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