lib/CodeGen/VirtRegMap.cpp

   1 //===-- llvm/CodeGen/VirtRegMap.cpp - Virtual Register Map ----------------===//
   2 //
   3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
   4 //
   5 // This file is distributed under the University of Illinois Open Source
   6 // License. See LICENSE.TXT for details.
   7 //
   8 //===----------------------------------------------------------------------===//
   9 //
  10 // This file implements the VirtRegMap class.
  11 //
  12 // It also contains implementations of the the Spiller interface, which, given a
  13 // virtual register map and a machine function, eliminates all virtual
  14 // references by replacing them with physical register references - adding spill
  15 // code as necessary.
  16 //
  17 //===----------------------------------------------------------------------===//
  18
  19 #define DEBUG_TYPE "spiller"
  20 #include "VirtRegMap.h"
  21 #include "llvm/Function.h"
  22 #include "llvm/CodeGen/MachineFrameInfo.h"
  23 #include "llvm/CodeGen/MachineFunction.h"
  24 #include "llvm/CodeGen/MachineInstrBuilder.h"
  25 #include "llvm/CodeGen/MachineRegisterInfo.h"
  26 #include "llvm/Target/TargetMachine.h"
  27 #include "llvm/Target/TargetInstrInfo.h"
  28 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
  29 #include "llvm/Support/Debug.h"
  30 #include "llvm/Support/Compiler.h"
  31 #include "llvm/ADT/BitVector.h"
  32 #include "llvm/ADT/DenseMap.h"
  33 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
  34 #include "llvm/ADT/STLExtras.h"
  35 #include "llvm/ADT/SmallSet.h"
  36 #include <algorithm>
  37 using namespace llvm;
  38
  39 STATISTIC(NumSpills  , "Number of register spills");
  40 STATISTIC(NumPSpills , "Number of physical register spills");
  41 STATISTIC(NumReMats  , "Number of re-materialization");
  42 STATISTIC(NumDRM     , "Number of re-materializable defs elided");
  43 STATISTIC(NumStores  , "Number of stores added");
  44 STATISTIC(NumLoads   , "Number of loads added");
  45 STATISTIC(NumReused  , "Number of values reused");
  46 STATISTIC(NumDSE     , "Number of dead stores elided");
  47 STATISTIC(NumDCE     , "Number of copies elided");
  48 STATISTIC(NumDSS     , "Number of dead spill slots removed");
  49 STATISTIC(NumCommutes, "Number of instructions commuted");
  50
  51 namespace {
  52   enum SpillerName { simple, local };
  53 }
  54
  55 static cl::opt<SpillerName>
  56 SpillerOpt("spiller",
  57            cl::desc("Spiller to use: (default: local)"),
  58            cl::Prefix,
  59            cl::values(clEnumVal(simple, "  simple spiller"),
  60                       clEnumVal(local,  "  local spiller"),
  61                       clEnumValEnd),
  62            cl::init(local));
  63
  64 //===----------------------------------------------------------------------===//
  65 //  VirtRegMap implementation
  66 //===----------------------------------------------------------------------===//
  67
  68 VirtRegMap::VirtRegMap(MachineFunction &mf)
  69   : TII(*mf.getTarget().getInstrInfo()), MF(mf),
  70     Virt2PhysMap(NO_PHYS_REG), Virt2StackSlotMap(NO_STACK_SLOT),
  71     Virt2ReMatIdMap(NO_STACK_SLOT), Virt2SplitMap(0),
  72     Virt2SplitKillMap(0), ReMatMap(NULL), ReMatId(MAX_STACK_SLOT+1),
  73     LowSpillSlot(NO_STACK_SLOT), HighSpillSlot(NO_STACK_SLOT) {
  74   SpillSlotToUsesMap.resize(8);
  75   ImplicitDefed.resize(MF.getRegInfo().getLastVirtReg()+1-
  76                        TargetRegisterInfo::FirstVirtualRegister);
  77   grow();
  78 }
  79
  80 void VirtRegMap::grow() {
  81   unsigned LastVirtReg = MF.getRegInfo().getLastVirtReg();
  82   Virt2PhysMap.grow(LastVirtReg);
  83   Virt2StackSlotMap.grow(LastVirtReg);
  84   Virt2ReMatIdMap.grow(LastVirtReg);
  85   Virt2SplitMap.grow(LastVirtReg);
  86   Virt2SplitKillMap.grow(LastVirtReg);
  87   ReMatMap.grow(LastVirtReg);
  88   ImplicitDefed.resize(LastVirtReg-TargetRegisterInfo::FirstVirtualRegister+1);
  89 }
  90
  91 int VirtRegMap::assignVirt2StackSlot(unsigned virtReg) {
  92   assert(TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(virtReg));
  93   assert(Virt2StackSlotMap[virtReg] == NO_STACK_SLOT &&
  94          "attempt to assign stack slot to already spilled register");
  95   const TargetRegisterClass* RC = MF.getRegInfo().getRegClass(virtReg);
  96   int SS = MF.getFrameInfo()->CreateStackObject(RC->getSize(),
  97                                                 RC->getAlignment());
  98   if (LowSpillSlot == NO_STACK_SLOT)
  99     LowSpillSlot = SS;
 100   if (HighSpillSlot == NO_STACK_SLOT || SS > HighSpillSlot)
 101     HighSpillSlot = SS;
 102   unsigned Idx = SS-LowSpillSlot;
 103   while (Idx >= SpillSlotToUsesMap.size())
 104     SpillSlotToUsesMap.resize(SpillSlotToUsesMap.size()*2);
 105   Virt2StackSlotMap[virtReg] = SS;
 106   ++NumSpills;
 107   return SS;
 108 }
 109
 110 void VirtRegMap::assignVirt2StackSlot(unsigned virtReg, int SS) {
 111   assert(TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(virtReg));
 112   assert(Virt2StackSlotMap[virtReg] == NO_STACK_SLOT &&
 113          "attempt to assign stack slot to already spilled register");
 114   assert((SS >= 0 ||
 115           (SS >= MF.getFrameInfo()->getObjectIndexBegin())) &&
 116          "illegal fixed frame index");
 117   Virt2StackSlotMap[virtReg] = SS;
 118 }
 119
 120 int VirtRegMap::assignVirtReMatId(unsigned virtReg) {
 121   assert(TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(virtReg));
 122   assert(Virt2ReMatIdMap[virtReg] == NO_STACK_SLOT &&
 123          "attempt to assign re-mat id to already spilled register");
 124   Virt2ReMatIdMap[virtReg] = ReMatId;
 125   return ReMatId++;
 126 }
 127
 128 void VirtRegMap::assignVirtReMatId(unsigned virtReg, int id) {
 129   assert(TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(virtReg));
 130   assert(Virt2ReMatIdMap[virtReg] == NO_STACK_SLOT &&
 131          "attempt to assign re-mat id to already spilled register");
 132   Virt2ReMatIdMap[virtReg] = id;
 133 }
 134
 135 int VirtRegMap::getEmergencySpillSlot(const TargetRegisterClass *RC) {
 136   std::map<const TargetRegisterClass*, int>::iterator I =
 137     EmergencySpillSlots.find(RC);
 138   if (I != EmergencySpillSlots.end())
 139     return I->second;
 140   int SS = MF.getFrameInfo()->CreateStackObject(RC->getSize(),
 141                                                 RC->getAlignment());
 142   if (LowSpillSlot == NO_STACK_SLOT)
 143     LowSpillSlot = SS;
 144   if (HighSpillSlot == NO_STACK_SLOT || SS > HighSpillSlot)
 145     HighSpillSlot = SS;
 146   I->second = SS;
 147   return SS;
 148 }
 149
 150 void VirtRegMap::addSpillSlotUse(int FI, MachineInstr *MI) {
 151   if (!MF.getFrameInfo()->isFixedObjectIndex(FI)) {
 152     // If FI < LowSpillSlot, this stack reference was produced by
 153     // instruction selection and is not a spill
 154     if (FI >= LowSpillSlot) {
 155       assert(FI >= 0 && "Spill slot index should not be negative!");
 156       assert((unsigned)FI-LowSpillSlot < SpillSlotToUsesMap.size()
 157              && "Invalid spill slot");
 158       SpillSlotToUsesMap[FI-LowSpillSlot].insert(MI);
 159     }
 160   }
 161 }
 162
 163 void VirtRegMap::virtFolded(unsigned VirtReg, MachineInstr *OldMI,
 164                             MachineInstr *NewMI, ModRef MRInfo) {
 165   // Move previous memory references folded to new instruction.
 166   MI2VirtMapTy::iterator IP = MI2VirtMap.lower_bound(NewMI);
 167   for (MI2VirtMapTy::iterator I = MI2VirtMap.lower_bound(OldMI),
 168          E = MI2VirtMap.end(); I != E && I->first == OldMI; ) {
 169     MI2VirtMap.insert(IP, std::make_pair(NewMI, I->second));
 170     MI2VirtMap.erase(I++);
 171   }
 172
 173   // add new memory reference
 174   MI2VirtMap.insert(IP, std::make_pair(NewMI, std::make_pair(VirtReg, MRInfo)));
 175 }
 176
 177 void VirtRegMap::virtFolded(unsigned VirtReg, MachineInstr *MI, ModRef MRInfo) {
 178   MI2VirtMapTy::iterator IP = MI2VirtMap.lower_bound(MI);
 179   MI2VirtMap.insert(IP, std::make_pair(MI, std::make_pair(VirtReg, MRInfo)));
 180 }
 181
 182 void VirtRegMap::RemoveMachineInstrFromMaps(MachineInstr *MI) {
 183   for (unsigned i = 0, e = MI->getNumOperands(); i != e; ++i) {
 184     MachineOperand &MO = MI->getOperand(i);
 185     if (!MO.isFrameIndex())
 186       continue;
 187     int FI = MO.getIndex();
 188     if (MF.getFrameInfo()->isFixedObjectIndex(FI))
 189       continue;
 190     // This stack reference was produced by instruction selection and
 191     // is not a spill
 192     if (FI < LowSpillSlot)
 193       continue;
 194     assert((unsigned)FI-LowSpillSlot < SpillSlotToUsesMap.size()
 195            && "Invalid spill slot");
 196     SpillSlotToUsesMap[FI-LowSpillSlot].erase(MI);
 197   }
 198   MI2VirtMap.erase(MI);
 199   SpillPt2VirtMap.erase(MI);
 200   RestorePt2VirtMap.erase(MI);
 201   EmergencySpillMap.erase(MI);
 202 }
 203
 204 void VirtRegMap::print(std::ostream &OS) const {
 205   const TargetRegisterInfo* TRI = MF.getTarget().getRegisterInfo();
 206
 207   OS << "********** REGISTER MAP **********\n";
 208   for (unsigned i = TargetRegisterInfo::FirstVirtualRegister,
 209          e = MF.getRegInfo().getLastVirtReg(); i <= e; ++i) {
 210     if (Virt2PhysMap[i] != (unsigned)VirtRegMap::NO_PHYS_REG)
 211       OS << "[reg" << i << " -> " << TRI->getName(Virt2PhysMap[i])
 212          << "]\n";
 213   }
 214
 215   for (unsigned i = TargetRegisterInfo::FirstVirtualRegister,
 216          e = MF.getRegInfo().getLastVirtReg(); i <= e; ++i)
 217     if (Virt2StackSlotMap[i] != VirtRegMap::NO_STACK_SLOT)
 218       OS << "[reg" << i << " -> fi#" << Virt2StackSlotMap[i] << "]\n";
 219   OS << '\n';
 220 }
 221
 222 void VirtRegMap::dump() const {
 223   print(cerr);
 224 }
 225
 226
 227 //===----------------------------------------------------------------------===//
 228 // Simple Spiller Implementation
 229 //===----------------------------------------------------------------------===//
 230
 231 Spiller::~Spiller() {}
 232
 233 namespace {
 234   struct VISIBILITY_HIDDEN SimpleSpiller : public Spiller {
 235     bool runOnMachineFunction(MachineFunction& mf, VirtRegMap &VRM);
 236   };
 237 }
 238
 239 bool SimpleSpiller::runOnMachineFunction(MachineFunction &MF, VirtRegMap &VRM) {
 240   DOUT << "********** REWRITE MACHINE CODE **********\n";
 241   DOUT << "********** Function: " << MF.getFunction()->getName() << '\n';
 242   const TargetMachine &TM = MF.getTarget();
 243   const TargetInstrInfo &TII = *TM.getInstrInfo();
 244
 245
 246   // LoadedRegs - Keep track of which vregs are loaded, so that we only load
 247   // each vreg once (in the case where a spilled vreg is used by multiple
 248   // operands).  This is always smaller than the number of operands to the
 249   // current machine instr, so it should be small.
