lib/CodeGen/LiveVariables.cpp

   1 //===-- LiveVariables.cpp - Live Variable Analysis for Machine Code -------===//
   2 //
   3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
   4 //
   5 // This file is distributed under the University of Illinois Open Source
   6 // License. See LICENSE.TXT for details.
   7 //
   8 //===----------------------------------------------------------------------===//
   9 //
  10 // This file implements the LiveVariable analysis pass.  For each machine
  11 // instruction in the function, this pass calculates the set of registers that
  12 // are immediately dead after the instruction (i.e., the instruction calculates
  13 // the value, but it is never used) and the set of registers that are used by
  14 // the instruction, but are never used after the instruction (i.e., they are
  15 // killed).
  16 //
  17 // This class computes live variables using are sparse implementation based on
  18 // the machine code SSA form.  This class computes live variable information for
  19 // each virtual and _register allocatable_ physical register in a function.  It
  20 // uses the dominance properties of SSA form to efficiently compute live
  21 // variables for virtual registers, and assumes that physical registers are only
  22 // live within a single basic block (allowing it to do a single local analysis
  23 // to resolve physical register lifetimes in each basic block).  If a physical
  24 // register is not register allocatable, it is not tracked.  This is useful for
  25 // things like the stack pointer and condition codes.
  26 //
  27 //===----------------------------------------------------------------------===//
  28
  29 #include "llvm/CodeGen/LiveVariables.h"
  30 #include "llvm/CodeGen/MachineInstr.h"
  31 #include "llvm/CodeGen/MachineRegisterInfo.h"
  32 #include "llvm/Target/MRegisterInfo.h"
  33 #include "llvm/Target/TargetInstrInfo.h"
  34 #include "llvm/Target/TargetMachine.h"
  35 #include "llvm/ADT/DepthFirstIterator.h"
  36 #include "llvm/ADT/SmallPtrSet.h"
  37 #include "llvm/ADT/STLExtras.h"
  38 #include "llvm/Config/alloca.h"
  39 #include <algorithm>
  40 using namespace llvm;
  41
  42 char LiveVariables::ID = 0;
  43 static RegisterPass<LiveVariables> X("livevars", "Live Variable Analysis");
  44
  45 void LiveVariables::VarInfo::dump() const {
  46   cerr << "Register Defined by: ";
  47   if (DefInst)
  48     cerr << *DefInst;
  49   else
  50     cerr << "<null>\n";
  51   cerr << "  Alive in blocks: ";
  52   for (unsigned i = 0, e = AliveBlocks.size(); i != e; ++i)
  53     if (AliveBlocks[i]) cerr << i << ", ";
  54   cerr << "  Used in blocks: ";
  55   for (unsigned i = 0, e = UsedBlocks.size(); i != e; ++i)
  56     if (UsedBlocks[i]) cerr << i << ", ";
  57   cerr << "\n  Killed by:";
  58   if (Kills.empty())
  59     cerr << " No instructions.\n";
  60   else {
  61     for (unsigned i = 0, e = Kills.size(); i != e; ++i)
  62       cerr << "\n    #" << i << ": " << *Kills[i];
  63     cerr << "\n";
  64   }
  65 }
  66
  67 LiveVariables::VarInfo &LiveVariables::getVarInfo(unsigned RegIdx) {
  68   assert(MRegisterInfo::isVirtualRegister(RegIdx) &&
  69          "getVarInfo: not a virtual register!");
  70   RegIdx -= MRegisterInfo::FirstVirtualRegister;
  71   if (RegIdx >= VirtRegInfo.size()) {
  72     if (RegIdx >= 2*VirtRegInfo.size())
  73       VirtRegInfo.resize(RegIdx*2);
  74     else
  75       VirtRegInfo.resize(2*VirtRegInfo.size());
  76   }
  77   VarInfo &VI = VirtRegInfo[RegIdx];
  78   VI.AliveBlocks.resize(MF->getNumBlockIDs());
  79   VI.UsedBlocks.resize(MF->getNumBlockIDs());
  80   return VI;
  81 }
  82
  83 bool LiveVariables::KillsRegister(MachineInstr *MI, unsigned Reg) const {
  84   for (unsigned i = 0, e = MI->getNumOperands(); i != e; ++i) {
