Register Data Flow: data flow graph
authorKrzysztof Parzyszek <kparzysz@codeaurora.org>
Tue, 12 Jan 2016 15:09:49 +0000 (15:09 +0000)
committerKrzysztof Parzyszek <kparzysz@codeaurora.org>
Tue, 12 Jan 2016 15:09:49 +0000 (15:09 +0000)
Target independent, SSA-based data flow framework for representing
data flow between physical registers.

This commit implements the creation of the actual data flow graph.

git-svn-id: https://llvm.org/svn/llvm-project/llvm/trunk@257477 91177308-0d34-0410-b5e6-96231b3b80d8

lib/Target/Hexagon/CMakeLists.txt
lib/Target/Hexagon/RDFGraph.cpp [new file with mode: 0644]
lib/Target/Hexagon/RDFGraph.h [new file with mode: 0644]

index 181e4e3..bfab2f2 100644 (file)
@@ -49,6 +49,7 @@ add_llvm_target(HexagonCodeGen
   HexagonTargetObjectFile.cpp
   HexagonTargetTransformInfo.cpp
   HexagonVLIWPacketizer.cpp
+  RDFGraph.cpp
 )
 
 add_subdirectory(AsmParser)
diff --git a/lib/Target/Hexagon/RDFGraph.cpp b/lib/Target/Hexagon/RDFGraph.cpp
new file mode 100644 (file)
index 0000000..5bce110
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,1716 @@
+//===--- RDFGraph.cpp -----------------------------------------------------===//
+//
+//                     The LLVM Compiler Infrastructure
+//
+// This file is distributed under the University of Illinois Open Source
+// License. See LICENSE.TXT for details.
+//
+//===----------------------------------------------------------------------===//
+//
+// Target-independent, SSA-based data flow graph for register data flow (RDF).
+//
+#include "RDFGraph.h"
+
+#include "llvm/ADT/SetVector.h"
+#include "llvm/CodeGen/MachineBasicBlock.h"
+#include "llvm/CodeGen/MachineDominanceFrontier.h"
+#include "llvm/CodeGen/MachineDominators.h"
+#include "llvm/CodeGen/MachineFunction.h"
+#include "llvm/CodeGen/MachineRegisterInfo.h"
+#include "llvm/Target/TargetInstrInfo.h"
+#include "llvm/Target/TargetRegisterInfo.h"
+
+using namespace llvm;
+using namespace rdf;
+
+// Printing functions. Have them here first, so that the rest of the code
+// can use them.
+namespace rdf {
+
+template<>
+raw_ostream &operator<< (raw_ostream &OS, const Print<RegisterRef> &P) {
+  auto &TRI = P.G.getTRI();
+  if (P.Obj.Reg > 0 && P.Obj.Reg < TRI.getNumRegs())
+    OS << TRI.getName(P.Obj.Reg);
+  else
+    OS << '#' << P.Obj.Reg;
+  if (P.Obj.Sub > 0) {
+    OS << ':';
+    if (P.Obj.Sub < TRI.getNumSubRegIndices())
+      OS << TRI.getSubRegIndexName(P.Obj.Sub);
+    else
+      OS << '#' << P.Obj.Sub;
+  }
+  return OS;
+}
+
+template<>
+raw_ostream &operator<< (raw_ostream &OS, const Print<NodeId> &P) {
+  auto NA = P.G.addr<NodeBase*>(P.Obj);
+  uint16_t Attrs = NA.Addr->getAttrs();
+  uint16_t Kind = NodeAttrs::kind(Attrs);
+  uint16_t Flags = NodeAttrs::flags(Attrs);
+  switch (NodeAttrs::type(Attrs)) {
+    case NodeAttrs::Code:
+      switch (Kind) {
+        case NodeAttrs::Func:   OS << 'f'; break;
+        case NodeAttrs::Block:  OS << 'b'; break;
+        case NodeAttrs::Stmt:   OS << 's'; break;
+        case NodeAttrs::Phi:    OS << 'p'; break;
+        default:                OS << "c?"; break;
+      }
+      break;
+    case NodeAttrs::Ref:
+      if (Flags & NodeAttrs::Preserving)
+        OS << '+';
+      if (Flags & NodeAttrs::Clobbering)
+        OS << '~';
+      switch (Kind) {
+        case NodeAttrs::Use:    OS << 'u'; break;
+        case NodeAttrs::Def:    OS << 'd'; break;
+        case NodeAttrs::Block:  OS << 'b'; break;
+        default:                OS << "r?"; break;
+      }
+      break;
+    default:
+      OS << '?';
+      break;
+  }
+  OS << P.Obj;
+  if (Flags & NodeAttrs::Shadow)
+    OS << '"';
+  return OS;
+}
+
+namespace {
+  void printRefHeader(raw_ostream &OS, const NodeAddr<RefNode*> RA,
+        const DataFlowGraph &G) {
+    OS << Print<NodeId>(RA.Id, G) << '<'
+       << Print<RegisterRef>(RA.Addr->getRegRef(), G) << '>';
+    if (RA.Addr->getFlags() & NodeAttrs::Fixed)
+      OS << '!';
+  }
+}
+
+template<>
+raw_ostream &operator<< (raw_ostream &OS, const Print<NodeAddr<DefNode*>> &P) {
+  printRefHeader(OS, P.Obj, P.G);
+  OS << '(';
+  if (NodeId N = P.Obj.Addr->getReachingDef())
+    OS << Print<NodeId>(N, P.G);
+  OS << ',';
+  if (NodeId N = P.Obj.Addr->getReachedDef())
+    OS << Print<NodeId>(N, P.G);
+  OS << ',';
+  if (NodeId N = P.Obj.Addr->getReachedUse())
+    OS << Print<NodeId>(N, P.G);
+  OS << "):";
+  if (NodeId N = P.Obj.Addr->getSibling())
+    OS << Print<NodeId>(N, P.G);
+  return OS;
+}
+
+template<>
+raw_ostream &operator<< (raw_ostream &OS, const Print<NodeAddr<UseNode*>> &P) {
+  printRefHeader(OS, P.Obj, P.G);
+  OS << '(';
+  if (NodeId N = P.Obj.Addr->getReachingDef())
+    OS << Print<NodeId>(N, P.G);
+  OS << "):";
+  if (NodeId N = P.Obj.Addr->getSibling())
+    OS << Print<NodeId>(N, P.G);
+  return OS;
+}
+
+template<>
+raw_ostream &operator<< (raw_ostream &OS,
+      const Print<NodeAddr<PhiUseNode*>> &P) {
+  printRefHeader(OS, P.Obj, P.G);
+  OS << '(';
+  if (NodeId N = P.Obj.Addr->getReachingDef())
+    OS << Print<NodeId>(N, P.G);
+  OS << ',';
+  if (NodeId N = P.Obj.Addr->getPredecessor())
+    OS << Print<NodeId>(N, P.G);
+  OS << "):";
+  if (NodeId N = P.Obj.Addr->getSibling())
+    OS << Print<NodeId>(N, P.G);
+  return OS;
+}
+
+template<>
+raw_ostream &operator<< (raw_ostream &OS, const Print<NodeAddr<RefNode*>> &P) {
+  switch (P.Obj.Addr->getKind()) {
+    case NodeAttrs::Def:
+      OS << PrintNode<DefNode*>(P.Obj, P.G);
+      break;
+    case NodeAttrs::Use:
+      if (P.Obj.Addr->getFlags() & NodeAttrs::PhiRef)
+        OS << PrintNode<PhiUseNode*>(P.Obj, P.G);
+      else
+        OS << PrintNode<UseNode*>(P.Obj, P.G);
+      break;
+  }
+  return OS;
+}
+
+template<>
+raw_ostream &operator<< (raw_ostream &OS, const Print<NodeList> &P) {
+  unsigned N = P.Obj.size();
+  for (auto I : P.Obj) {
+    OS << Print<NodeId>(I.Id, P.G);
+    if (--N)
+      OS << ' ';
+  }
+  return OS;
+}
+
+template<>
+raw_ostream &operator<< (raw_ostream &OS, const Print<NodeSet> &P) {
+  unsigned N = P.Obj.size();
+  for (auto I : P.Obj) {
+    OS << Print<NodeId>(I, P.G);
+    if (--N)
+      OS << ' ';
+  }
+  return OS;
+}
+
+namespace {
+  template <typename T>
+  struct PrintListV {
+    PrintListV(const NodeList &L, const DataFlowGraph &G) : List(L), G(G) {}
+    typedef T Type;
+    const NodeList &List;
+    const DataFlowGraph &G;
+  };
+
+  template <typename T>
+  raw_ostream &operator<< (raw_ostream &OS, const PrintListV<T> &P) {
+    unsigned N = P.List.size();
+    for (NodeAddr<T> A : P.List) {
+      OS << PrintNode<T>(A, P.G);
+      if (--N)
+        OS << ", ";
+    }
+    return OS;
+  }
+}
+
+template<>
+raw_ostream &operator<< (raw_ostream &OS, const Print<NodeAddr<PhiNode*>> &P) {
+  OS << Print<NodeId>(P.Obj.Id, P.G) << ": phi ["
+     << PrintListV<RefNode*>(P.Obj.Addr->members(P.G), P.G) << ']';
+  return OS;
+}
+
+template<>
+raw_ostream &operator<< (raw_ostream &OS,
+      const Print<NodeAddr<StmtNode*>> &P) {
+  unsigned Opc = P.Obj.Addr->getCode()->getOpcode();
+  OS << Print<NodeId>(P.Obj.Id, P.G) << ": " << P.G.getTII().getName(Opc)
+     << " [" << PrintListV<RefNode*>(P.Obj.Addr->members(P.G), P.G) << ']';
+  return OS;
+}
+
+template<>
+raw_ostream &operator<< (raw_ostream &OS,
+      const Print<NodeAddr<InstrNode*>> &P) {
+  switch (P.Obj.Addr->getKind()) {
+    case NodeAttrs::Phi:
+      OS << PrintNode<PhiNode*>(P.Obj, P.G);
+      break;
+    case NodeAttrs::Stmt:
+      OS << PrintNode<StmtNode*>(P.Obj, P.G);
+      break;
+    default:
+      OS << "instr? " << Print<NodeId>(P.Obj.Id, P.G);
+      break;
+  }
+  return OS;
+}
+
+template<>
+raw_ostream &operator<< (raw_ostream &OS,
+      const Print<NodeAddr<BlockNode*>> &P) {
+  auto *BB = P.Obj.Addr->getCode();
+  unsigned NP = BB->pred_size();
+  std::vector<int> Ns;
+  auto PrintBBs = [&OS,&P] (std::vector<int> Ns) -> void {
+    unsigned N = Ns.size();
+    for (auto I : Ns) {
+      OS << "BB#" << I;
+      if (--N)
+        OS << ", ";
+    }
+  };
+
+  OS << Print<NodeId>(P.Obj.Id, P.G) << ": === BB#" << BB->getNumber()
+     << " === preds(" << NP << "): ";
+  for (auto I : BB->predecessors())
+    Ns.push_back(I->getNumber());
+  PrintBBs(Ns);
+
+  unsigned NS = BB->succ_size();
+  OS << "  succs(" << NS << "): ";
+  Ns.clear();
+  for (auto I : BB->successors())
+    Ns.push_back(I->getNumber());
+  PrintBBs(Ns);
+  OS << '\n';
+
+  for (auto I : P.Obj.Addr->members(P.G))
+    OS << PrintNode<InstrNode*>(I, P.G) << '\n';
+  return OS;
+}
+
+template<>
+raw_ostream &operator<< (raw_ostream &OS,
+      const Print<NodeAddr<FuncNode*>> &P) {
+  OS << "DFG dump:[\n" << Print<NodeId>(P.Obj.Id, P.G) << ": Function: "
+     << P.Obj.Addr->getCode()->getName() << '\n';
+  for (auto I : P.Obj.Addr->members(P.G))
+    OS << PrintNode<BlockNode*>(I, P.G) << '\n';
+  OS << "]\n";
+  return OS;
+}
+
+template<>
+raw_ostream &operator<< (raw_ostream &OS, const Print<RegisterSet> &P) {
+  OS << '{';
+  for (auto I : P.Obj)
+    OS << ' ' << Print<RegisterRef>(I, P.G);
+  OS << " }";
+  return OS;
+}
+
+template<>
+raw_ostream &operator<< (raw_ostream &OS,
+      const Print<DataFlowGraph::DefStack> &P) {
+  for (auto I = P.Obj.top(), E = P.Obj.bottom(); I != E; ) {
+    OS << Print<NodeId>(I->Id, P.G)
+       << '<' << Print<RegisterRef>(I->Addr->getRegRef(), P.G) << '>';
+    I.down();
+    if (I != E)
+      OS << ' ';
+  }
+  return OS;
+}
+
+} // namespace rdf
+
+// Node allocation functions.
+//
+// Node allocator is like a slab memory allocator: it allocates blocks of
+// memory in sizes that are multiples of the size of a node. Each block has
+// the same size. Nodes are allocated from the currently active block, and
+// when it becomes full, a new one is created.
+// There is a mapping scheme between node id and its location in a block,
+// and within that block is described in the header file.
