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 "llvm/CodeGen/LiveIntervalAnalysis.h"
  19 #include "llvm/CodeGen/MachineFrameInfo.h"
  20 #include "llvm/CodeGen/MachineFunctionPass.h"
  21 #include "llvm/CodeGen/MachineLoopInfo.h"
  22 #include "llvm/CodeGen/MachineRegisterInfo.h"
  23 #include "llvm/CodeGen/Passes.h"
  24 #include "llvm/CodeGen/RegisterCoalescer.h"
  25 #include "llvm/Target/TargetInstrInfo.h"
  26 #include "llvm/Target/TargetMachine.h"
  27 #include "llvm/Target/TargetOptions.h"
  28 #include "llvm/Target/TargetRegisterInfo.h"
  29 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
  30 #include "llvm/Support/Debug.h"
  31 #include "llvm/ADT/SmallPtrSet.h"
  32 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
  33 #include <map>
  34 using namespace llvm;
  35
  36 static cl::opt<int> PreSplitLimit("pre-split-limit", cl::init(-1), cl::Hidden);
  37
  38 STATISTIC(NumSplits, "Number of intervals split");
  39
  40 namespace {
  41   class VISIBILITY_HIDDEN PreAllocSplitting : public MachineFunctionPass {
  42     MachineFunction       *CurMF;
  43     const TargetMachine   *TM;
  44     const TargetInstrInfo *TII;
  45     MachineFrameInfo      *MFI;
  46     MachineRegisterInfo   *MRI;
  47     LiveIntervals         *LIs;
  48
  49     // Barrier - Current barrier being processed.
  50     MachineInstr          *Barrier;
  51
  52     // BarrierMBB - Basic block where the barrier resides in.
  53     MachineBasicBlock     *BarrierMBB;
  54
  55     // Barrier - Current barrier index.
  56     unsigned              BarrierIdx;
  57
  58     // CurrLI - Current live interval being split.
  59     LiveInterval          *CurrLI;
  60
  61     // LIValNoSSMap - A map from live interval and val# pairs to spill slots.
  62     // This records what live interval's val# has been split and what spill
  63     // slot was used.
  64     std::map<std::pair<unsigned, unsigned>, int> LIValNoSSMap;
  65
  66     // RestoreMIs - All the restores inserted due to live interval splitting.
  67     SmallPtrSet<MachineInstr*, 8> RestoreMIs;
  68
  69   public:
  70     static char ID;
  71     PreAllocSplitting() : MachineFunctionPass(&ID) {}
  72
  73     virtual bool runOnMachineFunction(MachineFunction &MF);
  74
  75     virtual void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
  76       AU.addRequired<LiveIntervals>();
  77       AU.addPreserved<LiveIntervals>();
  78       AU.addPreserved<RegisterCoalescer>();
  79       if (StrongPHIElim)
  80         AU.addPreservedID(StrongPHIEliminationID);
  81       else
  82         AU.addPreservedID(PHIEliminationID);
  83       MachineFunctionPass::getAnalysisUsage(AU);
  84     }
  85
  86     virtual void releaseMemory() {
  87       LIValNoSSMap.clear();
  88       RestoreMIs.clear();
  89     }
  90
  91     virtual const char *getPassName() const {
  92       return "Pre-Register Allocaton Live Interval Splitting";
  93     }
  94
  95     /// print - Implement the dump method.
