84e3c32023944e6d173f105dd9d77057dd4146e1
[oota-llvm.git] / lib / CodeGen / SimpleRegisterCoalescing.cpp
1 //===-- SimpleRegisterCoalescing.cpp - Register Coalescing ----------------===//
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 a simple register coalescing pass that attempts to
11 // aggressively coalesce every register copy that it can.
12 //
13 //===----------------------------------------------------------------------===//
14
15 #define DEBUG_TYPE "regcoalescing"
16 #include "SimpleRegisterCoalescing.h"
17 #include "VirtRegMap.h"
18 #include "llvm/CodeGen/LiveIntervalAnalysis.h"
19 #include "llvm/Value.h"
20 #include "llvm/CodeGen/MachineFrameInfo.h"
21 #include "llvm/CodeGen/MachineInstr.h"
22 #include "llvm/CodeGen/MachineLoopInfo.h"
23 #include "llvm/CodeGen/MachineRegisterInfo.h"
24 #include "llvm/CodeGen/Passes.h"
25 #include "llvm/CodeGen/RegisterCoalescer.h"
26 #include "llvm/Target/TargetInstrInfo.h"
27 #include "llvm/Target/TargetMachine.h"
28 #include "llvm/Target/TargetOptions.h"
29 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
30 #include "llvm/Support/Debug.h"
31 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
32 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
33 #include "llvm/ADT/SmallSet.h"
34 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
35 #include "llvm/ADT/STLExtras.h"
36 #include <algorithm>
37 #include <cmath>
38 using namespace llvm;
39
40 STATISTIC(numJoins    , "Number of interval joins performed");
41 STATISTIC(numCrossRCs , "Number of cross class joins performed");
42 STATISTIC(numCommutes , "Number of instruction commuting performed");
43 STATISTIC(numExtends  , "Number of copies extended");
44 STATISTIC(NumReMats   , "Number of instructions re-materialized");
45 STATISTIC(numPeep     , "Number of identity moves eliminated after coalescing");
46 STATISTIC(numAborts   , "Number of times interval joining aborted");
47 STATISTIC(numDeadValNo, "Number of valno def marked dead");
48
49 char SimpleRegisterCoalescing::ID = 0;
50 static cl::opt<bool>
51 EnableJoining("join-liveintervals",
52               cl::desc("Coalesce copies (default=true)"),
53               cl::init(true));
54
55 static cl::opt<bool>
56 NewHeuristic("new-coalescer-heuristic",
57              cl::desc("Use new coalescer heuristic"),
58              cl::init(false), cl::Hidden);
59
60 static cl::opt<bool>
61 DisableCrossClassJoin("disable-cross-class-join",
62                cl::desc("Avoid coalescing cross register class copies"),
63                cl::init(false), cl::Hidden);
64
65 static cl::opt<bool>
66 PhysJoinTweak("tweak-phys-join-heuristics",
67                cl::desc("Tweak heuristics for joining phys reg with vr"),
68                cl::init(false), cl::Hidden);
69
70 static RegisterPass<SimpleRegisterCoalescing> 
71 X("simple-register-coalescing", "Simple Register Coalescing");
72
73 // Declare that we implement the RegisterCoalescer interface
74 static RegisterAnalysisGroup<RegisterCoalescer, true/*The Default*/> V(X);
75
76 const PassInfo *const llvm::SimpleRegisterCoalescingID = &X;
77
78 void SimpleRegisterCoalescing::getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
79   AU.setPreservesCFG();
80   AU.addRequired<LiveIntervals>();
81   AU.addPreserved<LiveIntervals>();
82   AU.addRequired<MachineLoopInfo>();
83   AU.addPreserved<MachineLoopInfo>();
84   AU.addPreservedID(MachineDominatorsID);
85   if (StrongPHIElim)
86     AU.addPreservedID(StrongPHIEliminationID);
87   else
88     AU.addPreservedID(PHIEliminationID);
89   AU.addPreservedID(TwoAddressInstructionPassID);
90   MachineFunctionPass::getAnalysisUsage(AU);
91 }
92
93 /// AdjustCopiesBackFrom - We found a non-trivially-coalescable copy with IntA
94 /// being the source and IntB being the dest, thus this defines a value number
95 /// in IntB.  If the source value number (in IntA) is defined by a copy from B,
96 /// see if we can merge these two pieces of B into a single value number,
97 /// eliminating a copy.  For example:
98 ///
99 ///  A3 = B0
100 ///    ...
101 ///  B1 = A3      <- this copy
102 ///
103 /// In this case, B0 can be extended to where the B1 copy lives, allowing the B1
104 /// value number to be replaced with B0 (which simplifies the B liveinterval).
105 ///
106 /// This returns true if an interval was modified.
107 ///
108 bool SimpleRegisterCoalescing::AdjustCopiesBackFrom(LiveInterval &IntA,
109                                                     LiveInterval &IntB,
110                                                     MachineInstr *CopyMI) {
111   unsigned CopyIdx = li_->getDefIndex(li_->getInstructionIndex(CopyMI));
112
113   // BValNo is a value number in B that is defined by a copy from A.  'B3' in
114   // the example above.
115   LiveInterval::iterator BLR = IntB.FindLiveRangeContaining(CopyIdx);
116   assert(BLR != IntB.end() && "Live range not found!");
117   VNInfo *BValNo = BLR->valno;
118   
119   // Get the location that B is defined at.  Two options: either this value has
120   // an unknown definition point or it is defined at CopyIdx.  If unknown, we 
121   // can't process it.
122   if (!BValNo->getCopy()) return false;
123   assert(BValNo->def == CopyIdx && "Copy doesn't define the value?");
124   
125   // AValNo is the value number in A that defines the copy, A3 in the example.
126   unsigned CopyUseIdx = li_->getUseIndex(CopyIdx);
127   LiveInterval::iterator ALR = IntA.FindLiveRangeContaining(CopyUseIdx);
128   assert(ALR != IntA.end() && "Live range not found!");
129   VNInfo *AValNo = ALR->valno;
130   // If it's re-defined by an early clobber somewhere in the live range, then
131   // it's not safe to eliminate the copy. FIXME: This is a temporary workaround.
132   // See PR3149:
133   // 172     %ECX<def> = MOV32rr %reg1039<kill>
134   // 180     INLINEASM <es:subl $5,$1
135   //         sbbl $3,$0>, 10, %EAX<def>, 14, %ECX<earlyclobber,def>, 9, %EAX<kill>,
136   // 36, <fi#0>, 1, %reg0, 0, 9, %ECX<kill>, 36, <fi#1>, 1, %reg0, 0
137   // 188     %EAX<def> = MOV32rr %EAX<kill>
138   // 196     %ECX<def> = MOV32rr %ECX<kill>
139   // 204     %ECX<def> = MOV32rr %ECX<kill>
140   // 212     %EAX<def> = MOV32rr %EAX<kill>
141   // 220     %EAX<def> = MOV32rr %EAX
142   // 228     %reg1039<def> = MOV32rr %ECX<kill>
143   // The early clobber operand ties ECX input to the ECX def.
144   //
145   // The live interval of ECX is represented as this:
146   // %reg20,inf = [46,47:1)[174,230:0)  0@174-(230) 1@46-(47)
147   // The coalescer has no idea there was a def in the middle of [174,230].
148   if (AValNo->hasRedefByEC())
149     return false;
150   
151   // If AValNo is defined as a copy from IntB, we can potentially process this.  
152   // Get the instruction that defines this value number.
153   unsigned SrcReg = li_->getVNInfoSourceReg(AValNo);
154   if (!SrcReg) return false;  // Not defined by a copy.
155     
156   // If the value number is not defined by a copy instruction, ignore it.
157
158   // If the source register comes from an interval other than IntB, we can't
159   // handle this.
160   if (SrcReg != IntB.reg) return false;
161   
162   // Get the LiveRange in IntB that this value number starts with.
163   LiveInterval::iterator ValLR = IntB.FindLiveRangeContaining(AValNo->def-1);
164   assert(ValLR != IntB.end() && "Live range not found!");
165   
166   // Make sure that the end of the live range is inside the same block as
167   // CopyMI.
168   MachineInstr *ValLREndInst = li_->getInstructionFromIndex(ValLR->end-1);
169   if (!ValLREndInst || 
170       ValLREndInst->getParent() != CopyMI->getParent()) return false;
171
172   // Okay, we now know that ValLR ends in the same block that the CopyMI
173   // live-range starts.  If there are no intervening live ranges between them in
174   // IntB, we can merge them.
175   if (ValLR+1 != BLR) return false;
176
177   // If a live interval is a physical register, conservatively check if any
178   // of its sub-registers is overlapping the live interval of the virtual
179   // register. If so, do not coalesce.
180   if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(IntB.reg) &&
181       *tri_->getSubRegisters(IntB.reg)) {
182     for (const unsigned* SR = tri_->getSubRegisters(IntB.reg); *SR; ++SR)
183       if (li_->hasInterval(*SR) && IntA.overlaps(li_->getInterval(*SR))) {
184         DEBUG({
185             errs() << "Interfere with sub-register ";
186             li_->getInterval(*SR).print(errs(), tri_);
187           });
188         return false;
189       }
190   }
191   
192   DEBUG({
193       errs() << "\nExtending: ";
194       IntB.print(errs(), tri_);
195     });
196   
197   unsigned FillerStart = ValLR->end, FillerEnd = BLR->start;
198   // We are about to delete CopyMI, so need to remove it as the 'instruction
199   // that defines this value #'. Update the the valnum with the new defining
200   // instruction #.
201   BValNo->def  = FillerStart;
202   BValNo->setCopy(0);
203   
204   // Okay, we can merge them.  We need to insert a new liverange:
205   // [ValLR.end, BLR.begin) of either value number, then we merge the
206   // two value numbers.
207   IntB.addRange(LiveRange(FillerStart, FillerEnd, BValNo));
208
209   // If the IntB live range is assigned to a physical register, and if that
210   // physreg has sub-registers, update their live intervals as well. 
211   if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(IntB.reg)) {
212     for (const unsigned *SR = tri_->getSubRegisters(IntB.reg); *SR; ++SR) {
213       LiveInterval &SRLI = li_->getInterval(*SR);
214       SRLI.addRange(LiveRange(FillerStart, FillerEnd,
215                               SRLI.getNextValue(FillerStart, 0, true,
216                                                 li_->getVNInfoAllocator())));
217     }
218   }
219
220   // Okay, merge "B1" into the same value number as "B0".
221   if (BValNo != ValLR->valno) {
222     IntB.addKills(ValLR->valno, BValNo->kills);
223     IntB.MergeValueNumberInto(BValNo, ValLR->valno);
224   }
225   DEBUG({
226       errs() << "   result = ";
227       IntB.print(errs(), tri_);
228       errs() << "\n";
229     });
230
231   // If the source instruction was killing the source register before the
232   // merge, unset the isKill marker given the live range has been extended.
233   int UIdx = ValLREndInst->findRegisterUseOperandIdx(IntB.reg, true);
234   if (UIdx != -1) {
235     ValLREndInst->getOperand(UIdx).setIsKill(false);
236     IntB.removeKill(ValLR->valno, FillerStart);
237   }
238
239   // If the copy instruction was killing the destination register before the
240   // merge, find the last use and trim the live range. That will also add the
241   // isKill marker.
242   if (CopyMI->killsRegister(IntA.reg))
243     TrimLiveIntervalToLastUse(CopyUseIdx, CopyMI->getParent(), IntA, ALR);
244
245   ++numExtends;
246   return true;
247 }
248
249 /// HasOtherReachingDefs - Return true if there are definitions of IntB
250 /// other than BValNo val# that can reach uses of AValno val# of IntA.
251 bool SimpleRegisterCoalescing::HasOtherReachingDefs(LiveInterval &IntA,
252                                                     LiveInterval &IntB,
253                                                     VNInfo *AValNo,
254                                                     VNInfo *BValNo) {
255   for (LiveInterval::iterator AI = IntA.begin(), AE = IntA.end();
256        AI != AE; ++AI) {
257     if (AI->valno != AValNo) continue;
258     LiveInterval::Ranges::iterator BI =
259       std::upper_bound(IntB.ranges.begin(), IntB.ranges.end(), AI->start);
260     if (BI != IntB.ranges.begin())
261       --BI;
262     for (; BI != IntB.ranges.end() && AI->end >= BI->start; ++BI) {
263       if (BI->valno == BValNo)
264         continue;
265       if (BI->start <= AI->start && BI->end > AI->start)
266         return true;
267       if (BI->start > AI->start && BI->start < AI->end)
268         return true;
269     }
270   }
271   return false;
272 }
273
274 /// RemoveCopyByCommutingDef - We found a non-trivially-coalescable copy with IntA
275 /// being the source and IntB being the dest, thus this defines a value number
276 /// in IntB.  If the source value number (in IntA) is defined by a commutable
277 /// instruction and its other operand is coalesced to the copy dest register,
278 /// see if we can transform the copy into a noop by commuting the definition. For
279 /// example,
280 ///
281 ///  A3 = op A2 B0<kill>
282 ///    ...
283 ///  B1 = A3      <- this copy
284 ///    ...
285 ///     = op A3   <- more uses
286 ///
287 /// ==>
288 ///
289 ///  B2 = op B0 A2<kill>
290 ///    ...
291 ///  B1 = B2      <- now an identify copy
292 ///    ...
293 ///     = op B2   <- more uses
294 ///
295 /// This returns true if an interval was modified.
296 ///
297 bool SimpleRegisterCoalescing::RemoveCopyByCommutingDef(LiveInterval &IntA,
298                                                         LiveInterval &IntB,
299                                                         MachineInstr *CopyMI) {
300   unsigned CopyIdx = li_->getDefIndex(li_->getInstructionIndex(CopyMI));
301
302   // FIXME: For now, only eliminate the copy by commuting its def when the
303   // source register is a virtual register. We want to guard against cases
304   // where the copy is a back edge copy and commuting the def lengthen the
305   // live interval of the source register to the entire loop.
306   if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(IntA.reg))
307     return false;
308
309   // BValNo is a value number in B that is defined by a copy from A. 'B3' in
310   // the example above.
311   LiveInterval::iterator BLR = IntB.FindLiveRangeContaining(CopyIdx);
312   assert(BLR != IntB.end() && "Live range not found!");
313   VNInfo *BValNo = BLR->valno;
314   
315   // Get the location that B is defined at.  Two options: either this value has
316   // an unknown definition point or it is defined at CopyIdx.  If unknown, we 
317   // can't process it.
318   if (!BValNo->getCopy()) return false;
319   assert(BValNo->def == CopyIdx && "Copy doesn't define the value?");
320   
321   // AValNo is the value number in A that defines the copy, A3 in the example.
322   LiveInterval::iterator ALR = IntA.FindLiveRangeContaining(CopyIdx-1);
323   assert(ALR != IntA.end() && "Live range not found!");
324   VNInfo *AValNo = ALR->valno;
325   // If other defs can reach uses of this def, then it's not safe to perform
326   // the optimization. FIXME: Do isPHIDef and isDefAccurate both need to be
327   // tested?
328   if (AValNo->isPHIDef() || !AValNo->isDefAccurate() ||
329       AValNo->isUnused() || AValNo->hasPHIKill())
330     return false;
331   MachineInstr *DefMI = li_->getInstructionFromIndex(AValNo->def);
332   const TargetInstrDesc &TID = DefMI->getDesc();
333   if (!TID.isCommutable())
334     return false;
335   // If DefMI is a two-address instruction then commuting it will change the
336   // destination register.
