lib/CodeGen/LiveIntervalAnalysis.cpp

   1 //===-- LiveIntervals.cpp - Live Interval Analysis ------------------------===//
   2 //
   3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
   4 //
   5 // This file was developed by the LLVM research group and is distributed under
   6 // the University of Illinois Open Source License. See LICENSE.TXT for details.
   7 //
   8 //===----------------------------------------------------------------------===//
   9 //
  10 // This file implements the LiveInterval analysis pass which is used
  11 // by the Linear Scan Register allocator. This pass linearizes the
  12 // basic blocks of the function in DFS order and uses the
  13 // LiveVariables pass to conservatively compute live intervals for
  14 // each virtual and physical register.
  15 //
  16 //===----------------------------------------------------------------------===//
  17
  18 #define DEBUG_TYPE "liveintervals"
  19 #include "LiveIntervals.h"
  20 #include "llvm/Value.h"
  21 #include "llvm/Analysis/LoopInfo.h"
  22 #include "llvm/CodeGen/LiveVariables.h"
  23 #include "llvm/CodeGen/MachineFrameInfo.h"
  24 #include "llvm/CodeGen/MachineInstr.h"
  25 #include "llvm/CodeGen/Passes.h"
  26 #include "llvm/CodeGen/SSARegMap.h"
  27 #include "llvm/Target/MRegisterInfo.h"
  28 #include "llvm/Target/TargetInstrInfo.h"
  29 #include "llvm/Target/TargetMachine.h"
  30 #include "Support/CommandLine.h"
  31 #include "Support/Debug.h"
  32 #include "Support/Statistic.h"
  33 #include "Support/STLExtras.h"
  34 #include "VirtRegMap.h"
  35 #include <cmath>
  36 #include <iostream>
  37
  38 using namespace llvm;
  39
  40 namespace {
  41     RegisterAnalysis<LiveIntervals> X("liveintervals",
  42                                       "Live Interval Analysis");
  43
  44     Statistic<> numIntervals
  45     ("liveintervals", "Number of original intervals");
  46
  47     Statistic<> numIntervalsAfter
  48     ("liveintervals", "Number of intervals after coalescing");
  49
  50     Statistic<> numJoins
  51     ("liveintervals", "Number of interval joins performed");
  52
  53     Statistic<> numPeep
  54     ("liveintervals", "Number of identity moves eliminated after coalescing");
  55
  56     Statistic<> numFolded
  57     ("liveintervals", "Number of loads/stores folded into instructions");
  58
  59     cl::opt<bool>
  60     join("join-liveintervals",
  61          cl::desc("Join compatible live intervals"),
  62          cl::init(true));
  63 };
  64
  65 void LiveIntervals::getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const
  66 {
  67     AU.addPreserved<LiveVariables>();
  68     AU.addRequired<LiveVariables>();
  69     AU.addPreservedID(PHIEliminationID);
  70     AU.addRequiredID(PHIEliminationID);
  71     AU.addRequiredID(TwoAddressInstructionPassID);
  72     AU.addRequired<LoopInfo>();
  73     MachineFunctionPass::getAnalysisUsage(AU);
  74 }
  75
  76 void LiveIntervals::releaseMemory()
  77 {
  78     mbbi2mbbMap_.clear();
  79     mi2iMap_.clear();
  80     i2miMap_.clear();
  81     r2iMap_.clear();
  82     r2rMap_.clear();
  83     intervals_.clear();
  84 }
  85
  86
  87 /// runOnMachineFunction - Register allocate the whole function
  88 ///
  89 bool LiveIntervals::runOnMachineFunction(MachineFunction &fn) {
  90     mf_ = &fn;
  91     tm_ = &fn.getTarget();
  92     mri_ = tm_->getRegisterInfo();
  93     lv_ = &getAnalysis<LiveVariables>();
  94
  95     // number MachineInstrs
  96     unsigned miIndex = 0;
  97     for (MachineFunction::iterator mbb = mf_->begin(), mbbEnd = mf_->end();
  98          mbb != mbbEnd; ++mbb) {
  99         unsigned mbbIdx = lv_->getMachineBasicBlockIndex(mbb);
 100         bool inserted = mbbi2mbbMap_.insert(std::make_pair(mbbIdx,
 101                                                            mbb)).second;
 102         assert(inserted && "multiple index -> MachineBasicBlock");
 103
 104         for (MachineBasicBlock::iterator mi = mbb->begin(), miEnd = mbb->end();
 105              mi != miEnd; ++mi) {
 106             inserted = mi2iMap_.insert(std::make_pair(mi, miIndex)).second;
 107             assert(inserted && "multiple MachineInstr -> index mappings");
 108             i2miMap_.push_back(mi);
 109             miIndex += InstrSlots::NUM;
 110         }
 111     }
 112
 113     computeIntervals();
