Grab the subtarget and subtarget dependent variables off of
[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   const MachineBasicBlock *LPad = MBB->getLandingPadSuccessor();
60   std::pair<SlotIndex, SlotIndex> &LSP = LastSplitPoint[Num];
61   SlotIndex MBBEnd = LIS.getMBBEndIdx(MBB);
62
63   // Compute split points on the first call. The pair is independent of the
64   // current live interval.
65   if (!LSP.first.isValid()) {
66     MachineBasicBlock::const_iterator FirstTerm = MBB->getFirstTerminator();
67     if (FirstTerm == MBB->end())
68       LSP.first = MBBEnd;
69     else
70       LSP.first = LIS.getInstructionIndex(FirstTerm);
71
72     // If there is a landing pad successor, also find the call instruction.
73     if (!LPad)
74       return LSP.first;
75     // There may not be a call instruction (?) in which case we ignore LPad.
76     LSP.second = LSP.first;
77     for (MachineBasicBlock::const_iterator I = MBB->end(), E = MBB->begin();
78          I != E;) {
79       --I;
80       if (I->isCall()) {
81         LSP.second = LIS.getInstructionIndex(I);
82         break;
83       }
84     }
85   }
86
87   // If CurLI is live into a landing pad successor, move the last split point
88   // back to the call that may throw.
89   if (!LPad || !LSP.second || !LIS.isLiveInToMBB(*CurLI, LPad))
90     return LSP.first;
91
92   // Find the value leaving MBB.
93   const VNInfo *VNI = CurLI->getVNInfoBefore(MBBEnd);
94   if (!VNI)
95     return LSP.first;
96
97   // If the value leaving MBB was defined after the call in MBB, it can't
98   // really be live-in to the landing pad.  This can happen if the landing pad
99   // has a PHI, and this register is undef on the exceptional edge.
100   // <rdar://problem/10664933>
101   if (!SlotIndex::isEarlierInstr(VNI->def, LSP.second) && VNI->def < MBBEnd)
102     return LSP.first;
103
104   // Value is properly live-in to the landing pad.
105   // Only allow splits before the call.
106   return LSP.second;
107 }
108
109 MachineBasicBlock::iterator
110 SplitAnalysis::getLastSplitPointIter(MachineBasicBlock *MBB) {
111   SlotIndex LSP = getLastSplitPoint(MBB->getNumber());
112   if (LSP == LIS.getMBBEndIdx(MBB))
113     return MBB->end();
114   return LIS.getInstructionFromIndex(LSP);
115 }
116
117 /// analyzeUses - Count instructions, basic blocks, and loops using CurLI.
118 void SplitAnalysis::analyzeUses() {
119   assert(UseSlots.empty() && "Call clear first");
120
121   // First get all the defs from the interval values. This provides the correct
122   // slots for early clobbers.
123   for (LiveInterval::const_vni_iterator I = CurLI->vni_begin(),
124        E = CurLI->vni_end(); I != E; ++I)
125     if (!(*I)->isPHIDef() && !(*I)->isUnused())
126       UseSlots.push_back((*I)->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     VNInfo *VNI = Copies[i];
628     SlotIndex Def = VNI->def;
629     MachineInstr *MI = LIS.getInstructionFromIndex(Def);
630     assert(MI && "No instruction for back-copy");
631
632     MachineBasicBlock *MBB = MI->getParent();
633     MachineBasicBlock::iterator MBBI(MI);
634     bool AtBegin;
635     do AtBegin = MBBI == MBB->begin();
636     while (!AtBegin && (--MBBI)->isDebugValue());
637
638     DEBUG(dbgs() << "Removing " << Def << '\t' << *MI);
639     LI->removeValNo(VNI);
640     LIS.RemoveMachineInstrFromMaps(MI);
641     MI->eraseFromParent();
642
643     // Adjust RegAssign if a register assignment is killed at VNI->def.  We
644     // want to avoid calculating the live range of the source register if
645     // possible.
646     AssignI.find(Def.getPrevSlot());
647     if (!AssignI.valid() || AssignI.start() >= Def)
648       continue;
649     // If MI doesn't kill the assigned register, just leave it.
650     if (AssignI.stop() != Def)
651       continue;
652     unsigned RegIdx = AssignI.value();
653     if (AtBegin || !MBBI->readsVirtualRegister(Edit->getReg())) {
654       DEBUG(dbgs() << "  cannot find simple kill of RegIdx " << RegIdx << '\n');
655       forceRecompute(RegIdx, Edit->getParent().getVNInfoAt(Def));
656     } else {
657       SlotIndex Kill = LIS.getInstructionIndex(MBBI).getRegSlot();
658       DEBUG(dbgs() << "  move kill to " << Kill << '\t' << *MBBI);
659       AssignI.setStop(Kill);
660     }
661   }
662 }
663
664 MachineBasicBlock*
665 SplitEditor::findShallowDominator(MachineBasicBlock *MBB,
666                                   MachineBasicBlock *DefMBB) {
667   if (MBB == DefMBB)
668     return MBB;
669   assert(MDT.dominates(DefMBB, MBB) && "MBB must be dominated by the def.");
670
671   const MachineLoopInfo &Loops = SA.Loops;
672   const MachineLoop *DefLoop = Loops.getLoopFor(DefMBB);
673   MachineDomTreeNode *DefDomNode = MDT[DefMBB];
674
675   // Best candidate so far.
