Taints the non-acquire RMW's store address with the load part
[oota-llvm.git] / include / llvm / CodeGen / SlotIndexes.h
index f4eaffa40d398456929fd7ad90c126515f3f699a..7b621bee259ffe3f9110787bece4e2b35be64617 100644 (file)
@@ -7,28 +7,27 @@
 //
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 //
-// This file implements SlotIndex and related classes. The purpuse of SlotIndex
+// This file implements SlotIndex and related classes. The purpose of SlotIndex
 // is to describe a position at which a register can become live, or cease to
 // be live.
 //
 // SlotIndex is mostly a proxy for entries of the SlotIndexList, a class which
 // is held is LiveIntervals and provides the real numbering. This allows
-// LiveIntervals to perform largely transparent renumbering. The SlotIndex
-// class does hold a PHI bit, which determines whether the index relates to a
-// PHI use or def point, or an actual instruction. See the SlotIndex class
-// description for futher information.
+// LiveIntervals to perform largely transparent renumbering.
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
 #ifndef LLVM_CODEGEN_SLOTINDEXES_H
 #define LLVM_CODEGEN_SLOTINDEXES_H
 
+#include "llvm/ADT/DenseMap.h"
+#include "llvm/ADT/IntervalMap.h"
 #include "llvm/ADT/PointerIntPair.h"
 #include "llvm/ADT/SmallVector.h"
-#include "llvm/CodeGen/MachineBasicBlock.h"
+#include "llvm/ADT/ilist.h"
+#include "llvm/CodeGen/MachineFunction.h"
 #include "llvm/CodeGen/MachineFunctionPass.h"
-#include "llvm/CodeGen/MachineInstr.h"
+#include "llvm/CodeGen/MachineInstrBundle.h"
 #include "llvm/Support/Allocator.h"
-#include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
 
 namespace llvm {
 
@@ -36,165 +35,135 @@ namespace llvm {
   /// SlotIndexes pass. It should not be used directly. See the
   /// SlotIndex & SlotIndexes classes for the public interface to this
   /// information.
-  class IndexListEntry {
-  private:
-
-    static const unsigned EMPTY_KEY_INDEX = ~0U & ~3U,
-                          TOMBSTONE_KEY_INDEX = ~0U & ~7U;
-
-    IndexListEntry *next, *prev;
+  class IndexListEntry : public ilist_node<IndexListEntry> {
     MachineInstr *mi;
     unsigned index;
 
-  protected:
-
-    typedef enum { EMPTY_KEY, TOMBSTONE_KEY } ReservedEntryType;
-
-    // This constructor is only to be used by getEmptyKeyEntry
-    // & getTombstoneKeyEntry. It sets index to the given
-    // value and mi to zero.
-    IndexListEntry(ReservedEntryType r) : mi(0) {
-      switch(r) {
-        case EMPTY_KEY: index = EMPTY_KEY_INDEX; break;
-        case TOMBSTONE_KEY: index = TOMBSTONE_KEY_INDEX; break;
-        default: assert(false && "Invalid value for constructor."); 
-      }
-      next = this;
-      prev = this;
-    }
-
   public:
 
-    IndexListEntry(MachineInstr *mi, unsigned index) : mi(mi), index(index) {
-      if (index == EMPTY_KEY_INDEX || index == TOMBSTONE_KEY_INDEX) {
-        llvm_report_error("Attempt to create invalid index. "
-                          "Available indexes may have been exhausted?.");
-      }
-    }
+    IndexListEntry(MachineInstr *mi, unsigned index) : mi(mi), index(index) {}
 
     MachineInstr* getInstr() const { return mi; }
     void setInstr(MachineInstr *mi) {
-      assert(index != EMPTY_KEY_INDEX && index != TOMBSTONE_KEY_INDEX &&
-             "Attempt to modify reserved index.");
       this->mi = mi;
     }
 
     unsigned getIndex() const { return index; }
     void setIndex(unsigned index) {
-      assert(index != EMPTY_KEY_INDEX && index != TOMBSTONE_KEY_INDEX &&
-             "Attempt to set index to invalid value.");
-      assert(this->index != EMPTY_KEY_INDEX &&
-             this->index != TOMBSTONE_KEY_INDEX &&
-             "Attempt to reset reserved index value.");
       this->index = index;
     }
-    
-    IndexListEntry* getNext() { return next; }
-    const IndexListEntry* getNext() const { return next; }
-    void setNext(IndexListEntry *next) {
-      assert(index != EMPTY_KEY_INDEX && index != TOMBSTONE_KEY_INDEX &&
-             "Attempt to modify reserved index.");
-      this->next = next;
-    }
 
-    IndexListEntry* getPrev() { return prev; }
-    const IndexListEntry* getPrev() const { return prev; }
-    void setPrev(IndexListEntry *prev) {
-      assert(index != EMPTY_KEY_INDEX && index != TOMBSTONE_KEY_INDEX &&
-             "Attempt to modify reserved index.");
-      this->prev = prev;
+#ifdef EXPENSIVE_CHECKS
+    // When EXPENSIVE_CHECKS is defined, "erased" index list entries will
+    // actually be moved to a "graveyard" list, and have their pointers
+    // poisoned, so that dangling SlotIndex access can be reliably detected.
+    void setPoison() {
+      intptr_t tmp = reinterpret_cast<intptr_t>(mi);
+      assert(((tmp & 0x1) == 0x0) && "Pointer already poisoned?");
+      tmp |= 0x1;
+      mi = reinterpret_cast<MachineInstr*>(tmp);
     }
 
-    // This function returns the index list entry that is to be used for empty
-    // SlotIndex keys.
-    static IndexListEntry* getEmptyKeyEntry();
+    bool isPoisoned() const { return (reinterpret_cast<intptr_t>(mi) & 0x1) == 0x1; }
+#endif // EXPENSIVE_CHECKS
 
