f4f1bf2bf02a0eec32e095c800343f14ff23e91e
[oota-llvm.git] / lib / CodeGen / RegAllocGreedy.cpp
1 //===-- RegAllocGreedy.cpp - greedy register allocator --------------------===//
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 defines the RAGreedy function pass for register allocation in
11 // optimized builds.
12 //
13 //===----------------------------------------------------------------------===//
14
15 #define DEBUG_TYPE "regalloc"
16 #include "AllocationOrder.h"
17 #include "InterferenceCache.h"
18 #include "LiveDebugVariables.h"
19 #include "RegAllocBase.h"
20 #include "Spiller.h"
21 #include "SpillPlacement.h"
22 #include "SplitKit.h"
23 #include "VirtRegMap.h"
24 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
25 #include "llvm/Analysis/AliasAnalysis.h"
26 #include "llvm/Function.h"
27 #include "llvm/PassAnalysisSupport.h"
28 #include "llvm/CodeGen/CalcSpillWeights.h"
29 #include "llvm/CodeGen/EdgeBundles.h"
30 #include "llvm/CodeGen/LiveIntervalAnalysis.h"
31 #include "llvm/CodeGen/LiveRangeEdit.h"
32 #include "llvm/CodeGen/LiveStackAnalysis.h"
33 #include "llvm/CodeGen/MachineDominators.h"
34 #include "llvm/CodeGen/MachineFunctionPass.h"
35 #include "llvm/CodeGen/MachineLoopInfo.h"
36 #include "llvm/CodeGen/MachineRegisterInfo.h"
37 #include "llvm/CodeGen/Passes.h"
38 #include "llvm/CodeGen/RegAllocRegistry.h"
39 #include "llvm/Target/TargetOptions.h"
40 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
41 #include "llvm/Support/Debug.h"
42 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
43 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
44 #include "llvm/Support/Timer.h"
45
46 #include <queue>
47
48 using namespace llvm;
49
50 STATISTIC(NumGlobalSplits, "Number of split global live ranges");
51 STATISTIC(NumLocalSplits,  "Number of split local live ranges");
52 STATISTIC(NumEvicted,      "Number of interferences evicted");
53
54 static cl::opt<SplitEditor::ComplementSpillMode>
55 SplitSpillMode("split-spill-mode", cl::Hidden,
56   cl::desc("Spill mode for splitting live ranges"),
57   cl::values(clEnumValN(SplitEditor::SM_Partition, "default", "Default"),
58              clEnumValN(SplitEditor::SM_Size,  "size",  "Optimize for size"),
59              clEnumValN(SplitEditor::SM_Speed, "speed", "Optimize for speed"),
60              clEnumValEnd),
61   cl::init(SplitEditor::SM_Partition));
62
63 static RegisterRegAlloc greedyRegAlloc("greedy", "greedy register allocator",
64                                        createGreedyRegisterAllocator);
65
66 namespace {
67 class RAGreedy : public MachineFunctionPass,
68                  public RegAllocBase,
69                  private LiveRangeEdit::Delegate {
70
71   // context
72   MachineFunction *MF;
73
74   // analyses
75   SlotIndexes *Indexes;
76   MachineDominatorTree *DomTree;
77   MachineLoopInfo *Loops;
78   EdgeBundles *Bundles;
79   SpillPlacement *SpillPlacer;
80   LiveDebugVariables *DebugVars;
81
82   // state
83   std::auto_ptr<Spiller> SpillerInstance;
84   std::priority_queue<std::pair<unsigned, unsigned> > Queue;
85   unsigned NextCascade;
86
87   // Live ranges pass through a number of stages as we try to allocate them.
88   // Some of the stages may also create new live ranges:
89   //
90   // - Region splitting.
91   // - Per-block splitting.
92   // - Local splitting.
93   // - Spilling.
94   //
95   // Ranges produced by one of the stages skip the previous stages when they are
96   // dequeued. This improves performance because we can skip interference checks
97   // that are unlikely to give any results. It also guarantees that the live
98   // range splitting algorithm terminates, something that is otherwise hard to
99   // ensure.
100   enum LiveRangeStage {
101     /// Newly created live range that has never been queued.
102     RS_New,
103
104     /// Only attempt assignment and eviction. Then requeue as RS_Split.
105     RS_Assign,
106
107     /// Attempt live range splitting if assignment is impossible.
108     RS_Split,
109
110     /// Attempt more aggressive live range splitting that is guaranteed to make
111     /// progress.  This is used for split products that may not be making
112     /// progress.
113     RS_Split2,
114
115     /// Live range will be spilled.  No more splitting will be attempted.
116     RS_Spill,
117
118     /// There is nothing more we can do to this live range.  Abort compilation
119     /// if it can't be assigned.
120     RS_Done
121   };
122
123   static const char *const StageName[];
124
125   // RegInfo - Keep additional information about each live range.
126   struct RegInfo {
127     LiveRangeStage Stage;
128
129     // Cascade - Eviction loop prevention. See canEvictInterference().
130     unsigned Cascade;
131
132     RegInfo() : Stage(RS_New), Cascade(0) {}
133   };
134
135   IndexedMap<RegInfo, VirtReg2IndexFunctor> ExtraRegInfo;
136
137   LiveRangeStage getStage(const LiveInterval &VirtReg) const {
138     return ExtraRegInfo[VirtReg.reg].Stage;
139   }
140
141   void setStage(const LiveInterval &VirtReg, LiveRangeStage Stage) {
142     ExtraRegInfo.resize(MRI->getNumVirtRegs());
143     ExtraRegInfo[VirtReg.reg].Stage = Stage;
144   }
145
146   template<typename Iterator>
147   void setStage(Iterator Begin, Iterator End, LiveRangeStage NewStage) {
148     ExtraRegInfo.resize(MRI->getNumVirtRegs());
149     for (;Begin != End; ++Begin) {
150       unsigned Reg = (*Begin)->reg;
151       if (ExtraRegInfo[Reg].Stage == RS_New)
152         ExtraRegInfo[Reg].Stage = NewStage;
153     }
154   }
155
156   /// Cost of evicting interference.
157   struct EvictionCost {
158     unsigned BrokenHints; ///< Total number of broken hints.
159     float MaxWeight;      ///< Maximum spill weight evicted.
160
161     EvictionCost(unsigned B = 0) : BrokenHints(B), MaxWeight(0) {}
162
163     bool operator<(const EvictionCost &O) const {
164       if (BrokenHints != O.BrokenHints)
165         return BrokenHints < O.BrokenHints;
166       return MaxWeight < O.MaxWeight;
167     }
168   };
169
170   // Register mask interference. The current VirtReg is checked for register
171   // mask interference on entry to selectOrSplit().  If there is no
172   // interference, UsableRegs is left empty.  If there is interference,
173   // UsableRegs has a bit mask of registers that can be used without register
174   // mask interference.
175   BitVector UsableRegs;
176
177   /// clobberedByRegMask - Returns true if PhysReg is not directly usable
178   /// because of register mask clobbers.
179   bool clobberedByRegMask(unsigned PhysReg) const {
180     return !UsableRegs.empty() && !UsableRegs.test(PhysReg);
181   }
182
183   // splitting state.
184   std::auto_ptr<SplitAnalysis> SA;
185   std::auto_ptr<SplitEditor> SE;
186
187   /// Cached per-block interference maps
188   InterferenceCache IntfCache;
189
190   /// All basic blocks where the current register has uses.
191   SmallVector<SpillPlacement::BlockConstraint, 8> SplitConstraints;
192
193   /// Global live range splitting candidate info.
194   struct GlobalSplitCandidate {
195     // Register intended for assignment, or 0.
196     unsigned PhysReg;
197
198     // SplitKit interval index for this candidate.
199     unsigned IntvIdx;
200
201     // Interference for PhysReg.
202     InterferenceCache::Cursor Intf;
203
204     // Bundles where this candidate should be live.
205     BitVector LiveBundles;
206     SmallVector<unsigned, 8> ActiveBlocks;
207
208     void reset(InterferenceCache &Cache, unsigned Reg) {
209       PhysReg = Reg;
210       IntvIdx = 0;
211       Intf.setPhysReg(Cache, Reg);
212       LiveBundles.clear();
213       ActiveBlocks.clear();
214     }
215
216     // Set B[i] = C for every live bundle where B[i] was NoCand.
217     unsigned getBundles(SmallVectorImpl<unsigned> &B, unsigned C) {
218       unsigned Count = 0;
219       for (int i = LiveBundles.find_first(); i >= 0;
220            i = LiveBundles.find_next(i))
221         if (B[i] == NoCand) {
222           B[i] = C;
223           Count++;
224         }
225       return Count;
226     }
227   };
228
229   /// Candidate info for for each PhysReg in AllocationOrder.
230   /// This vector never shrinks, but grows to the size of the largest register
231   /// class.
232   SmallVector<GlobalSplitCandidate, 32> GlobalCand;
233
234   enum { NoCand = ~0u };
235
236   /// Candidate map. Each edge bundle is assigned to a GlobalCand entry, or to
237   /// NoCand which indicates the stack interval.
238   SmallVector<unsigned, 32> BundleCand;
239
240 public:
241   RAGreedy();
242
243   /// Return the pass name.
244   virtual const char* getPassName() const {
245     return "Greedy Register Allocator";
246   }
247
248   /// RAGreedy analysis usage.
249   virtual void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const;
250   virtual void releaseMemory();
251   virtual Spiller &spiller() { return *SpillerInstance; }
252   virtual void enqueue(LiveInterval *LI);
253   virtual LiveInterval *dequeue();
254   virtual unsigned selectOrSplit(LiveInterval&,
255                                  SmallVectorImpl<LiveInterval*>&);
256
257   /// Perform register allocation.