 250   std::vector<unsigned> LoadedRegs;
 251
 252   for (MachineFunction::iterator MBBI = MF.begin(), E = MF.end();
 253        MBBI != E; ++MBBI) {
 254     DOUT << MBBI->getBasicBlock()->getName() << ":\n";
 255     MachineBasicBlock &MBB = *MBBI;
 256     for (MachineBasicBlock::iterator MII = MBB.begin(),
 257            E = MBB.end(); MII != E; ++MII) {
 258       MachineInstr &MI = *MII;
 259       for (unsigned i = 0, e = MI.getNumOperands(); i != e; ++i) {
 260         MachineOperand &MO = MI.getOperand(i);
 261         if (MO.isRegister() && MO.getReg()) {
 262           if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(MO.getReg())) {
 263             unsigned VirtReg = MO.getReg();
 264             unsigned PhysReg = VRM.getPhys(VirtReg);
 265             if (!VRM.isAssignedReg(VirtReg)) {
 266               int StackSlot = VRM.getStackSlot(VirtReg);
 267               const TargetRegisterClass* RC =
 268                 MF.getRegInfo().getRegClass(VirtReg);
 269
 270               if (MO.isUse() &&
 271                   std::find(LoadedRegs.begin(), LoadedRegs.end(), VirtReg)
 272                   == LoadedRegs.end()) {
 273                 TII.loadRegFromStackSlot(MBB, &MI, PhysReg, StackSlot, RC);
 274                 MachineInstr *LoadMI = prior(MII);
 275                 VRM.addSpillSlotUse(StackSlot, LoadMI);
 276                 LoadedRegs.push_back(VirtReg);
 277                 ++NumLoads;
 278                 DOUT << '\t' << *LoadMI;
 279               }
 280
 281               if (MO.isDef()) {
 282                 TII.storeRegToStackSlot(MBB, next(MII), PhysReg, true,
 283                                         StackSlot, RC);
 284                 MachineInstr *StoreMI = next(MII);
 285                 VRM.addSpillSlotUse(StackSlot, StoreMI);
 286                 ++NumStores;
 287               }
 288             }
 289             MF.getRegInfo().setPhysRegUsed(PhysReg);
 290             MI.getOperand(i).setReg(PhysReg);
 291           } else {
 292             MF.getRegInfo().setPhysRegUsed(MO.getReg());
 293           }
 294         }
 295       }
 296
 297       DOUT << '\t' << MI;
 298       LoadedRegs.clear();
 299     }
 300   }
 301   return true;
 302 }
 303
 304 //===----------------------------------------------------------------------===//
 305 //  Local Spiller Implementation
 306 //===----------------------------------------------------------------------===//
 307
 308 namespace {
 309   class AvailableSpills;
 310
 311   /// LocalSpiller - This spiller does a simple pass over the machine basic
 312   /// block to attempt to keep spills in registers as much as possible for
 313   /// blocks that have low register pressure (the vreg may be spilled due to
 314   /// register pressure in other blocks).
 315   class VISIBILITY_HIDDEN LocalSpiller : public Spiller {
 316     MachineRegisterInfo *RegInfo;
 317     const TargetRegisterInfo *TRI;
 318     const TargetInstrInfo *TII;
 319     DenseMap<MachineInstr*, unsigned> DistanceMap;
 320   public:
 321     bool runOnMachineFunction(MachineFunction &MF, VirtRegMap &VRM) {
 322       RegInfo = &MF.getRegInfo();
 323       TRI = MF.getTarget().getRegisterInfo();
 324       TII = MF.getTarget().getInstrInfo();
 325       DOUT << "\n**** Local spiller rewriting function '"
 326            << MF.getFunction()->getName() << "':\n";
 327       DOUT << "**** Machine Instrs (NOTE! Does not include spills and reloads!)"
 328               " ****\n";
 329       DEBUG(MF.dump());
 330
 331       for (MachineFunction::iterator MBB = MF.begin(), E = MF.end();
 332            MBB != E; ++MBB)
 333         RewriteMBB(*MBB, VRM);
 334
 335       // Mark unused spill slots.
 336       MachineFrameInfo *MFI = MF.getFrameInfo();
 337       int SS = VRM.getLowSpillSlot();
 338       if (SS != VirtRegMap::NO_STACK_SLOT)
 339         for (int e = VRM.getHighSpillSlot(); SS <= e; ++SS)
 340           if (!VRM.isSpillSlotUsed(SS)) {
 341             MFI->RemoveStackObject(SS);
 342             ++NumDSS;
 343           }
 344
 345       DOUT << "**** Post Machine Instrs ****\n";
 346       DEBUG(MF.dump());
 347
 348       return true;
 349     }
 350   private:
 351     void TransferDeadness(MachineBasicBlock *MBB, unsigned CurDist,
 352                           unsigned Reg, BitVector &RegKills,
 353                           std::vector<MachineOperand*> &KillOps);
 354     bool PrepForUnfoldOpti(MachineBasicBlock &MBB,
 355                            MachineBasicBlock::iterator &MII,
 356                            std::vector<MachineInstr*> &MaybeDeadStores,
 357                            AvailableSpills &Spills, BitVector &RegKills,
 358                            std::vector<MachineOperand*> &KillOps,
 359                            VirtRegMap &VRM);
 360     bool CommuteToFoldReload(MachineBasicBlock &MBB,
 361                              MachineBasicBlock::iterator &MII,
 362                              unsigned VirtReg, unsigned SrcReg, int SS,
 363                              BitVector &RegKills,
 364                              std::vector<MachineOperand*> &KillOps,
 365                              const TargetRegisterInfo *TRI,
 366                              VirtRegMap &VRM);
 367     void SpillRegToStackSlot(MachineBasicBlock &MBB,
 368                              MachineBasicBlock::iterator &MII,
 369                              int Idx, unsigned PhysReg, int StackSlot,
 370                              const TargetRegisterClass *RC,
 371                              bool isAvailable, MachineInstr *&LastStore,
 372                              AvailableSpills &Spills,
 373                              SmallSet<MachineInstr*, 4> &ReMatDefs,
 374                              BitVector &RegKills,
 375                              std::vector<MachineOperand*> &KillOps,
 376                              VirtRegMap &VRM);
 377     void RewriteMBB(MachineBasicBlock &MBB, VirtRegMap &VRM);
 378   };
 379 }
 380
 381 /// AvailableSpills - As the local spiller is scanning and rewriting an MBB from
 382 /// top down, keep track of which spills slots or remat are available in each
 383 /// register.
 384 ///
 385 /// Note that not all physregs are created equal here.  In particular, some
 386 /// physregs are reloads that we are allowed to clobber or ignore at any time.
 387 /// Other physregs are values that the register allocated program is using that
 388 /// we cannot CHANGE, but we can read if we like.  We keep track of this on a
 389 /// per-stack-slot / remat id basis as the low bit in the value of the
 390 /// SpillSlotsAvailable entries.  The predicate 'canClobberPhysReg()' checks
 391 /// this bit and addAvailable sets it if.
 392 namespace {
 393 class VISIBILITY_HIDDEN AvailableSpills {
 394   const TargetRegisterInfo *TRI;
 395   const TargetInstrInfo *TII;
 396
 397   // SpillSlotsOrReMatsAvailable - This map keeps track of all of the spilled
 398   // or remat'ed virtual register values that are still available, due to being
 399   // loaded or stored to, but not invalidated yet.
 400   std::map<int, unsigned> SpillSlotsOrReMatsAvailable;
 401
 402   // PhysRegsAvailable - This is the inverse of SpillSlotsOrReMatsAvailable,
 403   // indicating which stack slot values are currently held by a physreg.  This
 404   // is used to invalidate entries in SpillSlotsOrReMatsAvailable when a
 405   // physreg is modified.
 406   std::multimap<unsigned, int> PhysRegsAvailable;
 407
 408   void disallowClobberPhysRegOnly(unsigned PhysReg);
 409
 410   void ClobberPhysRegOnly(unsigned PhysReg);
 411 public:
 412   AvailableSpills(const TargetRegisterInfo *tri, const TargetInstrInfo *tii)
 413     : TRI(tri), TII(tii) {
 414   }
 415
 416   const TargetRegisterInfo *getRegInfo() const { return TRI; }
 417
 418   /// getSpillSlotOrReMatPhysReg - If the specified stack slot or remat is
 419   /// available in a  physical register, return that PhysReg, otherwise
 420   /// return 0.
 421   unsigned getSpillSlotOrReMatPhysReg(int Slot) const {
 422     std::map<int, unsigned>::const_iterator I =
 423       SpillSlotsOrReMatsAvailable.find(Slot);
 424     if (I != SpillSlotsOrReMatsAvailable.end()) {
 425       return I->second >> 1;  // Remove the CanClobber bit.
 426     }
 427     return 0;
 428   }
 429
 430   /// addAvailable - Mark that the specified stack slot / remat is available in
 431   /// the specified physreg.  If CanClobber is true, the physreg can be modified
 432   /// at any time without changing the semantics of the program.
 433   void addAvailable(int SlotOrReMat, MachineInstr *MI, unsigned Reg,
 434                     bool CanClobber = true) {
 435     // If this stack slot is thought to be available in some other physreg,
 436     // remove its record.
 437     ModifyStackSlotOrReMat(SlotOrReMat);
 438
 439     PhysRegsAvailable.insert(std::make_pair(Reg, SlotOrReMat));
 440     SpillSlotsOrReMatsAvailable[SlotOrReMat]= (Reg << 1) | (unsigned)CanClobber;
 441
 442     if (SlotOrReMat > VirtRegMap::MAX_STACK_SLOT)
 443       DOUT << "Remembering RM#" << SlotOrReMat-VirtRegMap::MAX_STACK_SLOT-1;
 444     else
 445       DOUT << "Remembering SS#" << SlotOrReMat;
 446     DOUT << " in physreg " << TRI->getName(Reg) << "\n";
 447   }
 448
 449   /// canClobberPhysReg - Return true if the spiller is allowed to change the
 450   /// value of the specified stackslot register if it desires.  The specified
 451   /// stack slot must be available in a physreg for this query to make sense.