-    // This function returns the index list entry that is to be used for
-    // tombstone SlotIndex keys.
-    static IndexListEntry* getTombstoneKeyEntry();
   };
 
-  // Specialize PointerLikeTypeTraits for IndexListEntry.
   template <>
-  class PointerLikeTypeTraits<IndexListEntry*> { 
+  struct ilist_traits<IndexListEntry> : public ilist_default_traits<IndexListEntry> {
+  private:
+    mutable ilist_half_node<IndexListEntry> Sentinel;
   public:
-    static inline void* getAsVoidPointer(IndexListEntry *p) {
-      return p;
+    IndexListEntry *createSentinel() const {
+      return static_cast<IndexListEntry*>(&Sentinel);
     }
-    static inline IndexListEntry* getFromVoidPointer(void *p) {
-      return static_cast<IndexListEntry*>(p);
-    }
-    enum { NumLowBitsAvailable = 3 };
+    void destroySentinel(IndexListEntry *) const {}
+
+    IndexListEntry *provideInitialHead() const { return createSentinel(); }
+    IndexListEntry *ensureHead(IndexListEntry*) const { return createSentinel(); }
+    static void noteHead(IndexListEntry*, IndexListEntry*) {}
+    void deleteNode(IndexListEntry *N) {}
+
+  private:
+    void createNode(const IndexListEntry &);
   };
 
   /// SlotIndex - An opaque wrapper around machine indexes.
   class SlotIndex {
     friend class SlotIndexes;
-    friend struct DenseMapInfo<SlotIndex>;
 
-  private:
-    static const unsigned PHI_BIT = 1 << 2;
+    enum Slot {
+      /// Basic block boundary.  Used for live ranges entering and leaving a
+      /// block without being live in the layout neighbor.  Also used as the
+      /// def slot of PHI-defs.
+      Slot_Block,
 
-    PointerIntPair<IndexListEntry*, 3, unsigned> lie;
+      /// Early-clobber register use/def slot.  A live range defined at
+      /// Slot_EarlyCLobber interferes with normal live ranges killed at
+      /// Slot_Register.  Also used as the kill slot for live ranges tied to an
+      /// early-clobber def.
+      Slot_EarlyClobber,
 
-    SlotIndex(IndexListEntry *entry, unsigned phiAndSlot)
-      : lie(entry, phiAndSlot) {
-      assert(entry != 0 && "Attempt to construct index with 0 pointer.");
-    }
+      /// Normal register use/def slot.  Normal instructions kill and define
+      /// register live ranges at this slot.
+      Slot_Register,
 
-    IndexListEntry& entry() const {
-      return *lie.getPointer();
-    }
+      /// Dead def kill point.  Kill slot for a live range that is defined by
+      /// the same instruction (Slot_Register or Slot_EarlyClobber), but isn't
+      /// used anywhere.
+      Slot_Dead,
 
-    int getIndex() const {
-      return entry().getIndex() | getSlot();
-    }
+      Slot_Count
+    };
 
-    static inline unsigned getHashValue(const SlotIndex &v) {
-      IndexListEntry *ptrVal = &v.entry();
-      return (unsigned((intptr_t)ptrVal) >> 4) ^
-             (unsigned((intptr_t)ptrVal) >> 9);
-    }
-
-  public:
+    PointerIntPair<IndexListEntry*, 2, unsigned> lie;
 
-    // FIXME: Ugh. This is public because LiveIntervalAnalysis is still using it
-    // for some spill weight stuff. Fix that, then make this private.
-    enum Slot { LOAD, USE, DEF, STORE, NUM };
+    SlotIndex(IndexListEntry *entry, unsigned slot)
+      : lie(entry, slot) {}
 
-    static inline SlotIndex getEmptyKey() {
-      return SlotIndex(IndexListEntry::getEmptyKeyEntry(), 0);
+    IndexListEntry* listEntry() const {
+      assert(isValid() && "Attempt to compare reserved index.");
+#ifdef EXPENSIVE_CHECKS
+      assert(!lie.getPointer()->isPoisoned() &&
+             "Attempt to access deleted list-entry.");
+#endif // EXPENSIVE_CHECKS
+      return lie.getPointer();
     }
 
-    static inline SlotIndex getTombstoneKey() {
-      return SlotIndex(IndexListEntry::getTombstoneKeyEntry(), 0);
+    unsigned getIndex() const {
+      return listEntry()->getIndex() | getSlot();
     }
-    
-    /// Construct an invalid index.
-    SlotIndex() : lie(IndexListEntry::getEmptyKeyEntry(), 0) {}
 
-    // Construct a new slot index from the given one, set the phi flag on the
-    // new index to the value of the phi parameter.
-    SlotIndex(const SlotIndex &li, bool phi)
-      : lie(&li.entry(), phi ? PHI_BIT | li.getSlot() : (unsigned)li.getSlot()){
-      assert(lie.getPointer() != 0 &&
-             "Attempt to construct index with 0 pointer.");
+    /// Returns the slot for this SlotIndex.
+    Slot getSlot() const {
+      return static_cast<Slot>(lie.getInt());
     }
 
-    // Construct a new slot index from the given one, set the phi flag on the
-    // new index to the value of the phi parameter, and the slot to the new slot.
-    SlotIndex(const SlotIndex &li, bool phi, Slot s)
-      : lie(&li.entry(), phi ? PHI_BIT | s : (unsigned)s) {
-      assert(lie.getPointer() != 0 &&
+  public:
+    enum {
+      /// The default distance between instructions as returned by distance().
+      /// This may vary as instructions are inserted and removed.
+      InstrDist = 4 * Slot_Count
+    };
+
+    /// Construct an invalid index.
+    SlotIndex() : lie(nullptr, 0) {}
+
+    // Construct a new slot index from the given one, and set the slot.
+    SlotIndex(const SlotIndex &li, Slot s) : lie(li.listEntry(), unsigned(s)) {
+      assert(lie.getPointer() != nullptr &&
              "Attempt to construct index with 0 pointer.");
     }
 
