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 = 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     for (++mi; mi != e; ++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     }
 370
 371     // LiveVariables does not compute information for dead basic blocks.
 372     DEBUG(std::cerr << "Didn't find the end of the interval.  Must be in a "
 373           "dead block.");
 374     end = getDefIndex(start)+1;
 375 exit:
 376     interval.addRange(start, end);
 377     DEBUG(std::cerr << '\n');
 378 }
 379
 380 void LiveIntervals::handleRegisterDef(MachineBasicBlock* mbb,
 381                                       MachineBasicBlock::iterator mi,
 382                                       unsigned reg)
 383 {
 384     if (MRegisterInfo::isPhysicalRegister(reg)) {
 385         if (lv_->getAllocatablePhysicalRegisters()[reg]) {
 386             handlePhysicalRegisterDef(mbb, mi, getOrCreateInterval(reg));
 387             for (const unsigned* as = mri_->getAliasSet(reg); *as; ++as)
 388                 handlePhysicalRegisterDef(mbb, mi, getOrCreateInterval(*as));
 389         }
 390     }
 391     else
 392         handleVirtualRegisterDef(mbb, mi, getOrCreateInterval(reg));
 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           << ((Value*)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 << ((Value*)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 << ((Value*)mbb->getBasicBlock())->getName() << ":\n");
 467
 468         for (MachineBasicBlock::iterator mi = mbb->begin(), mie = mbb->end();
 469              mi != mie; ++mi) {
 470             const TargetInstrDescriptor& tid = tii.get(mi->getOpcode());
 471             DEBUG(std::cerr << getInstructionIndex(mi) << '\t';
 472                   mi->print(std::cerr, tm_););
 473
 474             // we only join virtual registers with allocatable
 475             // physical registers since we do not have liveness information
 476             // on not allocatable physical registers
 477             unsigned regA, regB;
 478             if (tii.isMoveInstr(*mi, regA, regB) &&
 479                 (MRegisterInfo::isVirtualRegister(regA) ||
 480                  lv_->getAllocatablePhysicalRegisters()[regA]) &&
 481                 (MRegisterInfo::isVirtualRegister(regB) ||
 482                  lv_->getAllocatablePhysicalRegisters()[regB])) {
 483
 484                 // get representative registers
 485                 regA = rep(regA);
 486                 regB = rep(regB);
 487
 488                 // if they are already joined we continue
 489                 if (regA == regB)
 490                     continue;
 491
 492                 Reg2IntervalMap::iterator r2iA = r2iMap_.find(regA);
 493                 assert(r2iA != r2iMap_.end());
 494                 Reg2IntervalMap::iterator r2iB = r2iMap_.find(regB);
 495                 assert(r2iB != r2iMap_.end());
 496
 497                 Intervals::iterator intA = r2iA->second;
 498                 Intervals::iterator intB = r2iB->second;
 499
 500                 // both A and B are virtual registers
 501                 if (MRegisterInfo::isVirtualRegister(intA->reg) &&
 502                     MRegisterInfo::isVirtualRegister(intB->reg)) {
 503
 504                     const TargetRegisterClass *rcA, *rcB;
 505                     rcA = mf_->getSSARegMap()->getRegClass(intA->reg);
 506                     rcB = mf_->getSSARegMap()->getRegClass(intB->reg);
 507                     assert(rcA == rcB && "registers must be of the same class");
 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                     if (!intA->overlaps(*intB) &&
 530                         !overlapsAliases(*intA, *intB)) {
 531                         intA->join(*intB);
 532                         r2iB->second = r2iA->second;
 533                         r2rMap_.insert(std::make_pair(intB->reg, intA->reg));
 534                         intervals_.erase(intB);
 535                     }
 536                 }
 537             }
 538         }
 539     }
 540 }
 541
 542 bool LiveIntervals::overlapsAliases(const LiveInterval& lhs,
 543                                     const LiveInterval& rhs) const
 544 {
 545     assert(MRegisterInfo::isPhysicalRegister(lhs.reg) &&
 546            "first interval must describe a physical register");
 547
 548     for (const unsigned* as = mri_->getAliasSet(lhs.reg); *as; ++as) {
 549         Reg2IntervalMap::const_iterator r2i = r2iMap_.find(*as);
 550         assert(r2i != r2iMap_.end() && "alias does not have interval?");
 551         if (rhs.overlaps(*r2i->second))
 552             return true;
 553     }
 554
 555     return false;
 556 }
 557
 558 LiveInterval& LiveIntervals::getOrCreateInterval(unsigned reg)
 559 {
 560     Reg2IntervalMap::iterator r2iit = r2iMap_.lower_bound(reg);
 561     if (r2iit == r2iMap_.end() || r2iit->first != reg) {
 562         intervals_.push_back(LiveInterval(reg));
 563         r2iit = r2iMap_.insert(r2iit, std::make_pair(reg, --intervals_.end()));
 564     }
 565
 566     return *r2iit->second;
 567 }
 568
 569 LiveInterval::LiveInterval(unsigned r)
 570     : reg(r),
 571       weight((MRegisterInfo::isPhysicalRegister(r) ?  HUGE_VAL : 0.0F))
 572 {
 573 }
 574
 575 bool LiveInterval::spilled() const
 576 {
 577     return (weight == HUGE_VAL &&
 578             MRegisterInfo::isVirtualRegister(reg));
 579 }
 580
 581 // An example for liveAt():
 582 //
 583 // this = [1,4), liveAt(0) will return false. The instruction defining
 584 // this spans slots [0,3]. The interval belongs to an spilled
 585 // definition of the variable it represents. This is because slot 1 is
 586 // used (def slot) and spans up to slot 3 (store slot).
