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