337   int DefIdx = DefMI->findRegisterDefOperandIdx(IntA.reg);
338   assert(DefIdx != -1);
339   unsigned UseOpIdx;
340   if (!DefMI->isRegTiedToUseOperand(DefIdx, &UseOpIdx))
341     return false;
342   unsigned Op1, Op2, NewDstIdx;
343   if (!tii_->findCommutedOpIndices(DefMI, Op1, Op2))
344     return false;
345   if (Op1 == UseOpIdx)
346     NewDstIdx = Op2;
347   else if (Op2 == UseOpIdx)
348     NewDstIdx = Op1;
349   else
350     return false;
351
352   MachineOperand &NewDstMO = DefMI->getOperand(NewDstIdx);
353   unsigned NewReg = NewDstMO.getReg();
354   if (NewReg != IntB.reg || !NewDstMO.isKill())
355     return false;
356
357   // Make sure there are no other definitions of IntB that would reach the
358   // uses which the new definition can reach.
359   if (HasOtherReachingDefs(IntA, IntB, AValNo, BValNo))
360     return false;
361
362   // If some of the uses of IntA.reg is already coalesced away, return false.
363   // It's not possible to determine whether it's safe to perform the coalescing.
364   for (MachineRegisterInfo::use_iterator UI = mri_->use_begin(IntA.reg),
365          UE = mri_->use_end(); UI != UE; ++UI) {
366     MachineInstr *UseMI = &*UI;
367     unsigned UseIdx = li_->getInstructionIndex(UseMI);
368     LiveInterval::iterator ULR = IntA.FindLiveRangeContaining(UseIdx);
369     if (ULR == IntA.end())
370       continue;
371     if (ULR->valno == AValNo && JoinedCopies.count(UseMI))
372       return false;
373   }
374
375   // At this point we have decided that it is legal to do this
376   // transformation.  Start by commuting the instruction.
377   MachineBasicBlock *MBB = DefMI->getParent();
378   MachineInstr *NewMI = tii_->commuteInstruction(DefMI);
379   if (!NewMI)
380     return false;
381   if (NewMI != DefMI) {
382     li_->ReplaceMachineInstrInMaps(DefMI, NewMI);
383     MBB->insert(DefMI, NewMI);
384     MBB->erase(DefMI);
385   }
386   unsigned OpIdx = NewMI->findRegisterUseOperandIdx(IntA.reg, false);
387   NewMI->getOperand(OpIdx).setIsKill();
388
389   bool BHasPHIKill = BValNo->hasPHIKill();
390   SmallVector<VNInfo*, 4> BDeadValNos;
391   VNInfo::KillSet BKills;
392   std::map<unsigned, unsigned> BExtend;
393
394   // If ALR and BLR overlaps and end of BLR extends beyond end of ALR, e.g.
395   // A = or A, B
396   // ...
397   // B = A
398   // ...
399   // C = A<kill>
400   // ...
401   //   = B
402   //
403   // then do not add kills of A to the newly created B interval.
404   bool Extended = BLR->end > ALR->end && ALR->end != ALR->start;
405   if (Extended)
406     BExtend[ALR->end] = BLR->end;
407
408   // Update uses of IntA of the specific Val# with IntB.
409   bool BHasSubRegs = false;
410   if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(IntB.reg))
411     BHasSubRegs = *tri_->getSubRegisters(IntB.reg);
412   for (MachineRegisterInfo::use_iterator UI = mri_->use_begin(IntA.reg),
413          UE = mri_->use_end(); UI != UE;) {
414     MachineOperand &UseMO = UI.getOperand();
415     MachineInstr *UseMI = &*UI;
416     ++UI;
417     if (JoinedCopies.count(UseMI))
418       continue;
419     unsigned UseIdx = li_->getInstructionIndex(UseMI);
420     LiveInterval::iterator ULR = IntA.FindLiveRangeContaining(UseIdx);
421     if (ULR == IntA.end() || ULR->valno != AValNo)
422       continue;
423     UseMO.setReg(NewReg);
424     if (UseMI == CopyMI)
425       continue;
426     if (UseMO.isKill()) {
427       if (Extended)
428         UseMO.setIsKill(false);
429       else
430         BKills.push_back(VNInfo::KillInfo(false, li_->getUseIndex(UseIdx)+1));
431     }
432     unsigned SrcReg, DstReg, SrcSubIdx, DstSubIdx;
433     if (!tii_->isMoveInstr(*UseMI, SrcReg, DstReg, SrcSubIdx, DstSubIdx))
434       continue;
435     if (DstReg == IntB.reg) {
436       // This copy will become a noop. If it's defining a new val#,
437       // remove that val# as well. However this live range is being
438       // extended to the end of the existing live range defined by the copy.
439       unsigned DefIdx = li_->getDefIndex(UseIdx);
440       const LiveRange *DLR = IntB.getLiveRangeContaining(DefIdx);
441       BHasPHIKill |= DLR->valno->hasPHIKill();
442       assert(DLR->valno->def == DefIdx);
443       BDeadValNos.push_back(DLR->valno);
444       BExtend[DLR->start] = DLR->end;
445       JoinedCopies.insert(UseMI);
446       // If this is a kill but it's going to be removed, the last use
447       // of the same val# is the new kill.
448       if (UseMO.isKill())
449         BKills.pop_back();
450     }
451   }
452
453   // We need to insert a new liverange: [ALR.start, LastUse). It may be we can
454   // simply extend BLR if CopyMI doesn't end the range.
455   DEBUG({
456       errs() << "\nExtending: ";
457       IntB.print(errs(), tri_);
458     });
459
460   // Remove val#'s defined by copies that will be coalesced away.
461   for (unsigned i = 0, e = BDeadValNos.size(); i != e; ++i) {
462     VNInfo *DeadVNI = BDeadValNos[i];
463     if (BHasSubRegs) {
464       for (const unsigned *SR = tri_->getSubRegisters(IntB.reg); *SR; ++SR) {
465         LiveInterval &SRLI = li_->getInterval(*SR);
466         const LiveRange *SRLR = SRLI.getLiveRangeContaining(DeadVNI->def);
467         SRLI.removeValNo(SRLR->valno);
468       }
469     }
470     IntB.removeValNo(BDeadValNos[i]);
471   }
472
473   // Extend BValNo by merging in IntA live ranges of AValNo. Val# definition
474   // is updated. Kills are also updated.
475   VNInfo *ValNo = BValNo;
476   ValNo->def = AValNo->def;
477   ValNo->setCopy(0);
478   for (unsigned j = 0, ee = ValNo->kills.size(); j != ee; ++j) {
479     unsigned Kill = ValNo->kills[j].killIdx;
480     if (Kill != BLR->end)
481       BKills.push_back(VNInfo::KillInfo(ValNo->kills[j].isPHIKill, Kill));
482   }
483   ValNo->kills.clear();
484   for (LiveInterval::iterator AI = IntA.begin(), AE = IntA.end();
485        AI != AE; ++AI) {
486     if (AI->valno != AValNo) continue;
487     unsigned End = AI->end;
488     std::map<unsigned, unsigned>::iterator EI = BExtend.find(End);
489     if (EI != BExtend.end())
490       End = EI->second;
491     IntB.addRange(LiveRange(AI->start, End, ValNo));
492
493     // If the IntB live range is assigned to a physical register, and if that
494     // physreg has sub-registers, update their live intervals as well. 
495     if (BHasSubRegs) {
496       for (const unsigned *SR = tri_->getSubRegisters(IntB.reg); *SR; ++SR) {
497         LiveInterval &SRLI = li_->getInterval(*SR);
498         SRLI.MergeInClobberRange(AI->start, End, li_->getVNInfoAllocator());
499       }
500     }
501   }
502   IntB.addKills(ValNo, BKills);
503   ValNo->setHasPHIKill(BHasPHIKill);
504
505   DEBUG({
506       errs() << "   result = ";
507       IntB.print(errs(), tri_);
508       errs() << '\n';
509       errs() << "\nShortening: ";
510       IntA.print(errs(), tri_);
511     });
512
513   IntA.removeValNo(AValNo);
514
515   DEBUG({
516       errs() << "   result = ";
517       IntA.print(errs(), tri_);
518       errs() << '\n';
519     });
520
521   ++numCommutes;
522   return true;
523 }
524
525 /// isSameOrFallThroughBB - Return true if MBB == SuccMBB or MBB simply
526 /// fallthoughs to SuccMBB.
527 static bool isSameOrFallThroughBB(MachineBasicBlock *MBB,
528                                   MachineBasicBlock *SuccMBB,
529                                   const TargetInstrInfo *tii_) {
530   if (MBB == SuccMBB)
531     return true;
532   MachineBasicBlock *TBB = 0, *FBB = 0;
533   SmallVector<MachineOperand, 4> Cond;
534   return !tii_->AnalyzeBranch(*MBB, TBB, FBB, Cond) && !TBB && !FBB &&
535     MBB->isSuccessor(SuccMBB);
536 }
537
538 /// removeRange - Wrapper for LiveInterval::removeRange. This removes a range
539 /// from a physical register live interval as well as from the live intervals
540 /// of its sub-registers.
541 static void removeRange(LiveInterval &li, unsigned Start, unsigned End,
542                         LiveIntervals *li_, const TargetRegisterInfo *tri_) {
543   li.removeRange(Start, End, true);
544   if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(li.reg)) {
545     for (const unsigned* SR = tri_->getSubRegisters(li.reg); *SR; ++SR) {
546       if (!li_->hasInterval(*SR))
547         continue;
548       LiveInterval &sli = li_->getInterval(*SR);
549       unsigned RemoveEnd = Start;
550       while (RemoveEnd != End) {
551         LiveInterval::iterator LR = sli.FindLiveRangeContaining(Start);
552         if (LR == sli.end())
553           break;
554         RemoveEnd = (LR->end < End) ? LR->end : End;
555         sli.removeRange(Start, RemoveEnd, true);
556         Start = RemoveEnd;
557       }
558     }
559   }
560 }
561
562 /// TrimLiveIntervalToLastUse - If there is a last use in the same basic block
563 /// as the copy instruction, trim the live interval to the last use and return
564 /// true.
565 bool
566 SimpleRegisterCoalescing::TrimLiveIntervalToLastUse(unsigned CopyIdx,
567                                                     MachineBasicBlock *CopyMBB,
568                                                     LiveInterval &li,
569                                                     const LiveRange *LR) {
570   unsigned MBBStart = li_->getMBBStartIdx(CopyMBB);
571   unsigned LastUseIdx;
572   MachineOperand *LastUse = lastRegisterUse(LR->start, CopyIdx-1, li.reg,
573                                             LastUseIdx);
574   if (LastUse) {
575     MachineInstr *LastUseMI = LastUse->getParent();
576     if (!isSameOrFallThroughBB(LastUseMI->getParent(), CopyMBB, tii_)) {
577       // r1024 = op
578       // ...
579       // BB1:
580       //       = r1024
581       //
582       // BB2:
583       // r1025<dead> = r1024<kill>
584       if (MBBStart < LR->end)
585         removeRange(li, MBBStart, LR->end, li_, tri_);
586       return true;
587     }
588
589     // There are uses before the copy, just shorten the live range to the end
590     // of last use.
591     LastUse->setIsKill();
592     removeRange(li, li_->getDefIndex(LastUseIdx), LR->end, li_, tri_);
593     li.addKill(LR->valno, LastUseIdx+1, false);
594     unsigned SrcReg, DstReg, SrcSubIdx, DstSubIdx;
595     if (tii_->isMoveInstr(*LastUseMI, SrcReg, DstReg, SrcSubIdx, DstSubIdx) &&
596         DstReg == li.reg) {
597       // Last use is itself an identity code.
598       int DeadIdx = LastUseMI->findRegisterDefOperandIdx(li.reg, false, tri_);
599       LastUseMI->getOperand(DeadIdx).setIsDead();
600     }
601     return true;
602   }
603
604   // Is it livein?
605   if (LR->start <= MBBStart && LR->end > MBBStart) {
606     if (LR->start == 0) {
607       assert(TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(li.reg));
608       // Live-in to the function but dead. Remove it from entry live-in set.
609       mf_->begin()->removeLiveIn(li.reg);
610     }
611     // FIXME: Shorten intervals in BBs that reaches this BB.
612   }
613
614   return false;
615 }
616
617 /// ReMaterializeTrivialDef - If the source of a copy is defined by a trivial
618 /// computation, replace the copy by rematerialize the definition.
619 bool SimpleRegisterCoalescing::ReMaterializeTrivialDef(LiveInterval &SrcInt,
620                                                        unsigned DstReg,
621                                                        unsigned DstSubIdx,
622                                                        MachineInstr *CopyMI) {
623   unsigned CopyIdx = li_->getUseIndex(li_->getInstructionIndex(CopyMI));
624   LiveInterval::iterator SrcLR = SrcInt.FindLiveRangeContaining(CopyIdx);
625   assert(SrcLR != SrcInt.end() && "Live range not found!");
626   VNInfo *ValNo = SrcLR->valno;
627   // If other defs can reach uses of this def, then it's not safe to perform
628   // the optimization. FIXME: Do isPHIDef and isDefAccurate both need to be
629   // tested?
630   if (ValNo->isPHIDef() || !ValNo->isDefAccurate() ||
631       ValNo->isUnused() || ValNo->hasPHIKill())
632     return false;
633   MachineInstr *DefMI = li_->getInstructionFromIndex(ValNo->def);
634   const TargetInstrDesc &TID = DefMI->getDesc();
635   if (!TID.isAsCheapAsAMove())
636     return false;
637   if (!DefMI->getDesc().isRematerializable() ||
638       !tii_->isTriviallyReMaterializable(DefMI))
639     return false;
640   bool SawStore = false;
641   if (!DefMI->isSafeToMove(tii_, SawStore))
642     return false;
643   if (TID.getNumDefs() != 1)
644     return false;
645   if (DefMI->getOpcode() != TargetInstrInfo::IMPLICIT_DEF) {
646     // Make sure the copy destination register class fits the instruction
647     // definition register class. The mismatch can happen as a result of earlier
648     // extract_subreg, insert_subreg, subreg_to_reg coalescing.
649     const TargetRegisterClass *RC = TID.OpInfo[0].getRegClass(tri_);
650     if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(DstReg)) {
651       if (mri_->getRegClass(DstReg) != RC)
652         return false;
653     } else if (!RC->contains(DstReg))
654       return false;
655   }
656
657   unsigned DefIdx = li_->getDefIndex(CopyIdx);
658   const LiveRange *DLR= li_->getInterval(DstReg).getLiveRangeContaining(DefIdx);
659   DLR->valno->setCopy(0);
660   // Don't forget to update sub-register intervals.
661   if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(DstReg)) {
662     for (const unsigned* SR = tri_->getSubRegisters(DstReg); *SR; ++SR) {
663       if (!li_->hasInterval(*SR))
664         continue;
665       DLR = li_->getInterval(*SR).getLiveRangeContaining(DefIdx);
666       if (DLR && DLR->valno->getCopy() == CopyMI)
667         DLR->valno->setCopy(0);
668     }
669   }
670
671   // If copy kills the source register, find the last use and propagate
672   // kill.
673   bool checkForDeadDef = false;
674   MachineBasicBlock *MBB = CopyMI->getParent();
675   if (CopyMI->killsRegister(SrcInt.reg))
676     if (!TrimLiveIntervalToLastUse(CopyIdx, MBB, SrcInt, SrcLR)) {
677       checkForDeadDef = true;
678     }
679
680   MachineBasicBlock::iterator MII = next(MachineBasicBlock::iterator(CopyMI));
681   tii_->reMaterialize(*MBB, MII, DstReg, DstSubIdx, DefMI);
682   MachineInstr *NewMI = prior(MII);
683
684   if (checkForDeadDef) {
685     // PR4090 fix: Trim interval failed because there was no use of the
686     // source interval in this MBB. If the def is in this MBB too then we
687     // should mark it dead:
688     if (DefMI->getParent() == MBB) {
689       DefMI->addRegisterDead(SrcInt.reg, tri_);
690       SrcLR->end = SrcLR->start + 1;
691     }
692   }
693
694   // CopyMI may have implicit operands, transfer them over to the newly
695   // rematerialized instruction. And update implicit def interval valnos.
