lib/CodeGen/PreAllocSplitting.cpp

   1 //===-- PreAllocSplitting.cpp - Pre-allocation Interval Spltting Pass. ----===//
   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 machine instruction level pre-register allocation
  11 // live interval splitting pass. It finds live interval barriers, i.e.
  12 // instructions which will kill all physical registers in certain register
  13 // classes, and split all live intervals which cross the barrier.
  14 //
  15 //===----------------------------------------------------------------------===//
  16
  17 #define DEBUG_TYPE "pre-alloc-split"
  18 #include "VirtRegMap.h"
  19 #include "llvm/CodeGen/CalcSpillWeights.h"
  20 #include "llvm/CodeGen/LiveIntervalAnalysis.h"
  21 #include "llvm/CodeGen/LiveStackAnalysis.h"
  22 #include "llvm/CodeGen/MachineDominators.h"
  23 #include "llvm/CodeGen/MachineFrameInfo.h"
  24 #include "llvm/CodeGen/MachineFunctionPass.h"
  25 #include "llvm/CodeGen/MachineLoopInfo.h"
  26 #include "llvm/CodeGen/MachineRegisterInfo.h"
  27 #include "llvm/CodeGen/Passes.h"
  28 #include "llvm/CodeGen/RegisterCoalescer.h"
  29 #include "llvm/Target/TargetInstrInfo.h"
  30 #include "llvm/Target/TargetMachine.h"
  31 #include "llvm/Target/TargetOptions.h"
  32 #include "llvm/Target/TargetRegisterInfo.h"
  33 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
  34 #include "llvm/Support/Debug.h"
  35 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
  36 #include "llvm/ADT/DenseMap.h"
  37 #include "llvm/ADT/DepthFirstIterator.h"
  38 #include "llvm/ADT/SmallPtrSet.h"
  39 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
  40 using namespace llvm;
  41
  42 static cl::opt<int> PreSplitLimit("pre-split-limit", cl::init(-1), cl::Hidden);
  43 static cl::opt<int> DeadSplitLimit("dead-split-limit", cl::init(-1),
  44                                    cl::Hidden);
  45 static cl::opt<int> RestoreFoldLimit("restore-fold-limit", cl::init(-1),
  46                                      cl::Hidden);
  47
  48 STATISTIC(NumSplits, "Number of intervals split");
  49 STATISTIC(NumRemats, "Number of intervals split by rematerialization");
  50 STATISTIC(NumFolds, "Number of intervals split with spill folding");
  51 STATISTIC(NumRestoreFolds, "Number of intervals split with restore folding");
  52 STATISTIC(NumRenumbers, "Number of intervals renumbered into new registers");
  53 STATISTIC(NumDeadSpills, "Number of dead spills removed");
  54
  55 namespace {
  56   class PreAllocSplitting : public MachineFunctionPass {
  57     MachineFunction       *CurrMF;
  58     const TargetMachine   *TM;
  59     const TargetInstrInfo *TII;
  60     const TargetRegisterInfo* TRI;
  61     MachineFrameInfo      *MFI;
  62     MachineRegisterInfo   *MRI;
  63     SlotIndexes           *SIs;
  64     LiveIntervals         *LIs;
  65     LiveStacks            *LSs;
  66     VirtRegMap            *VRM;
  67
  68     // Barrier - Current barrier being processed.
  69     MachineInstr          *Barrier;
  70
  71     // BarrierMBB - Basic block where the barrier resides in.
  72     MachineBasicBlock     *BarrierMBB;
  73
  74     // Barrier - Current barrier index.
  75     SlotIndex     BarrierIdx;
  76
  77     // CurrLI - Current live interval being split.
  78     LiveInterval          *CurrLI;
  79
  80     // CurrSLI - Current stack slot live interval.
  81     LiveInterval          *CurrSLI;
  82
  83     // CurrSValNo - Current val# for the stack slot live interval.
  84     VNInfo                *CurrSValNo;
  85
  86     // IntervalSSMap - A map from live interval to spill slots.
  87     DenseMap<unsigned, int> IntervalSSMap;
  88
  89     // Def2SpillMap - A map from a def instruction index to spill index.
  90     DenseMap<SlotIndex, SlotIndex> Def2SpillMap;
  91
  92   public:
  93     static char ID;
  94     PreAllocSplitting()
  95       : MachineFunctionPass(&ID) {}
  96
  97     virtual bool runOnMachineFunction(MachineFunction &MF);
  98
  99     virtual void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
 100       AU.setPreservesCFG();
 101       AU.addRequired<SlotIndexes>();
 102       AU.addPreserved<SlotIndexes>();
 103       AU.addRequired<LiveIntervals>();
 104       AU.addPreserved<LiveIntervals>();
 105       AU.addRequired<LiveStacks>();
 106       AU.addPreserved<LiveStacks>();
 107       AU.addPreserved<RegisterCoalescer>();
 108       AU.addPreserved<CalculateSpillWeights>();
 109       if (StrongPHIElim)
 110         AU.addPreservedID(StrongPHIEliminationID);
 111       else
 112         AU.addPreservedID(PHIEliminationID);
 113       AU.addRequired<MachineDominatorTree>();
 114       AU.addRequired<MachineLoopInfo>();
 115       AU.addRequired<VirtRegMap>();
 116       AU.addPreserved<MachineDominatorTree>();
 117       AU.addPreserved<MachineLoopInfo>();
 118       AU.addPreserved<VirtRegMap>();
 119       MachineFunctionPass::getAnalysisUsage(AU);
 120     }
 121
 122     virtual void releaseMemory() {
 123       IntervalSSMap.clear();
 124       Def2SpillMap.clear();
 125     }
 126
 127     virtual const char *getPassName() const {
 128       return "Pre-Register Allocaton Live Interval Splitting";
 129     }
 130
 131     /// print - Implement the dump method.
 132     virtual void print(raw_ostream &O, const Module* M = 0) const {
 133       LIs->print(O, M);
 134     }
 135
 136
 137   private:
 138
 139     MachineBasicBlock::iterator
 140       findSpillPoint(MachineBasicBlock*, MachineInstr*, MachineInstr*,
 141                      SmallPtrSet<MachineInstr*, 4>&);
 142
 143     MachineBasicBlock::iterator
 144       findRestorePoint(MachineBasicBlock*, MachineInstr*, SlotIndex,
 145                      SmallPtrSet<MachineInstr*, 4>&);
 146
 147     int CreateSpillStackSlot(unsigned, const TargetRegisterClass *);
 148
 149     bool IsAvailableInStack(MachineBasicBlock*, unsigned,
 150                             SlotIndex, SlotIndex,
 151                             SlotIndex&, int&) const;
 152
 153     void UpdateSpillSlotInterval(VNInfo*, SlotIndex, SlotIndex);
 154
 155     bool SplitRegLiveInterval(LiveInterval*);
 156
 157     bool SplitRegLiveIntervals(const TargetRegisterClass **,
 158                                SmallPtrSet<LiveInterval*, 8>&);
 159
 160     bool createsNewJoin(LiveRange* LR, MachineBasicBlock* DefMBB,
 161                         MachineBasicBlock* BarrierMBB);
 162     bool Rematerialize(unsigned vreg, VNInfo* ValNo,
 163                        MachineInstr* DefMI,
 164                        MachineBasicBlock::iterator RestorePt,
 165                        SmallPtrSet<MachineInstr*, 4>& RefsInMBB);
 166     MachineInstr* FoldSpill(unsigned vreg, const TargetRegisterClass* RC,
 167                             MachineInstr* DefMI,
 168                             MachineInstr* Barrier,
 169                             MachineBasicBlock* MBB,
 170                             int& SS,
 171                             SmallPtrSet<MachineInstr*, 4>& RefsInMBB);
 172     MachineInstr* FoldRestore(unsigned vreg,
 173                               const TargetRegisterClass* RC,
 174                               MachineInstr* Barrier,
 175                               MachineBasicBlock* MBB,
 176                               int SS,
 177                               SmallPtrSet<MachineInstr*, 4>& RefsInMBB);
 178     void RenumberValno(VNInfo* VN);
 179     void ReconstructLiveInterval(LiveInterval* LI);
 180     bool removeDeadSpills(SmallPtrSet<LiveInterval*, 8>& split);
 181     unsigned getNumberOfNonSpills(SmallPtrSet<MachineInstr*, 4>& MIs,
 182                                unsigned Reg, int FrameIndex, bool& TwoAddr);
 183     VNInfo* PerformPHIConstruction(MachineBasicBlock::iterator Use,
 184                                    MachineBasicBlock* MBB, LiveInterval* LI,
 185                                    SmallPtrSet<MachineInstr*, 4>& Visited,
 186             DenseMap<MachineBasicBlock*, SmallPtrSet<MachineInstr*, 2> >& Defs,
 187             DenseMap<MachineBasicBlock*, SmallPtrSet<MachineInstr*, 2> >& Uses,
 188                                       DenseMap<MachineInstr*, VNInfo*>& NewVNs,
 189                                 DenseMap<MachineBasicBlock*, VNInfo*>& LiveOut,
 190                                 DenseMap<MachineBasicBlock*, VNInfo*>& Phis,
 191                                         bool IsTopLevel, bool IsIntraBlock);
 192     VNInfo* PerformPHIConstructionFallBack(MachineBasicBlock::iterator Use,
 193                                    MachineBasicBlock* MBB, LiveInterval* LI,
 194                                    SmallPtrSet<MachineInstr*, 4>& Visited,
 195             DenseMap<MachineBasicBlock*, SmallPtrSet<MachineInstr*, 2> >& Defs,
 196             DenseMap<MachineBasicBlock*, SmallPtrSet<MachineInstr*, 2> >& Uses,
 197                                       DenseMap<MachineInstr*, VNInfo*>& NewVNs,
 198                                 DenseMap<MachineBasicBlock*, VNInfo*>& LiveOut,
 199                                 DenseMap<MachineBasicBlock*, VNInfo*>& Phis,
 200                                         bool IsTopLevel, bool IsIntraBlock);
 201 };
 202 } // end anonymous namespace
 203
 204 char PreAllocSplitting::ID = 0;
 205
 206 static RegisterPass<PreAllocSplitting>
 207 X("pre-alloc-splitting", "Pre-Register Allocation Live Interval Splitting");
 208
 209 const PassInfo *const llvm::PreAllocSplittingID = &X;
 210
 211 /// findSpillPoint - Find a gap as far away from the given MI that's suitable
 212 /// for spilling the current live interval. The index must be before any
 213 /// defs and uses of the live interval register in the mbb. Return begin() if
 214 /// none is found.