+//
+void NodeAllocator::startNewBlock() {
+  void *T = MemPool.Allocate(NodesPerBlock*NodeMemSize, NodeMemSize);
+  char *P = static_cast<char*>(T);
+  Blocks.push_back(P);
+  // Check if the block index is still within the allowed range, i.e. less
+  // than 2^N, where N is the number of bits in NodeId for the block index.
+  // BitsPerIndex is the number of bits per node index.
+  assert((Blocks.size() < (1 << (8*sizeof(NodeId)-BitsPerIndex))) &&
+         "Out of bits for block index");
+  ActiveEnd = P;
+}
+
+bool NodeAllocator::needNewBlock() {
+  if (Blocks.empty())
+    return true;
+
+  char *ActiveBegin = Blocks.back();
+  uint32_t Index = (ActiveEnd-ActiveBegin)/NodeMemSize;
+  return Index >= NodesPerBlock;
+}
+
+NodeAddr<NodeBase*> NodeAllocator::New() {
+  if (needNewBlock())
+    startNewBlock();
+
+  uint32_t ActiveB = Blocks.size()-1;
+  uint32_t Index = (ActiveEnd - Blocks[ActiveB])/NodeMemSize;
+  NodeAddr<NodeBase*> NA = { reinterpret_cast<NodeBase*>(ActiveEnd),
+                             makeId(ActiveB, Index) };
+  ActiveEnd += NodeMemSize;
+  return NA;
+}
+
+NodeId NodeAllocator::id(const NodeBase *P) const {
+  uintptr_t A = reinterpret_cast<uintptr_t>(P);
+  for (unsigned i = 0, n = Blocks.size(); i != n; ++i) {
+    uintptr_t B = reinterpret_cast<uintptr_t>(Blocks[i]);
+    if (A < B || A >= B + NodesPerBlock*NodeMemSize)
+      continue;
+    uint32_t Idx = (A-B)/NodeMemSize;
+    return makeId(i, Idx);
+  }
+  llvm_unreachable("Invalid node address");
+}
+
+void NodeAllocator::clear() {
+  MemPool.Reset();
+  Blocks.clear();
+  ActiveEnd = nullptr;
+}
+
+
+// Insert node NA after "this" in the circular chain.
+void NodeBase::append(NodeAddr<NodeBase*> NA) {
+  NodeId Nx = Next;
+  // If NA is already "next", do nothing.
+  if (Next != NA.Id) {
+    Next = NA.Id;
+    NA.Addr->Next = Nx;
+  }
+}
+
+
+// Fundamental node manipulator functions.
+
+// Obtain the register reference from a reference node.
+RegisterRef RefNode::getRegRef() const {
+  assert(NodeAttrs::type(Attrs) == NodeAttrs::Ref);
+  if (NodeAttrs::flags(Attrs) & NodeAttrs::PhiRef)
+    return Ref.RR;
+  assert(Ref.Op != nullptr);
+  return { Ref.Op->getReg(), Ref.Op->getSubReg() };
+}
+
+// Set the register reference in the reference node directly (for references
+// in phi nodes).
+void RefNode::setRegRef(RegisterRef RR) {
+  assert(NodeAttrs::type(Attrs) == NodeAttrs::Ref);
+  assert(NodeAttrs::flags(Attrs) & NodeAttrs::PhiRef);
+  Ref.RR = RR;
+}
+
+// Set the register reference in the reference node based on a machine
+// operand (for references in statement nodes).
+void RefNode::setRegRef(MachineOperand *Op) {
+  assert(NodeAttrs::type(Attrs) == NodeAttrs::Ref);
+  assert(!(NodeAttrs::flags(Attrs) & NodeAttrs::PhiRef));
+  Ref.Op = Op;
+}
+
+// Get the owner of a given reference node.
+NodeAddr<NodeBase*> RefNode::getOwner(const DataFlowGraph &G) {
+  NodeAddr<NodeBase*> NA = G.addr<NodeBase*>(getNext());
+
+  while (NA.Addr != this) {
+    if (NA.Addr->getType() == NodeAttrs::Code)
+      return NA;
+    NA = G.addr<NodeBase*>(NA.Addr->getNext());
+  }
+  llvm_unreachable("No owner in circular list");
+}
+
+// Connect the def node to the reaching def node.
+void DefNode::linkToDef(NodeId Self, NodeAddr<DefNode*> DA) {
+  Ref.RD = DA.Id;
+  Ref.Sib = DA.Addr->getReachedDef();
+  DA.Addr->setReachedDef(Self);
+}
+
+// Connect the use node to the reaching def node.
+void UseNode::linkToDef(NodeId Self, NodeAddr<DefNode*> DA) {
+  Ref.RD = DA.Id;
+  Ref.Sib = DA.Addr->getReachedUse();
+  DA.Addr->setReachedUse(Self);
+}
+
+// Get the first member of the code node.
+NodeAddr<NodeBase*> CodeNode::getFirstMember(const DataFlowGraph &G) const {
+  if (Code.FirstM == 0)
+    return NodeAddr<NodeBase*>();
+  return G.addr<NodeBase*>(Code.FirstM);
+}
+
+// Get the last member of the code node.
+NodeAddr<NodeBase*> CodeNode::getLastMember(const DataFlowGraph &G) const {
+  if (Code.LastM == 0)
+    return NodeAddr<NodeBase*>();
+  return G.addr<NodeBase*>(Code.LastM);
+}
+
+// Add node NA at the end of the member list of the given code node.
+void CodeNode::addMember(NodeAddr<NodeBase*> NA, const DataFlowGraph &G) {
+  auto ML = getLastMember(G);
+  if (ML.Id != 0) {
+    ML.Addr->append(NA);
+  } else {
+    Code.FirstM = NA.Id;
+    NodeId Self = G.id(this);
+    NA.Addr->setNext(Self);
+  }
+  Code.LastM = NA.Id;
+}
+
+// Add node NA after member node MA in the given code node.
+void CodeNode::addMemberAfter(NodeAddr<NodeBase*> MA, NodeAddr<NodeBase*> NA,
+      const DataFlowGraph &G) {
+  MA.Addr->append(NA);
+  if (Code.LastM == MA.Id)
+    Code.LastM = NA.Id;
+}
+
+// Remove member node NA from the given code node.
+void CodeNode::removeMember(NodeAddr<NodeBase*> NA, const DataFlowGraph &G) {
+  auto MA = getFirstMember(G);
+  assert(MA.Id != 0);
+
+  // Special handling if the member to remove is the first member.
+  if (MA.Id == NA.Id) {
+    if (Code.LastM == MA.Id) {
+      // If it is the only member, set both first and last to 0.
+      Code.FirstM = Code.LastM = 0;
+    } else {
+      // Otherwise, advance the first member.
+      Code.FirstM = MA.Addr->getNext();
+    }
+    return;
+  }
+
+  while (MA.Addr != this) {
+    NodeId MX = MA.Addr->getNext();
+    if (MX == NA.Id) {
+      MA.Addr->setNext(NA.Addr->getNext());
+      // If the member to remove happens to be the last one, update the
+      // LastM indicator.
+      if (Code.LastM == NA.Id)
+        Code.LastM = MA.Id;
+      return;
+    }
+    MA = G.addr<NodeBase*>(MX);
+  }
+  llvm_unreachable("No such member");
+}
+
+// Return the list of all members of the code node.
+NodeList CodeNode::members(const DataFlowGraph &G) const {
+  static auto True = [] (NodeAddr<NodeBase*>) -> bool { return true; };
+  return members_if(True, G);
+}
+
+// Return the owner of the given instr node.
+NodeAddr<NodeBase*> InstrNode::getOwner(const DataFlowGraph &G) {
+  NodeAddr<NodeBase*> NA = G.addr<NodeBase*>(getNext());
+
+  while (NA.Addr != this) {
+    assert(NA.Addr->getType() == NodeAttrs::Code);
+    if (NA.Addr->getKind() == NodeAttrs::Block)
+      return NA;
+    NA = G.addr<NodeBase*>(NA.Addr->getNext());
+  }
+  llvm_unreachable("No owner in circular list");
+}
+
+// Add the phi node PA to the given block node.
+void BlockNode::addPhi(NodeAddr<PhiNode*> PA, const DataFlowGraph &G) {
+  auto M = getFirstMember(G);
+  if (M.Id == 0) {
+    addMember(PA, G);
+    return;
+  }
+
+  assert(M.Addr->getType() == NodeAttrs::Code);
+  if (M.Addr->getKind() == NodeAttrs::Stmt) {
+    // If the first member of the block is a statement, insert the phi as
+    // the first member.
+    Code.FirstM = PA.Id;
+    PA.Addr->setNext(M.Id);
+  } else {
+    // If the first member is a phi, find the last phi, and append PA to it.
+    assert(M.Addr->getKind() == NodeAttrs::Phi);
+    NodeAddr<NodeBase*> MN = M;
+    do {
+      M = MN;
+      MN = G.addr<NodeBase*>(M.Addr->getNext());
+      assert(MN.Addr->getType() == NodeAttrs::Code);
+    } while (MN.Addr->getKind() == NodeAttrs::Phi);
+
+    // M is the last phi.
+    addMemberAfter(M, PA, G);
+  }
+}
+
+// Find the block node corresponding to the machine basic block BB in the
+// given func node.
+NodeAddr<BlockNode*> FuncNode::findBlock(const MachineBasicBlock *BB,
+      const DataFlowGraph &G) const {
+  auto EqBB = [BB] (NodeAddr<NodeBase*> NA) -> bool {
+    return NodeAddr<BlockNode*>(NA).Addr->getCode() == BB;
+  };
+  NodeList Ms = members_if(EqBB, G);
+  if (!Ms.empty())
+    return Ms[0];
+  return NodeAddr<BlockNode*>();
+}
+
+// Get the block node for the entry block in the given function.
+NodeAddr<BlockNode*> FuncNode::getEntryBlock(const DataFlowGraph &G) {
+  MachineBasicBlock *EntryB = &getCode()->front();
+  return findBlock(EntryB, G);
+}
+
+
+// Register aliasing information.
+//
+// In theory, the lane information could be used to determine register
+// covering (and aliasing), but depending on the sub-register structure,
+// the lane mask information may be missing. The covering information
+// must be available for this framework to work, so relying solely on
+// the lane data is not sufficient.
+
+// Determine whether RA covers RB.
+bool RegisterAliasInfo::covers(RegisterRef RA, RegisterRef RB) const {
+  if (RA == RB)
+    return true;
+  if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(RA.Reg)) {
+    assert(TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(RB.Reg));
+    if (RA.Reg != RB.Reg)
+      return false;
+    if (RA.Sub == 0)
+      return true;
+    return TRI.composeSubRegIndices(RA.Sub, RB.Sub) == RA.Sub;
+  }
+
+  assert(TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(RA.Reg) &&
+         TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(RB.Reg));
+  unsigned A = RA.Sub != 0 ? TRI.getSubReg(RA.Reg, RA.Sub) : RA.Reg;
+  unsigned B = RB.Sub != 0 ? TRI.getSubReg(RB.Reg, RB.Sub) : RB.Reg;
+  return TRI.isSubRegister(A, B);
+}
+
+// Determine whether RR is covered by the set of references RRs.
+bool RegisterAliasInfo::covers(const RegisterSet &RRs, RegisterRef RR) const {
+  if (RRs.count(RR))
+    return true;
+
+  // For virtual registers, we cannot accurately determine covering based
+  // on subregisters. If RR itself is not present in RRs, but it has a sub-
+  // register reference, check for the super-register alone. Otherwise,
+  // assume non-covering.
+  if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(RR.Reg)) {
+    if (RR.Sub != 0)
+      return RRs.count({RR.Reg, 0});
+    return false;
+  }
+
+  // If any super-register of RR is present, then RR is covered.
+  unsigned Reg = RR.Sub == 0 ? RR.Reg : TRI.getSubReg(RR.Reg, RR.Sub);
+  for (MCSuperRegIterator SR(Reg, &TRI); SR.isValid(); ++SR)
+    if (RRs.count({*SR, 0}))
+      return true;
+
+  return false;
+}
+
+// Get the list of references aliased to RR.
+std::vector<RegisterRef> RegisterAliasInfo::getAliasSet(RegisterRef RR) const {
+  // Do not include RR in the alias set. For virtual registers return an
+  // empty set.
+  std::vector<RegisterRef> AS;
+  if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(RR.Reg))
+    return AS;
+  assert(TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(RR.Reg));
+  unsigned R = RR.Reg;
+  if (RR.Sub)
+    R = TRI.getSubReg(RR.Reg, RR.Sub);
+
+  for (MCRegAliasIterator AI(R, &TRI, false); AI.isValid(); ++AI)
+    AS.push_back(RegisterRef({*AI, 0}));
+  return AS;
+}
+
+// Check whether RA and RB are aliased.
+bool RegisterAliasInfo::alias(RegisterRef RA, RegisterRef RB) const {
+  bool VirtA = TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(RA.Reg);
+  bool VirtB = TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(RB.Reg);
+  bool PhysA = TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(RA.Reg);
+  bool PhysB = TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(RB.Reg);
+
+  if (VirtA != VirtB)
+    return false;
+
+  if (VirtA) {
+    if (RA.Reg != RB.Reg)
+      return false;
+    // RA and RB refer to the same register. If any of them refer to the
+    // whole register, they must be aliased.