696   for (unsigned i = CopyMI->getDesc().getNumOperands(),
697          e = CopyMI->getNumOperands(); i != e; ++i) {
698     MachineOperand &MO = CopyMI->getOperand(i);
699     if (MO.isReg() && MO.isImplicit())
700       NewMI->addOperand(MO);
701     if (MO.isDef() && li_->hasInterval(MO.getReg())) {
702       unsigned Reg = MO.getReg();
703       DLR = li_->getInterval(Reg).getLiveRangeContaining(DefIdx);
704       if (DLR && DLR->valno->getCopy() == CopyMI)
705         DLR->valno->setCopy(0);
706     }
707   }
708
709   li_->ReplaceMachineInstrInMaps(CopyMI, NewMI);
710   CopyMI->eraseFromParent();
711   ReMatCopies.insert(CopyMI);
712   ReMatDefs.insert(DefMI);
713   ++NumReMats;
714   return true;
715 }
716
717 /// isBackEdgeCopy - Returns true if CopyMI is a back edge copy.
718 ///
719 bool SimpleRegisterCoalescing::isBackEdgeCopy(MachineInstr *CopyMI,
720                                               unsigned DstReg) const {
721   MachineBasicBlock *MBB = CopyMI->getParent();
722   const MachineLoop *L = loopInfo->getLoopFor(MBB);
723   if (!L)
724     return false;
725   if (MBB != L->getLoopLatch())
726     return false;
727
728   LiveInterval &LI = li_->getInterval(DstReg);
729   unsigned DefIdx = li_->getInstructionIndex(CopyMI);
730   LiveInterval::const_iterator DstLR =
731     LI.FindLiveRangeContaining(li_->getDefIndex(DefIdx));
732   if (DstLR == LI.end())
733     return false;
734   if (DstLR->valno->kills.size() == 1 && DstLR->valno->kills[0].isPHIKill)
735     return true;
736   return false;
737 }
738
739 /// UpdateRegDefsUses - Replace all defs and uses of SrcReg to DstReg and
740 /// update the subregister number if it is not zero. If DstReg is a
741 /// physical register and the existing subregister number of the def / use
742 /// being updated is not zero, make sure to set it to the correct physical
743 /// subregister.
744 void
745 SimpleRegisterCoalescing::UpdateRegDefsUses(unsigned SrcReg, unsigned DstReg,
746                                             unsigned SubIdx) {
747   bool DstIsPhys = TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(DstReg);
748   if (DstIsPhys && SubIdx) {
749     // Figure out the real physical register we are updating with.
750     DstReg = tri_->getSubReg(DstReg, SubIdx);
751     SubIdx = 0;
752   }
753
754   for (MachineRegisterInfo::reg_iterator I = mri_->reg_begin(SrcReg),
755          E = mri_->reg_end(); I != E; ) {
756     MachineOperand &O = I.getOperand();
757     MachineInstr *UseMI = &*I;
758     ++I;
759     unsigned OldSubIdx = O.getSubReg();
760     if (DstIsPhys) {
761       unsigned UseDstReg = DstReg;
762       if (OldSubIdx)
763           UseDstReg = tri_->getSubReg(DstReg, OldSubIdx);
764
765       unsigned CopySrcReg, CopyDstReg, CopySrcSubIdx, CopyDstSubIdx;
766       if (tii_->isMoveInstr(*UseMI, CopySrcReg, CopyDstReg,
767                             CopySrcSubIdx, CopyDstSubIdx) &&
768           CopySrcReg != CopyDstReg &&
769           CopySrcReg == SrcReg && CopyDstReg != UseDstReg) {
770         // If the use is a copy and it won't be coalesced away, and its source
771         // is defined by a trivial computation, try to rematerialize it instead.
772         if (ReMaterializeTrivialDef(li_->getInterval(SrcReg), CopyDstReg,
773                                     CopyDstSubIdx, UseMI))
774           continue;
775       }
776
777       O.setReg(UseDstReg);
778       O.setSubReg(0);
779       continue;
780     }
781
782     // Sub-register indexes goes from small to large. e.g.
783     // RAX: 1 -> AL, 2 -> AX, 3 -> EAX
784     // EAX: 1 -> AL, 2 -> AX
785     // So RAX's sub-register 2 is AX, RAX's sub-regsiter 3 is EAX, whose
786     // sub-register 2 is also AX.
787     if (SubIdx && OldSubIdx && SubIdx != OldSubIdx)
788       assert(OldSubIdx < SubIdx && "Conflicting sub-register index!");
789     else if (SubIdx)
790       O.setSubReg(SubIdx);
791     // Remove would-be duplicated kill marker.
792     if (O.isKill() && UseMI->killsRegister(DstReg))
793       O.setIsKill(false);
794     O.setReg(DstReg);
795
796     // After updating the operand, check if the machine instruction has
797     // become a copy. If so, update its val# information.
798     if (JoinedCopies.count(UseMI))
799       continue;
800
801     const TargetInstrDesc &TID = UseMI->getDesc();
802     unsigned CopySrcReg, CopyDstReg, CopySrcSubIdx, CopyDstSubIdx;
803     if (TID.getNumDefs() == 1 && TID.getNumOperands() > 2 &&
804         tii_->isMoveInstr(*UseMI, CopySrcReg, CopyDstReg,
805                           CopySrcSubIdx, CopyDstSubIdx) &&
806         CopySrcReg != CopyDstReg &&
807         (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(CopyDstReg) ||
808          allocatableRegs_[CopyDstReg])) {
809       LiveInterval &LI = li_->getInterval(CopyDstReg);
810       unsigned DefIdx = li_->getDefIndex(li_->getInstructionIndex(UseMI));
811       if (const LiveRange *DLR = LI.getLiveRangeContaining(DefIdx)) {
812         if (DLR->valno->def == DefIdx)
813           DLR->valno->setCopy(UseMI);
814       }
815     }
816   }
817 }
818
819 /// RemoveUnnecessaryKills - Remove kill markers that are no longer accurate
820 /// due to live range lengthening as the result of coalescing.
821 void SimpleRegisterCoalescing::RemoveUnnecessaryKills(unsigned Reg,
822                                                       LiveInterval &LI) {
823   for (MachineRegisterInfo::use_iterator UI = mri_->use_begin(Reg),
824          UE = mri_->use_end(); UI != UE; ++UI) {
825     MachineOperand &UseMO = UI.getOperand();
826     if (!UseMO.isKill())
827       continue;
828     MachineInstr *UseMI = UseMO.getParent();
829     unsigned UseIdx = li_->getUseIndex(li_->getInstructionIndex(UseMI));
830     const LiveRange *LR = LI.getLiveRangeContaining(UseIdx);
831     if (!LR || !LI.isKill(LR->valno, UseIdx+1)) {
832       if (LR->valno->def != UseIdx+1) {
833         // Interesting problem. After coalescing reg1027's def and kill are both
834         // at the same point:  %reg1027,0.000000e+00 = [56,814:0)  0@70-(814)
835         //
836         // bb5:
837         // 60   %reg1027<def> = t2MOVr %reg1027, 14, %reg0, %reg0
838         // 68   %reg1027<def> = t2LDRi12 %reg1027<kill>, 8, 14, %reg0
839         // 76   t2CMPzri %reg1038<kill,undef>, 0, 14, %reg0, %CPSR<imp-def>
840         // 84   %reg1027<def> = t2MOVr %reg1027, 14, %reg0, %reg0
841         // 96   t2Bcc mbb<bb5,0x2030910>, 1, %CPSR<kill>
842         //
843         // Do not remove the kill marker on t2LDRi12.
844         UseMO.setIsKill(false);
845       }
846     }
847   }
848 }
849
850 /// removeIntervalIfEmpty - Check if the live interval of a physical register
851 /// is empty, if so remove it and also remove the empty intervals of its
852 /// sub-registers. Return true if live interval is removed.
853 static bool removeIntervalIfEmpty(LiveInterval &li, LiveIntervals *li_,
854                                   const TargetRegisterInfo *tri_) {
855   if (li.empty()) {
856     if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(li.reg))
857       for (const unsigned* SR = tri_->getSubRegisters(li.reg); *SR; ++SR) {
858         if (!li_->hasInterval(*SR))
859           continue;
860         LiveInterval &sli = li_->getInterval(*SR);
861         if (sli.empty())
862           li_->removeInterval(*SR);
863       }
864     li_->removeInterval(li.reg);
865     return true;
866   }
867   return false;
868 }
869
870 /// ShortenDeadCopyLiveRange - Shorten a live range defined by a dead copy.
871 /// Return true if live interval is removed.
872 bool SimpleRegisterCoalescing::ShortenDeadCopyLiveRange(LiveInterval &li,
873                                                         MachineInstr *CopyMI) {
874   unsigned CopyIdx = li_->getInstructionIndex(CopyMI);
875   LiveInterval::iterator MLR =
876     li.FindLiveRangeContaining(li_->getDefIndex(CopyIdx));
877   if (MLR == li.end())
878     return false;  // Already removed by ShortenDeadCopySrcLiveRange.
879   unsigned RemoveStart = MLR->start;
880   unsigned RemoveEnd = MLR->end;
881   unsigned DefIdx = li_->getDefIndex(CopyIdx);
882   // Remove the liverange that's defined by this.
883   if (RemoveStart == DefIdx && RemoveEnd == DefIdx+1) {
884     removeRange(li, RemoveStart, RemoveEnd, li_, tri_);
885     return removeIntervalIfEmpty(li, li_, tri_);
886   }
887   return false;
888 }
889
890 /// RemoveDeadDef - If a def of a live interval is now determined dead, remove
891 /// the val# it defines. If the live interval becomes empty, remove it as well.
892 bool SimpleRegisterCoalescing::RemoveDeadDef(LiveInterval &li,
893                                              MachineInstr *DefMI) {
894   unsigned DefIdx = li_->getDefIndex(li_->getInstructionIndex(DefMI));
895   LiveInterval::iterator MLR = li.FindLiveRangeContaining(DefIdx);
896   if (DefIdx != MLR->valno->def)
897     return false;
898   li.removeValNo(MLR->valno);
899   return removeIntervalIfEmpty(li, li_, tri_);
900 }
901
902 /// PropagateDeadness - Propagate the dead marker to the instruction which
903 /// defines the val#.
904 static void PropagateDeadness(LiveInterval &li, MachineInstr *CopyMI,
905                               unsigned &LRStart, LiveIntervals *li_,
906                               const TargetRegisterInfo* tri_) {
907   MachineInstr *DefMI =
908     li_->getInstructionFromIndex(li_->getDefIndex(LRStart));
909   if (DefMI && DefMI != CopyMI) {
910     int DeadIdx = DefMI->findRegisterDefOperandIdx(li.reg, false);
911     if (DeadIdx != -1)
912       DefMI->getOperand(DeadIdx).setIsDead();
913     else
914       DefMI->addOperand(MachineOperand::CreateReg(li.reg,
915                                                   true, true, false, true));
916     ++LRStart;
917   }
918 }
919
920 /// ShortenDeadCopySrcLiveRange - Shorten a live range as it's artificially
921 /// extended by a dead copy. Mark the last use (if any) of the val# as kill as
922 /// ends the live range there. If there isn't another use, then this live range
923 /// is dead. Return true if live interval is removed.
924 bool
925 SimpleRegisterCoalescing::ShortenDeadCopySrcLiveRange(LiveInterval &li,
926                                                       MachineInstr *CopyMI) {
927   unsigned CopyIdx = li_->getInstructionIndex(CopyMI);
928   if (CopyIdx == 0) {
929     // FIXME: special case: function live in. It can be a general case if the
930     // first instruction index starts at > 0 value.
931     assert(TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(li.reg));
932     // Live-in to the function but dead. Remove it from entry live-in set.
933     if (mf_->begin()->isLiveIn(li.reg))
934       mf_->begin()->removeLiveIn(li.reg);
935     const LiveRange *LR = li.getLiveRangeContaining(CopyIdx);
936     removeRange(li, LR->start, LR->end, li_, tri_);
937     return removeIntervalIfEmpty(li, li_, tri_);
938   }
939
940   LiveInterval::iterator LR = li.FindLiveRangeContaining(CopyIdx-1);
941   if (LR == li.end())
942     // Livein but defined by a phi.
943     return false;
944
945   unsigned RemoveStart = LR->start;
946   unsigned RemoveEnd = li_->getDefIndex(CopyIdx)+1;
947   if (LR->end > RemoveEnd)
948     // More uses past this copy? Nothing to do.
949     return false;
950
951   // If there is a last use in the same bb, we can't remove the live range.
952   // Shorten the live interval and return.
953   MachineBasicBlock *CopyMBB = CopyMI->getParent();
954   if (TrimLiveIntervalToLastUse(CopyIdx, CopyMBB, li, LR))
955     return false;
956
957   // There are other kills of the val#. Nothing to do.
958   if (!li.isOnlyLROfValNo(LR))
959     return false;
960
961   MachineBasicBlock *StartMBB = li_->getMBBFromIndex(RemoveStart);
962   if (!isSameOrFallThroughBB(StartMBB, CopyMBB, tii_))
963     // If the live range starts in another mbb and the copy mbb is not a fall
964     // through mbb, then we can only cut the range from the beginning of the
965     // copy mbb.
966     RemoveStart = li_->getMBBStartIdx(CopyMBB) + 1;
967
968   if (LR->valno->def == RemoveStart) {
969     // If the def MI defines the val# and this copy is the only kill of the
970     // val#, then propagate the dead marker.
971     PropagateDeadness(li, CopyMI, RemoveStart, li_, tri_);
972     ++numDeadValNo;
973
974     if (li.isKill(LR->valno, RemoveEnd))
975       li.removeKill(LR->valno, RemoveEnd);
976   }
977
978   removeRange(li, RemoveStart, RemoveEnd, li_, tri_);
979   return removeIntervalIfEmpty(li, li_, tri_);
980 }
981
982 /// CanCoalesceWithImpDef - Returns true if the specified copy instruction
983 /// from an implicit def to another register can be coalesced away.
984 bool SimpleRegisterCoalescing::CanCoalesceWithImpDef(MachineInstr *CopyMI,
985                                                      LiveInterval &li,
986                                                      LiveInterval &ImpLi) const{
987   if (!CopyMI->killsRegister(ImpLi.reg))
988     return false;
989   // Make sure this is the only use.
990   for (MachineRegisterInfo::use_iterator UI = mri_->use_begin(ImpLi.reg),
991          UE = mri_->use_end(); UI != UE;) {
992     MachineInstr *UseMI = &*UI;
993     ++UI;
994     if (CopyMI == UseMI || JoinedCopies.count(UseMI))
995       continue;
996     return false;
997   }
998   return true;
999 }
1000
1001
1002 /// isWinToJoinVRWithSrcPhysReg - Return true if it's worth while to join a
1003 /// a virtual destination register with physical source register.
1004 bool
1005 SimpleRegisterCoalescing::isWinToJoinVRWithSrcPhysReg(MachineInstr *CopyMI,
1006                                                      MachineBasicBlock *CopyMBB,
1007                                                      LiveInterval &DstInt,
1008                                                      LiveInterval &SrcInt) {
1009   // If the virtual register live interval is long but it has low use desity,
1010   // do not join them, instead mark the physical register as its allocation
1011   // preference.
