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(StartPointComp());
 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 void LiveIntervals::updateSpilledInterval(Interval& li,
 190                                           VirtRegMap& vrm,
 191                                           int slot)
 192 {
 193     assert(li.weight != HUGE_VAL &&
 194            "attempt to spill already spilled interval!");
 195     Interval::Ranges oldRanges;
 196     swap(oldRanges, li.ranges);
 197
 198     DEBUG(std::cerr << "\t\t\t\tupdating interval: " << li);
 199
 200     for (Interval::Ranges::iterator i = oldRanges.begin(), e = oldRanges.end();
 201          i != e; ++i) {
 202         unsigned index = getBaseIndex(i->first);
 203         unsigned end = getBaseIndex(i->second-1) + InstrSlots::NUM;
 204         for (; index < end; index += InstrSlots::NUM) {
 205             // skip deleted instructions
 206             while (!getInstructionFromIndex(index)) index += InstrSlots::NUM;
 207             MachineBasicBlock::iterator mi = getInstructionFromIndex(index);
 208
 209         for_operand:
 210             for (unsigned i = 0; i < mi->getNumOperands(); ++i) {
 211                 MachineOperand& mop = mi->getOperand(i);
 212                 if (mop.isRegister() && mop.getReg() == li.reg) {
 213                     if (MachineInstr* fmi =
 214                         mri_->foldMemoryOperand(mi, i, slot)) {
 215                         lv_->instructionChanged(mi, fmi);
 216                         vrm.virtFolded(li.reg, mi, fmi);
 217                         mi2iMap_.erase(mi);
 218                         i2miMap_[index/InstrSlots::NUM] = fmi;
 219                         mi2iMap_[fmi] = index;
 220                         MachineBasicBlock& mbb = *mi->getParent();
 221                         mi = mbb.insert(mbb.erase(mi), fmi);
 222                         ++numFolded;
 223                         goto for_operand;
 224                     }
 225                     else {
 226                         // This is tricky. We need to add information in
 227                         // the interval about the spill code so we have to
 228                         // use our extra load/store slots.
 229                         //
 230                         // If we have a use we are going to have a load so
 231                         // we start the interval from the load slot
 232                         // onwards. Otherwise we start from the def slot.
 233                         unsigned start = (mop.isUse() ?
 234                                           getLoadIndex(index) :
 235                                           getDefIndex(index));
 236                         // If we have a def we are going to have a store
 237                         // right after it so we end the interval after the
 238                         // use of the next instruction. Otherwise we end
 239                         // after the use of this instruction.
 240                         unsigned end = 1 + (mop.isDef() ?
 241                                             getUseIndex(index+InstrSlots::NUM) :
 242                                             getUseIndex(index));
 243                         li.addRange(start, end);
 244                     }
 245                 }
 246             }
 247         }
 248     }
 249     // the new spill weight is now infinity as it cannot be spilled again
 250     li.weight = HUGE_VAL;
 251     DEBUG(std::cerr << '\n');
 252     DEBUG(std::cerr << "\t\t\t\tupdated interval: " << li << '\n');
 253 }
 254
 255 void LiveIntervals::printRegName(unsigned reg) const
 256 {
 257     if (MRegisterInfo::isPhysicalRegister(reg))
 258         std::cerr << mri_->getName(reg);
 259     else
 260         std::cerr << "%reg" << reg;
 261 }
 262
 263 void LiveIntervals::handleVirtualRegisterDef(MachineBasicBlock* mbb,
 264                                              MachineBasicBlock::iterator mi,
 265                                              Interval& interval)
 266 {
 267     DEBUG(std::cerr << "\t\tregister: "; printRegName(interval.reg));
 268     LiveVariables::VarInfo& vi = lv_->getVarInfo(interval.reg);
 269
 270     // iterate over all of the blocks that the variable is completely
 271     // live in, adding them to the live interval. obviously we only
 272     // need to do this once.