  85     MachineOperand &MO = MI->getOperand(i);
  86     if (MO.isRegister() && MO.isKill()) {
  87       if ((MO.getReg() == Reg) ||
  88           (MRegisterInfo::isPhysicalRegister(MO.getReg()) &&
  89            MRegisterInfo::isPhysicalRegister(Reg) &&
  90            RegInfo->isSubRegister(MO.getReg(), Reg)))
  91         return true;
  92     }
  93   }
  94   return false;
  95 }
  96
  97 bool LiveVariables::RegisterDefIsDead(MachineInstr *MI, unsigned Reg) const {
  98   for (unsigned i = 0, e = MI->getNumOperands(); i != e; ++i) {
  99     MachineOperand &MO = MI->getOperand(i);
 100     if (MO.isRegister() && MO.isDead()) {
 101       if ((MO.getReg() == Reg) ||
 102           (MRegisterInfo::isPhysicalRegister(MO.getReg()) &&
 103            MRegisterInfo::isPhysicalRegister(Reg) &&
 104            RegInfo->isSubRegister(MO.getReg(), Reg)))
 105         return true;
 106     }
 107   }
 108   return false;
 109 }
 110
 111 bool LiveVariables::ModifiesRegister(MachineInstr *MI, unsigned Reg) const {
 112   for (unsigned i = 0, e = MI->getNumOperands(); i != e; ++i) {
 113     MachineOperand &MO = MI->getOperand(i);
 114     if (MO.isRegister() && MO.isDef() && MO.getReg() == Reg)
 115       return true;
 116   }
 117   return false;
 118 }
 119
 120 void LiveVariables::MarkVirtRegAliveInBlock(VarInfo &VRInfo,
 121                                             MachineBasicBlock *MBB,
 122                                     std::vector<MachineBasicBlock*> &WorkList) {
 123   unsigned BBNum = MBB->getNumber();
 124
 125   // Check to see if this basic block is one of the killing blocks.  If so,
 126   // remove it...
 127   for (unsigned i = 0, e = VRInfo.Kills.size(); i != e; ++i)
 128     if (VRInfo.Kills[i]->getParent() == MBB) {
 129       VRInfo.Kills.erase(VRInfo.Kills.begin()+i);  // Erase entry
 130       break;
 131     }
 132
 133   if (MBB == VRInfo.DefInst->getParent()) return;  // Terminate recursion
 134
 135   if (VRInfo.AliveBlocks[BBNum])
 136     return;  // We already know the block is live
 137
 138   // Mark the variable known alive in this bb
 139   VRInfo.AliveBlocks[BBNum] = true;
 140
 141   for (MachineBasicBlock::const_pred_reverse_iterator PI = MBB->pred_rbegin(),
 142          E = MBB->pred_rend(); PI != E; ++PI)
 143     WorkList.push_back(*PI);
 144 }
 145
 146 void LiveVariables::MarkVirtRegAliveInBlock(VarInfo &VRInfo,
 147                                             MachineBasicBlock *MBB) {
 148   std::vector<MachineBasicBlock*> WorkList;
 149   MarkVirtRegAliveInBlock(VRInfo, MBB, WorkList);
 150   while (!WorkList.empty()) {
 151     MachineBasicBlock *Pred = WorkList.back();
 152     WorkList.pop_back();
 153     MarkVirtRegAliveInBlock(VRInfo, Pred, WorkList);
 154   }
 155 }
 156
 157
 158 void LiveVariables::HandleVirtRegUse(VarInfo &VRInfo, MachineBasicBlock *MBB,
 159                                      MachineInstr *MI) {
 160   assert(VRInfo.DefInst && "Register use before def!");
 161
 162   unsigned BBNum = MBB->getNumber();
 163
 164   VRInfo.UsedBlocks[BBNum] = true;
 165   VRInfo.NumUses++;
 166
 167   // Check to see if this basic block is already a kill block...
 168   if (!VRInfo.Kills.empty() && VRInfo.Kills.back()->getParent() == MBB) {
 169     // Yes, this register is killed in this basic block already.  Increase the
 170     // live range by updating the kill instruction.
 171     VRInfo.Kills.back() = MI;
 172     return;
 173   }
 174
 175 #ifndef NDEBUG
 176   for (unsigned i = 0, e = VRInfo.Kills.size(); i != e; ++i)
 177     assert(VRInfo.Kills[i]->getParent() != MBB && "entry should be at end!");
 178 #endif
 179
 180   assert(MBB != VRInfo.DefInst->getParent() &&
 181          "Should have kill for defblock!");
 182
 183   // Add a new kill entry for this basic block.