676   MachineBasicBlock *BestMBB = MBB;
677   unsigned BestDepth = UINT_MAX;
678
679   for (;;) {
680     const MachineLoop *Loop = Loops.getLoopFor(MBB);
681
682     // MBB isn't in a loop, it doesn't get any better.  All dominators have a
683     // higher frequency by definition.
684     if (!Loop) {
685       DEBUG(dbgs() << "Def in BB#" << DefMBB->getNumber() << " dominates BB#"
686                    << MBB->getNumber() << " at depth 0\n");
687       return MBB;
688     }
689
690     // We'll never be able to exit the DefLoop.
691     if (Loop == DefLoop) {
692       DEBUG(dbgs() << "Def in BB#" << DefMBB->getNumber() << " dominates BB#"
693                    << MBB->getNumber() << " in the same loop\n");
694       return MBB;
695     }
696
697     // Least busy dominator seen so far.
698     unsigned Depth = Loop->getLoopDepth();
699     if (Depth < BestDepth) {
700       BestMBB = MBB;
701       BestDepth = Depth;
702       DEBUG(dbgs() << "Def in BB#" << DefMBB->getNumber() << " dominates BB#"
703                    << MBB->getNumber() << " at depth " << Depth << '\n');
704     }
705
706     // Leave loop by going to the immediate dominator of the loop header.
707     // This is a bigger stride than simply walking up the dominator tree.
708     MachineDomTreeNode *IDom = MDT[Loop->getHeader()]->getIDom();
709
710     // Too far up the dominator tree?
711     if (!IDom || !MDT.dominates(DefDomNode, IDom))
712       return BestMBB;
713
714     MBB = IDom->getBlock();
715   }
716 }
717
718 void SplitEditor::hoistCopiesForSize() {
719   // Get the complement interval, always RegIdx 0.
720   LiveInterval *LI = &LIS.getInterval(Edit->get(0));
721   LiveInterval *Parent = &Edit->getParent();
722
723   // Track the nearest common dominator for all back-copies for each ParentVNI,
724   // indexed by ParentVNI->id.
725   typedef std::pair<MachineBasicBlock*, SlotIndex> DomPair;
726   SmallVector<DomPair, 8> NearestDom(Parent->getNumValNums());
727
728   // Find the nearest common dominator for parent values with multiple
729   // back-copies.  If a single back-copy dominates, put it in DomPair.second.
730   for (LiveInterval::vni_iterator VI = LI->vni_begin(), VE = LI->vni_end();
731        VI != VE; ++VI) {
732     VNInfo *VNI = *VI;
733     if (VNI->isUnused())
734       continue;
735     VNInfo *ParentVNI = Edit->getParent().getVNInfoAt(VNI->def);
736     assert(ParentVNI && "Parent not live at complement def");
737
738     // Don't hoist remats.  The complement is probably going to disappear
739     // completely anyway.
740     if (Edit->didRematerialize(ParentVNI))
741       continue;
742
743     MachineBasicBlock *ValMBB = LIS.getMBBFromIndex(VNI->def);
744     DomPair &Dom = NearestDom[ParentVNI->id];
745
746     // Keep directly defined parent values.  This is either a PHI or an
747     // instruction in the complement range.  All other copies of ParentVNI
748     // should be eliminated.
749     if (VNI->def == ParentVNI->def) {
750       DEBUG(dbgs() << "Direct complement def at " << VNI->def << '\n');
751       Dom = DomPair(ValMBB, VNI->def);
752       continue;
753     }
754     // Skip the singly mapped values.  There is nothing to gain from hoisting a
755     // single back-copy.
756     if (Values.lookup(std::make_pair(0, ParentVNI->id)).getPointer()) {
757       DEBUG(dbgs() << "Single complement def at " << VNI->def << '\n');
758       continue;
759     }
760
761     if (!Dom.first) {
762       // First time we see ParentVNI.  VNI dominates itself.
763       Dom = DomPair(ValMBB, VNI->def);
764     } else if (Dom.first == ValMBB) {
765       // Two defs in the same block.  Pick the earlier def.
766       if (!Dom.second.isValid() || VNI->def < Dom.second)
767         Dom.second = VNI->def;
768     } else {
769       // Different basic blocks. Check if one dominates.
770       MachineBasicBlock *Near =
771         MDT.findNearestCommonDominator(Dom.first, ValMBB);
772       if (Near == ValMBB)
773         // Def ValMBB dominates.
774         Dom = DomPair(ValMBB, VNI->def);
775       else if (Near != Dom.first)
776         // None dominate. Hoist to common dominator, need new def.
