   Idx = Idx.getBaseIndex();
483   VNInfo *ParentVNI = Edit->getParent().getVNInfoAt(Idx);
484   if (!ParentVNI) {
485     DEBUG(dbgs() << ": not live\n");
486     return Idx;
487   }
488   DEBUG(dbgs() << ": valno " << ParentVNI->id << '\n');
489   MachineInstr *MI = LIS.getInstructionFromIndex(Idx);
490   assert(MI && "enterIntvBefore called with invalid index");
491
492   VNInfo *VNI = defFromParent(OpenIdx, ParentVNI, Idx, *MI->getParent(), MI);
493   return VNI->def;
494 }
495
496 SlotIndex SplitEditor::enterIntvAfter(SlotIndex Idx) {
497   assert(OpenIdx && "openIntv not called before enterIntvAfter");
498   DEBUG(dbgs() << "    enterIntvAfter " << Idx);
499   Idx = Idx.getBoundaryIndex();
500   VNInfo *ParentVNI = Edit->getParent().getVNInfoAt(Idx);
501   if (!ParentVNI) {
502     DEBUG(dbgs() << ": not live\n");
503     return Idx;
504   }
505   DEBUG(dbgs() << ": valno " << ParentVNI->id << '\n');
506   MachineInstr *MI = LIS.getInstructionFromIndex(Idx);
507   assert(MI && "enterIntvAfter called with invalid index");
508
509   VNInfo *VNI = defFromParent(OpenIdx, ParentVNI, Idx, *MI->getParent(),
510                               std::next(MachineBasicBlock::iterator(MI)));
511   return VNI->def;
512 }
513
514 SlotIndex SplitEditor::enterIntvAtEnd(MachineBasicBlock &MBB) {
515   assert(OpenIdx && "openIntv not called before enterIntvAtEnd");
516   SlotIndex End = LIS.getMBBEndIdx(&MBB);
517   SlotIndex Last = End.getPrevSlot();
518   DEBUG(dbgs() << "    enterIntvAtEnd BB#" << MBB.getNumber() << ", " << Last);
519   VNInfo *ParentVNI = Edit->getParent().getVNInfoAt(Last);
520   if (!ParentVNI) {
521     DEBUG(dbgs() << ": not live\n");
522     return End;
523   }
524   DEBUG(dbgs() << ": valno " << ParentVNI->id);
525   VNInfo *VNI = defFromParent(OpenIdx, ParentVNI, Last, MBB,
526                               SA.getLastSplitPointIter(&MBB));
527   RegAssign.insert(VNI->def, End, OpenIdx);
528   DEBUG(dump());
529   return VNI->def;
530 }
531
532 /// useIntv - indicate that all instructions in MBB should use OpenLI.
533 void SplitEditor::useIntv(const MachineBasicBlock &MBB) {
534   useIntv(LIS.getMBBStartIdx(&MBB), LIS.getMBBEndIdx(&MBB));
535 }
536
537 void SplitEditor::useIntv(SlotIndex Start, SlotIndex End) {
538   assert(OpenIdx && "openIntv not called before useIntv");
539   DEBUG(dbgs() << "    useIntv [" << Start << ';' << End << "):");
540   RegAssign.insert(Start, End, OpenIdx);
541   DEBUG(dump());
542 }
543
544 SlotIndex SplitEditor::leaveIntvAfter(SlotIndex Idx) {
545   assert(OpenIdx && "openIntv not called before leaveIntvAfter");
546   DEBUG(dbgs() << "    leaveIntvAfter " << Idx);
547
548   // The interval must be live beyond the instruction at Idx.
549   SlotIndex Boundary = Idx.getBoundaryIndex();
550   VNInfo *ParentVNI = Edit->getParent().getVNInfoAt(Boundary);
551   if (!ParentVNI) {
552     DEBUG(dbgs() << ": not live\n");
553     return Boundary.getNextSlot();
554   }
555   DEBUG(dbgs() << ": valno " << ParentVNI->id << '\n');
556   MachineInstr *MI = LIS.getInstructionFromIndex(Boundary);
557   assert(MI && "No instruction at index");
558
559   // In spill mode, make live ranges as short as possible by inserting the copy
560   // before MI.  This is only possible if that instruction doesn't redefine the
561   // value.  The inserted COPY is not a kill, and we don't need to recompute
562   // the source live range.  The spiller also won't try to hoist this copy.
563   if (SpillMode && !SlotIndex::isSameInstr(ParentVNI->def, Idx) &&
564       MI->readsVirtualRegister(Edit->getReg())) {
565     forceRecompute(0, ParentVNI);
566     defFromParent(0, ParentVNI, Idx, *MI->getParent(), MI);
567     return Idx;
568   }
569
570   VNInfo *VNI = defFromParent(0, ParentVNI, Boundary, *MI->getParent(),
571                               std::next(MachineBasicBlock::iterator(MI)));
572   return VNI->def;
573 }
574
575 SlotIndex SplitEditor::leaveIntvBefore(SlotIndex Idx) {
576   assert(OpenIdx && "openIntv not called before leaveIntvBefore");
577   DEBUG(dbgs() << "    leaveIntvBefore " << Idx);
578
579   // The interval must be live into the instruction at Idx.