 184   // If this virtual register is already marked as alive in this basic block,
 185   // that means it is alive in at least one of the successor block, it's not
 186   // a kill.
 187   if (!VRInfo.AliveBlocks[BBNum])
 188     VRInfo.Kills.push_back(MI);
 189
 190   // Update all dominating blocks to mark them known live.
 191   for (MachineBasicBlock::const_pred_iterator PI = MBB->pred_begin(),
 192          E = MBB->pred_end(); PI != E; ++PI)
 193     MarkVirtRegAliveInBlock(VRInfo, *PI);
 194 }
 195
 196 bool LiveVariables::addRegisterKilled(unsigned IncomingReg, MachineInstr *MI,
 197                                       const MRegisterInfo *RegInfo,
 198                                       bool AddIfNotFound) {
 199   bool Found = false;
 200   for (unsigned i = 0, e = MI->getNumOperands(); i != e; ++i) {
 201     MachineOperand &MO = MI->getOperand(i);
 202     if (MO.isRegister() && MO.isUse()) {
 203       unsigned Reg = MO.getReg();
 204       if (!Reg)
 205         continue;
 206       if (Reg == IncomingReg) {
 207         MO.setIsKill();
 208         Found = true;
 209         break;
 210       } else if (MRegisterInfo::isPhysicalRegister(Reg) &&
 211                  MRegisterInfo::isPhysicalRegister(IncomingReg) &&
 212                  RegInfo->isSuperRegister(IncomingReg, Reg) &&
 213                  MO.isKill())
 214         // A super-register kill already exists.
 215         Found = true;
 216     }
 217   }
 218
 219   // If not found, this means an alias of one of the operand is killed. Add a
 220   // new implicit operand if required.
 221   if (!Found && AddIfNotFound) {
 222     MI->addOperand(MachineOperand::CreateReg(IncomingReg, false/*IsDef*/,
 223                                              true/*IsImp*/,true/*IsKill*/));
 224     return true;
 225   }
 226   return Found;
 227 }
 228
 229 bool LiveVariables::addRegisterDead(unsigned IncomingReg, MachineInstr *MI,
 230                                     const MRegisterInfo *RegInfo,
 231                                     bool AddIfNotFound) {
 232   bool Found = false;
 233   for (unsigned i = 0, e = MI->getNumOperands(); i != e; ++i) {
 234     MachineOperand &MO = MI->getOperand(i);
 235     if (MO.isRegister() && MO.isDef()) {
 236       unsigned Reg = MO.getReg();
 237       if (!Reg)
 238         continue;
 239       if (Reg == IncomingReg) {
 240         MO.setIsDead();
 241         Found = true;
 242         break;
 243       } else if (MRegisterInfo::isPhysicalRegister(Reg) &&
 244                  MRegisterInfo::isPhysicalRegister(IncomingReg) &&
 245                  RegInfo->isSuperRegister(IncomingReg, Reg) &&
 246                  MO.isDead())
 247         // There exists a super-register that's marked dead.
 248         return true;
 249     }
 250   }
 251
 252   // If not found, this means an alias of one of the operand is dead. Add a
 253   // new implicit operand.
 254   if (!Found && AddIfNotFound) {
 255     MI->addOperand(MachineOperand::CreateReg(IncomingReg, true/*IsDef*/,
 256                                              true/*IsImp*/,false/*IsKill*/,
 257                                              true/*IsDead*/));
 258     return true;
 259   }
 260   return Found;
 261 }
 262
 263 void LiveVariables::HandlePhysRegUse(unsigned Reg, MachineInstr *MI) {
 264   // Turn previous partial def's into read/mod/write.
 265   for (unsigned i = 0, e = PhysRegPartDef[Reg].size(); i != e; ++i) {
 266     MachineInstr *Def = PhysRegPartDef[Reg][i];
 267     // First one is just a def. This means the use is reading some undef bits.
 268     if (i != 0)
 269       Def->addOperand(MachineOperand::CreateReg(Reg, false/*IsDef*/,
 270                                                 true/*IsImp*/,true/*IsKill*/));
 271     Def->addOperand(MachineOperand::CreateReg(Reg,true/*IsDef*/,true/*IsImp*/));
 272   }
 273   PhysRegPartDef[Reg].clear();
 274
 275   // There was an earlier def of a super-register. Add implicit def to that MI.