 273     if (interval.empty()) {
 274         for (unsigned i = 0, e = vi.AliveBlocks.size(); i != e; ++i) {
 275             if (vi.AliveBlocks[i]) {
 276                 MachineBasicBlock* mbb = lv_->getIndexMachineBasicBlock(i);
 277                 if (!mbb->empty()) {
 278                     interval.addRange(
 279                         getInstructionIndex(&mbb->front()),
 280                         getInstructionIndex(&mbb->back()) + InstrSlots::NUM);
 281                 }
 282             }
 283         }
 284     }
 285
 286     unsigned baseIndex = getInstructionIndex(mi);
 287
 288     bool killedInDefiningBasicBlock = false;
 289     for (int i = 0, e = vi.Kills.size(); i != e; ++i) {
 290         MachineBasicBlock* killerBlock = vi.Kills[i].first;
 291         MachineInstr* killerInstr = vi.Kills[i].second;
 292         unsigned start = (mbb == killerBlock ?
 293                           getDefIndex(baseIndex) :
 294                           getInstructionIndex(&killerBlock->front()));
 295         unsigned end = (killerInstr == mi ?
 296                          // dead
 297                         start + 1 :
 298                         // killed
 299                         getUseIndex(getInstructionIndex(killerInstr))+1);
 300         // we do not want to add invalid ranges. these can happen when
 301         // a variable has its latest use and is redefined later on in
 302         // the same basic block (common with variables introduced by
 303         // PHI elimination)
 304         if (start < end) {
 305             killedInDefiningBasicBlock |= mbb == killerBlock;
 306             interval.addRange(start, end);
 307         }
 308     }
 309
 310     if (!killedInDefiningBasicBlock) {
 311         unsigned end = getInstructionIndex(&mbb->back()) + InstrSlots::NUM;
 312         interval.addRange(getDefIndex(baseIndex), end);
 313     }
 314     DEBUG(std::cerr << '\n');
 315 }
 316
 317 void LiveIntervals::handlePhysicalRegisterDef(MachineBasicBlock* mbb,
 318                                               MachineBasicBlock::iterator mi,
 319                                               Interval& interval)
 320 {
 321     DEBUG(std::cerr << "\t\tregister: "; printRegName(interval.reg));
 322     typedef LiveVariables::killed_iterator KillIter;
 323
 324     MachineBasicBlock::iterator e = mbb->end();
 325     unsigned baseIndex = getInstructionIndex(mi);
 326     unsigned start = getDefIndex(baseIndex);
 327     unsigned end = start;
 328
 329     // a variable can be dead by the instruction defining it
 330     for (KillIter ki = lv_->dead_begin(mi), ke = lv_->dead_end(mi);
 331          ki != ke; ++ki) {
 332         if (interval.reg == ki->second) {
 333             DEBUG(std::cerr << " dead");
 334             end = getDefIndex(start) + 1;
 335             goto exit;
 336         }
 337     }
 338
 339     // a variable can only be killed by subsequent instructions
 340     do {
 341         ++mi;
 342         baseIndex += InstrSlots::NUM;
 343         for (KillIter ki = lv_->killed_begin(mi), ke = lv_->killed_end(mi);
 344              ki != ke; ++ki) {
 345             if (interval.reg == ki->second) {
 346                 DEBUG(std::cerr << " killed");
 347                 end = getUseIndex(baseIndex) + 1;
 348                 goto exit;
 349             }
 350         }
 351     } while (mi != e);
 352
 353 exit:
 354     assert(start < end && "did not find end of interval?");
 355     interval.addRange(start, end);
 356     DEBUG(std::cerr << '\n');
 357 }
 358
 359 void LiveIntervals::handleRegisterDef(MachineBasicBlock* mbb,
 360                                       MachineBasicBlock::iterator mi,
 361                                       unsigned reg)
 362 {
 363     if (MRegisterInfo::isPhysicalRegister(reg)) {
 364         if (lv_->getAllocatablePhysicalRegisters()[reg]) {
 365             handlePhysicalRegisterDef(mbb, mi, getOrCreateInterval(reg));
 366             for (const unsigned* as = mri_->getAliasSet(reg); *as; ++as)
 367                 handlePhysicalRegisterDef(mbb, mi, getOrCreateInterval(*as));
 368         }
 369     }
 370     else
 371         handleVirtualRegisterDef(mbb, mi, getOrCreateInterval(reg));
 372 }
 373
 374 unsigned LiveIntervals::getInstructionIndex(MachineInstr* instr) const
 375 {
 376     Mi2IndexMap::const_iterator it = mi2iMap_.find(instr);
 377     return (it == mi2iMap_.end() ?
