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(false));
  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 = mbb->getNumber();
 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                 LiveInterval& 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<LiveInterval>(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<LiveInterval*> LiveIntervals::addIntervalsForSpills(
 190     const LiveInterval& li,
 191     VirtRegMap& vrm,
 192     int slot)
 193 {
 194     std::vector<LiveInterval*> added;
 195
 196     assert(li.weight != HUGE_VAL &&
 197            "attempt to spill already spilled interval!");
 198
 199     DEBUG(std::cerr << "\t\t\t\tadding intervals for spills for interval: "
 200           << li << '\n');
 201
 202     const TargetRegisterClass* rc = mf_->getSSARegMap()->getRegClass(li.reg);
 203
 204     for (LiveInterval::Ranges::const_iterator
 205              i = li.ranges.begin(), e = li.ranges.end(); i != e; ++i) {
 206         unsigned index = getBaseIndex(i->first);
 207         unsigned end = getBaseIndex(i->second-1) + InstrSlots::NUM;
 208         for (; index < end; index += InstrSlots::NUM) {
 209             // skip deleted instructions
 210             while (!getInstructionFromIndex(index)) index += InstrSlots::NUM;
 211             MachineBasicBlock::iterator mi = getInstructionFromIndex(index);
 212
 213         for_operand:
 214             for (unsigned i = 0; i < mi->getNumOperands(); ++i) {
 215                 MachineOperand& mop = mi->getOperand(i);
 216                 if (mop.isRegister() && mop.getReg() == li.reg) {
 217                     if (MachineInstr* fmi =
 218                         mri_->foldMemoryOperand(mi, i, slot)) {
 219                         lv_->instructionChanged(mi, fmi);
 220                         vrm.virtFolded(li.reg, mi, fmi);
 221                         mi2iMap_.erase(mi);
 222                         i2miMap_[index/InstrSlots::NUM] = fmi;
 223                         mi2iMap_[fmi] = index;
 224                         MachineBasicBlock& mbb = *mi->getParent();
 225                         mi = mbb.insert(mbb.erase(mi), fmi);
 226                         ++numFolded;
 227                         goto for_operand;
 228                     }
 229                     else {
 230                         // This is tricky. We need to add information in
 231                         // the interval about the spill code so we have to
 232                         // use our extra load/store slots.
 233                         //
 234                         // If we have a use we are going to have a load so
 235                         // we start the interval from the load slot
 236                         // onwards. Otherwise we start from the def slot.
 237                         unsigned start = (mop.isUse() ?
 238                                           getLoadIndex(index) :
 239                                           getDefIndex(index));
 240                         // If we have a def we are going to have a store
 241                         // right after it so we end the interval after the
 242                         // use of the next instruction. Otherwise we end
 243                         // after the use of this instruction.
 244                         unsigned end = 1 + (mop.isDef() ?
 245                                             getUseIndex(index+InstrSlots::NUM) :
 246                                             getUseIndex(index));
 247
 248                         // create a new register for this spill
 249                         unsigned nReg =
 250                             mf_->getSSARegMap()->createVirtualRegister(rc);
 251                         mi->SetMachineOperandReg(i, nReg);
 252                         vrm.grow();
 253                         vrm.assignVirt2StackSlot(nReg, slot);
 254                         LiveInterval& nI = getOrCreateInterval(nReg);
 255                         assert(nI.empty());
 256                         // the spill weight is now infinity as it
 257                         // cannot be spilled again
 258                         nI.weight = HUGE_VAL;
 259                         nI.addRange(start, end);
 260                         added.push_back(&nI);
 261                         // update live variables
 262                         lv_->addVirtualRegisterKilled(nReg, mi->getParent(),mi);
 263                         DEBUG(std::cerr << "\t\t\t\tadded new interval: "
 264                               << nI << '\n');
 265                     }
 266                 }
 267             }
 268         }
 269     }
 270
 271     return added;
 272 }
 273
 274 void LiveIntervals::printRegName(unsigned reg) const
 275 {
 276     if (MRegisterInfo::isPhysicalRegister(reg))
 277         std::cerr << mri_->getName(reg);
 278     else
 279         std::cerr << "%reg" << reg;
 280 }
 281
 282 void LiveIntervals::handleVirtualRegisterDef(MachineBasicBlock* mbb,
 283                                              MachineBasicBlock::iterator mi,
 284                                              LiveInterval& interval)
 285 {
 286     DEBUG(std::cerr << "\t\tregister: "; printRegName(interval.reg));
 287     LiveVariables::VarInfo& vi = lv_->getVarInfo(interval.reg);
 288
 289     // iterate over all of the blocks that the variable is completely
 290     // live in, adding them to the live interval. obviously we only
 291     // need to do this once.
