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