 378             std::numeric_limits<unsigned>::max() :
 379             it->second);
 380 }
 381
 382 MachineInstr* LiveIntervals::getInstructionFromIndex(unsigned index) const
 383 {
 384     index /= InstrSlots::NUM; // convert index to vector index
 385     assert(index < i2miMap_.size() &&
 386            "index does not correspond to an instruction");
 387     return i2miMap_[index];
 388 }
 389
 390 /// computeIntervals - computes the live intervals for virtual
 391 /// registers. for some ordering of the machine instructions [1,N] a
 392 /// live interval is an interval [i, j) where 1 <= i <= j < N for
 393 /// which a variable is live
 394 void LiveIntervals::computeIntervals()
 395 {
 396     DEBUG(std::cerr << "********** COMPUTING LIVE INTERVALS **********\n");
 397     DEBUG(std::cerr << "********** Function: "
 398           << ((Value*)mf_->getFunction())->getName() << '\n');
 399
 400     for (MbbIndex2MbbMap::iterator
 401              it = mbbi2mbbMap_.begin(), itEnd = mbbi2mbbMap_.end();
 402          it != itEnd; ++it) {
 403         MachineBasicBlock* mbb = it->second;
 404         DEBUG(std::cerr << ((Value*)mbb->getBasicBlock())->getName() << ":\n");
 405
 406         for (MachineBasicBlock::iterator mi = mbb->begin(), miEnd = mbb->end();
 407              mi != miEnd; ++mi) {
 408             const TargetInstrDescriptor& tid =
 409                 tm_->getInstrInfo().get(mi->getOpcode());
 410             DEBUG(std::cerr << getInstructionIndex(mi) << "\t";
 411                   mi->print(std::cerr, *tm_));
 412
 413             // handle implicit defs
 414             for (const unsigned* id = tid.ImplicitDefs; *id; ++id)
 415                 handleRegisterDef(mbb, mi, *id);
 416
 417             // handle explicit defs
 418             for (int i = mi->getNumOperands() - 1; i >= 0; --i) {
 419                 MachineOperand& mop = mi->getOperand(i);
 420                 // handle register defs - build intervals
 421                 if (mop.isRegister() && mop.getReg() && mop.isDef())
 422                     handleRegisterDef(mbb, mi, mop.getReg());
 423             }
 424         }
 425     }
 426 }
 427
 428 unsigned LiveIntervals::rep(unsigned reg)
 429 {
 430     Reg2RegMap::iterator it = r2rMap_.find(reg);
 431     if (it != r2rMap_.end())
 432         return it->second = rep(it->second);
 433     return reg;
 434 }
 435
 436 void LiveIntervals::joinIntervals()
 437 {
 438     DEBUG(std::cerr << "********** JOINING INTERVALS ***********\n");
 439
 440     const TargetInstrInfo& tii = tm_->getInstrInfo();
 441
 442     for (MachineFunction::iterator mbbi = mf_->begin(), mbbe = mf_->end();
 443          mbbi != mbbe; ++mbbi) {
 444         MachineBasicBlock* mbb = mbbi;
 445         DEBUG(std::cerr << ((Value*)mbb->getBasicBlock())->getName() << ":\n");
 446
 447         for (MachineBasicBlock::iterator mi = mbb->begin(), mie = mbb->end();
 448              mi != mie; ++mi) {
 449             const TargetInstrDescriptor& tid =
 450                 tm_->getInstrInfo().get(mi->getOpcode());
 451             DEBUG(std::cerr << getInstructionIndex(mi) << '\t';
 452                   mi->print(std::cerr, *tm_););
 453
 454             // we only join virtual registers with allocatable
 455             // physical registers since we do not have liveness information
 456             // on not allocatable physical registers
 457             unsigned regA, regB;
 458             if (tii.isMoveInstr(*mi, regA, regB) &&
 459                 (MRegisterInfo::isVirtualRegister(regA) ||
 460                  lv_->getAllocatablePhysicalRegisters()[regA]) &&
 461                 (MRegisterInfo::isVirtualRegister(regB) ||
 462                  lv_->getAllocatablePhysicalRegisters()[regB])) {
 463
 464                 // get representative registers
 465                 regA = rep(regA);
 466                 regB = rep(regB);
 467
 468                 // if they are already joined we continue
 469                 if (regA == regB)
 470                     continue;
 471
 472                 Reg2IntervalMap::iterator r2iA = r2iMap_.find(regA);
 473                 assert(r2iA != r2iMap_.end());
 474                 Reg2IntervalMap::iterator r2iB = r2iMap_.find(regB);