 114
 115     numIntervals += intervals_.size();
 116
 117     // join intervals if requested
 118     if (join) joinIntervals();
 119
 120     numIntervalsAfter += intervals_.size();
 121
 122     // perform a final pass over the instructions and compute spill
 123     // weights, coalesce virtual registers and remove identity moves
 124     const LoopInfo& loopInfo = getAnalysis<LoopInfo>();
 125     const TargetInstrInfo& tii = tm_->getInstrInfo();
 126
 127     for (MachineFunction::iterator mbbi = mf_->begin(), mbbe = mf_->end();
 128          mbbi != mbbe; ++mbbi) {
 129         MachineBasicBlock* mbb = mbbi;
 130         unsigned loopDepth = loopInfo.getLoopDepth(mbb->getBasicBlock());
 131
 132         for (MachineBasicBlock::iterator mii = mbb->begin(), mie = mbb->end();
 133              mii != mie; ) {
 134             // if the move will be an identity move delete it
 135             unsigned srcReg, dstReg;
 136             if (tii.isMoveInstr(*mii, srcReg, dstReg) &&
 137                 rep(srcReg) == rep(dstReg)) {
 138                 // remove from def list
 139                 Interval& interval = getOrCreateInterval(rep(dstReg));
 140                 // remove index -> MachineInstr and
 141                 // MachineInstr -> index mappings
 142                 Mi2IndexMap::iterator mi2i = mi2iMap_.find(mii);
 143                 if (mi2i != mi2iMap_.end()) {
 144                     i2miMap_[mi2i->second/InstrSlots::NUM] = 0;
 145                     mi2iMap_.erase(mi2i);
 146                 }
 147                 mii = mbbi->erase(mii);
 148                 ++numPeep;
 149             }
 150             else {
 151                 for (unsigned i = 0; i < mii->getNumOperands(); ++i) {
 152                     const MachineOperand& mop = mii->getOperand(i);
 153                     if (mop.isRegister() && mop.getReg() &&
 154                         MRegisterInfo::isVirtualRegister(mop.getReg())) {
 155                         // replace register with representative register
 156                         unsigned reg = rep(mop.getReg());
 157                         mii->SetMachineOperandReg(i, reg);
 158
 159                         Reg2IntervalMap::iterator r2iit = r2iMap_.find(reg);
 160                         assert(r2iit != r2iMap_.end());
 161                         r2iit->second->weight +=
 162                             (mop.isUse() + mop.isDef()) * pow(10.0F, loopDepth);
 163                     }
 164                 }
 165                 ++mii;
 166             }
 167         }
 168     }
 169
 170     intervals_.sort();
 171     DEBUG(std::cerr << "********** INTERVALS **********\n");
 172     DEBUG(std::copy(intervals_.begin(), intervals_.end(),
 173                     std::ostream_iterator<Interval>(std::cerr, "\n")));
 174     DEBUG(std::cerr << "********** MACHINEINSTRS **********\n");
 175     DEBUG(
 176         for (MachineFunction::iterator mbbi = mf_->begin(), mbbe = mf_->end();
 177              mbbi != mbbe; ++mbbi) {
 178             std::cerr << ((Value*)mbbi->getBasicBlock())->getName() << ":\n";
 179             for (MachineBasicBlock::iterator mii = mbbi->begin(),
 180                      mie = mbbi->end(); mii != mie; ++mii) {
 181                 std::cerr << getInstructionIndex(mii) << '\t';
 182                 mii->print(std::cerr, *tm_);
 183             }
 184         });
 185
 186     return true;
 187 }
 188
 189 std::vector<Interval*> LiveIntervals::addIntervalsForSpills(const Interval& li,
 190                                                             VirtRegMap& vrm,
 191                                                             int slot)
 192 {
 193     std::vector<Interval*> added;
 194
 195     assert(li.weight != HUGE_VAL &&
 196            "attempt to spill already spilled interval!");
 197
 198     DEBUG(std::cerr << "\t\t\t\tadding intervals for spills for interval: "
 199           << li << '\n');
 200
 201     const TargetRegisterClass* rc = mf_->getSSARegMap()->getRegClass(li.reg);
 202
 203     for (Interval::Ranges::const_iterator
 204              i = li.ranges.begin(), e = li.ranges.end(); i != e; ++i) {
 205         unsigned index = getBaseIndex(i->first);
 206         unsigned end = getBaseIndex(i->second-1) + InstrSlots::NUM;
 207         for (; index < end; index += InstrSlots::NUM) {