 587 //
 588 bool LiveInterval::liveAt(unsigned index) const
 589 {
 590     Range dummy(index, index+1);
 591     Ranges::const_iterator r = std::upper_bound(ranges.begin(),
 592                                                 ranges.end(),
 593                                                 dummy);
 594     if (r == ranges.begin())
 595         return false;
 596
 597     --r;
 598     return index >= r->first && index < r->second;
 599 }
 600
 601 // An example for overlaps():
 602 //
 603 // 0: A = ...
 604 // 4: B = ...
 605 // 8: C = A + B ;; last use of A
 606 //
 607 // The live intervals should look like:
 608 //
 609 // A = [3, 11)
 610 // B = [7, x)
 611 // C = [11, y)
 612 //
 613 // A->overlaps(C) should return false since we want to be able to join
 614 // A and C.
 615 bool LiveInterval::overlaps(const LiveInterval& other) const
 616 {
 617     Ranges::const_iterator i = ranges.begin();
 618     Ranges::const_iterator ie = ranges.end();
 619     Ranges::const_iterator j = other.ranges.begin();
 620     Ranges::const_iterator je = other.ranges.end();
 621     if (i->first < j->first) {
 622         i = std::upper_bound(i, ie, *j);
 623         if (i != ranges.begin()) --i;
 624     }
 625     else if (j->first < i->first) {
 626         j = std::upper_bound(j, je, *i);
 627         if (j != other.ranges.begin()) --j;
 628     }
 629
 630     while (i != ie && j != je) {
 631         if (i->first == j->first) {
 632             return true;
 633         }
 634         else {
 635             if (i->first > j->first) {
 636                 swap(i, j);
 637                 swap(ie, je);
 638             }
 639             assert(i->first < j->first);
 640
 641             if (i->second > j->first) {
 642                 return true;
 643             }
 644             else {
 645                 ++i;
 646             }
 647         }
 648     }
 649
 650     return false;
 651 }
 652
 653 void LiveInterval::addRange(unsigned start, unsigned end)
 654 {
 655     assert(start < end && "Invalid range to add!");
 656     DEBUG(std::cerr << " +[" << start << ',' << end << ")");
 657     //assert(start < end && "invalid range?");
 658     Range range = std::make_pair(start, end);
 659     Ranges::iterator it =
 660         ranges.insert(std::upper_bound(ranges.begin(), ranges.end(), range),
 661                       range);
 662
 663     it = mergeRangesForward(it);
 664     it = mergeRangesBackward(it);
 665 }
 666
 667 void LiveInterval::join(const LiveInterval& other)
 668 {
 669     DEBUG(std::cerr << "\t\tjoining " << *this << " with " << other << '\n');
 670     Ranges::iterator cur = ranges.begin();
 671
 672     for (Ranges::const_iterator i = other.ranges.begin(),
 673              e = other.ranges.end(); i != e; ++i) {
 674         cur = ranges.insert(std::upper_bound(cur, ranges.end(), *i), *i);
 675         cur = mergeRangesForward(cur);
 676         cur = mergeRangesBackward(cur);
 677     }
 678     weight += other.weight;
 679     ++numJoins;
 680 }
 681
 682 LiveInterval::Ranges::iterator LiveInterval::
 683 mergeRangesForward(Ranges::iterator it)
 684 {
 685     Ranges::iterator n;
 686     while ((n = next(it)) != ranges.end()) {
 687         if (n->first > it->second)
 688             break;
 689         it->second = std::max(it->second, n->second);
 690         n = ranges.erase(n);
 691     }
 692     return it;
 693 }
 694
 695 LiveInterval::Ranges::iterator LiveInterval::
 696 mergeRangesBackward(Ranges::iterator it)
 697 {
 698     while (it != ranges.begin()) {
 699         Ranges::iterator p = prior(it);
 700         if (it->first > p->second)
 701             break;
 702
 703         it->first = std::min(it->first, p->first);
 704         it->second = std::max(it->second, p->second);
 705         it = ranges.erase(p);
 706     }
 707
 708     return it;
 709 }
 710
 711 std::ostream& llvm::operator<<(std::ostream& os, const LiveInterval& li)
 712 {
 713     os << "%reg" << li.reg << ',' << li.weight;
 714     if (li.empty())
 715         return os << "EMPTY";
 716
 717     os << " = ";
 718     for (LiveInterval::Ranges::const_iterator
 719              i = li.ranges.begin(), e = li.ranges.end(); i != e; ++i) {
 720         os << "[" << i->first << "," << i->second << ")";
 721     }
 722     return os;
 723 }