  96     virtual void print(std::ostream &O, const Module* M = 0) const {
  97       LIs->print(O, M);
  98     }
  99
 100     void print(std::ostream *O, const Module* M = 0) const {
 101       if (O) print(*O, M);
 102     }
 103
 104   private:
 105     MachineBasicBlock::iterator
 106       findNextEmptySlot(MachineBasicBlock*, MachineInstr*,
 107                         unsigned&);
 108
 109     MachineBasicBlock::iterator
 110       findSpillPoint(MachineBasicBlock*, MachineInstr*, MachineInstr*,
 111                      SmallPtrSet<MachineInstr*, 4>&, unsigned&);
 112
 113     MachineBasicBlock::iterator
 114       findRestorePoint(MachineBasicBlock*, MachineInstr*, unsigned,
 115                      SmallPtrSet<MachineInstr*, 4>&, unsigned&);
 116
 117     void RecordSplit(unsigned, unsigned, unsigned, int);
 118
 119     bool isAlreadySplit(unsigned, unsigned, int&);
 120
 121     void UpdateIntervalForSplit(VNInfo*, unsigned, unsigned);
 122
 123     bool ShrinkWrapToLastUse(MachineBasicBlock*,
 124                              SmallVector<MachineOperand*, 4>&,
 125                              SmallPtrSet<MachineInstr*, 4>&);
 126
 127     void ShrinkWrapLiveInterval(VNInfo*, MachineBasicBlock*, MachineBasicBlock*,
 128                         MachineBasicBlock*, SmallPtrSet<MachineBasicBlock*, 8>&,
 129                 DenseMap<MachineBasicBlock*, SmallVector<MachineOperand*, 4> >&,
 130                   DenseMap<MachineBasicBlock*, SmallPtrSet<MachineInstr*, 4> >&,
 131                                 SmallVector<MachineBasicBlock*, 4>&);
 132
 133     bool SplitRegLiveInterval(LiveInterval*);
 134
 135     bool SplitRegLiveIntervals(const TargetRegisterClass **);
 136   };
 137 } // end anonymous namespace
 138
 139 char PreAllocSplitting::ID = 0;
 140
 141 static RegisterPass<PreAllocSplitting>
 142 X("pre-alloc-splitting", "Pre-Register Allocation Live Interval Splitting");
 143
 144 const PassInfo *const llvm::PreAllocSplittingID = &X;
 145
 146
 147 /// findNextEmptySlot - Find a gap after the given machine instruction in the
 148 /// instruction index map. If there isn't one, return end().
 149 MachineBasicBlock::iterator
 150 PreAllocSplitting::findNextEmptySlot(MachineBasicBlock *MBB, MachineInstr *MI,
 151                                      unsigned &SpotIndex) {
 152   MachineBasicBlock::iterator MII = MI;
 153   if (++MII != MBB->end()) {
 154     unsigned Index = LIs->findGapBeforeInstr(LIs->getInstructionIndex(MII));
 155     if (Index) {
 156       SpotIndex = Index;
 157       return MII;
 158     }
 159   }
 160   return MBB->end();
 161 }
 162
 163 /// findSpillPoint - Find a gap as far away from the given MI that's suitable
 164 /// for spilling the current live interval. The index must be before any
 165 /// defs and uses of the live interval register in the mbb. Return begin() if
 166 /// none is found.
 167 MachineBasicBlock::iterator
 168 PreAllocSplitting::findSpillPoint(MachineBasicBlock *MBB, MachineInstr *MI,
 169                                   MachineInstr *DefMI,
 170                                   SmallPtrSet<MachineInstr*, 4> &RefsInMBB,
 171                                   unsigned &SpillIndex) {
 172   MachineBasicBlock::iterator Pt = MBB->begin();
 173
 174   // Go top down if RefsInMBB is empty.
 175   if (RefsInMBB.empty() && !DefMI) {
 176     MachineBasicBlock::iterator MII = MBB->begin();
 177     MachineBasicBlock::iterator EndPt = MI;
 178     do {
 179       ++MII;
 180       unsigned Index = LIs->getInstructionIndex(MII);
 181       unsigned Gap = LIs->findGapBeforeInstr(Index);
 182       if (Gap) {
 183         Pt = MII;
 184         SpillIndex = Gap;
 185         break;
 186       }
 187     } while (MII != EndPt);
 188   } else {
 189     MachineBasicBlock::iterator MII = MI;
 190     MachineBasicBlock::iterator EndPt = DefMI
 191       ? MachineBasicBlock::iterator(DefMI) : MBB->begin();
 192     while (MII != EndPt && !RefsInMBB.count(MII)) {
 193       unsigned Index = LIs->getInstructionIndex(MII);
 194       if (LIs->hasGapBeforeInstr(Index)) {
 195         Pt = MII;
 196         SpillIndex = LIs->findGapBeforeInstr(Index, true);
 197       }
 198       --MII;
 199     }
 200   }
 201
 202   return Pt;
 203 }
 204
 205 /// findRestorePoint - Find a gap in the instruction index map that's suitable
 206 /// for restoring the current live interval value. The index must be before any
 207 /// uses of the live interval register in the mbb. Return end() if none is
 208 /// found.
 209 MachineBasicBlock::iterator
 210 PreAllocSplitting::findRestorePoint(MachineBasicBlock *MBB, MachineInstr *MI,
 211                                     unsigned LastIdx,
 212                                     SmallPtrSet<MachineInstr*, 4> &RefsInMBB,
 213                                     unsigned &RestoreIndex) {
 214   MachineBasicBlock::iterator Pt = MBB->end();
 215   unsigned EndIdx = LIs->getMBBEndIdx(MBB);
 216
 217   // Go bottom up if RefsInMBB is empty and the end of the mbb isn't beyond
 218   // the last index in the live range.