580   Idx = Idx.getBaseIndex();
581   VNInfo *ParentVNI = Edit->getParent().getVNInfoAt(Idx);
582   if (!ParentVNI) {
583     DEBUG(dbgs() << ": not live\n");
584     return Idx.getNextSlot();
585   }
586   DEBUG(dbgs() << ": valno " << ParentVNI->id << '\n');
587
588   MachineInstr *MI = LIS.getInstructionFromIndex(Idx);
589   assert(MI && "No instruction at index");
590   VNInfo *VNI = defFromParent(0, ParentVNI, Idx, *MI->getParent(), MI);
591   return VNI->def;
592 }
593
594 SlotIndex SplitEditor::leaveIntvAtTop(MachineBasicBlock &MBB) {
595   assert(OpenIdx && "openIntv not called before leaveIntvAtTop");
596   SlotIndex Start = LIS.getMBBStartIdx(&MBB);
597   DEBUG(dbgs() << "    leaveIntvAtTop BB#" << MBB.getNumber() << ", " << Start);
598
599   VNInfo *ParentVNI = Edit->getParent().getVNInfoAt(Start);
600   if (!ParentVNI) {
601     DEBUG(dbgs() << ": not live\n");
602     return Start;
603   }
604
605   VNInfo *VNI = defFromParent(0, ParentVNI, Start, MBB,
606                               MBB.SkipPHIsAndLabels(MBB.begin()));
607   RegAssign.insert(Start, VNI->def, OpenIdx);
608   DEBUG(dump());
609   return VNI->def;
610 }
611
612 void SplitEditor::overlapIntv(SlotIndex Start, SlotIndex End) {
613   assert(OpenIdx && "openIntv not called before overlapIntv");
614   const VNInfo *ParentVNI = Edit->getParent().getVNInfoAt(Start);
615   assert(ParentVNI == Edit->getParent().getVNInfoBefore(End) &&
616          "Parent changes value in extended range");
617   assert(LIS.getMBBFromIndex(Start) == LIS.getMBBFromIndex(End) &&
618          "Range cannot span basic blocks");
619
620   // The complement interval will be extended as needed by LRCalc.extend().
621   if (ParentVNI)
622     forceRecompute(0, ParentVNI);
623   DEBUG(dbgs() << "    overlapIntv [" << Start << ';' << End << "):");
624   RegAssign.insert(Start, End, OpenIdx);
625   DEBUG(dump());
626 }
627
628 //===----------------------------------------------------------------------===//
629 //                                  Spill modes
630 //===----------------------------------------------------------------------===//
631
632 void SplitEditor::removeBackCopies(SmallVectorImpl<VNInfo*> &Copies) {
633   LiveInterval *LI = &LIS.getInterval(Edit->get(0));
634   DEBUG(dbgs() << "Removing " << Copies.size() << " back-copies.\n");
635   RegAssignMap::iterator AssignI;
636   AssignI.setMap(RegAssign);
637
638   for (unsigned i = 0, e = Copies.size(); i != e; ++i) {
639     VNInfo *VNI = Copies[i];
640     SlotIndex Def = VNI->def;
641     MachineInstr *MI = LIS.getInstructionFromIndex(Def);
642     assert(MI && "No instruction for back-copy");
643
644     MachineBasicBlock *MBB = MI->getParent();
645     MachineBasicBlock::iterator MBBI(MI);
646     bool AtBegin;
647     do AtBegin = MBBI == MBB->begin();
648     while (!AtBegin && (--MBBI)->isDebugValue());
649
650     DEBUG(dbgs() << "Removing " << Def << '\t' << *MI);
651     LI->removeValNo(VNI);
652     LIS.RemoveMachineInstrFromMaps(MI);
653     MI->eraseFromParent();
654
655     // Adjust RegAssign if a register assignment is killed at VNI->def.  We
656     // want to avoid calculating the live range of the source register if
657     // possible.
658     AssignI.find(Def.getPrevSlot());
659     if (!AssignI.valid() || AssignI.start() >= Def)
660       continue;
661     // If MI doesn't kill the assigned register, just leave it.
662     if (AssignI.stop() != Def)
663       continue;
664     unsigned RegIdx = AssignI.value();
665     if (AtBegin || !MBBI->readsVirtualRegister(Edit->getReg())) {
666       DEBUG(dbgs() << "  cannot find simple kill of RegIdx " << RegIdx << '\n');
667       forceRecompute(RegIdx, Edit->getParent().getVNInfoAt(Def));
668     } else {
669       SlotIndex Kill = LIS.getInstructionIndex(MBBI).getRegSlot();
670       DEBUG(dbgs() << "  move kill to " << Kill << '\t' << *MBBI);
671       AssignI.setStop(Kill);
672     }
673   }
674 }
675
676 MachineBasicBlock*
677 SplitEditor::findShallowDominator(MachineBasicBlock *MBB,
678                                   MachineBasicBlock *DefMBB) {
679   if (MBB == DefMBB)
680     return MBB;
681   assert(MDT.dominates(DefMBB, MBB) && "MBB must be dominated by the def.");
682
683   const MachineLoopInfo &Loops = SA.Loops;
684   const MachineLoop *DefLoop = Loops.getLoopFor(DefMBB);
685   MachineDomTreeNode *DefDomNode = MDT[DefMBB];
686
687   // Best candidate so far.
688   MachineBasicBlock *BestMBB = MBB;
689   unsigned BestDepth = UINT_MAX;
690
691   for (;;) {
692     const MachineLoop *Loop = Loops.getLoopFor(MBB);
693
694     // MBB isn't in a loop, it doesn't get any better.  All dominators have a
695     // higher frequency by definition.
696     if (!Loop) {
697       DEBUG(dbgs() << "Def in BB#" << DefMBB->getNumber() << " dominates BB#"
698                    << MBB->getNumber() << " at depth 0\n");
699       return MBB;
700     }
701
702     // We'll never be able to exit the DefLoop.