258   virtual bool runOnMachineFunction(MachineFunction &mf);
259
260   static char ID;
261
262 private:
263   bool LRE_CanEraseVirtReg(unsigned);
264   void LRE_WillShrinkVirtReg(unsigned);
265   void LRE_DidCloneVirtReg(unsigned, unsigned);
266
267   float calcSpillCost();
268   bool addSplitConstraints(InterferenceCache::Cursor, float&);
269   void addThroughConstraints(InterferenceCache::Cursor, ArrayRef<unsigned>);
270   void growRegion(GlobalSplitCandidate &Cand);
271   float calcGlobalSplitCost(GlobalSplitCandidate&);
272   bool calcCompactRegion(GlobalSplitCandidate&);
273   void splitAroundRegion(LiveRangeEdit&, ArrayRef<unsigned>);
274   void calcGapWeights(unsigned, SmallVectorImpl<float>&);
275   bool shouldEvict(LiveInterval &A, bool, LiveInterval &B, bool);
276   bool canEvictInterference(LiveInterval&, unsigned, bool, EvictionCost&);
277   void evictInterference(LiveInterval&, unsigned,
278                          SmallVectorImpl<LiveInterval*>&);
279
280   unsigned tryAssign(LiveInterval&, AllocationOrder&,
281                      SmallVectorImpl<LiveInterval*>&);
282   unsigned tryEvict(LiveInterval&, AllocationOrder&,
283                     SmallVectorImpl<LiveInterval*>&, unsigned = ~0u);
284   unsigned tryRegionSplit(LiveInterval&, AllocationOrder&,
285                           SmallVectorImpl<LiveInterval*>&);
286   unsigned tryBlockSplit(LiveInterval&, AllocationOrder&,
287                          SmallVectorImpl<LiveInterval*>&);
288   unsigned tryInstructionSplit(LiveInterval&, AllocationOrder&,
289                                SmallVectorImpl<LiveInterval*>&);
290   unsigned tryLocalSplit(LiveInterval&, AllocationOrder&,
291     SmallVectorImpl<LiveInterval*>&);
292   unsigned trySplit(LiveInterval&, AllocationOrder&,
293                     SmallVectorImpl<LiveInterval*>&);
294 };
295 } // end anonymous namespace
296
297 char RAGreedy::ID = 0;
298
299 #ifndef NDEBUG
300 const char *const RAGreedy::StageName[] = {
301     "RS_New",
302     "RS_Assign",
303     "RS_Split",
304     "RS_Split2",
305     "RS_Spill",
306     "RS_Done"
307 };
308 #endif
309
310 // Hysteresis to use when comparing floats.
311 // This helps stabilize decisions based on float comparisons.
312 const float Hysteresis = 0.98f;
313
314
315 FunctionPass* llvm::createGreedyRegisterAllocator() {
316   return new RAGreedy();
317 }
318
319 RAGreedy::RAGreedy(): MachineFunctionPass(ID) {
320   initializeLiveDebugVariablesPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
321   initializeSlotIndexesPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
322   initializeLiveIntervalsPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
323   initializeSlotIndexesPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
324   initializeRegisterCoalescerPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
325   initializeMachineSchedulerPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
326   initializeCalculateSpillWeightsPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
327   initializeLiveStacksPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
328   initializeMachineDominatorTreePass(*PassRegistry::getPassRegistry());
329   initializeMachineLoopInfoPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
330   initializeVirtRegMapPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
331   initializeEdgeBundlesPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
332   initializeSpillPlacementPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
333 }
334
335 void RAGreedy::getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
336   AU.setPreservesCFG();
337   AU.addRequired<AliasAnalysis>();
338   AU.addPreserved<AliasAnalysis>();
339   AU.addRequired<LiveIntervals>();
340   AU.addRequired<SlotIndexes>();
341   AU.addPreserved<SlotIndexes>();
342   AU.addRequired<LiveDebugVariables>();
343   AU.addPreserved<LiveDebugVariables>();
344   AU.addRequired<CalculateSpillWeights>();
345   AU.addRequired<LiveStacks>();
346   AU.addPreserved<LiveStacks>();
347   AU.addRequired<MachineDominatorTree>();
348   AU.addPreserved<MachineDominatorTree>();
349   AU.addRequired<MachineLoopInfo>();
350   AU.addPreserved<MachineLoopInfo>();
351   AU.addRequired<VirtRegMap>();
352   AU.addPreserved<VirtRegMap>();
353   AU.addRequired<EdgeBundles>();
354   AU.addRequired<SpillPlacement>();
355   MachineFunctionPass::getAnalysisUsage(AU);
356 }
357
358
359 //===----------------------------------------------------------------------===//
360 //                     LiveRangeEdit delegate methods
361 //===----------------------------------------------------------------------===//
362
363 bool RAGreedy::LRE_CanEraseVirtReg(unsigned VirtReg) {
364   if (unsigned PhysReg = VRM->getPhys(VirtReg)) {
365     unassign(LIS->getInterval(VirtReg), PhysReg);
366     return true;
367   }
368   // Unassigned virtreg is probably in the priority queue.
369   // RegAllocBase will erase it after dequeueing.
370   return false;
371 }
372
373 void RAGreedy::LRE_WillShrinkVirtReg(unsigned VirtReg) {
374   unsigned PhysReg = VRM->getPhys(VirtReg);
375   if (!PhysReg)
376     return;
377
378   // Register is assigned, put it back on the queue for reassignment.
379   LiveInterval &LI = LIS->getInterval(VirtReg);
380   unassign(LI, PhysReg);
381   enqueue(&LI);
382 }
383
384 void RAGreedy::LRE_DidCloneVirtReg(unsigned New, unsigned Old) {
385   // Cloning a register we haven't even heard about yet?  Just ignore it.
386   if (!ExtraRegInfo.inBounds(Old))
387     return;
388
389   // LRE may clone a virtual register because dead code elimination causes it to
390   // be split into connected components. The new components are much smaller
391   // than the original, so they should get a new chance at being assigned.
392   // same stage as the parent.
393   ExtraRegInfo[Old].Stage = RS_Assign;
394   ExtraRegInfo.grow(New);
395   ExtraRegInfo[New] = ExtraRegInfo[Old];
396 }
397
398 void RAGreedy::releaseMemory() {
399   SpillerInstance.reset(0);
400   ExtraRegInfo.clear();
401   GlobalCand.clear();
402   RegAllocBase::releaseMemory();
403 }
404
405 void RAGreedy::enqueue(LiveInterval *LI) {
406   // Prioritize live ranges by size, assigning larger ranges first.
407   // The queue holds (size, reg) pairs.
408   const unsigned Size = LI->getSize();
409   const unsigned Reg = LI->reg;
410   assert(TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(Reg) &&
411          "Can only enqueue virtual registers");
412   unsigned Prio;
413
414   ExtraRegInfo.grow(Reg);
415   if (ExtraRegInfo[Reg].Stage == RS_New)
416     ExtraRegInfo[Reg].Stage = RS_Assign;
417
418   if (ExtraRegInfo[Reg].Stage == RS_Split) {
419     // Unsplit ranges that couldn't be allocated immediately are deferred until
420     // everything else has been allocated.
421     Prio = Size;
422   } else {
423     // Everything is allocated in long->short order. Long ranges that don't fit
424     // should be spilled (or split) ASAP so they don't create interference.
425     Prio = (1u << 31) + Size;
426
427     // Boost ranges that have a physical register hint.
428     if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(VRM->getRegAllocPref(Reg)))
429       Prio |= (1u << 30);
430   }
431
432   Queue.push(std::make_pair(Prio, ~Reg));
433 }
434
435 LiveInterval *RAGreedy::dequeue() {
436   if (Queue.empty())
437     return 0;
438   LiveInterval *LI = &LIS->getInterval(~Queue.top().second);
439   Queue.pop();
440   return LI;
441 }
442
443
444 //===----------------------------------------------------------------------===//
445 //                            Direct Assignment
446 //===----------------------------------------------------------------------===//
447
448 /// tryAssign - Try to assign VirtReg to an available register.
449 unsigned RAGreedy::tryAssign(LiveInterval &VirtReg,
450                              AllocationOrder &Order,
451                              SmallVectorImpl<LiveInterval*> &NewVRegs) {
452   Order.rewind();
453   unsigned PhysReg;
454   while ((PhysReg = Order.next())) {
455     if (clobberedByRegMask(PhysReg))
456       continue;
457     if (!checkPhysRegInterference(VirtReg, PhysReg))
458       break;
459   }
460   if (!PhysReg || Order.isHint(PhysReg))
461     return PhysReg;
462
463   // PhysReg is available, but there may be a better choice.
464
465   // If we missed a simple hint, try to cheaply evict interference from the
466   // preferred register.
467   if (unsigned Hint = MRI->getSimpleHint(VirtReg.reg))
468     if (Order.isHint(Hint) && !clobberedByRegMask(Hint)) {
469       DEBUG(dbgs() << "missed hint " << PrintReg(Hint, TRI) << '\n');
470       EvictionCost MaxCost(1);
471       if (canEvictInterference(VirtReg, Hint, true, MaxCost)) {
472         evictInterference(VirtReg, Hint, NewVRegs);
473         return Hint;
474       }
475     }
476
477   // Try to evict interference from a cheaper alternative.
478   unsigned Cost = TRI->getCostPerUse(PhysReg);
479
480   // Most registers have 0 additional cost.
481   if (!Cost)
482     return PhysReg;
483
484   DEBUG(dbgs() << PrintReg(PhysReg, TRI) << " is available at cost " << Cost
485                << '\n');
486   unsigned CheapReg = tryEvict(VirtReg, Order, NewVRegs, Cost);
487   return CheapReg ? CheapReg : PhysReg;
488 }
489
490
491 //===----------------------------------------------------------------------===//
492 //                         Interference eviction
493 //===----------------------------------------------------------------------===//
494
495 /// shouldEvict - determine if A should evict the assigned live range B. The
496 /// eviction policy defined by this function together with the allocation order
497 /// defined by enqueue() decides which registers ultimately end up being split
498 /// and spilled.