777         Dom = DomPair(Near, SlotIndex());
778     }
779
780     DEBUG(dbgs() << "Multi-mapped complement " << VNI->id << '@' << VNI->def
781                  << " for parent " << ParentVNI->id << '@' << ParentVNI->def
782                  << " hoist to BB#" << Dom.first->getNumber() << ' '
783                  << Dom.second << '\n');
784   }
785
786   // Insert the hoisted copies.
787   for (unsigned i = 0, e = Parent->getNumValNums(); i != e; ++i) {
788     DomPair &Dom = NearestDom[i];
789     if (!Dom.first || Dom.second.isValid())
790       continue;
791     // This value needs a hoisted copy inserted at the end of Dom.first.
792     VNInfo *ParentVNI = Parent->getValNumInfo(i);
793     MachineBasicBlock *DefMBB = LIS.getMBBFromIndex(ParentVNI->def);
794     // Get a less loopy dominator than Dom.first.
795     Dom.first = findShallowDominator(Dom.first, DefMBB);
796     SlotIndex Last = LIS.getMBBEndIdx(Dom.first).getPrevSlot();
797     Dom.second =
798       defFromParent(0, ParentVNI, Last, *Dom.first,
799                     SA.getLastSplitPointIter(Dom.first))->def;
800   }
801
802   // Remove redundant back-copies that are now known to be dominated by another
803   // def with the same value.
804   SmallVector<VNInfo*, 8> BackCopies;
805   for (LiveInterval::vni_iterator VI = LI->vni_begin(), VE = LI->vni_end();
806        VI != VE; ++VI) {
807     VNInfo *VNI = *VI;
808     if (VNI->isUnused())
809       continue;
810     VNInfo *ParentVNI = Edit->getParent().getVNInfoAt(VNI->def);
811     const DomPair &Dom = NearestDom[ParentVNI->id];
812     if (!Dom.first || Dom.second == VNI->def)
813       continue;
814     BackCopies.push_back(VNI);
815     forceRecompute(0, ParentVNI);
816   }
817   removeBackCopies(BackCopies);
818 }
819
820
821 /// transferValues - Transfer all possible values to the new live ranges.
822 /// Values that were rematerialized are left alone, they need LRCalc.extend().
823 bool SplitEditor::transferValues() {
824   bool Skipped = false;
825   RegAssignMap::const_iterator AssignI = RegAssign.begin();
826   for (LiveInterval::const_iterator ParentI = Edit->getParent().begin(),
827          ParentE = Edit->getParent().end(); ParentI != ParentE; ++ParentI) {
828     DEBUG(dbgs() << "  blit " << *ParentI << ':');
829     VNInfo *ParentVNI = ParentI->valno;
830     // RegAssign has holes where RegIdx 0 should be used.
831     SlotIndex Start = ParentI->start;
832     AssignI.advanceTo(Start);
833     do {
834       unsigned RegIdx;
835       SlotIndex End = ParentI->end;
836       if (!AssignI.valid()) {
837         RegIdx = 0;
838       } else if (AssignI.start() <= Start) {
839         RegIdx = AssignI.value();
840         if (AssignI.stop() < End) {
841           End = AssignI.stop();
842           ++AssignI;
843         }
844       } else {
845         RegIdx = 0;
846         End = std::min(End, AssignI.start());
847       }
848
849       // The interval [Start;End) is continuously mapped to RegIdx, ParentVNI.
850       DEBUG(dbgs() << " [" << Start << ';' << End << ")=" << RegIdx);
851       LiveRange &LR = LIS.getInterval(Edit->get(RegIdx));
852
853       // Check for a simply defined value that can be blitted directly.
854       ValueForcePair VFP = Values.lookup(std::make_pair(RegIdx, ParentVNI->id));
855       if (VNInfo *VNI = VFP.getPointer()) {
856         DEBUG(dbgs() << ':' << VNI->id);
857         LR.addSegment(LiveInterval::Segment(Start, End, VNI));
858         Start = End;
859         continue;
860       }
861
862       // Skip values with forced recomputation.
863       if (VFP.getInt()) {
864         DEBUG(dbgs() << "(recalc)");
865         Skipped = true;
866         Start = End;
867         continue;
868       }
869
870       LiveRangeCalc &LRC = getLRCalc(RegIdx);
871
872       // This value has multiple defs in RegIdx, but it wasn't rematerialized,
873       // so the live range is accurate. Add live-in blocks in [Start;End) to the
874       // LiveInBlocks.
875       MachineFunction::iterator MBB = LIS.getMBBFromIndex(Start);
876       SlotIndex BlockStart, BlockEnd;
877       std::tie(BlockStart, BlockEnd) = LIS.getSlotIndexes()->getMBBRange(MBB);
878
879       // The first block may be live-in, or it may have its own def.
880       if (Start != BlockStart) {
881         VNInfo *VNI = LR.extendInBlock(BlockStart, std::min(BlockEnd, End));
882         assert(VNI && "Missing def for complex mapped value");
883         DEBUG(dbgs() << ':' << VNI->id << "*BB#" << MBB->getNumber());
884         // MBB has its own def. Is it also live-out?