 219   if (RefsInMBB.empty() && LastIdx >= EndIdx) {
 220     MachineBasicBlock::iterator MII = MBB->end();
 221     MachineBasicBlock::iterator EndPt = MI;
 222     do {
 223       --MII;
 224       unsigned Index = LIs->getInstructionIndex(MII);
 225       unsigned Gap = LIs->findGapBeforeInstr(Index);
 226       if (Gap) {
 227         Pt = MII;
 228         RestoreIndex = Gap;
 229         break;
 230       }
 231     } while (MII != EndPt);
 232   } else {
 233     MachineBasicBlock::iterator MII = MI;
 234     MII = ++MII;
 235     // FIXME: Limit the number of instructions to examine to reduce
 236     // compile time?
 237     while (MII != MBB->end()) {
 238       unsigned Index = LIs->getInstructionIndex(MII);
 239       if (Index > LastIdx)
 240         break;
 241       unsigned Gap = LIs->findGapBeforeInstr(Index);
 242       if (Gap) {
 243         Pt = MII;
 244         RestoreIndex = Gap;
 245       }
 246       if (RefsInMBB.count(MII))
 247         break;
 248       ++MII;
 249     }
 250   }
 251
 252   return Pt;
 253 }
 254
 255 /// RecordSplit - Given a register live interval is split, remember the spill
 256 /// slot where the val#s are in.
 257 void PreAllocSplitting::RecordSplit(unsigned Reg, unsigned SpillIndex,
 258                                     unsigned RestoreIndex, int SS) {
 259   const LiveRange *LR = NULL;
 260   if (SpillIndex) {
 261     LR = CurrLI->getLiveRangeContaining(LIs->getUseIndex(SpillIndex));
 262     LIValNoSSMap.insert(std::make_pair(std::make_pair(CurrLI->reg,
 263                                                       LR->valno->id), SS));
 264   }
 265   LR = CurrLI->getLiveRangeContaining(LIs->getDefIndex(RestoreIndex));
 266   LIValNoSSMap.insert(std::make_pair(std::make_pair(CurrLI->reg,
 267                                                     LR->valno->id), SS));
 268 }
 269
 270 /// isAlreadySplit - Return if a given val# of a register live interval is already
 271 /// split. Also return by reference the spill stock where the value is.
 272 bool PreAllocSplitting::isAlreadySplit(unsigned Reg, unsigned ValNoId, int &SS){
 273   std::map<std::pair<unsigned, unsigned>, int>::iterator I =
 274     LIValNoSSMap.find(std::make_pair(Reg, ValNoId));
 275   if (I == LIValNoSSMap.end())
 276     return false;
 277   SS = I->second;
 278   return true;
 279 }
 280
 281 /// UpdateIntervalForSplit - Given the specified val# of the current live
 282 /// interval is being split, and the split and rejoin indices, update the live
 283 /// interval accordingly.
 284 void
 285 PreAllocSplitting::UpdateIntervalForSplit(VNInfo *ValNo, unsigned SplitIndex,
 286                                           unsigned JoinIndex) {
 287   SmallVector<std::pair<unsigned,unsigned>, 4> Before;
 288   SmallVector<std::pair<unsigned,unsigned>, 4> After;
 289   SmallVector<unsigned, 4> BeforeKills;
 290   SmallVector<unsigned, 4> AfterKills;
 291   SmallPtrSet<const LiveRange*, 4> Processed;
 292
 293   // First, let's figure out which parts of the live interval is now defined
 294   // by the restore, which are defined by the original definition.