 452   bool canClobberPhysReg(int SlotOrReMat) const {
 453     assert(SpillSlotsOrReMatsAvailable.count(SlotOrReMat) &&
 454            "Value not available!");
 455     return SpillSlotsOrReMatsAvailable.find(SlotOrReMat)->second & 1;
 456   }
 457
 458   /// disallowClobberPhysReg - Unset the CanClobber bit of the specified
 459   /// stackslot register. The register is still available but is no longer
 460   /// allowed to be modifed.
 461   void disallowClobberPhysReg(unsigned PhysReg);
 462
 463   /// ClobberPhysReg - This is called when the specified physreg changes
 464   /// value.  We use this to invalidate any info about stuff that lives in
 465   /// it and any of its aliases.
 466   void ClobberPhysReg(unsigned PhysReg);
 467
 468   /// ModifyStackSlotOrReMat - This method is called when the value in a stack
 469   /// slot changes.  This removes information about which register the previous
 470   /// value for this slot lives in (as the previous value is dead now).
 471   void ModifyStackSlotOrReMat(int SlotOrReMat);
 472 };
 473 }
 474
 475 /// disallowClobberPhysRegOnly - Unset the CanClobber bit of the specified
 476 /// stackslot register. The register is still available but is no longer
 477 /// allowed to be modifed.
 478 void AvailableSpills::disallowClobberPhysRegOnly(unsigned PhysReg) {
 479   std::multimap<unsigned, int>::iterator I =
 480     PhysRegsAvailable.lower_bound(PhysReg);
 481   while (I != PhysRegsAvailable.end() && I->first == PhysReg) {
 482     int SlotOrReMat = I->second;
 483     I++;
 484     assert((SpillSlotsOrReMatsAvailable[SlotOrReMat] >> 1) == PhysReg &&
 485            "Bidirectional map mismatch!");
 486     SpillSlotsOrReMatsAvailable[SlotOrReMat] &= ~1;
 487     DOUT << "PhysReg " << TRI->getName(PhysReg)
 488          << " copied, it is available for use but can no longer be modified\n";
 489   }
 490 }
 491
 492 /// disallowClobberPhysReg - Unset the CanClobber bit of the specified
 493 /// stackslot register and its aliases. The register and its aliases may
 494 /// still available but is no longer allowed to be modifed.
 495 void AvailableSpills::disallowClobberPhysReg(unsigned PhysReg) {
 496   for (const unsigned *AS = TRI->getAliasSet(PhysReg); *AS; ++AS)
 497     disallowClobberPhysRegOnly(*AS);
 498   disallowClobberPhysRegOnly(PhysReg);
 499 }
 500
 501 /// ClobberPhysRegOnly - This is called when the specified physreg changes
 502 /// value.  We use this to invalidate any info about stuff we thing lives in it.
 503 void AvailableSpills::ClobberPhysRegOnly(unsigned PhysReg) {
 504   std::multimap<unsigned, int>::iterator I =
 505     PhysRegsAvailable.lower_bound(PhysReg);
 506   while (I != PhysRegsAvailable.end() && I->first == PhysReg) {
 507     int SlotOrReMat = I->second;
 508     PhysRegsAvailable.erase(I++);
 509     assert((SpillSlotsOrReMatsAvailable[SlotOrReMat] >> 1) == PhysReg &&
 510            "Bidirectional map mismatch!");
 511     SpillSlotsOrReMatsAvailable.erase(SlotOrReMat);
 512     DOUT << "PhysReg " << TRI->getName(PhysReg)
 513          << " clobbered, invalidating ";
 514     if (SlotOrReMat > VirtRegMap::MAX_STACK_SLOT)
 515       DOUT << "RM#" << SlotOrReMat-VirtRegMap::MAX_STACK_SLOT-1 << "\n";
 516     else
 517       DOUT << "SS#" << SlotOrReMat << "\n";
 518   }
 519 }
 520
 521 /// ClobberPhysReg - This is called when the specified physreg changes
 522 /// value.  We use this to invalidate any info about stuff we thing lives in
 523 /// it and any of its aliases.
 524 void AvailableSpills::ClobberPhysReg(unsigned PhysReg) {
 525   for (const unsigned *AS = TRI->getAliasSet(PhysReg); *AS; ++AS)
 526     ClobberPhysRegOnly(*AS);
 527   ClobberPhysRegOnly(PhysReg);
 528 }
 529
 530 /// ModifyStackSlotOrReMat - This method is called when the value in a stack
 531 /// slot changes.  This removes information about which register the previous
 532 /// value for this slot lives in (as the previous value is dead now).
 533 void AvailableSpills::ModifyStackSlotOrReMat(int SlotOrReMat) {
 534   std::map<int, unsigned>::iterator It =
 535     SpillSlotsOrReMatsAvailable.find(SlotOrReMat);
 536   if (It == SpillSlotsOrReMatsAvailable.end()) return;
 537   unsigned Reg = It->second >> 1;
 538   SpillSlotsOrReMatsAvailable.erase(It);
 539
 540   // This register may hold the value of multiple stack slots, only remove this
 541   // stack slot from the set of values the register contains.
 542   std::multimap<unsigned, int>::iterator I = PhysRegsAvailable.lower_bound(Reg);
 543   for (; ; ++I) {
 544     assert(I != PhysRegsAvailable.end() && I->first == Reg &&
 545            "Map inverse broken!");
 546     if (I->second == SlotOrReMat) break;
 547   }
 548   PhysRegsAvailable.erase(I);
 549 }
 550
 551
 552
 553 /// InvalidateKills - MI is going to be deleted. If any of its operands are
 554 /// marked kill, then invalidate the information.
 555 static void InvalidateKills(MachineInstr &MI, BitVector &RegKills,
 556                             std::vector<MachineOperand*> &KillOps,
 557                             SmallVector<unsigned, 2> *KillRegs = NULL) {
 558   for (unsigned i = 0, e = MI.getNumOperands(); i != e; ++i) {
 559     MachineOperand &MO = MI.getOperand(i);
 560     if (!MO.isRegister() || !MO.isUse() || !MO.isKill())
 561       continue;
 562     unsigned Reg = MO.getReg();
 563     if (KillRegs)
 564       KillRegs->push_back(Reg);
 565     if (KillOps[Reg] == &MO) {
 566       RegKills.reset(Reg);
 567       KillOps[Reg] = NULL;
 568     }
 569   }
 570 }
 571
 572 /// InvalidateKill - A MI that defines the specified register is being deleted,
 573 /// invalidate the register kill information.
 574 static void InvalidateKill(unsigned Reg, BitVector &RegKills,
 575                            std::vector<MachineOperand*> &KillOps) {
 576   if (RegKills[Reg]) {
 577     KillOps[Reg]->setIsKill(false);
 578     KillOps[Reg] = NULL;
 579     RegKills.reset(Reg);
 580   }
 581 }
 582
 583 /// InvalidateRegDef - If the def operand of the specified def MI is now dead
 584 /// (since it's spill instruction is removed), mark it isDead. Also checks if
 585 /// the def MI has other definition operands that are not dead. Returns it by
 586 /// reference.
 587 static bool InvalidateRegDef(MachineBasicBlock::iterator I,
 588                              MachineInstr &NewDef, unsigned Reg,
 589                              bool &HasLiveDef) {
 590   // Due to remat, it's possible this reg isn't being reused. That is,
 591   // the def of this reg (by prev MI) is now dead.
 592   MachineInstr *DefMI = I;
 593   MachineOperand *DefOp = NULL;
 594   for (unsigned i = 0, e = DefMI->getNumOperands(); i != e; ++i) {
 595     MachineOperand &MO = DefMI->getOperand(i);
 596     if (MO.isRegister() && MO.isDef()) {
 597       if (MO.getReg() == Reg)
 598         DefOp = &MO;
 599       else if (!MO.isDead())
 600         HasLiveDef = true;
 601     }
 602   }
 603   if (!DefOp)
 604     return false;
 605
 606   bool FoundUse = false, Done = false;
 607   MachineBasicBlock::iterator E = &NewDef;
 608   ++I; ++E;
 609   for (; !Done && I != E; ++I) {
 610     MachineInstr *NMI = I;
 611     for (unsigned j = 0, ee = NMI->getNumOperands(); j != ee; ++j) {
 612       MachineOperand &MO = NMI->getOperand(j);
 613       if (!MO.isRegister() || MO.getReg() != Reg)
 614         continue;
 615       if (MO.isUse())
 616         FoundUse = true;
 617       Done = true; // Stop after scanning all the operands of this MI.
 618     }
 619   }
 620   if (!FoundUse) {
 621     // Def is dead!
 622     DefOp->setIsDead();
 623     return true;
 624   }
 625   return false;
 626 }
 627
 628 /// UpdateKills - Track and update kill info. If a MI reads a register that is
 629 /// marked kill, then it must be due to register reuse. Transfer the kill info
 630 /// over.
 631 static void UpdateKills(MachineInstr &MI, BitVector &RegKills,
 632                         std::vector<MachineOperand*> &KillOps) {
 633   const TargetInstrDesc &TID = MI.getDesc();
 634   for (unsigned i = 0, e = MI.getNumOperands(); i != e; ++i) {
 635     MachineOperand &MO = MI.getOperand(i);
 636     if (!MO.isRegister() || !MO.isUse())
 637       continue;
 638     unsigned Reg = MO.getReg();
 639     if (Reg == 0)
 640       continue;
 641
 642     if (RegKills[Reg] && KillOps[Reg]->getParent() != &MI) {
 643       // That can't be right. Register is killed but not re-defined and it's
 644       // being reused. Let's fix that.
 645       KillOps[Reg]->setIsKill(false);
 646       KillOps[Reg] = NULL;
 647       RegKills.reset(Reg);
 648       if (i < TID.getNumOperands() &&
 649           TID.getOperandConstraint(i, TOI::TIED_TO) == -1)
 650         // Unless it's a two-address operand, this is the new kill.
 651         MO.setIsKill();
 652     }
 653     if (MO.isKill()) {
 654       RegKills.set(Reg);
 655       KillOps[Reg] = &MO;
 656     }
 657   }
 658
 659   for (unsigned i = 0, e = MI.getNumOperands(); i != e; ++i) {
 660     const MachineOperand &MO = MI.getOperand(i);
 661     if (!MO.isRegister() || !MO.isDef())
 662       continue;
 663     unsigned Reg = MO.getReg();
 664     RegKills.reset(Reg);
 665     KillOps[Reg] = NULL;
 666   }
 667 }
 668
 669 /// ReMaterialize - Re-materialize definition for Reg targetting DestReg.