+    if (RA.Sub == 0 || RB.Sub == 0)
+      return true;
+    unsigned SA = TRI.getSubRegIdxSize(RA.Sub);
+    unsigned OA = TRI.getSubRegIdxOffset(RA.Sub);
+    unsigned SB = TRI.getSubRegIdxSize(RB.Sub);
+    unsigned OB = TRI.getSubRegIdxOffset(RB.Sub);
+    if (OA <= OB && OA+SA > OB)
+      return true;
+    if (OB <= OA && OB+SB > OA)
+      return true;
+    return false;
+  }
+
+  assert(PhysA && PhysB);
+  (void)PhysA, (void)PhysB;
+  unsigned A = RA.Sub ? TRI.getSubReg(RA.Reg, RA.Sub) : RA.Reg;
+  unsigned B = RB.Sub ? TRI.getSubReg(RB.Reg, RB.Sub) : RB.Reg;
+  for (MCRegAliasIterator I(A, &TRI, true); I.isValid(); ++I)
+    if (B == *I)
+      return true;
+  return false;
+}
+
+
+// Target operand information.
+//
+
+// For a given instruction, check if there are any bits of RR that can remain
+// unchanged across this def.
+bool TargetOperandInfo::isPreserving(const MachineInstr &In, unsigned OpNum)
+      const {
+  return TII.isPredicated(&In);
+}
+
+// Check if the definition of RR produces an unspecified value.
+bool TargetOperandInfo::isClobbering(const MachineInstr &In, unsigned OpNum)
+      const {
+  if (In.isCall())
+    if (In.getOperand(OpNum).isImplicit())
+      return true;
+  return false;
+}
+
+// Check if the given instruction specifically requires 
+bool TargetOperandInfo::isFixedReg(const MachineInstr &In, unsigned OpNum)
+      const {
+  if (In.isCall() || In.isReturn())
+    return true;
+  const MCInstrDesc &D = In.getDesc();
+  if (!D.getImplicitDefs() && !D.getImplicitUses())
+    return false;
+  const MachineOperand &Op = In.getOperand(OpNum);
+  // If there is a sub-register, treat the operand as non-fixed. Currently,
+  // fixed registers are those that are listed in the descriptor as implicit
+  // uses or defs, and those lists do not allow sub-registers.
+  if (Op.getSubReg() != 0)
+    return false;
+  unsigned Reg = Op.getReg();
+  const MCPhysReg *ImpR = Op.isDef() ? D.getImplicitDefs()
+                                     : D.getImplicitUses();
+  if (!ImpR)
+    return false;
+  while (*ImpR)
+    if (*ImpR++ == Reg)
+      return true;
+  return false;
+}
+
+
+//
+// The data flow graph construction.
+//
+
+DataFlowGraph::DataFlowGraph(MachineFunction &mf, const TargetInstrInfo &tii,
+      const TargetRegisterInfo &tri, const MachineDominatorTree &mdt,
+      const MachineDominanceFrontier &mdf, const RegisterAliasInfo &rai,
+      const TargetOperandInfo &toi)
+    : TimeG("rdf"), MF(mf), TII(tii), TRI(tri), MDT(mdt), MDF(mdf), RAI(rai),
+      TOI(toi) {
+}
+
+
+// The implementation of the definition stack.
+// Each register reference has its own definition stack. In particular,
+// for a register references "Reg" and "Reg:subreg" will each have their
+// own definition stacks.
+
+// Construct a stack iterator.
+DataFlowGraph::DefStack::Iterator::Iterator(const DataFlowGraph::DefStack &S,
+      bool Top) : DS(S) {
+  if (!Top) {
+    // Initialize to bottom.
+    Pos = 0;
+    return;
+  }
+  // Initialize to the top, i.e. top-most non-delimiter (or 0, if empty).
+  Pos = DS.Stack.size();
+  while (Pos > 0 && DS.isDelimiter(DS.Stack[Pos-1]))
+    Pos--;
+}
+
+// Return the size of the stack, including block delimiters.
+unsigned DataFlowGraph::DefStack::size() const {
+  unsigned S = 0;
+  for (auto I = top(), E = bottom(); I != E; I.down())
+    S++;
+  return S;
+}
+
+// Remove the top entry from the stack. Remove all intervening delimiters
+// so that after this, the stack is either empty, or the top of the stack
+// is a non-delimiter.
+void DataFlowGraph::DefStack::pop() {
+  assert(!empty());
+  unsigned P = nextDown(Stack.size());
+  Stack.resize(P);
+}
+
+// Push a delimiter for block node N on the stack.
+void DataFlowGraph::DefStack::start_block(NodeId N) {
+  assert(N != 0);
+  Stack.push_back(NodeAddr<DefNode*>(nullptr, N));
+}
+
+// Remove all nodes from the top of the stack, until the delimited for
+// block node N is encountered. Remove the delimiter as well. In effect,
+// this will remove from the stack all definitions from block N.
+void DataFlowGraph::DefStack::clear_block(NodeId N) {
+  assert(N != 0);
+  unsigned P = Stack.size();
+  while (P > 0) {
+    bool Found = isDelimiter(Stack[P-1], N);
+    P--;
+    if (Found)
+      break;
+  }
+  // This will also remove the delimiter, if found.
+  Stack.resize(P);
+}
+
+// Move the stack iterator up by one.
+unsigned DataFlowGraph::DefStack::nextUp(unsigned P) const {
+  // Get the next valid position after P (skipping all delimiters).
+  // The input position P does not have to point to a non-delimiter.
+  unsigned SS = Stack.size();
+  bool IsDelim;
+  assert(P >= 0 && P < SS);
+  do {
+    P++;
+    IsDelim = isDelimiter(Stack[P-1]);
+  } while (P < SS && IsDelim);
+  assert(!IsDelim);
+  return P;
+}
+
+// Move the stack iterator down by one.
+unsigned DataFlowGraph::DefStack::nextDown(unsigned P) const {
+  // Get the preceding valid position before P (skipping all delimiters).
+  // The input position P does not have to point to a non-delimiter.
+  assert(P > 0 && P <= Stack.size());
+  bool IsDelim = isDelimiter(Stack[P-1]);
+  do {
+    if (--P == 0)
+      break;
+    IsDelim = isDelimiter(Stack[P-1]);
+  } while (P > 0 && IsDelim);
+  assert(!IsDelim);
+  return P;
+}
+
+// Node management functions.
+
+// Get the pointer to the node with the id N.
+NodeBase *DataFlowGraph::ptr(NodeId N) const {
+  if (N == 0)
+    return nullptr;
+  return Memory.ptr(N);
+}
+
+// Get the id of the node at the address P.
+NodeId DataFlowGraph::id(const NodeBase *P) const {
+  if (P == nullptr)
+    return 0;
+  return Memory.id(P);
+}
+
+// Allocate a new node and set the attributes to Attrs.
+NodeAddr<NodeBase*> DataFlowGraph::newNode(uint16_t Attrs) {
+  NodeAddr<NodeBase*> P = Memory.New();
+  P.Addr->init();
+  P.Addr->setAttrs(Attrs);
+  return P;
+}
+
+// Make a copy of the given node B, except for the data-flow links, which
+// are set to 0.
+NodeAddr<NodeBase*> DataFlowGraph::cloneNode(const NodeAddr<NodeBase*> B) {
+  NodeAddr<NodeBase*> NA = newNode(0);
+  memcpy(NA.Addr, B.Addr, sizeof(NodeBase));
+  // Ref nodes need to have the data-flow links reset.
+  if (NA.Addr->getType() == NodeAttrs::Ref) {
+    NodeAddr<RefNode*> RA = NA;
+    RA.Addr->setReachingDef(0);
+    RA.Addr->setSibling(0);
+    if (NA.Addr->getKind() == NodeAttrs::Def) {
+      NodeAddr<DefNode*> DA = NA;
+      DA.Addr->setReachedDef(0);
+      DA.Addr->setReachedUse(0);
+    }
+  }
+  return NA;
+}
+
+
+// Allocation routines for specific node types/kinds.
+
+NodeAddr<UseNode*> DataFlowGraph::newUse(NodeAddr<InstrNode*> Owner,
+      MachineOperand &Op, uint16_t Flags) {
+  NodeAddr<UseNode*> UA = newNode(NodeAttrs::Ref | NodeAttrs::Use | Flags);
+  UA.Addr->setRegRef(&Op);
+  return UA;
+}
+
+NodeAddr<PhiUseNode*> DataFlowGraph::newPhiUse(NodeAddr<PhiNode*> Owner,
+      RegisterRef RR, NodeAddr<BlockNode*> PredB, uint16_t Flags) {
+  NodeAddr<PhiUseNode*> PUA = newNode(NodeAttrs::Ref | NodeAttrs::Use | Flags);
+  assert(Flags & NodeAttrs::PhiRef);
+  PUA.Addr->setRegRef(RR);
+  PUA.Addr->setPredecessor(PredB.Id);
+  return PUA;
+}
+
+NodeAddr<DefNode*> DataFlowGraph::newDef(NodeAddr<InstrNode*> Owner,
+      MachineOperand &Op, uint16_t Flags) {
+  NodeAddr<DefNode*> DA = newNode(NodeAttrs::Ref | NodeAttrs::Def | Flags);
+  DA.Addr->setRegRef(&Op);
+  return DA;
+}
+
+NodeAddr<DefNode*> DataFlowGraph::newDef(NodeAddr<InstrNode*> Owner,
+      RegisterRef RR, uint16_t Flags) {
+  NodeAddr<DefNode*> DA = newNode(NodeAttrs::Ref | NodeAttrs::Def | Flags);
+  assert(Flags & NodeAttrs::PhiRef);
+  DA.Addr->setRegRef(RR);
+  return DA;
+}
+
+NodeAddr<PhiNode*> DataFlowGraph::newPhi(NodeAddr<BlockNode*> Owner) {
+  NodeAddr<PhiNode*> PA = newNode(NodeAttrs::Code | NodeAttrs::Phi);
+  Owner.Addr->addPhi(PA, *this);
+  return PA;
+}
+
+NodeAddr<StmtNode*> DataFlowGraph::newStmt(NodeAddr<BlockNode*> Owner,
+      MachineInstr *MI) {
+  NodeAddr<StmtNode*> SA = newNode(NodeAttrs::Code | NodeAttrs::Stmt);
+  SA.Addr->setCode(MI);
+  Owner.Addr->addMember(SA, *this);
+  return SA;
+}
+
+NodeAddr<BlockNode*> DataFlowGraph::newBlock(NodeAddr<FuncNode*> Owner,
+      MachineBasicBlock *BB) {
+  NodeAddr<BlockNode*> BA = newNode(NodeAttrs::Code | NodeAttrs::Block);
+  BA.Addr->setCode(BB);
+  Owner.Addr->addMember(BA, *this);
+  return BA;
+}
+
+NodeAddr<FuncNode*> DataFlowGraph::newFunc(MachineFunction *MF) {
+  NodeAddr<FuncNode*> FA = newNode(NodeAttrs::Code | NodeAttrs::Func);
+  FA.Addr->setCode(MF);
+  return FA;
+}
+
+// Build the data flow graph.
+void DataFlowGraph::build() {
+  reset();
+  Func = newFunc(&MF);
+
+  if (MF.empty())
+    return;
+
+  for (auto &B : MF) {
+    auto BA = newBlock(Func, &B);
+    for (auto &I : B) {
+      if (I.isDebugValue())
+        continue;
+      buildStmt(BA, I);
+    }
+  }
+
+  // Collect information about block references.
+  NodeAddr<BlockNode*> EA = Func.Addr->getEntryBlock(*this);
+  BlockRefsMap RefM;
+  buildBlockRefs(EA, RefM);
+
+  // Add function-entry phi nodes.
+  MachineRegisterInfo &MRI = MF.getRegInfo();
+  for (auto I = MRI.livein_begin(), E = MRI.livein_end(); I != E; ++I) {
+    NodeAddr<PhiNode*> PA = newPhi(EA);
+    RegisterRef RR = { I->first, 0 };
+    uint16_t PhiFlags = NodeAttrs::PhiRef | NodeAttrs::Preserving;
+    NodeAddr<DefNode*> DA = newDef(PA, RR, PhiFlags);
+    PA.Addr->addMember(DA, *this);
+  }
+
+  // Build a map "PhiM" which will contain, for each block, the set
+  // of references that will require phi definitions in that block.
+  BlockRefsMap PhiM;
+  auto Blocks = Func.Addr->members(*this);
+  for (NodeAddr<BlockNode*> BA : Blocks)
+    recordDefsForDF(PhiM, RefM, BA);
+  for (NodeAddr<BlockNode*> BA : Blocks)
+    buildPhis(PhiM, RefM, BA);
+
+  // Link all the refs. This will recursively traverse the dominator tree.
+  DefStackMap DM;
+  linkBlockRefs(DM, EA);
+
+  // Finally, remove all unused phi nodes.
+  removeUnusedPhis();
+}
+
+// For each stack in the map DefM, push the delimiter for block B on it.
+void DataFlowGraph::markBlock(NodeId B, DefStackMap &DefM) {
+  // Push block delimiters.
+  for (auto I = DefM.begin(), E = DefM.end(); I != E; ++I)
+    I->second.start_block(B);
+}
+
+// Remove all definitions coming from block B from each stack in DefM.