 295   const LiveRange *LR = CurrLI->getLiveRangeContaining(JoinIndex);
 296   After.push_back(std::make_pair(JoinIndex, LR->end));
 297   if (CurrLI->isKill(ValNo, LR->end))
 298     AfterKills.push_back(LR->end);
 299
 300   assert(LR->contains(SplitIndex));
 301   if (SplitIndex > LR->start) {
 302     Before.push_back(std::make_pair(LR->start, SplitIndex));
 303     BeforeKills.push_back(SplitIndex);
 304   }
 305   Processed.insert(LR);
 306
 307   SmallVector<MachineBasicBlock*, 4> WorkList;
 308   MachineBasicBlock *MBB = LIs->getMBBFromIndex(LR->end-1);
 309   for (MachineBasicBlock::succ_iterator SI = MBB->succ_begin(),
 310          SE = MBB->succ_end(); SI != SE; ++SI)
 311     WorkList.push_back(*SI);
 312
 313   while (!WorkList.empty()) {
 314     MBB = WorkList.back();
 315     WorkList.pop_back();
 316     unsigned Idx = LIs->getMBBStartIdx(MBB);
 317     LR = CurrLI->getLiveRangeContaining(Idx);
 318     if (LR && LR->valno == ValNo && !Processed.count(LR)) {
 319       After.push_back(std::make_pair(LR->start, LR->end));
 320       if (CurrLI->isKill(ValNo, LR->end))
 321         AfterKills.push_back(LR->end);
 322       Idx = LIs->getMBBEndIdx(MBB);
 323       if (LR->end > Idx) {
 324         for (MachineBasicBlock::succ_iterator SI = MBB->succ_begin(),
 325                SE = MBB->succ_end(); SI != SE; ++SI)
 326           WorkList.push_back(*SI);
 327         if (LR->end > Idx+1) {
 328           MBB = LIs->getMBBFromIndex(LR->end-1);
 329           for (MachineBasicBlock::succ_iterator SI = MBB->succ_begin(),
 330                  SE = MBB->succ_end(); SI != SE; ++SI)
 331             WorkList.push_back(*SI);
 332         }
 333       }
 334       Processed.insert(LR);
 335     }
 336   }
 337
 338   for (LiveInterval::iterator I = CurrLI->begin(), E = CurrLI->end();
 339        I != E; ++I) {
 340     LiveRange *LR = I;
 341     if (LR->valno == ValNo && !Processed.count(LR)) {
 342       Before.push_back(std::make_pair(LR->start, LR->end));
 343       if (CurrLI->isKill(ValNo, LR->end))
 344         BeforeKills.push_back(LR->end);
 345     }
 346   }
 347
 348   // Now create new val#s to represent the live ranges defined by the old def
 349   // those defined by the restore.
 350   unsigned AfterDef = ValNo->def;
 351   MachineInstr *AfterCopy = ValNo->copy;
 352   bool HasPHIKill = ValNo->hasPHIKill;
 353   CurrLI->removeValNo(ValNo);
 354   VNInfo *BValNo = (Before.empty())
 355     ? NULL
 356     : CurrLI->getNextValue(AfterDef, AfterCopy, LIs->getVNInfoAllocator());
 357   if (BValNo)
 358     CurrLI->addKills(BValNo, BeforeKills);
 359
 360   VNInfo *AValNo = (After.empty())
 361     ? NULL
 362     : CurrLI->getNextValue(JoinIndex,0, LIs->getVNInfoAllocator());
 363   if (AValNo) {
 364     AValNo->hasPHIKill = HasPHIKill;
 365     CurrLI->addKills(AValNo, AfterKills);
 366   }
 367
 368   for (unsigned i = 0, e = Before.size(); i != e; ++i) {
 369     unsigned Start = Before[i].first;
 370     unsigned End   = Before[i].second;
 371     CurrLI->addRange(LiveRange(Start, End, BValNo));
 372   }
 373   for (unsigned i = 0, e = After.size(); i != e; ++i) {
 374     unsigned Start = After[i].first;
 375     unsigned End   = After[i].second;
 376     CurrLI->addRange(LiveRange(Start, End, AValNo));
 377   }
 378 }
 379
 380 /// ShrinkWrapToLastUse - There are uses of the current live interval in the
 381 /// given block, shrink wrap the live interval to the last use (i.e. remove
 382 /// from last use to the end of the mbb). In case mbb is the where the barrier
 383 /// is, remove from the last use to the barrier.
 384 bool
 385 PreAllocSplitting::ShrinkWrapToLastUse(MachineBasicBlock *MBB,
 386                                        SmallVector<MachineOperand*, 4> &Uses,
 387                                        SmallPtrSet<MachineInstr*, 4> &UseMIs) {
 388   MachineOperand *LastMO = 0;
 389   MachineInstr *LastMI = 0;
 390   if (MBB != BarrierMBB && Uses.size() == 1) {
 391     // Single use, no need to traverse the block. We can't assume this for the
 392     // barrier bb though since the use is probably below the barrier.