 292     if (interval.empty()) {
 293         for (unsigned i = 0, e = vi.AliveBlocks.size(); i != e; ++i) {
 294             if (vi.AliveBlocks[i]) {
 295                 MachineBasicBlock* mbb = mf_->getBlockNumbered(i);
 296                 if (!mbb->empty()) {
 297                     interval.addRange(
 298                         getInstructionIndex(&mbb->front()),
 299                         getInstructionIndex(&mbb->back()) + InstrSlots::NUM);
 300                 }
 301             }
 302         }
 303     }
 304
 305     unsigned baseIndex = getInstructionIndex(mi);
 306
 307     bool killedInDefiningBasicBlock = false;
 308     for (int i = 0, e = vi.Kills.size(); i != e; ++i) {
 309         MachineBasicBlock* killerBlock = vi.Kills[i].first;
 310         MachineInstr* killerInstr = vi.Kills[i].second;
 311         unsigned start = (mbb == killerBlock ?
 312                           getDefIndex(baseIndex) :
 313                           getInstructionIndex(&killerBlock->front()));
 314         unsigned end = (killerInstr == mi ?
 315                          // dead
 316                         start + 1 :
 317                         // killed
 318                         getUseIndex(getInstructionIndex(killerInstr))+1);
 319         // we do not want to add invalid ranges. these can happen when
 320         // a variable has its latest use and is redefined later on in
 321         // the same basic block (common with variables introduced by
 322         // PHI elimination)
 323         if (start < end) {
 324             killedInDefiningBasicBlock |= mbb == killerBlock;
 325             interval.addRange(start, end);
 326         }
 327     }
 328
 329     if (!killedInDefiningBasicBlock) {
 330         unsigned end = getInstructionIndex(&mbb->back()) + InstrSlots::NUM;
 331         interval.addRange(getDefIndex(baseIndex), end);
 332     }
 333     DEBUG(std::cerr << '\n');
 334 }
 335
 336 void LiveIntervals::handlePhysicalRegisterDef(MachineBasicBlock* mbb,
 337                                               MachineBasicBlock::iterator mi,
 338                                               LiveInterval& interval)
 339 {
 340     DEBUG(std::cerr << "\t\tregister: "; printRegName(interval.reg));
 341     typedef LiveVariables::killed_iterator KillIter;
 342
 343     MachineBasicBlock::iterator e = mbb->end();
 344     unsigned baseIndex = getInstructionIndex(mi);
 345     unsigned start = getDefIndex(baseIndex);
 346     unsigned end = start;
 347
 348     // a variable can be dead by the instruction defining it
 349     for (KillIter ki = lv_->dead_begin(mi), ke = lv_->dead_end(mi);
 350          ki != ke; ++ki) {
 351         if (interval.reg == ki->second) {
 352             DEBUG(std::cerr << " dead");
 353             end = getDefIndex(start) + 1;
 354             goto exit;
 355         }
 356     }
 357
 358     // a variable can only be killed by subsequent instructions
 359     do {
 360         ++mi;
 361         baseIndex += InstrSlots::NUM;
 362         for (KillIter ki = lv_->killed_begin(mi), ke = lv_->killed_end(mi);
 363              ki != ke; ++ki) {
 364             if (interval.reg == ki->second) {
 365                 DEBUG(std::cerr << " killed");
 366                 end = getUseIndex(baseIndex) + 1;
 367                 goto exit;
 368             }
 369         }
 370     } while (mi != e);
 371
 372 exit:
 373     assert(start < end && "did not find end of interval?");
 374     interval.addRange(start, end);
 375     DEBUG(std::cerr << '\n');
 376 }
 377
 378 void LiveIntervals::handleRegisterDef(MachineBasicBlock* mbb,
 379                                       MachineBasicBlock::iterator mi,
 380                                       unsigned reg)
 381 {
 382     if (MRegisterInfo::isPhysicalRegister(reg)) {
 383         if (lv_->getAllocatablePhysicalRegisters()[reg]) {
 384             handlePhysicalRegisterDef(mbb, mi, getOrCreateInterval(reg));
 385             for (const unsigned* as = mri_->getAliasSet(reg); *as; ++as)
 386                 handlePhysicalRegisterDef(mbb, mi, getOrCreateInterval(*as));
 387         }
 388     }
 389     else
 390         handleVirtualRegisterDef(mbb, mi, getOrCreateInterval(reg));
 391 }
 392
 393 unsigned LiveIntervals::getInstructionIndex(MachineInstr* instr) const
 394 {
 395     Mi2IndexMap::const_iterator it = mi2iMap_.find(instr);
 396     return (it == mi2iMap_.end() ?