 215 MachineBasicBlock::iterator
 216 PreAllocSplitting::findSpillPoint(MachineBasicBlock *MBB, MachineInstr *MI,
 217                                   MachineInstr *DefMI,
 218                                   SmallPtrSet<MachineInstr*, 4> &RefsInMBB) {
 219   MachineBasicBlock::iterator Pt = MBB->begin();
 220
 221   MachineBasicBlock::iterator MII = MI;
 222   MachineBasicBlock::iterator EndPt = DefMI
 223     ? MachineBasicBlock::iterator(DefMI) : MBB->begin();
 224
 225   while (MII != EndPt && !RefsInMBB.count(MII) &&
 226          MII->getOpcode() != TRI->getCallFrameSetupOpcode())
 227     --MII;
 228   if (MII == EndPt || RefsInMBB.count(MII)) return Pt;
 229
 230   while (MII != EndPt && !RefsInMBB.count(MII)) {
 231     // We can't insert the spill between the barrier (a call), and its
 232     // corresponding call frame setup.
 233     if (MII->getOpcode() == TRI->getCallFrameDestroyOpcode()) {
 234       while (MII->getOpcode() != TRI->getCallFrameSetupOpcode()) {
 235         --MII;
 236         if (MII == EndPt) {
 237           return Pt;
 238         }
 239       }
 240       continue;
 241     } else {
 242       Pt = MII;
 243     }
 244
 245     if (RefsInMBB.count(MII))
 246       return Pt;
 247
 248
 249     --MII;
 250   }
 251
 252   return Pt;
 253 }
 254
 255 /// findRestorePoint - Find a gap in the instruction index map that's suitable
 256 /// for restoring the current live interval value. The index must be before any
 257 /// uses of the live interval register in the mbb. Return end() if none is
 258 /// found.
 259 MachineBasicBlock::iterator
 260 PreAllocSplitting::findRestorePoint(MachineBasicBlock *MBB, MachineInstr *MI,
 261                                     SlotIndex LastIdx,
 262                                     SmallPtrSet<MachineInstr*, 4> &RefsInMBB) {
 263   // FIXME: Allow spill to be inserted to the beginning of the mbb. Update mbb
 264   // begin index accordingly.
 265   MachineBasicBlock::iterator Pt = MBB->end();
 266   MachineBasicBlock::iterator EndPt = MBB->getFirstTerminator();
 267
 268   // We start at the call, so walk forward until we find the call frame teardown
 269   // since we can't insert restores before that.  Bail if we encounter a use
 270   // during this time.
 271   MachineBasicBlock::iterator MII = MI;
 272   if (MII == EndPt) return Pt;
 273
 274   while (MII != EndPt && !RefsInMBB.count(MII) &&
 275          MII->getOpcode() != TRI->getCallFrameDestroyOpcode())
 276     ++MII;
 277   if (MII == EndPt || RefsInMBB.count(MII)) return Pt;
 278   ++MII;
 279
 280   // FIXME: Limit the number of instructions to examine to reduce
 281   // compile time?
 282   while (MII != EndPt) {
 283     SlotIndex Index = LIs->getInstructionIndex(MII);
 284     if (Index > LastIdx)
 285       break;
 286
 287     // We can't insert a restore between the barrier (a call) and its
 288     // corresponding call frame teardown.
 289     if (MII->getOpcode() == TRI->getCallFrameSetupOpcode()) {
 290       do {
 291         if (MII == EndPt || RefsInMBB.count(MII)) return Pt;
 292         ++MII;
 293       } while (MII->getOpcode() != TRI->getCallFrameDestroyOpcode());
 294     } else {
 295       Pt = MII;
 296     }
 297
 298     if (RefsInMBB.count(MII))
 299       return Pt;
 300
 301     ++MII;
 302   }
 303
 304   return Pt;
 305 }
 306
 307 /// CreateSpillStackSlot - Create a stack slot for the live interval being
 308 /// split. If the live interval was previously split, just reuse the same
 309 /// slot.
 310 int PreAllocSplitting::CreateSpillStackSlot(unsigned Reg,
 311                                             const TargetRegisterClass *RC) {
 312   int SS;
 313   DenseMap<unsigned, int>::iterator I = IntervalSSMap.find(Reg);
 314   if (I != IntervalSSMap.end()) {
 315     SS = I->second;
 316   } else {
 317     SS = MFI->CreateSpillStackObject(RC->getSize(), RC->getAlignment());
 318     IntervalSSMap[Reg] = SS;
 319   }
 320
 321   // Create live interval for stack slot.
 322   CurrSLI = &LSs->getOrCreateInterval(SS, RC);
 323   if (CurrSLI->hasAtLeastOneValue())
 324     CurrSValNo = CurrSLI->getValNumInfo(0);
 325   else
 326     CurrSValNo = CurrSLI->getNextValue(SlotIndex(), 0, false,
 327                                        LSs->getVNInfoAllocator());
 328   return SS;
 329 }
 330
 331 /// IsAvailableInStack - Return true if register is available in a split stack
 332 /// slot at the specified index.
 333 bool
 334 PreAllocSplitting::IsAvailableInStack(MachineBasicBlock *DefMBB,
 335                                     unsigned Reg, SlotIndex DefIndex,
 336                                     SlotIndex RestoreIndex,
 337                                     SlotIndex &SpillIndex,
 338                                     int& SS) const {
 339   if (!DefMBB)
 340     return false;
 341
 342   DenseMap<unsigned, int>::const_iterator I = IntervalSSMap.find(Reg);
 343   if (I == IntervalSSMap.end())
 344     return false;
 345   DenseMap<SlotIndex, SlotIndex>::const_iterator
 346     II = Def2SpillMap.find(DefIndex);
 347   if (II == Def2SpillMap.end())
 348     return false;
 349
 350   // If last spill of def is in the same mbb as barrier mbb (where restore will
 351   // be), make sure it's not below the intended restore index.
 352   // FIXME: Undo the previous spill?
 353   assert(LIs->getMBBFromIndex(II->second) == DefMBB);
 354   if (DefMBB == BarrierMBB && II->second >= RestoreIndex)
 355     return false;
 356
 357   SS = I->second;
 358   SpillIndex = II->second;
 359   return true;
 360 }
 361
 362 /// UpdateSpillSlotInterval - Given the specified val# of the register live
 363 /// interval being split, and the spill and restore indicies, update the live
 364 /// interval of the spill stack slot.
 365 void
 366 PreAllocSplitting::UpdateSpillSlotInterval(VNInfo *ValNo, SlotIndex SpillIndex,
 367                                            SlotIndex RestoreIndex) {
 368   assert(LIs->getMBBFromIndex(RestoreIndex) == BarrierMBB &&
 369          "Expect restore in the barrier mbb");
 370
 371   MachineBasicBlock *MBB = LIs->getMBBFromIndex(SpillIndex);
 372   if (MBB == BarrierMBB) {
 373     // Intra-block spill + restore. We are done.