499 ///
500 /// Cascade numbers are used to prevent infinite loops if this function is a
501 /// cyclic relation.
502 ///
503 /// @param A          The live range to be assigned.
504 /// @param IsHint     True when A is about to be assigned to its preferred
505 ///                   register.
506 /// @param B          The live range to be evicted.
507 /// @param BreaksHint True when B is already assigned to its preferred register.
508 bool RAGreedy::shouldEvict(LiveInterval &A, bool IsHint,
509                            LiveInterval &B, bool BreaksHint) {
510   bool CanSplit = getStage(B) < RS_Spill;
511
512   // Be fairly aggressive about following hints as long as the evictee can be
513   // split.
514   if (CanSplit && IsHint && !BreaksHint)
515     return true;
516
517   return A.weight > B.weight;
518 }
519
520 /// canEvictInterference - Return true if all interferences between VirtReg and
521 /// PhysReg can be evicted.  When OnlyCheap is set, don't do anything
522 ///
523 /// @param VirtReg Live range that is about to be assigned.
524 /// @param PhysReg Desired register for assignment.
525 /// @prarm IsHint  True when PhysReg is VirtReg's preferred register.
526 /// @param MaxCost Only look for cheaper candidates and update with new cost
527 ///                when returning true.
528 /// @returns True when interference can be evicted cheaper than MaxCost.
529 bool RAGreedy::canEvictInterference(LiveInterval &VirtReg, unsigned PhysReg,
530                                     bool IsHint, EvictionCost &MaxCost) {
531   // Find VirtReg's cascade number. This will be unassigned if VirtReg was never
532   // involved in an eviction before. If a cascade number was assigned, deny
533   // evicting anything with the same or a newer cascade number. This prevents
534   // infinite eviction loops.
535   //
536   // This works out so a register without a cascade number is allowed to evict
537   // anything, and it can be evicted by anything.
538   unsigned Cascade = ExtraRegInfo[VirtReg.reg].Cascade;
539   if (!Cascade)
540     Cascade = NextCascade;
541
542   EvictionCost Cost;
543   for (MCRegAliasIterator AI(PhysReg, TRI, true); AI.isValid(); ++AI) {
544     LiveIntervalUnion::Query &Q = query(VirtReg, *AI);
545     // If there is 10 or more interferences, chances are one is heavier.
546     if (Q.collectInterferingVRegs(10) >= 10)
547       return false;
548
549     // Check if any interfering live range is heavier than MaxWeight.
550     for (unsigned i = Q.interferingVRegs().size(); i; --i) {
551       LiveInterval *Intf = Q.interferingVRegs()[i - 1];
552       if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(Intf->reg))
553         return false;
554       // Never evict spill products. They cannot split or spill.
555       if (getStage(*Intf) == RS_Done)
556         return false;
557       // Once a live range becomes small enough, it is urgent that we find a
558       // register for it. This is indicated by an infinite spill weight. These
559       // urgent live ranges get to evict almost anything.
560       //
561       // Also allow urgent evictions of unspillable ranges from a strictly
562       // larger allocation order.
563       bool Urgent = !VirtReg.isSpillable() &&
564         (Intf->isSpillable() ||
565          RegClassInfo.getNumAllocatableRegs(MRI->getRegClass(VirtReg.reg)) <
566          RegClassInfo.getNumAllocatableRegs(MRI->getRegClass(Intf->reg)));
567       // Only evict older cascades or live ranges without a cascade.
568       unsigned IntfCascade = ExtraRegInfo[Intf->reg].Cascade;
569       if (Cascade <= IntfCascade) {
570         if (!Urgent)
571           return false;
572         // We permit breaking cascades for urgent evictions. It should be the
573         // last resort, though, so make it really expensive.
574         Cost.BrokenHints += 10;
575       }
576       // Would this break a satisfied hint?
577       bool BreaksHint = VRM->hasPreferredPhys(Intf->reg);
578       // Update eviction cost.
579       Cost.BrokenHints += BreaksHint;
580       Cost.MaxWeight = std::max(Cost.MaxWeight, Intf->weight);
581       // Abort if this would be too expensive.
582       if (!(Cost < MaxCost))
583         return false;
584       // Finally, apply the eviction policy for non-urgent evictions.
585       if (!Urgent && !shouldEvict(VirtReg, IsHint, *Intf, BreaksHint))
586         return false;
587     }
588   }
589   MaxCost = Cost;
590   return true;
591 }
592
593 /// evictInterference - Evict any interferring registers that prevent VirtReg
594 /// from being assigned to Physreg. This assumes that canEvictInterference
595 /// returned true.
596 void RAGreedy::evictInterference(LiveInterval &VirtReg, unsigned PhysReg,
597                                  SmallVectorImpl<LiveInterval*> &NewVRegs) {
598   // Make sure that VirtReg has a cascade number, and assign that cascade
599   // number to every evicted register. These live ranges than then only be
600   // evicted by a newer cascade, preventing infinite loops.
601   unsigned Cascade = ExtraRegInfo[VirtReg.reg].Cascade;
602   if (!Cascade)
603     Cascade = ExtraRegInfo[VirtReg.reg].Cascade = NextCascade++;
604
605   DEBUG(dbgs() << "evicting " << PrintReg(PhysReg, TRI)
606                << " interference: Cascade " << Cascade << '\n');
607   for (MCRegAliasIterator AI(PhysReg, TRI, true); AI.isValid(); ++AI) {
608     LiveIntervalUnion::Query &Q = query(VirtReg, *AI);
609     assert(Q.seenAllInterferences() && "Didn't check all interfererences.");
610     for (unsigned i = 0, e = Q.interferingVRegs().size(); i != e; ++i) {
611       LiveInterval *Intf = Q.interferingVRegs()[i];
612       unassign(*Intf, VRM->getPhys(Intf->reg));
613       assert((ExtraRegInfo[Intf->reg].Cascade < Cascade ||
614               VirtReg.isSpillable() < Intf->isSpillable()) &&
615              "Cannot decrease cascade number, illegal eviction");
616       ExtraRegInfo[Intf->reg].Cascade = Cascade;
617       ++NumEvicted;
618       NewVRegs.push_back(Intf);
619     }
620   }
621 }
622
623 /// tryEvict - Try to evict all interferences for a physreg.
624 /// @param  VirtReg Currently unassigned virtual register.
625 /// @param  Order   Physregs to try.
626 /// @return         Physreg to assign VirtReg, or 0.
627 unsigned RAGreedy::tryEvict(LiveInterval &VirtReg,
628                             AllocationOrder &Order,
629                             SmallVectorImpl<LiveInterval*> &NewVRegs,
630                             unsigned CostPerUseLimit) {
631   NamedRegionTimer T("Evict", TimerGroupName, TimePassesIsEnabled);
632
633   // Keep track of the cheapest interference seen so far.
634   EvictionCost BestCost(~0u);
635   unsigned BestPhys = 0;
636
637   // When we are just looking for a reduced cost per use, don't break any
638   // hints, and only evict smaller spill weights.
639   if (CostPerUseLimit < ~0u) {
640     BestCost.BrokenHints = 0;
641     BestCost.MaxWeight = VirtReg.weight;
642   }
643
644   Order.rewind();
645   while (unsigned PhysReg = Order.next()) {
646     if (clobberedByRegMask(PhysReg))
647       continue;
648     if (TRI->getCostPerUse(PhysReg) >= CostPerUseLimit)
649       continue;
650     // The first use of a callee-saved register in a function has cost 1.
651     // Don't start using a CSR when the CostPerUseLimit is low.
652     if (CostPerUseLimit == 1)
653      if (unsigned CSR = RegClassInfo.getLastCalleeSavedAlias(PhysReg))
654        if (!MRI->isPhysRegUsed(CSR)) {
655          DEBUG(dbgs() << PrintReg(PhysReg, TRI) << " would clobber CSR "
656                       << PrintReg(CSR, TRI) << '\n');
657          continue;
658        }
659
660     if (!canEvictInterference(VirtReg, PhysReg, false, BestCost))
661       continue;
662
663     // Best so far.
664     BestPhys = PhysReg;
665
666     // Stop if the hint can be used.
667     if (Order.isHint(PhysReg))
668       break;
669   }
670
671   if (!BestPhys)
672     return 0;
673
674   evictInterference(VirtReg, BestPhys, NewVRegs);
675   return BestPhys;
676 }
677
678
679 //===----------------------------------------------------------------------===//
680 //                              Region Splitting
681 //===----------------------------------------------------------------------===//
682
683 /// addSplitConstraints - Fill out the SplitConstraints vector based on the
684 /// interference pattern in Physreg and its aliases. Add the constraints to
685 /// SpillPlacement and return the static cost of this split in Cost, assuming
686 /// that all preferences in SplitConstraints are met.
687 /// Return false if there are no bundles with positive bias.
688 bool RAGreedy::addSplitConstraints(InterferenceCache::Cursor Intf,
689                                    float &Cost) {
690   ArrayRef<SplitAnalysis::BlockInfo> UseBlocks = SA->getUseBlocks();
691
692   // Reset interference dependent info.
693   SplitConstraints.resize(UseBlocks.size());
694   float StaticCost = 0;
695   for (unsigned i = 0; i != UseBlocks.size(); ++i) {
696     const SplitAnalysis::BlockInfo &BI = UseBlocks[i];
697     SpillPlacement::BlockConstraint &BC = SplitConstraints[i];
698
699     BC.Number = BI.MBB->getNumber();
700     Intf.moveToBlock(BC.Number);
701     BC.Entry = BI.LiveIn ? SpillPlacement::PrefReg : SpillPlacement::DontCare;
702     BC.Exit = BI.LiveOut ? SpillPlacement::PrefReg : SpillPlacement::DontCare;
703     BC.ChangesValue = BI.FirstDef;
704
705     if (!Intf.hasInterference())
706       continue;
707
708     // Number of spill code instructions to insert.