 276   // A: EAX = ...
 277   // B:     = AX
 278   // Add implicit def to A.
 279   if (PhysRegInfo[Reg] && PhysRegInfo[Reg] != PhysRegPartUse[Reg] &&
 280       !PhysRegUsed[Reg]) {
 281     MachineInstr *Def = PhysRegInfo[Reg];
 282     if (!Def->findRegisterDefOperand(Reg))
 283       Def->addOperand(MachineOperand::CreateReg(Reg, true/*IsDef*/,
 284                                                 true/*IsImp*/));
 285   }
 286
 287   // There is a now a proper use, forget about the last partial use.
 288   PhysRegPartUse[Reg] = NULL;
 289   PhysRegInfo[Reg] = MI;
 290   PhysRegUsed[Reg] = true;
 291
 292   for (const unsigned *SubRegs = RegInfo->getSubRegisters(Reg);
 293        unsigned SubReg = *SubRegs; ++SubRegs) {
 294     PhysRegInfo[SubReg] = MI;
 295     PhysRegUsed[SubReg] = true;
 296   }
 297
 298   for (const unsigned *SuperRegs = RegInfo->getSuperRegisters(Reg);
 299        unsigned SuperReg = *SuperRegs; ++SuperRegs) {
 300     // Remember the partial use of this superreg if it was previously defined.
 301     bool HasPrevDef = PhysRegInfo[SuperReg] != NULL;
 302     if (!HasPrevDef) {
 303       for (const unsigned *SSRegs = RegInfo->getSuperRegisters(SuperReg);
 304            unsigned SSReg = *SSRegs; ++SSRegs) {
 305         if (PhysRegInfo[SSReg] != NULL) {
 306           HasPrevDef = true;
 307           break;
 308         }
 309       }
 310     }
 311     if (HasPrevDef) {
 312       PhysRegInfo[SuperReg] = MI;
 313       PhysRegPartUse[SuperReg] = MI;
 314     }
 315   }
 316 }
 317
 318 bool LiveVariables::HandlePhysRegKill(unsigned Reg, MachineInstr *RefMI,
 319                                       SmallSet<unsigned, 4> &SubKills) {
 320   for (const unsigned *SubRegs = RegInfo->getImmediateSubRegisters(Reg);
 321        unsigned SubReg = *SubRegs; ++SubRegs) {
 322     MachineInstr *LastRef = PhysRegInfo[SubReg];
 323     if (LastRef != RefMI ||
 324         !HandlePhysRegKill(SubReg, RefMI, SubKills))
 325       SubKills.insert(SubReg);
 326   }
 327
 328   if (*RegInfo->getImmediateSubRegisters(Reg) == 0) {
 329     // No sub-registers, just check if reg is killed by RefMI.
 330     if (PhysRegInfo[Reg] == RefMI)
 331       return true;
 332   } else if (SubKills.empty())
 333     // None of the sub-registers are killed elsewhere...
 334     return true;
 335   return false;
 336 }
 337
 338 void LiveVariables::addRegisterKills(unsigned Reg, MachineInstr *MI,
 339                                      SmallSet<unsigned, 4> &SubKills) {
 340   if (SubKills.count(Reg) == 0)
 341     addRegisterKilled(Reg, MI, RegInfo, true);
 342   else {
 343     for (const unsigned *SubRegs = RegInfo->getImmediateSubRegisters(Reg);
 344          unsigned SubReg = *SubRegs; ++SubRegs)
 345       addRegisterKills(SubReg, MI, SubKills);
 346   }
 347 }
 348
 349 bool LiveVariables::HandlePhysRegKill(unsigned Reg, MachineInstr *RefMI) {
 350   SmallSet<unsigned, 4> SubKills;
 351   if (HandlePhysRegKill(Reg, RefMI, SubKills)) {
 352     addRegisterKilled(Reg, RefMI, RegInfo, true);
 353     return true;
 354   } else {
 355     // Some sub-registers are killed by another MI.
 356     for (const unsigned *SubRegs = RegInfo->getImmediateSubRegisters(Reg);
 357          unsigned SubReg = *SubRegs; ++SubRegs)
 358       addRegisterKills(SubReg, RefMI, SubKills);
 359     return false;
 360   }
 361 }
 362
 363 void LiveVariables::HandlePhysRegDef(unsigned Reg, MachineInstr *MI) {
 364   // Does this kill a previous version of this register?