+void DataFlowGraph::releaseBlock(NodeId B, DefStackMap &DefM) {
+  // Pop all defs from this block from the definition stack. Defs that were
+  // added to the map during the traversal of instructions will not have a
+  // delimiter, but for those, the whole stack will be emptied.
+  for (auto I = DefM.begin(), E = DefM.end(); I != E; ++I)
+    I->second.clear_block(B);
+
+  // Finally, remove empty stacks from the map.
+  for (auto I = DefM.begin(), E = DefM.end(), NextI = I; I != E; I = NextI) {
+    NextI = std::next(I);
+    // This preserves the validity of iterators other than I.
+    if (I->second.empty())
+      DefM.erase(I);
+  }
+}
+
+// Push all definitions from the instruction node IA to an appropriate
+// stack in DefM.
+void DataFlowGraph::pushDefs(NodeAddr<InstrNode*> IA, DefStackMap &DefM) {
+  NodeList Defs = IA.Addr->members_if(IsDef, *this);
+  NodeSet Visited;
+#ifndef NDEBUG
+  RegisterSet Defined;
+#endif
+
+  // The important objectives of this function are:
+  // - to be able to handle instructions both while the graph is being
+  //   constructed, and after the graph has been constructed, and
+  // - maintain proper ordering of definitions on the stack for each
+  //   register reference:
+  //   - if there are two or more related defs in IA (i.e. coming from
+  //     the same machine operand), then only push one def on the stack,
+  //   - if there are multiple unrelated defs of non-overlapping
+  //     subregisters of S, then the stack for S will have both (in an
+  //     unspecified order), but the order does not matter from the data-
+  //     -flow perspective.
+
+  for (NodeAddr<DefNode*> DA : Defs) {
+    if (Visited.count(DA.Id))
+      continue;
+    NodeList Rel = getRelatedRefs(IA, DA);
+    NodeAddr<DefNode*> PDA = Rel.front();
+    // Push the definition on the stack for the register and all aliases.
+    RegisterRef RR = PDA.Addr->getRegRef();
+#ifndef NDEBUG
+    // Assert if the register is defined in two or more unrelated defs.
+    // This could happen if there are two or more def operands defining it.
+    if (!Defined.insert(RR).second) {
+      auto *MI = NodeAddr<StmtNode*>(IA).Addr->getCode();
+      dbgs() << "Multiple definitions of register: "
+             << Print<RegisterRef>(RR, *this) << " in\n  " << *MI
+             << "in BB#" << MI->getParent()->getNumber() << '\n';
+      llvm_unreachable(nullptr);
+    }
+#endif
+    DefM[RR].push(DA);
+    for (auto A : RAI.getAliasSet(RR)) {
+      assert(A != RR);
+      DefM[A].push(DA);
+    }
+    // Mark all the related defs as visited.
+    for (auto T : Rel)
+      Visited.insert(T.Id);
+  }
+}
+
+// Return the list of all reference nodes related to RA, including RA itself.
+// See "getNextRelated" for the meaning of a "related reference".
+NodeList DataFlowGraph::getRelatedRefs(NodeAddr<InstrNode*> IA,
+      NodeAddr<RefNode*> RA) const {
+  assert(IA.Id != 0 && RA.Id != 0);
+
+  NodeList Refs;
+  NodeId Start = RA.Id;
+  do {
+    Refs.push_back(RA);
+    RA = getNextRelated(IA, RA);
+  } while (RA.Id != 0 && RA.Id != Start);
+  return Refs;
+}
+
+
+// Clear all information in the graph.
+void DataFlowGraph::reset() {
+  Memory.clear();
+  Func = NodeAddr<FuncNode*>();
+}
+
+
+// Return the next reference node in the instruction node IA that is related
+// to RA. Conceptually, two reference nodes are related if they refer to the
+// same instance of a register access, but differ in flags or other minor
+// characteristics. Specific examples of related nodes are shadow reference
+// nodes.
+// Return the equivalent of nullptr if there are no more related references.
+NodeAddr<RefNode*> DataFlowGraph::getNextRelated(NodeAddr<InstrNode*> IA,
+      NodeAddr<RefNode*> RA) const {
+  assert(IA.Id != 0 && RA.Id != 0);
+
+  auto Related = [RA](NodeAddr<RefNode*> TA) -> bool {
+    if (TA.Addr->getKind() != RA.Addr->getKind())
+      return false;
+    if (TA.Addr->getRegRef() != RA.Addr->getRegRef())
+      return false;
+    return true;
+  };
+  auto RelatedStmt = [&Related,RA](NodeAddr<RefNode*> TA) -> bool {
+    return Related(TA) &&
+           &RA.Addr->getOp() == &TA.Addr->getOp();
+  };
+  auto RelatedPhi = [&Related,RA](NodeAddr<RefNode*> TA) -> bool {
+    if (!Related(TA))
+      return false;
+    if (TA.Addr->getKind() != NodeAttrs::Use)
+      return true;
+    // For phi uses, compare predecessor blocks.
+    const NodeAddr<const PhiUseNode*> TUA = TA;
+    const NodeAddr<const PhiUseNode*> RUA = RA;
+    return TUA.Addr->getPredecessor() == RUA.Addr->getPredecessor();
+  };
+
+  RegisterRef RR = RA.Addr->getRegRef();
+  if (IA.Addr->getKind() == NodeAttrs::Stmt)
+    return RA.Addr->getNextRef(RR, RelatedStmt, true, *this);
+  return RA.Addr->getNextRef(RR, RelatedPhi, true, *this);
+}
+
+// Find the next node related to RA in IA that satisfies condition P.
+// If such a node was found, return a pair where the second element is the
+// located node. If such a node does not exist, return a pair where the
+// first element is the element after which such a node should be inserted,
+// and the second element is a null-address.
+template <typename Predicate>
+std::pair<NodeAddr<RefNode*>,NodeAddr<RefNode*>>
+DataFlowGraph::locateNextRef(NodeAddr<InstrNode*> IA, NodeAddr<RefNode*> RA,
+      Predicate P) const {
+  assert(IA.Id != 0 && RA.Id != 0);
+
+  NodeAddr<RefNode*> NA;
+  NodeId Start = RA.Id;
+  while (true) {
+    NA = getNextRelated(IA, RA);
+    if (NA.Id == 0 || NA.Id == Start)
+      break;
+    if (P(NA))
+      break;
+    RA = NA;
+  }
+
+  if (NA.Id != 0 && NA.Id != Start)
+    return std::make_pair(RA, NA);
+  return std::make_pair(RA, NodeAddr<RefNode*>());
+}
+
+// Get the next shadow node in IA corresponding to RA, and optionally create
+// such a node if it does not exist.
+NodeAddr<RefNode*> DataFlowGraph::getNextShadow(NodeAddr<InstrNode*> IA,
+      NodeAddr<RefNode*> RA, bool Create) {
+  assert(IA.Id != 0 && RA.Id != 0);
+
+  uint16_t Flags = RA.Addr->getFlags() | NodeAttrs::Shadow;
+  auto IsShadow = [Flags] (NodeAddr<RefNode*> TA) -> bool {
+    return TA.Addr->getFlags() == Flags;
+  };
+  auto Loc = locateNextRef(IA, RA, IsShadow);
+  if (Loc.second.Id != 0 || !Create)
+    return Loc.second;
+
+  // Create a copy of RA and mark is as shadow.
+  NodeAddr<RefNode*> NA = cloneNode(RA);
+  NA.Addr->setFlags(Flags | NodeAttrs::Shadow);
+  IA.Addr->addMemberAfter(Loc.first, NA, *this);
+  return NA;
+}
+
+// Get the next shadow node in IA corresponding to RA. Return null-address
+// if such a node does not exist.
+NodeAddr<RefNode*> DataFlowGraph::getNextShadow(NodeAddr<InstrNode*> IA,
+      NodeAddr<RefNode*> RA) const {
+  assert(IA.Id != 0 && RA.Id != 0);
+  uint16_t Flags = RA.Addr->getFlags() | NodeAttrs::Shadow;
+  auto IsShadow = [Flags] (NodeAddr<RefNode*> TA) -> bool {
+    return TA.Addr->getFlags() == Flags;
+  };
+  return locateNextRef(IA, RA, IsShadow).second;
+}
+
+// Create a new statement node in the block node BA that corresponds to
+// the machine instruction MI.
+void DataFlowGraph::buildStmt(NodeAddr<BlockNode*> BA, MachineInstr &In) {
+  auto SA = newStmt(BA, &In);
+
+  // Collect a set of registers that this instruction implicitly uses
+  // or defines. Implicit operands from an instruction will be ignored
+  // unless they are listed here.
+  RegisterSet ImpUses, ImpDefs;
+  if (const uint16_t *ImpD = In.getDesc().getImplicitDefs())
+    while (uint16_t R = *ImpD++)
+      ImpDefs.insert({R, 0});
+  if (const uint16_t *ImpU = In.getDesc().getImplicitUses())
+    while (uint16_t R = *ImpU++)
+      ImpUses.insert({R, 0});
+
+  bool IsCall = In.isCall(), IsReturn = In.isReturn();
+  bool IsPredicated = TII.isPredicated(&In);
+  unsigned NumOps = In.getNumOperands();
+
+  // Avoid duplicate implicit defs. This will not detect cases of implicit
+  // defs that define registers that overlap, but it is not clear how to
+  // interpret that in the absence of explicit defs. Overlapping explicit
+  // defs are likely illegal already.
+  RegisterSet DoneDefs;
+  // Process explicit defs first.
+  for (unsigned OpN = 0; OpN < NumOps; ++OpN) {
+    MachineOperand &Op = In.getOperand(OpN);
+    if (!Op.isReg() || !Op.isDef() || Op.isImplicit())
+      continue;
+    RegisterRef RR = { Op.getReg(), Op.getSubReg() };
+    uint16_t Flags = NodeAttrs::None;
+    if (TOI.isPreserving(In, OpN))
+      Flags |= NodeAttrs::Preserving;
+    if (TOI.isClobbering(In, OpN))
+      Flags |= NodeAttrs::Clobbering;
+    if (TOI.isFixedReg(In, OpN))
+      Flags |= NodeAttrs::Fixed;
+    NodeAddr<DefNode*> DA = newDef(SA, Op, Flags);
+    SA.Addr->addMember(DA, *this);
+    DoneDefs.insert(RR);
+  }
+
+  // Process implicit defs, skipping those that have already been added
+  // as explicit.
+  for (unsigned OpN = 0; OpN < NumOps; ++OpN) {
+    MachineOperand &Op = In.getOperand(OpN);
+    if (!Op.isReg() || !Op.isDef() || !Op.isImplicit())
+      continue;
+    RegisterRef RR = { Op.getReg(), Op.getSubReg() };
+    if (!IsCall && !ImpDefs.count(RR))
+      continue;
+    if (DoneDefs.count(RR))
+      continue;
+    uint16_t Flags = NodeAttrs::None;
+    if (TOI.isPreserving(In, OpN))
+      Flags |= NodeAttrs::Preserving;
+    if (TOI.isClobbering(In, OpN))
+      Flags |= NodeAttrs::Clobbering;
+    if (TOI.isFixedReg(In, OpN))
+      Flags |= NodeAttrs::Fixed;
+    NodeAddr<DefNode*> DA = newDef(SA, Op, Flags);
+    SA.Addr->addMember(DA, *this);
+    DoneDefs.insert(RR);
+  }
+
+  for (unsigned OpN = 0; OpN < NumOps; ++OpN) {
+    MachineOperand &Op = In.getOperand(OpN);
+    if (!Op.isReg() || !Op.isUse())
+      continue;
+    RegisterRef RR = { Op.getReg(), Op.getSubReg() };
+    // Add implicit uses on return and call instructions, and on predicated
+    // instructions regardless of whether or not they appear in the instruction
+    // descriptor's list.
+    bool Implicit = Op.isImplicit();
+    bool TakeImplicit = IsReturn || IsCall || IsPredicated;
+    if (Implicit && !TakeImplicit && !ImpUses.count(RR))
+      continue;
+    uint16_t Flags = NodeAttrs::None;
+    if (TOI.isFixedReg(In, OpN))
+      Flags |= NodeAttrs::Fixed;
+    NodeAddr<UseNode*> UA = newUse(SA, Op, Flags);
+    SA.Addr->addMember(UA, *this);
+  }
+}
+
+// Build a map that for each block will have the set of all references from
+// that block, and from all blocks dominated by it.
+void DataFlowGraph::buildBlockRefs(NodeAddr<BlockNode*> BA,
+      BlockRefsMap &RefM) {
+  auto &Refs = RefM[BA.Id];
+  MachineDomTreeNode *N = MDT.getNode(BA.Addr->getCode());
+  assert(N);
+  for (auto I : *N) {
+    MachineBasicBlock *SB = I->getBlock();
+    auto SBA = Func.Addr->findBlock(SB, *this);
+    buildBlockRefs(SBA, RefM);
+    const auto &SRs = RefM[SBA.Id];
+    Refs.insert(SRs.begin(), SRs.end());
+  }
+
+  for (NodeAddr<InstrNode*> IA : BA.Addr->members(*this))
+    for (NodeAddr<RefNode*> RA : IA.Addr->members(*this))
+      Refs.insert(RA.Addr->getRegRef());
+}
+
+// Scan all defs in the block node BA and record in PhiM the locations of
+// phi nodes corresponding to these defs.