 374     LiveRange SLR(SpillIndex, RestoreIndex, CurrSValNo);
 375     CurrSLI->addRange(SLR);
 376     return;
 377   }
 378
 379   SmallPtrSet<MachineBasicBlock*, 4> Processed;
 380   SlotIndex EndIdx = LIs->getMBBEndIdx(MBB);
 381   LiveRange SLR(SpillIndex, EndIdx, CurrSValNo);
 382   CurrSLI->addRange(SLR);
 383   Processed.insert(MBB);
 384
 385   // Start from the spill mbb, figure out the extend of the spill slot's
 386   // live interval.
 387   SmallVector<MachineBasicBlock*, 4> WorkList;
 388   const LiveRange *LR = CurrLI->getLiveRangeContaining(SpillIndex);
 389   if (LR->end > EndIdx)
 390     // If live range extend beyond end of mbb, add successors to work list.
 391     for (MachineBasicBlock::succ_iterator SI = MBB->succ_begin(),
 392            SE = MBB->succ_end(); SI != SE; ++SI)
 393       WorkList.push_back(*SI);
 394
 395   while (!WorkList.empty()) {
 396     MachineBasicBlock *MBB = WorkList.back();
 397     WorkList.pop_back();
 398     if (Processed.count(MBB))
 399       continue;
 400     SlotIndex Idx = LIs->getMBBStartIdx(MBB);
 401     LR = CurrLI->getLiveRangeContaining(Idx);
 402     if (LR && LR->valno == ValNo) {
 403       EndIdx = LIs->getMBBEndIdx(MBB);
 404       if (Idx <= RestoreIndex && RestoreIndex < EndIdx) {
 405         // Spill slot live interval stops at the restore.
 406         LiveRange SLR(Idx, RestoreIndex, CurrSValNo);
 407         CurrSLI->addRange(SLR);
 408       } else if (LR->end > EndIdx) {
 409         // Live range extends beyond end of mbb, process successors.
 410         LiveRange SLR(Idx, EndIdx.getNextIndex(), CurrSValNo);
 411         CurrSLI->addRange(SLR);
 412         for (MachineBasicBlock::succ_iterator SI = MBB->succ_begin(),
 413                SE = MBB->succ_end(); SI != SE; ++SI)
 414           WorkList.push_back(*SI);
 415       } else {
 416         LiveRange SLR(Idx, LR->end, CurrSValNo);
 417         CurrSLI->addRange(SLR);
 418       }
 419       Processed.insert(MBB);
 420     }
 421   }
 422 }
 423
 424 /// PerformPHIConstruction - From properly set up use and def lists, use a PHI
 425 /// construction algorithm to compute the ranges and valnos for an interval.
 426 VNInfo*
 427 PreAllocSplitting::PerformPHIConstruction(MachineBasicBlock::iterator UseI,
 428                                        MachineBasicBlock* MBB, LiveInterval* LI,
 429                                        SmallPtrSet<MachineInstr*, 4>& Visited,
 430              DenseMap<MachineBasicBlock*, SmallPtrSet<MachineInstr*, 2> >& Defs,
 431              DenseMap<MachineBasicBlock*, SmallPtrSet<MachineInstr*, 2> >& Uses,
 432                                        DenseMap<MachineInstr*, VNInfo*>& NewVNs,
 433                                  DenseMap<MachineBasicBlock*, VNInfo*>& LiveOut,
 434                                  DenseMap<MachineBasicBlock*, VNInfo*>& Phis,
 435                                            bool IsTopLevel, bool IsIntraBlock) {
 436   // Return memoized result if it's available.
 437   if (IsTopLevel && Visited.count(UseI) && NewVNs.count(UseI))
 438     return NewVNs[UseI];
 439   else if (!IsTopLevel && IsIntraBlock && NewVNs.count(UseI))
 440     return NewVNs[UseI];
 441   else if (!IsIntraBlock && LiveOut.count(MBB))
 442     return LiveOut[MBB];
 443
 444   // Check if our block contains any uses or defs.
 445   bool ContainsDefs = Defs.count(MBB);
 446   bool ContainsUses = Uses.count(MBB);
 447
 448   VNInfo* RetVNI = 0;
 449
 450   // Enumerate the cases of use/def contaning blocks.
 451   if (!ContainsDefs && !ContainsUses) {
 452     return PerformPHIConstructionFallBack(UseI, MBB, LI, Visited, Defs, Uses,
 453                                           NewVNs, LiveOut, Phis,
 454                                           IsTopLevel, IsIntraBlock);
 455   } else if (ContainsDefs && !ContainsUses) {
 456     SmallPtrSet<MachineInstr*, 2>& BlockDefs = Defs[MBB];
 457
 458     // Search for the def in this block.  If we don't find it before the
 459     // instruction we care about, go to the fallback case.  Note that that
 460     // should never happen: this cannot be intrablock, so use should
 461     // always be an end() iterator.
 462     assert(UseI == MBB->end() && "No use marked in intrablock");
 463
 464     MachineBasicBlock::iterator Walker = UseI;
 465     --Walker;
 466     while (Walker != MBB->begin()) {
 467       if (BlockDefs.count(Walker))
 468         break;
 469       --Walker;
 470     }
 471
 472     // Once we've found it, extend its VNInfo to our instruction.
 473     SlotIndex DefIndex = LIs->getInstructionIndex(Walker);
 474     DefIndex = DefIndex.getDefIndex();
 475     SlotIndex EndIndex = LIs->getMBBEndIdx(MBB);
 476
 477     RetVNI = NewVNs[Walker];
 478     LI->addRange(LiveRange(DefIndex, EndIndex, RetVNI));
 479   } else if (!ContainsDefs && ContainsUses) {
 480     SmallPtrSet<MachineInstr*, 2>& BlockUses = Uses[MBB];
 481
 482     // Search for the use in this block that precedes the instruction we care
 483     // about, going to the fallback case if we don't find it.
 484     MachineBasicBlock::iterator Walker = UseI;
 485     bool found = false;
 486     while (Walker != MBB->begin()) {
 487       --Walker;
 488       if (BlockUses.count(Walker)) {
 489         found = true;
 490         break;
 491       }
 492     }
 493
 494     if (!found)
 495       return PerformPHIConstructionFallBack(UseI, MBB, LI, Visited, Defs,
 496                                             Uses, NewVNs, LiveOut, Phis,
 497                                             IsTopLevel, IsIntraBlock);
 498
 499     SlotIndex UseIndex = LIs->getInstructionIndex(Walker);
 500     UseIndex = UseIndex.getUseIndex();
 501     SlotIndex EndIndex;
 502     if (IsIntraBlock) {
 503       EndIndex = LIs->getInstructionIndex(UseI).getDefIndex();
 504     } else
 505       EndIndex = LIs->getMBBEndIdx(MBB);
 506
 507     // Now, recursively phi construct the VNInfo for the use we found,
 508     // and then extend it to include the instruction we care about
 509     RetVNI = PerformPHIConstruction(Walker, MBB, LI, Visited, Defs, Uses,
 510                                     NewVNs, LiveOut, Phis, false, true);
 511
 512     LI->addRange(LiveRange(UseIndex, EndIndex, RetVNI));
 513
 514     // FIXME: Need to set kills properly for inter-block stuff.
 515     if (RetVNI->isKill(UseIndex)) RetVNI->removeKill(UseIndex);
 516     if (IsIntraBlock)
 517       RetVNI->addKill(EndIndex);
 518   } else if (ContainsDefs && ContainsUses) {
 519     SmallPtrSet<MachineInstr*, 2>& BlockDefs = Defs[MBB];
 520     SmallPtrSet<MachineInstr*, 2>& BlockUses = Uses[MBB];
 521
 522     // This case is basically a merging of the two preceding case, with the
 523     // special note that checking for defs must take precedence over checking
 524     // for uses, because of two-address instructions.
 525     MachineBasicBlock::iterator Walker = UseI;
 526     bool foundDef = false;
 527     bool foundUse = false;
 528     while (Walker != MBB->begin()) {
 529       --Walker;
 530       if (BlockDefs.count(Walker)) {
 531         foundDef = true;
 532         break;
 533       } else if (BlockUses.count(Walker)) {
 534         foundUse = true;
 535         break;
 536       }
 537     }
 538
 539     if (!foundDef && !foundUse)
 540       return PerformPHIConstructionFallBack(UseI, MBB, LI, Visited, Defs,
 541                                             Uses, NewVNs, LiveOut, Phis,
 542                                             IsTopLevel, IsIntraBlock);
 543
 544     SlotIndex StartIndex = LIs->getInstructionIndex(Walker);
 545     StartIndex = foundDef ? StartIndex.getDefIndex() : StartIndex.getUseIndex();
 546     SlotIndex EndIndex;
 547     if (IsIntraBlock) {
 548       EndIndex = LIs->getInstructionIndex(UseI).getDefIndex();
 549     } else
 550       EndIndex = LIs->getMBBEndIdx(MBB);
 551
 552     if (foundDef)
 553       RetVNI = NewVNs[Walker];
 554     else
 555       RetVNI = PerformPHIConstruction(Walker, MBB, LI, Visited, Defs, Uses,
 556                                       NewVNs, LiveOut, Phis, false, true);
 557
 558     LI->addRange(LiveRange(StartIndex, EndIndex, RetVNI));
 559
 560     if (foundUse && RetVNI->isKill(StartIndex))
 561       RetVNI->removeKill(StartIndex);
 562     if (IsIntraBlock) {
 563       RetVNI->addKill(EndIndex);
 564     }
 565   }
 566
 567   // Memoize results so we don't have to recompute them.