 208             // skip deleted instructions
 209             while (!getInstructionFromIndex(index)) index += InstrSlots::NUM;
 210             MachineBasicBlock::iterator mi = getInstructionFromIndex(index);
 211
 212         for_operand:
 213             for (unsigned i = 0; i < mi->getNumOperands(); ++i) {
 214                 MachineOperand& mop = mi->getOperand(i);
 215                 if (mop.isRegister() && mop.getReg() == li.reg) {
 216                     if (MachineInstr* fmi =
 217                         mri_->foldMemoryOperand(mi, i, slot)) {
 218                         lv_->instructionChanged(mi, fmi);
 219                         vrm.virtFolded(li.reg, mi, fmi);
 220                         mi2iMap_.erase(mi);
 221                         i2miMap_[index/InstrSlots::NUM] = fmi;
 222                         mi2iMap_[fmi] = index;
 223                         MachineBasicBlock& mbb = *mi->getParent();
 224                         mi = mbb.insert(mbb.erase(mi), fmi);
 225                         ++numFolded;
 226                         goto for_operand;
 227                     }
 228                     else {
 229                         // This is tricky. We need to add information in
 230                         // the interval about the spill code so we have to
 231                         // use our extra load/store slots.
 232                         //
 233                         // If we have a use we are going to have a load so
 234                         // we start the interval from the load slot
 235                         // onwards. Otherwise we start from the def slot.
 236                         unsigned start = (mop.isUse() ?
 237                                           getLoadIndex(index) :
 238                                           getDefIndex(index));
 239                         // If we have a def we are going to have a store
 240                         // right after it so we end the interval after the
 241                         // use of the next instruction. Otherwise we end
 242                         // after the use of this instruction.
 243                         unsigned end = 1 + (mop.isDef() ?
 244                                             getUseIndex(index+InstrSlots::NUM) :
 245                                             getUseIndex(index));
 246
 247                         // create a new register for this spill
 248                         unsigned nReg =
 249                             mf_->getSSARegMap()->createVirtualRegister(rc);
 250                         mi->SetMachineOperandReg(i, nReg);
 251                         vrm.grow();
 252                         vrm.assignVirt2StackSlot(nReg, slot);
 253                         Interval& nI = getOrCreateInterval(nReg);
 254                         assert(nI.empty());
 255                         // the spill weight is now infinity as it
 256                         // cannot be spilled again
 257                         nI.weight = HUGE_VAL;
 258                         nI.addRange(start, end);
 259                         added.push_back(&nI);
 260                         // update live variables
 261                         lv_->addVirtualRegisterKilled(nReg, mi->getParent(),mi);
 262                         DEBUG(std::cerr << "\t\t\t\tadded new interval: "
 263                               << nI << '\n');
 264                     }
 265                 }
 266             }
 267         }
 268     }
 269
 270     return added;
 271 }
 272
 273 void LiveIntervals::printRegName(unsigned reg) const
 274 {
 275     if (MRegisterInfo::isPhysicalRegister(reg))
 276         std::cerr << mri_->getName(reg);
 277     else
 278         std::cerr << "%reg" << reg;
 279 }
 280
 281 void LiveIntervals::handleVirtualRegisterDef(MachineBasicBlock* mbb,
 282                                              MachineBasicBlock::iterator mi,
 283                                              Interval& interval)
 284 {
 285     DEBUG(std::cerr << "\t\tregister: "; printRegName(interval.reg));
 286     LiveVariables::VarInfo& vi = lv_->getVarInfo(interval.reg);
 287
 288     // iterate over all of the blocks that the variable is completely
 289     // live in, adding them to the live interval. obviously we only
 290     // need to do this once.
