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