 568   if (!IsIntraBlock) LiveOut[MBB] = RetVNI;
 569   else {
 570     if (!NewVNs.count(UseI))
 571       NewVNs[UseI] = RetVNI;
 572     Visited.insert(UseI);
 573   }
 574
 575   return RetVNI;
 576 }
 577
 578 /// PerformPHIConstructionFallBack - PerformPHIConstruction fall back path.
 579 ///
 580 VNInfo*
 581 PreAllocSplitting::PerformPHIConstructionFallBack(MachineBasicBlock::iterator UseI,
 582                                        MachineBasicBlock* MBB, LiveInterval* LI,
 583                                        SmallPtrSet<MachineInstr*, 4>& Visited,
 584              DenseMap<MachineBasicBlock*, SmallPtrSet<MachineInstr*, 2> >& Defs,
 585              DenseMap<MachineBasicBlock*, SmallPtrSet<MachineInstr*, 2> >& Uses,
 586                                        DenseMap<MachineInstr*, VNInfo*>& NewVNs,
 587                                  DenseMap<MachineBasicBlock*, VNInfo*>& LiveOut,
 588                                  DenseMap<MachineBasicBlock*, VNInfo*>& Phis,
 589                                            bool IsTopLevel, bool IsIntraBlock) {
 590   // NOTE: Because this is the fallback case from other cases, we do NOT
 591   // assume that we are not intrablock here.
 592   if (Phis.count(MBB)) return Phis[MBB];
 593
 594   SlotIndex StartIndex = LIs->getMBBStartIdx(MBB);
 595   VNInfo *RetVNI = Phis[MBB] =
 596     LI->getNextValue(SlotIndex(), /*FIXME*/ 0, false,
 597                      LIs->getVNInfoAllocator());
 598
 599   if (!IsIntraBlock) LiveOut[MBB] = RetVNI;
 600
 601   // If there are no uses or defs between our starting point and the
 602   // beginning of the block, then recursive perform phi construction
 603   // on our predecessors.
 604   DenseMap<MachineBasicBlock*, VNInfo*> IncomingVNs;
 605   for (MachineBasicBlock::pred_iterator PI = MBB->pred_begin(),
 606          PE = MBB->pred_end(); PI != PE; ++PI) {
 607     VNInfo* Incoming = PerformPHIConstruction((*PI)->end(), *PI, LI,
 608                                               Visited, Defs, Uses, NewVNs,
 609                                               LiveOut, Phis, false, false);
 610     if (Incoming != 0)
 611       IncomingVNs[*PI] = Incoming;
 612   }
 613
 614   if (MBB->pred_size() == 1 && !RetVNI->hasPHIKill()) {
 615     VNInfo* OldVN = RetVNI;
 616     VNInfo* NewVN = IncomingVNs.begin()->second;
 617     VNInfo* MergedVN = LI->MergeValueNumberInto(OldVN, NewVN);
 618     if (MergedVN == OldVN) std::swap(OldVN, NewVN);
 619
 620     for (DenseMap<MachineBasicBlock*, VNInfo*>::iterator LOI = LiveOut.begin(),
 621          LOE = LiveOut.end(); LOI != LOE; ++LOI)
 622       if (LOI->second == OldVN)
 623         LOI->second = MergedVN;
 624     for (DenseMap<MachineInstr*, VNInfo*>::iterator NVI = NewVNs.begin(),
 625          NVE = NewVNs.end(); NVI != NVE; ++NVI)
 626       if (NVI->second == OldVN)
 627         NVI->second = MergedVN;
 628     for (DenseMap<MachineBasicBlock*, VNInfo*>::iterator PI = Phis.begin(),
 629          PE = Phis.end(); PI != PE; ++PI)
 630       if (PI->second == OldVN)
 631         PI->second = MergedVN;
 632     RetVNI = MergedVN;
 633   } else {
 634     // Otherwise, merge the incoming VNInfos with a phi join.  Create a new
 635     // VNInfo to represent the joined value.
 636     for (DenseMap<MachineBasicBlock*, VNInfo*>::iterator I =
 637            IncomingVNs.begin(), E = IncomingVNs.end(); I != E; ++I) {
 638       I->second->setHasPHIKill(true);
 639       SlotIndex KillIndex(LIs->getMBBEndIdx(I->first), true);
 640       if (!I->second->isKill(KillIndex))
 641         I->second->addKill(KillIndex);
 642     }
 643   }
 644
 645   SlotIndex EndIndex;
 646   if (IsIntraBlock) {
 647     EndIndex = LIs->getInstructionIndex(UseI).getDefIndex();
 648   } else
 649     EndIndex = LIs->getMBBEndIdx(MBB);
 650   LI->addRange(LiveRange(StartIndex, EndIndex, RetVNI));
 651   if (IsIntraBlock)
 652     RetVNI->addKill(EndIndex);
 653
 654   // Memoize results so we don't have to recompute them.
 655   if (!IsIntraBlock)
 656     LiveOut[MBB] = RetVNI;
 657   else {
 658     if (!NewVNs.count(UseI))
 659       NewVNs[UseI] = RetVNI;
 660     Visited.insert(UseI);
 661   }
 662
 663   return RetVNI;
 664 }
 665
 666 /// ReconstructLiveInterval - Recompute a live interval from scratch.
 667 void PreAllocSplitting::ReconstructLiveInterval(LiveInterval* LI) {
 668   BumpPtrAllocator& Alloc = LIs->getVNInfoAllocator();
 669
 670   // Clear the old ranges and valnos;
 671   LI->clear();
 672
 673   // Cache the uses and defs of the register
 674   typedef DenseMap<MachineBasicBlock*, SmallPtrSet<MachineInstr*, 2> > RegMap;
 675   RegMap Defs, Uses;
 676
 677   // Keep track of the new VNs we're creating.
 678   DenseMap<MachineInstr*, VNInfo*> NewVNs;
 679   SmallPtrSet<VNInfo*, 2> PhiVNs;
 680
 681   // Cache defs, and create a new VNInfo for each def.
 682   for (MachineRegisterInfo::def_iterator DI = MRI->def_begin(LI->reg),
 683        DE = MRI->def_end(); DI != DE; ++DI) {
 684     Defs[(*DI).getParent()].insert(&*DI);
 685
 686     SlotIndex DefIdx = LIs->getInstructionIndex(&*DI);
 687     DefIdx = DefIdx.getDefIndex();
 688
 689     assert(DI->getOpcode() != TargetInstrInfo::PHI &&
 690            "PHI instr in code during pre-alloc splitting.");
 691     VNInfo* NewVN = LI->getNextValue(DefIdx, 0, true, Alloc);
 692
 693     // If the def is a move, set the copy field.
 694     unsigned SrcReg, DstReg, SrcSubIdx, DstSubIdx;
 695     if (TII->isMoveInstr(*DI, SrcReg, DstReg, SrcSubIdx, DstSubIdx))
 696       if (DstReg == LI->reg)
 697         NewVN->setCopy(&*DI);
 698
 699     NewVNs[&*DI] = NewVN;
 700   }
 701
 702   // Cache uses as a separate pass from actually processing them.
 703   for (MachineRegisterInfo::use_iterator UI = MRI->use_begin(LI->reg),
 704        UE = MRI->use_end(); UI != UE; ++UI)
 705     Uses[(*UI).getParent()].insert(&*UI);
 706
 707   // Now, actually process every use and use a phi construction algorithm
 708   // to walk from it to its reaching definitions, building VNInfos along
 709   // the way.