 393     LastMO = Uses[0];
 394     LastMI = LastMO->getParent();
 395   } else {
 396     MachineBasicBlock::iterator MEE = MBB->begin();
 397     MachineBasicBlock::iterator MII;
 398     if (MBB == BarrierMBB)
 399       MII = Barrier;
 400     else
 401       MII = MBB->end();
 402     while (--MII != MEE) {
 403       MachineInstr *UseMI = &*MII;
 404       if (!UseMIs.count(UseMI))
 405         continue;
 406       for (unsigned i = 0, e = UseMI->getNumOperands(); i != e; ++i) {
 407         MachineOperand &MO = UseMI->getOperand(i);
 408         if (MO.isReg() && MO.getReg() == CurrLI->reg) {
 409           LastMO = &MO;
 410           break;
 411         }
 412       }
 413       LastMI = UseMI;
 414       break;
 415     }
 416   }
 417
 418   // Cut off live range from last use (or beginning of the mbb if there
 419   // are no uses in it) to the end of the mbb.
 420   unsigned RangeStart, RangeEnd = LIs->getMBBEndIdx(MBB)+1;
 421   if (LastMI) {
 422     RangeStart = LIs->getUseIndex(LIs->getInstructionIndex(LastMI))+1;
 423     assert(!LastMO->isKill() && "Last use already terminates the interval?");
 424     LastMO->setIsKill();
 425   } else {
 426     assert(MBB == BarrierMBB);
 427     RangeStart = LIs->getMBBStartIdx(MBB);
 428   }
 429   if (MBB == BarrierMBB)
 430     RangeEnd = LIs->getUseIndex(BarrierIdx)+1;
 431   CurrLI->removeRange(RangeStart, RangeEnd);
 432
 433   // Return true if the last use becomes a new kill.
 434   return LastMI;
 435 }
 436
 437 /// ShrinkWrapLiveInterval - Recursively traverse the predecessor
 438 /// chain to find the new 'kills' and shrink wrap the live interval to the
 439 /// new kill indices.
 440 void
 441 PreAllocSplitting::ShrinkWrapLiveInterval(VNInfo *ValNo, MachineBasicBlock *MBB,
 442                           MachineBasicBlock *SuccMBB, MachineBasicBlock *DefMBB,
 443                                     SmallPtrSet<MachineBasicBlock*, 8> &Visited,
 444            DenseMap<MachineBasicBlock*, SmallVector<MachineOperand*, 4> > &Uses,
 445            DenseMap<MachineBasicBlock*, SmallPtrSet<MachineInstr*, 4> > &UseMIs,
 446                                   SmallVector<MachineBasicBlock*, 4> &UseMBBs) {
 447   if (Visited.count(MBB))
 448     return;
 449
 450   // If live interval is live in another successor path, then we can't process
 451   // this block. But we may able to do so after all the successors have been
 452   // processed.
 453   if (MBB != BarrierMBB) {
 454     for (MachineBasicBlock::succ_iterator SI = MBB->succ_begin(),
 455            SE = MBB->succ_end(); SI != SE; ++SI) {
 456       MachineBasicBlock *SMBB = *SI;
 457       if (SMBB == SuccMBB)
 458         continue;
 459       if (CurrLI->liveAt(LIs->getMBBStartIdx(SMBB)))
 460         return;
 461     }
 462   }
 463
 464   Visited.insert(MBB);
 465
 466   DenseMap<MachineBasicBlock*, SmallVector<MachineOperand*, 4> >::iterator
 467     UMII = Uses.find(MBB);
 468   if (UMII != Uses.end()) {
 469     // At least one use in this mbb, lets look for the kill.
 470     DenseMap<MachineBasicBlock*, SmallPtrSet<MachineInstr*, 4> >::iterator
 471       UMII2 = UseMIs.find(MBB);
 472     if (ShrinkWrapToLastUse(MBB, UMII->second, UMII2->second))
 473       // Found a kill, shrink wrapping of this path ends here.
 474       return;
 475   } else if (MBB == DefMBB) {
 476     assert(LIValNoSSMap.find(std::make_pair(CurrLI->reg, ValNo->id)) !=
 477            LIValNoSSMap.end() && "Why wasn't def spilled?");
 478     // There are no uses after the def.
 479     MachineInstr *DefMI = LIs->getInstructionFromIndex(ValNo->def);
 480     assert(RestoreMIs.count(DefMI) && "Not defined by a join?");
 481     if (UseMBBs.empty()) {
 482       // The only use must be below barrier in the barrier block. It's safe to
 483       // remove the def.