 670 ///
 671 static void ReMaterialize(MachineBasicBlock &MBB,
 672                           MachineBasicBlock::iterator &MII,
 673                           unsigned DestReg, unsigned Reg,
 674                           const TargetInstrInfo *TII,
 675                           const TargetRegisterInfo *TRI,
 676                           VirtRegMap &VRM) {
 677   TII->reMaterialize(MBB, MII, DestReg, VRM.getReMaterializedMI(Reg));
 678   MachineInstr *NewMI = prior(MII);
 679   for (unsigned i = 0, e = NewMI->getNumOperands(); i != e; ++i) {
 680     MachineOperand &MO = NewMI->getOperand(i);
 681     if (!MO.isRegister() || MO.getReg() == 0)
 682       continue;
 683     unsigned VirtReg = MO.getReg();
 684     if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(VirtReg))
 685       continue;
 686     assert(MO.isUse());
 687     unsigned SubIdx = MO.getSubReg();
 688     unsigned Phys = VRM.getPhys(VirtReg);
 689     assert(Phys);
 690     unsigned RReg = SubIdx ? TRI->getSubReg(Phys, SubIdx) : Phys;
 691     MO.setReg(RReg);
 692   }
 693   ++NumReMats;
 694 }
 695
 696
 697 // ReusedOp - For each reused operand, we keep track of a bit of information, in
 698 // case we need to rollback upon processing a new operand.  See comments below.
 699 namespace {
 700   struct ReusedOp {
 701     // The MachineInstr operand that reused an available value.
 702     unsigned Operand;
 703
 704     // StackSlotOrReMat - The spill slot or remat id of the value being reused.
 705     unsigned StackSlotOrReMat;
 706
 707     // PhysRegReused - The physical register the value was available in.
 708     unsigned PhysRegReused;
 709
 710     // AssignedPhysReg - The physreg that was assigned for use by the reload.
 711     unsigned AssignedPhysReg;
 712
 713     // VirtReg - The virtual register itself.
 714     unsigned VirtReg;
 715
 716     ReusedOp(unsigned o, unsigned ss, unsigned prr, unsigned apr,
 717              unsigned vreg)
 718       : Operand(o), StackSlotOrReMat(ss), PhysRegReused(prr),
 719         AssignedPhysReg(apr), VirtReg(vreg) {}
 720   };
 721
 722   /// ReuseInfo - This maintains a collection of ReuseOp's for each operand that
 723   /// is reused instead of reloaded.
 724   class VISIBILITY_HIDDEN ReuseInfo {
 725     MachineInstr &MI;
 726     std::vector<ReusedOp> Reuses;
 727     BitVector PhysRegsClobbered;
 728   public:
 729     ReuseInfo(MachineInstr &mi, const TargetRegisterInfo *tri) : MI(mi) {
 730       PhysRegsClobbered.resize(tri->getNumRegs());
 731     }
 732
 733     bool hasReuses() const {
 734       return !Reuses.empty();
 735     }
 736
 737     /// addReuse - If we choose to reuse a virtual register that is already
 738     /// available instead of reloading it, remember that we did so.
 739     void addReuse(unsigned OpNo, unsigned StackSlotOrReMat,
 740                   unsigned PhysRegReused, unsigned AssignedPhysReg,
 741                   unsigned VirtReg) {
 742       // If the reload is to the assigned register anyway, no undo will be
 743       // required.
 744       if (PhysRegReused == AssignedPhysReg) return;
 745
 746       // Otherwise, remember this.
 747       Reuses.push_back(ReusedOp(OpNo, StackSlotOrReMat, PhysRegReused,
 748                                 AssignedPhysReg, VirtReg));
 749     }
 750
 751     void markClobbered(unsigned PhysReg) {
 752       PhysRegsClobbered.set(PhysReg);
 753     }
 754
 755     bool isClobbered(unsigned PhysReg) const {
 756       return PhysRegsClobbered.test(PhysReg);
 757     }
 758
 759     /// GetRegForReload - We are about to emit a reload into PhysReg.  If there
 760     /// is some other operand that is using the specified register, either pick
 761     /// a new register to use, or evict the previous reload and use this reg.
 762     unsigned GetRegForReload(unsigned PhysReg, MachineInstr *MI,
 763                              AvailableSpills &Spills,
 764                              std::vector<MachineInstr*> &MaybeDeadStores,
 765                              SmallSet<unsigned, 8> &Rejected,
 766                              BitVector &RegKills,
 767                              std::vector<MachineOperand*> &KillOps,
 768                              VirtRegMap &VRM) {
 769       const TargetInstrInfo* TII = MI->getParent()->getParent()->getTarget()
 770                                    .getInstrInfo();
 771
 772       if (Reuses.empty()) return PhysReg;  // This is most often empty.
 773
 774       for (unsigned ro = 0, e = Reuses.size(); ro != e; ++ro) {
 775         ReusedOp &Op = Reuses[ro];
 776         // If we find some other reuse that was supposed to use this register
 777         // exactly for its reload, we can change this reload to use ITS reload
 778         // register. That is, unless its reload register has already been
 779         // considered and subsequently rejected because it has also been reused
 780         // by another operand.
 781         if (Op.PhysRegReused == PhysReg &&
 782             Rejected.count(Op.AssignedPhysReg) == 0) {
 783           // Yup, use the reload register that we didn't use before.
 784           unsigned NewReg = Op.AssignedPhysReg;
 785           Rejected.insert(PhysReg);
 786           return GetRegForReload(NewReg, MI, Spills, MaybeDeadStores, Rejected,
 787                                  RegKills, KillOps, VRM);
 788         } else {
 789           // Otherwise, we might also have a problem if a previously reused
 790           // value aliases the new register.  If so, codegen the previous reload
 791           // and use this one.
 792           unsigned PRRU = Op.PhysRegReused;
 793           const TargetRegisterInfo *TRI = Spills.getRegInfo();
 794           if (TRI->areAliases(PRRU, PhysReg)) {
 795             // Okay, we found out that an alias of a reused register
 796             // was used.  This isn't good because it means we have
 797             // to undo a previous reuse.
 798             MachineBasicBlock *MBB = MI->getParent();
 799             const TargetRegisterClass *AliasRC =
 800               MBB->getParent()->getRegInfo().getRegClass(Op.VirtReg);
 801
 802             // Copy Op out of the vector and remove it, we're going to insert an
 803             // explicit load for it.
 804             ReusedOp NewOp = Op;
 805             Reuses.erase(Reuses.begin()+ro);
 806
 807             // Ok, we're going to try to reload the assigned physreg into the
 808             // slot that we were supposed to in the first place.  However, that
 809             // register could hold a reuse.  Check to see if it conflicts or
 810             // would prefer us to use a different register.
 811             unsigned NewPhysReg = GetRegForReload(NewOp.AssignedPhysReg,
 812                                                   MI, Spills, MaybeDeadStores,
 813                                               Rejected, RegKills, KillOps, VRM);
 814
 815             MachineBasicBlock::iterator MII = MI;
 816             if (NewOp.StackSlotOrReMat > VirtRegMap::MAX_STACK_SLOT) {
 817               ReMaterialize(*MBB, MII, NewPhysReg, NewOp.VirtReg, TII, TRI,VRM);
 818             } else {
 819               TII->loadRegFromStackSlot(*MBB, MII, NewPhysReg,
 820                                         NewOp.StackSlotOrReMat, AliasRC);
 821               MachineInstr *LoadMI = prior(MII);
 822               VRM.addSpillSlotUse(NewOp.StackSlotOrReMat, LoadMI);
 823               // Any stores to this stack slot are not dead anymore.
 824               MaybeDeadStores[NewOp.StackSlotOrReMat] = NULL;
 825               ++NumLoads;
 826             }
 827             Spills.ClobberPhysReg(NewPhysReg);
 828             Spills.ClobberPhysReg(NewOp.PhysRegReused);
 829
 830             MI->getOperand(NewOp.Operand).setReg(NewPhysReg);
 831
 832             Spills.addAvailable(NewOp.StackSlotOrReMat, MI, NewPhysReg);
 833             --MII;
 834             UpdateKills(*MII, RegKills, KillOps);
 835             DOUT << '\t' << *MII;
 836
 837             DOUT << "Reuse undone!\n";
 838             --NumReused;
 839
 840             // Finally, PhysReg is now available, go ahead and use it.
 841             return PhysReg;
 842           }
 843         }
 844       }
 845       return PhysReg;
 846     }
 847
 848     /// GetRegForReload - Helper for the above GetRegForReload(). Add a
 849     /// 'Rejected' set to remember which registers have been considered and
 850     /// rejected for the reload. This avoids infinite looping in case like
 851     /// this:
 852     /// t1 := op t2, t3
 853     /// t2 <- assigned r0 for use by the reload but ended up reuse r1
 854     /// t3 <- assigned r1 for use by the reload but ended up reuse r0
 855     /// t1 <- desires r1
 856     ///       sees r1 is taken by t2, tries t2's reload register r0
 857     ///       sees r0 is taken by t3, tries t3's reload register r1
 858     ///       sees r1 is taken by t2, tries t2's reload register r0 ...
 859     unsigned GetRegForReload(unsigned PhysReg, MachineInstr *MI,
 860                              AvailableSpills &Spills,
 861                              std::vector<MachineInstr*> &MaybeDeadStores,
 862                              BitVector &RegKills,
 863                              std::vector<MachineOperand*> &KillOps,
 864                              VirtRegMap &VRM) {
 865       SmallSet<unsigned, 8> Rejected;
 866       return GetRegForReload(PhysReg, MI, Spills, MaybeDeadStores, Rejected,
 867                              RegKills, KillOps, VRM);
 868     }
 869   };
 870 }
 871
 872 /// PrepForUnfoldOpti - Turn a store folding instruction into a load folding
 873 /// instruction. e.g.
 874 ///     xorl  %edi, %eax
 875 ///     movl  %eax, -32(%ebp)
 876 ///     movl  -36(%ebp), %eax
 877 ///     orl   %eax, -32(%ebp)
 878 /// ==>
 879 ///     xorl  %edi, %eax
 880 ///     orl   -36(%ebp), %eax
 881 ///     mov   %eax, -32(%ebp)
 882 /// This enables unfolding optimization for a subsequent instruction which will
 883 /// also eliminate the newly introduced store instruction.
 884 bool LocalSpiller::PrepForUnfoldOpti(MachineBasicBlock &MBB,
 885                                     MachineBasicBlock::iterator &MII,
 886                                     std::vector<MachineInstr*> &MaybeDeadStores,
 887                                     AvailableSpills &Spills,
 888                                     BitVector &RegKills,
 889                                     std::vector<MachineOperand*> &KillOps,
 890                                     VirtRegMap &VRM) {
 891   MachineFunction &MF = *MBB.getParent();
 892   MachineInstr &MI = *MII;
 893   unsigned UnfoldedOpc = 0;
 894   unsigned UnfoldPR = 0;
 895   unsigned UnfoldVR = 0;
 896   int FoldedSS = VirtRegMap::NO_STACK_SLOT;
 897   VirtRegMap::MI2VirtMapTy::const_iterator I, End;
 898   for (tie(I, End) = VRM.getFoldedVirts(&MI); I != End; ) {
 899     // Only transform a MI that folds a single register.
 900     if (UnfoldedOpc)
 901       return false;
 902     UnfoldVR = I->second.first;
 903     VirtRegMap::ModRef MR = I->second.second;
 904     // MI2VirtMap be can updated which invalidate the iterator.
 905     // Increment the iterator first.
 906     ++I;
 907     if (VRM.isAssignedReg(UnfoldVR))
 908       continue;
 909     // If this reference is not a use, any previous store is now dead.
 910     // Otherwise, the store to this stack slot is not dead anymore.
