More templatization.
[oota-llvm.git] / lib / CodeGen / LiveVariables.cpp
index 4816cc12577ed5211e57f54ef068a33c13c19474..2af8bf316e15aa4d48dbfa814dc3adcfa457e911 100644 (file)
 #include "llvm/Target/TargetInstrInfo.h"
 #include "llvm/Target/TargetMachine.h"
 #include "llvm/ADT/DepthFirstIterator.h"
+#include "llvm/ADT/SmallPtrSet.h"
 #include "llvm/ADT/STLExtras.h"
 #include "llvm/Config/alloca.h"
 #include <algorithm>
 using namespace llvm;
 
+char LiveVariables::ID = 0;
 static RegisterPass<LiveVariables> X("livevars", "Live Variable Analysis");
 
 void LiveVariables::VarInfo::dump() const {
@@ -48,6 +50,9 @@ void LiveVariables::VarInfo::dump() const {
   cerr << "  Alive in blocks: ";
   for (unsigned i = 0, e = AliveBlocks.size(); i != e; ++i)
     if (AliveBlocks[i]) cerr << i << ", ";
+  cerr << "  Used in blocks: ";
+  for (unsigned i = 0, e = UsedBlocks.size(); i != e; ++i)
+    if (UsedBlocks[i]) cerr << i << ", ";
   cerr << "\n  Killed by:";
   if (Kills.empty())
     cerr << " No instructions.\n";
@@ -70,13 +75,14 @@ LiveVariables::VarInfo &LiveVariables::getVarInfo(unsigned RegIdx) {
   }
   VarInfo &VI = VirtRegInfo[RegIdx];
   VI.AliveBlocks.resize(MF->getNumBlockIDs());
+  VI.UsedBlocks.resize(MF->getNumBlockIDs());
   return VI;
 }
 
 bool LiveVariables::KillsRegister(MachineInstr *MI, unsigned Reg) const {
   for (unsigned i = 0, e = MI->getNumOperands(); i != e; ++i) {
     MachineOperand &MO = MI->getOperand(i);
-    if (MO.isReg() && MO.isKill()) {
+    if (MO.isRegister() && MO.isKill()) {
       if ((MO.getReg() == Reg) ||
           (MRegisterInfo::isPhysicalRegister(MO.getReg()) &&
            MRegisterInfo::isPhysicalRegister(Reg) &&
@@ -90,7 +96,7 @@ bool LiveVariables::KillsRegister(MachineInstr *MI, unsigned Reg) const {
 bool LiveVariables::RegisterDefIsDead(MachineInstr *MI, unsigned Reg) const {
   for (unsigned i = 0, e = MI->getNumOperands(); i != e; ++i) {
     MachineOperand &MO = MI->getOperand(i);
-    if (MO.isReg() && MO.isDead()) {
+    if (MO.isRegister() && MO.isDead()) {
       if ((MO.getReg() == Reg) ||
           (MRegisterInfo::isPhysicalRegister(MO.getReg()) &&
            MRegisterInfo::isPhysicalRegister(Reg) &&
@@ -104,14 +110,15 @@ bool LiveVariables::RegisterDefIsDead(MachineInstr *MI, unsigned Reg) const {
 bool LiveVariables::ModifiesRegister(MachineInstr *MI, unsigned Reg) const {
   for (unsigned i = 0, e = MI->getNumOperands(); i != e; ++i) {
     MachineOperand &MO = MI->getOperand(i);
-    if (MO.isReg() && MO.isDef() && MO.getReg() == Reg)
+    if (MO.isRegister() && MO.isDef() && MO.getReg() == Reg)
       return true;
   }
   return false;
 }
 
 void LiveVariables::MarkVirtRegAliveInBlock(VarInfo &VRInfo,
-                                            MachineBasicBlock *MBB) {
+                                            MachineBasicBlock *MBB,
+                                    std::vector<MachineBasicBlock*> &WorkList) {
   unsigned BBNum = MBB->getNumber();
 