 365   if (MachineInstr *LastRef = PhysRegInfo[Reg]) {
 366     if (PhysRegUsed[Reg]) {
 367       if (!HandlePhysRegKill(Reg, LastRef)) {
 368         if (PhysRegPartUse[Reg])
 369           addRegisterKilled(Reg, PhysRegPartUse[Reg], RegInfo, true);
 370       }
 371     } else if (PhysRegPartUse[Reg])
 372       // Add implicit use / kill to last partial use.
 373       addRegisterKilled(Reg, PhysRegPartUse[Reg], RegInfo, true);
 374     else if (LastRef != MI)
 375       // Defined, but not used. However, watch out for cases where a super-reg
 376       // is also defined on the same MI.
 377       addRegisterDead(Reg, LastRef, RegInfo);
 378   }
 379
 380   for (const unsigned *SubRegs = RegInfo->getSubRegisters(Reg);
 381        unsigned SubReg = *SubRegs; ++SubRegs) {
 382     if (MachineInstr *LastRef = PhysRegInfo[SubReg]) {
 383       if (PhysRegUsed[SubReg]) {
 384         if (!HandlePhysRegKill(SubReg, LastRef)) {
 385           if (PhysRegPartUse[SubReg])
 386             addRegisterKilled(SubReg, PhysRegPartUse[SubReg], RegInfo, true);
 387         }
 388       } else if (PhysRegPartUse[SubReg])
 389         // Add implicit use / kill to last use of a sub-register.
 390         addRegisterKilled(SubReg, PhysRegPartUse[SubReg], RegInfo, true);
 391       else if (LastRef != MI)
 392         // This must be a def of the subreg on the same MI.
 393         addRegisterDead(SubReg, LastRef, RegInfo);
 394     }
 395   }
 396
 397   if (MI) {
 398     for (const unsigned *SuperRegs = RegInfo->getSuperRegisters(Reg);
 399          unsigned SuperReg = *SuperRegs; ++SuperRegs) {
 400       if (PhysRegInfo[SuperReg] && PhysRegInfo[SuperReg] != MI) {
 401         // The larger register is previously defined. Now a smaller part is
 402         // being re-defined. Treat it as read/mod/write.
 403         // EAX =
 404         // AX  =        EAX<imp-use,kill>, EAX<imp-def>
 405         MI->addOperand(MachineOperand::CreateReg(SuperReg, false/*IsDef*/,
 406                                                  true/*IsImp*/,true/*IsKill*/));
 407         MI->addOperand(MachineOperand::CreateReg(SuperReg, true/*IsDef*/,
 408                                                  true/*IsImp*/));
 409         PhysRegInfo[SuperReg] = MI;
 410         PhysRegUsed[SuperReg] = false;
 411         PhysRegPartUse[SuperReg] = NULL;
 412       } else {
 413         // Remember this partial def.
 414         PhysRegPartDef[SuperReg].push_back(MI);
 415       }
 416     }
 417
 418     PhysRegInfo[Reg] = MI;
 419     PhysRegUsed[Reg] = false;
 420     PhysRegPartDef[Reg].clear();
 421     PhysRegPartUse[Reg] = NULL;
 422     for (const unsigned *SubRegs = RegInfo->getSubRegisters(Reg);
 423          unsigned SubReg = *SubRegs; ++SubRegs) {
 424       PhysRegInfo[SubReg] = MI;
 425       PhysRegUsed[SubReg] = false;
 426       PhysRegPartDef[SubReg].clear();
 427       PhysRegPartUse[SubReg] = NULL;
 428     }
 429   }
 430 }
 431
 432 bool LiveVariables::runOnMachineFunction(MachineFunction &mf) {
 433   MF = &mf;
 434   const TargetInstrInfo &TII = *MF->getTarget().getInstrInfo();
 435   RegInfo = MF->getTarget().getRegisterInfo();
 436   assert(RegInfo && "Target doesn't have register information?");
 437
 438   ReservedRegisters = RegInfo->getReservedRegs(mf);
 439
 440   unsigned NumRegs = RegInfo->getNumRegs();
 441   PhysRegInfo = new MachineInstr*[NumRegs];
 442   PhysRegUsed = new bool[NumRegs];
 443   PhysRegPartUse = new MachineInstr*[NumRegs];
 444   PhysRegPartDef = new SmallVector<MachineInstr*,4>[NumRegs];
 445   PHIVarInfo = new SmallVector<unsigned, 4>[MF->getNumBlockIDs()];
 446   std::fill(PhysRegInfo, PhysRegInfo + NumRegs, (MachineInstr*)0);
 447   std::fill(PhysRegUsed, PhysRegUsed + NumRegs, false);
 448   std::fill(PhysRegPartUse, PhysRegPartUse + NumRegs, (MachineInstr*)0);
 449
 450   /// Get some space for a respectable number of registers...