 911     FoldedSS = VRM.getStackSlot(UnfoldVR);
 912     MachineInstr* DeadStore = MaybeDeadStores[FoldedSS];
 913     if (DeadStore && (MR & VirtRegMap::isModRef)) {
 914       unsigned PhysReg = Spills.getSpillSlotOrReMatPhysReg(FoldedSS);
 915       if (!PhysReg || !DeadStore->readsRegister(PhysReg))
 916         continue;
 917       UnfoldPR = PhysReg;
 918       UnfoldedOpc = TII->getOpcodeAfterMemoryUnfold(MI.getOpcode(),
 919                                                     false, true);
 920     }
 921   }
 922
 923   if (!UnfoldedOpc)
 924     return false;
 925
 926   for (unsigned i = 0, e = MI.getNumOperands(); i != e; ++i) {
 927     MachineOperand &MO = MI.getOperand(i);
 928     if (!MO.isRegister() || MO.getReg() == 0 || !MO.isUse())
 929       continue;
 930     unsigned VirtReg = MO.getReg();
 931     if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(VirtReg) || MO.getSubReg())
 932       continue;
 933     if (VRM.isAssignedReg(VirtReg)) {
 934       unsigned PhysReg = VRM.getPhys(VirtReg);
 935       if (PhysReg && TRI->regsOverlap(PhysReg, UnfoldPR))
 936         return false;
 937     } else if (VRM.isReMaterialized(VirtReg))
 938       continue;
 939     int SS = VRM.getStackSlot(VirtReg);
 940     unsigned PhysReg = Spills.getSpillSlotOrReMatPhysReg(SS);
 941     if (PhysReg) {
 942       if (TRI->regsOverlap(PhysReg, UnfoldPR))
 943         return false;
 944       continue;
 945     }
 946     PhysReg = VRM.getPhys(VirtReg);
 947     if (!TRI->regsOverlap(PhysReg, UnfoldPR))
 948       continue;
 949
 950     // Ok, we'll need to reload the value into a register which makes
 951     // it impossible to perform the store unfolding optimization later.
 952     // Let's see if it is possible to fold the load if the store is
 953     // unfolded. This allows us to perform the store unfolding
 954     // optimization.
 955     SmallVector<MachineInstr*, 4> NewMIs;
 956     if (TII->unfoldMemoryOperand(MF, &MI, UnfoldVR, false, false, NewMIs)) {
 957       assert(NewMIs.size() == 1);
 958       MachineInstr *NewMI = NewMIs.back();
 959       NewMIs.clear();
 960       int Idx = NewMI->findRegisterUseOperandIdx(VirtReg, false);
 961       assert(Idx != -1);
 962       SmallVector<unsigned, 2> Ops;
 963       Ops.push_back(Idx);
 964       MachineInstr *FoldedMI = TII->foldMemoryOperand(MF, NewMI, Ops, SS);
 965       if (FoldedMI) {
 966         VRM.addSpillSlotUse(SS, FoldedMI);
 967         if (!VRM.hasPhys(UnfoldVR))
 968           VRM.assignVirt2Phys(UnfoldVR, UnfoldPR);
 969         VRM.virtFolded(VirtReg, FoldedMI, VirtRegMap::isRef);
 970         MII = MBB.insert(MII, FoldedMI);
 971         InvalidateKills(MI, RegKills, KillOps);
 972         VRM.RemoveMachineInstrFromMaps(&MI);
 973         MBB.erase(&MI);
 974         MF.DeleteMachineInstr(NewMI);
 975         return true;
 976       }
 977       MF.DeleteMachineInstr(NewMI);
 978     }
 979   }
 980   return false;
 981 }
 982
 983 /// CommuteToFoldReload -
 984 /// Look for
 985 /// r1 = load fi#1
 986 /// r1 = op r1, r2<kill>
 987 /// store r1, fi#1
 988 ///
 989 /// If op is commutable and r2 is killed, then we can xform these to
 990 /// r2 = op r2, fi#1
 991 /// store r2, fi#1
 992 bool LocalSpiller::CommuteToFoldReload(MachineBasicBlock &MBB,
 993                                     MachineBasicBlock::iterator &MII,
 994                                     unsigned VirtReg, unsigned SrcReg, int SS,
 995                                     BitVector &RegKills,
 996                                     std::vector<MachineOperand*> &KillOps,
 997                                     const TargetRegisterInfo *TRI,
 998                                     VirtRegMap &VRM) {
 999   if (MII == MBB.begin() || !MII->killsRegister(SrcReg))
1000     return false;
1001
1002   MachineFunction &MF = *MBB.getParent();
1003   MachineInstr &MI = *MII;
1004   MachineBasicBlock::iterator DefMII = prior(MII);
1005   MachineInstr *DefMI = DefMII;
1006   const TargetInstrDesc &TID = DefMI->getDesc();
1007   unsigned NewDstIdx;
1008   if (DefMII != MBB.begin() &&
1009       TID.isCommutable() &&
1010       TII->CommuteChangesDestination(DefMI, NewDstIdx)) {
1011     MachineOperand &NewDstMO = DefMI->getOperand(NewDstIdx);
1012     unsigned NewReg = NewDstMO.getReg();
1013     if (!NewDstMO.isKill() || TRI->regsOverlap(NewReg, SrcReg))
1014       return false;
1015     MachineInstr *ReloadMI = prior(DefMII);
1016     int FrameIdx;
1017     unsigned DestReg = TII->isLoadFromStackSlot(ReloadMI, FrameIdx);
1018     if (DestReg != SrcReg || FrameIdx != SS)
1019       return false;
1020     int UseIdx = DefMI->findRegisterUseOperandIdx(DestReg, false);
1021     if (UseIdx == -1)
1022       return false;
1023     int DefIdx = TID.getOperandConstraint(UseIdx, TOI::TIED_TO);
1024     if (DefIdx == -1)
1025       return false;
1026     assert(DefMI->getOperand(DefIdx).isRegister() &&
1027            DefMI->getOperand(DefIdx).getReg() == SrcReg);
1028
1029     // Now commute def instruction.
1030     MachineInstr *CommutedMI = TII->commuteInstruction(DefMI, true);
1031     if (!CommutedMI)
1032       return false;
1033     SmallVector<unsigned, 2> Ops;
1034     Ops.push_back(NewDstIdx);
1035     MachineInstr *FoldedMI = TII->foldMemoryOperand(MF, CommutedMI, Ops, SS);
1036     // Not needed since foldMemoryOperand returns new MI.
1037     MF.DeleteMachineInstr(CommutedMI);
1038     if (!FoldedMI)
1039       return false;
1040
1041     VRM.addSpillSlotUse(SS, FoldedMI);
1042     VRM.virtFolded(VirtReg, FoldedMI, VirtRegMap::isRef);
1043     // Insert new def MI and spill MI.
1044     const TargetRegisterClass* RC = MF.getRegInfo().getRegClass(VirtReg);
1045     TII->storeRegToStackSlot(MBB, &MI, NewReg, true, SS, RC);
1046     MII = prior(MII);
1047     MachineInstr *StoreMI = MII;
1048     VRM.addSpillSlotUse(SS, StoreMI);
1049     VRM.virtFolded(VirtReg, StoreMI, VirtRegMap::isMod);
1050     MII = MBB.insert(MII, FoldedMI);  // Update MII to backtrack.
1051
1052     // Delete all 3 old instructions.
1053     InvalidateKills(*ReloadMI, RegKills, KillOps);
1054     VRM.RemoveMachineInstrFromMaps(ReloadMI);
1055     MBB.erase(ReloadMI);
1056     InvalidateKills(*DefMI, RegKills, KillOps);
1057     VRM.RemoveMachineInstrFromMaps(DefMI);
1058     MBB.erase(DefMI);
1059     InvalidateKills(MI, RegKills, KillOps);
1060     VRM.RemoveMachineInstrFromMaps(&MI);
1061     MBB.erase(&MI);
1062
1063     ++NumCommutes;
1064     return true;
1065   }
1066
1067   return false;
1068 }
1069
1070 /// findSuperReg - Find the SubReg's super-register of given register class
1071 /// where its SubIdx sub-register is SubReg.
1072 static unsigned findSuperReg(const TargetRegisterClass *RC, unsigned SubReg,
1073                              unsigned SubIdx, const TargetRegisterInfo *TRI) {
1074   for (TargetRegisterClass::iterator I = RC->begin(), E = RC->end();
1075        I != E; ++I) {
1076     unsigned Reg = *I;
1077     if (TRI->getSubReg(Reg, SubIdx) == SubReg)
1078       return Reg;
1079   }
1080   return 0;
1081 }
1082
1083 /// SpillRegToStackSlot - Spill a register to a specified stack slot. Check if
1084 /// the last store to the same slot is now dead. If so, remove the last store.
1085 void LocalSpiller::SpillRegToStackSlot(MachineBasicBlock &MBB,
1086                                   MachineBasicBlock::iterator &MII,
1087                                   int Idx, unsigned PhysReg, int StackSlot,
1088                                   const TargetRegisterClass *RC,
1089                                   bool isAvailable, MachineInstr *&LastStore,
1090                                   AvailableSpills &Spills,
1091                                   SmallSet<MachineInstr*, 4> &ReMatDefs,
1092                                   BitVector &RegKills,
1093                                   std::vector<MachineOperand*> &KillOps,
1094                                   VirtRegMap &VRM) {
1095   TII->storeRegToStackSlot(MBB, next(MII), PhysReg, true, StackSlot, RC);
1096   MachineInstr *StoreMI = next(MII);
1097   VRM.addSpillSlotUse(StackSlot, StoreMI);
1098   DOUT << "Store:\t" << *StoreMI;
1099
1100   // If there is a dead store to this stack slot, nuke it now.
1101   if (LastStore) {
1102     DOUT << "Removed dead store:\t" << *LastStore;
1103     ++NumDSE;
1104     SmallVector<unsigned, 2> KillRegs;
1105     InvalidateKills(*LastStore, RegKills, KillOps, &KillRegs);
1106     MachineBasicBlock::iterator PrevMII = LastStore;
1107     bool CheckDef = PrevMII != MBB.begin();
1108     if (CheckDef)
1109       --PrevMII;
1110     VRM.RemoveMachineInstrFromMaps(LastStore);
1111     MBB.erase(LastStore);
1112     if (CheckDef) {
1113       // Look at defs of killed registers on the store. Mark the defs
1114       // as dead since the store has been deleted and they aren't
1115       // being reused.
1116       for (unsigned j = 0, ee = KillRegs.size(); j != ee; ++j) {
1117         bool HasOtherDef = false;
1118         if (InvalidateRegDef(PrevMII, *MII, KillRegs[j], HasOtherDef)) {
1119           MachineInstr *DeadDef = PrevMII;
1120           if (ReMatDefs.count(DeadDef) && !HasOtherDef) {
1121             // FIXME: This assumes a remat def does not have side
1122             // effects.
1123             VRM.RemoveMachineInstrFromMaps(DeadDef);
1124             MBB.erase(DeadDef);
1125             ++NumDRM;
1126           }
1127         }
1128       }
1129     }
1130   }
1131
1132   LastStore = next(MII);
1133
1134   // If the stack slot value was previously available in some other
1135   // register, change it now.  Otherwise, make the register available,
1136   // in PhysReg.
1137   Spills.ModifyStackSlotOrReMat(StackSlot);
1138   Spills.ClobberPhysReg(PhysReg);
1139   Spills.addAvailable(StackSlot, LastStore, PhysReg, isAvailable);
1140   ++NumStores;
1141 }
1142
1143 /// TransferDeadness - A identity copy definition is dead and it's being
1144 /// removed. Find the last def or use and mark it as dead / kill.