1012   const TargetRegisterClass *RC = mri_->getRegClass(DstInt.reg);
1013   unsigned Threshold = allocatableRCRegs_[RC].count() * 2;
1014   unsigned Length = li_->getApproximateInstructionCount(DstInt);
1015   if (Length > Threshold &&
1016       (((float)std::distance(mri_->use_begin(DstInt.reg),
1017                              mri_->use_end()) / Length) < (1.0 / Threshold)))
1018     return false;
1019
1020   // If the virtual register live interval extends into a loop, turn down
1021   // aggressiveness.
1022   unsigned CopyIdx = li_->getDefIndex(li_->getInstructionIndex(CopyMI));
1023   const MachineLoop *L = loopInfo->getLoopFor(CopyMBB);
1024   if (!L) {
1025     // Let's see if the virtual register live interval extends into the loop.
1026     LiveInterval::iterator DLR = DstInt.FindLiveRangeContaining(CopyIdx);
1027     assert(DLR != DstInt.end() && "Live range not found!");
1028     DLR = DstInt.FindLiveRangeContaining(DLR->end+1);
1029     if (DLR != DstInt.end()) {
1030       CopyMBB = li_->getMBBFromIndex(DLR->start);
1031       L = loopInfo->getLoopFor(CopyMBB);
1032     }
1033   }
1034
1035   if (!L || Length <= Threshold)
1036     return true;
1037
1038   unsigned UseIdx = li_->getUseIndex(CopyIdx);
1039   LiveInterval::iterator SLR = SrcInt.FindLiveRangeContaining(UseIdx);
1040   MachineBasicBlock *SMBB = li_->getMBBFromIndex(SLR->start);
1041   if (loopInfo->getLoopFor(SMBB) != L) {
1042     if (!loopInfo->isLoopHeader(CopyMBB))
1043       return false;
1044     // If vr's live interval extends pass the loop header, do not join.
1045     for (MachineBasicBlock::succ_iterator SI = CopyMBB->succ_begin(),
1046            SE = CopyMBB->succ_end(); SI != SE; ++SI) {
1047       MachineBasicBlock *SuccMBB = *SI;
1048       if (SuccMBB == CopyMBB)
1049         continue;
1050       if (DstInt.overlaps(li_->getMBBStartIdx(SuccMBB),
1051                           li_->getMBBEndIdx(SuccMBB)+1))
1052         return false;
1053     }
1054   }
1055   return true;
1056 }
1057
1058 /// isWinToJoinVRWithDstPhysReg - Return true if it's worth while to join a
1059 /// copy from a virtual source register to a physical destination register.
1060 bool
1061 SimpleRegisterCoalescing::isWinToJoinVRWithDstPhysReg(MachineInstr *CopyMI,
1062                                                      MachineBasicBlock *CopyMBB,
1063                                                      LiveInterval &DstInt,
1064                                                      LiveInterval &SrcInt) {
1065   // If the virtual register live interval is long but it has low use desity,
1066   // do not join them, instead mark the physical register as its allocation
1067   // preference.
1068   const TargetRegisterClass *RC = mri_->getRegClass(SrcInt.reg);
1069   unsigned Threshold = allocatableRCRegs_[RC].count() * 2;
1070   unsigned Length = li_->getApproximateInstructionCount(SrcInt);
1071   if (Length > Threshold &&
1072       (((float)std::distance(mri_->use_begin(SrcInt.reg),
1073                              mri_->use_end()) / Length) < (1.0 / Threshold)))
1074     return false;
1075
1076   if (SrcInt.empty())
1077     // Must be implicit_def.
1078     return false;
1079
1080   // If the virtual register live interval is defined or cross a loop, turn
1081   // down aggressiveness.
1082   unsigned CopyIdx = li_->getDefIndex(li_->getInstructionIndex(CopyMI));
1083   unsigned UseIdx = li_->getUseIndex(CopyIdx);
1084   LiveInterval::iterator SLR = SrcInt.FindLiveRangeContaining(UseIdx);
1085   assert(SLR != SrcInt.end() && "Live range not found!");
1086   SLR = SrcInt.FindLiveRangeContaining(SLR->start-1);
1087   if (SLR == SrcInt.end())
1088     return true;
1089   MachineBasicBlock *SMBB = li_->getMBBFromIndex(SLR->start);
1090   const MachineLoop *L = loopInfo->getLoopFor(SMBB);
1091
1092   if (!L || Length <= Threshold)
1093     return true;
1094
1095   if (loopInfo->getLoopFor(CopyMBB) != L) {
1096     if (SMBB != L->getLoopLatch())
1097       return false;
1098     // If vr's live interval is extended from before the loop latch, do not
1099     // join.
1100     for (MachineBasicBlock::pred_iterator PI = SMBB->pred_begin(),
1101            PE = SMBB->pred_end(); PI != PE; ++PI) {
1102       MachineBasicBlock *PredMBB = *PI;
1103       if (PredMBB == SMBB)
1104         continue;
1105       if (SrcInt.overlaps(li_->getMBBStartIdx(PredMBB),
1106                           li_->getMBBEndIdx(PredMBB)+1))
1107         return false;
1108     }
1109   }
1110   return true;
1111 }
1112
1113 /// isWinToJoinCrossClass - Return true if it's profitable to coalesce
1114 /// two virtual registers from different register classes.
1115 bool
1116 SimpleRegisterCoalescing::isWinToJoinCrossClass(unsigned LargeReg,
1117                                                 unsigned SmallReg,
1118                                                 unsigned Threshold) {
1119   // Then make sure the intervals are *short*.
1120   LiveInterval &LargeInt = li_->getInterval(LargeReg);
1121   LiveInterval &SmallInt = li_->getInterval(SmallReg);
1122   unsigned LargeSize = li_->getApproximateInstructionCount(LargeInt);
1123   unsigned SmallSize = li_->getApproximateInstructionCount(SmallInt);
1124   if (SmallSize > Threshold || LargeSize > Threshold)
1125     if ((float)std::distance(mri_->use_begin(SmallReg),
1126                              mri_->use_end()) / SmallSize <
1127         (float)std::distance(mri_->use_begin(LargeReg),
1128                              mri_->use_end()) / LargeSize)
1129       return false;
1130   return true;
1131 }
1132
1133 /// HasIncompatibleSubRegDefUse - If we are trying to coalesce a virtual
1134 /// register with a physical register, check if any of the virtual register
1135 /// operand is a sub-register use or def. If so, make sure it won't result
1136 /// in an illegal extract_subreg or insert_subreg instruction. e.g.
1137 /// vr1024 = extract_subreg vr1025, 1
1138 /// ...
1139 /// vr1024 = mov8rr AH
1140 /// If vr1024 is coalesced with AH, the extract_subreg is now illegal since
1141 /// AH does not have a super-reg whose sub-register 1 is AH.
1142 bool
1143 SimpleRegisterCoalescing::HasIncompatibleSubRegDefUse(MachineInstr *CopyMI,
1144                                                       unsigned VirtReg,
1145                                                       unsigned PhysReg) {
1146   for (MachineRegisterInfo::reg_iterator I = mri_->reg_begin(VirtReg),
1147          E = mri_->reg_end(); I != E; ++I) {
1148     MachineOperand &O = I.getOperand();
1149     MachineInstr *MI = &*I;
1150     if (MI == CopyMI || JoinedCopies.count(MI))
1151       continue;
1152     unsigned SubIdx = O.getSubReg();
1153     if (SubIdx && !tri_->getSubReg(PhysReg, SubIdx))
1154       return true;
1155     if (MI->getOpcode() == TargetInstrInfo::EXTRACT_SUBREG) {
1156       SubIdx = MI->getOperand(2).getImm();
1157       if (O.isUse() && !tri_->getSubReg(PhysReg, SubIdx))
1158         return true;
1159       if (O.isDef()) {
1160         unsigned SrcReg = MI->getOperand(1).getReg();
1161         const TargetRegisterClass *RC =
1162           TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(SrcReg)
1163           ? tri_->getPhysicalRegisterRegClass(SrcReg)
1164           : mri_->getRegClass(SrcReg);
1165         if (!tri_->getMatchingSuperReg(PhysReg, SubIdx, RC))
1166           return true;
1167       }
1168     }
1169     if (MI->getOpcode() == TargetInstrInfo::INSERT_SUBREG ||
1170         MI->getOpcode() == TargetInstrInfo::SUBREG_TO_REG) {
1171       SubIdx = MI->getOperand(3).getImm();
1172       if (VirtReg == MI->getOperand(0).getReg()) {
1173         if (!tri_->getSubReg(PhysReg, SubIdx))
1174           return true;
1175       } else {
1176         unsigned DstReg = MI->getOperand(0).getReg();
1177         const TargetRegisterClass *RC =
1178           TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(DstReg)
1179           ? tri_->getPhysicalRegisterRegClass(DstReg)
1180           : mri_->getRegClass(DstReg);
1181         if (!tri_->getMatchingSuperReg(PhysReg, SubIdx, RC))
1182           return true;
1183       }
1184     }
1185   }
1186   return false;
1187 }
1188
1189
1190 /// CanJoinExtractSubRegToPhysReg - Return true if it's possible to coalesce
1191 /// an extract_subreg where dst is a physical register, e.g.
1192 /// cl = EXTRACT_SUBREG reg1024, 1
1193 bool
1194 SimpleRegisterCoalescing::CanJoinExtractSubRegToPhysReg(unsigned DstReg,
1195                                                unsigned SrcReg, unsigned SubIdx,
1196                                                unsigned &RealDstReg) {
1197   const TargetRegisterClass *RC = mri_->getRegClass(SrcReg);
1198   RealDstReg = tri_->getMatchingSuperReg(DstReg, SubIdx, RC);
1199   assert(RealDstReg && "Invalid extract_subreg instruction!");
1200
1201   // For this type of EXTRACT_SUBREG, conservatively
1202   // check if the live interval of the source register interfere with the
1203   // actual super physical register we are trying to coalesce with.
1204   LiveInterval &RHS = li_->getInterval(SrcReg);
1205   if (li_->hasInterval(RealDstReg) &&
1206       RHS.overlaps(li_->getInterval(RealDstReg))) {
1207     DEBUG({
1208         errs() << "Interfere with register ";
1209         li_->getInterval(RealDstReg).print(errs(), tri_);
1210       });
1211     return false; // Not coalescable
1212   }
1213   for (const unsigned* SR = tri_->getSubRegisters(RealDstReg); *SR; ++SR)
1214     if (li_->hasInterval(*SR) && RHS.overlaps(li_->getInterval(*SR))) {
1215       DEBUG({
1216           errs() << "Interfere with sub-register ";
1217           li_->getInterval(*SR).print(errs(), tri_);
1218         });
1219       return false; // Not coalescable
1220     }
1221   return true;
1222 }
1223
1224 /// CanJoinInsertSubRegToPhysReg - Return true if it's possible to coalesce
1225 /// an insert_subreg where src is a physical register, e.g.
1226 /// reg1024 = INSERT_SUBREG reg1024, c1, 0
1227 bool
1228 SimpleRegisterCoalescing::CanJoinInsertSubRegToPhysReg(unsigned DstReg,
1229                                                unsigned SrcReg, unsigned SubIdx,
1230                                                unsigned &RealSrcReg) {
1231   const TargetRegisterClass *RC = mri_->getRegClass(DstReg);
1232   RealSrcReg = tri_->getMatchingSuperReg(SrcReg, SubIdx, RC);
1233   assert(RealSrcReg && "Invalid extract_subreg instruction!");
1234
1235   LiveInterval &RHS = li_->getInterval(DstReg);
1236   if (li_->hasInterval(RealSrcReg) &&
1237       RHS.overlaps(li_->getInterval(RealSrcReg))) {
1238     DEBUG({
1239         errs() << "Interfere with register ";
1240         li_->getInterval(RealSrcReg).print(errs(), tri_);
1241       });
1242     return false; // Not coalescable
1243   }
1244   for (const unsigned* SR = tri_->getSubRegisters(RealSrcReg); *SR; ++SR)
1245     if (li_->hasInterval(*SR) && RHS.overlaps(li_->getInterval(*SR))) {
1246       DEBUG({
1247           errs() << "Interfere with sub-register ";
1248           li_->getInterval(*SR).print(errs(), tri_);
1249         });
1250       return false; // Not coalescable
1251     }
1252   return true;
1253 }
1254
1255 /// getRegAllocPreference - Return register allocation preference register.
1256 ///
1257 static unsigned getRegAllocPreference(unsigned Reg, MachineFunction &MF,
1258                                       MachineRegisterInfo *MRI,
1259                                       const TargetRegisterInfo *TRI) {
1260   if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(Reg))
1261     return 0;
1262   std::pair<unsigned, unsigned> Hint = MRI->getRegAllocationHint(Reg);
1263   return TRI->ResolveRegAllocHint(Hint.first, Hint.second, MF);
1264 }
1265
1266 /// JoinCopy - Attempt to join intervals corresponding to SrcReg/DstReg,
1267 /// which are the src/dst of the copy instruction CopyMI.  This returns true
1268 /// if the copy was successfully coalesced away. If it is not currently
1269 /// possible to coalesce this interval, but it may be possible if other
1270 /// things get coalesced, then it returns true by reference in 'Again'.
1271 bool SimpleRegisterCoalescing::JoinCopy(CopyRec &TheCopy, bool &Again) {
1272   MachineInstr *CopyMI = TheCopy.MI;
1273
1274   Again = false;
1275   if (JoinedCopies.count(CopyMI) || ReMatCopies.count(CopyMI))
1276     return false; // Already done.
1277
1278   DEBUG(errs() << li_->getInstructionIndex(CopyMI) << '\t' << *CopyMI);
1279
1280   unsigned SrcReg, DstReg, SrcSubIdx = 0, DstSubIdx = 0;
1281   bool isExtSubReg = CopyMI->getOpcode() == TargetInstrInfo::EXTRACT_SUBREG;
1282   bool isInsSubReg = CopyMI->getOpcode() == TargetInstrInfo::INSERT_SUBREG;
1283   bool isSubRegToReg = CopyMI->getOpcode() == TargetInstrInfo::SUBREG_TO_REG;
1284   unsigned SubIdx = 0;
1285   if (isExtSubReg) {
1286     DstReg    = CopyMI->getOperand(0).getReg();
1287     DstSubIdx = CopyMI->getOperand(0).getSubReg();
1288     SrcReg    = CopyMI->getOperand(1).getReg();
1289     SrcSubIdx = CopyMI->getOperand(2).getImm();
1290   } else if (isInsSubReg || isSubRegToReg) {
1291     DstReg    = CopyMI->getOperand(0).getReg();
1292     DstSubIdx = CopyMI->getOperand(3).getImm();
1293     SrcReg    = CopyMI->getOperand(2).getReg();
1294     SrcSubIdx = CopyMI->getOperand(2).getSubReg();
1295     if (SrcSubIdx && SrcSubIdx != DstSubIdx) {
1296       // r1025 = INSERT_SUBREG r1025, r1024<2>, 2 Then r1024 has already been
1297       // coalesced to a larger register so the subreg indices cancel out.
1298       DEBUG(errs() << "\tSource of insert_subreg is already coalesced "
1299                    << "to another register.\n");
1300       return false;  // Not coalescable.
1301     }
1302   } else if (!tii_->isMoveInstr(*CopyMI, SrcReg, DstReg, SrcSubIdx, DstSubIdx)){
1303     llvm_unreachable("Unrecognized copy instruction!");
1304   }
1305
1306   // If they are already joined we continue.
1307   if (SrcReg == DstReg) {
1308     DEBUG(errs() << "\tCopy already coalesced.\n");
1309     return false;  // Not coalescable.
1310   }
1311   
1312   bool SrcIsPhys = TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(SrcReg);
1313   bool DstIsPhys = TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(DstReg);
1314
1315   // If they are both physical registers, we cannot join them.
1316   if (SrcIsPhys && DstIsPhys) {
1317     DEBUG(errs() << "\tCan not coalesce physregs.\n");
1318     return false;  // Not coalescable.