 475                 assert(r2iB != r2iMap_.end());
 476
 477                 Intervals::iterator intA = r2iA->second;
 478                 Intervals::iterator intB = r2iB->second;
 479
 480                 // both A and B are virtual registers
 481                 if (MRegisterInfo::isVirtualRegister(intA->reg) &&
 482                     MRegisterInfo::isVirtualRegister(intB->reg)) {
 483
 484                     const TargetRegisterClass *rcA, *rcB;
 485                     rcA = mf_->getSSARegMap()->getRegClass(intA->reg);
 486                     rcB = mf_->getSSARegMap()->getRegClass(intB->reg);
 487                     assert(rcA == rcB && "registers must be of the same class");
 488
 489                     // if their intervals do not overlap we join them
 490                     if (!intB->overlaps(*intA)) {
 491                         intA->join(*intB);
 492                         r2iB->second = r2iA->second;
 493                         r2rMap_.insert(std::make_pair(intB->reg, intA->reg));
 494                         intervals_.erase(intB);
 495                     }
 496                 }
 497                 else if (MRegisterInfo::isPhysicalRegister(intA->reg) ^
 498                          MRegisterInfo::isPhysicalRegister(intB->reg)) {
 499                     if (MRegisterInfo::isPhysicalRegister(intB->reg)) {
 500                         std::swap(regA, regB);
 501                         std::swap(intA, intB);
 502                         std::swap(r2iA, r2iB);
 503                     }
 504
 505                     assert(MRegisterInfo::isPhysicalRegister(intA->reg) &&
 506                            MRegisterInfo::isVirtualRegister(intB->reg) &&
 507                            "A must be physical and B must be virtual");
 508
 509                     if (!intA->overlaps(*intB) &&
 510                         !overlapsAliases(*intA, *intB)) {
 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             }
 518         }
 519     }
 520 }
 521
 522 bool LiveIntervals::overlapsAliases(const Interval& lhs,
 523                                     const Interval& rhs) const
 524 {
 525     assert(MRegisterInfo::isPhysicalRegister(lhs.reg) &&
 526            "first interval must describe a physical register");
 527
 528     for (const unsigned* as = mri_->getAliasSet(lhs.reg); *as; ++as) {
 529         Reg2IntervalMap::const_iterator r2i = r2iMap_.find(*as);
 530         assert(r2i != r2iMap_.end() && "alias does not have interval?");
 531         if (rhs.overlaps(*r2i->second))
 532             return true;
 533     }
 534
 535     return false;
 536 }
 537
 538 LiveIntervals::Interval& LiveIntervals::getOrCreateInterval(unsigned reg)
 539 {
 540     Reg2IntervalMap::iterator r2iit = r2iMap_.lower_bound(reg);
 541     if (r2iit == r2iMap_.end() || r2iit->first != reg) {
 542         intervals_.push_back(Interval(reg));
 543         r2iit = r2iMap_.insert(r2iit, std::make_pair(reg, --intervals_.end()));
 544     }
 545
 546     return *r2iit->second;
 547 }
 548
 549 LiveIntervals::Interval::Interval(unsigned r)
 550     : reg(r),
 551       weight((MRegisterInfo::isPhysicalRegister(r) ?  HUGE_VAL : 0.0F))
 552 {
 553 }
 554
 555 bool LiveIntervals::Interval::spilled() const
 556 {
 557     return (weight == HUGE_VAL &&
 558             MRegisterInfo::isVirtualRegister(reg));
 559 }
 560
 561 // An example for liveAt():
 562 //
 563 // this = [1,4), liveAt(0) will return false. The instruction defining
 564 // this spans slots [0,3]. The interval belongs to an spilled
 565 // definition of the variable it represents. This is because slot 1 is
 566 // used (def slot) and spans up to slot 3 (store slot).
 567 //
 568 bool LiveIntervals::Interval::liveAt(unsigned index) const
 569 {
 570     Range dummy(index, index+1);
 571     Ranges::const_iterator r = std::upper_bound(ranges.begin(),
 572                                                 ranges.end(),
 573                                                 dummy);
 574     if (r == ranges.begin())
 575         return false;
 576
 577     --r;
 578     return index >= r->first && index < r->second;
 579 }
 580
 581 // An example for overlaps():
 582 //
 583 // 0: A = ...