703     if (Loop == DefLoop) {
704       DEBUG(dbgs() << "Def in BB#" << DefMBB->getNumber() << " dominates BB#"
705                    << MBB->getNumber() << " in the same loop\n");
706       return MBB;
707     }
708
709     // Least busy dominator seen so far.
710     unsigned Depth = Loop->getLoopDepth();
711     if (Depth < BestDepth) {
712       BestMBB = MBB;
713       BestDepth = Depth;
714       DEBUG(dbgs() << "Def in BB#" << DefMBB->getNumber() << " dominates BB#"
715                    << MBB->getNumber() << " at depth " << Depth << '\n');
716     }
717
718     // Leave loop by going to the immediate dominator of the loop header.
719     // This is a bigger stride than simply walking up the dominator tree.
720     MachineDomTreeNode *IDom = MDT[Loop->getHeader()]->getIDom();
721
722     // Too far up the dominator tree?
723     if (!IDom || !MDT.dominates(DefDomNode, IDom))
724       return BestMBB;
725
726     MBB = IDom->getBlock();
727   }
728 }
729
730 void SplitEditor::hoistCopiesForSize() {
731   // Get the complement interval, always RegIdx 0.
732   LiveInterval *LI = &LIS.getInterval(Edit->get(0));
733   LiveInterval *Parent = &Edit->getParent();
734
735   // Track the nearest common dominator for all back-copies for each ParentVNI,
736   // indexed by ParentVNI->id.
737   typedef std::pair<MachineBasicBlock*, SlotIndex> DomPair;
738   SmallVector<DomPair, 8> NearestDom(Parent->getNumValNums());
739
740   // Find the nearest common dominator for parent values with multiple
741   // back-copies.  If a single back-copy dominates, put it in DomPair.second.
742   for (LiveInterval::vni_iterator VI = LI->vni_begin(), VE = LI->vni_end();
743        VI != VE; ++VI) {
744     VNInfo *VNI = *VI;
745     if (VNI->isUnused())
746       continue;
747     VNInfo *ParentVNI = Edit->getParent().getVNInfoAt(VNI->def);
748     assert(ParentVNI && "Parent not live at complement def");
749
750     // Don't hoist remats.  The complement is probably going to disappear
751     // completely anyway.
752     if (Edit->didRematerialize(ParentVNI))
753       continue;
754
755     MachineBasicBlock *ValMBB = LIS.getMBBFromIndex(VNI->def);
756     DomPair &Dom = NearestDom[ParentVNI->id];
757
758     // Keep directly defined parent values.  This is either a PHI or an
759     // instruction in the complement range.  All other copies of ParentVNI
760     // should be eliminated.
761     if (VNI->def == ParentVNI->def) {
762       DEBUG(dbgs() << "Direct complement def at " << VNI->def << '\n');
763       Dom = DomPair(ValMBB, VNI->def);
764       continue;
765     }
766     // Skip the singly mapped values.  There is nothing to gain from hoisting a
767     // single back-copy.
768     if (Values.lookup(std::make_pair(0, ParentVNI->id)).getPointer()) {
769       DEBUG(dbgs() << "Single complement def at " << VNI->def << '\n');
770       continue;
771     }
772
773     if (!Dom.first) {
774       // First time we see ParentVNI.  VNI dominates itself.
775       Dom = DomPair(ValMBB, VNI->def);
776     } else if (Dom.first == ValMBB) {
777       // Two defs in the same block.  Pick the earlier def.
778       if (!Dom.second.isValid() || VNI->def < Dom.second)
779         Dom.second = VNI->def;
780     } else {
781       // Different basic blocks. Check if one dominates.
782       MachineBasicBlock *Near =
783         MDT.findNearestCommonDominator(Dom.first, ValMBB);
784       if (Near == ValMBB)
785         // Def ValMBB dominates.
786         Dom = DomPair(ValMBB, VNI->def);
787       else if (Near != Dom.first)
788         // None dominate. Hoist to common dominator, need new def.
789         Dom = DomPair(Near, SlotIndex());
790     }
791
792     DEBUG(dbgs() << "Multi-mapped complement " << VNI->id << '@' << VNI->def
793                  << " for parent " << ParentVNI->id << '@' << ParentVNI->def
794                  << " hoist to BB#" << Dom.first->getNumber() << ' '
795                  << Dom.second << '\n');
796   }
797
798   // Insert the hoisted copies.
799   for (unsigned i = 0, e = Parent->getNumValNums(); i != e; ++i) {
800     DomPair &Dom = NearestDom[i];
801     if (!Dom.first || Dom.second.isValid())
802       continue;
803     // This value needs a hoisted copy inserted at the end of Dom.first.
804     VNInfo *ParentVNI = Parent->getValNumInfo(i);
805     MachineBasicBlock *DefMBB = LIS.getMBBFromIndex(ParentVNI->def);
806     // Get a less loopy dominator than Dom.first.
807     Dom.first = findShallowDominator(Dom.first, DefMBB);
808     SlotIndex Last = LIS.getMBBEndIdx(Dom.first).getPrevSlot();
809     Dom.second =
810       defFromParent(0, ParentVNI, Last, *Dom.first,
811                     SA.getLastSplitPointIter(Dom.first))->def;
812   }
813
814   // Remove redundant back-copies that are now known to be dominated by another
815   // def with the same value.
816   SmallVector<VNInfo*, 8> BackCopies;
817   for (LiveInterval::vni_iterator VI = LI->vni_begin(), VE = LI->vni_end();
818        VI != VE; ++VI) {
819     VNInfo *VNI = *VI;
820     if (VNI->isUnused())
821       continue;
822     VNInfo *ParentVNI = Edit->getParent().getVNInfoAt(VNI->def);
823     const DomPair &Dom = NearestDom[ParentVNI->id];
824     if (!Dom.first || Dom.second == VNI->def)
825       continue;
826     BackCopies.push_back(VNI);
827     forceRecompute(0, ParentVNI);
828   }
829   removeBackCopies(BackCopies);
830 }
831
832
833 /// transferValues - Transfer all possible values to the new live ranges.