 397             std::numeric_limits<unsigned>::max() :
 398             it->second);
 399 }
 400
 401 MachineInstr* LiveIntervals::getInstructionFromIndex(unsigned index) const
 402 {
 403     index /= InstrSlots::NUM; // convert index to vector index
 404     assert(index < i2miMap_.size() &&
 405            "index does not correspond to an instruction");
 406     return i2miMap_[index];
 407 }
 408
 409 /// computeIntervals - computes the live intervals for virtual
 410 /// registers. for some ordering of the machine instructions [1,N] a
 411 /// live interval is an interval [i, j) where 1 <= i <= j < N for
 412 /// which a variable is live
 413 void LiveIntervals::computeIntervals()
 414 {
 415     DEBUG(std::cerr << "********** COMPUTING LIVE INTERVALS **********\n");
 416     DEBUG(std::cerr << "********** Function: "
 417           << ((Value*)mf_->getFunction())->getName() << '\n');
 418
 419     for (MbbIndex2MbbMap::iterator
 420              it = mbbi2mbbMap_.begin(), itEnd = mbbi2mbbMap_.end();
 421          it != itEnd; ++it) {
 422         MachineBasicBlock* mbb = it->second;
 423         DEBUG(std::cerr << ((Value*)mbb->getBasicBlock())->getName() << ":\n");
 424
 425         for (MachineBasicBlock::iterator mi = mbb->begin(), miEnd = mbb->end();
 426              mi != miEnd; ++mi) {
 427             const TargetInstrDescriptor& tid =
 428                 tm_->getInstrInfo()->get(mi->getOpcode());
 429             DEBUG(std::cerr << getInstructionIndex(mi) << "\t";
 430                   mi->print(std::cerr, tm_));
 431
 432             // handle implicit defs
 433             for (const unsigned* id = tid.ImplicitDefs; *id; ++id)
 434                 handleRegisterDef(mbb, mi, *id);
 435
 436             // handle explicit defs
 437             for (int i = mi->getNumOperands() - 1; i >= 0; --i) {
 438                 MachineOperand& mop = mi->getOperand(i);
 439                 // handle register defs - build intervals
 440                 if (mop.isRegister() && mop.getReg() && mop.isDef())
 441                     handleRegisterDef(mbb, mi, mop.getReg());
 442             }
 443         }
 444     }
 445 }
 446
 447 unsigned LiveIntervals::rep(unsigned reg)
 448 {
 449     Reg2RegMap::iterator it = r2rMap_.find(reg);
 450     if (it != r2rMap_.end())
 451         return it->second = rep(it->second);
 452     return reg;
 453 }
 454
 455 void LiveIntervals::joinIntervals()
 456 {
 457     DEBUG(std::cerr << "********** JOINING INTERVALS ***********\n");
 458
 459     const TargetInstrInfo& tii = *tm_->getInstrInfo();
 460
 461     for (MachineFunction::iterator mbbi = mf_->begin(), mbbe = mf_->end();
 462          mbbi != mbbe; ++mbbi) {
 463         MachineBasicBlock* mbb = mbbi;
 464         DEBUG(std::cerr << ((Value*)mbb->getBasicBlock())->getName() << ":\n");
 465
 466         for (MachineBasicBlock::iterator mi = mbb->begin(), mie = mbb->end();
 467              mi != mie; ++mi) {
 468             const TargetInstrDescriptor& tid = tii.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                     // if they are not of the same register class we continue
 506                     if (rcA != rcB)
 507                         continue;
 508
 509                     // if their intervals do not overlap we join them
 510                     if (!intB->overlaps(*intA)) {
 511                         intA->join(*intB);
 512                         r2iB->second = r2iA->second;
 513                         r2rMap_.insert(std::make_pair(intB->reg, intA->reg));
 514                         intervals_.erase(intB);
 515                     }
 516                 }