 710   DenseMap<MachineBasicBlock*, VNInfo*> LiveOut;
 711   DenseMap<MachineBasicBlock*, VNInfo*> Phis;
 712   SmallPtrSet<MachineInstr*, 4> Visited;
 713   for (MachineRegisterInfo::use_iterator UI = MRI->use_begin(LI->reg),
 714        UE = MRI->use_end(); UI != UE; ++UI) {
 715     PerformPHIConstruction(&*UI, UI->getParent(), LI, Visited, Defs,
 716                            Uses, NewVNs, LiveOut, Phis, true, true);
 717   }
 718
 719   // Add ranges for dead defs
 720   for (MachineRegisterInfo::def_iterator DI = MRI->def_begin(LI->reg),
 721        DE = MRI->def_end(); DI != DE; ++DI) {
 722     SlotIndex DefIdx = LIs->getInstructionIndex(&*DI);
 723     DefIdx = DefIdx.getDefIndex();
 724
 725     if (LI->liveAt(DefIdx)) continue;
 726
 727     VNInfo* DeadVN = NewVNs[&*DI];
 728     LI->addRange(LiveRange(DefIdx, DefIdx.getNextSlot(), DeadVN));
 729     DeadVN->addKill(DefIdx);
 730   }
 731
 732   // Update kill markers.
 733   for (LiveInterval::vni_iterator VI = LI->vni_begin(), VE = LI->vni_end();
 734        VI != VE; ++VI) {
 735     VNInfo* VNI = *VI;
 736     for (unsigned i = 0, e = VNI->kills.size(); i != e; ++i) {
 737       SlotIndex KillIdx = VNI->kills[i];
 738       if (KillIdx.isPHI())
 739         continue;
 740       MachineInstr *KillMI = LIs->getInstructionFromIndex(KillIdx);
 741       if (KillMI) {
 742         MachineOperand *KillMO = KillMI->findRegisterUseOperand(CurrLI->reg);
 743         if (KillMO)
 744           // It could be a dead def.
 745           KillMO->setIsKill();
 746       }
 747     }
 748   }
 749 }
 750
 751 /// RenumberValno - Split the given valno out into a new vreg, allowing it to
 752 /// be allocated to a different register.  This function creates a new vreg,
 753 /// copies the valno and its live ranges over to the new vreg's interval,
 754 /// removes them from the old interval, and rewrites all uses and defs of
 755 /// the original reg to the new vreg within those ranges.
 756 void PreAllocSplitting::RenumberValno(VNInfo* VN) {
 757   SmallVector<VNInfo*, 4> Stack;
 758   SmallVector<VNInfo*, 4> VNsToCopy;
 759   Stack.push_back(VN);
 760
 761   // Walk through and copy the valno we care about, and any other valnos
 762   // that are two-address redefinitions of the one we care about.  These
 763   // will need to be rewritten as well.  We also check for safety of the
 764   // renumbering here, by making sure that none of the valno involved has
 765   // phi kills.
 766   while (!Stack.empty()) {
 767     VNInfo* OldVN = Stack.back();
 768     Stack.pop_back();
 769
 770     // Bail out if we ever encounter a valno that has a PHI kill.  We can't
 771     // renumber these.
 772     if (OldVN->hasPHIKill()) return;
 773
 774     VNsToCopy.push_back(OldVN);
 775
 776     // Locate two-address redefinitions
 777     for (VNInfo::KillSet::iterator KI = OldVN->kills.begin(),
 778          KE = OldVN->kills.end(); KI != KE; ++KI) {
 779       assert(!KI->isPHI() &&
 780              "VN previously reported having no PHI kills.");
 781       MachineInstr* MI = LIs->getInstructionFromIndex(*KI);
 782       unsigned DefIdx = MI->findRegisterDefOperandIdx(CurrLI->reg);
 783       if (DefIdx == ~0U) continue;
 784       if (MI->isRegTiedToUseOperand(DefIdx)) {
 785         VNInfo* NextVN =
 786           CurrLI->findDefinedVNInfoForRegInt(KI->getDefIndex());
 787         if (NextVN == OldVN) continue;
 788         Stack.push_back(NextVN);
 789       }
 790     }
 791   }
 792
 793   // Create the new vreg
 794   unsigned NewVReg = MRI->createVirtualRegister(MRI->getRegClass(CurrLI->reg));
 795
 796   // Create the new live interval
 797   LiveInterval& NewLI = LIs->getOrCreateInterval(NewVReg);
 798
 799   for (SmallVector<VNInfo*, 4>::iterator OI = VNsToCopy.begin(), OE =
 800        VNsToCopy.end(); OI != OE; ++OI) {
 801     VNInfo* OldVN = *OI;
 802
 803     // Copy the valno over
 804     VNInfo* NewVN = NewLI.createValueCopy(OldVN, LIs->getVNInfoAllocator());
 805     NewLI.MergeValueInAsValue(*CurrLI, OldVN, NewVN);
 806
 807     // Remove the valno from the old interval
 808     CurrLI->removeValNo(OldVN);
 809   }
 810
 811   // Rewrite defs and uses.  This is done in two stages to avoid invalidating
 812   // the reg_iterator.
 813   SmallVector<std::pair<MachineInstr*, unsigned>, 8> OpsToChange;
 814
 815   for (MachineRegisterInfo::reg_iterator I = MRI->reg_begin(CurrLI->reg),
 816          E = MRI->reg_end(); I != E; ++I) {
 817     MachineOperand& MO = I.getOperand();
 818     SlotIndex InstrIdx = LIs->getInstructionIndex(&*I);
 819
 820     if ((MO.isUse() && NewLI.liveAt(InstrIdx.getUseIndex())) ||
 821         (MO.isDef() && NewLI.liveAt(InstrIdx.getDefIndex())))
 822       OpsToChange.push_back(std::make_pair(&*I, I.getOperandNo()));
 823   }
 824
 825   for (SmallVector<std::pair<MachineInstr*, unsigned>, 8>::iterator I =
 826        OpsToChange.begin(), E = OpsToChange.end(); I != E; ++I) {
 827     MachineInstr* Inst = I->first;
 828     unsigned OpIdx = I->second;
 829     MachineOperand& MO = Inst->getOperand(OpIdx);
 830     MO.setReg(NewVReg);
 831   }
 832
 833   // Grow the VirtRegMap, since we've created a new vreg.
 834   VRM->grow();
 835
 836   // The renumbered vreg shares a stack slot with the old register.
 837   if (IntervalSSMap.count(CurrLI->reg))
 838     IntervalSSMap[NewVReg] = IntervalSSMap[CurrLI->reg];
 839
 840   NumRenumbers++;
 841 }
 842
 843 bool PreAllocSplitting::Rematerialize(unsigned VReg, VNInfo* ValNo,
 844                                       MachineInstr* DefMI,
 845                                       MachineBasicBlock::iterator RestorePt,
 846                                     SmallPtrSet<MachineInstr*, 4>& RefsInMBB) {
 847   MachineBasicBlock& MBB = *RestorePt->getParent();
 848
 849   MachineBasicBlock::iterator KillPt = BarrierMBB->end();
 850   if (!ValNo->isDefAccurate() || DefMI->getParent() == BarrierMBB)
 851     KillPt = findSpillPoint(BarrierMBB, Barrier, NULL, RefsInMBB);
 852   else
 853     KillPt = llvm::next(MachineBasicBlock::iterator(DefMI));
 854
 855   if (KillPt == DefMI->getParent()->end())
 856     return false;
 857
 858   TII->reMaterialize(MBB, RestorePt, VReg, 0, DefMI, TRI);
 859   SlotIndex RematIdx = LIs->InsertMachineInstrInMaps(prior(RestorePt));
 860
 861   ReconstructLiveInterval(CurrLI);
 862   RematIdx = RematIdx.getDefIndex();
 863   RenumberValno(CurrLI->findDefinedVNInfoForRegInt(RematIdx));
 864
 865   ++NumSplits;
 866   ++NumRemats;
 867   return true;
 868 }
 869
 870 MachineInstr* PreAllocSplitting::FoldSpill(unsigned vreg,
 871                                            const TargetRegisterClass* RC,
 872                                            MachineInstr* DefMI,
 873                                            MachineInstr* Barrier,
 874                                            MachineBasicBlock* MBB,
 875                                            int& SS,
 876                                     SmallPtrSet<MachineInstr*, 4>& RefsInMBB) {
 877   // Go top down if RefsInMBB is empty.