 484       LIs->RemoveMachineInstrFromMaps(DefMI);
 485       DefMI->eraseFromParent();
 486       CurrLI->removeRange(ValNo->def, LIs->getMBBEndIdx(MBB)+1);
 487     }
 488   } else if (MBB == BarrierMBB) {
 489     // Remove entire live range from start of mbb to barrier.
 490     CurrLI->removeRange(LIs->getMBBStartIdx(MBB),
 491                         LIs->getUseIndex(BarrierIdx)+1);
 492   } else {
 493     // Remove entire live range of the mbb out of the live interval.
 494     CurrLI->removeRange(LIs->getMBBStartIdx(MBB), LIs->getMBBEndIdx(MBB)+1);
 495   }
 496
 497   if (MBB == DefMBB)
 498     // Reached the def mbb, stop traversing this path further.
 499     return;
 500
 501   // Traverse the pathes up the predecessor chains further.
 502   for (MachineBasicBlock::pred_iterator PI = MBB->pred_begin(),
 503          PE = MBB->pred_end(); PI != PE; ++PI) {
 504     MachineBasicBlock *Pred = *PI;
 505     if (Pred == MBB)
 506       continue;
 507     if (Pred == DefMBB && ValNo->hasPHIKill)
 508       // Pred is the def bb and the def reaches other val#s, we must
 509       // allow the value to be live out of the bb.
 510       continue;
 511     ShrinkWrapLiveInterval(ValNo, Pred, MBB, DefMBB, Visited,
 512                            Uses, UseMIs, UseMBBs);
 513   }
 514
 515   return;
 516 }
 517
 518 /// SplitRegLiveInterval - Split (spill and restore) the given live interval
 519 /// so it would not cross the barrier that's being processed. Shrink wrap
 520 /// (minimize) the live interval to the last uses.
 521 bool PreAllocSplitting::SplitRegLiveInterval(LiveInterval *LI) {
 522   CurrLI = LI;
 523
 524   // Find live range where current interval cross the barrier.
 525   LiveInterval::iterator LR =
 526     CurrLI->FindLiveRangeContaining(LIs->getUseIndex(BarrierIdx));
 527   VNInfo *ValNo = LR->valno;
 528
 529   if (ValNo->def == ~1U) {
 530     // Defined by a dead def? How can this be?
 531     assert(0 && "Val# is defined by a dead def?");
 532     abort();
 533   }
 534
 535   // FIXME: For now, if definition is rematerializable, do not split.
 536   MachineInstr *DefMI = (ValNo->def != ~0U)
 537     ? LIs->getInstructionFromIndex(ValNo->def) : NULL;
 538   if (DefMI && LIs->isReMaterializable(*LI, ValNo, DefMI))
 539     return false;
 540
 541   // Find all references in the barrier mbb.
 542   SmallPtrSet<MachineInstr*, 4> RefsInMBB;
 543   for (MachineRegisterInfo::reg_iterator I = MRI->reg_begin(CurrLI->reg),
 544          E = MRI->reg_end(); I != E; ++I) {
 545     MachineInstr *RefMI = &*I;
 546     if (RefMI->getParent() == BarrierMBB)
 547       RefsInMBB.insert(RefMI);
 548   }
 549
 550   // Find a point to restore the value after the barrier.
 551   unsigned RestoreIndex;
 552   MachineBasicBlock::iterator RestorePt =
 553     findRestorePoint(BarrierMBB, Barrier, LR->end, RefsInMBB, RestoreIndex);
 554   if (RestorePt == BarrierMBB->end())
 555     return false;
 556
 557   // Add a spill either before the barrier or after the definition.
 558   MachineBasicBlock *DefMBB = DefMI ? DefMI->getParent() : NULL;
 559   const TargetRegisterClass *RC = MRI->getRegClass(CurrLI->reg);
 560   unsigned SpillIndex = 0;
 561   MachineInstr *SpillMI = NULL;
 562   int SS = -1;
 563   bool PrevSpilled = isAlreadySplit(CurrLI->reg, ValNo->id, SS);
 564   if (ValNo->def == ~0U) {
 565     // If it's defined by a phi, we must split just before the barrier.
 566     MachineBasicBlock::iterator SpillPt =
 567       findSpillPoint(BarrierMBB, Barrier, NULL, RefsInMBB, SpillIndex);
 568     if (SpillPt == BarrierMBB->begin())
 569       return false; // No gap to insert spill.