834 /// Values that were rematerialized are left alone, they need LRCalc.extend().
835 bool SplitEditor::transferValues() {
836   bool Skipped = false;
837   RegAssignMap::const_iterator AssignI = RegAssign.begin();
838   for (LiveInterval::const_iterator ParentI = Edit->getParent().begin(),
839          ParentE = Edit->getParent().end(); ParentI != ParentE; ++ParentI) {
840     DEBUG(dbgs() << "  blit " << *ParentI << ':');
841     VNInfo *ParentVNI = ParentI->valno;
842     // RegAssign has holes where RegIdx 0 should be used.
843     SlotIndex Start = ParentI->start;
844     AssignI.advanceTo(Start);
845     do {
846       unsigned RegIdx;
847       SlotIndex End = ParentI->end;
848       if (!AssignI.valid()) {
849         RegIdx = 0;
850       } else if (AssignI.start() <= Start) {
851         RegIdx = AssignI.value();
852         if (AssignI.stop() < End) {
853           End = AssignI.stop();
854           ++AssignI;
855         }
856       } else {
857         RegIdx = 0;
858         End = std::min(End, AssignI.start());
859       }
860
861       // The interval [Start;End) is continuously mapped to RegIdx, ParentVNI.
862       DEBUG(dbgs() << " [" << Start << ';' << End << ")=" << RegIdx);
863       LiveRange &LR = LIS.getInterval(Edit->get(RegIdx));
864
865       // Check for a simply defined value that can be blitted directly.
866       ValueForcePair VFP = Values.lookup(std::make_pair(RegIdx, ParentVNI->id));
867       if (VNInfo *VNI = VFP.getPointer()) {
868         DEBUG(dbgs() << ':' << VNI->id);
869         LR.addSegment(LiveInterval::Segment(Start, End, VNI));
870         Start = End;
871         continue;
872       }
873
874       // Skip values with forced recomputation.
875       if (VFP.getInt()) {
876         DEBUG(dbgs() << "(recalc)");
877         Skipped = true;
878         Start = End;
879         continue;
880       }
881
882       LiveRangeCalc &LRC = getLRCalc(RegIdx);
883
884       // This value has multiple defs in RegIdx, but it wasn't rematerialized,
885       // so the live range is accurate. Add live-in blocks in [Start;End) to the
886       // LiveInBlocks.
887       MachineFunction::iterator MBB = LIS.getMBBFromIndex(Start);
888       SlotIndex BlockStart, BlockEnd;
889       std::tie(BlockStart, BlockEnd) = LIS.getSlotIndexes()->getMBBRange(MBB);
890
891       // The first block may be live-in, or it may have its own def.
892       if (Start != BlockStart) {
893         VNInfo *VNI = LR.extendInBlock(BlockStart, std::min(BlockEnd, End));
894         assert(VNI && "Missing def for complex mapped value");
895         DEBUG(dbgs() << ':' << VNI->id << "*BB#" << MBB->getNumber());
896         // MBB has its own def. Is it also live-out?
897         if (BlockEnd <= End)
898           LRC.setLiveOutValue(MBB, VNI);
899
900         // Skip to the next block for live-in.
901         ++MBB;
902         BlockStart = BlockEnd;
903       }
904
905       // Handle the live-in blocks covered by [Start;End).
906       assert(Start <= BlockStart && "Expected live-in block");
907       while (BlockStart < End) {
908         DEBUG(dbgs() << ">BB#" << MBB->getNumber());
909         BlockEnd = LIS.getMBBEndIdx(MBB);
910         if (BlockStart == ParentVNI->def) {
911           // This block has the def of a parent PHI, so it isn't live-in.
912           assert(ParentVNI->isPHIDef() && "Non-phi defined at block start?");
913           VNInfo *VNI = LR.extendInBlock(BlockStart, std::min(BlockEnd, End));
914           assert(VNI && "Missing def for complex mapped parent PHI");
915           if (End >= BlockEnd)
916             LRC.setLiveOutValue(MBB, VNI); // Live-out as well.
917         } else {
918           // This block needs a live-in value.  The last block covered may not
919           // be live-out.
920           if (End < BlockEnd)
921             LRC.addLiveInBlock(LR, MDT[MBB], End);
922           else {
923             // Live-through, and we don't know the value.
924             LRC.addLiveInBlock(LR, MDT[MBB]);
925             LRC.setLiveOutValue(MBB, 0);
926           }
927         }
928         BlockStart = BlockEnd;
929         ++MBB;
930       }
931       Start = End;
932     } while (Start != ParentI->end);
933     DEBUG(dbgs() << '\n');
934   }
935
936   LRCalc[0].calculateValues();
937   if (SpillMode)
938     LRCalc[1].calculateValues();
939
940   return Skipped;
941 }
942
943 void SplitEditor::extendPHIKillRanges() {
944     // Extend live ranges to be live-out for successor PHI values.