-    /// Returns true if this is a valid index. Invalid indicies do
+    /// Returns true if this is a valid index. Invalid indices do
     /// not point into an index table, and cannot be compared.
     bool isValid() const {
-      return (lie.getPointer() != 0) && (lie.getPointer()->getIndex() != 0);
+      return lie.getPointer();
     }
 
+    /// Return true for a valid index.
+    explicit operator bool() const { return isValid(); }
+
     /// Print this index to the given raw_ostream.
     void print(raw_ostream &os) const;
 
@@ -203,13 +172,13 @@ namespace llvm {
 
     /// Compare two SlotIndex objects for equality.
     bool operator==(SlotIndex other) const {
-      return getIndex() == other.getIndex();
+      return lie == other.lie;
     }
     /// Compare two SlotIndex objects for inequality.
     bool operator!=(SlotIndex other) const {
-      return getIndex() != other.getIndex(); 
+      return lie != other.lie;
     }
-   
+
     /// Compare two SlotIndex objects. Return true if the first index
     /// is strictly lower than the second.
     bool operator<(SlotIndex other) const {
@@ -233,59 +202,67 @@ namespace llvm {
       return getIndex() >= other.getIndex();
     }
 
+    /// isSameInstr - Return true if A and B refer to the same instruction.
+    static bool isSameInstr(SlotIndex A, SlotIndex B) {
+      return A.lie.getPointer() == B.lie.getPointer();
+    }
+
+    /// isEarlierInstr - Return true if A refers to an instruction earlier than
+    /// B. This is equivalent to A < B && !isSameInstr(A, B).
+    static bool isEarlierInstr(SlotIndex A, SlotIndex B) {
+      return A.listEntry()->getIndex() < B.listEntry()->getIndex();
+    }
+
     /// Return the distance from this index to the given one.
     int distance(SlotIndex other) const {
       return other.getIndex() - getIndex();
     }
 
-    /// Returns the slot for this SlotIndex.
-    Slot getSlot() const {
-      return static_cast<Slot>(lie.getInt()  & ~PHI_BIT);
+    /// Return the scaled distance from this index to the given one, where all
+    /// slots on the same instruction have zero distance.
+    int getInstrDistance(SlotIndex other) const {
+      return (other.listEntry()->getIndex() - listEntry()->getIndex())
+        / Slot_Count;
     }
 
-    /// Returns the state of the PHI bit.
-    bool isPHI() const {
-      return lie.getInt() & PHI_BIT;
-    }
+    /// isBlock - Returns true if this is a block boundary slot.
+    bool isBlock() const { return getSlot() == Slot_Block; }
+
+    /// isEarlyClobber - Returns true if this is an early-clobber slot.
+    bool isEarlyClobber() const { return getSlot() == Slot_EarlyClobber; }
+
+    /// isRegister - Returns true if this is a normal register use/def slot.
+    /// Note that early-clobber slots may also be used for uses and defs.
+    bool isRegister() const { return getSlot() == Slot_Register; }
+
+    /// isDead - Returns true if this is a dead def kill slot.
+    bool isDead() const { return getSlot() == Slot_Dead; }
 
     /// Returns the base index for associated with this index. The base index
-    /// is the one associated with the LOAD slot for the instruction pointed to
-    /// by this index.
+    /// is the one associated with the Slot_Block slot for the instruction
+    /// pointed to by this index.
     SlotIndex getBaseIndex() const {
-      return getLoadIndex();
+      return SlotIndex(listEntry(), Slot_Block);
     }
 
     /// Returns the boundary index for associated with this index. The boundary
-    /// index is the one associated with the LOAD slot for the instruction
+    /// index is the one associated with the Slot_Block slot for the instruction
     /// pointed to by this index.
     SlotIndex getBoundaryIndex() const {
-      return getStoreIndex();
+      return SlotIndex(listEntry(), Slot_Dead);
     }
 
-    /// Returns the index of the LOAD slot for the instruction pointed to by
-    /// this index.
-    SlotIndex getLoadIndex() const {
-      return SlotIndex(&entry(), SlotIndex::LOAD);
-    }    
-
-    /// Returns the index of the USE slot for the instruction pointed to by
-    /// this index.
-    SlotIndex getUseIndex() const {
-      return SlotIndex(&entry(), SlotIndex::USE);
+    /// Returns the register use/def slot in the current instruction for a
+    /// normal or early-clobber def.
+    SlotIndex getRegSlot(bool EC = false) const {
+      return SlotIndex(listEntry(), EC ? Slot_EarlyClobber : Slot_Register);
     }
 
-    /// Returns the index of the DEF slot for the instruction pointed to by
-    /// this index.
-    SlotIndex getDefIndex() const {
-      return SlotIndex(&entry(), SlotIndex::DEF);
+    /// Returns the dead def kill slot for the current instruction.
+    SlotIndex getDeadSlot() const {
+      return SlotIndex(listEntry(), Slot_Dead);
     }
 
-    /// Returns the index of the STORE slot for the instruction pointed to by
-    /// this index.
-    SlotIndex getStoreIndex() const {
-      return SlotIndex(&entry(), SlotIndex::STORE);
-    }    
-
     /// Returns the next slot in the index list. This could be either the
     /// next slot for the instruction pointed to by this index or, if this
     /// index is a STORE, the first slot for the next instruction.
@@ -294,60 +271,42 @@ namespace llvm {
     /// use one of those methods.
     SlotIndex getNextSlot() const {
       Slot s = getSlot();
-      if (s == SlotIndex::STORE) {
-        return SlotIndex(entry().getNext(), SlotIndex::LOAD);
+      if (s == Slot_Dead) {
+        return SlotIndex(&*++listEntry()->getIterator(), Slot_Block);
       }
-      return SlotIndex(&entry(), s + 1);
+      return SlotIndex(listEntry(), s + 1);
     }
 