 570     // Add spill.
 571     if (!PrevSpilled)
 572       // If previously split, reuse the spill slot.
 573       SS = MFI->CreateStackObject(RC->getSize(), RC->getAlignment());
 574     TII->storeRegToStackSlot(*BarrierMBB, SpillPt, CurrLI->reg, true, SS, RC);
 575     SpillMI = prior(SpillPt);
 576     LIs->InsertMachineInstrInMaps(SpillMI, SpillIndex);
 577   } else if (!PrevSpilled) {
 578     if (!DefMI)
 579       // Def is dead. Do nothing.
 580       return false;
 581     // If it's already split, just restore the value. There is no need to spill
 582     // the def again.
 583     // Check if it's possible to insert a spill after the def MI.
 584     MachineBasicBlock::iterator SpillPt;
 585     if (DefMBB == BarrierMBB) {
 586       // Add spill after the def and the last use before the barrier.
 587       SpillPt = findSpillPoint(BarrierMBB, Barrier, DefMI, RefsInMBB, SpillIndex);
 588       if (SpillPt == DefMBB->begin())
 589         return false; // No gap to insert spill.
 590     } else {
 591       SpillPt = findNextEmptySlot(DefMBB, DefMI, SpillIndex);
 592       if (SpillPt == DefMBB->end())
 593         return false; // No gap to insert spill.
 594     }
 595     SS = MFI->CreateStackObject(RC->getSize(), RC->getAlignment());
 596
 597     // Add spill. The store instruction kills the register if def is before
 598     // the barrier in the barrier block.
 599     TII->storeRegToStackSlot(*DefMBB, SpillPt, CurrLI->reg,
 600                              DefMBB == BarrierMBB, SS, RC);
 601     SpillMI = prior(SpillPt);
 602     LIs->InsertMachineInstrInMaps(SpillMI, SpillIndex);
 603   }
 604
 605   // Add restore.
 606   // FIXME: Create live interval for stack slot.
 607   TII->loadRegFromStackSlot(*BarrierMBB, RestorePt, CurrLI->reg, SS, RC);
 608   MachineInstr *LoadMI = prior(RestorePt);
 609   LIs->InsertMachineInstrInMaps(LoadMI, RestoreIndex);
 610   RestoreMIs.insert(LoadMI);
 611
 612   // If live interval is spilled in the same block as the barrier, just
 613   // create a hole in the interval.
 614   if (!DefMBB ||
 615       (SpillMI && SpillMI->getParent() == BarrierMBB)) {
 616     UpdateIntervalForSplit(ValNo, LIs->getUseIndex(SpillIndex)+1,
 617                            LIs->getDefIndex(RestoreIndex));
 618
 619     // Record val# values are in the specific spill slot.
 620     RecordSplit(CurrLI->reg, SpillIndex, RestoreIndex, SS);
 621
 622     ++NumSplits;
 623     return true;
 624   }
 625
 626   // Shrink wrap the live interval by walking up the CFG and find the
 627   // new kills.
 628   // Now let's find all the uses of the val#.
 629   DenseMap<MachineBasicBlock*, SmallVector<MachineOperand*, 4> > Uses;
 630   DenseMap<MachineBasicBlock*, SmallPtrSet<MachineInstr*, 4> > UseMIs;
 631   SmallPtrSet<MachineBasicBlock*, 4> Seen;
 632   SmallVector<MachineBasicBlock*, 4> UseMBBs;
 633   for (MachineRegisterInfo::use_iterator UI = MRI->use_begin(CurrLI->reg),
 634          UE = MRI->use_end(); UI != UE; ++UI) {
 635     MachineOperand &UseMO = UI.getOperand();
 636     MachineInstr *UseMI = UseMO.getParent();
 637     unsigned UseIdx = LIs->getInstructionIndex(UseMI);
 638     LiveInterval::iterator ULR = CurrLI->FindLiveRangeContaining(UseIdx);
 639     if (ULR->valno != ValNo)
 640       continue;
 641     MachineBasicBlock *UseMBB = UseMI->getParent();
 642     // Remember which other mbb's use this val#.