 291     if (interval.empty()) {
 292         for (unsigned i = 0, e = vi.AliveBlocks.size(); i != e; ++i) {
 293             if (vi.AliveBlocks[i]) {
 294                 MachineBasicBlock* mbb = lv_->getIndexMachineBasicBlock(i);
 295                 if (!mbb->empty()) {
 296                     interval.addRange(
 297                         getInstructionIndex(&mbb->front()),
 298                         getInstructionIndex(&mbb->back()) + InstrSlots::NUM);
 299                 }
 300             }
 301         }
 302     }
 303
 304     unsigned baseIndex = getInstructionIndex(mi);
 305
 306     bool killedInDefiningBasicBlock = false;
 307     for (int i = 0, e = vi.Kills.size(); i != e; ++i) {
 308         MachineBasicBlock* killerBlock = vi.Kills[i].first;
 309         MachineInstr* killerInstr = vi.Kills[i].second;
 310         unsigned start = (mbb == killerBlock ?
 311                           getDefIndex(baseIndex) :
 312                           getInstructionIndex(&killerBlock->front()));
 313         unsigned end = (killerInstr == mi ?
 314                          // dead
 315                         start + 1 :
 316                         // killed
 317                         getUseIndex(getInstructionIndex(killerInstr))+1);
 318         // we do not want to add invalid ranges. these can happen when
 319         // a variable has its latest use and is redefined later on in
 320         // the same basic block (common with variables introduced by
 321         // PHI elimination)
 322         if (start < end) {
 323             killedInDefiningBasicBlock |= mbb == killerBlock;
 324             interval.addRange(start, end);
 325         }
 326     }
 327
 328     if (!killedInDefiningBasicBlock) {
 329         unsigned end = getInstructionIndex(&mbb->back()) + InstrSlots::NUM;
 330         interval.addRange(getDefIndex(baseIndex), end);
 331     }
 332     DEBUG(std::cerr << '\n');
 333 }
 334
 335 void LiveIntervals::handlePhysicalRegisterDef(MachineBasicBlock* mbb,
 336                                               MachineBasicBlock::iterator mi,
 337                                               Interval& interval)
 338 {
 339     DEBUG(std::cerr << "\t\tregister: "; printRegName(interval.reg));
 340     typedef LiveVariables::killed_iterator KillIter;
 341
 342     MachineBasicBlock::iterator e = mbb->end();
 343     unsigned baseIndex = getInstructionIndex(mi);
 344     unsigned start = getDefIndex(baseIndex);
 345     unsigned end = start;
 346
 347     // a variable can be dead by the instruction defining it
 348     for (KillIter ki = lv_->dead_begin(mi), ke = lv_->dead_end(mi);
 349          ki != ke; ++ki) {
 350         if (interval.reg == ki->second) {
 351             DEBUG(std::cerr << " dead");
 352             end = getDefIndex(start) + 1;
 353             goto exit;
 354         }
 355     }
 356
 357     // a variable can only be killed by subsequent instructions
 358     do {
 359         ++mi;
 360         baseIndex += InstrSlots::NUM;
 361         for (KillIter ki = lv_->killed_begin(mi), ke = lv_->killed_end(mi);
 362              ki != ke; ++ki) {
 363             if (interval.reg == ki->second) {
 364                 DEBUG(std::cerr << " killed");
 365                 end = getUseIndex(baseIndex) + 1;
 366                 goto exit;
 367             }
 368         }
 369     } while (mi != e);
 370
 371 exit:
 372     assert(start < end && "did not find end of interval?");
 373     interval.addRange(start, end);
 374     DEBUG(std::cerr << '\n');
 375 }
 376
 377 void LiveIntervals::handleRegisterDef(MachineBasicBlock* mbb,
 378                                       MachineBasicBlock::iterator mi,
 379                                       unsigned reg)
 380 {
 381     if (MRegisterInfo::isPhysicalRegister(reg)) {
 382         if (lv_->getAllocatablePhysicalRegisters()[reg]) {
 383             handlePhysicalRegisterDef(mbb, mi, getOrCreateInterval(reg));
 384             for (const unsigned* as = mri_->getAliasSet(reg); *as; ++as)
 385                 handlePhysicalRegisterDef(mbb, mi, getOrCreateInterval(*as));
 386         }
 387     }
 388     else
 389         handleVirtualRegisterDef(mbb, mi, getOrCreateInterval(reg));
 390 }
 391
 392 unsigned LiveIntervals::getInstructionIndex(MachineInstr* instr) const
 393 {
 394     Mi2IndexMap::const_iterator it = mi2iMap_.find(instr);
 395     return (it == mi2iMap_.end() ?