     /// Returns the next index. This is the index corresponding to the this
     /// index's slot, but for the next instruction.
     SlotIndex getNextIndex() const {
-      return SlotIndex(entry().getNext(), getSlot());
+      return SlotIndex(&*++listEntry()->getIterator(), getSlot());
     }
 
     /// Returns the previous slot in the index list. This could be either the
     /// previous slot for the instruction pointed to by this index or, if this
-    /// index is a LOAD, the last slot for the previous instruction.
+    /// index is a Slot_Block, the last slot for the previous instruction.
     /// WARNING: This method is considerably more expensive than the methods
     /// that return specific slots (getUseIndex(), etc). If you can - please
     /// use one of those methods.
     SlotIndex getPrevSlot() const {
       Slot s = getSlot();
-      if (s == SlotIndex::LOAD) {
-        return SlotIndex(entry().getPrev(), SlotIndex::STORE);
+      if (s == Slot_Block) {
+        return SlotIndex(&*--listEntry()->getIterator(), Slot_Dead);
       }
-      return SlotIndex(&entry(), s - 1);
+      return SlotIndex(listEntry(), s - 1);
     }
 
     /// Returns the previous index. This is the index corresponding to this
     /// index's slot, but for the previous instruction.
     SlotIndex getPrevIndex() const {
-      return SlotIndex(entry().getPrev(), getSlot());
+      return SlotIndex(&*--listEntry()->getIterator(), getSlot());
     }
 
   };
 
-  /// DenseMapInfo specialization for SlotIndex.
-  template <>
-  struct DenseMapInfo<SlotIndex> {
-    static inline SlotIndex getEmptyKey() {
-      return SlotIndex::getEmptyKey();
-    }
-    static inline SlotIndex getTombstoneKey() {
-      return SlotIndex::getTombstoneKey();
-    }
-    static inline unsigned getHashValue(const SlotIndex &v) {
-      return SlotIndex::getHashValue(v);
-    }
-    static inline bool isEqual(const SlotIndex &LHS, const SlotIndex &RHS) {
-      return (LHS == RHS);
-    }
-  };
-  
   template <> struct isPodLike<SlotIndex> { static const bool value = true; };
 
-
   inline raw_ostream& operator<<(raw_ostream &os, SlotIndex li) {
     li.print(os);
     return os;
@@ -374,116 +333,58 @@ namespace llvm {
   /// This pass assigns indexes to each instruction.
   class SlotIndexes : public MachineFunctionPass {
   private:
+    // IndexListEntry allocator.
+    BumpPtrAllocator ileAllocator;
+
+    typedef ilist<IndexListEntry> IndexList;
+    IndexList indexList;
+
+#ifdef EXPENSIVE_CHECKS
+    IndexList graveyardList;
+#endif // EXPENSIVE_CHECKS
 
     MachineFunction *mf;
-    IndexListEntry *indexListHead;
-    unsigned functionSize;
 
     typedef DenseMap<const MachineInstr*, SlotIndex> Mi2IndexMap;
     Mi2IndexMap mi2iMap;
 
-    /// MBB2IdxMap - The indexes of the first and last instructions in the
-    /// specified basic block.
-    typedef DenseMap<const MachineBasicBlock*,
-                     std::pair<SlotIndex, SlotIndex> > MBB2IdxMap;
-    MBB2IdxMap mbb2IdxMap;
+    /// MBBRanges - Map MBB number to (start, stop) indexes.
+    SmallVector<std::pair<SlotIndex, SlotIndex>, 8> MBBRanges;
 
     /// Idx2MBBMap - Sorted list of pairs of index of first instruction
     /// and MBB id.
-    std::vector<IdxMBBPair> idx2MBBMap;
-
-    typedef DenseMap<const MachineBasicBlock*, SlotIndex> TerminatorGapsMap;
-    TerminatorGapsMap terminatorGaps;
-
-    // IndexListEntry allocator.
-    BumpPtrAllocator ileAllocator;
+    SmallVector<IdxMBBPair, 8> idx2MBBMap;
 
     IndexListEntry* createEntry(MachineInstr *mi, unsigned index) {
       IndexListEntry *entry =
         static_cast<IndexListEntry*>(
           ileAllocator.Allocate(sizeof(IndexListEntry),
-          alignof<IndexListEntry>()));
+          alignOf<IndexListEntry>()));
 
       new (entry) IndexListEntry(mi, index);
 
       return entry;
     }
 
-    void initList() {
-      assert(indexListHead == 0 && "Zero entry non-null at initialisation.");
-      indexListHead = createEntry(0, ~0U);
-      indexListHead->setNext(0);
-      indexListHead->setPrev(indexListHead);
-    }
-
-    void clearList() {
-      indexListHead = 0;
-      ileAllocator.Reset();
-    }
-
-    IndexListEntry* getTail() {
-      assert(indexListHead != 0 && "Call to getTail on uninitialized list.");
-      return indexListHead->getPrev();
-    }
-
-    const IndexListEntry* getTail() const {
-      assert(indexListHead != 0 && "Call to getTail on uninitialized list.");
-      return indexListHead->getPrev();
-    }
-
-    // Returns true if the index list is empty.
-    bool empty() const { return (indexListHead == getTail()); }
-
-    IndexListEntry* front() {
-      assert(!empty() && "front() called on empty index list.");
-      return indexListHead;
-    }
-
-    const IndexListEntry* front() const {
-      assert(!empty() && "front() called on empty index list.");
-      return indexListHead;
-    }
-
-    IndexListEntry* back() {
-      assert(!empty() && "back() called on empty index list.");
-      return getTail()->getPrev();
-    }
+    /// Renumber locally after inserting curItr.
+    void renumberIndexes(IndexList::iterator curItr);
 