 451   VirtRegInfo.resize(64);
 452
 453   analyzePHINodes(mf);
 454
 455   // Calculate live variable information in depth first order on the CFG of the
 456   // function.  This guarantees that we will see the definition of a virtual
 457   // register before its uses due to dominance properties of SSA (except for PHI
 458   // nodes, which are treated as a special case).
 459   //
 460   MachineBasicBlock *Entry = MF->begin();
 461   SmallPtrSet<MachineBasicBlock*,16> Visited;
 462   for (df_ext_iterator<MachineBasicBlock*, SmallPtrSet<MachineBasicBlock*,16> >
 463          DFI = df_ext_begin(Entry, Visited), E = df_ext_end(Entry, Visited);
 464        DFI != E; ++DFI) {
 465     MachineBasicBlock *MBB = *DFI;
 466
 467     // Mark live-in registers as live-in.
 468     for (MachineBasicBlock::const_livein_iterator II = MBB->livein_begin(),
 469            EE = MBB->livein_end(); II != EE; ++II) {
 470       assert(MRegisterInfo::isPhysicalRegister(*II) &&
 471              "Cannot have a live-in virtual register!");
 472       HandlePhysRegDef(*II, 0);
 473     }
 474
 475     // Loop over all of the instructions, processing them.
 476     for (MachineBasicBlock::iterator I = MBB->begin(), E = MBB->end();
 477          I != E; ++I) {
 478       MachineInstr *MI = I;
 479
 480       // Process all of the operands of the instruction...
 481       unsigned NumOperandsToProcess = MI->getNumOperands();
 482
 483       // Unless it is a PHI node.  In this case, ONLY process the DEF, not any
 484       // of the uses.  They will be handled in other basic blocks.
 485       if (MI->getOpcode() == TargetInstrInfo::PHI)
 486         NumOperandsToProcess = 1;
 487
 488       // Process all uses...
 489       for (unsigned i = 0; i != NumOperandsToProcess; ++i) {
 490         MachineOperand &MO = MI->getOperand(i);
 491         if (MO.isRegister() && MO.isUse() && MO.getReg()) {
 492           if (MRegisterInfo::isVirtualRegister(MO.getReg())){
 493             HandleVirtRegUse(getVarInfo(MO.getReg()), MBB, MI);
 494           } else if (MRegisterInfo::isPhysicalRegister(MO.getReg()) &&
 495                      !ReservedRegisters[MO.getReg()]) {
 496             HandlePhysRegUse(MO.getReg(), MI);
 497           }
 498         }
 499       }
 500
 501       // Process all defs...
 502       for (unsigned i = 0; i != NumOperandsToProcess; ++i) {
 503         MachineOperand &MO = MI->getOperand(i);
 504         if (MO.isRegister() && MO.isDef() && MO.getReg()) {
 505           if (MRegisterInfo::isVirtualRegister(MO.getReg())) {
 506             VarInfo &VRInfo = getVarInfo(MO.getReg());
 507
 508             assert(VRInfo.DefInst == 0 && "Variable multiply defined!");
 509             VRInfo.DefInst = MI;
 510             // Defaults to dead
 511             VRInfo.Kills.push_back(MI);
 512           } else if (MRegisterInfo::isPhysicalRegister(MO.getReg()) &&
 513                      !ReservedRegisters[MO.getReg()]) {
 514             HandlePhysRegDef(MO.getReg(), MI);
 515           }
 516         }
 517       }
 518     }
 519
 520     // Handle any virtual assignments from PHI nodes which might be at the
 521     // bottom of this basic block.  We check all of our successor blocks to see
 522     // if they have PHI nodes, and if so, we simulate an assignment at the end
 523     // of the current block.
 524     if (!PHIVarInfo[MBB->getNumber()].empty()) {
 525       SmallVector<unsigned, 4>& VarInfoVec = PHIVarInfo[MBB->getNumber()];
 526
 527       for (SmallVector<unsigned, 4>::iterator I = VarInfoVec.begin(),
 528              E = VarInfoVec.end(); I != E; ++I) {
 529         VarInfo& VRInfo = getVarInfo(*I);
 530         assert(VRInfo.DefInst && "Register use before def (or no def)!");
 531
 532         // Only mark it alive only in the block we are representing.