1145 void LocalSpiller::TransferDeadness(MachineBasicBlock *MBB, unsigned CurDist,
1146                                     unsigned Reg, BitVector &RegKills,
1147                                     std::vector<MachineOperand*> &KillOps) {
1148   int LastUDDist = -1;
1149   MachineInstr *LastUDMI = NULL;
1150   for (MachineRegisterInfo::reg_iterator RI = RegInfo->reg_begin(Reg),
1151          RE = RegInfo->reg_end(); RI != RE; ++RI) {
1152     MachineInstr *UDMI = &*RI;
1153     if (UDMI->getParent() != MBB)
1154       continue;
1155     DenseMap<MachineInstr*, unsigned>::iterator DI = DistanceMap.find(UDMI);
1156     if (DI == DistanceMap.end() || DI->second > CurDist)
1157       continue;
1158     if ((int)DI->second < LastUDDist)
1159       continue;
1160     LastUDDist = DI->second;
1161     LastUDMI = UDMI;
1162   }
1163
1164   if (LastUDMI) {
1165     const TargetInstrDesc &TID = LastUDMI->getDesc();
1166     MachineOperand *LastUD = NULL;
1167     for (unsigned i = 0, e = LastUDMI->getNumOperands(); i != e; ++i) {
1168       MachineOperand &MO = LastUDMI->getOperand(i);
1169       if (!MO.isRegister() || MO.getReg() != Reg)
1170         continue;
1171       if (!LastUD || (LastUD->isUse() && MO.isDef()))
1172         LastUD = &MO;
1173       if (TID.getOperandConstraint(i, TOI::TIED_TO) != -1)
1174         return;
1175     }
1176     if (LastUD->isDef())
1177       LastUD->setIsDead();
1178     else {
1179       LastUD->setIsKill();
1180       RegKills.set(Reg);
1181       KillOps[Reg] = LastUD;
1182     }
1183   }
1184 }
1185
1186 /// rewriteMBB - Keep track of which spills are available even after the
1187 /// register allocator is done with them.  If possible, avid reloading vregs.
1188 void LocalSpiller::RewriteMBB(MachineBasicBlock &MBB, VirtRegMap &VRM) {
1189   DOUT << MBB.getBasicBlock()->getName() << ":\n";
1190
1191   MachineFunction &MF = *MBB.getParent();
1192
1193   // Spills - Keep track of which spilled values are available in physregs so
1194   // that we can choose to reuse the physregs instead of emitting reloads.
1195   AvailableSpills Spills(TRI, TII);
1196
1197   // MaybeDeadStores - When we need to write a value back into a stack slot,
1198   // keep track of the inserted store.  If the stack slot value is never read
1199   // (because the value was used from some available register, for example), and
1200   // subsequently stored to, the original store is dead.  This map keeps track
1201   // of inserted stores that are not used.  If we see a subsequent store to the
1202   // same stack slot, the original store is deleted.
1203   std::vector<MachineInstr*> MaybeDeadStores;
1204   MaybeDeadStores.resize(MF.getFrameInfo()->getObjectIndexEnd(), NULL);
1205
1206   // ReMatDefs - These are rematerializable def MIs which are not deleted.
1207   SmallSet<MachineInstr*, 4> ReMatDefs;
1208
1209   // Keep track of kill information.
1210   BitVector RegKills(TRI->getNumRegs());
1211   std::vector<MachineOperand*>  KillOps;
1212   KillOps.resize(TRI->getNumRegs(), NULL);
1213
1214   unsigned Dist = 0;
1215   DistanceMap.clear();
1216   for (MachineBasicBlock::iterator MII = MBB.begin(), E = MBB.end();
1217        MII != E; ) {
1218     MachineBasicBlock::iterator NextMII = MII; ++NextMII;
1219
1220     VirtRegMap::MI2VirtMapTy::const_iterator I, End;
1221     bool Erased = false;
1222     bool BackTracked = false;
1223     if (PrepForUnfoldOpti(MBB, MII,
1224                           MaybeDeadStores, Spills, RegKills, KillOps, VRM))
1225       NextMII = next(MII);
1226
1227     MachineInstr &MI = *MII;
1228     const TargetInstrDesc &TID = MI.getDesc();
1229
1230     if (VRM.hasEmergencySpills(&MI)) {
1231       // Spill physical register(s) in the rare case the allocator has run out
1232       // of registers to allocate.
1233       SmallSet<int, 4> UsedSS;
1234       std::vector<unsigned> &EmSpills = VRM.getEmergencySpills(&MI);
1235       for (unsigned i = 0, e = EmSpills.size(); i != e; ++i) {
1236         unsigned PhysReg = EmSpills[i];
1237         const TargetRegisterClass *RC =
1238           TRI->getPhysicalRegisterRegClass(PhysReg);
1239         assert(RC && "Unable to determine register class!");
1240         int SS = VRM.getEmergencySpillSlot(RC);
1241         if (UsedSS.count(SS))
1242           assert(0 && "Need to spill more than one physical registers!");
1243         UsedSS.insert(SS);
1244         TII->storeRegToStackSlot(MBB, MII, PhysReg, true, SS, RC);
1245         MachineInstr *StoreMI = prior(MII);
1246         VRM.addSpillSlotUse(SS, StoreMI);
1247         TII->loadRegFromStackSlot(MBB, next(MII), PhysReg, SS, RC);
1248         MachineInstr *LoadMI = next(MII);
1249         VRM.addSpillSlotUse(SS, LoadMI);
1250         ++NumPSpills;
1251       }
1252       NextMII = next(MII);
1253     }
1254
1255     // Insert restores here if asked to.
1256     if (VRM.isRestorePt(&MI)) {
1257       std::vector<unsigned> &RestoreRegs = VRM.getRestorePtRestores(&MI);
1258       for (unsigned i = 0, e = RestoreRegs.size(); i != e; ++i) {
1259         unsigned VirtReg = RestoreRegs[e-i-1];  // Reverse order.
1260         if (!VRM.getPreSplitReg(VirtReg))
1261           continue; // Split interval spilled again.
1262         unsigned Phys = VRM.getPhys(VirtReg);
1263         RegInfo->setPhysRegUsed(Phys);
1264         if (VRM.isReMaterialized(VirtReg)) {
1265           ReMaterialize(MBB, MII, Phys, VirtReg, TII, TRI, VRM);
1266         } else {
1267           const TargetRegisterClass* RC = RegInfo->getRegClass(VirtReg);
1268           int SS = VRM.getStackSlot(VirtReg);
1269           TII->loadRegFromStackSlot(MBB, &MI, Phys, SS, RC);
1270           MachineInstr *LoadMI = prior(MII);
1271           VRM.addSpillSlotUse(SS, LoadMI);
1272           ++NumLoads;
1273         }
1274         // This invalidates Phys.
1275         Spills.ClobberPhysReg(Phys);
1276         UpdateKills(*prior(MII), RegKills, KillOps);
1277         DOUT << '\t' << *prior(MII);
1278       }
1279     }
1280
1281     // Insert spills here if asked to.
1282     if (VRM.isSpillPt(&MI)) {
1283       std::vector<std::pair<unsigned,bool> > &SpillRegs =
1284         VRM.getSpillPtSpills(&MI);
1285       for (unsigned i = 0, e = SpillRegs.size(); i != e; ++i) {
1286         unsigned VirtReg = SpillRegs[i].first;
1287         bool isKill = SpillRegs[i].second;
1288         if (!VRM.getPreSplitReg(VirtReg))
1289           continue; // Split interval spilled again.
1290         const TargetRegisterClass *RC = RegInfo->getRegClass(VirtReg);
1291         unsigned Phys = VRM.getPhys(VirtReg);
1292         int StackSlot = VRM.getStackSlot(VirtReg);
1293         TII->storeRegToStackSlot(MBB, next(MII), Phys, isKill, StackSlot, RC);
1294         MachineInstr *StoreMI = next(MII);
1295         VRM.addSpillSlotUse(StackSlot, StoreMI);
1296         DOUT << "Store:\t" << *StoreMI;
1297         VRM.virtFolded(VirtReg, StoreMI, VirtRegMap::isMod);
1298       }
1299       NextMII = next(MII);
1300     }
1301
1302     /// ReusedOperands - Keep track of operand reuse in case we need to undo
1303     /// reuse.
1304     ReuseInfo ReusedOperands(MI, TRI);
1305     SmallVector<unsigned, 4> VirtUseOps;
1306     for (unsigned i = 0, e = MI.getNumOperands(); i != e; ++i) {
1307       MachineOperand &MO = MI.getOperand(i);
1308       if (!MO.isRegister() || MO.getReg() == 0)
1309         continue;   // Ignore non-register operands.
1310
1311       unsigned VirtReg = MO.getReg();
1312       if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(VirtReg)) {
1313         // Ignore physregs for spilling, but remember that it is used by this
1314         // function.
1315         RegInfo->setPhysRegUsed(VirtReg);
1316         continue;
1317       }
1318
1319       // We want to process implicit virtual register uses first.
1320       if (MO.isImplicit())
1321         // If the virtual register is implicitly defined, emit a implicit_def
1322         // before so scavenger knows it's "defined".
1323         VirtUseOps.insert(VirtUseOps.begin(), i);
1324       else
1325         VirtUseOps.push_back(i);
1326     }
1327
1328     // Process all of the spilled uses and all non spilled reg references.
1329     for (unsigned j = 0, e = VirtUseOps.size(); j != e; ++j) {
1330       unsigned i = VirtUseOps[j];
1331       MachineOperand &MO = MI.getOperand(i);
1332       unsigned VirtReg = MO.getReg();
1333       assert(TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(VirtReg) &&
1334              "Not a virtual register?");
1335
1336       unsigned SubIdx = MO.getSubReg();
1337       if (VRM.isAssignedReg(VirtReg)) {
1338         // This virtual register was assigned a physreg!
1339         unsigned Phys = VRM.getPhys(VirtReg);
1340         RegInfo->setPhysRegUsed(Phys);
1341         if (MO.isDef())
1342           ReusedOperands.markClobbered(Phys);
1343         unsigned RReg = SubIdx ? TRI->getSubReg(Phys, SubIdx) : Phys;
1344         MI.getOperand(i).setReg(RReg);
1345         if (VRM.isImplicitlyDefined(VirtReg))
1346           BuildMI(MBB, &MI, TII->get(TargetInstrInfo::IMPLICIT_DEF), RReg);
1347         continue;
1348       }
1349
1350       // This virtual register is now known to be a spilled value.
1351       if (!MO.isUse())
1352         continue;  // Handle defs in the loop below (handle use&def here though)
1353
1354       bool DoReMat = VRM.isReMaterialized(VirtReg);
1355       int SSorRMId = DoReMat
1356         ? VRM.getReMatId(VirtReg) : VRM.getStackSlot(VirtReg);
1357       int ReuseSlot = SSorRMId;
1358
1359       // Check to see if this stack slot is available.
1360       unsigned PhysReg = Spills.getSpillSlotOrReMatPhysReg(SSorRMId);
1361
1362       // If this is a sub-register use, make sure the reuse register is in the
1363       // right register class. For example, for x86 not all of the 32-bit
1364       // registers have accessible sub-registers.
1365       // Similarly so for EXTRACT_SUBREG. Consider this:
1366       // EDI = op
1367       // MOV32_mr fi#1, EDI
1368       // ...