   // Check to see if this basic block is one of the killing blocks.  If so,
@@ -130,15 +137,30 @@ void LiveVariables::MarkVirtRegAliveInBlock(VarInfo &VRInfo,
   // Mark the variable known alive in this bb
   VRInfo.AliveBlocks[BBNum] = true;
 
-  for (MachineBasicBlock::const_pred_iterator PI = MBB->pred_begin(),
-         E = MBB->pred_end(); PI != E; ++PI)
-    MarkVirtRegAliveInBlock(VRInfo, *PI);
+  for (MachineBasicBlock::const_pred_reverse_iterator PI = MBB->pred_rbegin(),
+         E = MBB->pred_rend(); PI != E; ++PI)
+    WorkList.push_back(*PI);
 }
 
+void LiveVariables::MarkVirtRegAliveInBlock(VarInfo &VRInfo,
+                                            MachineBasicBlock *MBB) {
+  std::vector<MachineBasicBlock*> WorkList;
+  MarkVirtRegAliveInBlock(VRInfo, MBB, WorkList);
+  while (!WorkList.empty()) {
+    MachineBasicBlock *Pred = WorkList.back();
+    WorkList.pop_back();
+    MarkVirtRegAliveInBlock(VRInfo, Pred, WorkList);
+  }
+}
+
+
 void LiveVariables::HandleVirtRegUse(VarInfo &VRInfo, MachineBasicBlock *MBB,
                                      MachineInstr *MI) {
   assert(VRInfo.DefInst && "Register use before def!");
 
+  unsigned BBNum = MBB->getNumber();
+
+  VRInfo.UsedBlocks[BBNum] = true;
   VRInfo.NumUses++;
 
   // Check to see if this basic block is already a kill block...
@@ -161,7 +183,7 @@ void LiveVariables::HandleVirtRegUse(VarInfo &VRInfo, MachineBasicBlock *MBB,
   // If this virtual register is already marked as alive in this basic block,
   // that means it is alive in at least one of the successor block, it's not
   // a kill.
-  if (!VRInfo.AliveBlocks[MBB->getNumber()])
+  if (!VRInfo.AliveBlocks[BBNum])
     VRInfo.Kills.push_back(MI);
 
   // Update all dominating blocks to mark them known live.
@@ -175,7 +197,7 @@ bool LiveVariables::addRegisterKilled(unsigned IncomingReg, MachineInstr *MI,
   bool Found = false;
   for (unsigned i = 0, e = MI->getNumOperands(); i != e; ++i) {
     MachineOperand &MO = MI->getOperand(i);
-    if (MO.isReg() && MO.isUse()) {
+    if (MO.isRegister() && MO.isUse()) {
       unsigned Reg = MO.getReg();
       if (!Reg)
         continue;
@@ -188,7 +210,7 @@ bool LiveVariables::addRegisterKilled(unsigned IncomingReg, MachineInstr *MI,
                  RegInfo->isSuperRegister(IncomingReg, Reg) &&
                  MO.isKill())
         // A super-register kill already exists.
-        return true;
+        Found = true;
     }
   }
 
@@ -206,7 +228,7 @@ bool LiveVariables::addRegisterDead(unsigned IncomingReg, MachineInstr *MI,
   bool Found = false;
   for (unsigned i = 0, e = MI->getNumOperands(); i != e; ++i) {
     MachineOperand &MO = MI->getOperand(i);
-    if (MO.isReg() && MO.isDef()) {
+    if (MO.isRegister() && MO.isDef()) {
       unsigned Reg = MO.getReg();
       if (!Reg)
         continue;
@@ -234,9 +256,6 @@ bool LiveVariables::addRegisterDead(unsigned IncomingReg, MachineInstr *MI,
 }
 