 533         MarkVirtRegAliveInBlock(VRInfo, MBB);
 534       }
 535     }
 536
 537     // Finally, if the last instruction in the block is a return, make sure to mark
 538     // it as using all of the live-out values in the function.
 539     if (!MBB->empty() && TII.isReturn(MBB->back().getOpcode())) {
 540       MachineInstr *Ret = &MBB->back();
 541       for (MachineRegisterInfo::liveout_iterator
 542            I = MF->getRegInfo().liveout_begin(),
 543            E = MF->getRegInfo().liveout_end(); I != E; ++I) {
 544         assert(MRegisterInfo::isPhysicalRegister(*I) &&
 545                "Cannot have a live-in virtual register!");
 546         HandlePhysRegUse(*I, Ret);
 547         // Add live-out registers as implicit uses.
 548         if (Ret->findRegisterUseOperandIdx(*I) == -1)
 549           Ret->addOperand(MachineOperand::CreateReg(*I, false, true));
 550       }
 551     }
 552
 553     // Loop over PhysRegInfo, killing any registers that are available at the
 554     // end of the basic block.  This also resets the PhysRegInfo map.
 555     for (unsigned i = 0; i != NumRegs; ++i)
 556       if (PhysRegInfo[i])
 557         HandlePhysRegDef(i, 0);
 558
 559     // Clear some states between BB's. These are purely local information.
 560     for (unsigned i = 0; i != NumRegs; ++i)
 561       PhysRegPartDef[i].clear();
 562     std::fill(PhysRegInfo, PhysRegInfo + NumRegs, (MachineInstr*)0);
 563     std::fill(PhysRegUsed, PhysRegUsed + NumRegs, false);
 564     std::fill(PhysRegPartUse, PhysRegPartUse + NumRegs, (MachineInstr*)0);
 565   }
 566
 567   // Convert and transfer the dead / killed information we have gathered into
 568   // VirtRegInfo onto MI's.
 569   //
 570   for (unsigned i = 0, e1 = VirtRegInfo.size(); i != e1; ++i)
 571     for (unsigned j = 0, e2 = VirtRegInfo[i].Kills.size(); j != e2; ++j) {
 572       if (VirtRegInfo[i].Kills[j] == VirtRegInfo[i].DefInst)
 573         addRegisterDead(i + MRegisterInfo::FirstVirtualRegister,
 574                         VirtRegInfo[i].Kills[j], RegInfo);
 575       else
 576         addRegisterKilled(i + MRegisterInfo::FirstVirtualRegister,
 577                           VirtRegInfo[i].Kills[j], RegInfo);
 578     }
 579
 580   // Check to make sure there are no unreachable blocks in the MC CFG for the
 581   // function.  If so, it is due to a bug in the instruction selector or some
 582   // other part of the code generator if this happens.
 583 #ifndef NDEBUG
 584   for(MachineFunction::iterator i = MF->begin(), e = MF->end(); i != e; ++i)
 585     assert(Visited.count(&*i) != 0 && "unreachable basic block found");
 586 #endif
 587
 588   delete[] PhysRegInfo;
 589   delete[] PhysRegUsed;
 590   delete[] PhysRegPartUse;
 591   delete[] PhysRegPartDef;
 592   delete[] PHIVarInfo;
 593
 594   return false;
 595 }
 596
 597 /// instructionChanged - When the address of an instruction changes, this
 598 /// method should be called so that live variables can update its internal
 599 /// data structures.  This removes the records for OldMI, transfering them to
 600 /// the records for NewMI.
 601 void LiveVariables::instructionChanged(MachineInstr *OldMI,
 602                                        MachineInstr *NewMI) {
 603   // If the instruction defines any virtual registers, update the VarInfo,
 604   // kill and dead information for the instruction.
 605   for (unsigned i = 0, e = OldMI->getNumOperands(); i != e; ++i) {
 606     MachineOperand &MO = OldMI->getOperand(i);
 607     if (MO.isRegister() && MO.getReg() &&
 608         MRegisterInfo::isVirtualRegister(MO.getReg())) {
 609       unsigned Reg = MO.getReg();
 610       VarInfo &VI = getVarInfo(Reg);
 611       if (MO.isDef()) {
 612         if (MO.isDead()) {
 613           MO.setIsDead(false);
 614           addVirtualRegisterDead(Reg, NewMI);
 615         }
 616         // Update the defining instruction.