945   for (LiveInterval::const_vni_iterator I = Edit->getParent().vni_begin(),
946        E = Edit->getParent().vni_end(); I != E; ++I) {
947     const VNInfo *PHIVNI = *I;
948     if (PHIVNI->isUnused() || !PHIVNI->isPHIDef())
949       continue;
950     unsigned RegIdx = RegAssign.lookup(PHIVNI->def);
951     LiveRange &LR = LIS.getInterval(Edit->get(RegIdx));
952     LiveRangeCalc &LRC = getLRCalc(RegIdx);
953     MachineBasicBlock *MBB = LIS.getMBBFromIndex(PHIVNI->def);
954     for (MachineBasicBlock::pred_iterator PI = MBB->pred_begin(),
955          PE = MBB->pred_end(); PI != PE; ++PI) {
956       SlotIndex End = LIS.getMBBEndIdx(*PI);
957       SlotIndex LastUse = End.getPrevSlot();
958       // The predecessor may not have a live-out value. That is OK, like an
959       // undef PHI operand.
960       if (Edit->getParent().liveAt(LastUse)) {
961         assert(RegAssign.lookup(LastUse) == RegIdx &&
962                "Different register assignment in phi predecessor");
963         LRC.extend(LR, End);
964       }
965     }
966   }
967 }
968
969 /// rewriteAssigned - Rewrite all uses of Edit->getReg().
970 void SplitEditor::rewriteAssigned(bool ExtendRanges) {
971   for (MachineRegisterInfo::reg_iterator RI = MRI.reg_begin(Edit->getReg()),
972        RE = MRI.reg_end(); RI != RE;) {
973     MachineOperand &MO = *RI;
974     MachineInstr *MI = MO.getParent();
975     ++RI;
976     // LiveDebugVariables should have handled all DBG_VALUE instructions.
977     if (MI->isDebugValue()) {
978       DEBUG(dbgs() << "Zapping " << *MI);
979       MO.setReg(0);
980       continue;
981     }
982
983     // <undef> operands don't really read the register, so it doesn't matter
984     // which register we choose.  When the use operand is tied to a def, we must
985     // use the same register as the def, so just do that always.
986     SlotIndex Idx = LIS.getInstructionIndex(MI);
987     if (MO.isDef() || MO.isUndef())
988       Idx = Idx.getRegSlot(MO.isEarlyClobber());
989
990     // Rewrite to the mapped register at Idx.
991     unsigned RegIdx = RegAssign.lookup(Idx);
992     LiveInterval *LI = &LIS.getInterval(Edit->get(RegIdx));
993     MO.setReg(LI->reg);
994     DEBUG(dbgs() << "  rewr BB#" << MI->getParent()->getNumber() << '\t'
995                  << Idx << ':' << RegIdx << '\t' << *MI);
996
997     // Extend liveness to Idx if the instruction reads reg.
998     if (!ExtendRanges || MO.isUndef())
999       continue;
1000
1001     // Skip instructions that don't read Reg.
1002     if (MO.isDef()) {
1003       if (!MO.getSubReg() && !MO.isEarlyClobber())
1004         continue;
1005       // We may wan't to extend a live range for a partial redef, or for a use
1006       // tied to an early clobber.
1007       Idx = Idx.getPrevSlot();
1008       if (!Edit->getParent().liveAt(Idx))
1009         continue;
1010     } else
1011       Idx = Idx.getRegSlot(true);
1012
1013     getLRCalc(RegIdx).extend(*LI, Idx.getNextSlot());
1014   }
1015 }
1016
1017 void SplitEditor::deleteRematVictims() {
1018   SmallVector<MachineInstr*, 8> Dead;
1019   for (LiveRangeEdit::iterator I = Edit->begin(), E = Edit->end(); I != E; ++I){
1020     LiveInterval *LI = &LIS.getInterval(*I);
1021     for (LiveInterval::const_iterator LII = LI->begin(), LIE = LI->end();
1022            LII != LIE; ++LII) {
1023       // Dead defs end at the dead slot.
1024       if (LII->end != LII->valno->def.getDeadSlot())
1025         continue;
1026       MachineInstr *MI = LIS.getInstructionFromIndex(LII->valno->def);
1027       assert(MI && "Missing instruction for dead def");
1028       MI->addRegisterDead(LI->reg, &TRI);
1029
1030       if (!MI->allDefsAreDead())
1031         continue;
1032
1033       DEBUG(dbgs() << "All defs dead: " << *MI);
1034       Dead.push_back(MI);
1035     }
1036   }
1037
1038   if (Dead.empty())
1039     return;
1040
1041   Edit->eliminateDeadDefs(Dead);
1042 }
1043
1044 void SplitEditor::finish(SmallVectorImpl<unsigned> *LRMap) {
1045   ++NumFinished;
1046
1047   // At this point, the live intervals in Edit contain VNInfos corresponding to
1048   // the inserted copies.
1049
1050   // Add the original defs from the parent interval.
1051   for (LiveInterval::const_vni_iterator I = Edit->getParent().vni_begin(),
1052          E = Edit->getParent().vni_end(); I != E; ++I) {
1053     const VNInfo *ParentVNI = *I;
1054     if (ParentVNI->isUnused())
1055       continue;
1056     unsigned RegIdx = RegAssign.lookup(ParentVNI->def);
1057     defValue(RegIdx, ParentVNI, ParentVNI->def);
1058
1059     // Force rematted values to be recomputed everywhere.
1060     // The new live ranges may be truncated.
1061     if (Edit->didRematerialize(ParentVNI))
1062       for (unsigned i = 0, e = Edit->size(); i != e; ++i)
1063         forceRecompute(i, ParentVNI);
1064   }
1065
1066   // Hoist back-copies to the complement interval when in spill mode.
1067   switch (SpillMode) {
1068   case SM_Partition:
1069     // Leave all back-copies as is.
1070     break;
1071   case SM_Size:
1072     hoistCopiesForSize();
1073     break;
1074   case SM_Speed:
1075     llvm_unreachable("Spill mode 'speed' not implemented yet");
1076   }
1077
1078   // Transfer the simply mapped values, check if any are skipped.