-    const IndexListEntry* back() const {
-      assert(!empty() && "back() called on empty index list.");
-      return getTail()->getPrev();
-    }
+  public:
+    static char ID;
 
-    /// Insert a new entry before itr.
-    void insert(IndexListEntry *itr, IndexListEntry *val) {
-      assert(itr != 0 && "itr should not be null.");
-      IndexListEntry *prev = itr->getPrev();
-      val->setNext(itr);
-      val->setPrev(prev);
-      
-      if (itr != indexListHead) {
-        prev->setNext(val);
-      }
-      else {
-        indexListHead = val;
-      }
-      itr->setPrev(val);
+    SlotIndexes() : MachineFunctionPass(ID) {
+      initializeSlotIndexesPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
     }
 
-    /// Push a new entry on to the end of the list.
-    void push_back(IndexListEntry *val) {
-      insert(getTail(), val);
+    ~SlotIndexes() {
+      // The indexList's nodes are all allocated in the BumpPtrAllocator.
+      indexList.clearAndLeakNodesUnsafely();
     }
 
-  public:
-    static char ID;
-
-    SlotIndexes() : MachineFunctionPass(&ID), indexListHead(0) {}
-
-    virtual void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &au) const;
-    virtual void releaseMemory(); 
+    void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &au) const override;
+    void releaseMemory() override;
 
-    virtual bool runOnMachineFunction(MachineFunction &fn);
+    bool runOnMachineFunction(MachineFunction &fn) override;
 
     /// Dump the indexes.
     void dump() const;
@@ -491,40 +392,32 @@ namespace llvm {
     /// Renumber the index list, providing space for new instructions.
     void renumberIndexes();
 
+    /// Repair indexes after adding and removing instructions.
+    void repairIndexesInRange(MachineBasicBlock *MBB,
+                              MachineBasicBlock::iterator Begin,
+                              MachineBasicBlock::iterator End);
+
     /// Returns the zero index for this analysis.
     SlotIndex getZeroIndex() {
-      assert(front()->getIndex() == 0 && "First index is not 0?");
-      return SlotIndex(front(), 0);
-    }
-
-    /// Returns the invalid index marker for this analysis.
-    SlotIndex getInvalidIndex() {
-      return getZeroIndex();
+      assert(indexList.front().getIndex() == 0 && "First index is not 0?");
+      return SlotIndex(&indexList.front(), 0);
     }
 
-    /// Returns the distance between the highest and lowest indexes allocated
-    /// so far.
-    unsigned getIndexesLength() const {
-      assert(front()->getIndex() == 0 &&
-             "Initial index isn't zero?");
-
-      return back()->getIndex();
-    }
-
-    /// Returns the number of instructions in the function.
-    unsigned getFunctionSize() const {
-      return functionSize;
+    /// Returns the base index of the last slot in this analysis.
+    SlotIndex getLastIndex() {
+      return SlotIndex(&indexList.back(), 0);
     }
 
     /// Returns true if the given machine instr is mapped to an index,
     /// otherwise returns false.
     bool hasIndex(const MachineInstr *instr) const {
-      return (mi2iMap.find(instr) != mi2iMap.end());
+      return mi2iMap.count(instr);
     }
 
     /// Returns the base index for the given instruction.
-    SlotIndex getInstructionIndex(const MachineInstr *instr) const {
-      Mi2IndexMap::const_iterator itr = mi2iMap.find(instr);
+    SlotIndex getInstructionIndex(const MachineInstr *MI) const {
+      // Instructions inside a bundle have the same number as the bundle itself.
+      Mi2IndexMap::const_iterator itr = mi2iMap.find(getBundleStart(MI));
       assert(itr != mi2iMap.end() && "Instruction not found in maps.");
       return itr->second;
     }
@@ -532,216 +425,204 @@ namespace llvm {
     /// Returns the instruction for the given index, or null if the given
     /// index has no instruction associated with it.
     MachineInstr* getInstructionFromIndex(SlotIndex index) const {
-      return index.entry().getInstr();
+      return index.isValid() ? index.listEntry()->getInstr() : nullptr;
+    }
+
+    /// Returns the next non-null index, if one exists.
+    /// Otherwise returns getLastIndex().
+    SlotIndex getNextNonNullIndex(SlotIndex Index) {
+      IndexList::iterator I = Index.listEntry()->getIterator();
+      IndexList::iterator E = indexList.end();
+      while (++I != E)
+        if (I->getInstr())
+          return SlotIndex(&*I, Index.getSlot());
+      // We reached the end of the function.
+      return getLastIndex();
+    }
+
+    /// getIndexBefore - Returns the index of the last indexed instruction
+    /// before MI, or the start index of its basic block.
+    /// MI is not required to have an index.
+    SlotIndex getIndexBefore(const MachineInstr *MI) const {
+      const MachineBasicBlock *MBB = MI->getParent();
+      assert(MBB && "MI must be inserted inna basic block");
+      MachineBasicBlock::const_iterator I = MI, B = MBB->begin();
+      for (;;) {
+        if (I == B)
+          return getMBBStartIdx(MBB);
+        --I;
+        Mi2IndexMap::const_iterator MapItr = mi2iMap.find(I);
+        if (MapItr != mi2iMap.end())
+          return MapItr->second;
+      }
     }
 