 617         if (VI.DefInst == OldMI)
 618           VI.DefInst = NewMI;
 619       }
 620       if (MO.isKill()) {
 621         MO.setIsKill(false);
 622         addVirtualRegisterKilled(Reg, NewMI);
 623       }
 624       // If this is a kill of the value, update the VI kills list.
 625       if (VI.removeKill(OldMI))
 626         VI.Kills.push_back(NewMI);   // Yes, there was a kill of it
 627     }
 628   }
 629 }
 630
 631 /// transferKillDeadInfo - Similar to instructionChanged except it does not
 632 /// update live variables internal data structures.
 633 void LiveVariables::transferKillDeadInfo(MachineInstr *OldMI,
 634                                          MachineInstr *NewMI,
 635                                          const MRegisterInfo *RegInfo) {
 636   // If the instruction defines any virtual registers, update the VarInfo,
 637   // kill and dead information for the instruction.
 638   for (unsigned i = 0, e = OldMI->getNumOperands(); i != e; ++i) {
 639     MachineOperand &MO = OldMI->getOperand(i);
 640     if (MO.isRegister() && MO.getReg() &&
 641         MRegisterInfo::isVirtualRegister(MO.getReg())) {
 642       unsigned Reg = MO.getReg();
 643       if (MO.isDef()) {
 644         if (MO.isDead()) {
 645           MO.setIsDead(false);
 646           addRegisterDead(Reg, NewMI, RegInfo);
 647         }
 648       }
 649       if (MO.isKill()) {
 650         MO.setIsKill(false);
 651         addRegisterKilled(Reg, NewMI, RegInfo);
 652       }
 653     }
 654   }
 655 }
 656
 657
 658 /// removeVirtualRegistersKilled - Remove all killed info for the specified
 659 /// instruction.
 660 void LiveVariables::removeVirtualRegistersKilled(MachineInstr *MI) {
 661   for (unsigned i = 0, e = MI->getNumOperands(); i != e; ++i) {
 662     MachineOperand &MO = MI->getOperand(i);
 663     if (MO.isRegister() && MO.isKill()) {
 664       MO.setIsKill(false);
 665       unsigned Reg = MO.getReg();
 666       if (MRegisterInfo::isVirtualRegister(Reg)) {
 667         bool removed = getVarInfo(Reg).removeKill(MI);
 668         assert(removed && "kill not in register's VarInfo?");
 669       }
 670     }
 671   }
 672 }
 673
 674 /// removeVirtualRegistersDead - Remove all of the dead registers for the
 675 /// specified instruction from the live variable information.
 676 void LiveVariables::removeVirtualRegistersDead(MachineInstr *MI) {
 677   for (unsigned i = 0, e = MI->getNumOperands(); i != e; ++i) {
 678     MachineOperand &MO = MI->getOperand(i);
 679     if (MO.isRegister() && MO.isDead()) {
 680       MO.setIsDead(false);
 681       unsigned Reg = MO.getReg();
 682       if (MRegisterInfo::isVirtualRegister(Reg)) {
 683         bool removed = getVarInfo(Reg).removeKill(MI);
 684         assert(removed && "kill not in register's VarInfo?");
 685       }
 686     }
 687   }
 688 }
 689
 690 /// analyzePHINodes - Gather information about the PHI nodes in here. In
 691 /// particular, we want to map the variable information of a virtual
 692 /// register which is used in a PHI node. We map that to the BB the vreg is
 693 /// coming from.
 694 ///
 695 void LiveVariables::analyzePHINodes(const MachineFunction& Fn) {
 696   for (MachineFunction::const_iterator I = Fn.begin(), E = Fn.end();
 697        I != E; ++I)
 698     for (MachineBasicBlock::const_iterator BBI = I->begin(), BBE = I->end();
 699          BBI != BBE && BBI->getOpcode() == TargetInstrInfo::PHI; ++BBI)
 700       for (unsigned i = 1, e = BBI->getNumOperands(); i != e; i += 2)
 701         PHIVarInfo[BBI->getOperand(i + 1).getMBB()->getNumber()].
 702           push_back(BBI->getOperand(i).getReg());
 703 }