885         if (BlockEnd <= End)
886           LRC.setLiveOutValue(MBB, VNI);
887
888         // Skip to the next block for live-in.
889         ++MBB;
890         BlockStart = BlockEnd;
891       }
892
893       // Handle the live-in blocks covered by [Start;End).
894       assert(Start <= BlockStart && "Expected live-in block");
895       while (BlockStart < End) {
896         DEBUG(dbgs() << ">BB#" << MBB->getNumber());
897         BlockEnd = LIS.getMBBEndIdx(MBB);
898         if (BlockStart == ParentVNI->def) {
899           // This block has the def of a parent PHI, so it isn't live-in.
900           assert(ParentVNI->isPHIDef() && "Non-phi defined at block start?");
901           VNInfo *VNI = LR.extendInBlock(BlockStart, std::min(BlockEnd, End));
902           assert(VNI && "Missing def for complex mapped parent PHI");
903           if (End >= BlockEnd)
904             LRC.setLiveOutValue(MBB, VNI); // Live-out as well.
905         } else {
906           // This block needs a live-in value.  The last block covered may not
907           // be live-out.
908           if (End < BlockEnd)
909             LRC.addLiveInBlock(LR, MDT[MBB], End);
910           else {
911             // Live-through, and we don't know the value.
912             LRC.addLiveInBlock(LR, MDT[MBB]);
913             LRC.setLiveOutValue(MBB, nullptr);
914           }
915         }
916         BlockStart = BlockEnd;
917         ++MBB;
918       }
919       Start = End;
920     } while (Start != ParentI->end);
921     DEBUG(dbgs() << '\n');
922   }
923
924   LRCalc[0].calculateValues();
925   if (SpillMode)
926     LRCalc[1].calculateValues();
927
928   return Skipped;
929 }
930
931 void SplitEditor::extendPHIKillRanges() {
932     // Extend live ranges to be live-out for successor PHI values.
933   for (LiveInterval::const_vni_iterator I = Edit->getParent().vni_begin(),
934        E = Edit->getParent().vni_end(); I != E; ++I) {
935     const VNInfo *PHIVNI = *I;
936     if (PHIVNI->isUnused() || !PHIVNI->isPHIDef())
937       continue;
938     unsigned RegIdx = RegAssign.lookup(PHIVNI->def);
939     LiveRange &LR = LIS.getInterval(Edit->get(RegIdx));
940     LiveRangeCalc &LRC = getLRCalc(RegIdx);
941     MachineBasicBlock *MBB = LIS.getMBBFromIndex(PHIVNI->def);
942     for (MachineBasicBlock::pred_iterator PI = MBB->pred_begin(),
943          PE = MBB->pred_end(); PI != PE; ++PI) {
944       SlotIndex End = LIS.getMBBEndIdx(*PI);
945       SlotIndex LastUse = End.getPrevSlot();
946       // The predecessor may not have a live-out value. That is OK, like an
947       // undef PHI operand.
948       if (Edit->getParent().liveAt(LastUse)) {
949         assert(RegAssign.lookup(LastUse) == RegIdx &&
950                "Different register assignment in phi predecessor");
951         LRC.extend(LR, End);
952       }
953     }
954   }
955 }
956
957 /// rewriteAssigned - Rewrite all uses of Edit->getReg().
958 void SplitEditor::rewriteAssigned(bool ExtendRanges) {
959   for (MachineRegisterInfo::reg_iterator RI = MRI.reg_begin(Edit->getReg()),
960        RE = MRI.reg_end(); RI != RE;) {
961     MachineOperand &MO = *RI;
962     MachineInstr *MI = MO.getParent();
963     ++RI;
964     // LiveDebugVariables should have handled all DBG_VALUE instructions.
965     if (MI->isDebugValue()) {
966       DEBUG(dbgs() << "Zapping " << *MI);
967       MO.setReg(0);
968       continue;
969     }
970
971     // <undef> operands don't really read the register, so it doesn't matter
972     // which register we choose.  When the use operand is tied to a def, we must
973     // use the same register as the def, so just do that always.
974     SlotIndex Idx = LIS.getInstructionIndex(MI);
975     if (MO.isDef() || MO.isUndef())
976       Idx = Idx.getRegSlot(MO.isEarlyClobber());
977
978     // Rewrite to the mapped register at Idx.
979     unsigned RegIdx = RegAssign.lookup(Idx);
980     LiveInterval *LI = &LIS.getInterval(Edit->get(RegIdx));
981     MO.setReg(LI->reg);
982     DEBUG(dbgs() << "  rewr BB#" << MI->getParent()->getNumber() << '\t'
983                  << Idx << ':' << RegIdx << '\t' << *MI);
984
985     // Extend liveness to Idx if the instruction reads reg.
986     if (!ExtendRanges || MO.isUndef())
987       continue;
988
989     // Skip instructions that don't read Reg.