1079   bool Skipped = transferValues();
1080   if (Skipped)
1081     extendPHIKillRanges();
1082   else
1083     ++NumSimple;
1084
1085   // Rewrite virtual registers, possibly extending ranges.
1086   rewriteAssigned(Skipped);
1087
1088   // Delete defs that were rematted everywhere.
1089   if (Skipped)
1090     deleteRematVictims();
1091
1092   // Get rid of unused values and set phi-kill flags.
1093   for (LiveRangeEdit::iterator I = Edit->begin(), E = Edit->end(); I != E; ++I) {
1094     LiveInterval &LI = LIS.getInterval(*I);
1095     LI.RenumberValues();
1096   }
1097
1098   // Provide a reverse mapping from original indices to Edit ranges.
1099   if (LRMap) {
1100     LRMap->clear();
1101     for (unsigned i = 0, e = Edit->size(); i != e; ++i)
1102       LRMap->push_back(i);
1103   }
1104
1105   // Now check if any registers were separated into multiple components.
1106   ConnectedVNInfoEqClasses ConEQ(LIS);
1107   for (unsigned i = 0, e = Edit->size(); i != e; ++i) {
1108     // Don't use iterators, they are invalidated by create() below.
1109     LiveInterval *li = &LIS.getInterval(Edit->get(i));
1110     unsigned NumComp = ConEQ.Classify(li);
1111     if (NumComp <= 1)
1112       continue;
1113     DEBUG(dbgs() << "  " << NumComp << " components: " << *li << '\n');
1114     SmallVector<LiveInterval*, 8> dups;
1115     dups.push_back(li);
1116     for (unsigned j = 1; j != NumComp; ++j)
1117       dups.push_back(&Edit->createEmptyInterval());
1118     ConEQ.Distribute(&dups[0], MRI);
1119     // The new intervals all map back to i.
1120     if (LRMap)
1121       LRMap->resize(Edit->size(), i);
1122   }
1123
1124   // Calculate spill weight and allocation hints for new intervals.
1125   Edit->calculateRegClassAndHint(VRM.getMachineFunction(), SA.Loops, MBFI);
1126
1127   assert(!LRMap || LRMap->size() == Edit->size());
1128 }
1129
1130
1131 //===----------------------------------------------------------------------===//
1132 //                            Single Block Splitting
1133 //===----------------------------------------------------------------------===//
1134
1135 bool SplitAnalysis::shouldSplitSingleBlock(const BlockInfo &BI,
1136                                            bool SingleInstrs) const {
1137   // Always split for multiple instructions.
1138   if (!BI.isOneInstr())
1139     return true;
1140   // Don't split for single instructions unless explicitly requested.
1141   if (!SingleInstrs)
1142     return false;
1143   // Splitting a live-through range always makes progress.
1144   if (BI.LiveIn && BI.LiveOut)
1145     return true;
1146   // No point in isolating a copy. It has no register class constraints.
1147   if (LIS.getInstructionFromIndex(BI.FirstInstr)->isCopyLike())
1148     return false;
1149   // Finally, don't isolate an end point that was created by earlier splits.
1150   return isOriginalEndpoint(BI.FirstInstr);
1151 }
1152
1153 void SplitEditor::splitSingleBlock(const SplitAnalysis::BlockInfo &BI) {
1154   openIntv();
1155   SlotIndex LastSplitPoint = SA.getLastSplitPoint(BI.MBB->getNumber());
1156   SlotIndex SegStart = enterIntvBefore(std::min(BI.FirstInstr,
1157     LastSplitPoint));
1158   if (!BI.LiveOut || BI.LastInstr < LastSplitPoint) {
1159     useIntv(SegStart, leaveIntvAfter(BI.LastInstr));
1160   } else {
1161       // The last use is after the last valid split point.
1162     SlotIndex SegStop = leaveIntvBefore(LastSplitPoint);
1163     useIntv(SegStart, SegStop);
1164     overlapIntv(SegStop, BI.LastInstr);
1165   }
1166 }
1167
1168
1169 //===----------------------------------------------------------------------===//
1170 //                    Global Live Range Splitting Support
1171 //===----------------------------------------------------------------------===//
1172
1173 // These methods support a method of global live range splitting that uses a
1174 // global algorithm to decide intervals for CFG edges. They will insert split
1175 // points and color intervals in basic blocks while avoiding interference.
1176 //
1177 // Note that splitSingleBlock is also useful for blocks where both CFG edges
1178 // are on the stack.
1179
1180 void SplitEditor::splitLiveThroughBlock(unsigned MBBNum,
1181                                         unsigned IntvIn, SlotIndex LeaveBefore,
1182                                         unsigned IntvOut, SlotIndex EnterAfter){
1183   SlotIndex Start, Stop;
1184   std::tie(Start, Stop) = LIS.getSlotIndexes()->getMBBRange(MBBNum);
1185
1186   DEBUG(dbgs() << "BB#" << MBBNum << " [" << Start << ';' << Stop
1187                << ") intf " << LeaveBefore << '-' << EnterAfter
1188                << ", live-through " << IntvIn << " -> " << IntvOut);
1189
1190   assert((IntvIn || IntvOut) && "Use splitSingleBlock for isolated blocks");
1191
1192   assert((!LeaveBefore || LeaveBefore < Stop) && "Interference after block");
1193   assert((!IntvIn || !LeaveBefore || LeaveBefore > Start) && "Impossible intf");
1194   assert((!EnterAfter || EnterAfter >= Start) && "Interference before block");
1195
1196   MachineBasicBlock *MBB = VRM.getMachineFunction().getBlockNumbered(MBBNum);
1197
1198   if (!IntvOut) {
1199     DEBUG(dbgs() << ", spill on entry.\n");
1200     //
1201     //        <<<<<<<<<    Possible LeaveBefore interference.