 396             std::numeric_limits<unsigned>::max() :
 397             it->second);
 398 }
 399
 400 MachineInstr* LiveIntervals::getInstructionFromIndex(unsigned index) const
 401 {
 402     index /= InstrSlots::NUM; // convert index to vector index
 403     assert(index < i2miMap_.size() &&
 404            "index does not correspond to an instruction");
 405     return i2miMap_[index];
 406 }
 407
 408 /// computeIntervals - computes the live intervals for virtual
 409 /// registers. for some ordering of the machine instructions [1,N] a
 410 /// live interval is an interval [i, j) where 1 <= i <= j < N for
 411 /// which a variable is live
 412 void LiveIntervals::computeIntervals()
 413 {
 414     DEBUG(std::cerr << "********** COMPUTING LIVE INTERVALS **********\n");
 415     DEBUG(std::cerr << "********** Function: "
 416           << ((Value*)mf_->getFunction())->getName() << '\n');
 417
 418     for (MbbIndex2MbbMap::iterator
 419              it = mbbi2mbbMap_.begin(), itEnd = mbbi2mbbMap_.end();
 420          it != itEnd; ++it) {
 421         MachineBasicBlock* mbb = it->second;
 422         DEBUG(std::cerr << ((Value*)mbb->getBasicBlock())->getName() << ":\n");
 423
 424         for (MachineBasicBlock::iterator mi = mbb->begin(), miEnd = mbb->end();
 425              mi != miEnd; ++mi) {
 426             const TargetInstrDescriptor& tid =
 427                 tm_->getInstrInfo().get(mi->getOpcode());
 428             DEBUG(std::cerr << getInstructionIndex(mi) << "\t";
 429                   mi->print(std::cerr, *tm_));
 430
 431             // handle implicit defs
 432             for (const unsigned* id = tid.ImplicitDefs; *id; ++id)
 433                 handleRegisterDef(mbb, mi, *id);
 434
 435             // handle explicit defs
 436             for (int i = mi->getNumOperands() - 1; i >= 0; --i) {
 437                 MachineOperand& mop = mi->getOperand(i);
 438                 // handle register defs - build intervals
 439                 if (mop.isRegister() && mop.getReg() && mop.isDef())
 440                     handleRegisterDef(mbb, mi, mop.getReg());
 441             }
 442         }
 443     }
 444 }
 445
 446 unsigned LiveIntervals::rep(unsigned reg)
 447 {
 448     Reg2RegMap::iterator it = r2rMap_.find(reg);
 449     if (it != r2rMap_.end())
 450         return it->second = rep(it->second);
 451     return reg;
 452 }
 453
 454 void LiveIntervals::joinIntervals()
 455 {
 456     DEBUG(std::cerr << "********** JOINING INTERVALS ***********\n");
 457
 458     const TargetInstrInfo& tii = tm_->getInstrInfo();
 459
 460     for (MachineFunction::iterator mbbi = mf_->begin(), mbbe = mf_->end();
 461          mbbi != mbbe; ++mbbi) {
 462         MachineBasicBlock* mbb = mbbi;
 463         DEBUG(std::cerr << ((Value*)mbb->getBasicBlock())->getName() << ":\n");
 464
 465         for (MachineBasicBlock::iterator mi = mbb->begin(), mie = mbb->end();
 466              mi != mie; ++mi) {
 467             const TargetInstrDescriptor& tid =
 468                 tm_->getInstrInfo().get(mi->getOpcode());
 469             DEBUG(std::cerr << getInstructionIndex(mi) << '\t';
 470                   mi->print(std::cerr, *tm_););
 471
 472             // we only join virtual registers with allocatable
 473             // physical registers since we do not have liveness information
 474             // on not allocatable physical registers
 475             unsigned regA, regB;
 476             if (tii.isMoveInstr(*mi, regA, regB) &&
 477                 (MRegisterInfo::isVirtualRegister(regA) ||
 478                  lv_->getAllocatablePhysicalRegisters()[regA]) &&
 479                 (MRegisterInfo::isVirtualRegister(regB) ||
 480                  lv_->getAllocatablePhysicalRegisters()[regB])) {
 481
 482                 // get representative registers
 483                 regA = rep(regA);
 484                 regB = rep(regB);
 485
 486                 // if they are already joined we continue
 487                 if (regA == regB)
 488                     continue;
 489