 517                 else if (MRegisterInfo::isPhysicalRegister(intA->reg) ^
 518                          MRegisterInfo::isPhysicalRegister(intB->reg)) {
 519                     if (MRegisterInfo::isPhysicalRegister(intB->reg)) {
 520                         std::swap(regA, regB);
 521                         std::swap(intA, intB);
 522                         std::swap(r2iA, r2iB);
 523                     }
 524
 525                     assert(MRegisterInfo::isPhysicalRegister(intA->reg) &&
 526                            MRegisterInfo::isVirtualRegister(intB->reg) &&
 527                            "A must be physical and B must be virtual");
 528
 529                     const TargetRegisterClass *rcA, *rcB;
 530                     rcA = mri_->getRegClass(intA->reg);
 531                     rcB = mf_->getSSARegMap()->getRegClass(intB->reg);
 532                     // if they are not of the same register class we continue
 533                     if (rcA != rcB)
 534                         continue;
 535
 536                     if (!intA->overlaps(*intB) &&
 537                         !overlapsAliases(*intA, *intB)) {
 538                         intA->join(*intB);
 539                         r2iB->second = r2iA->second;
 540                         r2rMap_.insert(std::make_pair(intB->reg, intA->reg));
 541                         intervals_.erase(intB);
 542                     }
 543                 }
 544             }
 545         }
 546     }
 547 }
 548
 549 bool LiveIntervals::overlapsAliases(const LiveInterval& lhs,
 550                                     const LiveInterval& rhs) const
 551 {
 552     assert(MRegisterInfo::isPhysicalRegister(lhs.reg) &&
 553            "first interval must describe a physical register");
 554
 555     for (const unsigned* as = mri_->getAliasSet(lhs.reg); *as; ++as) {
 556         Reg2IntervalMap::const_iterator r2i = r2iMap_.find(*as);
 557         assert(r2i != r2iMap_.end() && "alias does not have interval?");
 558         if (rhs.overlaps(*r2i->second))
 559             return true;
 560     }
 561
 562     return false;
 563 }
 564
 565 LiveInterval& LiveIntervals::getOrCreateInterval(unsigned reg)
 566 {
 567     Reg2IntervalMap::iterator r2iit = r2iMap_.lower_bound(reg);
 568     if (r2iit == r2iMap_.end() || r2iit->first != reg) {
 569         intervals_.push_back(LiveInterval(reg));
 570         r2iit = r2iMap_.insert(r2iit, std::make_pair(reg, --intervals_.end()));
 571     }
 572
 573     return *r2iit->second;
 574 }
 575
 576 LiveInterval::LiveInterval(unsigned r)
 577     : reg(r),
 578       weight((MRegisterInfo::isPhysicalRegister(r) ?  HUGE_VAL : 0.0F))
 579 {
 580 }
 581
 582 bool LiveInterval::spilled() const
 583 {
 584     return (weight == HUGE_VAL &&
 585             MRegisterInfo::isVirtualRegister(reg));
 586 }
 587
 588 // An example for liveAt():
 589 //
 590 // this = [1,4), liveAt(0) will return false. The instruction defining
 591 // this spans slots [0,3]. The interval belongs to an spilled
 592 // definition of the variable it represents. This is because slot 1 is
 593 // used (def slot) and spans up to slot 3 (store slot).
 594 //
 595 bool LiveInterval::liveAt(unsigned index) const
 596 {
 597     Range dummy(index, index+1);
 598     Ranges::const_iterator r = std::upper_bound(ranges.begin(),
 599                                                 ranges.end(),
 600                                                 dummy);
 601     if (r == ranges.begin())
 602         return false;
 603
 604     --r;
 605     return index >= r->first && index < r->second;
 606 }
 607
 608 // An example for overlaps():
 609 //
 610 // 0: A = ...