 878   if (RefsInMBB.empty())
 879     return 0;
 880
 881   MachineBasicBlock::iterator FoldPt = Barrier;
 882   while (&*FoldPt != DefMI && FoldPt != MBB->begin() &&
 883          !RefsInMBB.count(FoldPt))
 884     --FoldPt;
 885
 886   int OpIdx = FoldPt->findRegisterDefOperandIdx(vreg, false);
 887   if (OpIdx == -1)
 888     return 0;
 889
 890   SmallVector<unsigned, 1> Ops;
 891   Ops.push_back(OpIdx);
 892
 893   if (!TII->canFoldMemoryOperand(FoldPt, Ops))
 894     return 0;
 895
 896   DenseMap<unsigned, int>::iterator I = IntervalSSMap.find(vreg);
 897   if (I != IntervalSSMap.end()) {
 898     SS = I->second;
 899   } else {
 900     SS = MFI->CreateSpillStackObject(RC->getSize(), RC->getAlignment());
 901   }
 902
 903   MachineInstr* FMI = TII->foldMemoryOperand(*MBB->getParent(),
 904                                              FoldPt, Ops, SS);
 905
 906   if (FMI) {
 907     LIs->ReplaceMachineInstrInMaps(FoldPt, FMI);
 908     FMI = MBB->insert(MBB->erase(FoldPt), FMI);
 909     ++NumFolds;
 910
 911     IntervalSSMap[vreg] = SS;
 912     CurrSLI = &LSs->getOrCreateInterval(SS, RC);
 913     if (CurrSLI->hasAtLeastOneValue())
 914       CurrSValNo = CurrSLI->getValNumInfo(0);
 915     else
 916       CurrSValNo = CurrSLI->getNextValue(SlotIndex(), 0, false,
 917                                          LSs->getVNInfoAllocator());
 918   }
 919
 920   return FMI;
 921 }
 922
 923 MachineInstr* PreAllocSplitting::FoldRestore(unsigned vreg,
 924                                              const TargetRegisterClass* RC,
 925                                              MachineInstr* Barrier,
 926                                              MachineBasicBlock* MBB,
 927                                              int SS,
 928                                      SmallPtrSet<MachineInstr*, 4>& RefsInMBB) {
 929   if ((int)RestoreFoldLimit != -1 && RestoreFoldLimit == (int)NumRestoreFolds)
 930     return 0;
 931
 932   // Go top down if RefsInMBB is empty.
 933   if (RefsInMBB.empty())
 934     return 0;
 935
 936   // Can't fold a restore between a call stack setup and teardown.
 937   MachineBasicBlock::iterator FoldPt = Barrier;
 938
 939   // Advance from barrier to call frame teardown.
 940   while (FoldPt != MBB->getFirstTerminator() &&
 941          FoldPt->getOpcode() != TRI->getCallFrameDestroyOpcode()) {
 942     if (RefsInMBB.count(FoldPt))
 943       return 0;
 944
 945     ++FoldPt;
 946   }
 947
 948   if (FoldPt == MBB->getFirstTerminator())
 949     return 0;
 950   else
 951     ++FoldPt;
 952
 953   // Now find the restore point.
 954   while (FoldPt != MBB->getFirstTerminator() && !RefsInMBB.count(FoldPt)) {
 955     if (FoldPt->getOpcode() == TRI->getCallFrameSetupOpcode()) {
 956       while (FoldPt != MBB->getFirstTerminator() &&
 957              FoldPt->getOpcode() != TRI->getCallFrameDestroyOpcode()) {
 958         if (RefsInMBB.count(FoldPt))
 959           return 0;
 960
 961         ++FoldPt;
 962       }
 963
 964       if (FoldPt == MBB->getFirstTerminator())
 965         return 0;
 966     }
 967
 968     ++FoldPt;
 969   }
 970
 971   if (FoldPt == MBB->getFirstTerminator())
 972     return 0;
 973
 974   int OpIdx = FoldPt->findRegisterUseOperandIdx(vreg, true);
 975   if (OpIdx == -1)
 976     return 0;
 977
 978   SmallVector<unsigned, 1> Ops;
 979   Ops.push_back(OpIdx);
 980
 981   if (!TII->canFoldMemoryOperand(FoldPt, Ops))
 982     return 0;
 983
 984   MachineInstr* FMI = TII->foldMemoryOperand(*MBB->getParent(),
 985                                              FoldPt, Ops, SS);
 986
 987   if (FMI) {
 988     LIs->ReplaceMachineInstrInMaps(FoldPt, FMI);
 989     FMI = MBB->insert(MBB->erase(FoldPt), FMI);
 990     ++NumRestoreFolds;
 991   }
 992
 993   return FMI;
 994 }
 995
 996 /// SplitRegLiveInterval - Split (spill and restore) the given live interval
 997 /// so it would not cross the barrier that's being processed. Shrink wrap
 998 /// (minimize) the live interval to the last uses.
 999 bool PreAllocSplitting::SplitRegLiveInterval(LiveInterval *LI) {
1000   DEBUG(dbgs() << "Pre-alloc splitting " << LI->reg << " for " << *Barrier
1001                << "  result: ");
1002
1003   CurrLI = LI;
1004
1005   // Find live range where current interval cross the barrier.
1006   LiveInterval::iterator LR =
1007     CurrLI->FindLiveRangeContaining(BarrierIdx.getUseIndex());
1008   VNInfo *ValNo = LR->valno;
1009
1010   assert(!ValNo->isUnused() && "Val# is defined by a dead def?");
1011
1012   MachineInstr *DefMI = ValNo->isDefAccurate()
1013     ? LIs->getInstructionFromIndex(ValNo->def) : NULL;
1014
1015   // If this would create a new join point, do not split.
1016   if (DefMI && createsNewJoin(LR, DefMI->getParent(), Barrier->getParent())) {
1017     DEBUG(dbgs() << "FAILED (would create a new join point).\n");
1018     return false;
1019   }
1020
1021   // Find all references in the barrier mbb.
1022   SmallPtrSet<MachineInstr*, 4> RefsInMBB;
1023   for (MachineRegisterInfo::reg_iterator I = MRI->reg_begin(CurrLI->reg),
1024          E = MRI->reg_end(); I != E; ++I) {
1025     MachineInstr *RefMI = &*I;
1026     if (RefMI->getParent() == BarrierMBB)
1027       RefsInMBB.insert(RefMI);
1028   }
1029
1030   // Find a point to restore the value after the barrier.
1031   MachineBasicBlock::iterator RestorePt =
1032     findRestorePoint(BarrierMBB, Barrier, LR->end, RefsInMBB);
1033   if (RestorePt == BarrierMBB->end()) {
1034     DEBUG(dbgs() << "FAILED (could not find a suitable restore point).\n");
1035     return false;
1036   }
1037
1038   if (DefMI && LIs->isReMaterializable(*LI, ValNo, DefMI))
1039     if (Rematerialize(LI->reg, ValNo, DefMI, RestorePt, RefsInMBB)) {
1040       DEBUG(dbgs() << "success (remat).\n");
1041       return true;
1042     }
1043
1044   // Add a spill either before the barrier or after the definition.
1045   MachineBasicBlock *DefMBB = DefMI ? DefMI->getParent() : NULL;
1046   const TargetRegisterClass *RC = MRI->getRegClass(CurrLI->reg);
1047   SlotIndex SpillIndex;
1048   MachineInstr *SpillMI = NULL;
1049   int SS = -1;
1050   if (!ValNo->isDefAccurate()) {
1051     // If we don't know where the def is we must split just before the barrier.
1052     if ((SpillMI = FoldSpill(LI->reg, RC, 0, Barrier,
1053                             BarrierMBB, SS, RefsInMBB))) {
1054       SpillIndex = LIs->getInstructionIndex(SpillMI);
1055     } else {
1056       MachineBasicBlock::iterator SpillPt =
1057         findSpillPoint(BarrierMBB, Barrier, NULL, RefsInMBB);
1058       if (SpillPt == BarrierMBB->begin()) {
1059         DEBUG(dbgs() << "FAILED (could not find a suitable spill point).\n");
1060         return false; // No gap to insert spill.
1061       }
1062       // Add spill.
1063
1064       SS = CreateSpillStackSlot(CurrLI->reg, RC);
1065       TII->storeRegToStackSlot(*BarrierMBB, SpillPt, CurrLI->reg, true, SS, RC);
1066       SpillMI = prior(SpillPt);
1067       SpillIndex = LIs->InsertMachineInstrInMaps(SpillMI);
1068     }
1069   } else if (!IsAvailableInStack(DefMBB, CurrLI->reg, ValNo->def,
1070                                  LIs->getZeroIndex(), SpillIndex, SS)) {
1071     // If it's already split, just restore the value. There is no need to spill
1072     // the def again.
1073     if (!DefMI) {
1074       DEBUG(dbgs() << "FAILED (def is dead).\n");
1075       return false; // Def is dead. Do nothing.
1076     }
1077
1078     if ((SpillMI = FoldSpill(LI->reg, RC, DefMI, Barrier,
1079                              BarrierMBB, SS, RefsInMBB))) {
1080       SpillIndex = LIs->getInstructionIndex(SpillMI);
1081     } else {
1082       // Check if it's possible to insert a spill after the def MI.
1083       MachineBasicBlock::iterator SpillPt;
1084       if (DefMBB == BarrierMBB) {
1085         // Add spill after the def and the last use before the barrier.
1086         SpillPt = findSpillPoint(BarrierMBB, Barrier, DefMI,
1087                                  RefsInMBB);
1088         if (SpillPt == DefMBB->begin()) {
1089           DEBUG(dbgs() << "FAILED (could not find a suitable spill point).\n");
1090           return false; // No gap to insert spill.