990     if (MO.isDef()) {
991       if (!MO.getSubReg() && !MO.isEarlyClobber())
992         continue;
993       // We may wan't to extend a live range for a partial redef, or for a use
994       // tied to an early clobber.
995       Idx = Idx.getPrevSlot();
996       if (!Edit->getParent().liveAt(Idx))
997         continue;
998     } else
999       Idx = Idx.getRegSlot(true);
1000
1001     getLRCalc(RegIdx).extend(*LI, Idx.getNextSlot());
1002   }
1003 }
1004
1005 void SplitEditor::deleteRematVictims() {
1006   SmallVector<MachineInstr*, 8> Dead;
1007   for (LiveRangeEdit::iterator I = Edit->begin(), E = Edit->end(); I != E; ++I){
1008     LiveInterval *LI = &LIS.getInterval(*I);
1009     for (LiveInterval::const_iterator LII = LI->begin(), LIE = LI->end();
1010            LII != LIE; ++LII) {
1011       // Dead defs end at the dead slot.
1012       if (LII->end != LII->valno->def.getDeadSlot())
1013         continue;
1014       MachineInstr *MI = LIS.getInstructionFromIndex(LII->valno->def);
1015       assert(MI && "Missing instruction for dead def");
1016       MI->addRegisterDead(LI->reg, &TRI);
1017
1018       if (!MI->allDefsAreDead())
1019         continue;
1020
1021       DEBUG(dbgs() << "All defs dead: " << *MI);
1022       Dead.push_back(MI);
1023     }
1024   }
1025
1026   if (Dead.empty())
1027     return;
1028
1029   Edit->eliminateDeadDefs(Dead);
1030 }
1031
1032 void SplitEditor::finish(SmallVectorImpl<unsigned> *LRMap) {
1033   ++NumFinished;
1034
1035   // At this point, the live intervals in Edit contain VNInfos corresponding to
1036   // the inserted copies.
1037
1038   // Add the original defs from the parent interval.
1039   for (LiveInterval::const_vni_iterator I = Edit->getParent().vni_begin(),
1040          E = Edit->getParent().vni_end(); I != E; ++I) {
1041     const VNInfo *ParentVNI = *I;
1042     if (ParentVNI->isUnused())
1043       continue;
1044     unsigned RegIdx = RegAssign.lookup(ParentVNI->def);
1045     defValue(RegIdx, ParentVNI, ParentVNI->def);
1046
1047     // Force rematted values to be recomputed everywhere.
1048     // The new live ranges may be truncated.
1049     if (Edit->didRematerialize(ParentVNI))
1050       for (unsigned i = 0, e = Edit->size(); i != e; ++i)
1051         forceRecompute(i, ParentVNI);
1052   }
1053
1054   // Hoist back-copies to the complement interval when in spill mode.
1055   switch (SpillMode) {
1056   case SM_Partition:
1057     // Leave all back-copies as is.
1058     break;
1059   case SM_Size:
1060     hoistCopiesForSize();
1061     break;
1062   case SM_Speed:
1063     llvm_unreachable("Spill mode 'speed' not implemented yet");
1064   }
1065
1066   // Transfer the simply mapped values, check if any are skipped.
1067   bool Skipped = transferValues();
1068   if (Skipped)
1069     extendPHIKillRanges();
1070   else
1071     ++NumSimple;
1072
1073   // Rewrite virtual registers, possibly extending ranges.
1074   rewriteAssigned(Skipped);
1075
1076   // Delete defs that were rematted everywhere.
1077   if (Skipped)
1078     deleteRematVictims();
1079
1080   // Get rid of unused values and set phi-kill flags.
1081   for (LiveRangeEdit::iterator I = Edit->begin(), E = Edit->end(); I != E; ++I) {
1082     LiveInterval &LI = LIS.getInterval(*I);
1083     LI.RenumberValues();
1084   }
1085
1086   // Provide a reverse mapping from original indices to Edit ranges.
1087   if (LRMap) {
1088     LRMap->clear();
1089     for (unsigned i = 0, e = Edit->size(); i != e; ++i)
1090       LRMap->push_back(i);
1091   }
1092
1093   // Now check if any registers were separated into multiple components.
1094   ConnectedVNInfoEqClasses ConEQ(LIS);
1095   for (unsigned i = 0, e = Edit->size(); i != e; ++i) {
1096     // Don't use iterators, they are invalidated by create() below.
1097     LiveInterval *li = &LIS.getInterval(Edit->get(i));
1098     unsigned NumComp = ConEQ.Classify(li);
1099     if (NumComp <= 1)
1100       continue;
1101     DEBUG(dbgs() << "  " << NumComp << " components: " << *li << '\n');
1102     SmallVector<LiveInterval*, 8> dups;
1103     dups.push_back(li);
1104     for (unsigned j = 1; j != NumComp; ++j)
1105       dups.push_back(&Edit->createEmptyInterval());
1106     ConEQ.Distribute(&dups[0], MRI);
1107     // The new intervals all map back to i.