1319   }
1320   
1321   // We only join virtual registers with allocatable physical registers.
1322   if (SrcIsPhys && !allocatableRegs_[SrcReg]) {
1323     DEBUG(errs() << "\tSrc reg is unallocatable physreg.\n");
1324     return false;  // Not coalescable.
1325   }
1326   if (DstIsPhys && !allocatableRegs_[DstReg]) {
1327     DEBUG(errs() << "\tDst reg is unallocatable physreg.\n");
1328     return false;  // Not coalescable.
1329   }
1330
1331   // Check that a physical source register is compatible with dst regclass
1332   if (SrcIsPhys) {
1333     unsigned SrcSubReg = SrcSubIdx ?
1334       tri_->getSubReg(SrcReg, SrcSubIdx) : SrcReg;
1335     const TargetRegisterClass *DstRC = mri_->getRegClass(DstReg);
1336     const TargetRegisterClass *DstSubRC = DstRC;
1337     if (DstSubIdx)
1338       DstSubRC = DstRC->getSubRegisterRegClass(DstSubIdx);
1339     assert(DstSubRC && "Illegal subregister index");
1340     if (!DstSubRC->contains(SrcSubReg)) {
1341       DEBUG(errs() << "\tIncompatible destination regclass: "
1342                    << tri_->getName(SrcSubReg) << " not in "
1343                    << DstSubRC->getName() << ".\n");
1344       return false;             // Not coalescable.
1345     }
1346   }
1347
1348   // Check that a physical dst register is compatible with source regclass
1349   if (DstIsPhys) {
1350     unsigned DstSubReg = DstSubIdx ?
1351       tri_->getSubReg(DstReg, DstSubIdx) : DstReg;
1352     const TargetRegisterClass *SrcRC = mri_->getRegClass(SrcReg);
1353     const TargetRegisterClass *SrcSubRC = SrcRC;
1354     if (SrcSubIdx)
1355       SrcSubRC = SrcRC->getSubRegisterRegClass(SrcSubIdx);
1356     assert(SrcSubRC && "Illegal subregister index");
1357     if (!SrcSubRC->contains(DstReg)) {
1358       DEBUG(errs() << "\tIncompatible source regclass: "
1359                    << tri_->getName(DstSubReg) << " not in "
1360                    << SrcSubRC->getName() << ".\n");
1361       (void)DstSubReg;
1362       return false;             // Not coalescable.
1363     }
1364   }
1365
1366   // Should be non-null only when coalescing to a sub-register class.
1367   bool CrossRC = false;
1368   const TargetRegisterClass *SrcRC= SrcIsPhys ? 0 : mri_->getRegClass(SrcReg);
1369   const TargetRegisterClass *DstRC= DstIsPhys ? 0 : mri_->getRegClass(DstReg);
1370   const TargetRegisterClass *NewRC = NULL;
1371   MachineBasicBlock *CopyMBB = CopyMI->getParent();
1372   unsigned RealDstReg = 0;
1373   unsigned RealSrcReg = 0;
1374   if (isExtSubReg || isInsSubReg || isSubRegToReg) {
1375     SubIdx = CopyMI->getOperand(isExtSubReg ? 2 : 3).getImm();
1376     if (SrcIsPhys && isExtSubReg) {
1377       // r1024 = EXTRACT_SUBREG EAX, 0 then r1024 is really going to be
1378       // coalesced with AX.
1379       unsigned DstSubIdx = CopyMI->getOperand(0).getSubReg();
1380       if (DstSubIdx) {
1381         // r1024<2> = EXTRACT_SUBREG EAX, 2. Then r1024 has already been
1382         // coalesced to a larger register so the subreg indices cancel out.
1383         if (DstSubIdx != SubIdx) {
1384           DEBUG(errs() << "\t Sub-register indices mismatch.\n");
1385           return false; // Not coalescable.
1386         }
1387       } else
1388         SrcReg = tri_->getSubReg(SrcReg, SubIdx);
1389       SubIdx = 0;
1390     } else if (DstIsPhys && (isInsSubReg || isSubRegToReg)) {
1391       // EAX = INSERT_SUBREG EAX, r1024, 0
1392       unsigned SrcSubIdx = CopyMI->getOperand(2).getSubReg();
1393       if (SrcSubIdx) {
1394         // EAX = INSERT_SUBREG EAX, r1024<2>, 2 Then r1024 has already been
1395         // coalesced to a larger register so the subreg indices cancel out.
1396         if (SrcSubIdx != SubIdx) {
1397           DEBUG(errs() << "\t Sub-register indices mismatch.\n");
1398           return false; // Not coalescable.
1399         }
1400       } else
1401         DstReg = tri_->getSubReg(DstReg, SubIdx);
1402       SubIdx = 0;
1403     } else if ((DstIsPhys && isExtSubReg) ||
1404                (SrcIsPhys && (isInsSubReg || isSubRegToReg))) {
1405       if (!isSubRegToReg && CopyMI->getOperand(1).getSubReg()) {
1406         DEBUG(errs() << "\tSrc of extract_subreg already coalesced with reg"
1407                      << " of a super-class.\n");
1408         return false; // Not coalescable.
1409       }
1410
1411       if (isExtSubReg) {
1412         if (!CanJoinExtractSubRegToPhysReg(DstReg, SrcReg, SubIdx, RealDstReg))
1413           return false; // Not coalescable
1414       } else {
1415         if (!CanJoinInsertSubRegToPhysReg(DstReg, SrcReg, SubIdx, RealSrcReg))
1416           return false; // Not coalescable
1417       }
1418       SubIdx = 0;
1419     } else {
1420       unsigned OldSubIdx = isExtSubReg ? CopyMI->getOperand(0).getSubReg()
1421         : CopyMI->getOperand(2).getSubReg();
1422       if (OldSubIdx) {
1423         if (OldSubIdx == SubIdx && !differingRegisterClasses(SrcReg, DstReg))
1424           // r1024<2> = EXTRACT_SUBREG r1025, 2. Then r1024 has already been
1425           // coalesced to a larger register so the subreg indices cancel out.
1426           // Also check if the other larger register is of the same register
1427           // class as the would be resulting register.
1428           SubIdx = 0;
1429         else {
1430           DEBUG(errs() << "\t Sub-register indices mismatch.\n");
1431           return false; // Not coalescable.
1432         }
1433       }
1434       if (SubIdx) {
1435         if (!DstIsPhys && !SrcIsPhys) {
1436           if (isInsSubReg || isSubRegToReg) {
1437             NewRC = tri_->getMatchingSuperRegClass(DstRC, SrcRC, SubIdx);
1438           } else // extract_subreg {
1439             NewRC = tri_->getMatchingSuperRegClass(SrcRC, DstRC, SubIdx);
1440           }
1441         if (!NewRC) {
1442           DEBUG(errs() << "\t Conflicting sub-register indices.\n");
1443           return false;  // Not coalescable
1444         }
1445
1446         unsigned LargeReg = isExtSubReg ? SrcReg : DstReg;
1447         unsigned SmallReg = isExtSubReg ? DstReg : SrcReg;
1448         unsigned Limit= allocatableRCRegs_[mri_->getRegClass(SmallReg)].count();
1449         if (!isWinToJoinCrossClass(LargeReg, SmallReg, Limit)) {
1450           Again = true;  // May be possible to coalesce later.
1451           return false;
1452         }
1453       }
1454     }
1455   } else if (differingRegisterClasses(SrcReg, DstReg)) {
1456     if (DisableCrossClassJoin)
1457       return false;
1458     CrossRC = true;
1459
1460     // FIXME: What if the result of a EXTRACT_SUBREG is then coalesced
1461     // with another? If it's the resulting destination register, then
1462     // the subidx must be propagated to uses (but only those defined
1463     // by the EXTRACT_SUBREG). If it's being coalesced into another
1464     // register, it should be safe because register is assumed to have
1465     // the register class of the super-register.
1466
1467     // Process moves where one of the registers have a sub-register index.
1468     MachineOperand *DstMO = CopyMI->findRegisterDefOperand(DstReg);
1469     MachineOperand *SrcMO = CopyMI->findRegisterUseOperand(SrcReg);
1470     SubIdx = DstMO->getSubReg();
1471     if (SubIdx) {
1472       if (SrcMO->getSubReg())
1473         // FIXME: can we handle this?
1474         return false;
1475       // This is not an insert_subreg but it looks like one.
1476       // e.g. %reg1024:4 = MOV32rr %EAX
1477       isInsSubReg = true;
1478       if (SrcIsPhys) {
1479         if (!CanJoinInsertSubRegToPhysReg(DstReg, SrcReg, SubIdx, RealSrcReg))
1480           return false; // Not coalescable
1481         SubIdx = 0;
1482       }
1483     } else {
1484       SubIdx = SrcMO->getSubReg();
1485       if (SubIdx) {
1486         // This is not a extract_subreg but it looks like one.
1487         // e.g. %cl = MOV16rr %reg1024:1
1488         isExtSubReg = true;
1489         if (DstIsPhys) {
1490           if (!CanJoinExtractSubRegToPhysReg(DstReg, SrcReg, SubIdx,RealDstReg))
1491             return false; // Not coalescable
1492           SubIdx = 0;
1493         }
1494       }
1495     }
1496
1497     unsigned LargeReg = SrcReg;
1498     unsigned SmallReg = DstReg;
1499
1500     // Now determine the register class of the joined register.
1501     if (isExtSubReg) {
1502       if (SubIdx && DstRC && DstRC->isASubClass()) {
1503         // This is a move to a sub-register class. However, the source is a
1504         // sub-register of a larger register class. We don't know what should
1505         // the register class be. FIXME.
1506         Again = true;
1507         return false;
1508       }
1509       if (!DstIsPhys && !SrcIsPhys)
1510         NewRC = SrcRC;
1511     } else if (!SrcIsPhys && !DstIsPhys) {
1512       NewRC = getCommonSubClass(SrcRC, DstRC);
1513       if (!NewRC) {
1514         DEBUG(errs() << "\tDisjoint regclasses: "
1515                      << SrcRC->getName() << ", "
1516                      << DstRC->getName() << ".\n");
1517         return false;           // Not coalescable.
1518       }
1519       if (DstRC->getSize() > SrcRC->getSize())
1520         std::swap(LargeReg, SmallReg);
1521     }
1522
1523     // If we are joining two virtual registers and the resulting register
1524     // class is more restrictive (fewer register, smaller size). Check if it's
1525     // worth doing the merge.
1526     if (!SrcIsPhys && !DstIsPhys &&
1527         (isExtSubReg || DstRC->isASubClass()) &&
1528         !isWinToJoinCrossClass(LargeReg, SmallReg,
1529                                allocatableRCRegs_[NewRC].count())) {
1530       DEBUG(errs() << "\tSrc/Dest are different register classes.\n");
1531       // Allow the coalescer to try again in case either side gets coalesced to
1532       // a physical register that's compatible with the other side. e.g.
1533       // r1024 = MOV32to32_ r1025
1534       // But later r1024 is assigned EAX then r1025 may be coalesced with EAX.
1535       Again = true;  // May be possible to coalesce later.
1536       return false;
1537     }
1538   }
1539
1540   // Will it create illegal extract_subreg / insert_subreg?
1541   if (SrcIsPhys && HasIncompatibleSubRegDefUse(CopyMI, DstReg, SrcReg))
1542     return false;
1543   if (DstIsPhys && HasIncompatibleSubRegDefUse(CopyMI, SrcReg, DstReg))
1544     return false;
1545   
1546   LiveInterval &SrcInt = li_->getInterval(SrcReg);
1547   LiveInterval &DstInt = li_->getInterval(DstReg);
1548   assert(SrcInt.reg == SrcReg && DstInt.reg == DstReg &&
1549          "Register mapping is horribly broken!");
1550
1551   DEBUG({
1552       errs() << "\t\tInspecting "; SrcInt.print(errs(), tri_);
1553       errs() << " and "; DstInt.print(errs(), tri_);
1554       errs() << ": ";
1555     });
1556
1557   // Save a copy of the virtual register live interval. We'll manually
1558   // merge this into the "real" physical register live interval this is
1559   // coalesced with.
1560   LiveInterval *SavedLI = 0;
1561   if (RealDstReg)
1562     SavedLI = li_->dupInterval(&SrcInt);
1563   else if (RealSrcReg)
1564     SavedLI = li_->dupInterval(&DstInt);
1565
1566   // Check if it is necessary to propagate "isDead" property.
1567   if (!isExtSubReg && !isInsSubReg && !isSubRegToReg) {
1568     MachineOperand *mopd = CopyMI->findRegisterDefOperand(DstReg, false);
1569     bool isDead = mopd->isDead();
1570
1571     // We need to be careful about coalescing a source physical register with a
1572     // virtual register. Once the coalescing is done, it cannot be broken and
1573     // these are not spillable! If the destination interval uses are far away,
1574     // think twice about coalescing them!
1575     if (!isDead && (SrcIsPhys || DstIsPhys)) {
1576       // If the copy is in a loop, take care not to coalesce aggressively if the
1577       // src is coming in from outside the loop (or the dst is out of the loop).
1578       // If it's not in a loop, then determine whether to join them base purely
1579       // by the length of the interval.
1580       if (PhysJoinTweak) {
1581         if (SrcIsPhys) {
1582           if (!isWinToJoinVRWithSrcPhysReg(CopyMI, CopyMBB, DstInt, SrcInt)) {
1583             mri_->setRegAllocationHint(DstInt.reg, 0, SrcReg);
1584             ++numAborts;
1585             DEBUG(errs() << "\tMay tie down a physical register, abort!\n");
1586             Again = true;  // May be possible to coalesce later.
1587             return false;
1588           }
1589         } else {
1590           if (!isWinToJoinVRWithDstPhysReg(CopyMI, CopyMBB, DstInt, SrcInt)) {
1591             mri_->setRegAllocationHint(SrcInt.reg, 0, DstReg);
1592             ++numAborts;
1593             DEBUG(errs() << "\tMay tie down a physical register, abort!\n");
1594             Again = true;  // May be possible to coalesce later.
1595             return false;
1596           }
1597         }
1598       } else {
1599         // If the virtual register live interval is long but it has low use desity,
1600         // do not join them, instead mark the physical register as its allocation
1601         // preference.
1602         LiveInterval &JoinVInt = SrcIsPhys ? DstInt : SrcInt;
1603         unsigned JoinVReg = SrcIsPhys ? DstReg : SrcReg;
1604         unsigned JoinPReg = SrcIsPhys ? SrcReg : DstReg;
1605         const TargetRegisterClass *RC = mri_->getRegClass(JoinVReg);
1606         unsigned Threshold = allocatableRCRegs_[RC].count() * 2;
1607         if (TheCopy.isBackEdge)
1608           Threshold *= 2; // Favors back edge copies.
1609
1610         unsigned Length = li_->getApproximateInstructionCount(JoinVInt);
1611         float Ratio = 1.0 / Threshold;
1612         if (Length > Threshold &&
1613             (((float)std::distance(mri_->use_begin(JoinVReg),
1614                                    mri_->use_end()) / Length) < Ratio)) {
1615           mri_->setRegAllocationHint(JoinVInt.reg, 0, JoinPReg);
1616           ++numAborts;
1617           DEBUG(errs() << "\tMay tie down a physical register, abort!\n");
1618           Again = true;  // May be possible to coalesce later.
1619           return false;
1620         }
1621       }
1622     }
1623   }
1624
1625   // Okay, attempt to join these two intervals.  On failure, this returns false.
1626   // Otherwise, if one of the intervals being joined is a physreg, this method
1627   // always canonicalizes DstInt to be it.  The output "SrcInt" will not have
1628   // been modified, so we can use this information below to update aliases.