709     unsigned Ins = 0;
710
711     // Interference for the live-in value.
712     if (BI.LiveIn) {
713       if (Intf.first() <= Indexes->getMBBStartIdx(BC.Number))
714         BC.Entry = SpillPlacement::MustSpill, ++Ins;
715       else if (Intf.first() < BI.FirstInstr)
716         BC.Entry = SpillPlacement::PrefSpill, ++Ins;
717       else if (Intf.first() < BI.LastInstr)
718         ++Ins;
719     }
720
721     // Interference for the live-out value.
722     if (BI.LiveOut) {
723       if (Intf.last() >= SA->getLastSplitPoint(BC.Number))
724         BC.Exit = SpillPlacement::MustSpill, ++Ins;
725       else if (Intf.last() > BI.LastInstr)
726         BC.Exit = SpillPlacement::PrefSpill, ++Ins;
727       else if (Intf.last() > BI.FirstInstr)
728         ++Ins;
729     }
730
731     // Accumulate the total frequency of inserted spill code.
732     if (Ins)
733       StaticCost += Ins * SpillPlacer->getBlockFrequency(BC.Number);
734   }
735   Cost = StaticCost;
736
737   // Add constraints for use-blocks. Note that these are the only constraints
738   // that may add a positive bias, it is downhill from here.
739   SpillPlacer->addConstraints(SplitConstraints);
740   return SpillPlacer->scanActiveBundles();
741 }
742
743
744 /// addThroughConstraints - Add constraints and links to SpillPlacer from the
745 /// live-through blocks in Blocks.
746 void RAGreedy::addThroughConstraints(InterferenceCache::Cursor Intf,
747                                      ArrayRef<unsigned> Blocks) {
748   const unsigned GroupSize = 8;
749   SpillPlacement::BlockConstraint BCS[GroupSize];
750   unsigned TBS[GroupSize];
751   unsigned B = 0, T = 0;
752
753   for (unsigned i = 0; i != Blocks.size(); ++i) {
754     unsigned Number = Blocks[i];
755     Intf.moveToBlock(Number);
756
757     if (!Intf.hasInterference()) {
758       assert(T < GroupSize && "Array overflow");
759       TBS[T] = Number;
760       if (++T == GroupSize) {
761         SpillPlacer->addLinks(makeArrayRef(TBS, T));
762         T = 0;
763       }
764       continue;
765     }
766
767     assert(B < GroupSize && "Array overflow");
768     BCS[B].Number = Number;
769
770     // Interference for the live-in value.
771     if (Intf.first() <= Indexes->getMBBStartIdx(Number))
772       BCS[B].Entry = SpillPlacement::MustSpill;
773     else
774       BCS[B].Entry = SpillPlacement::PrefSpill;
775
776     // Interference for the live-out value.
777     if (Intf.last() >= SA->getLastSplitPoint(Number))
778       BCS[B].Exit = SpillPlacement::MustSpill;
779     else
780       BCS[B].Exit = SpillPlacement::PrefSpill;
781
782     if (++B == GroupSize) {
783       ArrayRef<SpillPlacement::BlockConstraint> Array(BCS, B);
784       SpillPlacer->addConstraints(Array);
785       B = 0;
786     }
787   }
788
789   ArrayRef<SpillPlacement::BlockConstraint> Array(BCS, B);
790   SpillPlacer->addConstraints(Array);
791   SpillPlacer->addLinks(makeArrayRef(TBS, T));
792 }
793
794 void RAGreedy::growRegion(GlobalSplitCandidate &Cand) {
795   // Keep track of through blocks that have not been added to SpillPlacer.
796   BitVector Todo = SA->getThroughBlocks();
797   SmallVectorImpl<unsigned> &ActiveBlocks = Cand.ActiveBlocks;
798   unsigned AddedTo = 0;
799 #ifndef NDEBUG
800   unsigned Visited = 0;
801 #endif
802
803   for (;;) {
804     ArrayRef<unsigned> NewBundles = SpillPlacer->getRecentPositive();
805     // Find new through blocks in the periphery of PrefRegBundles.
806     for (int i = 0, e = NewBundles.size(); i != e; ++i) {
807       unsigned Bundle = NewBundles[i];
808       // Look at all blocks connected to Bundle in the full graph.
809       ArrayRef<unsigned> Blocks = Bundles->getBlocks(Bundle);
810       for (ArrayRef<unsigned>::iterator I = Blocks.begin(), E = Blocks.end();
811            I != E; ++I) {
812         unsigned Block = *I;
813         if (!Todo.test(Block))
814           continue;
815         Todo.reset(Block);
816         // This is a new through block. Add it to SpillPlacer later.
817         ActiveBlocks.push_back(Block);
818 #ifndef NDEBUG
819         ++Visited;
820 #endif
821       }
822     }
823     // Any new blocks to add?
824     if (ActiveBlocks.size() == AddedTo)
825       break;
826
827     // Compute through constraints from the interference, or assume that all
828     // through blocks prefer spilling when forming compact regions.
829     ArrayRef<unsigned> NewBlocks = makeArrayRef(ActiveBlocks).slice(AddedTo);
830     if (Cand.PhysReg)
831       addThroughConstraints(Cand.Intf, NewBlocks);
832     else
833       // Provide a strong negative bias on through blocks to prevent unwanted
834       // liveness on loop backedges.
835       SpillPlacer->addPrefSpill(NewBlocks, /* Strong= */ true);
836     AddedTo = ActiveBlocks.size();
837
838     // Perhaps iterating can enable more bundles?
839     SpillPlacer->iterate();
840   }
841   DEBUG(dbgs() << ", v=" << Visited);
842 }
843
844 /// calcCompactRegion - Compute the set of edge bundles that should be live
845 /// when splitting the current live range into compact regions.  Compact
846 /// regions can be computed without looking at interference.  They are the
847 /// regions formed by removing all the live-through blocks from the live range.
848 ///
849 /// Returns false if the current live range is already compact, or if the
850 /// compact regions would form single block regions anyway.
851 bool RAGreedy::calcCompactRegion(GlobalSplitCandidate &Cand) {
852   // Without any through blocks, the live range is already compact.
853   if (!SA->getNumThroughBlocks())
854     return false;
855
856   // Compact regions don't correspond to any physreg.
857   Cand.reset(IntfCache, 0);
858
859   DEBUG(dbgs() << "Compact region bundles");
860
861   // Use the spill placer to determine the live bundles. GrowRegion pretends
862   // that all the through blocks have interference when PhysReg is unset.
863   SpillPlacer->prepare(Cand.LiveBundles);
864
865   // The static split cost will be zero since Cand.Intf reports no interference.
866   float Cost;
867   if (!addSplitConstraints(Cand.Intf, Cost)) {
868     DEBUG(dbgs() << ", none.\n");
869     return false;
870   }
871
872   growRegion(Cand);
873   SpillPlacer->finish();
874
875   if (!Cand.LiveBundles.any()) {
876     DEBUG(dbgs() << ", none.\n");
877     return false;
878   }
879
880   DEBUG({
881     for (int i = Cand.LiveBundles.find_first(); i>=0;
882          i = Cand.LiveBundles.find_next(i))
883     dbgs() << " EB#" << i;
884     dbgs() << ".\n";
885   });
886   return true;
887 }
888
889 /// calcSpillCost - Compute how expensive it would be to split the live range in
890 /// SA around all use blocks instead of forming bundle regions.
891 float RAGreedy::calcSpillCost() {
892   float Cost = 0;
893   ArrayRef<SplitAnalysis::BlockInfo> UseBlocks = SA->getUseBlocks();
894   for (unsigned i = 0; i != UseBlocks.size(); ++i) {
895     const SplitAnalysis::BlockInfo &BI = UseBlocks[i];
896     unsigned Number = BI.MBB->getNumber();
897     // We normally only need one spill instruction - a load or a store.
898     Cost += SpillPlacer->getBlockFrequency(Number);
899
900     // Unless the value is redefined in the block.
901     if (BI.LiveIn && BI.LiveOut && BI.FirstDef)
902       Cost += SpillPlacer->getBlockFrequency(Number);
903   }
904   return Cost;
905 }
906
907 /// calcGlobalSplitCost - Return the global split cost of following the split
908 /// pattern in LiveBundles. This cost should be added to the local cost of the
909 /// interference pattern in SplitConstraints.
910 ///
911 float RAGreedy::calcGlobalSplitCost(GlobalSplitCandidate &Cand) {
912   float GlobalCost = 0;
913   const BitVector &LiveBundles = Cand.LiveBundles;
914   ArrayRef<SplitAnalysis::BlockInfo> UseBlocks = SA->getUseBlocks();
915   for (unsigned i = 0; i != UseBlocks.size(); ++i) {
916     const SplitAnalysis::BlockInfo &BI = UseBlocks[i];
917     SpillPlacement::BlockConstraint &BC = SplitConstraints[i];
918     bool RegIn  = LiveBundles[Bundles->getBundle(BC.Number, 0)];
919     bool RegOut = LiveBundles[Bundles->getBundle(BC.Number, 1)];
920     unsigned Ins = 0;
921
922     if (BI.LiveIn)
923       Ins += RegIn != (BC.Entry == SpillPlacement::PrefReg);
924     if (BI.LiveOut)
925       Ins += RegOut != (BC.Exit == SpillPlacement::PrefReg);
926     if (Ins)
927       GlobalCost += Ins * SpillPlacer->getBlockFrequency(BC.Number);
928   }
929
930   for (unsigned i = 0, e = Cand.ActiveBlocks.size(); i != e; ++i) {
931     unsigned Number = Cand.ActiveBlocks[i];
932     bool RegIn  = LiveBundles[Bundles->getBundle(Number, 0)];
933     bool RegOut = LiveBundles[Bundles->getBundle(Number, 1)];
934     if (!RegIn && !RegOut)
935       continue;
936     if (RegIn && RegOut) {
937       // We need double spill code if this block has interference.