 void LiveVariables::HandlePhysRegUse(unsigned Reg, MachineInstr *MI) {
-  // There is a now a proper use, forget about the last partial use.
-  PhysRegPartUse[Reg] = NULL;
-
   // Turn previous partial def's into read/mod/write.
   for (unsigned i = 0, e = PhysRegPartDef[Reg].size(); i != e; ++i) {
     MachineInstr *Def = PhysRegPartDef[Reg][i];
@@ -251,12 +270,15 @@ void LiveVariables::HandlePhysRegUse(unsigned Reg, MachineInstr *MI) {
   // A: EAX = ...
   // B:     = AX
   // Add implicit def to A.
-  if (PhysRegInfo[Reg] && !PhysRegUsed[Reg]) {
+  if (PhysRegInfo[Reg] && PhysRegInfo[Reg] != PhysRegPartUse[Reg] &&
+      !PhysRegUsed[Reg]) {
     MachineInstr *Def = PhysRegInfo[Reg];
     if (!Def->findRegisterDefOperand(Reg))
       Def->addRegOperand(Reg, true/*IsDef*/,true/*IsImp*/);
   }
 
+  // There is a now a proper use, forget about the last partial use.
+  PhysRegPartUse[Reg] = NULL;
   PhysRegInfo[Reg] = MI;
   PhysRegUsed[Reg] = true;
 
@@ -266,46 +288,109 @@ void LiveVariables::HandlePhysRegUse(unsigned Reg, MachineInstr *MI) {
     PhysRegUsed[SubReg] = true;
   }
 
-  // Remember the partial uses.
   for (const unsigned *SuperRegs = RegInfo->getSuperRegisters(Reg);
-       unsigned SuperReg = *SuperRegs; ++SuperRegs)
-    PhysRegPartUse[SuperReg] = MI;
+       unsigned SuperReg = *SuperRegs; ++SuperRegs) {
+    // Remember the partial use of this superreg if it was previously defined.
+    bool HasPrevDef = PhysRegInfo[SuperReg] != NULL;
+    if (!HasPrevDef) {
+      for (const unsigned *SSRegs = RegInfo->getSuperRegisters(SuperReg);
+           unsigned SSReg = *SSRegs; ++SSRegs) {
+        if (PhysRegInfo[SSReg] != NULL) {
+          HasPrevDef = true;
+          break;
+        }
+      }
+    }
+    if (HasPrevDef) {
+      PhysRegInfo[SuperReg] = MI;
+      PhysRegPartUse[SuperReg] = MI;
+    }
+  }
+}
+
+bool LiveVariables::HandlePhysRegKill(unsigned Reg, MachineInstr *RefMI,
+                                      SmallSet<unsigned, 4> &SubKills) {
+  for (const unsigned *SubRegs = RegInfo->getImmediateSubRegisters(Reg);
+       unsigned SubReg = *SubRegs; ++SubRegs) {
+    MachineInstr *LastRef = PhysRegInfo[SubReg];
+    if (LastRef != RefMI ||
+        !HandlePhysRegKill(SubReg, RefMI, SubKills))
+      SubKills.insert(SubReg);
+  }
+
+  if (*RegInfo->getImmediateSubRegisters(Reg) == 0) {
+    // No sub-registers, just check if reg is killed by RefMI.
+    if (PhysRegInfo[Reg] == RefMI)
+      return true;
+  } else if (SubKills.empty())
+    // None of the sub-registers are killed elsewhere...
+    return true;
+  return false;
+}
+
+void LiveVariables::addRegisterKills(unsigned Reg, MachineInstr *MI,
+                                     SmallSet<unsigned, 4> &SubKills) {
+  if (SubKills.count(Reg) == 0)
+    addRegisterKilled(Reg, MI, true);
+  else {
+    for (const unsigned *SubRegs = RegInfo->getImmediateSubRegisters(Reg);
+         unsigned SubReg = *SubRegs; ++SubRegs)
+      addRegisterKills(SubReg, MI, SubKills);
+  }
+}
+
+bool LiveVariables::HandlePhysRegKill(unsigned Reg, MachineInstr *RefMI) {
+  SmallSet<unsigned, 4> SubKills;
+  if (HandlePhysRegKill(Reg, RefMI, SubKills)) {
+    addRegisterKilled(Reg, RefMI, true);
+    return true;
+  } else {
+    // Some sub-registers are killed by another MI.
+    for (const unsigned *SubRegs = RegInfo->getImmediateSubRegisters(Reg);
+         unsigned SubReg = *SubRegs; ++SubRegs)
+      addRegisterKills(SubReg, RefMI, SubKills);
+    return false;
+  }
 }
 