 584 // 4: B = ...
 585 // 8: C = A + B ;; last use of A
 586 //
 587 // The live intervals should look like:
 588 //
 589 // A = [3, 11)
 590 // B = [7, x)
 591 // C = [11, y)
 592 //
 593 // A->overlaps(C) should return false since we want to be able to join
 594 // A and C.
 595 bool LiveIntervals::Interval::overlaps(const Interval& other) const
 596 {
 597     Ranges::const_iterator i = ranges.begin();
 598     Ranges::const_iterator ie = ranges.end();
 599     Ranges::const_iterator j = other.ranges.begin();
 600     Ranges::const_iterator je = other.ranges.end();
 601     if (i->first < j->first) {
 602         i = std::upper_bound(i, ie, *j);
 603         if (i != ranges.begin()) --i;
 604     }
 605     else if (j->first < i->first) {
 606         j = std::upper_bound(j, je, *i);
 607         if (j != other.ranges.begin()) --j;
 608     }
 609
 610     while (i != ie && j != je) {
 611         if (i->first == j->first) {
 612             return true;
 613         }
 614         else {
 615             if (i->first > j->first) {
 616                 swap(i, j);
 617                 swap(ie, je);
 618             }
 619             assert(i->first < j->first);
 620
 621             if (i->second > j->first) {
 622                 return true;
 623             }
 624             else {
 625                 ++i;
 626             }
 627         }
 628     }
 629
 630     return false;
 631 }
 632
 633 void LiveIntervals::Interval::addRange(unsigned start, unsigned end)
 634 {
 635     assert(start < end && "Invalid range to add!");
 636     DEBUG(std::cerr << " +[" << start << ',' << end << ")");
 637     //assert(start < end && "invalid range?");
 638     Range range = std::make_pair(start, end);
 639     Ranges::iterator it =
 640         ranges.insert(std::upper_bound(ranges.begin(), ranges.end(), range),
 641                       range);
 642
 643     it = mergeRangesForward(it);
 644     it = mergeRangesBackward(it);
 645 }
 646
 647 void LiveIntervals::Interval::join(const LiveIntervals::Interval& other)
 648 {
 649     DEBUG(std::cerr << "\t\tjoining " << *this << " with " << other << '\n');
 650     Ranges::iterator cur = ranges.begin();
 651
 652     for (Ranges::const_iterator i = other.ranges.begin(),
 653              e = other.ranges.end(); i != e; ++i) {
 654         cur = ranges.insert(std::upper_bound(cur, ranges.end(), *i), *i);
 655         cur = mergeRangesForward(cur);
 656         cur = mergeRangesBackward(cur);
 657     }
 658     weight += other.weight;
 659     ++numJoins;
 660 }
 661
 662 LiveIntervals::Interval::Ranges::iterator
 663 LiveIntervals::Interval::mergeRangesForward(Ranges::iterator it)
 664 {
 665     Ranges::iterator n;
 666     while ((n = next(it)) != ranges.end()) {
 667         if (n->first > it->second)
 668             break;
 669         it->second = std::max(it->second, n->second);
 670         n = ranges.erase(n);
 671     }
 672     return it;
 673 }
 674
 675 LiveIntervals::Interval::Ranges::iterator
 676 LiveIntervals::Interval::mergeRangesBackward(Ranges::iterator it)
 677 {
 678     while (it != ranges.begin()) {
 679         Ranges::iterator p = prior(it);
 680         if (it->first > p->second)
 681             break;
 682
 683         it->first = std::min(it->first, p->first);
 684         it->second = std::max(it->second, p->second);
 685         it = ranges.erase(p);
 686     }
 687
 688     return it;
 689 }
 690
 691 std::ostream& llvm::operator<<(std::ostream& os,
 692                                const LiveIntervals::Interval& li)
 693 {
 694     os << "%reg" << li.reg << ',' << li.weight;
 695     if (li.empty())
 696         return os << "EMPTY";
 697
 698     os << " = ";
 699     for (LiveIntervals::Interval::Ranges::const_iterator
 700              i = li.ranges.begin(), e = li.ranges.end(); i != e; ++i) {
 701         os << "[" << i->first << "," << i->second << ")";
 702     }
 703     return os;
 704 }