 490                 Reg2IntervalMap::iterator r2iA = r2iMap_.find(regA);
 491                 assert(r2iA != r2iMap_.end());
 492                 Reg2IntervalMap::iterator r2iB = r2iMap_.find(regB);
 493                 assert(r2iB != r2iMap_.end());
 494
 495                 Intervals::iterator intA = r2iA->second;
 496                 Intervals::iterator intB = r2iB->second;
 497
 498                 // both A and B are virtual registers
 499                 if (MRegisterInfo::isVirtualRegister(intA->reg) &&
 500                     MRegisterInfo::isVirtualRegister(intB->reg)) {
 501
 502                     const TargetRegisterClass *rcA, *rcB;
 503                     rcA = mf_->getSSARegMap()->getRegClass(intA->reg);
 504                     rcB = mf_->getSSARegMap()->getRegClass(intB->reg);
 505                     assert(rcA == rcB && "registers must be of the same class");
 506
 507                     // if their intervals do not overlap we join them
 508                     if (!intB->overlaps(*intA)) {
 509                         intA->join(*intB);
 510                         r2iB->second = r2iA->second;
 511                         r2rMap_.insert(std::make_pair(intB->reg, intA->reg));
 512                         intervals_.erase(intB);
 513                     }
 514                 }
 515                 else if (MRegisterInfo::isPhysicalRegister(intA->reg) ^
 516                          MRegisterInfo::isPhysicalRegister(intB->reg)) {
 517                     if (MRegisterInfo::isPhysicalRegister(intB->reg)) {
 518                         std::swap(regA, regB);
 519                         std::swap(intA, intB);
 520                         std::swap(r2iA, r2iB);
 521                     }
 522
 523                     assert(MRegisterInfo::isPhysicalRegister(intA->reg) &&
 524                            MRegisterInfo::isVirtualRegister(intB->reg) &&
 525                            "A must be physical and B must be virtual");
 526
 527                     if (!intA->overlaps(*intB) &&
 528                         !overlapsAliases(*intA, *intB)) {
 529                         intA->join(*intB);
 530                         r2iB->second = r2iA->second;
 531                         r2rMap_.insert(std::make_pair(intB->reg, intA->reg));
 532                         intervals_.erase(intB);
 533                     }
 534                 }
 535             }
 536         }
 537     }
 538 }
 539
 540 bool LiveIntervals::overlapsAliases(const Interval& lhs,
 541                                     const Interval& rhs) const
 542 {
 543     assert(MRegisterInfo::isPhysicalRegister(lhs.reg) &&
 544            "first interval must describe a physical register");
 545
 546     for (const unsigned* as = mri_->getAliasSet(lhs.reg); *as; ++as) {
 547         Reg2IntervalMap::const_iterator r2i = r2iMap_.find(*as);
 548         assert(r2i != r2iMap_.end() && "alias does not have interval?");
 549         if (rhs.overlaps(*r2i->second))
 550             return true;
 551     }
 552
 553     return false;
 554 }
 555
 556 Interval& LiveIntervals::getOrCreateInterval(unsigned reg)
 557 {
 558     Reg2IntervalMap::iterator r2iit = r2iMap_.lower_bound(reg);
 559     if (r2iit == r2iMap_.end() || r2iit->first != reg) {
 560         intervals_.push_back(Interval(reg));
 561         r2iit = r2iMap_.insert(r2iit, std::make_pair(reg, --intervals_.end()));
 562     }
 563
 564     return *r2iit->second;
 565 }
 566
 567 Interval::Interval(unsigned r)
 568     : reg(r),
 569       weight((MRegisterInfo::isPhysicalRegister(r) ?  HUGE_VAL : 0.0F))
 570 {
 571 }
 572
 573 bool Interval::spilled() const
 574 {
 575     return (weight == HUGE_VAL &&
 576             MRegisterInfo::isVirtualRegister(reg));
 577 }
 578
 579 // An example for liveAt():
 580 //
 581 // this = [1,4), liveAt(0) will return false. The instruction defining
 582 // this spans slots [0,3]. The interval belongs to an spilled
 583 // definition of the variable it represents. This is because slot 1 is
 584 // used (def slot) and spans up to slot 3 (store slot).