1108     if (LRMap)
1109       LRMap->resize(Edit->size(), i);
1110   }
1111
1112   // Calculate spill weight and allocation hints for new intervals.
1113   Edit->calculateRegClassAndHint(VRM.getMachineFunction(), SA.Loops, MBFI);
1114
1115   assert(!LRMap || LRMap->size() == Edit->size());
1116 }
1117
1118
1119 //===----------------------------------------------------------------------===//
1120 //                            Single Block Splitting
1121 //===----------------------------------------------------------------------===//
1122
1123 bool SplitAnalysis::shouldSplitSingleBlock(const BlockInfo &BI,
1124                                            bool SingleInstrs) const {
1125   // Always split for multiple instructions.
1126   if (!BI.isOneInstr())
1127     return true;
1128   // Don't split for single instructions unless explicitly requested.
1129   if (!SingleInstrs)
1130     return false;
1131   // Splitting a live-through range always makes progress.
1132   if (BI.LiveIn && BI.LiveOut)
1133     return true;
1134   // No point in isolating a copy. It has no register class constraints.
1135   if (LIS.getInstructionFromIndex(BI.FirstInstr)->isCopyLike())
1136     return false;
1137   // Finally, don't isolate an end point that was created by earlier splits.
1138   return isOriginalEndpoint(BI.FirstInstr);
1139 }
1140
1141 void SplitEditor::splitSingleBlock(const SplitAnalysis::BlockInfo &BI) {
1142   openIntv();
1143   SlotIndex LastSplitPoint = SA.getLastSplitPoint(BI.MBB->getNumber());
1144   SlotIndex SegStart = enterIntvBefore(std::min(BI.FirstInstr,
1145     LastSplitPoint));
1146   if (!BI.LiveOut || BI.LastInstr < LastSplitPoint) {
1147     useIntv(SegStart, leaveIntvAfter(BI.LastInstr));
1148   } else {
1149       // The last use is after the last valid split point.
1150     SlotIndex SegStop = leaveIntvBefore(LastSplitPoint);
1151     useIntv(SegStart, SegStop);
1152     overlapIntv(SegStop, BI.LastInstr);
1153   }
1154 }
1155
1156
1157 //===----------------------------------------------------------------------===//
1158 //                    Global Live Range Splitting Support
1159 //===----------------------------------------------------------------------===//
1160
1161 // These methods support a method of global live range splitting that uses a
1162 // global algorithm to decide intervals for CFG edges. They will insert split
1163 // points and color intervals in basic blocks while avoiding interference.
1164 //
1165 // Note that splitSingleBlock is also useful for blocks where both CFG edges
1166 // are on the stack.
1167
1168 void SplitEditor::splitLiveThroughBlock(unsigned MBBNum,
1169                                         unsigned IntvIn, SlotIndex LeaveBefore,
1170                                         unsigned IntvOut, SlotIndex EnterAfter){
1171   SlotIndex Start, Stop;
1172   std::tie(Start, Stop) = LIS.getSlotIndexes()->getMBBRange(MBBNum);
1173
1174   DEBUG(dbgs() << "BB#" << MBBNum << " [" << Start << ';' << Stop
1175                << ") intf " << LeaveBefore << '-' << EnterAfter
1176                << ", live-through " << IntvIn << " -> " << IntvOut);
1177
1178   assert((IntvIn || IntvOut) && "Use splitSingleBlock for isolated blocks");
1179
1180   assert((!LeaveBefore || LeaveBefore < Stop) && "Interference after block");
1181   assert((!IntvIn || !LeaveBefore || LeaveBefore > Start) && "Impossible intf");
1182   assert((!EnterAfter || EnterAfter >= Start) && "Interference before block");
1183
1184   MachineBasicBlock *MBB = VRM.getMachineFunction().getBlockNumbered(MBBNum);
1185
1186   if (!IntvOut) {
1187     DEBUG(dbgs() << ", spill on entry.\n");
1188     //
1189     //        <<<<<<<<<    Possible LeaveBefore interference.
1190     //    |-----------|    Live through.
1191     //    -____________    Spill on entry.
1192     //
1193     selectIntv(IntvIn);
1194     SlotIndex Idx = leaveIntvAtTop(*MBB);
1195     assert((!LeaveBefore || Idx <= LeaveBefore) && "Interference");
1196     (void)Idx;
1197     return;
1198   }
1199
1200   if (!IntvIn) {
1201     DEBUG(dbgs() << ", reload on exit.\n");
1202     //
1203     //    >>>>>>>          Possible EnterAfter interference.
1204     //    |-----------|    Live through.
1205     //    ___________--    Reload on exit.
1206     //
1207     selectIntv(IntvOut);
1208     SlotIndex Idx = enterIntvAtEnd(*MBB);
1209     assert((!EnterAfter || Idx >= EnterAfter) && "Interference");
1210     (void)Idx;
1211     return;
1212   }
1213
1214   if (IntvIn == IntvOut && !LeaveBefore && !EnterAfter) {
1215     DEBUG(dbgs() << ", straight through.\n");
1216     //
1217     //    |-----------|    Live through.