1091         }
1092       } else {
1093         SpillPt = llvm::next(MachineBasicBlock::iterator(DefMI));
1094         if (SpillPt == DefMBB->end()) {
1095           DEBUG(dbgs() << "FAILED (could not find a suitable spill point).\n");
1096           return false; // No gap to insert spill.
1097         }
1098       }
1099       // Add spill.
1100       SS = CreateSpillStackSlot(CurrLI->reg, RC);
1101       TII->storeRegToStackSlot(*DefMBB, SpillPt, CurrLI->reg, false, SS, RC);
1102       SpillMI = prior(SpillPt);
1103       SpillIndex = LIs->InsertMachineInstrInMaps(SpillMI);
1104     }
1105   }
1106
1107   // Remember def instruction index to spill index mapping.
1108   if (DefMI && SpillMI)
1109     Def2SpillMap[ValNo->def] = SpillIndex;
1110
1111   // Add restore.
1112   bool FoldedRestore = false;
1113   SlotIndex RestoreIndex;
1114   if (MachineInstr* LMI = FoldRestore(CurrLI->reg, RC, Barrier,
1115                                       BarrierMBB, SS, RefsInMBB)) {
1116     RestorePt = LMI;
1117     RestoreIndex = LIs->getInstructionIndex(RestorePt);
1118     FoldedRestore = true;
1119   } else {
1120     TII->loadRegFromStackSlot(*BarrierMBB, RestorePt, CurrLI->reg, SS, RC);
1121     MachineInstr *LoadMI = prior(RestorePt);
1122     RestoreIndex = LIs->InsertMachineInstrInMaps(LoadMI);
1123   }
1124
1125   // Update spill stack slot live interval.
1126   UpdateSpillSlotInterval(ValNo, SpillIndex.getUseIndex().getNextSlot(),
1127                           RestoreIndex.getDefIndex());
1128
1129   ReconstructLiveInterval(CurrLI);
1130
1131   if (!FoldedRestore) {
1132     SlotIndex RestoreIdx = LIs->getInstructionIndex(prior(RestorePt));
1133     RestoreIdx = RestoreIdx.getDefIndex();
1134     RenumberValno(CurrLI->findDefinedVNInfoForRegInt(RestoreIdx));
1135   }
1136
1137   ++NumSplits;
1138   DEBUG(dbgs() << "success.\n");
1139   return true;
1140 }
1141
1142 /// SplitRegLiveIntervals - Split all register live intervals that cross the
1143 /// barrier that's being processed.
1144 bool
1145 PreAllocSplitting::SplitRegLiveIntervals(const TargetRegisterClass **RCs,
1146                                          SmallPtrSet<LiveInterval*, 8>& Split) {
1147   // First find all the virtual registers whose live intervals are intercepted
1148   // by the current barrier.
1149   SmallVector<LiveInterval*, 8> Intervals;
1150   for (const TargetRegisterClass **RC = RCs; *RC; ++RC) {
1151     // FIXME: If it's not safe to move any instruction that defines the barrier
1152     // register class, then it means there are some special dependencies which
1153     // codegen is not modelling. Ignore these barriers for now.
1154     if (!TII->isSafeToMoveRegClassDefs(*RC))
1155       continue;
1156     std::vector<unsigned> &VRs = MRI->getRegClassVirtRegs(*RC);
1157     for (unsigned i = 0, e = VRs.size(); i != e; ++i) {
1158       unsigned Reg = VRs[i];
1159       if (!LIs->hasInterval(Reg))
1160         continue;
1161       LiveInterval *LI = &LIs->getInterval(Reg);
1162       if (LI->liveAt(BarrierIdx) && !Barrier->readsRegister(Reg))
1163         // Virtual register live interval is intercepted by the barrier. We
1164         // should split and shrink wrap its interval if possible.
1165         Intervals.push_back(LI);
1166     }
1167   }
1168
1169   // Process the affected live intervals.
1170   bool Change = false;
1171   while (!Intervals.empty()) {
1172     if (PreSplitLimit != -1 && (int)NumSplits == PreSplitLimit)
1173       break;
1174     LiveInterval *LI = Intervals.back();
1175     Intervals.pop_back();
1176     bool result = SplitRegLiveInterval(LI);
1177     if (result) Split.insert(LI);
1178     Change |= result;
1179   }
1180
1181   return Change;
1182 }
1183
1184 unsigned PreAllocSplitting::getNumberOfNonSpills(
1185                                   SmallPtrSet<MachineInstr*, 4>& MIs,
1186                                   unsigned Reg, int FrameIndex,
1187                                   bool& FeedsTwoAddr) {
1188   unsigned NonSpills = 0;
1189   for (SmallPtrSet<MachineInstr*, 4>::iterator UI = MIs.begin(), UE = MIs.end();
1190        UI != UE; ++UI) {
1191     int StoreFrameIndex;
1192     unsigned StoreVReg = TII->isStoreToStackSlot(*UI, StoreFrameIndex);
1193     if (StoreVReg != Reg || StoreFrameIndex != FrameIndex)
1194       NonSpills++;
1195
1196     int DefIdx = (*UI)->findRegisterDefOperandIdx(Reg);
1197     if (DefIdx != -1 && (*UI)->isRegTiedToUseOperand(DefIdx))
1198       FeedsTwoAddr = true;
1199   }
1200
1201   return NonSpills;
1202 }
1203
1204 /// removeDeadSpills - After doing splitting, filter through all intervals we've
1205 /// split, and see if any of the spills are unnecessary.  If so, remove them.
1206 bool PreAllocSplitting::removeDeadSpills(SmallPtrSet<LiveInterval*, 8>& split) {
1207   bool changed = false;
1208
1209   // Walk over all of the live intervals that were touched by the splitter,
1210   // and see if we can do any DCE and/or folding.
1211   for (SmallPtrSet<LiveInterval*, 8>::iterator LI = split.begin(),
1212        LE = split.end(); LI != LE; ++LI) {
1213     DenseMap<VNInfo*, SmallPtrSet<MachineInstr*, 4> > VNUseCount;
1214
1215     // First, collect all the uses of the vreg, and sort them by their
1216     // reaching definition (VNInfo).
1217     for (MachineRegisterInfo::use_iterator UI = MRI->use_begin((*LI)->reg),
1218          UE = MRI->use_end(); UI != UE; ++UI) {
1219       SlotIndex index = LIs->getInstructionIndex(&*UI);
1220       index = index.getUseIndex();
1221
1222       const LiveRange* LR = (*LI)->getLiveRangeContaining(index);
1223       VNUseCount[LR->valno].insert(&*UI);
1224     }
1225
1226     // Now, take the definitions (VNInfo's) one at a time and try to DCE
1227     // and/or fold them away.
1228     for (LiveInterval::vni_iterator VI = (*LI)->vni_begin(),
1229          VE = (*LI)->vni_end(); VI != VE; ++VI) {
1230
1231       if (DeadSplitLimit != -1 && (int)NumDeadSpills == DeadSplitLimit)
1232         return changed;
1233
1234       VNInfo* CurrVN = *VI;
1235
1236       // We don't currently try to handle definitions with PHI kills, because
1237       // it would involve processing more than one VNInfo at once.
1238       if (CurrVN->hasPHIKill()) continue;
1239
1240       // We also don't try to handle the results of PHI joins, since there's
1241       // no defining instruction to analyze.
1242       if (!CurrVN->isDefAccurate() || CurrVN->isUnused()) continue;
1243
1244       // We're only interested in eliminating cruft introduced by the splitter,
1245       // is of the form load-use or load-use-store.  First, check that the
1246       // definition is a load, and remember what stack slot we loaded it from.
1247       MachineInstr* DefMI = LIs->getInstructionFromIndex(CurrVN->def);
1248       int FrameIndex;
1249       if (!TII->isLoadFromStackSlot(DefMI, FrameIndex)) continue;
1250
1251       // If the definition has no uses at all, just DCE it.
1252       if (VNUseCount[CurrVN].size() == 0) {
1253         LIs->RemoveMachineInstrFromMaps(DefMI);
1254         (*LI)->removeValNo(CurrVN);
1255         DefMI->eraseFromParent();
1256         VNUseCount.erase(CurrVN);
1257         NumDeadSpills++;
1258         changed = true;
1259         continue;
1260       }
1261
1262       // Second, get the number of non-store uses of the definition, as well as
1263       // a flag indicating whether it feeds into a later two-address definition.
1264       bool FeedsTwoAddr = false;
1265       unsigned NonSpillCount = getNumberOfNonSpills(VNUseCount[CurrVN],
1266                                                     (*LI)->reg, FrameIndex,
1267                                                     FeedsTwoAddr);
1268
1269       // If there's one non-store use and it doesn't feed a two-addr, then
1270       // this is a load-use-store case that we can try to fold.