938       Cand.Intf.moveToBlock(Number);
939       if (Cand.Intf.hasInterference())
940         GlobalCost += 2*SpillPlacer->getBlockFrequency(Number);
941       continue;
942     }
943     // live-in / stack-out or stack-in live-out.
944     GlobalCost += SpillPlacer->getBlockFrequency(Number);
945   }
946   return GlobalCost;
947 }
948
949 /// splitAroundRegion - Split the current live range around the regions
950 /// determined by BundleCand and GlobalCand.
951 ///
952 /// Before calling this function, GlobalCand and BundleCand must be initialized
953 /// so each bundle is assigned to a valid candidate, or NoCand for the
954 /// stack-bound bundles.  The shared SA/SE SplitAnalysis and SplitEditor
955 /// objects must be initialized for the current live range, and intervals
956 /// created for the used candidates.
957 ///
958 /// @param LREdit    The LiveRangeEdit object handling the current split.
959 /// @param UsedCands List of used GlobalCand entries. Every BundleCand value
960 ///                  must appear in this list.
961 void RAGreedy::splitAroundRegion(LiveRangeEdit &LREdit,
962                                  ArrayRef<unsigned> UsedCands) {
963   // These are the intervals created for new global ranges. We may create more
964   // intervals for local ranges.
965   const unsigned NumGlobalIntvs = LREdit.size();
966   DEBUG(dbgs() << "splitAroundRegion with " << NumGlobalIntvs << " globals.\n");
967   assert(NumGlobalIntvs && "No global intervals configured");
968
969   // Isolate even single instructions when dealing with a proper sub-class.
970   // That guarantees register class inflation for the stack interval because it
971   // is all copies.
972   unsigned Reg = SA->getParent().reg;
973   bool SingleInstrs = RegClassInfo.isProperSubClass(MRI->getRegClass(Reg));
974
975   // First handle all the blocks with uses.
976   ArrayRef<SplitAnalysis::BlockInfo> UseBlocks = SA->getUseBlocks();
977   for (unsigned i = 0; i != UseBlocks.size(); ++i) {
978     const SplitAnalysis::BlockInfo &BI = UseBlocks[i];
979     unsigned Number = BI.MBB->getNumber();
980     unsigned IntvIn = 0, IntvOut = 0;
981     SlotIndex IntfIn, IntfOut;
982     if (BI.LiveIn) {
983       unsigned CandIn = BundleCand[Bundles->getBundle(Number, 0)];
984       if (CandIn != NoCand) {
985         GlobalSplitCandidate &Cand = GlobalCand[CandIn];
986         IntvIn = Cand.IntvIdx;
987         Cand.Intf.moveToBlock(Number);
988         IntfIn = Cand.Intf.first();
989       }
990     }
991     if (BI.LiveOut) {
992       unsigned CandOut = BundleCand[Bundles->getBundle(Number, 1)];
993       if (CandOut != NoCand) {
994         GlobalSplitCandidate &Cand = GlobalCand[CandOut];
995         IntvOut = Cand.IntvIdx;
996         Cand.Intf.moveToBlock(Number);
997         IntfOut = Cand.Intf.last();
998       }
999     }
1000
1001     // Create separate intervals for isolated blocks with multiple uses.
1002     if (!IntvIn && !IntvOut) {
1003       DEBUG(dbgs() << "BB#" << BI.MBB->getNumber() << " isolated.\n");
1004       if (SA->shouldSplitSingleBlock(BI, SingleInstrs))
1005         SE->splitSingleBlock(BI);
1006       continue;
1007     }
1008
1009     if (IntvIn && IntvOut)
1010       SE->splitLiveThroughBlock(Number, IntvIn, IntfIn, IntvOut, IntfOut);
1011     else if (IntvIn)
1012       SE->splitRegInBlock(BI, IntvIn, IntfIn);
1013     else
1014       SE->splitRegOutBlock(BI, IntvOut, IntfOut);
1015   }
1016
1017   // Handle live-through blocks. The relevant live-through blocks are stored in
1018   // the ActiveBlocks list with each candidate. We need to filter out
1019   // duplicates.
1020   BitVector Todo = SA->getThroughBlocks();
1021   for (unsigned c = 0; c != UsedCands.size(); ++c) {
1022     ArrayRef<unsigned> Blocks = GlobalCand[UsedCands[c]].ActiveBlocks;
1023     for (unsigned i = 0, e = Blocks.size(); i != e; ++i) {
1024       unsigned Number = Blocks[i];
1025       if (!Todo.test(Number))
1026         continue;
1027       Todo.reset(Number);
1028
1029       unsigned IntvIn = 0, IntvOut = 0;
1030       SlotIndex IntfIn, IntfOut;
1031
1032       unsigned CandIn = BundleCand[Bundles->getBundle(Number, 0)];
1033       if (CandIn != NoCand) {
1034         GlobalSplitCandidate &Cand = GlobalCand[CandIn];
1035         IntvIn = Cand.IntvIdx;
1036         Cand.Intf.moveToBlock(Number);
1037         IntfIn = Cand.Intf.first();
1038       }
1039
1040       unsigned CandOut = BundleCand[Bundles->getBundle(Number, 1)];
1041       if (CandOut != NoCand) {
1042         GlobalSplitCandidate &Cand = GlobalCand[CandOut];
1043         IntvOut = Cand.IntvIdx;
1044         Cand.Intf.moveToBlock(Number);
1045         IntfOut = Cand.Intf.last();
1046       }
1047       if (!IntvIn && !IntvOut)
1048         continue;
1049       SE->splitLiveThroughBlock(Number, IntvIn, IntfIn, IntvOut, IntfOut);
1050     }
1051   }
1052
1053   ++NumGlobalSplits;
1054
1055   SmallVector<unsigned, 8> IntvMap;
1056   SE->finish(&IntvMap);
1057   DebugVars->splitRegister(Reg, LREdit.regs());
1058
1059   ExtraRegInfo.resize(MRI->getNumVirtRegs());
1060   unsigned OrigBlocks = SA->getNumLiveBlocks();
1061
1062   // Sort out the new intervals created by splitting. We get four kinds:
1063   // - Remainder intervals should not be split again.
1064   // - Candidate intervals can be assigned to Cand.PhysReg.
1065   // - Block-local splits are candidates for local splitting.
1066   // - DCE leftovers should go back on the queue.
1067   for (unsigned i = 0, e = LREdit.size(); i != e; ++i) {
1068     LiveInterval &Reg = *LREdit.get(i);
1069
1070     // Ignore old intervals from DCE.
1071     if (getStage(Reg) != RS_New)
1072       continue;
1073
1074     // Remainder interval. Don't try splitting again, spill if it doesn't
1075     // allocate.
1076     if (IntvMap[i] == 0) {
1077       setStage(Reg, RS_Spill);
1078       continue;
1079     }
1080
1081     // Global intervals. Allow repeated splitting as long as the number of live
1082     // blocks is strictly decreasing.
1083     if (IntvMap[i] < NumGlobalIntvs) {
1084       if (SA->countLiveBlocks(&Reg) >= OrigBlocks) {
1085         DEBUG(dbgs() << "Main interval covers the same " << OrigBlocks
1086                      << " blocks as original.\n");
1087         // Don't allow repeated splitting as a safe guard against looping.
1088         setStage(Reg, RS_Split2);
1089       }
1090       continue;
1091     }
1092
1093     // Other intervals are treated as new. This includes local intervals created
1094     // for blocks with multiple uses, and anything created by DCE.
1095   }
1096
1097   if (VerifyEnabled)
1098     MF->verify(this, "After splitting live range around region");
1099 }
1100
1101 unsigned RAGreedy::tryRegionSplit(LiveInterval &VirtReg, AllocationOrder &Order,
1102                                   SmallVectorImpl<LiveInterval*> &NewVRegs) {
1103   unsigned NumCands = 0;
1104   unsigned BestCand = NoCand;
1105   float BestCost;
1106   SmallVector<unsigned, 8> UsedCands;
1107
1108   // Check if we can split this live range around a compact region.
1109   bool HasCompact = calcCompactRegion(GlobalCand.front());
1110   if (HasCompact) {
1111     // Yes, keep GlobalCand[0] as the compact region candidate.
1112     NumCands = 1;
1113     BestCost = HUGE_VALF;
1114   } else {
1115     // No benefit from the compact region, our fallback will be per-block
1116     // splitting. Make sure we find a solution that is cheaper than spilling.
1117     BestCost = Hysteresis * calcSpillCost();
1118     DEBUG(dbgs() << "Cost of isolating all blocks = " << BestCost << '\n');
1119   }
1120
1121   Order.rewind();
1122   while (unsigned PhysReg = Order.next()) {
1123     // Discard bad candidates before we run out of interference cache cursors.
1124     // This will only affect register classes with a lot of registers (>32).
1125     if (NumCands == IntfCache.getMaxCursors()) {
1126       unsigned WorstCount = ~0u;
1127       unsigned Worst = 0;
1128       for (unsigned i = 0; i != NumCands; ++i) {
1129         if (i == BestCand || !GlobalCand[i].PhysReg)
1130           continue;
1131         unsigned Count = GlobalCand[i].LiveBundles.count();
1132         if (Count < WorstCount)
1133           Worst = i, WorstCount = Count;
1134       }
1135       --NumCands;
1136       GlobalCand[Worst] = GlobalCand[NumCands];
1137       if (BestCand == NumCands)
1138         BestCand = Worst;
1139     }
1140
1141     if (GlobalCand.size() <= NumCands)
1142       GlobalCand.resize(NumCands+1);
1143     GlobalSplitCandidate &Cand = GlobalCand[NumCands];
1144     Cand.reset(IntfCache, PhysReg);
1145
1146     SpillPlacer->prepare(Cand.LiveBundles);
1147     float Cost;
1148     if (!addSplitConstraints(Cand.Intf, Cost)) {
1149       DEBUG(dbgs() << PrintReg(PhysReg, TRI) << "\tno positive bundles\n");
1150       continue;
1151     }
1152     DEBUG(dbgs() << PrintReg(PhysReg, TRI) << "\tstatic = " << Cost);
1153     if (Cost >= BestCost) {
1154       DEBUG({
1155         if (BestCand == NoCand)
1156           dbgs() << " worse than no bundles\n";
1157         else
1158           dbgs() << " worse than "
1159                  << PrintReg(GlobalCand[BestCand].PhysReg, TRI) << '\n';
1160       });
1161       continue;
1162     }
1163     growRegion(Cand);
1164
1165     SpillPlacer->finish();
1166
1167     // No live bundles, defer to splitSingleBlocks().