1629   bool Swapped = false;
1630   // If SrcInt is implicitly defined, it's safe to coalesce.
1631   bool isEmpty = SrcInt.empty();
1632   if (isEmpty && !CanCoalesceWithImpDef(CopyMI, DstInt, SrcInt)) {
1633     // Only coalesce an empty interval (defined by implicit_def) with
1634     // another interval which has a valno defined by the CopyMI and the CopyMI
1635     // is a kill of the implicit def.
1636     DEBUG(errs() << "Not profitable!\n");
1637     return false;
1638   }
1639
1640   if (!isEmpty && !JoinIntervals(DstInt, SrcInt, Swapped)) {
1641     // Coalescing failed.
1642
1643     // If definition of source is defined by trivial computation, try
1644     // rematerializing it.
1645     if (!isExtSubReg && !isInsSubReg && !isSubRegToReg &&
1646         ReMaterializeTrivialDef(SrcInt, DstReg, DstSubIdx, CopyMI))
1647       return true;
1648     
1649     // If we can eliminate the copy without merging the live ranges, do so now.
1650     if (!isExtSubReg && !isInsSubReg && !isSubRegToReg &&
1651         (AdjustCopiesBackFrom(SrcInt, DstInt, CopyMI) ||
1652          RemoveCopyByCommutingDef(SrcInt, DstInt, CopyMI))) {
1653       JoinedCopies.insert(CopyMI);
1654       return true;
1655     }
1656     
1657     // Otherwise, we are unable to join the intervals.
1658     DEBUG(errs() << "Interference!\n");
1659     Again = true;  // May be possible to coalesce later.
1660     return false;
1661   }
1662
1663   LiveInterval *ResSrcInt = &SrcInt;
1664   LiveInterval *ResDstInt = &DstInt;
1665   if (Swapped) {
1666     std::swap(SrcReg, DstReg);
1667     std::swap(ResSrcInt, ResDstInt);
1668   }
1669   assert(TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(SrcReg) &&
1670          "LiveInterval::join didn't work right!");
1671                                
1672   // If we're about to merge live ranges into a physical register live interval,
1673   // we have to update any aliased register's live ranges to indicate that they
1674   // have clobbered values for this range.
1675   if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(DstReg)) {
1676     // If this is a extract_subreg where dst is a physical register, e.g.
1677     // cl = EXTRACT_SUBREG reg1024, 1
1678     // then create and update the actual physical register allocated to RHS.
1679     if (RealDstReg || RealSrcReg) {
1680       LiveInterval &RealInt =
1681         li_->getOrCreateInterval(RealDstReg ? RealDstReg : RealSrcReg);
1682       for (LiveInterval::const_vni_iterator I = SavedLI->vni_begin(),
1683              E = SavedLI->vni_end(); I != E; ++I) {
1684         const VNInfo *ValNo = *I;
1685         VNInfo *NewValNo = RealInt.getNextValue(ValNo->def, ValNo->getCopy(),
1686                                                 false, // updated at *
1687                                                 li_->getVNInfoAllocator());
1688         NewValNo->setFlags(ValNo->getFlags()); // * updated here.
1689         RealInt.addKills(NewValNo, ValNo->kills);
1690         RealInt.MergeValueInAsValue(*SavedLI, ValNo, NewValNo);
1691       }
1692       RealInt.weight += SavedLI->weight;      
1693       DstReg = RealDstReg ? RealDstReg : RealSrcReg;
1694     }
1695
1696     // Update the liveintervals of sub-registers.
1697     for (const unsigned *AS = tri_->getSubRegisters(DstReg); *AS; ++AS)
1698       li_->getOrCreateInterval(*AS).MergeInClobberRanges(*ResSrcInt,
1699                                                  li_->getVNInfoAllocator());
1700   }
1701
1702   // If this is a EXTRACT_SUBREG, make sure the result of coalescing is the
1703   // larger super-register.
1704   if ((isExtSubReg || isInsSubReg || isSubRegToReg) &&
1705       !SrcIsPhys && !DstIsPhys) {
1706     if ((isExtSubReg && !Swapped) ||
1707         ((isInsSubReg || isSubRegToReg) && Swapped)) {
1708       ResSrcInt->Copy(*ResDstInt, mri_, li_->getVNInfoAllocator());
1709       std::swap(SrcReg, DstReg);
1710       std::swap(ResSrcInt, ResDstInt);
1711     }
1712   }
1713
1714   // Coalescing to a virtual register that is of a sub-register class of the
1715   // other. Make sure the resulting register is set to the right register class.
1716   if (CrossRC)
1717     ++numCrossRCs;
1718
1719   // This may happen even if it's cross-rc coalescing. e.g.
1720   // %reg1026<def> = SUBREG_TO_REG 0, %reg1037<kill>, 4
1721   // reg1026 -> GR64, reg1037 -> GR32_ABCD. The resulting register will have to
1722   // be allocate a register from GR64_ABCD.
1723   if (NewRC)
1724     mri_->setRegClass(DstReg, NewRC);
1725
1726   if (NewHeuristic) {
1727     // Add all copies that define val# in the source interval into the queue.
1728     for (LiveInterval::const_vni_iterator i = ResSrcInt->vni_begin(),
1729            e = ResSrcInt->vni_end(); i != e; ++i) {
1730       const VNInfo *vni = *i;
1731       // FIXME: Do isPHIDef and isDefAccurate both need to be tested?
1732       if (!vni->def || vni->isUnused() || vni->isPHIDef() || !vni->isDefAccurate())
1733         continue;
1734       MachineInstr *CopyMI = li_->getInstructionFromIndex(vni->def);
1735       unsigned NewSrcReg, NewDstReg, NewSrcSubIdx, NewDstSubIdx;
1736       if (CopyMI &&
1737           JoinedCopies.count(CopyMI) == 0 &&
1738           tii_->isMoveInstr(*CopyMI, NewSrcReg, NewDstReg,
1739                             NewSrcSubIdx, NewDstSubIdx)) {
1740         unsigned LoopDepth = loopInfo->getLoopDepth(CopyMBB);
1741         JoinQueue->push(CopyRec(CopyMI, LoopDepth,
1742                                 isBackEdgeCopy(CopyMI, DstReg)));
1743       }
1744     }
1745   }
1746
1747   // Remember to delete the copy instruction.
1748   JoinedCopies.insert(CopyMI);
1749
1750   // Some live range has been lengthened due to colaescing, eliminate the
1751   // unnecessary kills.
1752   RemoveUnnecessaryKills(SrcReg, *ResDstInt);
1753   if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(DstReg))
1754     RemoveUnnecessaryKills(DstReg, *ResDstInt);
1755
1756   UpdateRegDefsUses(SrcReg, DstReg, SubIdx);
1757
1758   // SrcReg is guarateed to be the register whose live interval that is
1759   // being merged.
1760   li_->removeInterval(SrcReg);
1761
1762   // Update regalloc hint.
1763   tri_->UpdateRegAllocHint(SrcReg, DstReg, *mf_);
1764
1765   // Manually deleted the live interval copy.
1766   if (SavedLI) {
1767     SavedLI->clear();
1768     delete SavedLI;
1769   }
1770
1771   // If resulting interval has a preference that no longer fits because of subreg
1772   // coalescing, just clear the preference.
1773   unsigned Preference = getRegAllocPreference(ResDstInt->reg, *mf_, mri_, tri_);
1774   if (Preference && (isExtSubReg || isInsSubReg || isSubRegToReg) &&
1775       TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(ResDstInt->reg)) {
1776     const TargetRegisterClass *RC = mri_->getRegClass(ResDstInt->reg);
1777     if (!RC->contains(Preference))
1778       mri_->setRegAllocationHint(ResDstInt->reg, 0, 0);
1779   }
1780
1781   DEBUG({
1782       errs() << "\n\t\tJoined.  Result = ";
1783       ResDstInt->print(errs(), tri_);
1784       errs() << "\n";
1785     });
1786
1787   ++numJoins;
1788   return true;
1789 }
1790
1791 /// ComputeUltimateVN - Assuming we are going to join two live intervals,
1792 /// compute what the resultant value numbers for each value in the input two
1793 /// ranges will be.  This is complicated by copies between the two which can
1794 /// and will commonly cause multiple value numbers to be merged into one.
1795 ///
1796 /// VN is the value number that we're trying to resolve.  InstDefiningValue
1797 /// keeps track of the new InstDefiningValue assignment for the result
1798 /// LiveInterval.  ThisFromOther/OtherFromThis are sets that keep track of
1799 /// whether a value in this or other is a copy from the opposite set.
1800 /// ThisValNoAssignments/OtherValNoAssignments keep track of value #'s that have
1801 /// already been assigned.
1802 ///
1803 /// ThisFromOther[x] - If x is defined as a copy from the other interval, this
1804 /// contains the value number the copy is from.
1805 ///
1806 static unsigned ComputeUltimateVN(VNInfo *VNI,
1807                                   SmallVector<VNInfo*, 16> &NewVNInfo,
1808                                   DenseMap<VNInfo*, VNInfo*> &ThisFromOther,
1809                                   DenseMap<VNInfo*, VNInfo*> &OtherFromThis,
1810                                   SmallVector<int, 16> &ThisValNoAssignments,
1811                                   SmallVector<int, 16> &OtherValNoAssignments) {
1812   unsigned VN = VNI->id;
1813
1814   // If the VN has already been computed, just return it.
1815   if (ThisValNoAssignments[VN] >= 0)
1816     return ThisValNoAssignments[VN];
1817 //  assert(ThisValNoAssignments[VN] != -2 && "Cyclic case?");
1818
1819   // If this val is not a copy from the other val, then it must be a new value
1820   // number in the destination.
1821   DenseMap<VNInfo*, VNInfo*>::iterator I = ThisFromOther.find(VNI);
1822   if (I == ThisFromOther.end()) {
1823     NewVNInfo.push_back(VNI);
1824     return ThisValNoAssignments[VN] = NewVNInfo.size()-1;
1825   }
1826   VNInfo *OtherValNo = I->second;
1827
1828   // Otherwise, this *is* a copy from the RHS.  If the other side has already
1829   // been computed, return it.
1830   if (OtherValNoAssignments[OtherValNo->id] >= 0)
1831     return ThisValNoAssignments[VN] = OtherValNoAssignments[OtherValNo->id];
1832   
1833   // Mark this value number as currently being computed, then ask what the
1834   // ultimate value # of the other value is.
1835   ThisValNoAssignments[VN] = -2;
1836   unsigned UltimateVN =
1837     ComputeUltimateVN(OtherValNo, NewVNInfo, OtherFromThis, ThisFromOther,
1838                       OtherValNoAssignments, ThisValNoAssignments);
1839   return ThisValNoAssignments[VN] = UltimateVN;
1840 }
1841
1842 static bool InVector(VNInfo *Val, const SmallVector<VNInfo*, 8> &V) {
1843   return std::find(V.begin(), V.end(), Val) != V.end();
1844 }
1845
1846 /// RangeIsDefinedByCopyFromReg - Return true if the specified live range of
1847 /// the specified live interval is defined by a copy from the specified
1848 /// register.
1849 bool SimpleRegisterCoalescing::RangeIsDefinedByCopyFromReg(LiveInterval &li,
1850                                                            LiveRange *LR,
1851                                                            unsigned Reg) {
1852   unsigned SrcReg = li_->getVNInfoSourceReg(LR->valno);
1853   if (SrcReg == Reg)
1854     return true;
1855   // FIXME: Do isPHIDef and isDefAccurate both need to be tested?
1856   if ((LR->valno->isPHIDef() || !LR->valno->isDefAccurate()) &&
1857       TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(li.reg) &&
1858       *tri_->getSuperRegisters(li.reg)) {
1859     // It's a sub-register live interval, we may not have precise information.
1860     // Re-compute it.
1861     MachineInstr *DefMI = li_->getInstructionFromIndex(LR->start);
1862     unsigned SrcReg, DstReg, SrcSubIdx, DstSubIdx;
1863     if (DefMI &&
1864         tii_->isMoveInstr(*DefMI, SrcReg, DstReg, SrcSubIdx, DstSubIdx) &&
1865         DstReg == li.reg && SrcReg == Reg) {
1866       // Cache computed info.
1867       LR->valno->def  = LR->start;
1868       LR->valno->setCopy(DefMI);
1869       return true;
1870     }
1871   }
1872   return false;
1873 }
1874
1875 /// SimpleJoin - Attempt to joint the specified interval into this one. The
1876 /// caller of this method must guarantee that the RHS only contains a single
1877 /// value number and that the RHS is not defined by a copy from this
1878 /// interval.  This returns false if the intervals are not joinable, or it
1879 /// joins them and returns true.
1880 bool SimpleRegisterCoalescing::SimpleJoin(LiveInterval &LHS, LiveInterval &RHS){
1881   assert(RHS.containsOneValue());
1882   
1883   // Some number (potentially more than one) value numbers in the current
1884   // interval may be defined as copies from the RHS.  Scan the overlapping
1885   // portions of the LHS and RHS, keeping track of this and looking for
1886   // overlapping live ranges that are NOT defined as copies.  If these exist, we
1887   // cannot coalesce.
1888   
1889   LiveInterval::iterator LHSIt = LHS.begin(), LHSEnd = LHS.end();
1890   LiveInterval::iterator RHSIt = RHS.begin(), RHSEnd = RHS.end();
1891   
1892   if (LHSIt->start < RHSIt->start) {
1893     LHSIt = std::upper_bound(LHSIt, LHSEnd, RHSIt->start);
1894     if (LHSIt != LHS.begin()) --LHSIt;
1895   } else if (RHSIt->start < LHSIt->start) {
1896     RHSIt = std::upper_bound(RHSIt, RHSEnd, LHSIt->start);
1897     if (RHSIt != RHS.begin()) --RHSIt;
1898   }
1899   
1900   SmallVector<VNInfo*, 8> EliminatedLHSVals;
1901   
1902   while (1) {
1903     // Determine if these live intervals overlap.
1904     bool Overlaps = false;
1905     if (LHSIt->start <= RHSIt->start)
1906       Overlaps = LHSIt->end > RHSIt->start;
1907     else
1908       Overlaps = RHSIt->end > LHSIt->start;
1909     
1910     // If the live intervals overlap, there are two interesting cases: if the
1911     // LHS interval is defined by a copy from the RHS, it's ok and we record
1912     // that the LHS value # is the same as the RHS.  If it's not, then we cannot
1913     // coalesce these live ranges and we bail out.
1914     if (Overlaps) {
1915       // If we haven't already recorded that this value # is safe, check it.
1916       if (!InVector(LHSIt->valno, EliminatedLHSVals)) {
1917         // Copy from the RHS?
1918         if (!RangeIsDefinedByCopyFromReg(LHS, LHSIt, RHS.reg))
1919           return false;    // Nope, bail out.
1920
1921         if (LHSIt->contains(RHSIt->valno->def))
1922           // Here is an interesting situation:
1923           // BB1:
1924           //   vr1025 = copy vr1024
1925           //   ..
1926           // BB2:
1927           //   vr1024 = op 
1928           //          = vr1025
1929           // Even though vr1025 is copied from vr1024, it's not safe to
1930           // coalesce them since the live range of vr1025 intersects the
1931           // def of vr1024. This happens because vr1025 is assigned the
1932           // value of the previous iteration of vr1024.
1933           return false;
1934         EliminatedLHSVals.push_back(LHSIt->valno);
1935       }
1936       
1937       // We know this entire LHS live range is okay, so skip it now.
1938       if (++LHSIt == LHSEnd) break;
1939       continue;
1940     }
1941     
1942     if (LHSIt->end < RHSIt->end) {
1943       if (++LHSIt == LHSEnd) break;
1944     } else {
1945       // One interesting case to check here.  It's possible that we have
1946       // something like "X3 = Y" which defines a new value number in the LHS,
1947       // and is the last use of this liverange of the RHS.  In this case, we
1948       // want to notice this copy (so that it gets coalesced away) even though
1949       // the live ranges don't actually overlap.