1369       //       = EXTRACT_SUBREG fi#1
1370       // fi#1 is available in EDI, but it cannot be reused because it's not in
1371       // the right register file.
1372       if (PhysReg &&
1373           (SubIdx || MI.getOpcode() == TargetInstrInfo::EXTRACT_SUBREG)) {
1374         const TargetRegisterClass* RC = RegInfo->getRegClass(VirtReg);
1375         if (!RC->contains(PhysReg))
1376           PhysReg = 0;
1377       }
1378
1379       if (PhysReg) {
1380         // This spilled operand might be part of a two-address operand.  If this
1381         // is the case, then changing it will necessarily require changing the
1382         // def part of the instruction as well.  However, in some cases, we
1383         // aren't allowed to modify the reused register.  If none of these cases
1384         // apply, reuse it.
1385         bool CanReuse = true;
1386         int ti = TID.getOperandConstraint(i, TOI::TIED_TO);
1387         if (ti != -1 &&
1388             MI.getOperand(ti).isRegister() &&
1389             MI.getOperand(ti).getReg() == VirtReg) {
1390           // Okay, we have a two address operand.  We can reuse this physreg as
1391           // long as we are allowed to clobber the value and there isn't an
1392           // earlier def that has already clobbered the physreg.
1393           CanReuse = Spills.canClobberPhysReg(ReuseSlot) &&
1394             !ReusedOperands.isClobbered(PhysReg);
1395         }
1396
1397         if (CanReuse) {
1398           // If this stack slot value is already available, reuse it!
1399           if (ReuseSlot > VirtRegMap::MAX_STACK_SLOT)
1400             DOUT << "Reusing RM#" << ReuseSlot-VirtRegMap::MAX_STACK_SLOT-1;
1401           else
1402             DOUT << "Reusing SS#" << ReuseSlot;
1403           DOUT << " from physreg "
1404                << TRI->getName(PhysReg) << " for vreg"
1405                << VirtReg <<" instead of reloading into physreg "
1406                << TRI->getName(VRM.getPhys(VirtReg)) << "\n";
1407           unsigned RReg = SubIdx ? TRI->getSubReg(PhysReg, SubIdx) : PhysReg;
1408           MI.getOperand(i).setReg(RReg);
1409
1410           // The only technical detail we have is that we don't know that
1411           // PhysReg won't be clobbered by a reloaded stack slot that occurs
1412           // later in the instruction.  In particular, consider 'op V1, V2'.
1413           // If V1 is available in physreg R0, we would choose to reuse it
1414           // here, instead of reloading it into the register the allocator
1415           // indicated (say R1).  However, V2 might have to be reloaded
1416           // later, and it might indicate that it needs to live in R0.  When
1417           // this occurs, we need to have information available that
1418           // indicates it is safe to use R1 for the reload instead of R0.
1419           //
1420           // To further complicate matters, we might conflict with an alias,
1421           // or R0 and R1 might not be compatible with each other.  In this
1422           // case, we actually insert a reload for V1 in R1, ensuring that
1423           // we can get at R0 or its alias.
1424           ReusedOperands.addReuse(i, ReuseSlot, PhysReg,
1425                                   VRM.getPhys(VirtReg), VirtReg);
1426           if (ti != -1)
1427             // Only mark it clobbered if this is a use&def operand.
1428             ReusedOperands.markClobbered(PhysReg);
1429           ++NumReused;
1430
1431           if (MI.getOperand(i).isKill() &&
1432               ReuseSlot <= VirtRegMap::MAX_STACK_SLOT) {
1433             // This was the last use and the spilled value is still available
1434             // for reuse. That means the spill was unnecessary!
1435             MachineInstr* DeadStore = MaybeDeadStores[ReuseSlot];
1436             if (DeadStore) {
1437               DOUT << "Removed dead store:\t" << *DeadStore;
1438               InvalidateKills(*DeadStore, RegKills, KillOps);
1439               VRM.RemoveMachineInstrFromMaps(DeadStore);
1440               MBB.erase(DeadStore);
1441               MaybeDeadStores[ReuseSlot] = NULL;
1442               ++NumDSE;
1443             }
1444           }
1445           continue;
1446         }  // CanReuse
1447
1448         // Otherwise we have a situation where we have a two-address instruction
1449         // whose mod/ref operand needs to be reloaded.  This reload is already
1450         // available in some register "PhysReg", but if we used PhysReg as the
1451         // operand to our 2-addr instruction, the instruction would modify
1452         // PhysReg.  This isn't cool if something later uses PhysReg and expects
1453         // to get its initial value.
1454         //
1455         // To avoid this problem, and to avoid doing a load right after a store,
1456         // we emit a copy from PhysReg into the designated register for this
1457         // operand.
1458         unsigned DesignatedReg = VRM.getPhys(VirtReg);
1459         assert(DesignatedReg && "Must map virtreg to physreg!");
1460
1461         // Note that, if we reused a register for a previous operand, the
1462         // register we want to reload into might not actually be
1463         // available.  If this occurs, use the register indicated by the
1464         // reuser.
1465         if (ReusedOperands.hasReuses())
1466           DesignatedReg = ReusedOperands.GetRegForReload(DesignatedReg, &MI,
1467                                Spills, MaybeDeadStores, RegKills, KillOps, VRM);
1468
1469         // If the mapped designated register is actually the physreg we have
1470         // incoming, we don't need to inserted a dead copy.
1471         if (DesignatedReg == PhysReg) {
1472           // If this stack slot value is already available, reuse it!
1473           if (ReuseSlot > VirtRegMap::MAX_STACK_SLOT)
1474             DOUT << "Reusing RM#" << ReuseSlot-VirtRegMap::MAX_STACK_SLOT-1;
1475           else
1476             DOUT << "Reusing SS#" << ReuseSlot;
1477           DOUT << " from physreg " << TRI->getName(PhysReg)
1478                << " for vreg" << VirtReg
1479                << " instead of reloading into same physreg.\n";
1480           unsigned RReg = SubIdx ? TRI->getSubReg(PhysReg, SubIdx) : PhysReg;
1481           MI.getOperand(i).setReg(RReg);
1482           ReusedOperands.markClobbered(RReg);
1483           ++NumReused;
1484           continue;
1485         }
1486
1487         const TargetRegisterClass* RC = RegInfo->getRegClass(VirtReg);
1488         RegInfo->setPhysRegUsed(DesignatedReg);
1489         ReusedOperands.markClobbered(DesignatedReg);
1490         TII->copyRegToReg(MBB, &MI, DesignatedReg, PhysReg, RC, RC);
1491
1492         MachineInstr *CopyMI = prior(MII);
1493         UpdateKills(*CopyMI, RegKills, KillOps);
1494
1495         // This invalidates DesignatedReg.
1496         Spills.ClobberPhysReg(DesignatedReg);
1497
1498         Spills.addAvailable(ReuseSlot, &MI, DesignatedReg);
1499         unsigned RReg =
1500           SubIdx ? TRI->getSubReg(DesignatedReg, SubIdx) : DesignatedReg;
1501         MI.getOperand(i).setReg(RReg);
1502         DOUT << '\t' << *prior(MII);
1503         ++NumReused;
1504         continue;
1505       } // if (PhysReg)
1506
1507       // Otherwise, reload it and remember that we have it.
1508       PhysReg = VRM.getPhys(VirtReg);
1509       assert(PhysReg && "Must map virtreg to physreg!");
1510
1511       // Note that, if we reused a register for a previous operand, the
1512       // register we want to reload into might not actually be
1513       // available.  If this occurs, use the register indicated by the
1514       // reuser.
1515       if (ReusedOperands.hasReuses())
1516         PhysReg = ReusedOperands.GetRegForReload(PhysReg, &MI,
1517                                Spills, MaybeDeadStores, RegKills, KillOps, VRM);
1518
1519       RegInfo->setPhysRegUsed(PhysReg);
1520       ReusedOperands.markClobbered(PhysReg);
1521       if (DoReMat) {
1522         ReMaterialize(MBB, MII, PhysReg, VirtReg, TII, TRI, VRM);
1523       } else {
1524         const TargetRegisterClass* RC = RegInfo->getRegClass(VirtReg);
1525         TII->loadRegFromStackSlot(MBB, &MI, PhysReg, SSorRMId, RC);
1526         MachineInstr *LoadMI = prior(MII);
1527         VRM.addSpillSlotUse(SSorRMId, LoadMI);
1528         ++NumLoads;
1529       }
1530       // This invalidates PhysReg.
1531       Spills.ClobberPhysReg(PhysReg);
1532
1533       // Any stores to this stack slot are not dead anymore.
1534       if (!DoReMat)
1535         MaybeDeadStores[SSorRMId] = NULL;
1536       Spills.addAvailable(SSorRMId, &MI, PhysReg);
1537       // Assumes this is the last use. IsKill will be unset if reg is reused
1538       // unless it's a two-address operand.
1539       if (TID.getOperandConstraint(i, TOI::TIED_TO) == -1)
1540         MI.getOperand(i).setIsKill();
1541       unsigned RReg = SubIdx ? TRI->getSubReg(PhysReg, SubIdx) : PhysReg;
1542       MI.getOperand(i).setReg(RReg);
1543       UpdateKills(*prior(MII), RegKills, KillOps);
1544       DOUT << '\t' << *prior(MII);
1545     }
1546
1547     DOUT << '\t' << MI;
1548
1549
1550     // If we have folded references to memory operands, make sure we clear all
1551     // physical registers that may contain the value of the spilled virtual
1552     // register
1553     SmallSet<int, 2> FoldedSS;
1554     for (tie(I, End) = VRM.getFoldedVirts(&MI); I != End; ) {
1555       unsigned VirtReg = I->second.first;
1556       VirtRegMap::ModRef MR = I->second.second;
1557       DOUT << "Folded vreg: " << VirtReg << "  MR: " << MR;
1558
1559       // MI2VirtMap be can updated which invalidate the iterator.
1560       // Increment the iterator first.
1561       ++I;
1562       int SS = VRM.getStackSlot(VirtReg);
1563       if (SS == VirtRegMap::NO_STACK_SLOT)
1564         continue;
1565       FoldedSS.insert(SS);
1566       DOUT << " - StackSlot: " << SS << "\n";
1567
1568       // If this folded instruction is just a use, check to see if it's a
1569       // straight load from the virt reg slot.
1570       if ((MR & VirtRegMap::isRef) && !(MR & VirtRegMap::isMod)) {
1571         int FrameIdx;
1572         unsigned DestReg = TII->isLoadFromStackSlot(&MI, FrameIdx);
1573         if (DestReg && FrameIdx == SS) {
1574           // If this spill slot is available, turn it into a copy (or nothing)
1575           // instead of leaving it as a load!
1576           if (unsigned InReg = Spills.getSpillSlotOrReMatPhysReg(SS)) {
1577             DOUT << "Promoted Load To Copy: " << MI;
1578             if (DestReg != InReg) {
1579               const TargetRegisterClass *RC = RegInfo->getRegClass(VirtReg);
1580               TII->copyRegToReg(MBB, &MI, DestReg, InReg, RC, RC);
1581               // Revisit the copy so we make sure to notice the effects of the
1582               // operation on the destreg (either needing to RA it if it's
1583               // virtual or needing to clobber any values if it's physical).