 585 //
 586 bool Interval::liveAt(unsigned index) const
 587 {
 588     Range dummy(index, index+1);
 589     Ranges::const_iterator r = std::upper_bound(ranges.begin(),
 590                                                 ranges.end(),
 591                                                 dummy);
 592     if (r == ranges.begin())
 593         return false;
 594
 595     --r;
 596     return index >= r->first && index < r->second;
 597 }
 598
 599 // An example for overlaps():
 600 //
 601 // 0: A = ...
 602 // 4: B = ...
 603 // 8: C = A + B ;; last use of A
 604 //
 605 // The live intervals should look like:
 606 //
 607 // A = [3, 11)
 608 // B = [7, x)
 609 // C = [11, y)
 610 //
 611 // A->overlaps(C) should return false since we want to be able to join
 612 // A and C.
 613 bool Interval::overlaps(const Interval& other) const
 614 {
 615     Ranges::const_iterator i = ranges.begin();
 616     Ranges::const_iterator ie = ranges.end();
 617     Ranges::const_iterator j = other.ranges.begin();
 618     Ranges::const_iterator je = other.ranges.end();
 619     if (i->first < j->first) {
 620         i = std::upper_bound(i, ie, *j);
 621         if (i != ranges.begin()) --i;
 622     }
 623     else if (j->first < i->first) {
 624         j = std::upper_bound(j, je, *i);
 625         if (j != other.ranges.begin()) --j;
 626     }
 627
 628     while (i != ie && j != je) {
 629         if (i->first == j->first) {
 630             return true;
 631         }
 632         else {
 633             if (i->first > j->first) {
 634                 swap(i, j);
 635                 swap(ie, je);
 636             }
 637             assert(i->first < j->first);
 638
 639             if (i->second > j->first) {
 640                 return true;
 641             }
 642             else {
 643                 ++i;
 644             }
 645         }
 646     }
 647
 648     return false;
 649 }
 650
 651 void Interval::addRange(unsigned start, unsigned end)
 652 {
 653     assert(start < end && "Invalid range to add!");
 654     DEBUG(std::cerr << " +[" << start << ',' << end << ")");
 655     //assert(start < end && "invalid range?");
 656     Range range = std::make_pair(start, end);
 657     Ranges::iterator it =
 658         ranges.insert(std::upper_bound(ranges.begin(), ranges.end(), range),
 659                       range);
 660
 661     it = mergeRangesForward(it);
 662     it = mergeRangesBackward(it);
 663 }
 664
 665 void Interval::join(const Interval& other)
 666 {
 667     DEBUG(std::cerr << "\t\tjoining " << *this << " with " << other << '\n');
 668     Ranges::iterator cur = ranges.begin();
 669
 670     for (Ranges::const_iterator i = other.ranges.begin(),
 671              e = other.ranges.end(); i != e; ++i) {
 672         cur = ranges.insert(std::upper_bound(cur, ranges.end(), *i), *i);
 673         cur = mergeRangesForward(cur);
 674         cur = mergeRangesBackward(cur);
 675     }
 676     weight += other.weight;
 677     ++numJoins;
 678 }
 679
 680 Interval::Ranges::iterator Interval::mergeRangesForward(Ranges::iterator it)
 681 {
 682     Ranges::iterator n;
 683     while ((n = next(it)) != ranges.end()) {
 684         if (n->first > it->second)
 685             break;
 686         it->second = std::max(it->second, n->second);
 687         n = ranges.erase(n);
 688     }
 689     return it;
 690 }
 691
 692 Interval::Ranges::iterator Interval::mergeRangesBackward(Ranges::iterator it)
 693 {
 694     while (it != ranges.begin()) {
 695         Ranges::iterator p = prior(it);
 696         if (it->first > p->second)
 697             break;
 698
 699         it->first = std::min(it->first, p->first);
 700         it->second = std::max(it->second, p->second);
 701         it = ranges.erase(p);
 702     }
 703
 704     return it;
 705 }
 706
 707 std::ostream& llvm::operator<<(std::ostream& os, const Interval& li)
 708 {
 709     os << "%reg" << li.reg << ',' << li.weight;
 710     if (li.empty())
 711         return os << "EMPTY";
 712
 713     os << " = ";
 714     for (Interval::Ranges::const_iterator
 715              i = li.ranges.begin(), e = li.ranges.end(); i != e; ++i) {
 716         os << "[" << i->first << "," << i->second << ")";
 717     }
 718     return os;
 719 }