1950       if (LHSIt->start == RHSIt->end) {
1951         if (InVector(LHSIt->valno, EliminatedLHSVals)) {
1952           // We already know that this value number is going to be merged in
1953           // if coalescing succeeds.  Just skip the liverange.
1954           if (++LHSIt == LHSEnd) break;
1955         } else {
1956           // Otherwise, if this is a copy from the RHS, mark it as being merged
1957           // in.
1958           if (RangeIsDefinedByCopyFromReg(LHS, LHSIt, RHS.reg)) {
1959             if (LHSIt->contains(RHSIt->valno->def))
1960               // Here is an interesting situation:
1961               // BB1:
1962               //   vr1025 = copy vr1024
1963               //   ..
1964               // BB2:
1965               //   vr1024 = op 
1966               //          = vr1025
1967               // Even though vr1025 is copied from vr1024, it's not safe to
1968               // coalesced them since live range of vr1025 intersects the
1969               // def of vr1024. This happens because vr1025 is assigned the
1970               // value of the previous iteration of vr1024.
1971               return false;
1972             EliminatedLHSVals.push_back(LHSIt->valno);
1973
1974             // We know this entire LHS live range is okay, so skip it now.
1975             if (++LHSIt == LHSEnd) break;
1976           }
1977         }
1978       }
1979       
1980       if (++RHSIt == RHSEnd) break;
1981     }
1982   }
1983   
1984   // If we got here, we know that the coalescing will be successful and that
1985   // the value numbers in EliminatedLHSVals will all be merged together.  Since
1986   // the most common case is that EliminatedLHSVals has a single number, we
1987   // optimize for it: if there is more than one value, we merge them all into
1988   // the lowest numbered one, then handle the interval as if we were merging
1989   // with one value number.
1990   VNInfo *LHSValNo = NULL;
1991   if (EliminatedLHSVals.size() > 1) {
1992     // Loop through all the equal value numbers merging them into the smallest
1993     // one.
1994     VNInfo *Smallest = EliminatedLHSVals[0];
1995     for (unsigned i = 1, e = EliminatedLHSVals.size(); i != e; ++i) {
1996       if (EliminatedLHSVals[i]->id < Smallest->id) {
1997         // Merge the current notion of the smallest into the smaller one.
1998         LHS.MergeValueNumberInto(Smallest, EliminatedLHSVals[i]);
1999         Smallest = EliminatedLHSVals[i];
2000       } else {
2001         // Merge into the smallest.
2002         LHS.MergeValueNumberInto(EliminatedLHSVals[i], Smallest);
2003       }
2004     }
2005     LHSValNo = Smallest;
2006   } else if (EliminatedLHSVals.empty()) {
2007     if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(LHS.reg) &&
2008         *tri_->getSuperRegisters(LHS.reg))
2009       // Imprecise sub-register information. Can't handle it.
2010       return false;
2011     llvm_unreachable("No copies from the RHS?");
2012   } else {
2013     LHSValNo = EliminatedLHSVals[0];
2014   }
2015   
2016   // Okay, now that there is a single LHS value number that we're merging the
2017   // RHS into, update the value number info for the LHS to indicate that the
2018   // value number is defined where the RHS value number was.
2019   const VNInfo *VNI = RHS.getValNumInfo(0);
2020   LHSValNo->def  = VNI->def;
2021   LHSValNo->setCopy(VNI->getCopy());
2022   
2023   // Okay, the final step is to loop over the RHS live intervals, adding them to
2024   // the LHS.
2025   if (VNI->hasPHIKill())
2026     LHSValNo->setHasPHIKill(true);
2027   LHS.addKills(LHSValNo, VNI->kills);
2028   LHS.MergeRangesInAsValue(RHS, LHSValNo);
2029
2030   LHS.ComputeJoinedWeight(RHS);
2031
2032   // Update regalloc hint if both are virtual registers.
2033   if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(LHS.reg) && 
2034       TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(RHS.reg)) {
2035     std::pair<unsigned, unsigned> RHSPref = mri_->getRegAllocationHint(RHS.reg);
2036     std::pair<unsigned, unsigned> LHSPref = mri_->getRegAllocationHint(LHS.reg);
2037     if (RHSPref != LHSPref)
2038       mri_->setRegAllocationHint(LHS.reg, RHSPref.first, RHSPref.second);
2039   }
2040
2041   // Update the liveintervals of sub-registers.
2042   if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(LHS.reg))
2043     for (const unsigned *AS = tri_->getSubRegisters(LHS.reg); *AS; ++AS)
2044       li_->getOrCreateInterval(*AS).MergeInClobberRanges(LHS,
2045                                                     li_->getVNInfoAllocator());
2046
2047   return true;
2048 }
2049
2050 /// JoinIntervals - Attempt to join these two intervals.  On failure, this
2051 /// returns false.  Otherwise, if one of the intervals being joined is a
2052 /// physreg, this method always canonicalizes LHS to be it.  The output
2053 /// "RHS" will not have been modified, so we can use this information
2054 /// below to update aliases.
2055 bool
2056 SimpleRegisterCoalescing::JoinIntervals(LiveInterval &LHS, LiveInterval &RHS,
2057                                         bool &Swapped) {
2058   // Compute the final value assignment, assuming that the live ranges can be
2059   // coalesced.
2060   SmallVector<int, 16> LHSValNoAssignments;
2061   SmallVector<int, 16> RHSValNoAssignments;
2062   DenseMap<VNInfo*, VNInfo*> LHSValsDefinedFromRHS;
2063   DenseMap<VNInfo*, VNInfo*> RHSValsDefinedFromLHS;
2064   SmallVector<VNInfo*, 16> NewVNInfo;
2065
2066   // If a live interval is a physical register, conservatively check if any
2067   // of its sub-registers is overlapping the live interval of the virtual
2068   // register. If so, do not coalesce.
2069   if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(LHS.reg) &&
2070       *tri_->getSubRegisters(LHS.reg)) {
2071     // If it's coalescing a virtual register to a physical register, estimate
2072     // its live interval length. This is the *cost* of scanning an entire live
2073     // interval. If the cost is low, we'll do an exhaustive check instead.
2074
2075     // If this is something like this:
2076     // BB1:
2077     // v1024 = op
2078     // ...
2079     // BB2:
2080     // ...
2081     // RAX   = v1024
2082     //
2083     // That is, the live interval of v1024 crosses a bb. Then we can't rely on
2084     // less conservative check. It's possible a sub-register is defined before
2085     // v1024 (or live in) and live out of BB1.
2086     if (RHS.containsOneValue() &&
2087         li_->intervalIsInOneMBB(RHS) &&
2088         li_->getApproximateInstructionCount(RHS) <= 10) {
2089       // Perform a more exhaustive check for some common cases.
2090       if (li_->conflictsWithPhysRegRef(RHS, LHS.reg, true, JoinedCopies))
2091         return false;
2092     } else {
2093       for (const unsigned* SR = tri_->getSubRegisters(LHS.reg); *SR; ++SR)
2094         if (li_->hasInterval(*SR) && RHS.overlaps(li_->getInterval(*SR))) {
2095           DEBUG({
2096               errs() << "Interfere with sub-register ";
2097               li_->getInterval(*SR).print(errs(), tri_);
2098             });
2099           return false;
2100         }
2101     }
2102   } else if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(RHS.reg) &&
2103              *tri_->getSubRegisters(RHS.reg)) {
2104     if (LHS.containsOneValue() &&
2105         li_->getApproximateInstructionCount(LHS) <= 10) {
2106       // Perform a more exhaustive check for some common cases.
2107       if (li_->conflictsWithPhysRegRef(LHS, RHS.reg, false, JoinedCopies))
2108         return false;
2109     } else {
2110       for (const unsigned* SR = tri_->getSubRegisters(RHS.reg); *SR; ++SR)
2111         if (li_->hasInterval(*SR) && LHS.overlaps(li_->getInterval(*SR))) {
2112           DEBUG({
2113               errs() << "Interfere with sub-register ";
2114               li_->getInterval(*SR).print(errs(), tri_);
2115             });
2116           return false;
2117         }
2118     }
2119   }
2120                           
2121   // Compute ultimate value numbers for the LHS and RHS values.
2122   if (RHS.containsOneValue()) {
2123     // Copies from a liveinterval with a single value are simple to handle and
2124     // very common, handle the special case here.  This is important, because
2125     // often RHS is small and LHS is large (e.g. a physreg).
2126     
2127     // Find out if the RHS is defined as a copy from some value in the LHS.
2128     int RHSVal0DefinedFromLHS = -1;
2129     int RHSValID = -1;
2130     VNInfo *RHSValNoInfo = NULL;
2131     VNInfo *RHSValNoInfo0 = RHS.getValNumInfo(0);
2132     unsigned RHSSrcReg = li_->getVNInfoSourceReg(RHSValNoInfo0);
2133     if (RHSSrcReg == 0 || RHSSrcReg != LHS.reg) {
2134       // If RHS is not defined as a copy from the LHS, we can use simpler and
2135       // faster checks to see if the live ranges are coalescable.  This joiner
2136       // can't swap the LHS/RHS intervals though.
2137       if (!TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(RHS.reg)) {
2138         return SimpleJoin(LHS, RHS);
2139       } else {
2140         RHSValNoInfo = RHSValNoInfo0;
2141       }
2142     } else {
2143       // It was defined as a copy from the LHS, find out what value # it is.
2144       RHSValNoInfo = LHS.getLiveRangeContaining(RHSValNoInfo0->def-1)->valno;
2145       RHSValID = RHSValNoInfo->id;
2146       RHSVal0DefinedFromLHS = RHSValID;
2147     }
2148     
2149     LHSValNoAssignments.resize(LHS.getNumValNums(), -1);
2150     RHSValNoAssignments.resize(RHS.getNumValNums(), -1);
2151     NewVNInfo.resize(LHS.getNumValNums(), NULL);
2152     
2153     // Okay, *all* of the values in LHS that are defined as a copy from RHS
2154     // should now get updated.
2155     for (LiveInterval::vni_iterator i = LHS.vni_begin(), e = LHS.vni_end();
2156          i != e; ++i) {
2157       VNInfo *VNI = *i;
2158       unsigned VN = VNI->id;
2159       if (unsigned LHSSrcReg = li_->getVNInfoSourceReg(VNI)) {
2160         if (LHSSrcReg != RHS.reg) {
2161           // If this is not a copy from the RHS, its value number will be
2162           // unmodified by the coalescing.
2163           NewVNInfo[VN] = VNI;
2164           LHSValNoAssignments[VN] = VN;
2165         } else if (RHSValID == -1) {
2166           // Otherwise, it is a copy from the RHS, and we don't already have a
2167           // value# for it.  Keep the current value number, but remember it.
2168           LHSValNoAssignments[VN] = RHSValID = VN;
2169           NewVNInfo[VN] = RHSValNoInfo;
2170           LHSValsDefinedFromRHS[VNI] = RHSValNoInfo0;
2171         } else {
2172           // Otherwise, use the specified value #.
2173           LHSValNoAssignments[VN] = RHSValID;
2174           if (VN == (unsigned)RHSValID) {  // Else this val# is dead.
2175             NewVNInfo[VN] = RHSValNoInfo;
2176             LHSValsDefinedFromRHS[VNI] = RHSValNoInfo0;
2177           }
2178         }
2179       } else {
2180         NewVNInfo[VN] = VNI;
2181         LHSValNoAssignments[VN] = VN;
2182       }
2183     }
2184     
2185     assert(RHSValID != -1 && "Didn't find value #?");
2186     RHSValNoAssignments[0] = RHSValID;
2187     if (RHSVal0DefinedFromLHS != -1) {
2188       // This path doesn't go through ComputeUltimateVN so just set
2189       // it to anything.
2190       RHSValsDefinedFromLHS[RHSValNoInfo0] = (VNInfo*)1;
2191     }
2192   } else {
2193     // Loop over the value numbers of the LHS, seeing if any are defined from
2194     // the RHS.
2195     for (LiveInterval::vni_iterator i = LHS.vni_begin(), e = LHS.vni_end();
2196          i != e; ++i) {
2197       VNInfo *VNI = *i;
2198       if (VNI->isUnused() || VNI->getCopy() == 0)  // Src not defined by a copy?
2199         continue;
2200       
2201       // DstReg is known to be a register in the LHS interval.  If the src is
2202       // from the RHS interval, we can use its value #.
2203       if (li_->getVNInfoSourceReg(VNI) != RHS.reg)
2204         continue;
2205       
2206       // Figure out the value # from the RHS.
2207       LHSValsDefinedFromRHS[VNI]=RHS.getLiveRangeContaining(VNI->def-1)->valno;
2208     }
2209     
2210     // Loop over the value numbers of the RHS, seeing if any are defined from
2211     // the LHS.
2212     for (LiveInterval::vni_iterator i = RHS.vni_begin(), e = RHS.vni_end();
2213          i != e; ++i) {
2214       VNInfo *VNI = *i;
2215       if (VNI->isUnused() || VNI->getCopy() == 0)  // Src not defined by a copy?
2216         continue;
2217       
2218       // DstReg is known to be a register in the RHS interval.  If the src is
2219       // from the LHS interval, we can use its value #.
2220       if (li_->getVNInfoSourceReg(VNI) != LHS.reg)
2221         continue;
2222       
2223       // Figure out the value # from the LHS.
2224       RHSValsDefinedFromLHS[VNI]=LHS.getLiveRangeContaining(VNI->def-1)->valno;
2225     }
2226     
2227     LHSValNoAssignments.resize(LHS.getNumValNums(), -1);
2228     RHSValNoAssignments.resize(RHS.getNumValNums(), -1);
2229     NewVNInfo.reserve(LHS.getNumValNums() + RHS.getNumValNums());
2230     
2231     for (LiveInterval::vni_iterator i = LHS.vni_begin(), e = LHS.vni_end();
2232          i != e; ++i) {
2233       VNInfo *VNI = *i;
2234       unsigned VN = VNI->id;
2235       if (LHSValNoAssignments[VN] >= 0 || VNI->isUnused()) 
2236         continue;
2237       ComputeUltimateVN(VNI, NewVNInfo,
2238                         LHSValsDefinedFromRHS, RHSValsDefinedFromLHS,
2239                         LHSValNoAssignments, RHSValNoAssignments);
2240     }
2241     for (LiveInterval::vni_iterator i = RHS.vni_begin(), e = RHS.vni_end();
2242          i != e; ++i) {
2243       VNInfo *VNI = *i;
2244       unsigned VN = VNI->id;
2245       if (RHSValNoAssignments[VN] >= 0 || VNI->isUnused())
2246         continue;
2247       // If this value number isn't a copy from the LHS, it's a new number.
2248       if (RHSValsDefinedFromLHS.find(VNI) == RHSValsDefinedFromLHS.end()) {
2249         NewVNInfo.push_back(VNI);
2250         RHSValNoAssignments[VN] = NewVNInfo.size()-1;
2251         continue;
2252       }
2253       
2254       ComputeUltimateVN(VNI, NewVNInfo,
2255                         RHSValsDefinedFromLHS, LHSValsDefinedFromRHS,
2256                         RHSValNoAssignments, LHSValNoAssignments);
2257     }
2258   }
2259   
2260   // Armed with the mappings of LHS/RHS values to ultimate values, walk the
2261   // interval lists to see if these intervals are coalescable.
2262   LiveInterval::const_iterator I = LHS.begin();
2263   LiveInterval::const_iterator IE = LHS.end();
2264   LiveInterval::const_iterator J = RHS.begin();
2265   LiveInterval::const_iterator JE = RHS.end();
2266   
2267   // Skip ahead until the first place of potential sharing.