 void LiveVariables::HandlePhysRegDef(unsigned Reg, MachineInstr *MI) {
   // Does this kill a previous version of this register?
   if (MachineInstr *LastRef = PhysRegInfo[Reg]) {
-    if (PhysRegUsed[Reg])
-      addRegisterKilled(Reg, LastRef);
-    else if (PhysRegPartUse[Reg])
-      // Add implicit use / kill to last use of a sub-register.
+    if (PhysRegUsed[Reg]) {
+      if (!HandlePhysRegKill(Reg, LastRef)) {
+        if (PhysRegPartUse[Reg])
+          addRegisterKilled(Reg, PhysRegPartUse[Reg], true);
+      }
+    } else if (PhysRegPartUse[Reg])
+      // Add implicit use / kill to last partial use.
       addRegisterKilled(Reg, PhysRegPartUse[Reg], true);
-    else
+    else if (LastRef != MI)
+      // Defined, but not used. However, watch out for cases where a super-reg
+      // is also defined on the same MI.
       addRegisterDead(Reg, LastRef);
   }
-  PhysRegInfo[Reg] = MI;
-  PhysRegUsed[Reg] = false;
-  PhysRegPartUse[Reg] = NULL;
 
   for (const unsigned *SubRegs = RegInfo->getSubRegisters(Reg);
        unsigned SubReg = *SubRegs; ++SubRegs) {
     if (MachineInstr *LastRef = PhysRegInfo[SubReg]) {
-      if (PhysRegUsed[SubReg])
-        addRegisterKilled(SubReg, LastRef);
-      else if (PhysRegPartUse[SubReg])
+      if (PhysRegUsed[SubReg]) {
+        if (!HandlePhysRegKill(SubReg, LastRef)) {
+          if (PhysRegPartUse[SubReg])
+            addRegisterKilled(SubReg, PhysRegPartUse[SubReg], true);
+        }
+      } else if (PhysRegPartUse[SubReg])
         // Add implicit use / kill to last use of a sub-register.
         addRegisterKilled(SubReg, PhysRegPartUse[SubReg], true);
-      else
+      else if (LastRef != MI)
+        // This must be a def of the subreg on the same MI.
         addRegisterDead(SubReg, LastRef);
     }
-    PhysRegInfo[SubReg] = MI;
-    PhysRegUsed[SubReg] = false;
   }
 
-  if (MI)
+  if (MI) {
     for (const unsigned *SuperRegs = RegInfo->getSuperRegisters(Reg);
          unsigned SuperReg = *SuperRegs; ++SuperRegs) {
-      if (PhysRegInfo[SuperReg]) {
+      if (PhysRegInfo[SuperReg] && PhysRegInfo[SuperReg] != MI) {
         // The larger register is previously defined. Now a smaller part is
         // being re-defined. Treat it as read/mod/write.
         // EAX =
@@ -314,10 +399,24 @@ void LiveVariables::HandlePhysRegDef(unsigned Reg, MachineInstr *MI) {
         MI->addRegOperand(SuperReg, true/*IsDef*/,true/*IsImp*/);
         PhysRegInfo[SuperReg] = MI;
         PhysRegUsed[SuperReg] = false;
+        PhysRegPartUse[SuperReg] = NULL;
       } else {
         // Remember this partial def.
         PhysRegPartDef[SuperReg].push_back(MI);
       }
+    }
+
+    PhysRegInfo[Reg] = MI;
+    PhysRegUsed[Reg] = false;
+    PhysRegPartDef[Reg].clear();
+    PhysRegPartUse[Reg] = NULL;
+    for (const unsigned *SubRegs = RegInfo->getSubRegisters(Reg);
+         unsigned SubReg = *SubRegs; ++SubRegs) {
+      PhysRegInfo[SubReg] = MI;
+      PhysRegUsed[SubReg] = false;
+      PhysRegPartDef[SubReg].clear();
+      PhysRegPartUse[SubReg] = NULL;
+    }
   }
 }
 