 611 // 4: B = ...
 612 // 8: C = A + B ;; last use of A
 613 //
 614 // The live intervals should look like:
 615 //
 616 // A = [3, 11)
 617 // B = [7, x)
 618 // C = [11, y)
 619 //
 620 // A->overlaps(C) should return false since we want to be able to join
 621 // A and C.
 622 bool LiveInterval::overlaps(const LiveInterval& other) const
 623 {
 624     Ranges::const_iterator i = ranges.begin();
 625     Ranges::const_iterator ie = ranges.end();
 626     Ranges::const_iterator j = other.ranges.begin();
 627     Ranges::const_iterator je = other.ranges.end();
 628     if (i->first < j->first) {
 629         i = std::upper_bound(i, ie, *j);
 630         if (i != ranges.begin()) --i;
 631     }
 632     else if (j->first < i->first) {
 633         j = std::upper_bound(j, je, *i);
 634         if (j != other.ranges.begin()) --j;
 635     }
 636
 637     while (i != ie && j != je) {
 638         if (i->first == j->first) {
 639             return true;
 640         }
 641         else {
 642             if (i->first > j->first) {
 643                 swap(i, j);
 644                 swap(ie, je);
 645             }
 646             assert(i->first < j->first);
 647
 648             if (i->second > j->first) {
 649                 return true;
 650             }
 651             else {
 652                 ++i;
 653             }
 654         }
 655     }
 656
 657     return false;
 658 }
 659
 660 void LiveInterval::addRange(unsigned start, unsigned end)
 661 {
 662     assert(start < end && "Invalid range to add!");
 663     DEBUG(std::cerr << " +[" << start << ',' << end << ")");
 664     //assert(start < end && "invalid range?");
 665     Range range = std::make_pair(start, end);
 666     Ranges::iterator it =
 667         ranges.insert(std::upper_bound(ranges.begin(), ranges.end(), range),
 668                       range);
 669
 670     it = mergeRangesForward(it);
 671     it = mergeRangesBackward(it);
 672 }
 673
 674 void LiveInterval::join(const LiveInterval& other)
 675 {
 676     DEBUG(std::cerr << "\t\tjoining " << *this << " with " << other << '\n');
 677     Ranges::iterator cur = ranges.begin();
 678
 679     for (Ranges::const_iterator i = other.ranges.begin(),
 680              e = other.ranges.end(); i != e; ++i) {
 681         cur = ranges.insert(std::upper_bound(cur, ranges.end(), *i), *i);
 682         cur = mergeRangesForward(cur);
 683         cur = mergeRangesBackward(cur);
 684     }
 685     weight += other.weight;
 686     ++numJoins;
 687 }
 688
 689 LiveInterval::Ranges::iterator LiveInterval::
 690 mergeRangesForward(Ranges::iterator it)
 691 {
 692     Ranges::iterator n;
 693     while ((n = next(it)) != ranges.end()) {
 694         if (n->first > it->second)
 695             break;
 696         it->second = std::max(it->second, n->second);
 697         n = ranges.erase(n);
 698     }
 699     return it;
 700 }
 701
 702 LiveInterval::Ranges::iterator LiveInterval::
 703 mergeRangesBackward(Ranges::iterator it)
 704 {
 705     while (it != ranges.begin()) {
 706         Ranges::iterator p = prior(it);
 707         if (it->first > p->second)
 708             break;
 709
 710         it->first = std::min(it->first, p->first);
 711         it->second = std::max(it->second, p->second);
 712         it = ranges.erase(p);
 713     }
 714
 715     return it;
 716 }
 717
 718 std::ostream& llvm::operator<<(std::ostream& os, const LiveInterval& li)
 719 {
 720     os << "%reg" << li.reg << ',' << li.weight;
 721     if (li.empty())
 722         return os << "EMPTY";
 723
 724     os << " = ";
 725     for (LiveInterval::Ranges::const_iterator
 726              i = li.ranges.begin(), e = li.ranges.end(); i != e; ++i) {
 727         os << "[" << i->first << "," << i->second << ")";
 728     }
 729     return os;
 730 }