1202     //    |-----------|    Live through.
1203     //    -____________    Spill on entry.
1204     //
1205     selectIntv(IntvIn);
1206     SlotIndex Idx = leaveIntvAtTop(*MBB);
1207     assert((!LeaveBefore || Idx <= LeaveBefore) && "Interference");
1208     (void)Idx;
1209     return;
1210   }
1211
1212   if (!IntvIn) {
1213     DEBUG(dbgs() << ", reload on exit.\n");
1214     //
1215     //    >>>>>>>          Possible EnterAfter interference.
1216     //    |-----------|    Live through.
1217     //    ___________--    Reload on exit.
1218     //
1219     selectIntv(IntvOut);
1220     SlotIndex Idx = enterIntvAtEnd(*MBB);
1221     assert((!EnterAfter || Idx >= EnterAfter) && "Interference");
1222     (void)Idx;
1223     return;
1224   }
1225
1226   if (IntvIn == IntvOut && !LeaveBefore && !EnterAfter) {
1227     DEBUG(dbgs() << ", straight through.\n");
1228     //
1229     //    |-----------|    Live through.
1230     //    -------------    Straight through, same intv, no interference.
1231     //
1232     selectIntv(IntvOut);
1233     useIntv(Start, Stop);
1234     return;
1235   }
1236
1237   // We cannot legally insert splits after LSP.
1238   SlotIndex LSP = SA.getLastSplitPoint(MBBNum);
1239   assert((!IntvOut || !EnterAfter || EnterAfter < LSP) && "Impossible intf");
1240
1241   if (IntvIn != IntvOut && (!LeaveBefore || !EnterAfter ||
1242                   LeaveBefore.getBaseIndex() > EnterAfter.getBoundaryIndex())) {
1243     DEBUG(dbgs() << ", switch avoiding interference.\n");
1244     //
1245     //    >>>>     <<<<    Non-overlapping EnterAfter/LeaveBefore interference.
1246     //    |-----------|    Live through.
1247     //    ------=======    Switch intervals between interference.
1248     //
1249     selectIntv(IntvOut);
1250     SlotIndex Idx;
1251     if (LeaveBefore && LeaveBefore < LSP) {
1252       Idx = enterIntvBefore(LeaveBefore);
1253       useIntv(Idx, Stop);
1254     } else {
1255       Idx = enterIntvAtEnd(*MBB);
1256     }
1257     selectIntv(IntvIn);
1258     useIntv(Start, Idx);
1259     assert((!LeaveBefore || Idx <= LeaveBefore) && "Interference");
1260     assert((!EnterAfter || Idx >= EnterAfter) && "Interference");
1261     return;
1262   }
1263
1264   DEBUG(dbgs() << ", create local intv for interference.\n");
1265   //
1266   //    >>><><><><<<<    Overlapping EnterAfter/LeaveBefore interference.
1267   //    |-----------|    Live through.
1268   //    ==---------==    Switch intervals before/after interference.
1269   //
1270   assert(LeaveBefore <= EnterAfter && "Missed case");
1271
1272   selectIntv(IntvOut);
1273   SlotIndex Idx = enterIntvAfter(EnterAfter);
1274   useIntv(Idx, Stop);
1275   assert((!EnterAfter || Idx >= EnterAfter) && "Interference");
1276
1277   selectIntv(IntvIn);
1278   Idx = leaveIntvBefore(LeaveBefore);
1279   useIntv(Start, Idx);
1280   assert((!LeaveBefore || Idx <= LeaveBefore) && "Interference");
1281 }
1282
1283
1284 void SplitEditor::splitRegInBlock(const SplitAnalysis::BlockInfo &BI,
1285                                   unsigned IntvIn, SlotIndex LeaveBefore) {
1286   SlotIndex Start, Stop;
1287   std::tie(Start, Stop) = LIS.getSlotIndexes()->getMBBRange(BI.MBB);
1288
1289   DEBUG(dbgs() << "BB#" << BI.MBB->getNumber() << " [" << Start << ';' << Stop
1290                << "), uses " << BI.FirstInstr << '-' << BI.LastInstr
1291                << ", reg-in " << IntvIn << ", leave before " << LeaveBefore
1292                << (BI.LiveOut ? ", stack-out" : ", killed in block"));
1293
1294   assert(IntvIn && "Must have register in");
1295   assert(BI.LiveIn && "Must be live-in");
1296   assert((!LeaveBefore || LeaveBefore > Start) && "Bad interference");
1297
1298   if (!BI.LiveOut && (!LeaveBefore || LeaveBefore >= BI.LastInstr)) {
1299     DEBUG(dbgs() << " before interference.\n");
1300     //
1301     //               <<<    Interference after kill.
1302     //     |---o---x   |    Killed in block.
1303     //     =========        Use IntvIn everywhere.
1304     //
1305     selectIntv(IntvIn);
1306     useIntv(Start, BI.LastInstr);
1307     return;
1308   }
1309
1310   SlotIndex LSP = SA.getLastSplitPoint(BI.MBB->getNumber());
1311
1312   if (!LeaveBefore || LeaveBefore > BI.LastInstr.getBoundaryIndex()) {
1313     //
1314     //               <<<    Possible interference after last use.
1315     //     |---o---o---|    Live-out on stack.
1316     //     =========____    Leave IntvIn after last use.
1317     //
1318     //                 <    Interference after last use.
1319     //     |---o---o--o|    Live-out on stack, late last use.