1168     if (!Cand.LiveBundles.any()) {
1169       DEBUG(dbgs() << " no bundles.\n");
1170       continue;
1171     }
1172
1173     Cost += calcGlobalSplitCost(Cand);
1174     DEBUG({
1175       dbgs() << ", total = " << Cost << " with bundles";
1176       for (int i = Cand.LiveBundles.find_first(); i>=0;
1177            i = Cand.LiveBundles.find_next(i))
1178         dbgs() << " EB#" << i;
1179       dbgs() << ".\n";
1180     });
1181     if (Cost < BestCost) {
1182       BestCand = NumCands;
1183       BestCost = Hysteresis * Cost; // Prevent rounding effects.
1184     }
1185     ++NumCands;
1186   }
1187
1188   // No solutions found, fall back to single block splitting.
1189   if (!HasCompact && BestCand == NoCand)
1190     return 0;
1191
1192   // Prepare split editor.
1193   LiveRangeEdit LREdit(&VirtReg, NewVRegs, *MF, *LIS, VRM, this);
1194   SE->reset(LREdit, SplitSpillMode);
1195
1196   // Assign all edge bundles to the preferred candidate, or NoCand.
1197   BundleCand.assign(Bundles->getNumBundles(), NoCand);
1198
1199   // Assign bundles for the best candidate region.
1200   if (BestCand != NoCand) {
1201     GlobalSplitCandidate &Cand = GlobalCand[BestCand];
1202     if (unsigned B = Cand.getBundles(BundleCand, BestCand)) {
1203       UsedCands.push_back(BestCand);
1204       Cand.IntvIdx = SE->openIntv();
1205       DEBUG(dbgs() << "Split for " << PrintReg(Cand.PhysReg, TRI) << " in "
1206                    << B << " bundles, intv " << Cand.IntvIdx << ".\n");
1207       (void)B;
1208     }
1209   }
1210
1211   // Assign bundles for the compact region.
1212   if (HasCompact) {
1213     GlobalSplitCandidate &Cand = GlobalCand.front();
1214     assert(!Cand.PhysReg && "Compact region has no physreg");
1215     if (unsigned B = Cand.getBundles(BundleCand, 0)) {
1216       UsedCands.push_back(0);
1217       Cand.IntvIdx = SE->openIntv();
1218       DEBUG(dbgs() << "Split for compact region in " << B << " bundles, intv "
1219                    << Cand.IntvIdx << ".\n");
1220       (void)B;
1221     }
1222   }
1223
1224   splitAroundRegion(LREdit, UsedCands);
1225   return 0;
1226 }
1227
1228
1229 //===----------------------------------------------------------------------===//
1230 //                            Per-Block Splitting
1231 //===----------------------------------------------------------------------===//
1232
1233 /// tryBlockSplit - Split a global live range around every block with uses. This
1234 /// creates a lot of local live ranges, that will be split by tryLocalSplit if
1235 /// they don't allocate.
1236 unsigned RAGreedy::tryBlockSplit(LiveInterval &VirtReg, AllocationOrder &Order,
1237                                  SmallVectorImpl<LiveInterval*> &NewVRegs) {
1238   assert(&SA->getParent() == &VirtReg && "Live range wasn't analyzed");
1239   unsigned Reg = VirtReg.reg;
1240   bool SingleInstrs = RegClassInfo.isProperSubClass(MRI->getRegClass(Reg));
1241   LiveRangeEdit LREdit(&VirtReg, NewVRegs, *MF, *LIS, VRM, this);
1242   SE->reset(LREdit, SplitSpillMode);
1243   ArrayRef<SplitAnalysis::BlockInfo> UseBlocks = SA->getUseBlocks();
1244   for (unsigned i = 0; i != UseBlocks.size(); ++i) {
1245     const SplitAnalysis::BlockInfo &BI = UseBlocks[i];
1246     if (SA->shouldSplitSingleBlock(BI, SingleInstrs))
1247       SE->splitSingleBlock(BI);
1248   }
1249   // No blocks were split.
1250   if (LREdit.empty())
1251     return 0;
1252
1253   // We did split for some blocks.
1254   SmallVector<unsigned, 8> IntvMap;
1255   SE->finish(&IntvMap);
1256
1257   // Tell LiveDebugVariables about the new ranges.
1258   DebugVars->splitRegister(Reg, LREdit.regs());
1259
1260   ExtraRegInfo.resize(MRI->getNumVirtRegs());
1261
1262   // Sort out the new intervals created by splitting. The remainder interval
1263   // goes straight to spilling, the new local ranges get to stay RS_New.
1264   for (unsigned i = 0, e = LREdit.size(); i != e; ++i) {
1265     LiveInterval &LI = *LREdit.get(i);
1266     if (getStage(LI) == RS_New && IntvMap[i] == 0)
1267       setStage(LI, RS_Spill);
1268   }
1269
1270   if (VerifyEnabled)
1271     MF->verify(this, "After splitting live range around basic blocks");
1272   return 0;
1273 }
1274
1275
1276 //===----------------------------------------------------------------------===//
1277 //                         Per-Instruction Splitting
1278 //===----------------------------------------------------------------------===//
1279
1280 /// tryInstructionSplit - Split a live range around individual instructions.
1281 /// This is normally not worthwhile since the spiller is doing essentially the
1282 /// same thing. However, when the live range is in a constrained register
1283 /// class, it may help to insert copies such that parts of the live range can
1284 /// be moved to a larger register class.
1285 ///
1286 /// This is similar to spilling to a larger register class.
1287 unsigned
1288 RAGreedy::tryInstructionSplit(LiveInterval &VirtReg, AllocationOrder &Order,
1289                               SmallVectorImpl<LiveInterval*> &NewVRegs) {
1290   // There is no point to this if there are no larger sub-classes.
1291   if (!RegClassInfo.isProperSubClass(MRI->getRegClass(VirtReg.reg)))
1292     return 0;
1293
1294   // Always enable split spill mode, since we're effectively spilling to a
1295   // register.
1296   LiveRangeEdit LREdit(&VirtReg, NewVRegs, *MF, *LIS, VRM, this);
1297   SE->reset(LREdit, SplitEditor::SM_Size);
1298
1299   ArrayRef<SlotIndex> Uses = SA->getUseSlots();
1300   if (Uses.size() <= 1)
1301     return 0;
1302
1303   DEBUG(dbgs() << "Split around " << Uses.size() << " individual instrs.\n");
1304
1305   // Split around every non-copy instruction.
1306   for (unsigned i = 0; i != Uses.size(); ++i) {
1307     if (const MachineInstr *MI = Indexes->getInstructionFromIndex(Uses[i]))
1308       if (MI->isFullCopy()) {
1309         DEBUG(dbgs() << "    skip:\t" << Uses[i] << '\t' << *MI);
1310         continue;
1311       }
1312     SE->openIntv();
1313     SlotIndex SegStart = SE->enterIntvBefore(Uses[i]);
1314     SlotIndex SegStop  = SE->leaveIntvAfter(Uses[i]);
1315     SE->useIntv(SegStart, SegStop);
1316   }
1317
1318   if (LREdit.empty()) {
1319     DEBUG(dbgs() << "All uses were copies.\n");
1320     return 0;
1321   }
1322
1323   SmallVector<unsigned, 8> IntvMap;
1324   SE->finish(&IntvMap);
1325   DebugVars->splitRegister(VirtReg.reg, LREdit.regs());
1326   ExtraRegInfo.resize(MRI->getNumVirtRegs());
1327
1328   // Assign all new registers to RS_Spill. This was the last chance.
1329   setStage(LREdit.begin(), LREdit.end(), RS_Spill);
1330   return 0;
1331 }
1332
1333
1334 //===----------------------------------------------------------------------===//
1335 //                             Local Splitting
1336 //===----------------------------------------------------------------------===//
1337
1338
1339 /// calcGapWeights - Compute the maximum spill weight that needs to be evicted
1340 /// in order to use PhysReg between two entries in SA->UseSlots.
1341 ///
1342 /// GapWeight[i] represents the gap between UseSlots[i] and UseSlots[i+1].
1343 ///
1344 void RAGreedy::calcGapWeights(unsigned PhysReg,
1345                               SmallVectorImpl<float> &GapWeight) {
1346   assert(SA->getUseBlocks().size() == 1 && "Not a local interval");
1347   const SplitAnalysis::BlockInfo &BI = SA->getUseBlocks().front();
1348   ArrayRef<SlotIndex> Uses = SA->getUseSlots();
1349   const unsigned NumGaps = Uses.size()-1;
1350
1351   // Start and end points for the interference check.
1352   SlotIndex StartIdx =
1353     BI.LiveIn ? BI.FirstInstr.getBaseIndex() : BI.FirstInstr;
1354   SlotIndex StopIdx =
1355     BI.LiveOut ? BI.LastInstr.getBoundaryIndex() : BI.LastInstr;
1356
1357   GapWeight.assign(NumGaps, 0.0f);
1358
1359   // Add interference from each overlapping register.