@@ -350,9 +449,10 @@ bool LiveVariables::runOnMachineFunction(MachineFunction &mf) {
   // nodes, which are treated as a special case).
   //
   MachineBasicBlock *Entry = MF->begin();
-  std::set<MachineBasicBlock*> Visited;
-  for (df_ext_iterator<MachineBasicBlock*> DFI = df_ext_begin(Entry, Visited),
-         E = df_ext_end(Entry, Visited); DFI != E; ++DFI) {
+  SmallPtrSet<MachineBasicBlock*,16> Visited;
+  for (df_ext_iterator<MachineBasicBlock*, SmallPtrSet<MachineBasicBlock*,16> >
+         DFI = df_ext_begin(Entry, Visited), E = df_ext_end(Entry, Visited);
+       DFI != E; ++DFI) {
     MachineBasicBlock *MBB = *DFI;
 
     // Mark live-in registers as live-in.
@@ -449,6 +549,8 @@ bool LiveVariables::runOnMachineFunction(MachineFunction &mf) {
     // Clear some states between BB's. These are purely local information.
     for (unsigned i = 0; i != NumRegs; ++i)
       PhysRegPartDef[i].clear();
+    std::fill(PhysRegInfo, PhysRegInfo + NumRegs, (MachineInstr*)0);
+    std::fill(PhysRegUsed, PhysRegUsed + NumRegs, false);
     std::fill(PhysRegPartUse, PhysRegPartUse + NumRegs, (MachineInstr*)0);
   }
 
@@ -505,15 +607,13 @@ void LiveVariables::instructionChanged(MachineInstr *OldMI,
         if (VI.DefInst == OldMI)
           VI.DefInst = NewMI;
       }
-      if (MO.isUse()) {
-        if (MO.isKill()) {
-          MO.unsetIsKill();
-          addVirtualRegisterKilled(Reg, NewMI);
-        }
-        // If this is a kill of the value, update the VI kills list.
-        if (VI.removeKill(OldMI))
-          VI.Kills.push_back(NewMI);   // Yes, there was a kill of it
+      if (MO.isKill()) {
+        MO.unsetIsKill();
+        addVirtualRegisterKilled(Reg, NewMI);
       }
+      // If this is a kill of the value, update the VI kills list.
+      if (VI.removeKill(OldMI))
+        VI.Kills.push_back(NewMI);   // Yes, there was a kill of it
     }
   }
 }
@@ -523,7 +623,7 @@ void LiveVariables::instructionChanged(MachineInstr *OldMI,
 void LiveVariables::removeVirtualRegistersKilled(MachineInstr *MI) {
   for (unsigned i = 0, e = MI->getNumOperands(); i != e; ++i) {
     MachineOperand &MO = MI->getOperand(i);
-    if (MO.isReg() && MO.isKill()) {
+    if (MO.isRegister() && MO.isKill()) {
       MO.unsetIsKill();
       unsigned Reg = MO.getReg();
       if (MRegisterInfo::isVirtualRegister(Reg)) {
@@ -539,7 +639,7 @@ void LiveVariables::removeVirtualRegistersKilled(MachineInstr *MI) {
 void LiveVariables::removeVirtualRegistersDead(MachineInstr *MI) {
   for (unsigned i = 0, e = MI->getNumOperands(); i != e; ++i) {
     MachineOperand &MO = MI->getOperand(i);
-    if (MO.isReg() && MO.isDead()) {
+    if (MO.isRegister() && MO.isDead()) {
       MO.unsetIsDead();
       unsigned Reg = MO.getReg();
       if (MRegisterInfo::isVirtualRegister(Reg)) {