-    /// Returns the next non-null index.
-    SlotIndex getNextNonNullIndex(SlotIndex index) {
-      SlotIndex nextNonNull = index.getNextIndex();
-
-      while (&nextNonNull.entry() != getTail() &&
-             getInstructionFromIndex(nextNonNull) == 0) {
-        nextNonNull = nextNonNull.getNextIndex();
+    /// getIndexAfter - Returns the index of the first indexed instruction
+    /// after MI, or the end index of its basic block.
+    /// MI is not required to have an index.
+    SlotIndex getIndexAfter(const MachineInstr *MI) const {
+      const MachineBasicBlock *MBB = MI->getParent();
+      assert(MBB && "MI must be inserted inna basic block");
+      MachineBasicBlock::const_iterator I = MI, E = MBB->end();
+      for (;;) {
+        ++I;
+        if (I == E)
+          return getMBBEndIdx(MBB);
+        Mi2IndexMap::const_iterator MapItr = mi2iMap.find(I);
+        if (MapItr != mi2iMap.end())
+          return MapItr->second;
       }
+    }
+
+    /// Return the (start,end) range of the given basic block number.
+    const std::pair<SlotIndex, SlotIndex> &
+    getMBBRange(unsigned Num) const {
+      return MBBRanges[Num];
+    }
+
+    /// Return the (start,end) range of the given basic block.
+    const std::pair<SlotIndex, SlotIndex> &
+    getMBBRange(const MachineBasicBlock *MBB) const {
+      return getMBBRange(MBB->getNumber());
+    }
 
-      return nextNonNull;
+    /// Returns the first index in the given basic block number.
+    SlotIndex getMBBStartIdx(unsigned Num) const {
+      return getMBBRange(Num).first;
     }
 
     /// Returns the first index in the given basic block.
     SlotIndex getMBBStartIdx(const MachineBasicBlock *mbb) const {
-      MBB2IdxMap::const_iterator itr = mbb2IdxMap.find(mbb);
-      assert(itr != mbb2IdxMap.end() && "MBB not found in maps.");
-      return itr->second.first;
+      return getMBBRange(mbb).first;
+    }
+
+    /// Returns the last index in the given basic block number.
+    SlotIndex getMBBEndIdx(unsigned Num) const {
+      return getMBBRange(Num).second;
     }
 
     /// Returns the last index in the given basic block.
     SlotIndex getMBBEndIdx(const MachineBasicBlock *mbb) const {
-      MBB2IdxMap::const_iterator itr = mbb2IdxMap.find(mbb);
-      assert(itr != mbb2IdxMap.end() && "MBB not found in maps.");
-      return itr->second.second;
+      return getMBBRange(mbb).second;
     }
 
-    /// Returns the terminator gap for the given index.
-    SlotIndex getTerminatorGap(const MachineBasicBlock *mbb) {
-      TerminatorGapsMap::iterator itr = terminatorGaps.find(mbb);
-      assert(itr != terminatorGaps.end() &&
-             "All MBBs should have terminator gaps in their indexes.");
-      return itr->second;
+    /// Iterator over the idx2MBBMap (sorted pairs of slot index of basic block
+    /// begin and basic block)
+    typedef SmallVectorImpl<IdxMBBPair>::const_iterator MBBIndexIterator;
+    /// Move iterator to the next IdxMBBPair where the SlotIndex is greater or
+    /// equal to \p To.
+    MBBIndexIterator advanceMBBIndex(MBBIndexIterator I, SlotIndex To) const {
+      return std::lower_bound(I, idx2MBBMap.end(), To);
+    }
+    /// Get an iterator pointing to the IdxMBBPair with the biggest SlotIndex
+    /// that is greater or equal to \p Idx.
+    MBBIndexIterator findMBBIndex(SlotIndex Idx) const {
+      return advanceMBBIndex(idx2MBBMap.begin(), Idx);
+    }
+    /// Returns an iterator for the begin of the idx2MBBMap.
+    MBBIndexIterator MBBIndexBegin() const {
+      return idx2MBBMap.begin();
+    }
+    /// Return an iterator for the end of the idx2MBBMap.
+    MBBIndexIterator MBBIndexEnd() const {
+      return idx2MBBMap.end();
     }
 
     /// Returns the basic block which the given index falls in.
     MachineBasicBlock* getMBBFromIndex(SlotIndex index) const {
-      std::vector<IdxMBBPair>::const_iterator I =
-        std::lower_bound(idx2MBBMap.begin(), idx2MBBMap.end(), index);
+      if (MachineInstr *MI = getInstructionFromIndex(index))
+        return MI->getParent();
+
+      MBBIndexIterator I = findMBBIndex(index);
       // Take the pair containing the index
-      std::vector<IdxMBBPair>::const_iterator J =
-        ((I != idx2MBBMap.end() && I->first > index) ||
-         (I == idx2MBBMap.end() && idx2MBBMap.size()>0)) ? (I-1): I;
+      MBBIndexIterator J =
+        ((I != MBBIndexEnd() && I->first > index) ||
+         (I == MBBIndexEnd() && !idx2MBBMap.empty())) ? std::prev(I) : I;
 
-      assert(J != idx2MBBMap.end() && J->first <= index &&
-             index <= getMBBEndIdx(J->second) &&
+      assert(J != MBBIndexEnd() && J->first <= index &&
+             index < getMBBEndIdx(J->second) &&
              "index does not correspond to an MBB");
       return J->second;
     }
 