1218     //    -------------    Straight through, same intv, no interference.
1219     //
1220     selectIntv(IntvOut);
1221     useIntv(Start, Stop);
1222     return;
1223   }
1224
1225   // We cannot legally insert splits after LSP.
1226   SlotIndex LSP = SA.getLastSplitPoint(MBBNum);
1227   assert((!IntvOut || !EnterAfter || EnterAfter < LSP) && "Impossible intf");
1228
1229   if (IntvIn != IntvOut && (!LeaveBefore || !EnterAfter ||
1230                   LeaveBefore.getBaseIndex() > EnterAfter.getBoundaryIndex())) {
1231     DEBUG(dbgs() << ", switch avoiding interference.\n");
1232     //
1233     //    >>>>     <<<<    Non-overlapping EnterAfter/LeaveBefore interference.
1234     //    |-----------|    Live through.
1235     //    ------=======    Switch intervals between interference.
1236     //
1237     selectIntv(IntvOut);
1238     SlotIndex Idx;
1239     if (LeaveBefore && LeaveBefore < LSP) {
1240       Idx = enterIntvBefore(LeaveBefore);
1241       useIntv(Idx, Stop);
1242     } else {
1243       Idx = enterIntvAtEnd(*MBB);
1244     }
1245     selectIntv(IntvIn);
1246     useIntv(Start, Idx);
1247     assert((!LeaveBefore || Idx <= LeaveBefore) && "Interference");
1248     assert((!EnterAfter || Idx >= EnterAfter) && "Interference");
1249     return;
1250   }
1251
1252   DEBUG(dbgs() << ", create local intv for interference.\n");
1253   //
1254   //    >>><><><><<<<    Overlapping EnterAfter/LeaveBefore interference.
1255   //    |-----------|    Live through.
1256   //    ==---------==    Switch intervals before/after interference.
1257   //
1258   assert(LeaveBefore <= EnterAfter && "Missed case");
1259
1260   selectIntv(IntvOut);
1261   SlotIndex Idx = enterIntvAfter(EnterAfter);
1262   useIntv(Idx, Stop);
1263   assert((!EnterAfter || Idx >= EnterAfter) && "Interference");
1264
1265   selectIntv(IntvIn);
1266   Idx = leaveIntvBefore(LeaveBefore);
1267   useIntv(Start, Idx);
1268   assert((!LeaveBefore || Idx <= LeaveBefore) && "Interference");
1269 }
1270
1271
1272 void SplitEditor::splitRegInBlock(const SplitAnalysis::BlockInfo &BI,
1273                                   unsigned IntvIn, SlotIndex LeaveBefore) {
1274   SlotIndex Start, Stop;
1275   std::tie(Start, Stop) = LIS.getSlotIndexes()->getMBBRange(BI.MBB);
1276
1277   DEBUG(dbgs() << "BB#" << BI.MBB->getNumber() << " [" << Start << ';' << Stop
1278                << "), uses " << BI.FirstInstr << '-' << BI.LastInstr
1279                << ", reg-in " << IntvIn << ", leave before " << LeaveBefore
1280                << (BI.LiveOut ? ", stack-out" : ", killed in block"));
1281
1282   assert(IntvIn && "Must have register in");
1283   assert(BI.LiveIn && "Must be live-in");
1284   assert((!LeaveBefore || LeaveBefore > Start) && "Bad interference");
1285
1286   if (!BI.LiveOut && (!LeaveBefore || LeaveBefore >= BI.LastInstr)) {
1287     DEBUG(dbgs() << " before interference.\n");
1288     //
1289     //               <<<    Interference after kill.
1290     //     |---o---x   |    Killed in block.
1291     //     =========        Use IntvIn everywhere.
1292     //
1293     selectIntv(IntvIn);
1294     useIntv(Start, BI.LastInstr);
1295     return;
1296   }
1297
1298   SlotIndex LSP = SA.getLastSplitPoint(BI.MBB->getNumber());
1299
1300   if (!LeaveBefore || LeaveBefore > BI.LastInstr.getBoundaryIndex()) {
1301     //
1302     //               <<<    Possible interference after last use.
1303     //     |---o---o---|    Live-out on stack.
1304     //     =========____    Leave IntvIn after last use.
1305     //
1306     //                 <    Interference after last use.
1307     //     |---o---o--o|    Live-out on stack, late last use.
1308     //     ============     Copy to stack after LSP, overlap IntvIn.
1309     //            \_____    Stack interval is live-out.
1310     //
1311     if (BI.LastInstr < LSP) {
1312       DEBUG(dbgs() << ", spill after last use before interference.\n");
1313       selectIntv(IntvIn);
1314       SlotIndex Idx = leaveIntvAfter(BI.LastInstr);
1315       useIntv(Start, Idx);
1316       assert((!LeaveBefore || Idx <= LeaveBefore) && "Interference");
1317     } else {
1318       DEBUG(dbgs() << ", spill before last split point.\n");
1319       selectIntv(IntvIn);
1320       SlotIndex Idx = leaveIntvBefore(LSP);
1321       overlapIntv(Idx, BI.LastInstr);
1322       useIntv(Start, Idx);
1323       assert((!LeaveBefore || Idx <= LeaveBefore) && "Interference");
1324     }
1325     return;
1326   }
1327
1328   // The interference is overlapping somewhere we wanted to use IntvIn. That
1329   // means we need to create a local interval that can be allocated a
1330   // different register.