+void DataFlowGraph::recordDefsForDF(BlockRefsMap &PhiM, BlockRefsMap &RefM,
+      NodeAddr<BlockNode*> BA) {
+  // Check all defs from block BA and record them in each block in BA's
+  // iterated dominance frontier. This information will later be used to
+  // create phi nodes.
+  MachineBasicBlock *BB = BA.Addr->getCode();
+  assert(BB);
+  auto DFLoc = MDF.find(BB);
+  if (DFLoc == MDF.end() || DFLoc->second.empty())
+    return;
+
+  // Traverse all instructions in the block and collect the set of all
+  // defined references. For each reference there will be a phi created
+  // in the block's iterated dominance frontier.
+  // This is done to make sure that each defined reference gets only one
+  // phi node, even if it is defined multiple times.
+  RegisterSet Defs;
+  for (auto I : BA.Addr->members(*this)) {
+    assert(I.Addr->getType() == NodeAttrs::Code);
+    assert(I.Addr->getKind() == NodeAttrs::Phi ||
+           I.Addr->getKind() == NodeAttrs::Stmt);
+    NodeAddr<InstrNode*> IA = I;
+    for (NodeAddr<RefNode*> RA : IA.Addr->members_if(IsDef, *this))
+      Defs.insert(RA.Addr->getRegRef());
+  }
+
+  // Finally, add the set of defs to each block in the iterated dominance
+  // frontier.
+  const MachineDominanceFrontier::DomSetType &DF = DFLoc->second;
+  SetVector<MachineBasicBlock*> IDF(DF.begin(), DF.end());
+  for (unsigned i = 0; i < IDF.size(); ++i) {
+    auto F = MDF.find(IDF[i]);
+    if (F != MDF.end())
+      IDF.insert(F->second.begin(), F->second.end());
+  }
+
+  // Get the register references that are reachable from this block.
+  RegisterSet &Refs = RefM[BA.Id];
+  for (auto DB : IDF) {
+    auto DBA = Func.Addr->findBlock(DB, *this);
+    const auto &Rs = RefM[DBA.Id];
+    Refs.insert(Rs.begin(), Rs.end());
+  }
+
+  for (auto DB : IDF) {
+    auto DBA = Func.Addr->findBlock(DB, *this);
+    PhiM[DBA.Id].insert(Defs.begin(), Defs.end());
+  }
+}
+
+// Given the locations of phi nodes in the map PhiM, create the phi nodes
+// that are located in the block node BA.
+void DataFlowGraph::buildPhis(BlockRefsMap &PhiM, BlockRefsMap &RefM,
+      NodeAddr<BlockNode*> BA) {
+  // Check if this blocks has any DF defs, i.e. if there are any defs
+  // that this block is in the iterated dominance frontier of.
+  auto HasDF = PhiM.find(BA.Id);
+  if (HasDF == PhiM.end() || HasDF->second.empty())
+    return;
+
+  // First, remove all R in Refs in such that there exists T in Refs
+  // such that T covers R. In other words, only leave those refs that
+  // are not covered by another ref (i.e. maximal with respect to covering).
+
+  auto MaxCoverIn = [this] (RegisterRef RR, RegisterSet &RRs) -> RegisterRef {
+    for (auto I : RRs)
+      if (I != RR && RAI.covers(I, RR))
+        RR = I;
+    return RR;
+  };
+
+  RegisterSet MaxDF;
+  for (auto I : HasDF->second)
+    MaxDF.insert(MaxCoverIn(I, HasDF->second));
+
+  std::vector<RegisterRef> MaxRefs;
+  auto &RefB = RefM[BA.Id];
+  for (auto I : MaxDF)
+    MaxRefs.push_back(MaxCoverIn(I, RefB));
+
+  // Now, for each R in MaxRefs, get the alias closure of R. If the closure
+  // only has R in it, create a phi a def for R. Otherwise, create a phi,
+  // and add a def for each S in the closure.
+
+  // Sort the refs so that the phis will be created in a deterministic order.
+  std::sort(MaxRefs.begin(), MaxRefs.end());
+  // Remove duplicates.
+  auto NewEnd = std::unique(MaxRefs.begin(), MaxRefs.end());
+  MaxRefs.erase(NewEnd, MaxRefs.end());
+
+  auto Aliased = [this,&MaxRefs](RegisterRef RR,
+                                 std::vector<unsigned> &Closure) -> bool {
+    for (auto I : Closure)
+      if (RAI.alias(RR, MaxRefs[I]))
+        return true;
+    return false;
+  };
+
+  // Prepare a list of NodeIds of the block's predecessors.
+  std::vector<NodeId> PredList;
+  const MachineBasicBlock *MBB = BA.Addr->getCode();
+  for (auto PB : MBB->predecessors()) {
+    auto B = Func.Addr->findBlock(PB, *this);
+    PredList.push_back(B.Id);
+  }
+
+  while (!MaxRefs.empty()) {
+    // Put the first element in the closure, and then add all subsequent
+    // elements from MaxRefs to it, if they alias at least one element
+    // already in the closure.
+    // ClosureIdx: vector of indices in MaxRefs of members of the closure.
+    std::vector<unsigned> ClosureIdx = { 0 };
+    for (unsigned i = 1; i != MaxRefs.size(); ++i)
+      if (Aliased(MaxRefs[i], ClosureIdx))
+        ClosureIdx.push_back(i);
+
+    // Build a phi for the closure.
+    unsigned CS = ClosureIdx.size();
+    NodeAddr<PhiNode*> PA = newPhi(BA);
+
+    // Add defs.
+    for (unsigned X = 0; X != CS; ++X) {
+      RegisterRef RR = MaxRefs[ClosureIdx[X]];
+      uint16_t PhiFlags = NodeAttrs::PhiRef | NodeAttrs::Preserving;
+      NodeAddr<DefNode*> DA = newDef(PA, RR, PhiFlags);
+      PA.Addr->addMember(DA, *this);
+    }
+    // Add phi uses.
+    for (auto P : PredList) {
+      auto PBA = addr<BlockNode*>(P);
+      for (unsigned X = 0; X != CS; ++X) {
+        RegisterRef RR = MaxRefs[ClosureIdx[X]];
+        NodeAddr<PhiUseNode*> PUA = newPhiUse(PA, RR, PBA);
+        PA.Addr->addMember(PUA, *this);
+      }
+    }
+
+    // Erase from MaxRefs all elements in the closure.
+    auto Begin = MaxRefs.begin();
+    for (unsigned i = ClosureIdx.size(); i != 0; --i)
+      MaxRefs.erase(Begin + ClosureIdx[i-1]);
+  }
+}
+
+// Remove any unneeded phi nodes that were created during the build process.
+void DataFlowGraph::removeUnusedPhis() {
+  // This will remove unused phis, i.e. phis where each def does not reach
+  // any uses or other defs. This will not detect or remove circular phi
+  // chains that are otherwise dead. Unused/dead phis are created during
+  // the build process and this function is intended to remove these cases
+  // that are easily determinable to be unnecessary.
+
+  SetVector<NodeId> PhiQ;
+  for (NodeAddr<BlockNode*> BA : Func.Addr->members(*this)) {
+    for (auto P : BA.Addr->members_if(IsPhi, *this))
+      PhiQ.insert(P.Id);
+  }
+
+  static auto HasUsedDef = [](NodeList &Ms) -> bool {
+    for (auto M : Ms) {
+      if (M.Addr->getKind() != NodeAttrs::Def)
+        continue;
+      NodeAddr<DefNode*> DA = M;
+      if (DA.Addr->getReachedDef() != 0 || DA.Addr->getReachedUse() != 0)
+        return true;
+    }
+    return false;
+  };
+
+  // Any phi, if it is removed, may affect other phis (make them dead).
+  // For each removed phi, collect the potentially affected phis and add
+  // them back to the queue.
+  while (!PhiQ.empty()) {
+    auto PA = addr<PhiNode*>(PhiQ[0]);
+    PhiQ.remove(PA.Id);
+    NodeList Refs = PA.Addr->members(*this);
+    if (HasUsedDef(Refs))
+      continue;
+    for (NodeAddr<RefNode*> RA : Refs) {
+      if (NodeId RD = RA.Addr->getReachingDef()) {
+        auto RDA = addr<DefNode*>(RD);
+        NodeAddr<InstrNode*> OA = RDA.Addr->getOwner(*this);
+        if (IsPhi(OA))
+          PhiQ.insert(OA.Id);
+      }
+      if (RA.Addr->isDef())
+        unlinkDef(RA);
+      else
+        unlinkUse(RA);
+    }
+    NodeAddr<BlockNode*> BA = PA.Addr->getOwner(*this);
+    BA.Addr->removeMember(PA, *this);
+  }
+}
+
+// For a given reference node TA in an instruction node IA, connect the
+// reaching def of TA to the appropriate def node. Create any shadow nodes
+// as appropriate.
+template <typename T>
+void DataFlowGraph::linkRefUp(NodeAddr<InstrNode*> IA, NodeAddr<T> TA,
+      DefStack &DS) {
+  if (DS.empty())
+    return;
+  RegisterRef RR = TA.Addr->getRegRef();
+  NodeAddr<T> TAP;
+
+  // References from the def stack that have been examined so far.
+  RegisterSet Defs;
+
+  for (auto I = DS.top(), E = DS.bottom(); I != E; I.down()) {
+    RegisterRef QR = I->Addr->getRegRef();
+    auto AliasQR = [QR,this] (RegisterRef RR) -> bool {
+      return RAI.alias(QR, RR);
+    };
+    bool PrecUp = RAI.covers(QR, RR);
+    // Skip all defs that are aliased to any of the defs that we have already
+    // seen. If we encounter a covering def, stop the stack traversal early.
+    if (std::any_of(Defs.begin(), Defs.end(), AliasQR)) {
+      if (PrecUp)
+        break;
+      continue;
+    }
+    // The reaching def.
+    NodeAddr<DefNode*> RDA = *I;
+
+    // Pick the reached node.
+    if (TAP.Id == 0) {
+      TAP = TA;
+    } else {
+      // Mark the existing ref as "shadow" and create a new shadow.
+      TAP.Addr->setFlags(TAP.Addr->getFlags() | NodeAttrs::Shadow);
+      TAP = getNextShadow(IA, TAP, true);
+    }
+
+    // Create the link.
+    TAP.Addr->linkToDef(TAP.Id, RDA);
+
+    if (PrecUp)
+      break;
+    Defs.insert(QR);
+  }
+}
+
+// Create data-flow links for all reference nodes in the statement node SA.
+void DataFlowGraph::linkStmtRefs(DefStackMap &DefM, NodeAddr<StmtNode*> SA) {
+  RegisterSet Defs;
+
+  // Link all nodes (upwards in the data-flow) with their reaching defs.
+  for (NodeAddr<RefNode*> RA : SA.Addr->members(*this)) {
+    uint16_t Kind = RA.Addr->getKind();
+    assert(Kind == NodeAttrs::Def || Kind == NodeAttrs::Use);
+    RegisterRef RR = RA.Addr->getRegRef();
+    // Do not process multiple defs of the same reference.
+    if (Kind == NodeAttrs::Def && Defs.count(RR))
+      continue;
+    Defs.insert(RR);
+
+    auto F = DefM.find(RR);
+    if (F == DefM.end())
+      continue;
+    DefStack &DS = F->second;
+    if (Kind == NodeAttrs::Use)
+      linkRefUp<UseNode*>(SA, RA, DS);
+    else if (Kind == NodeAttrs::Def)
+      linkRefUp<DefNode*>(SA, RA, DS);
+    else
+      llvm_unreachable("Unexpected node in instruction");
+  }
+}
+
+// Create data-flow links for all instructions in the block node BA. This
+// will include updating any phi nodes in BA.
+void DataFlowGraph::linkBlockRefs(DefStackMap &DefM, NodeAddr<BlockNode*> BA) {
+  // Push block delimiters.
+  markBlock(BA.Id, DefM);
+
+  // For each non-phi instruction in the block, link all the defs and uses
+  // to their reaching defs. For any member of the block (including phis),
+  // push the defs on the corresponding stacks.
+  for (NodeAddr<InstrNode*> IA : BA.Addr->members(*this)) {
+    // Ignore phi nodes here. They will be linked part by part from the
+    // predecessors.
+    if (IA.Addr->getKind() == NodeAttrs::Stmt)
+      linkStmtRefs(DefM, IA);
+
+    // Push the definitions on the stack.
+    pushDefs(IA, DefM);
+  }
+
+  // Recursively process all children in the dominator tree.
+  MachineDomTreeNode *N = MDT.getNode(BA.Addr->getCode());
+  for (auto I : *N) {
+    MachineBasicBlock *SB = I->getBlock();
+    auto SBA = Func.Addr->findBlock(SB, *this);
+    linkBlockRefs(DefM, SBA);
+  }
+
+  // Link the phi uses from the successor blocks.