1271       if (NonSpillCount == 1 && !FeedsTwoAddr) {
1272         // Start by finding the non-store use MachineInstr.
1273         SmallPtrSet<MachineInstr*, 4>::iterator UI = VNUseCount[CurrVN].begin();
1274         int StoreFrameIndex;
1275         unsigned StoreVReg = TII->isStoreToStackSlot(*UI, StoreFrameIndex);
1276         while (UI != VNUseCount[CurrVN].end() &&
1277                (StoreVReg == (*LI)->reg && StoreFrameIndex == FrameIndex)) {
1278           ++UI;
1279           if (UI != VNUseCount[CurrVN].end())
1280             StoreVReg = TII->isStoreToStackSlot(*UI, StoreFrameIndex);
1281         }
1282         if (UI == VNUseCount[CurrVN].end()) continue;
1283
1284         MachineInstr* use = *UI;
1285
1286         // Attempt to fold it away!
1287         int OpIdx = use->findRegisterUseOperandIdx((*LI)->reg, false);
1288         if (OpIdx == -1) continue;
1289         SmallVector<unsigned, 1> Ops;
1290         Ops.push_back(OpIdx);
1291         if (!TII->canFoldMemoryOperand(use, Ops)) continue;
1292
1293         MachineInstr* NewMI =
1294                           TII->foldMemoryOperand(*use->getParent()->getParent(),
1295                                                  use, Ops, FrameIndex);
1296
1297         if (!NewMI) continue;
1298
1299         // Update relevant analyses.
1300         LIs->RemoveMachineInstrFromMaps(DefMI);
1301         LIs->ReplaceMachineInstrInMaps(use, NewMI);
1302         (*LI)->removeValNo(CurrVN);
1303
1304         DefMI->eraseFromParent();
1305         MachineBasicBlock* MBB = use->getParent();
1306         NewMI = MBB->insert(MBB->erase(use), NewMI);
1307         VNUseCount[CurrVN].erase(use);
1308
1309         // Remove deleted instructions.  Note that we need to remove them from
1310         // the VNInfo->use map as well, just to be safe.
1311         for (SmallPtrSet<MachineInstr*, 4>::iterator II =
1312              VNUseCount[CurrVN].begin(), IE = VNUseCount[CurrVN].end();
1313              II != IE; ++II) {
1314           for (DenseMap<VNInfo*, SmallPtrSet<MachineInstr*, 4> >::iterator
1315                VNI = VNUseCount.begin(), VNE = VNUseCount.end(); VNI != VNE;
1316                ++VNI)
1317             if (VNI->first != CurrVN)
1318               VNI->second.erase(*II);
1319           LIs->RemoveMachineInstrFromMaps(*II);
1320           (*II)->eraseFromParent();
1321         }
1322
1323         VNUseCount.erase(CurrVN);
1324
1325         for (DenseMap<VNInfo*, SmallPtrSet<MachineInstr*, 4> >::iterator
1326              VI = VNUseCount.begin(), VE = VNUseCount.end(); VI != VE; ++VI)
1327           if (VI->second.erase(use))
1328             VI->second.insert(NewMI);
1329
1330         NumDeadSpills++;
1331         changed = true;
1332         continue;
1333       }
1334
1335       // If there's more than one non-store instruction, we can't profitably
1336       // fold it, so bail.
1337       if (NonSpillCount) continue;
1338
1339       // Otherwise, this is a load-store case, so DCE them.
1340       for (SmallPtrSet<MachineInstr*, 4>::iterator UI =
1341            VNUseCount[CurrVN].begin(), UE = VNUseCount[CurrVN].end();
1342            UI != UE; ++UI) {
1343         LIs->RemoveMachineInstrFromMaps(*UI);
1344         (*UI)->eraseFromParent();
1345       }
1346
1347       VNUseCount.erase(CurrVN);
1348
1349       LIs->RemoveMachineInstrFromMaps(DefMI);
1350       (*LI)->removeValNo(CurrVN);
1351       DefMI->eraseFromParent();
1352       NumDeadSpills++;
1353       changed = true;
1354     }
1355   }
1356
1357   return changed;
1358 }
1359
1360 bool PreAllocSplitting::createsNewJoin(LiveRange* LR,
1361                                        MachineBasicBlock* DefMBB,
1362                                        MachineBasicBlock* BarrierMBB) {
1363   if (DefMBB == BarrierMBB)
1364     return false;
1365
1366   if (LR->valno->hasPHIKill())
1367     return false;
1368
1369   SlotIndex MBBEnd = LIs->getMBBEndIdx(BarrierMBB);
1370   if (LR->end < MBBEnd)
1371     return false;
1372
1373   MachineLoopInfo& MLI = getAnalysis<MachineLoopInfo>();
1374   if (MLI.getLoopFor(DefMBB) != MLI.getLoopFor(BarrierMBB))
1375     return true;
1376
1377   MachineDominatorTree& MDT = getAnalysis<MachineDominatorTree>();
1378   SmallPtrSet<MachineBasicBlock*, 4> Visited;
1379   typedef std::pair<MachineBasicBlock*,
1380                     MachineBasicBlock::succ_iterator> ItPair;
1381   SmallVector<ItPair, 4> Stack;
1382   Stack.push_back(std::make_pair(BarrierMBB, BarrierMBB->succ_begin()));
1383
1384   while (!Stack.empty()) {
1385     ItPair P = Stack.back();
1386     Stack.pop_back();
1387
1388     MachineBasicBlock* PredMBB = P.first;
1389     MachineBasicBlock::succ_iterator S = P.second;
1390
1391     if (S == PredMBB->succ_end())
1392       continue;
1393     else if (Visited.count(*S)) {
1394       Stack.push_back(std::make_pair(PredMBB, ++S));
1395       continue;
1396     } else
1397       Stack.push_back(std::make_pair(PredMBB, S+1));
1398
1399     MachineBasicBlock* MBB = *S;
1400     Visited.insert(MBB);
1401
1402     if (MBB == BarrierMBB)
1403       return true;
1404
1405     MachineDomTreeNode* DefMDTN = MDT.getNode(DefMBB);
1406     MachineDomTreeNode* BarrierMDTN = MDT.getNode(BarrierMBB);
1407     MachineDomTreeNode* MDTN = MDT.getNode(MBB)->getIDom();
1408     while (MDTN) {
1409       if (MDTN == DefMDTN)
1410         return true;
1411       else if (MDTN == BarrierMDTN)
1412         break;
1413       MDTN = MDTN->getIDom();
1414     }
1415
1416     MBBEnd = LIs->getMBBEndIdx(MBB);
1417     if (LR->end > MBBEnd)
1418       Stack.push_back(std::make_pair(MBB, MBB->succ_begin()));
1419   }
1420
1421   return false;
1422 }
1423
1424
1425 bool PreAllocSplitting::runOnMachineFunction(MachineFunction &MF) {
1426   CurrMF = &MF;
1427   TM     = &MF.getTarget();
1428   TRI    = TM->getRegisterInfo();
1429   TII    = TM->getInstrInfo();
1430   MFI    = MF.getFrameInfo();
1431   MRI    = &MF.getRegInfo();
1432   SIs    = &getAnalysis<SlotIndexes>();
1433   LIs    = &getAnalysis<LiveIntervals>();
1434   LSs    = &getAnalysis<LiveStacks>();
1435   VRM    = &getAnalysis<VirtRegMap>();
1436
1437   bool MadeChange = false;
1438
1439   // Make sure blocks are numbered in order.
1440   MF.RenumberBlocks();
1441
1442   MachineBasicBlock *Entry = MF.begin();
1443   SmallPtrSet<MachineBasicBlock*,16> Visited;
1444
1445   SmallPtrSet<LiveInterval*, 8> Split;
1446
1447   for (df_ext_iterator<MachineBasicBlock*, SmallPtrSet<MachineBasicBlock*,16> >
1448          DFI = df_ext_begin(Entry, Visited), E = df_ext_end(Entry, Visited);
1449        DFI != E; ++DFI) {
1450     BarrierMBB = *DFI;
1451     for (MachineBasicBlock::iterator I = BarrierMBB->begin(),
1452            E = BarrierMBB->end(); I != E; ++I) {
1453       Barrier = &*I;
1454       const TargetRegisterClass **BarrierRCs =
1455         Barrier->getDesc().getRegClassBarriers();
1456       if (!BarrierRCs)
1457         continue;
1458       BarrierIdx = LIs->getInstructionIndex(Barrier);
1459       MadeChange |= SplitRegLiveIntervals(BarrierRCs, Split);
1460     }
1461   }
1462
1463   MadeChange |= removeDeadSpills(Split);
1464
1465   return MadeChange;
1466 }