-    bool findLiveInMBBs(SlotIndex start, SlotIndex end,
-                        SmallVectorImpl<MachineBasicBlock*> &mbbs) const {
-      std::vector<IdxMBBPair>::const_iterator itr =
-        std::lower_bound(idx2MBBMap.begin(), idx2MBBMap.end(), start);
-      bool resVal = false;
-
-      while (itr != idx2MBBMap.end()) {
-        if (itr->first >= end)
-          break;
-        mbbs.push_back(itr->second);
-        resVal = true;
-        ++itr;
-      }
-      return resVal;
-    }
-
-    /// Return a list of MBBs that can be reach via any branches or
-    /// fall-throughs.
-    bool findReachableMBBs(SlotIndex start, SlotIndex end,
-                           SmallVectorImpl<MachineBasicBlock*> &mbbs) const {
-      std::vector<IdxMBBPair>::const_iterator itr =
-        std::lower_bound(idx2MBBMap.begin(), idx2MBBMap.end(), start);
-
-      bool resVal = false;
-      while (itr != idx2MBBMap.end()) {
-        if (itr->first > end)
-          break;
-        MachineBasicBlock *mbb = itr->second;
-        if (getMBBEndIdx(mbb) > end)
-          break;
-        for (MachineBasicBlock::succ_iterator si = mbb->succ_begin(),
-             se = mbb->succ_end(); si != se; ++si)
-          mbbs.push_back(*si);
-        resVal = true;
-        ++itr;
-      }
-      return resVal;
-    }
-
     /// Returns the MBB covering the given range, or null if the range covers
     /// more than one basic block.
     MachineBasicBlock* getMBBCoveringRange(SlotIndex start, SlotIndex end) const {
 
       assert(start < end && "Backwards ranges not allowed.");
-
-      std::vector<IdxMBBPair>::const_iterator itr =
-        std::lower_bound(idx2MBBMap.begin(), idx2MBBMap.end(), start);
-
-      if (itr == idx2MBBMap.end()) {
-        itr = prior(itr);
+      MBBIndexIterator itr = findMBBIndex(start);
+      if (itr == MBBIndexEnd()) {
+        itr = std::prev(itr);
         return itr->second;
       }
 
       // Check that we don't cross the boundary into this block.
       if (itr->first < end)
-        return 0;
+        return nullptr;
 
-      itr = prior(itr);
+      itr = std::prev(itr);
 
       if (itr->first <= start)
         return itr->second;
 
-      return 0;
+      return nullptr;
     }
 
     /// Insert the given machine instruction into the mapping. Returns the
     /// assigned index.
-    SlotIndex insertMachineInstrInMaps(MachineInstr *mi,
-                                        bool *deferredRenumber = 0) {
+    /// If Late is set and there are null indexes between mi's neighboring
+    /// instructions, create the new index after the null indexes instead of
+    /// before them.
+    SlotIndex insertMachineInstrInMaps(MachineInstr *mi, bool Late = false) {
+      assert(!mi->isInsideBundle() &&
+             "Instructions inside bundles should use bundle start's slot.");
       assert(mi2iMap.find(mi) == mi2iMap.end() && "Instr already indexed.");
-
-      MachineBasicBlock *mbb = mi->getParent();
-
-      assert(mbb != 0 && "Instr must be added to function.");
-
-      MBB2IdxMap::iterator mbbRangeItr = mbb2IdxMap.find(mbb);
-
-      assert(mbbRangeItr != mbb2IdxMap.end() &&
-             "Instruction's parent MBB has not been added to SlotIndexes.");
-
-      MachineBasicBlock::iterator miItr(mi);
-      bool needRenumber = false;
-      IndexListEntry *newEntry;
-
-      IndexListEntry *prevEntry;
-      if (miItr == mbb->begin()) {
-        // If mi is at the mbb beginning, get the prev index from the mbb.
-        prevEntry = &mbbRangeItr->second.first.entry();
+      // Numbering DBG_VALUE instructions could cause code generation to be
+      // affected by debug information.
+      assert(!mi->isDebugValue() && "Cannot number DBG_VALUE instructions.");
+
+      assert(mi->getParent() != nullptr && "Instr must be added to function.");
+
+      // Get the entries where mi should be inserted.
+      IndexList::iterator prevItr, nextItr;
+      if (Late) {
+        // Insert mi's index immediately before the following instruction.
+        nextItr = getIndexAfter(mi).listEntry()->getIterator();
+        prevItr = std::prev(nextItr);
       } else {
-        // Otherwise get it from the previous instr.
-        MachineBasicBlock::iterator pItr(prior(miItr));
-        prevEntry = &getInstructionIndex(pItr).entry();
+        // Insert mi's index immediately after the preceding instruction.
+        prevItr = getIndexBefore(mi).listEntry()->getIterator();
+        nextItr = std::next(prevItr);
       }
 
-      // Get next entry from previous entry.
-      IndexListEntry *nextEntry = prevEntry->getNext();
-
       // Get a number for the new instr, or 0 if there's no room currently.
       // In the latter case we'll force a renumber later.
-      unsigned dist = nextEntry->getIndex() - prevEntry->getIndex();
-      unsigned newNumber = dist > SlotIndex::NUM ?
-        prevEntry->getIndex() + ((dist >> 1) & ~3U) : 0;
-
-      if (newNumber == 0) {
-        needRenumber = true;
-      }
+      unsigned dist = ((nextItr->getIndex() - prevItr->getIndex())/2) & ~3u;
+      unsigned newNumber = prevItr->getIndex() + dist;
 
       // Insert a new list entry for mi.
-      newEntry = createEntry(mi, newNumber);
-      insert(nextEntry, newEntry);
-  
-      SlotIndex newIndex(newEntry, SlotIndex::LOAD);
-      mi2iMap.insert(std::make_pair(mi, newIndex));
+      IndexList::iterator newItr =
+        indexList.insert(nextItr, createEntry(mi, newNumber));
 
-      if (miItr == mbb->end()) {
-        // If this is the last instr in the MBB then we need to fix up the bb
-        // range:
-        mbbRangeItr->second.second = SlotIndex(newEntry, SlotIndex::STORE);
-      }
-
-      // Renumber if we need to.
-      if (needRenumber) {
-        if (deferredRenumber == 0)
-          renumberIndexes();
-        else
-          *deferredRenumber = true;
-      }
+      // Renumber locally if we need to.
+      if (dist == 0)
+        renumberIndexes(newItr);
 