+  auto IsUseForBA = [BA](NodeAddr<NodeBase*> NA) -> bool {
+    if (NA.Addr->getKind() != NodeAttrs::Use)
+      return false;
+    assert(NA.Addr->getFlags() & NodeAttrs::PhiRef);
+    NodeAddr<PhiUseNode*> PUA = NA;
+    return PUA.Addr->getPredecessor() == BA.Id;
+  };
+  MachineBasicBlock *MBB = BA.Addr->getCode();
+  for (auto SB : MBB->successors()) {
+    auto SBA = Func.Addr->findBlock(SB, *this);
+    for (NodeAddr<InstrNode*> IA : SBA.Addr->members_if(IsPhi, *this)) {
+      // Go over each phi use associated with MBB, and link it.
+      for (auto U : IA.Addr->members_if(IsUseForBA, *this)) {
+        NodeAddr<PhiUseNode*> PUA = U;
+        RegisterRef RR = PUA.Addr->getRegRef();
+        linkRefUp<UseNode*>(IA, PUA, DefM[RR]);
+      }
+    }
+  }
+
+  // Pop all defs from this block from the definition stacks.
+  releaseBlock(BA.Id, DefM);
+}
+
+// Remove the use node UA from any data-flow and structural links.
+void DataFlowGraph::unlinkUse(NodeAddr<UseNode*> UA) {
+  NodeId RD = UA.Addr->getReachingDef();
+  NodeId Sib = UA.Addr->getSibling();
+
+  NodeAddr<InstrNode*> IA = UA.Addr->getOwner(*this);
+  IA.Addr->removeMember(UA, *this);
+
+  if (RD == 0) {
+    assert(Sib == 0);
+    return;
+  }
+
+  auto RDA = addr<DefNode*>(RD);
+  auto TA = addr<UseNode*>(RDA.Addr->getReachedUse());
+  if (TA.Id == UA.Id) {
+    RDA.Addr->setReachedUse(Sib);
+    return;
+  }
+
+  while (TA.Id != 0) {
+    NodeId S = TA.Addr->getSibling();
+    if (S == UA.Id) {
+      TA.Addr->setSibling(UA.Addr->getSibling());
+      return;
+    }
+    TA = addr<UseNode*>(S);
+  }
+}
+
+// Remove the def node DA from any data-flow and structural links.
+void DataFlowGraph::unlinkDef(NodeAddr<DefNode*> DA) {
+  //
+  //         RD
+  //         | reached
+  //         | def
+  //         :
+  //         .
+  //        +----+
+  // ... -- | DA | -- ... -- 0  : sibling chain of DA
+  //        +----+
+  //         |  | reached
+  //         |  : def
+  //         |  .
+  //         | ...  : Siblings (defs)
+  //         |
+  //         : reached
+  //         . use
+  //        ... : sibling chain of reached uses
+
+  NodeId RD = DA.Addr->getReachingDef();
+
+  // Visit all siblings of the reached def and reset their reaching defs.
+  // Also, defs reached by DA are now "promoted" to being reached by RD,
+  // so all of them will need to be spliced into the sibling chain where
+  // DA belongs.
+  auto getAllNodes = [this] (NodeId N) -> NodeList {
+    NodeList Res;
+    while (N) {
+      auto RA = addr<RefNode*>(N);
+      // Keep the nodes in the exact sibling order.
+      Res.push_back(RA);
+      N = RA.Addr->getSibling();
+    }
+    return Res;
+  };
+  NodeList ReachedDefs = getAllNodes(DA.Addr->getReachedDef());
+  NodeList ReachedUses = getAllNodes(DA.Addr->getReachedUse());
+
+  if (RD == 0) {
+    for (NodeAddr<RefNode*> I : ReachedDefs)
+      I.Addr->setSibling(0);
+    for (NodeAddr<RefNode*> I : ReachedUses)
+      I.Addr->setSibling(0);
+  }
+  for (NodeAddr<DefNode*> I : ReachedDefs)
+    I.Addr->setReachingDef(RD);
+  for (NodeAddr<UseNode*> I : ReachedUses)
+    I.Addr->setReachingDef(RD);
+
+  NodeId Sib = DA.Addr->getSibling();
+  if (RD == 0) {
+    assert(Sib == 0);
+    return;
+  }
+
+  // Update the reaching def node and remove DA from the sibling list.
+  auto RDA = addr<DefNode*>(RD);
+  auto TA = addr<DefNode*>(RDA.Addr->getReachedDef());
+  if (TA.Id == DA.Id) {
+    // If DA is the first reached def, just update the RD's reached def
+    // to the DA's sibling.
+    RDA.Addr->setReachedDef(Sib);
+  } else {
+    // Otherwise, traverse the sibling list of the reached defs and remove
+    // DA from it.
+    while (TA.Id != 0) {
+      NodeId S = TA.Addr->getSibling();
+      if (S == DA.Id) {
+        TA.Addr->setSibling(Sib);
+        break;
+      }
+      TA = addr<DefNode*>(S);
+    }
+  }
+
+  // Splice the DA's reached defs into the RDA's reached def chain.
+  if (!ReachedDefs.empty()) {
+    auto Last = NodeAddr<DefNode*>(ReachedDefs.back());
+    Last.Addr->setSibling(RDA.Addr->getReachedDef());
+    RDA.Addr->setReachedDef(ReachedDefs.front().Id);
+  }
+  // Splice the DA's reached uses into the RDA's reached use chain.
+  if (!ReachedUses.empty()) {
+    auto Last = NodeAddr<UseNode*>(ReachedUses.back());
+    Last.Addr->setSibling(RDA.Addr->getReachedUse());
+    RDA.Addr->setReachedUse(ReachedUses.front().Id);
+  }
+
+  NodeAddr<InstrNode*> IA = DA.Addr->getOwner(*this);
+  IA.Addr->removeMember(DA, *this);
+}
diff --git a/lib/Target/Hexagon/RDFGraph.h b/lib/Target/Hexagon/RDFGraph.h
new file mode 100644 (file)
index 0000000..7da7bb5
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,841 @@
+//===--- RDFGraph.h -------------------------------------------------------===//
+//
+//                     The LLVM Compiler Infrastructure
+//
+// This file is distributed under the University of Illinois Open Source
+// License. See LICENSE.TXT for details.
+//
+//===----------------------------------------------------------------------===//
+//
+// Target-independent, SSA-based data flow graph for register data flow (RDF)
+// for a non-SSA program representation (e.g. post-RA machine code).
+//
+//
+// *** Introduction
+//
+// The RDF graph is a collection of nodes, each of which denotes some element
+// of the program. There are two main types of such elements: code and refe-
+// rences. Conceptually, "code" is something that represents the structure
+// of the program, e.g. basic block or a statement, while "reference" is an
+// instance of accessing a register, e.g. a definition or a use. Nodes are
+// connected with each other based on the structure of the program (such as
+// blocks, instructions, etc.), and based on the data flow (e.g. reaching
+// definitions, reached uses, etc.). The single-reaching-definition principle
+// of SSA is generally observed, although, due to the non-SSA representation
+// of the program, there are some differences between the graph and a "pure"
+// SSA representation.
+//
+//
+// *** Implementation remarks
+//
+// Since the graph can contain a large number of nodes, memory consumption
+// was one of the major design considerations. As a result, there is a single
+// base class NodeBase which defines all members used by all possible derived
+// classes. The members are arranged in a union, and a derived class cannot
+// add any data members of its own. Each derived class only defines the
+// functional interface, i.e. member functions. NodeBase must be a POD,
+// which implies that all of its members must also be PODs.
+// Since nodes need to be connected with other nodes, pointers have been
+// replaced with 32-bit identifiers: each node has an id of type NodeId.
+// There are mapping functions in the graph that translate between actual
+// memory addresses and the corresponding identifiers.
+// A node id of 0 is equivalent to nullptr.
+//
+//
+// *** Structure of the graph
+//
+// A code node is always a collection of other nodes. For example, a code
+// node corresponding to a basic block will contain code nodes corresponding
+// to instructions. In turn, a code node corresponding to an instruction will
+// contain a list of reference nodes that correspond to the definitions and
+// uses of registers in that instruction. The members are arranged into a
+// circular list, which is yet another consequence of the effort to save
+// memory: for each member node it should be possible to obtain its owner,
+// and it should be possible to access all other members. There are other
+// ways to accomplish that, but the circular list seemed the most natural.
+//
+// +- CodeNode -+
+// |            | <---------------------------------------------------+
+// +-+--------+-+                                                     |
+//   |FirstM  |LastM                                                  |
+//   |        +-------------------------------------+                 |
+//   |                                              |                 |
+//   V                                              V                 |
+//  +----------+ Next +----------+ Next       Next +----------+ Next  |
+//  |          |----->|          |-----> ... ----->|          |----->-+
+//  +- Member -+      +- Member -+                 +- Member -+
+//
+// The order of members is such that related reference nodes (see below)
+// should be contiguous on the member list.
+//
+// A reference node is a node that encapsulates an access to a register,
+// in other words, data flowing into or out of a register. There are two
+// major kinds of reference nodes: defs and uses. A def node will contain
+// the id of the first reached use, and the id of the first reached def.
+// Each def and use will contain the id of the reaching def, and also the
+// id of the next reached def (for def nodes) or use (for use nodes).
+// The "next node sharing the same reaching def" is denoted as "sibling".
+// In summary:
+// - Def node contains: reaching def, sibling, first reached def, and first
+// reached use.
+// - Use node contains: reaching def and sibling.
+//
+// +-- DefNode --+
+// | R2 = ...    | <---+--------------------+
+// ++---------+--+     |                    |
+//  |Reached  |Reached |                    |
+//  |Def      |Use     |                    |
+//  |         |        |Reaching            |Reaching
+//  |         V        |Def                 |Def
+//  |      +-- UseNode --+ Sib  +-- UseNode --+ Sib       Sib
+//  |      | ... = R2    |----->| ... = R2    |----> ... ----> 0
+//  |      +-------------+      +-------------+
+//  V
+// +-- DefNode --+ Sib
+// | R2 = ...    |----> ...
+// ++---------+--+
+//  |         |
+//  |         |
+// ...       ...
+//
+// To get a full picture, the circular lists connecting blocks within a
+// function, instructions within a block, etc. should be superimposed with
+// the def-def, def-use links shown above.
+// To illustrate this, consider a small example in a pseudo-assembly:
+// foo:
+//   add r2, r0, r1   ; r2 = r0+r1
+//   addi r0, r2, 1   ; r0 = r2+1
+//   ret r0           ; return value in r0
+//
+// The graph (in a format used by the debugging functions) would look like:
+//
+//   DFG dump:[
+//   f1: Function foo
+//   b2: === BB#0 === preds(0), succs(0):
+//   p3: phi [d4<r0>(,d12,u9):]
+//   p5: phi [d6<r1>(,,u10):]
+//   s7: add [d8<r2>(,,u13):, u9<r0>(d4):, u10<r1>(d6):]
+//   s11: addi [d12<r0>(d4,,u15):, u13<r2>(d8):]
+//   s14: ret [u15<r0>(d12):]
+//   ]
+//
+// The f1, b2, p3, etc. are node ids. The letter is prepended to indicate the
+// kind of the node (i.e. f - function, b - basic block, p - phi, s - state-
+// ment, d - def, u - use).
+// The format of a def node is:
+//   dN<R>(rd,d,u):sib,
+// where
+//   N   - numeric node id,
+//   R   - register being defined
+//   rd  - reaching def,
+//   d   - reached def,
+//   u   - reached use,
+//   sib - sibling.
+// The format of a use node is:
+//   uN<R>[!](rd):sib,
+// where
+//   N   - numeric node id,
+//   R   - register being used,
+//   rd  - reaching def,
+//   sib - sibling.
+// Possible annotations (usually preceding the node id):
+//   +   - preserving def,
+//   ~   - clobbering def,
+//   "   - shadow ref (follows the node id),
+//   !   - fixed register (appears after register name).
+//
+// The circular lists are not explicit in the dump.
+//
+//
+// *** Node attributes
+//
+// NodeBase has a member "Attrs", which is the primary way of determining
+// the node's characteristics. The fields in this member decide whether
+// the node is a code node or a reference node (i.e. node's "type"), then
+// within each type, the "kind" determines what specifically this node
+// represents. The remaining bits, "flags", contain additional information
+// that is even more detailed than the "kind".
+// CodeNode's kinds are:
+// - Phi:   Phi node, members are reference nodes.
+// - Stmt:  Statement, members are reference nodes.
+// - Block: Basic block, members are instruction nodes (i.e. Phi or Stmt).
+// - Func:  The whole function. The members are basic block nodes.
+// RefNode's kinds are:
+// - Use.
+// - Def.
+//
+// Meaning of flags:
+// - Preserving: applies only to defs. A preserving def is one that can
+//   preserve some of the original bits among those that are included in
+//   the register associated with that def. For example, if R0 is a 32-bit
+//   register, but a def can only change the lower 16 bits, then it will
+//   be marked as preserving.
+// - Shadow: a reference that has duplicates holding additional reaching
+//   defs (see more below).
+// - Clobbering: applied only to defs, indicates that the value generated
+//   by this def is unspecified. A typical example would be volatile registers
+//   after function calls.