1584               NextMII = &MI;
1585               --NextMII;  // backtrack to the copy.
1586               BackTracked = true;
1587             } else {
1588               DOUT << "Removing now-noop copy: " << MI;
1589               // Unset last kill since it's being reused.
1590               InvalidateKill(InReg, RegKills, KillOps);
1591             }
1592
1593             InvalidateKills(MI, RegKills, KillOps);
1594             VRM.RemoveMachineInstrFromMaps(&MI);
1595             MBB.erase(&MI);
1596             Erased = true;
1597             goto ProcessNextInst;
1598           }
1599         } else {
1600           unsigned PhysReg = Spills.getSpillSlotOrReMatPhysReg(SS);
1601           SmallVector<MachineInstr*, 4> NewMIs;
1602           if (PhysReg &&
1603               TII->unfoldMemoryOperand(MF, &MI, PhysReg, false, false, NewMIs)) {
1604             MBB.insert(MII, NewMIs[0]);
1605             InvalidateKills(MI, RegKills, KillOps);
1606             VRM.RemoveMachineInstrFromMaps(&MI);
1607             MBB.erase(&MI);
1608             Erased = true;
1609             --NextMII;  // backtrack to the unfolded instruction.
1610             BackTracked = true;
1611             goto ProcessNextInst;
1612           }
1613         }
1614       }
1615
1616       // If this reference is not a use, any previous store is now dead.
1617       // Otherwise, the store to this stack slot is not dead anymore.
1618       MachineInstr* DeadStore = MaybeDeadStores[SS];
1619       if (DeadStore) {
1620         bool isDead = !(MR & VirtRegMap::isRef);
1621         MachineInstr *NewStore = NULL;
1622         if (MR & VirtRegMap::isModRef) {
1623           unsigned PhysReg = Spills.getSpillSlotOrReMatPhysReg(SS);
1624           SmallVector<MachineInstr*, 4> NewMIs;
1625           // We can reuse this physreg as long as we are allowed to clobber
1626           // the value and there isn't an earlier def that has already clobbered
1627           // the physreg.
1628           if (PhysReg &&
1629               !TII->isStoreToStackSlot(&MI, SS)) { // Not profitable!
1630             MachineOperand *KillOpnd =
1631               DeadStore->findRegisterUseOperand(PhysReg, true);
1632             // Note, if the store is storing a sub-register, it's possible the
1633             // super-register is needed below.
1634             if (KillOpnd && !KillOpnd->getSubReg() &&
1635                 TII->unfoldMemoryOperand(MF, &MI, PhysReg, false, true,NewMIs)){
1636               MBB.insert(MII, NewMIs[0]);
1637               NewStore = NewMIs[1];
1638               MBB.insert(MII, NewStore);
1639               VRM.addSpillSlotUse(SS, NewStore);
1640               InvalidateKills(MI, RegKills, KillOps);
1641               VRM.RemoveMachineInstrFromMaps(&MI);
1642               MBB.erase(&MI);
1643               Erased = true;
1644               --NextMII;
1645               --NextMII;  // backtrack to the unfolded instruction.
1646               BackTracked = true;
1647               isDead = true;
1648             }
1649           }
1650         }
1651
1652         if (isDead) {  // Previous store is dead.
1653           // If we get here, the store is dead, nuke it now.
1654           DOUT << "Removed dead store:\t" << *DeadStore;
1655           InvalidateKills(*DeadStore, RegKills, KillOps);
1656           VRM.RemoveMachineInstrFromMaps(DeadStore);
1657           MBB.erase(DeadStore);
1658           if (!NewStore)
1659             ++NumDSE;
1660         }
1661
1662         MaybeDeadStores[SS] = NULL;
1663         if (NewStore) {
1664           // Treat this store as a spill merged into a copy. That makes the
1665           // stack slot value available.
1666           VRM.virtFolded(VirtReg, NewStore, VirtRegMap::isMod);
1667           goto ProcessNextInst;
1668         }
1669       }
1670
1671       // If the spill slot value is available, and this is a new definition of
1672       // the value, the value is not available anymore.
1673       if (MR & VirtRegMap::isMod) {
1674         // Notice that the value in this stack slot has been modified.
1675         Spills.ModifyStackSlotOrReMat(SS);
1676
1677         // If this is *just* a mod of the value, check to see if this is just a
1678         // store to the spill slot (i.e. the spill got merged into the copy). If
1679         // so, realize that the vreg is available now, and add the store to the
1680         // MaybeDeadStore info.
1681         int StackSlot;
1682         if (!(MR & VirtRegMap::isRef)) {
1683           if (unsigned SrcReg = TII->isStoreToStackSlot(&MI, StackSlot)) {
1684             assert(TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(SrcReg) &&
1685                    "Src hasn't been allocated yet?");
1686
1687             if (CommuteToFoldReload(MBB, MII, VirtReg, SrcReg, StackSlot,
1688                                     RegKills, KillOps, TRI, VRM)) {
1689               NextMII = next(MII);
1690               BackTracked = true;
1691               goto ProcessNextInst;
1692             }
1693
1694             // Okay, this is certainly a store of SrcReg to [StackSlot].  Mark
1695             // this as a potentially dead store in case there is a subsequent
1696             // store into the stack slot without a read from it.
1697             MaybeDeadStores[StackSlot] = &MI;
1698
1699             // If the stack slot value was previously available in some other
1700             // register, change it now.  Otherwise, make the register
1701             // available in PhysReg.
1702             Spills.addAvailable(StackSlot, &MI, SrcReg, false/*!clobber*/);
1703           }
1704         }
1705       }
1706     }
1707
1708     // Process all of the spilled defs.
1709     for (unsigned i = 0, e = MI.getNumOperands(); i != e; ++i) {
1710       MachineOperand &MO = MI.getOperand(i);
1711       if (!(MO.isRegister() && MO.getReg() && MO.isDef()))
1712         continue;
1713
1714       unsigned VirtReg = MO.getReg();
1715       if (!TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(VirtReg)) {
1716         // Check to see if this is a noop copy.  If so, eliminate the
1717         // instruction before considering the dest reg to be changed.
1718         unsigned Src, Dst;
1719         if (TII->isMoveInstr(MI, Src, Dst) && Src == Dst) {
1720           ++NumDCE;
1721           DOUT << "Removing now-noop copy: " << MI;
1722           SmallVector<unsigned, 2> KillRegs;
1723           InvalidateKills(MI, RegKills, KillOps, &KillRegs);
1724           if (MO.isDead() && !KillRegs.empty()) {
1725             assert(KillRegs[0] == Dst);
1726             // Last def is now dead.
1727             TransferDeadness(&MBB, Dist, Src, RegKills, KillOps);
1728           }
1729           VRM.RemoveMachineInstrFromMaps(&MI);
1730           MBB.erase(&MI);
1731           Erased = true;
1732           Spills.disallowClobberPhysReg(VirtReg);
1733           goto ProcessNextInst;
1734         }
1735
1736         // If it's not a no-op copy, it clobbers the value in the destreg.
1737         Spills.ClobberPhysReg(VirtReg);
1738         ReusedOperands.markClobbered(VirtReg);
1739
1740         // Check to see if this instruction is a load from a stack slot into
1741         // a register.  If so, this provides the stack slot value in the reg.
1742         int FrameIdx;
1743         if (unsigned DestReg = TII->isLoadFromStackSlot(&MI, FrameIdx)) {
1744           assert(DestReg == VirtReg && "Unknown load situation!");
1745
1746           // If it is a folded reference, then it's not safe to clobber.
1747           bool Folded = FoldedSS.count(FrameIdx);
1748           // Otherwise, if it wasn't available, remember that it is now!
1749           Spills.addAvailable(FrameIdx, &MI, DestReg, !Folded);
1750           goto ProcessNextInst;
1751         }
1752
1753         continue;
1754       }
1755
1756       unsigned SubIdx = MO.getSubReg();
1757       bool DoReMat = VRM.isReMaterialized(VirtReg);
1758       if (DoReMat)
1759         ReMatDefs.insert(&MI);
1760
1761       // The only vregs left are stack slot definitions.
1762       int StackSlot = VRM.getStackSlot(VirtReg);
1763       const TargetRegisterClass *RC = RegInfo->getRegClass(VirtReg);
1764
1765       // If this def is part of a two-address operand, make sure to execute
1766       // the store from the correct physical register.
1767       unsigned PhysReg;
1768       int TiedOp = MI.getDesc().findTiedToSrcOperand(i);
1769       if (TiedOp != -1) {
1770         PhysReg = MI.getOperand(TiedOp).getReg();
1771         if (SubIdx) {
1772           unsigned SuperReg = findSuperReg(RC, PhysReg, SubIdx, TRI);
1773           assert(SuperReg && TRI->getSubReg(SuperReg, SubIdx) == PhysReg &&
1774                  "Can't find corresponding super-register!");
1775           PhysReg = SuperReg;
1776         }
1777       } else {
1778         PhysReg = VRM.getPhys(VirtReg);
1779         if (ReusedOperands.isClobbered(PhysReg)) {
1780           // Another def has taken the assigned physreg. It must have been a
1781           // use&def which got it due to reuse. Undo the reuse!
1782           PhysReg = ReusedOperands.GetRegForReload(PhysReg, &MI,
1783                                Spills, MaybeDeadStores, RegKills, KillOps, VRM);
1784         }
1785       }
1786
1787       assert(PhysReg && "VR not assigned a physical register?");
1788       RegInfo->setPhysRegUsed(PhysReg);
1789       unsigned RReg = SubIdx ? TRI->getSubReg(PhysReg, SubIdx) : PhysReg;
1790       ReusedOperands.markClobbered(RReg);
1791       MI.getOperand(i).setReg(RReg);
1792
1793       if (!MO.isDead()) {
1794         MachineInstr *&LastStore = MaybeDeadStores[StackSlot];
1795         SpillRegToStackSlot(MBB, MII, -1, PhysReg, StackSlot, RC, true,
1796                           LastStore, Spills, ReMatDefs, RegKills, KillOps, VRM);
1797         NextMII = next(MII);
1798
1799         // Check to see if this is a noop copy.  If so, eliminate the
1800         // instruction before considering the dest reg to be changed.
1801         {
1802           unsigned Src, Dst;
1803           if (TII->isMoveInstr(MI, Src, Dst) && Src == Dst) {
1804             ++NumDCE;
1805             DOUT << "Removing now-noop copy: " << MI;
1806             InvalidateKills(MI, RegKills, KillOps);
1807             VRM.RemoveMachineInstrFromMaps(&MI);
1808             MBB.erase(&MI);
1809             Erased = true;
1810             UpdateKills(*LastStore, RegKills, KillOps);
1811             goto ProcessNextInst;
1812           }
1813         }
1814       }
1815     }
1816   ProcessNextInst:
1817     DistanceMap.insert(std::make_pair(&MI, Dist++));
1818     if (!Erased && !BackTracked) {
1819       for (MachineBasicBlock::iterator II = &MI; II != NextMII; ++II)
1820         UpdateKills(*II, RegKills, KillOps);
1821     }
1822     MII = NextMII;
1823   }
1824 }
1825
1826 llvm::Spiller* llvm::createSpiller() {
1827   switch (SpillerOpt) {
1828   default: assert(0 && "Unreachable!");
1829   case local:
1830     return new LocalSpiller();
1831   case simple:
1832     return new SimpleSpiller();
1833   }
1834 }