1360   for (MCRegAliasIterator AI(PhysReg, TRI, true); AI.isValid(); ++AI) {
1361     if (!query(const_cast<LiveInterval&>(SA->getParent()), *AI)
1362            .checkInterference())
1363       continue;
1364
1365     // We know that VirtReg is a continuous interval from FirstInstr to
1366     // LastInstr, so we don't need InterferenceQuery.
1367     //
1368     // Interference that overlaps an instruction is counted in both gaps
1369     // surrounding the instruction. The exception is interference before
1370     // StartIdx and after StopIdx.
1371     //
1372     LiveIntervalUnion::SegmentIter IntI = getLiveUnion(*AI).find(StartIdx);
1373     for (unsigned Gap = 0; IntI.valid() && IntI.start() < StopIdx; ++IntI) {
1374       // Skip the gaps before IntI.
1375       while (Uses[Gap+1].getBoundaryIndex() < IntI.start())
1376         if (++Gap == NumGaps)
1377           break;
1378       if (Gap == NumGaps)
1379         break;
1380
1381       // Update the gaps covered by IntI.
1382       const float weight = IntI.value()->weight;
1383       for (; Gap != NumGaps; ++Gap) {
1384         GapWeight[Gap] = std::max(GapWeight[Gap], weight);
1385         if (Uses[Gap+1].getBaseIndex() >= IntI.stop())
1386           break;
1387       }
1388       if (Gap == NumGaps)
1389         break;
1390     }
1391   }
1392 }
1393
1394 /// tryLocalSplit - Try to split VirtReg into smaller intervals inside its only
1395 /// basic block.
1396 ///
1397 unsigned RAGreedy::tryLocalSplit(LiveInterval &VirtReg, AllocationOrder &Order,
1398                                  SmallVectorImpl<LiveInterval*> &NewVRegs) {
1399   assert(SA->getUseBlocks().size() == 1 && "Not a local interval");
1400   const SplitAnalysis::BlockInfo &BI = SA->getUseBlocks().front();
1401
1402   // Note that it is possible to have an interval that is live-in or live-out
1403   // while only covering a single block - A phi-def can use undef values from
1404   // predecessors, and the block could be a single-block loop.
1405   // We don't bother doing anything clever about such a case, we simply assume
1406   // that the interval is continuous from FirstInstr to LastInstr. We should
1407   // make sure that we don't do anything illegal to such an interval, though.
1408
1409   ArrayRef<SlotIndex> Uses = SA->getUseSlots();
1410   if (Uses.size() <= 2)
1411     return 0;
1412   const unsigned NumGaps = Uses.size()-1;
1413
1414   DEBUG({
1415     dbgs() << "tryLocalSplit: ";
1416     for (unsigned i = 0, e = Uses.size(); i != e; ++i)
1417       dbgs() << ' ' << Uses[i];
1418     dbgs() << '\n';
1419   });
1420
1421   // If VirtReg is live across any register mask operands, compute a list of
1422   // gaps with register masks.
1423   SmallVector<unsigned, 8> RegMaskGaps;
1424   if (!UsableRegs.empty()) {
1425     // Get regmask slots for the whole block.
1426     ArrayRef<SlotIndex> RMS = LIS->getRegMaskSlotsInBlock(BI.MBB->getNumber());
1427     DEBUG(dbgs() << RMS.size() << " regmasks in block:");
1428     // Constrain to VirtReg's live range.
1429     unsigned ri = std::lower_bound(RMS.begin(), RMS.end(),
1430                                    Uses.front().getRegSlot()) - RMS.begin();
1431     unsigned re = RMS.size();
1432     for (unsigned i = 0; i != NumGaps && ri != re; ++i) {
1433       // Look for Uses[i] <= RMS <= Uses[i+1].
1434       assert(!SlotIndex::isEarlierInstr(RMS[ri], Uses[i]));
1435       if (SlotIndex::isEarlierInstr(Uses[i+1], RMS[ri]))
1436         continue;
1437       // Skip a regmask on the same instruction as the last use. It doesn't
1438       // overlap the live range.
1439       if (SlotIndex::isSameInstr(Uses[i+1], RMS[ri]) && i+1 == NumGaps)
1440         break;
1441       DEBUG(dbgs() << ' ' << RMS[ri] << ':' << Uses[i] << '-' << Uses[i+1]);
1442       RegMaskGaps.push_back(i);
1443       // Advance ri to the next gap. A regmask on one of the uses counts in
1444       // both gaps.
1445       while (ri != re && SlotIndex::isEarlierInstr(RMS[ri], Uses[i+1]))
1446         ++ri;
1447     }
1448     DEBUG(dbgs() << '\n');
1449   }
1450
1451   // Since we allow local split results to be split again, there is a risk of
1452   // creating infinite loops. It is tempting to require that the new live
1453   // ranges have less instructions than the original. That would guarantee
1454   // convergence, but it is too strict. A live range with 3 instructions can be
1455   // split 2+3 (including the COPY), and we want to allow that.
1456   //
1457   // Instead we use these rules:
1458   //
1459   // 1. Allow any split for ranges with getStage() < RS_Split2. (Except for the
1460   //    noop split, of course).
1461   // 2. Require progress be made for ranges with getStage() == RS_Split2. All
1462   //    the new ranges must have fewer instructions than before the split.
1463   // 3. New ranges with the same number of instructions are marked RS_Split2,
1464   //    smaller ranges are marked RS_New.
1465   //
1466   // These rules allow a 3 -> 2+3 split once, which we need. They also prevent
1467   // excessive splitting and infinite loops.
1468   //
1469   bool ProgressRequired = getStage(VirtReg) >= RS_Split2;
1470
1471   // Best split candidate.
1472   unsigned BestBefore = NumGaps;
1473   unsigned BestAfter = 0;
1474   float BestDiff = 0;
1475
1476   const float blockFreq = SpillPlacer->getBlockFrequency(BI.MBB->getNumber());
1477   SmallVector<float, 8> GapWeight;
1478
1479   Order.rewind();
1480   while (unsigned PhysReg = Order.next()) {
1481     // Keep track of the largest spill weight that would need to be evicted in
1482     // order to make use of PhysReg between UseSlots[i] and UseSlots[i+1].
1483     calcGapWeights(PhysReg, GapWeight);
1484
1485     // Remove any gaps with regmask clobbers.
1486     if (clobberedByRegMask(PhysReg))
1487       for (unsigned i = 0, e = RegMaskGaps.size(); i != e; ++i)
1488         GapWeight[RegMaskGaps[i]] = HUGE_VALF;
1489
1490     // Try to find the best sequence of gaps to close.
1491     // The new spill weight must be larger than any gap interference.
1492
1493     // We will split before Uses[SplitBefore] and after Uses[SplitAfter].
1494     unsigned SplitBefore = 0, SplitAfter = 1;
1495
1496     // MaxGap should always be max(GapWeight[SplitBefore..SplitAfter-1]).
1497     // It is the spill weight that needs to be evicted.
1498     float MaxGap = GapWeight[0];
1499
1500     for (;;) {
1501       // Live before/after split?
1502       const bool LiveBefore = SplitBefore != 0 || BI.LiveIn;
1503       const bool LiveAfter = SplitAfter != NumGaps || BI.LiveOut;
1504
1505       DEBUG(dbgs() << PrintReg(PhysReg, TRI) << ' '
1506                    << Uses[SplitBefore] << '-' << Uses[SplitAfter]
1507                    << " i=" << MaxGap);
1508
1509       // Stop before the interval gets so big we wouldn't be making progress.
1510       if (!LiveBefore && !LiveAfter) {
1511         DEBUG(dbgs() << " all\n");
1512         break;
1513       }
1514       // Should the interval be extended or shrunk?
1515       bool Shrink = true;
1516
1517       // How many gaps would the new range have?
1518       unsigned NewGaps = LiveBefore + SplitAfter - SplitBefore + LiveAfter;
1519
1520       // Legally, without causing looping?
1521       bool Legal = !ProgressRequired || NewGaps < NumGaps;
1522
1523       if (Legal && MaxGap < HUGE_VALF) {
1524         // Estimate the new spill weight. Each instruction reads or writes the
1525         // register. Conservatively assume there are no read-modify-write
1526         // instructions.
1527         //
1528         // Try to guess the size of the new interval.
1529         const float EstWeight = normalizeSpillWeight(blockFreq * (NewGaps + 1),
1530                                  Uses[SplitBefore].distance(Uses[SplitAfter]) +
1531                                  (LiveBefore + LiveAfter)*SlotIndex::InstrDist);
1532         // Would this split be possible to allocate?
1533         // Never allocate all gaps, we wouldn't be making progress.
1534         DEBUG(dbgs() << " w=" << EstWeight);
1535         if (EstWeight * Hysteresis >= MaxGap) {
1536           Shrink = false;
1537           float Diff = EstWeight - MaxGap;
1538           if (Diff > BestDiff) {
1539             DEBUG(dbgs() << " (best)");
1540             BestDiff = Hysteresis * Diff;
1541             BestBefore = SplitBefore;
1542             BestAfter = SplitAfter;
1543           }
1544         }
1545       }
1546
1547       // Try to shrink.
1548       if (Shrink) {
1549         if (++SplitBefore < SplitAfter) {
1550           DEBUG(dbgs() << " shrink\n");
1551           // Recompute the max when necessary.
1552           if (GapWeight[SplitBefore - 1] >= MaxGap) {
1553             MaxGap = GapWeight[SplitBefore];
1554             for (unsigned i = SplitBefore + 1; i != SplitAfter; ++i)
1555               MaxGap = std::max(MaxGap, GapWeight[i]);
1556           }
1557           continue;
1558         }
1559         MaxGap = 0;
1560       }
1561
1562       // Try to extend the interval.
1563       if (SplitAfter >= NumGaps) {
1564         DEBUG(dbgs() << " end\n");
1565         break;
1566       }
1567
1568       DEBUG(dbgs() << " extend\n");
1569       MaxGap = std::max(MaxGap, GapWeight[SplitAfter++]);
1570     }
1571   }
1572
1573   // Didn't find any candidates?