 643     if (Seen.insert(UseMBB) && UseMBB != BarrierMBB)
 644       UseMBBs.push_back(UseMBB);
 645     DenseMap<MachineBasicBlock*, SmallVector<MachineOperand*, 4> >::iterator
 646       UMII = Uses.find(UseMBB);
 647     if (UMII != Uses.end()) {
 648       DenseMap<MachineBasicBlock*, SmallPtrSet<MachineInstr*, 4> >::iterator
 649         UMII2 = UseMIs.find(UseMBB);
 650       UMII->second.push_back(&UseMO);
 651       UMII2->second.insert(UseMI);
 652     } else {
 653       SmallVector<MachineOperand*, 4> Ops;
 654       Ops.push_back(&UseMO);
 655       Uses.insert(std::make_pair(UseMBB, Ops));
 656       SmallPtrSet<MachineInstr*, 4> MIs;
 657       MIs.insert(UseMI);
 658       UseMIs.insert(std::make_pair(UseMBB, MIs));
 659     }
 660   }
 661
 662   // Walk up the predecessor chains.
 663   SmallPtrSet<MachineBasicBlock*, 8> Visited;
 664   ShrinkWrapLiveInterval(ValNo, BarrierMBB, NULL, DefMBB, Visited,
 665                          Uses, UseMIs, UseMBBs);
 666
 667   // Remove live range from barrier to the restore. FIXME: Find a better
 668   // point to re-start the live interval.
 669   UpdateIntervalForSplit(ValNo, LIs->getUseIndex(BarrierIdx)+1,
 670                          LIs->getDefIndex(RestoreIndex));
 671   // Record val# values are in the specific spill slot.
 672   RecordSplit(CurrLI->reg, SpillIndex, RestoreIndex, SS);
 673
 674   ++NumSplits;
 675   return true;
 676 }
 677
 678 /// SplitRegLiveIntervals - Split all register live intervals that cross the
 679 /// barrier that's being processed.
 680 bool
 681 PreAllocSplitting::SplitRegLiveIntervals(const TargetRegisterClass **RCs) {
 682   // First find all the virtual registers whose live intervals are intercepted
 683   // by the current barrier.
 684   SmallVector<LiveInterval*, 8> Intervals;
 685   for (const TargetRegisterClass **RC = RCs; *RC; ++RC) {
 686     if (TII->IgnoreRegisterClassBarriers(*RC))
 687       continue;
 688     std::vector<unsigned> &VRs = MRI->getRegClassVirtRegs(*RC);
 689     for (unsigned i = 0, e = VRs.size(); i != e; ++i) {
 690       unsigned Reg = VRs[i];
 691       if (!LIs->hasInterval(Reg))
 692         continue;
 693       LiveInterval *LI = &LIs->getInterval(Reg);
 694       if (LI->liveAt(BarrierIdx) && !Barrier->readsRegister(Reg))
 695         // Virtual register live interval is intercepted by the barrier. We
 696         // should split and shrink wrap its interval if possible.
 697         Intervals.push_back(LI);
 698     }
 699   }
 700
 701   // Process the affected live intervals.
 702   bool Change = false;
 703   while (!Intervals.empty()) {
 704     if (PreSplitLimit != -1 && (int)NumSplits == PreSplitLimit)
 705       break;
 706     LiveInterval *LI = Intervals.back();
 707     Intervals.pop_back();
 708     Change |= SplitRegLiveInterval(LI);
 709   }
 710
 711   return Change;
 712 }
 713
 714 bool PreAllocSplitting::runOnMachineFunction(MachineFunction &MF) {
 715   CurMF = &MF;
 716   TM    = &MF.getTarget();
 717   TII   = TM->getInstrInfo();
 718   MFI   = MF.getFrameInfo();
 719   MRI   = &MF.getRegInfo();
 720   LIs   = &getAnalysis<LiveIntervals>();
 721
 722   bool MadeChange = false;
 723
 724   // Make sure blocks are numbered in order.
 725   MF.RenumberBlocks();
 726
 727   for (MachineFunction::reverse_iterator I = MF.rbegin(), E = MF.rend();
 728        I != E; ++I) {
 729     BarrierMBB = &*I;
 730     for (MachineBasicBlock::reverse_iterator II = BarrierMBB->rbegin(),
 731            EE = BarrierMBB->rend(); II != EE; ++II) {
 732       Barrier = &*II;
 733       const TargetRegisterClass **BarrierRCs =
 734         Barrier->getDesc().getRegClassBarriers();
 735       if (!BarrierRCs)
 736         continue;
 737       BarrierIdx = LIs->getInstructionIndex(Barrier);
 738       MadeChange |= SplitRegLiveIntervals(BarrierRCs);
 739     }
 740   }
 741
 742   return MadeChange;
 743 }