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