+//
+//
+// *** Shadow references
+//
+// It may happen that a super-register can have two (or more) non-overlapping
+// sub-registers. When both of these sub-registers are defined and followed
+// by a use of the super-register, the use of the super-register will not
+// have a unique reaching def: both defs of the sub-registers need to be
+// accounted for. In such cases, a duplicate use of the super-register is
+// added and it points to the extra reaching def. Both uses are marked with
+// a flag "shadow". Example:
+// Assume t0 is a super-register of r0 and r1, r0 and r1 do not overlap:
+//   set r0, 1        ; r0 = 1
+//   set r1, 1        ; r1 = 1
+//   addi t1, t0, 1   ; t1 = t0+1
+//
+// The DFG:
+//   s1: set [d2<r0>(,,u9):]
+//   s3: set [d4<r1>(,,u10):]
+//   s5: addi [d6<t1>(,,):, u7"<t0>(d2):, u8"<t0>(d4):]
+//
+// The statement s5 has two use nodes for t0: u7" and u9". The quotation
+// mark " indicates that the node is a shadow.
+//
+#ifndef RDF_GRAPH_H
+#define RDF_GRAPH_H
+
+#include "llvm/ADT/BitVector.h"
+#include "llvm/Support/Allocator.h"
+#include "llvm/Support/Debug.h"
+#include "llvm/Support/raw_ostream.h"
+#include "llvm/Support/Timer.h"
+
+#include <functional>
+#include <map>
+#include <set>
+#include <vector>
+
+using namespace llvm;
+
+namespace llvm {
+  class MachineBasicBlock;
+  class MachineFunction;
+  class MachineInstr;
+  class MachineOperand;
+  class MachineDominanceFrontier;
+  class MachineDominatorTree;
+  class TargetInstrInfo;
+  class TargetRegisterInfo;
+}
+
+namespace rdf {
+  typedef uint32_t NodeId;
+
+  struct NodeAttrs {
+    enum : uint16_t {
+      None          = 0x0000,   // Nothing
+
+      // Types: 2 bits
+      TypeMask      = 0x0003,
+      Code          = 0x0001,   // 01, Container
+      Ref           = 0x0002,   // 10, Reference
+
+      // Kind: 3 bits
+      KindMask      = 0x0007 << 2,
+      Def           = 0x0001 << 2,  // 001
+      Use           = 0x0002 << 2,  // 010
+      Phi           = 0x0003 << 2,  // 011
+      Stmt          = 0x0004 << 2,  // 100
+      Block         = 0x0005 << 2,  // 101
+      Func          = 0x0006 << 2,  // 110
+
+      // Flags: 5 bits for now
+      FlagMask      = 0x001F << 5,
+      Shadow        = 0x0001 << 5,  // 00001, Has extra reaching defs.
+      Clobbering    = 0x0002 << 5,  // 00010, Produces unspecified values.
+      PhiRef        = 0x0004 << 5,  // 00100, Member of PhiNode.
+      Preserving    = 0x0008 << 5,  // 01000, Def can keep original bits.
+      Fixed         = 0x0010 << 5,  // 10000, Fixed register.
+    };
+
+    static uint16_t type(uint16_t T)  { return T & TypeMask; }
+    static uint16_t kind(uint16_t T)  { return T & KindMask; }
+    static uint16_t flags(uint16_t T) { return T & FlagMask; }
+
+    static uint16_t set_type(uint16_t A, uint16_t T) {
+      return (A & ~TypeMask) | T;
+    }
+    static uint16_t set_kind(uint16_t A, uint16_t K) {
+      return (A & ~KindMask) | K;
+    }
+    static uint16_t set_flags(uint16_t A, uint16_t F) {
+      return (A & ~FlagMask) | F;
+    }
+
+    // Test if A contains B.
+    static bool contains(uint16_t A, uint16_t B) {
+      if (type(A) != Code)
+        return false;
+      uint16_t KB = kind(B);
+      switch (kind(A)) {
+        case Func:
+          return KB == Block;
+        case Block:
+          return KB == Phi || KB == Stmt;
+        case Phi:
+        case Stmt:
+          return type(B) == Ref;
+      }
+      return false;
+    }
+  };
+
+  template <typename T> struct NodeAddr {
+    NodeAddr() : Addr(nullptr), Id(0) {}
+    NodeAddr(T A, NodeId I) : Addr(A), Id(I) {}
+    NodeAddr(const NodeAddr&) = default;
+    NodeAddr &operator= (const NodeAddr&) = default;
+
+    bool operator== (const NodeAddr<T> &NA) const {
+      assert((Addr == NA.Addr) == (Id == NA.Id));
+      return Addr == NA.Addr;
+    }
+    bool operator!= (const NodeAddr<T> &NA) const {
+      return !operator==(NA);
+    }
+    // Type cast (casting constructor). The reason for having this class
+    // instead of std::pair.
+    template <typename S> NodeAddr(const NodeAddr<S> &NA)
+      : Addr(static_cast<T>(NA.Addr)), Id(NA.Id) {}
+
+    T Addr;
+    NodeId Id;
+  };
+
+  struct NodeBase;
+
+  // Fast memory allocation and translation between node id and node address.
+  // This is really the same idea as the one underlying the "bump pointer
+  // allocator", the difference being in the translation. A node id is
+  // composed of two components: the index of the block in which it was
+  // allocated, and the index within the block. With the default settings,
+  // where the number of nodes per block is 4096, the node id (minus 1) is:
+  //
+  // bit position:                11             0
+  // +----------------------------+--------------+
+  // | Index of the block         |Index in block|
+  // +----------------------------+--------------+
+  //
+  // The actual node id is the above plus 1, to avoid creating a node id of 0.
+  //
+  // This method significantly improved the build time, compared to using maps
+  // (std::unordered_map or DenseMap) to translate between pointers and ids.
+  struct NodeAllocator {
+    // Amount of storage for a single node.
+    enum { NodeMemSize = 32 };
+    NodeAllocator(uint32_t NPB = 4096)
+        : NodesPerBlock(NPB), BitsPerIndex(Log2_32(NPB)),
+          IndexMask((1 << BitsPerIndex)-1), ActiveEnd(nullptr) {
+      assert(isPowerOf2_32(NPB));
+    }
+    NodeBase *ptr(NodeId N) const {
+      uint32_t N1 = N-1;
+      uint32_t BlockN = N1 >> BitsPerIndex;
+      uint32_t Offset = (N1 & IndexMask) * NodeMemSize;
+      return reinterpret_cast<NodeBase*>(Blocks[BlockN]+Offset);
+    }
+    NodeId id(const NodeBase *P) const;
+    NodeAddr<NodeBase*> New();
+    void clear();
+
+  private:
+    void startNewBlock();
+    bool needNewBlock();
+    uint32_t makeId(uint32_t Block, uint32_t Index) const {
+      // Add 1 to the id, to avoid the id of 0, which is treated as "null".
+      return ((Block << BitsPerIndex) | Index) + 1;
+    }
+
+    const uint32_t NodesPerBlock;
+    const uint32_t BitsPerIndex;
+    const uint32_t IndexMask;
+    char *ActiveEnd;
+    std::vector<char*> Blocks;
+    typedef BumpPtrAllocatorImpl<MallocAllocator, 65536> AllocatorTy;
+    AllocatorTy MemPool;
+  };
+
+  struct RegisterRef {
+    unsigned Reg, Sub;
+
+    // No non-trivial constructors, since this will be a member of a union.
+    RegisterRef() = default;
+    RegisterRef(const RegisterRef &RR) = default;
+    RegisterRef &operator= (const RegisterRef &RR) = default;
+    bool operator== (const RegisterRef &RR) const {
+      return Reg == RR.Reg && Sub == RR.Sub;
+    }
+    bool operator!= (const RegisterRef &RR) const {
+      return !operator==(RR);
+    }
+    bool operator< (const RegisterRef &RR) const {
+      return Reg < RR.Reg || (Reg == RR.Reg && Sub < RR.Sub);
+    }
+  };
+  typedef std::set<RegisterRef> RegisterSet;
+
+  struct RegisterAliasInfo {
+    RegisterAliasInfo(const TargetRegisterInfo &tri) : TRI(tri) {}
+    virtual ~RegisterAliasInfo() {}
+
+    virtual std::vector<RegisterRef> getAliasSet(RegisterRef RR) const;
+    virtual bool alias(RegisterRef RA, RegisterRef RB) const;
+    virtual bool covers(RegisterRef RA, RegisterRef RB) const;
+    virtual bool covers(const RegisterSet &RRs, RegisterRef RR) const;
+
+    const TargetRegisterInfo &TRI;
+  };
+
+  struct TargetOperandInfo {
+    TargetOperandInfo(const TargetInstrInfo &tii) : TII(tii) {}
+    virtual ~TargetOperandInfo() {}
+    virtual bool isPreserving(const MachineInstr &In, unsigned OpNum) const;
+    virtual bool isClobbering(const MachineInstr &In, unsigned OpNum) const;
+    virtual bool isFixedReg(const MachineInstr &In, unsigned OpNum) const;
+
+    const TargetInstrInfo &TII;
+  };
+
+
+  struct DataFlowGraph;
+
+  struct NodeBase {
+  public:
+    // Make sure this is a POD.
+    NodeBase() = default;
+    uint16_t getType()  const { return NodeAttrs::type(Attrs); }
+    uint16_t getKind()  const { return NodeAttrs::kind(Attrs); }
+    uint16_t getFlags() const { return NodeAttrs::flags(Attrs); }
+    NodeId   getNext()  const { return Next; }
+
+    uint16_t getAttrs() const { return Attrs; }
+    void setAttrs(uint16_t A) { Attrs = A; }
+    void setFlags(uint16_t F) { setAttrs(NodeAttrs::set_flags(getAttrs(), F)); }
+
+    // Insert node NA after "this" in the circular chain.
+    void append(NodeAddr<NodeBase*> NA);
+    // Initialize all members to 0.
+    void init() { memset(this, 0, sizeof *this); }
+    void setNext(NodeId N) { Next = N; }
+
+  protected:
+    uint16_t Attrs;
+    uint16_t Reserved;
+    NodeId Next;                // Id of the next node in the circular chain.
+    // Definitions of nested types. Using anonymous nested structs would make
+    // this class definition clearer, but unnamed structs are not a part of
+    // the standard.
+    struct Def_struct  {
+      NodeId DD, DU;          // Ids of the first reached def and use.
+    };
+    struct PhiU_struct  {
+      NodeId PredB;           // Id of the predecessor block for a phi use.
+    };
+    struct Code_struct {
+      void *CP;               // Pointer to the actual code.
+      NodeId FirstM, LastM;   // Id of the first member and last.
+    };
+    struct Ref_struct {
+      NodeId RD, Sib;         // Ids of the reaching def and the sibling.
+      union {
+        Def_struct Def;
+        PhiU_struct PhiU;
+      };
+      union {
+        MachineOperand *Op;   // Non-phi refs point to a machine operand.
+        RegisterRef RR;       // Phi refs store register info directly.
+      };
+    };
+
+    // The actual payload.
+    union {
+      Ref_struct Ref;
+      Code_struct Code;
+    };
+  };
+  // The allocator allocates chunks of 32 bytes for each node. The fact that
+  // each node takes 32 bytes in memory is used for fast translation between
+  // the node id and the node address.
