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