+      SlotIndex newIndex(&*newItr, SlotIndex::Slot_Block);
+      mi2iMap.insert(std::make_pair(mi, newIndex));
       return newIndex;
     }
 
-    /// Add all instructions in the vector to the index list. This method will
-    /// defer renumbering until all instrs have been added, and should be 
-    /// preferred when adding multiple instrs.
-    void insertMachineInstrsInMaps(SmallVectorImpl<MachineInstr*> &mis) {
-      bool renumber = false;
-
-      for (SmallVectorImpl<MachineInstr*>::iterator
-           miItr = mis.begin(), miEnd = mis.end();
-           miItr != miEnd; ++miItr) {
-        insertMachineInstrInMaps(*miItr, &renumber);
-      }
-
-      if (renumber)
-        renumberIndexes();
-    }
-
-
     /// Remove the given machine instruction from the mapping.
     void removeMachineInstrFromMaps(MachineInstr *mi) {
       // remove index -> MachineInstr and
       // MachineInstr -> index mappings
       Mi2IndexMap::iterator mi2iItr = mi2iMap.find(mi);
       if (mi2iItr != mi2iMap.end()) {
-        IndexListEntry *miEntry(&mi2iItr->second.entry());        
+        IndexListEntry *miEntry(mi2iItr->second.listEntry());
         assert(miEntry->getInstr() == mi && "Instruction indexes broken.");
         // FIXME: Eventually we want to actually delete these indexes.
-        miEntry->setInstr(0);
+        miEntry->setInstr(nullptr);
         mi2iMap.erase(mi2iItr);
       }
     }
@@ -753,7 +634,7 @@ namespace llvm {
       if (mi2iItr == mi2iMap.end())
         return;
       SlotIndex replaceBaseIndex = mi2iItr->second;
-      IndexListEntry *miEntry(&replaceBaseIndex.entry());
+      IndexListEntry *miEntry(replaceBaseIndex.listEntry());
       assert(miEntry->getInstr() == mi &&
              "Mismatched instruction in index tables.");
       miEntry->setInstr(newMI);
@@ -761,9 +642,76 @@ namespace llvm {
       mi2iMap.insert(std::make_pair(newMI, replaceBaseIndex));
     }
 
+    /// Add the given MachineBasicBlock into the maps.
+    void insertMBBInMaps(MachineBasicBlock *mbb) {
+      MachineFunction::iterator nextMBB =
+        std::next(MachineFunction::iterator(mbb));
+
+      IndexListEntry *startEntry = nullptr;
+      IndexListEntry *endEntry = nullptr;
+      IndexList::iterator newItr;
+      if (nextMBB == mbb->getParent()->end()) {
+        startEntry = &indexList.back();
+        endEntry = createEntry(nullptr, 0);
+        newItr = indexList.insertAfter(startEntry->getIterator(), endEntry);
+      } else {
+        startEntry = createEntry(nullptr, 0);
+        endEntry = getMBBStartIdx(&*nextMBB).listEntry();
+        newItr = indexList.insert(endEntry->getIterator(), startEntry);
+      }
+
+      SlotIndex startIdx(startEntry, SlotIndex::Slot_Block);
+      SlotIndex endIdx(endEntry, SlotIndex::Slot_Block);
+
+      MachineFunction::iterator prevMBB(mbb);
+      assert(prevMBB != mbb->getParent()->end() &&
+             "Can't insert a new block at the beginning of a function.");
+      --prevMBB;
+      MBBRanges[prevMBB->getNumber()].second = startIdx;
+
+      assert(unsigned(mbb->getNumber()) == MBBRanges.size() &&
+             "Blocks must be added in order");
+      MBBRanges.push_back(std::make_pair(startIdx, endIdx));
+      idx2MBBMap.push_back(IdxMBBPair(startIdx, mbb));
+
+      renumberIndexes(newItr);
+      std::sort(idx2MBBMap.begin(), idx2MBBMap.end(), Idx2MBBCompare());
+    }
+
+    /// \brief Free the resources that were required to maintain a SlotIndex.
+    ///
+    /// Once an index is no longer needed (for instance because the instruction
+    /// at that index has been moved), the resources required to maintain the
+    /// index can be relinquished to reduce memory use and improve renumbering
+    /// performance. Any remaining SlotIndex objects that point to the same
+    /// index are left 'dangling' (much the same as a dangling pointer to a
+    /// freed object) and should not be accessed, except to destruct them.
+    ///
+    /// Like dangling pointers, access to dangling SlotIndexes can cause
+    /// painful-to-track-down bugs, especially if the memory for the index
+    /// previously pointed to has been re-used. To detect dangling SlotIndex
+    /// bugs, build with EXPENSIVE_CHECKS=1. This will cause "erased" indexes to
+    /// be retained in a graveyard instead of being freed. Operations on indexes
+    /// in the graveyard will trigger an assertion.
+    void eraseIndex(SlotIndex index) {
+      IndexListEntry *entry = index.listEntry();
+#ifdef EXPENSIVE_CHECKS
+      indexList.remove(entry);
+      graveyardList.push_back(entry);
+      entry->setPoison();
+#else
+      indexList.erase(entry);
+#endif
+    }
+
   };
 
 
+  // Specialize IntervalMapInfo for half-open slot index intervals.
+  template <>
+  struct IntervalMapInfo<SlotIndex> : IntervalMapHalfOpenInfo<SlotIndex> {
+  };
+
 }
 
-#endif // LLVM_CODEGEN_LIVEINDEX_H 
+#endif // LLVM_CODEGEN_SLOTINDEXES_H