1574   if (BestBefore == NumGaps)
1575     return 0;
1576
1577   DEBUG(dbgs() << "Best local split range: " << Uses[BestBefore]
1578                << '-' << Uses[BestAfter] << ", " << BestDiff
1579                << ", " << (BestAfter - BestBefore + 1) << " instrs\n");
1580
1581   LiveRangeEdit LREdit(&VirtReg, NewVRegs, *MF, *LIS, VRM, this);
1582   SE->reset(LREdit);
1583
1584   SE->openIntv();
1585   SlotIndex SegStart = SE->enterIntvBefore(Uses[BestBefore]);
1586   SlotIndex SegStop  = SE->leaveIntvAfter(Uses[BestAfter]);
1587   SE->useIntv(SegStart, SegStop);
1588   SmallVector<unsigned, 8> IntvMap;
1589   SE->finish(&IntvMap);
1590   DebugVars->splitRegister(VirtReg.reg, LREdit.regs());
1591
1592   // If the new range has the same number of instructions as before, mark it as
1593   // RS_Split2 so the next split will be forced to make progress. Otherwise,
1594   // leave the new intervals as RS_New so they can compete.
1595   bool LiveBefore = BestBefore != 0 || BI.LiveIn;
1596   bool LiveAfter = BestAfter != NumGaps || BI.LiveOut;
1597   unsigned NewGaps = LiveBefore + BestAfter - BestBefore + LiveAfter;
1598   if (NewGaps >= NumGaps) {
1599     DEBUG(dbgs() << "Tagging non-progress ranges: ");
1600     assert(!ProgressRequired && "Didn't make progress when it was required.");
1601     for (unsigned i = 0, e = IntvMap.size(); i != e; ++i)
1602       if (IntvMap[i] == 1) {
1603         setStage(*LREdit.get(i), RS_Split2);
1604         DEBUG(dbgs() << PrintReg(LREdit.get(i)->reg));
1605       }
1606     DEBUG(dbgs() << '\n');
1607   }
1608   ++NumLocalSplits;
1609
1610   return 0;
1611 }
1612
1613 //===----------------------------------------------------------------------===//
1614 //                          Live Range Splitting
1615 //===----------------------------------------------------------------------===//
1616
1617 /// trySplit - Try to split VirtReg or one of its interferences, making it
1618 /// assignable.
1619 /// @return Physreg when VirtReg may be assigned and/or new NewVRegs.
1620 unsigned RAGreedy::trySplit(LiveInterval &VirtReg, AllocationOrder &Order,
1621                             SmallVectorImpl<LiveInterval*>&NewVRegs) {
1622   // Ranges must be Split2 or less.
1623   if (getStage(VirtReg) >= RS_Spill)
1624     return 0;
1625
1626   // Local intervals are handled separately.
1627   if (LIS->intervalIsInOneMBB(VirtReg)) {
1628     NamedRegionTimer T("Local Splitting", TimerGroupName, TimePassesIsEnabled);
1629     SA->analyze(&VirtReg);
1630     unsigned PhysReg = tryLocalSplit(VirtReg, Order, NewVRegs);
1631     if (PhysReg || !NewVRegs.empty())
1632       return PhysReg;
1633     return tryInstructionSplit(VirtReg, Order, NewVRegs);
1634   }
1635
1636   NamedRegionTimer T("Global Splitting", TimerGroupName, TimePassesIsEnabled);
1637
1638   SA->analyze(&VirtReg);
1639
1640   // FIXME: SplitAnalysis may repair broken live ranges coming from the
1641   // coalescer. That may cause the range to become allocatable which means that
1642   // tryRegionSplit won't be making progress. This check should be replaced with
1643   // an assertion when the coalescer is fixed.
1644   if (SA->didRepairRange()) {
1645     // VirtReg has changed, so all cached queries are invalid.
1646     invalidateVirtRegs();
1647     if (unsigned PhysReg = tryAssign(VirtReg, Order, NewVRegs))
1648       return PhysReg;
1649   }
1650
1651   // First try to split around a region spanning multiple blocks. RS_Split2
1652   // ranges already made dubious progress with region splitting, so they go
1653   // straight to single block splitting.
1654   if (getStage(VirtReg) < RS_Split2) {
1655     unsigned PhysReg = tryRegionSplit(VirtReg, Order, NewVRegs);
1656     if (PhysReg || !NewVRegs.empty())
1657       return PhysReg;
1658   }
1659
1660   // Then isolate blocks.
1661   return tryBlockSplit(VirtReg, Order, NewVRegs);
1662 }
1663
1664
1665 //===----------------------------------------------------------------------===//
1666 //                            Main Entry Point
1667 //===----------------------------------------------------------------------===//
1668
1669 unsigned RAGreedy::selectOrSplit(LiveInterval &VirtReg,
1670                                  SmallVectorImpl<LiveInterval*> &NewVRegs) {
1671   // Check if VirtReg is live across any calls.
1672   UsableRegs.clear();
1673   if (LIS->checkRegMaskInterference(VirtReg, UsableRegs))
1674     DEBUG(dbgs() << "Live across regmasks.\n");
1675
1676   // First try assigning a free register.
1677   AllocationOrder Order(VirtReg.reg, *VRM, RegClassInfo);
1678   if (unsigned PhysReg = tryAssign(VirtReg, Order, NewVRegs))
1679     return PhysReg;
1680
1681   LiveRangeStage Stage = getStage(VirtReg);
1682   DEBUG(dbgs() << StageName[Stage]
1683                << " Cascade " << ExtraRegInfo[VirtReg.reg].Cascade << '\n');
1684
1685   // Try to evict a less worthy live range, but only for ranges from the primary
1686   // queue. The RS_Split ranges already failed to do this, and they should not
1687   // get a second chance until they have been split.
1688   if (Stage != RS_Split)
1689     if (unsigned PhysReg = tryEvict(VirtReg, Order, NewVRegs))
1690       return PhysReg;
1691
1692   assert(NewVRegs.empty() && "Cannot append to existing NewVRegs");
1693
1694   // The first time we see a live range, don't try to split or spill.
1695   // Wait until the second time, when all smaller ranges have been allocated.
1696   // This gives a better picture of the interference to split around.
1697   if (Stage < RS_Split) {
1698     setStage(VirtReg, RS_Split);
1699     DEBUG(dbgs() << "wait for second round\n");
1700     NewVRegs.push_back(&VirtReg);
1701     return 0;
1702   }
1703
1704   // If we couldn't allocate a register from spilling, there is probably some
1705   // invalid inline assembly. The base class wil report it.
1706   if (Stage >= RS_Done || !VirtReg.isSpillable())
1707     return ~0u;
1708
1709   // Try splitting VirtReg or interferences.
1710   unsigned PhysReg = trySplit(VirtReg, Order, NewVRegs);
1711   if (PhysReg || !NewVRegs.empty())
1712     return PhysReg;
1713
1714   // Finally spill VirtReg itself.
1715   NamedRegionTimer T("Spiller", TimerGroupName, TimePassesIsEnabled);
1716   LiveRangeEdit LRE(&VirtReg, NewVRegs, *MF, *LIS, VRM, this);
1717   spiller().spill(LRE);
1718   setStage(NewVRegs.begin(), NewVRegs.end(), RS_Done);
1719
1720   if (VerifyEnabled)
1721     MF->verify(this, "After spilling");
1722
1723   // The live virtual register requesting allocation was spilled, so tell
1724   // the caller not to allocate anything during this round.
1725   return 0;
1726 }
1727
1728 bool RAGreedy::runOnMachineFunction(MachineFunction &mf) {
1729   DEBUG(dbgs() << "********** GREEDY REGISTER ALLOCATION **********\n"
1730                << "********** Function: "
1731                << ((Value*)mf.getFunction())->getName() << '\n');
1732
1733   MF = &mf;
1734   if (VerifyEnabled)
1735     MF->verify(this, "Before greedy register allocator");
1736
1737   RegAllocBase::init(getAnalysis<VirtRegMap>(), getAnalysis<LiveIntervals>());
1738   Indexes = &getAnalysis<SlotIndexes>();
1739   DomTree = &getAnalysis<MachineDominatorTree>();
1740   SpillerInstance.reset(createInlineSpiller(*this, *MF, *VRM));
1741   Loops = &getAnalysis<MachineLoopInfo>();
1742   Bundles = &getAnalysis<EdgeBundles>();
1743   SpillPlacer = &getAnalysis<SpillPlacement>();
1744   DebugVars = &getAnalysis<LiveDebugVariables>();
1745
1746   SA.reset(new SplitAnalysis(*VRM, *LIS, *Loops));
1747   SE.reset(new SplitEditor(*SA, *LIS, *VRM, *DomTree));
1748   ExtraRegInfo.clear();
1749   ExtraRegInfo.resize(MRI->getNumVirtRegs());
1750   NextCascade = 1;
1751   IntfCache.init(MF, &getLiveUnion(0), Indexes, LIS, TRI);
1752   GlobalCand.resize(32);  // This will grow as needed.
1753
1754   allocatePhysRegs();
1755   addMBBLiveIns(MF);
1756   LIS->addKillFlags();
1757
1758   // Run rewriter
1759   {
1760     NamedRegionTimer T("Rewriter", TimerGroupName, TimePassesIsEnabled);
1761     VRM->rewrite(Indexes);
1762   }
1763
1764   // Write out new DBG_VALUE instructions.
1765   {
1766     NamedRegionTimer T("Emit Debug Info", TimerGroupName, TimePassesIsEnabled);
1767     DebugVars->emitDebugValues(VRM);
1768   }
1769
1770   // All machine operands and other references to virtual registers have been
1771   // replaced. Remove the virtual registers and release all the transient data.
1772   VRM->clearAllVirt();
1773   MRI->clearVirtRegs();
1774   releaseMemory();
1775
1776   return true;
1777 }