1320     //     ============     Copy to stack after LSP, overlap IntvIn.
1321     //            \_____    Stack interval is live-out.
1322     //
1323     if (BI.LastInstr < LSP) {
1324       DEBUG(dbgs() << ", spill after last use before interference.\n");
1325       selectIntv(IntvIn);
1326       SlotIndex Idx = leaveIntvAfter(BI.LastInstr);
1327       useIntv(Start, Idx);
1328       assert((!LeaveBefore || Idx <= LeaveBefore) && "Interference");
1329     } else {
1330       DEBUG(dbgs() << ", spill before last split point.\n");
1331       selectIntv(IntvIn);
1332       SlotIndex Idx = leaveIntvBefore(LSP);
1333       overlapIntv(Idx, BI.LastInstr);
1334       useIntv(Start, Idx);
1335       assert((!LeaveBefore || Idx <= LeaveBefore) && "Interference");
1336     }
1337     return;
1338   }
1339
1340   // The interference is overlapping somewhere we wanted to use IntvIn. That
1341   // means we need to create a local interval that can be allocated a
1342   // different register.
1343   unsigned LocalIntv = openIntv();
1344   (void)LocalIntv;
1345   DEBUG(dbgs() << ", creating local interval " << LocalIntv << ".\n");
1346
1347   if (!BI.LiveOut || BI.LastInstr < LSP) {
1348     //
1349     //           <<<<<<<    Interference overlapping uses.
1350     //     |---o---o---|    Live-out on stack.
1351     //     =====----____    Leave IntvIn before interference, then spill.
1352     //
1353     SlotIndex To = leaveIntvAfter(BI.LastInstr);
1354     SlotIndex From = enterIntvBefore(LeaveBefore);
1355     useIntv(From, To);
1356     selectIntv(IntvIn);
1357     useIntv(Start, From);
1358     assert((!LeaveBefore || From <= LeaveBefore) && "Interference");
1359     return;
1360   }
1361
1362   //           <<<<<<<    Interference overlapping uses.
1363   //     |---o---o--o|    Live-out on stack, late last use.
1364   //     =====-------     Copy to stack before LSP, overlap LocalIntv.
1365   //            \_____    Stack interval is live-out.
1366   //
1367   SlotIndex To = leaveIntvBefore(LSP);
1368   overlapIntv(To, BI.LastInstr);
1369   SlotIndex From = enterIntvBefore(std::min(To, LeaveBefore));
1370   useIntv(From, To);
1371   selectIntv(IntvIn);
1372   useIntv(Start, From);
1373   assert((!LeaveBefore || From <= LeaveBefore) && "Interference");
1374 }
1375
1376 void SplitEditor::splitRegOutBlock(const SplitAnalysis::BlockInfo &BI,
1377                                    unsigned IntvOut, SlotIndex EnterAfter) {
1378   SlotIndex Start, Stop;
1379   std::tie(Start, Stop) = LIS.getSlotIndexes()->getMBBRange(BI.MBB);
1380
1381   DEBUG(dbgs() << "BB#" << BI.MBB->getNumber() << " [" << Start << ';' << Stop
1382                << "), uses " << BI.FirstInstr << '-' << BI.LastInstr
1383                << ", reg-out " << IntvOut << ", enter after " << EnterAfter
1384                << (BI.LiveIn ? ", stack-in" : ", defined in block"));
1385
1386   SlotIndex LSP = SA.getLastSplitPoint(BI.MBB->getNumber());
1387
1388   assert(IntvOut && "Must have register out");
1389   assert(BI.LiveOut && "Must be live-out");
1390   assert((!EnterAfter || EnterAfter < LSP) && "Bad interference");
1391
1392   if (!BI.LiveIn && (!EnterAfter || EnterAfter <= BI.FirstInstr)) {
1393     DEBUG(dbgs() << " after interference.\n");
1394     //
1395     //    >>>>             Interference before def.
1396     //    |   o---o---|    Defined in block.
1397     //        =========    Use IntvOut everywhere.
1398     //
1399     selectIntv(IntvOut);
1400     useIntv(BI.FirstInstr, Stop);
1401     return;
1402   }
1403
1404   if (!EnterAfter || EnterAfter < BI.FirstInstr.getBaseIndex()) {
1405     DEBUG(dbgs() << ", reload after interference.\n");
1406     //
1407     //    >>>>             Interference before def.
1408     //    |---o---o---|    Live-through, stack-in.
1409     //    ____=========    Enter IntvOut before first use.
1410     //
1411     selectIntv(IntvOut);
1412     SlotIndex Idx = enterIntvBefore(std::min(LSP, BI.FirstInstr));
1413     useIntv(Idx, Stop);
1414     assert((!EnterAfter || Idx >= EnterAfter) && "Interference");
1415     return;
1416   }
1417
1418   // The interference is overlapping somewhere we wanted to use IntvOut. That
1419   // means we need to create a local interval that can be allocated a
1420   // different register.
1421   DEBUG(dbgs() << ", interference overlaps uses.\n");
1422   //
1423   //    >>>>>>>          Interference overlapping uses.
1424   //    |---o---o---|    Live-through, stack-in.
1425   //    ____---======    Create local interval for interference range.
1426   //
1427   selectIntv(IntvOut);
1428   SlotIndex Idx = enterIntvAfter(EnterAfter);
1429   useIntv(Idx, Stop);
1430   assert((!EnterAfter || Idx >= EnterAfter) && "Interference");
1431
1432   openIntv();
1433   SlotIndex From = enterIntvBefore(std::min(Idx, BI.FirstInstr));
1434   useIntv(From, Idx);
1435 }