1331   unsigned LocalIntv = openIntv();
1332   (void)LocalIntv;
1333   DEBUG(dbgs() << ", creating local interval " << LocalIntv << ".\n");
1334
1335   if (!BI.LiveOut || BI.LastInstr < LSP) {
1336     //
1337     //           <<<<<<<    Interference overlapping uses.
1338     //     |---o---o---|    Live-out on stack.
1339     //     =====----____    Leave IntvIn before interference, then spill.
1340     //
1341     SlotIndex To = leaveIntvAfter(BI.LastInstr);
1342     SlotIndex From = enterIntvBefore(LeaveBefore);
1343     useIntv(From, To);
1344     selectIntv(IntvIn);
1345     useIntv(Start, From);
1346     assert((!LeaveBefore || From <= LeaveBefore) && "Interference");
1347     return;
1348   }
1349
1350   //           <<<<<<<    Interference overlapping uses.
1351   //     |---o---o--o|    Live-out on stack, late last use.
1352   //     =====-------     Copy to stack before LSP, overlap LocalIntv.
1353   //            \_____    Stack interval is live-out.
1354   //
1355   SlotIndex To = leaveIntvBefore(LSP);
1356   overlapIntv(To, BI.LastInstr);
1357   SlotIndex From = enterIntvBefore(std::min(To, LeaveBefore));
1358   useIntv(From, To);
1359   selectIntv(IntvIn);
1360   useIntv(Start, From);
1361   assert((!LeaveBefore || From <= LeaveBefore) && "Interference");
1362 }
1363
1364 void SplitEditor::splitRegOutBlock(const SplitAnalysis::BlockInfo &BI,
1365                                    unsigned IntvOut, SlotIndex EnterAfter) {
1366   SlotIndex Start, Stop;
1367   std::tie(Start, Stop) = LIS.getSlotIndexes()->getMBBRange(BI.MBB);
1368
1369   DEBUG(dbgs() << "BB#" << BI.MBB->getNumber() << " [" << Start << ';' << Stop
1370                << "), uses " << BI.FirstInstr << '-' << BI.LastInstr
1371                << ", reg-out " << IntvOut << ", enter after " << EnterAfter
1372                << (BI.LiveIn ? ", stack-in" : ", defined in block"));
1373
1374   SlotIndex LSP = SA.getLastSplitPoint(BI.MBB->getNumber());
1375
1376   assert(IntvOut && "Must have register out");
1377   assert(BI.LiveOut && "Must be live-out");
1378   assert((!EnterAfter || EnterAfter < LSP) && "Bad interference");
1379
1380   if (!BI.LiveIn && (!EnterAfter || EnterAfter <= BI.FirstInstr)) {
1381     DEBUG(dbgs() << " after interference.\n");
1382     //
1383     //    >>>>             Interference before def.
1384     //    |   o---o---|    Defined in block.
1385     //        =========    Use IntvOut everywhere.
1386     //
1387     selectIntv(IntvOut);
1388     useIntv(BI.FirstInstr, Stop);
1389     return;
1390   }
1391
1392   if (!EnterAfter || EnterAfter < BI.FirstInstr.getBaseIndex()) {
1393     DEBUG(dbgs() << ", reload after interference.\n");
1394     //
1395     //    >>>>             Interference before def.
1396     //    |---o---o---|    Live-through, stack-in.
1397     //    ____=========    Enter IntvOut before first use.
1398     //
1399     selectIntv(IntvOut);
1400     SlotIndex Idx = enterIntvBefore(std::min(LSP, BI.FirstInstr));
1401     useIntv(Idx, Stop);
1402     assert((!EnterAfter || Idx >= EnterAfter) && "Interference");
1403     return;
1404   }
1405
1406   // The interference is overlapping somewhere we wanted to use IntvOut. That
1407   // means we need to create a local interval that can be allocated a
1408   // different register.
1409   DEBUG(dbgs() << ", interference overlaps uses.\n");
1410   //
1411   //    >>>>>>>          Interference overlapping uses.
1412   //    |---o---o---|    Live-through, stack-in.
1413   //    ____---======    Create local interval for interference range.
1414   //
1415   selectIntv(IntvOut);
1416   SlotIndex Idx = enterIntvAfter(EnterAfter);
1417   useIntv(Idx, Stop);
1418   assert((!EnterAfter || Idx >= EnterAfter) && "Interference");
1419
1420   openIntv();
1421   SlotIndex From = enterIntvBefore(std::min(Idx, BI.FirstInstr));
1422   useIntv(From, Idx);
1423 }