+  static_assert(sizeof(NodeBase) <= NodeAllocator::NodeMemSize,
+        "NodeBase must be at most NodeAllocator::NodeMemSize bytes");
+
+  typedef std::vector<NodeAddr<NodeBase*>> NodeList;
+  typedef std::set<NodeId> NodeSet;
+
+  struct RefNode : public NodeBase {
+    RefNode() = default;
+    RegisterRef getRegRef() const;
+    MachineOperand &getOp() {
+      assert(!(getFlags() & NodeAttrs::PhiRef));
+      return *Ref.Op;
+    }
+    void setRegRef(RegisterRef RR);
+    void setRegRef(MachineOperand *Op);
+    NodeId getReachingDef() const {
+      return Ref.RD;
+    }
+    void setReachingDef(NodeId RD) {
+      Ref.RD = RD;
+    }
+    NodeId getSibling() const {
+      return Ref.Sib;
+    }
+    void setSibling(NodeId Sib) {
+      Ref.Sib = Sib;
+    }
+    bool isUse() const {
+      assert(getType() == NodeAttrs::Ref);
+      return getKind() == NodeAttrs::Use;
+    }
+    bool isDef() const {
+      assert(getType() == NodeAttrs::Ref);
+      return getKind() == NodeAttrs::Def;
+    }
+
+    template <typename Predicate>
+    NodeAddr<RefNode*> getNextRef(RegisterRef RR, Predicate P, bool NextOnly,
+        const DataFlowGraph &G);
+    NodeAddr<NodeBase*> getOwner(const DataFlowGraph &G);
+  };
+
+  struct DefNode : public RefNode {
+    NodeId getReachedDef() const {
+      return Ref.Def.DD;
+    }
+    void setReachedDef(NodeId D) {
+      Ref.Def.DD = D;
+    }
+    NodeId getReachedUse() const {
+      return Ref.Def.DU;
+    }
+    void setReachedUse(NodeId U) {
+      Ref.Def.DU = U;
+    }
+
+    void linkToDef(NodeId Self, NodeAddr<DefNode*> DA);
+  };
+
+  struct UseNode : public RefNode {
+    void linkToDef(NodeId Self, NodeAddr<DefNode*> DA);
+  };
+
+  struct PhiUseNode : public UseNode {
+    NodeId getPredecessor() const {
+      assert(getFlags() & NodeAttrs::PhiRef);
+      return Ref.PhiU.PredB;
+    }
+    void setPredecessor(NodeId B) {
+      assert(getFlags() & NodeAttrs::PhiRef);
+      Ref.PhiU.PredB = B;
+    }
+  };
+
+  struct CodeNode : public NodeBase {
+    template <typename T> T getCode() const {
+      return static_cast<T>(Code.CP);
+    }
+    void setCode(void *C) {
+      Code.CP = C;
+    }
+
+    NodeAddr<NodeBase*> getFirstMember(const DataFlowGraph &G) const;
+    NodeAddr<NodeBase*> getLastMember(const DataFlowGraph &G) const;
+    void addMember(NodeAddr<NodeBase*> NA, const DataFlowGraph &G);
+    void addMemberAfter(NodeAddr<NodeBase*> MA, NodeAddr<NodeBase*> NA,
+        const DataFlowGraph &G);
+    void removeMember(NodeAddr<NodeBase*> NA, const DataFlowGraph &G);
+
+    NodeList members(const DataFlowGraph &G) const;
+    template <typename Predicate>
+    NodeList members_if(Predicate P, const DataFlowGraph &G) const;
+  };
+
+  struct InstrNode : public CodeNode {
+    NodeAddr<NodeBase*> getOwner(const DataFlowGraph &G);
+  };
+
+  struct PhiNode : public InstrNode {
+    MachineInstr *getCode() const {
+      return nullptr;
+    }
+  };
+
+  struct StmtNode : public InstrNode {
+    MachineInstr *getCode() const {
+      return CodeNode::getCode<MachineInstr*>();
+    }
+  };
+
+  struct BlockNode : public CodeNode {
+    MachineBasicBlock *getCode() const {
+      return CodeNode::getCode<MachineBasicBlock*>();
+    }
+    void addPhi(NodeAddr<PhiNode*> PA, const DataFlowGraph &G);
+  };
+
+  struct FuncNode : public CodeNode {
+    MachineFunction *getCode() const {
+      return CodeNode::getCode<MachineFunction*>();
+    }
+    NodeAddr<BlockNode*> findBlock(const MachineBasicBlock *BB,
+        const DataFlowGraph &G) const;
+    NodeAddr<BlockNode*> getEntryBlock(const DataFlowGraph &G);
+  };
+
+  struct DataFlowGraph {
+    DataFlowGraph(MachineFunction &mf, const TargetInstrInfo &tii,
+        const TargetRegisterInfo &tri, const MachineDominatorTree &mdt,
+        const MachineDominanceFrontier &mdf, const RegisterAliasInfo &rai,
+        const TargetOperandInfo &toi);
+
+    NodeBase *ptr(NodeId N) const;
+    template <typename T> T ptr(NodeId N) const {
+      return static_cast<T>(ptr(N));
+    }
+    NodeId id(const NodeBase *P) const;
+
+    template <typename T> NodeAddr<T> addr(NodeId N) const {
+      return { ptr<T>(N), N };
+    }
+
+    NodeAddr<FuncNode*> getFunc() const {
+      return Func;
+    }
+    MachineFunction &getMF() const {
+      return MF;
+    }
+    const TargetInstrInfo &getTII() const {
+      return TII;
+    }
+    const TargetRegisterInfo &getTRI() const {
+      return TRI;
+    }
+    const MachineDominatorTree &getDT() const {
+      return MDT;
+    }
+    const MachineDominanceFrontier &getDF() const {
+      return MDF;
+    }
+    const RegisterAliasInfo &getRAI() const {
+      return RAI;
+    }
+
+    struct DefStack {
+      DefStack() = default;
+      bool empty() const { return Stack.empty() || top() == bottom(); }
+    private:
+      typedef NodeAddr<DefNode*> value_type;
+      struct Iterator {
+        typedef DefStack::value_type value_type;
+        Iterator &up() { Pos = DS.nextUp(Pos); return *this; }
+        Iterator &down() { Pos = DS.nextDown(Pos); return *this; }
+        value_type operator*() const {
+          assert(Pos >= 1);
+          return DS.Stack[Pos-1];
+        }
+        const value_type *operator->() const {
+          assert(Pos >= 1);
+          return &DS.Stack[Pos-1];
+        }
+        bool operator==(const Iterator &It) const { return Pos == It.Pos; }
+        bool operator!=(const Iterator &It) const { return Pos != It.Pos; }
+      private:
+        Iterator(const DefStack &S, bool Top);
+        // Pos-1 is the index in the StorageType object that corresponds to
+        // the top of the DefStack.
+        const DefStack &DS;
+        unsigned Pos;
+        friend struct DefStack;
+      };
+    public:
+      typedef Iterator iterator;
+      iterator top() const { return Iterator(*this, true); }
+      iterator bottom() const { return Iterator(*this, false); }
+      unsigned size() const;
+
+      void push(NodeAddr<DefNode*> DA) { Stack.push_back(DA); }
+      void pop();
+      void start_block(NodeId N);
+      void clear_block(NodeId N);
+    private:
+      friend struct Iterator;
+      typedef std::vector<value_type> StorageType;
+      bool isDelimiter(const StorageType::value_type &P, NodeId N = 0) const {
+        return (P.Addr == nullptr) && (N == 0 || P.Id == N);
+      }
+      unsigned nextUp(unsigned P) const;
+      unsigned nextDown(unsigned P) const;
+      StorageType Stack;
+    };
+
+    typedef std::map<RegisterRef,DefStack> DefStackMap;
+
+    void build();
+    void pushDefs(NodeAddr<InstrNode*> IA, DefStackMap &DM);
+    void markBlock(NodeId B, DefStackMap &DefM);
+    void releaseBlock(NodeId B, DefStackMap &DefM);
+
+    NodeAddr<RefNode*> getNextRelated(NodeAddr<InstrNode*> IA,
+        NodeAddr<RefNode*> RA) const;
+    NodeAddr<RefNode*> getNextImp(NodeAddr<InstrNode*> IA,
+        NodeAddr<RefNode*> RA, bool Create);
+    NodeAddr<RefNode*> getNextImp(NodeAddr<InstrNode*> IA,
+        NodeAddr<RefNode*> RA) const;
+    NodeAddr<RefNode*> getNextShadow(NodeAddr<InstrNode*> IA,
+        NodeAddr<RefNode*> RA, bool Create);
+    NodeAddr<RefNode*> getNextShadow(NodeAddr<InstrNode*> IA,
+        NodeAddr<RefNode*> RA) const;
+
+    NodeList getRelatedRefs(NodeAddr<InstrNode*> IA,
+        NodeAddr<RefNode*> RA) const;
+
+    void unlinkUse(NodeAddr<UseNode*> UA);
+    void unlinkDef(NodeAddr<DefNode*> DA);
+
+    // Some useful filters.
+    template <uint16_t Kind>
+    static bool IsRef(const NodeAddr<NodeBase*> BA) {
+      return BA.Addr->getType() == NodeAttrs::Ref &&
+             BA.Addr->getKind() == Kind;
+    }
+    template <uint16_t Kind>
+    static bool IsCode(const NodeAddr<NodeBase*> BA) {
+      return BA.Addr->getType() == NodeAttrs::Code &&
+             BA.Addr->getKind() == Kind;
+    }
+    static bool IsDef(const NodeAddr<NodeBase*> BA) {
+      return BA.Addr->getType() == NodeAttrs::Ref &&
+             BA.Addr->getKind() == NodeAttrs::Def;
+    }
+    static bool IsUse(const NodeAddr<NodeBase*> BA) {
+      return BA.Addr->getType() == NodeAttrs::Ref &&
+             BA.Addr->getKind() == NodeAttrs::Use;
+    }
+    static bool IsPhi(const NodeAddr<NodeBase*> BA) {
+      return BA.Addr->getType() == NodeAttrs::Code &&
+             BA.Addr->getKind() == NodeAttrs::Phi;
+    }
+
+  private:
+    void reset();
+
+    NodeAddr<NodeBase*> newNode(uint16_t Attrs);
+    NodeAddr<NodeBase*> cloneNode(const NodeAddr<NodeBase*> B);
+    NodeAddr<UseNode*> newUse(NodeAddr<InstrNode*> Owner,
+        MachineOperand &Op, uint16_t Flags = NodeAttrs::None);
+    NodeAddr<PhiUseNode*> newPhiUse(NodeAddr<PhiNode*> Owner,
+        RegisterRef RR, NodeAddr<BlockNode*> PredB,
+        uint16_t Flags = NodeAttrs::PhiRef);
+    NodeAddr<DefNode*> newDef(NodeAddr<InstrNode*> Owner,
+        MachineOperand &Op, uint16_t Flags = NodeAttrs::None);
+    NodeAddr<DefNode*> newDef(NodeAddr<InstrNode*> Owner,
+        RegisterRef RR, uint16_t Flags = NodeAttrs::PhiRef);
+    NodeAddr<PhiNode*> newPhi(NodeAddr<BlockNode*> Owner);
+    NodeAddr<StmtNode*> newStmt(NodeAddr<BlockNode*> Owner,
+        MachineInstr *MI);
+    NodeAddr<BlockNode*> newBlock(NodeAddr<FuncNode*> Owner,
+        MachineBasicBlock *BB);
+    NodeAddr<FuncNode*> newFunc(MachineFunction *MF);
+
+    template <typename Predicate>
+    std::pair<NodeAddr<RefNode*>,NodeAddr<RefNode*>>
+    locateNextRef(NodeAddr<InstrNode*> IA, NodeAddr<RefNode*> RA,
+        Predicate P) const;
+
+    typedef std::map<NodeId,RegisterSet> BlockRefsMap;
+
+    void buildStmt(NodeAddr<BlockNode*> BA, MachineInstr &In);
+    void buildBlockRefs(NodeAddr<BlockNode*> BA, BlockRefsMap &RefM);
+    void recordDefsForDF(BlockRefsMap &PhiM, BlockRefsMap &RefM,
+        NodeAddr<BlockNode*> BA);
+    void buildPhis(BlockRefsMap &PhiM, BlockRefsMap &RefM,
+        NodeAddr<BlockNode*> BA);
+    void removeUnusedPhis();
+
+    template <typename T> void linkRefUp(NodeAddr<InstrNode*> IA,
+        NodeAddr<T> TA, DefStack &DS);
+    void linkStmtRefs(DefStackMap &DefM, NodeAddr<StmtNode*> SA);
+    void linkBlockRefs(DefStackMap &DefM, NodeAddr<BlockNode*> BA);
+
+    TimerGroup TimeG;
+    NodeAddr<FuncNode*> Func;
+    NodeAllocator Memory;
+
+    MachineFunction &MF;
+    const TargetInstrInfo &TII;
+    const TargetRegisterInfo &TRI;
+    const MachineDominatorTree &MDT;
+    const MachineDominanceFrontier &MDF;
+    const RegisterAliasInfo &RAI;
+    const TargetOperandInfo &TOI;
+  };  // struct DataFlowGraph
+
+  template <typename Predicate>
+  NodeAddr<RefNode*> RefNode::getNextRef(RegisterRef RR, Predicate P,
+        bool NextOnly, const DataFlowGraph &G) {
+    // Get the "Next" reference in the circular list that references RR and
+    // satisfies predicate "Pred".
+    auto NA = G.addr<NodeBase*>(getNext());
+
+    while (NA.Addr != this) {
+      if (NA.Addr->getType() == NodeAttrs::Ref) {
+        NodeAddr<RefNode*> RA = NA;
+        if (RA.Addr->getRegRef() == RR && P(NA))
+          return NA;
+        if (NextOnly)
+          break;
+        NA = G.addr<NodeBase*>(NA.Addr->getNext());
+      } else {
+        // We've hit the beginning of the chain.
+        assert(NA.Addr->getType() == NodeAttrs::Code);
+        NodeAddr<CodeNode*> CA = NA;
+        NA = CA.Addr->getFirstMember(G);
+      }
+    }
+    // Return the equivalent of "nullptr" if such a node was not found.
+    return NodeAddr<RefNode*>();
+  }
+
+  template <typename Predicate>
+  NodeList CodeNode::members_if(Predicate P, const DataFlowGraph &G) const {
+    NodeList MM;
+    auto M = getFirstMember(G);
+    if (M.Id == 0)
+      return MM;
+
+    while (M.Addr != this) {
+      if (P(M))
+        MM.push_back(M);
+      M = G.addr<NodeBase*>(M.Addr->getNext());
+    }
+    return MM;
+  }
+
+
+  template <typename T> struct Print;
+  template <typename T>
+  raw_ostream &operator<< (raw_ostream &OS, const Print<T> &P);
+
+  template <typename T>
+  struct Print {
+    Print(const T &x, const DataFlowGraph &g) : Obj(x), G(g) {}
+    const T &Obj;
+    const DataFlowGraph &G;
+  };
+
+  template <typename T>
+  struct PrintNode : Print<NodeAddr<T>> {
+    PrintNode(const NodeAddr<T> &x, const DataFlowGraph &g)
+      : Print<NodeAddr<T>>(x, g) {}
+  };
+} // namespace rdf
+
+#endif // RDF_GRAPH_H