2268   if (I->start < J->start) {
2269     I = std::upper_bound(I, IE, J->start);
2270     if (I != LHS.begin()) --I;
2271   } else if (J->start < I->start) {
2272     J = std::upper_bound(J, JE, I->start);
2273     if (J != RHS.begin()) --J;
2274   }
2275   
2276   while (1) {
2277     // Determine if these two live ranges overlap.
2278     bool Overlaps;
2279     if (I->start < J->start) {
2280       Overlaps = I->end > J->start;
2281     } else {
2282       Overlaps = J->end > I->start;
2283     }
2284
2285     // If so, check value # info to determine if they are really different.
2286     if (Overlaps) {
2287       // If the live range overlap will map to the same value number in the
2288       // result liverange, we can still coalesce them.  If not, we can't.
2289       if (LHSValNoAssignments[I->valno->id] !=
2290           RHSValNoAssignments[J->valno->id])
2291         return false;
2292     }
2293     
2294     if (I->end < J->end) {
2295       ++I;
2296       if (I == IE) break;
2297     } else {
2298       ++J;
2299       if (J == JE) break;
2300     }
2301   }
2302
2303   // Update kill info. Some live ranges are extended due to copy coalescing.
2304   for (DenseMap<VNInfo*, VNInfo*>::iterator I = LHSValsDefinedFromRHS.begin(),
2305          E = LHSValsDefinedFromRHS.end(); I != E; ++I) {
2306     VNInfo *VNI = I->first;
2307     unsigned LHSValID = LHSValNoAssignments[VNI->id];
2308     LiveInterval::removeKill(NewVNInfo[LHSValID], VNI->def);
2309     if (VNI->hasPHIKill())
2310       NewVNInfo[LHSValID]->setHasPHIKill(true);
2311     RHS.addKills(NewVNInfo[LHSValID], VNI->kills);
2312   }
2313
2314   // Update kill info. Some live ranges are extended due to copy coalescing.
2315   for (DenseMap<VNInfo*, VNInfo*>::iterator I = RHSValsDefinedFromLHS.begin(),
2316          E = RHSValsDefinedFromLHS.end(); I != E; ++I) {
2317     VNInfo *VNI = I->first;
2318     unsigned RHSValID = RHSValNoAssignments[VNI->id];
2319     LiveInterval::removeKill(NewVNInfo[RHSValID], VNI->def);
2320     if (VNI->hasPHIKill())
2321       NewVNInfo[RHSValID]->setHasPHIKill(true);
2322     LHS.addKills(NewVNInfo[RHSValID], VNI->kills);
2323   }
2324
2325   // If we get here, we know that we can coalesce the live ranges.  Ask the
2326   // intervals to coalesce themselves now.
2327   if ((RHS.ranges.size() > LHS.ranges.size() &&
2328       TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(LHS.reg)) ||
2329       TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(RHS.reg)) {
2330     RHS.join(LHS, &RHSValNoAssignments[0], &LHSValNoAssignments[0], NewVNInfo,
2331              mri_);
2332     Swapped = true;
2333   } else {
2334     LHS.join(RHS, &LHSValNoAssignments[0], &RHSValNoAssignments[0], NewVNInfo,
2335              mri_);
2336     Swapped = false;
2337   }
2338   return true;
2339 }
2340
2341 namespace {
2342   // DepthMBBCompare - Comparison predicate that sort first based on the loop
2343   // depth of the basic block (the unsigned), and then on the MBB number.
2344   struct DepthMBBCompare {
2345     typedef std::pair<unsigned, MachineBasicBlock*> DepthMBBPair;
2346     bool operator()(const DepthMBBPair &LHS, const DepthMBBPair &RHS) const {
2347       if (LHS.first > RHS.first) return true;   // Deeper loops first
2348       return LHS.first == RHS.first &&
2349         LHS.second->getNumber() < RHS.second->getNumber();
2350     }
2351   };
2352 }
2353
2354 /// getRepIntervalSize - Returns the size of the interval that represents the
2355 /// specified register.
2356 template<class SF>
2357 unsigned JoinPriorityQueue<SF>::getRepIntervalSize(unsigned Reg) {
2358   return Rc->getRepIntervalSize(Reg);
2359 }
2360
2361 /// CopyRecSort::operator - Join priority queue sorting function.
2362 ///
2363 bool CopyRecSort::operator()(CopyRec left, CopyRec right) const {
2364   // Inner loops first.
2365   if (left.LoopDepth > right.LoopDepth)
2366     return false;
2367   else if (left.LoopDepth == right.LoopDepth)
2368     if (left.isBackEdge && !right.isBackEdge)
2369       return false;
2370   return true;
2371 }
2372
2373 void SimpleRegisterCoalescing::CopyCoalesceInMBB(MachineBasicBlock *MBB,
2374                                                std::vector<CopyRec> &TryAgain) {
2375   DEBUG(errs() << ((Value*)MBB->getBasicBlock())->getName() << ":\n");
2376
2377   std::vector<CopyRec> VirtCopies;
2378   std::vector<CopyRec> PhysCopies;
2379   std::vector<CopyRec> ImpDefCopies;
2380   unsigned LoopDepth = loopInfo->getLoopDepth(MBB);
2381   for (MachineBasicBlock::iterator MII = MBB->begin(), E = MBB->end();
2382        MII != E;) {
2383     MachineInstr *Inst = MII++;
2384     
2385     // If this isn't a copy nor a extract_subreg, we can't join intervals.
2386     unsigned SrcReg, DstReg, SrcSubIdx, DstSubIdx;
2387     if (Inst->getOpcode() == TargetInstrInfo::EXTRACT_SUBREG) {
2388       DstReg = Inst->getOperand(0).getReg();
2389       SrcReg = Inst->getOperand(1).getReg();
2390     } else if (Inst->getOpcode() == TargetInstrInfo::INSERT_SUBREG ||
2391                Inst->getOpcode() == TargetInstrInfo::SUBREG_TO_REG) {
2392       DstReg = Inst->getOperand(0).getReg();
2393       SrcReg = Inst->getOperand(2).getReg();
2394     } else if (!tii_->isMoveInstr(*Inst, SrcReg, DstReg, SrcSubIdx, DstSubIdx))
2395       continue;
2396
2397     bool SrcIsPhys = TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(SrcReg);
2398     bool DstIsPhys = TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(DstReg);
2399     if (NewHeuristic) {
2400       JoinQueue->push(CopyRec(Inst, LoopDepth, isBackEdgeCopy(Inst, DstReg)));
2401     } else {
2402       if (li_->hasInterval(SrcReg) && li_->getInterval(SrcReg).empty())
2403         ImpDefCopies.push_back(CopyRec(Inst, 0, false));
2404       else if (SrcIsPhys || DstIsPhys)
2405         PhysCopies.push_back(CopyRec(Inst, 0, false));
2406       else
2407         VirtCopies.push_back(CopyRec(Inst, 0, false));
2408     }
2409   }
2410
2411   if (NewHeuristic)
2412     return;
2413
2414   // Try coalescing implicit copies first, followed by copies to / from
2415   // physical registers, then finally copies from virtual registers to
2416   // virtual registers.
2417   for (unsigned i = 0, e = ImpDefCopies.size(); i != e; ++i) {
2418     CopyRec &TheCopy = ImpDefCopies[i];
2419     bool Again = false;
2420     if (!JoinCopy(TheCopy, Again))
2421       if (Again)
2422         TryAgain.push_back(TheCopy);
2423   }
2424   for (unsigned i = 0, e = PhysCopies.size(); i != e; ++i) {
2425     CopyRec &TheCopy = PhysCopies[i];
2426     bool Again = false;
2427     if (!JoinCopy(TheCopy, Again))
2428       if (Again)
2429         TryAgain.push_back(TheCopy);
2430   }
2431   for (unsigned i = 0, e = VirtCopies.size(); i != e; ++i) {
2432     CopyRec &TheCopy = VirtCopies[i];
2433     bool Again = false;
2434     if (!JoinCopy(TheCopy, Again))
2435       if (Again)
2436         TryAgain.push_back(TheCopy);
2437   }
2438 }
2439
2440 void SimpleRegisterCoalescing::joinIntervals() {
2441   DEBUG(errs() << "********** JOINING INTERVALS ***********\n");
2442
2443   if (NewHeuristic)
2444     JoinQueue = new JoinPriorityQueue<CopyRecSort>(this);
2445
2446   std::vector<CopyRec> TryAgainList;
2447   if (loopInfo->empty()) {
2448     // If there are no loops in the function, join intervals in function order.
2449     for (MachineFunction::iterator I = mf_->begin(), E = mf_->end();
2450          I != E; ++I)
2451       CopyCoalesceInMBB(I, TryAgainList);
2452   } else {
2453     // Otherwise, join intervals in inner loops before other intervals.
2454     // Unfortunately we can't just iterate over loop hierarchy here because
2455     // there may be more MBB's than BB's.  Collect MBB's for sorting.
2456
2457     // Join intervals in the function prolog first. We want to join physical
2458     // registers with virtual registers before the intervals got too long.
2459     std::vector<std::pair<unsigned, MachineBasicBlock*> > MBBs;
2460     for (MachineFunction::iterator I = mf_->begin(), E = mf_->end();I != E;++I){
2461       MachineBasicBlock *MBB = I;
2462       MBBs.push_back(std::make_pair(loopInfo->getLoopDepth(MBB), I));
2463     }
2464
2465     // Sort by loop depth.
2466     std::sort(MBBs.begin(), MBBs.end(), DepthMBBCompare());
2467
2468     // Finally, join intervals in loop nest order.
2469     for (unsigned i = 0, e = MBBs.size(); i != e; ++i)
2470       CopyCoalesceInMBB(MBBs[i].second, TryAgainList);
2471   }
2472   
2473   // Joining intervals can allow other intervals to be joined.  Iteratively join
2474   // until we make no progress.
2475   if (NewHeuristic) {
2476     SmallVector<CopyRec, 16> TryAgain;
2477     bool ProgressMade = true;
2478     while (ProgressMade) {
2479       ProgressMade = false;
2480       while (!JoinQueue->empty()) {
2481         CopyRec R = JoinQueue->pop();
2482         bool Again = false;
2483         bool Success = JoinCopy(R, Again);
2484         if (Success)
2485           ProgressMade = true;
2486         else if (Again)
2487           TryAgain.push_back(R);
2488       }
2489
2490       if (ProgressMade) {
2491         while (!TryAgain.empty()) {
2492           JoinQueue->push(TryAgain.back());
2493           TryAgain.pop_back();
2494         }
2495       }
2496     }
2497   } else {
2498     bool ProgressMade = true;
2499     while (ProgressMade) {
2500       ProgressMade = false;
2501
2502       for (unsigned i = 0, e = TryAgainList.size(); i != e; ++i) {
2503         CopyRec &TheCopy = TryAgainList[i];
2504         if (TheCopy.MI) {
2505           bool Again = false;
2506           bool Success = JoinCopy(TheCopy, Again);
2507           if (Success || !Again) {
2508             TheCopy.MI = 0;   // Mark this one as done.
2509             ProgressMade = true;
2510           }
2511         }
2512       }
2513     }
2514   }
2515
2516   if (NewHeuristic)
2517     delete JoinQueue;  
2518 }
2519
2520 /// Return true if the two specified registers belong to different register
2521 /// classes.  The registers may be either phys or virt regs.
2522 bool
2523 SimpleRegisterCoalescing::differingRegisterClasses(unsigned RegA,
2524                                                    unsigned RegB) const {
2525   // Get the register classes for the first reg.
2526   if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(RegA)) {
2527     assert(TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(RegB) &&
2528            "Shouldn't consider two physregs!");
2529     return !mri_->getRegClass(RegB)->contains(RegA);
2530   }
2531
2532   // Compare against the regclass for the second reg.
2533   const TargetRegisterClass *RegClassA = mri_->getRegClass(RegA);
2534   if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(RegB)) {
2535     const TargetRegisterClass *RegClassB = mri_->getRegClass(RegB);
2536     return RegClassA != RegClassB;
2537   }
2538   return !RegClassA->contains(RegB);
2539 }
2540
2541 /// lastRegisterUse - Returns the last use of the specific register between
2542 /// cycles Start and End or NULL if there are no uses.
2543 MachineOperand *
2544 SimpleRegisterCoalescing::lastRegisterUse(unsigned Start, unsigned End,
2545                                           unsigned Reg, unsigned &UseIdx) const{
2546   UseIdx = 0;
2547   if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(Reg)) {
2548     MachineOperand *LastUse = NULL;
2549     for (MachineRegisterInfo::use_iterator I = mri_->use_begin(Reg),
2550            E = mri_->use_end(); I != E; ++I) {
2551       MachineOperand &Use = I.getOperand();
2552       MachineInstr *UseMI = Use.getParent();
2553       unsigned SrcReg, DstReg, SrcSubIdx, DstSubIdx;
2554       if (tii_->isMoveInstr(*UseMI, SrcReg, DstReg, SrcSubIdx, DstSubIdx) &&
2555           SrcReg == DstReg)
2556         // Ignore identity copies.
2557         continue;
2558       unsigned Idx = li_->getInstructionIndex(UseMI);
2559       if (Idx >= Start && Idx < End && Idx >= UseIdx) {
2560         LastUse = &Use;
2561         UseIdx = li_->getUseIndex(Idx);
2562       }
2563     }
2564     return LastUse;
2565   }
2566
2567   int e = (End-1) / InstrSlots::NUM * InstrSlots::NUM;
2568   int s = Start;
2569   while (e >= s) {
2570     // Skip deleted instructions
2571     MachineInstr *MI = li_->getInstructionFromIndex(e);
2572     while ((e - InstrSlots::NUM) >= s && !MI) {
2573       e -= InstrSlots::NUM;
2574       MI = li_->getInstructionFromIndex(e);
2575     }
2576     if (e < s || MI == NULL)
2577       return NULL;
2578
2579     // Ignore identity copies.
2580     unsigned SrcReg, DstReg, SrcSubIdx, DstSubIdx;
2581     if (!(tii_->isMoveInstr(*MI, SrcReg, DstReg, SrcSubIdx, DstSubIdx) &&
2582           SrcReg == DstReg))
2583       for (unsigned i = 0, NumOps = MI->getNumOperands(); i != NumOps; ++i) {
2584         MachineOperand &Use = MI->getOperand(i);
2585         if (Use.isReg() && Use.isUse() && Use.getReg() &&
2586             tri_->regsOverlap(Use.getReg(), Reg)) {
2587           UseIdx = li_->getUseIndex(e);
2588           return &Use;
2589         }
2590       }
2591
2592     e -= InstrSlots::NUM;
2593   }
2594
2595   return NULL;
2596 }
2597
2598
2599 void SimpleRegisterCoalescing::printRegName(unsigned reg) const {
2600   if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(reg))
2601     cerr << tri_->getName(reg);
2602   else
2603     cerr << "%reg" << reg;
2604 }
2605
2606 void SimpleRegisterCoalescing::releaseMemory() {
2607   JoinedCopies.clear();
2608   ReMatCopies.clear();
2609   ReMatDefs.clear();
2610 }
2611
2612 static bool isZeroLengthInterval(LiveInterval *li) {
2613   for (LiveInterval::Ranges::const_iterator
2614          i = li->ranges.begin(), e = li->ranges.end(); i != e; ++i)
2615     if (i->end - i->start > LiveInterval::InstrSlots::NUM)
2616       return false;
2617   return true;
2618 }
2619
2620
2621 bool SimpleRegisterCoalescing::runOnMachineFunction(MachineFunction &fn) {
2622   mf_ = &fn;
2623   mri_ = &fn.getRegInfo();
2624   tm_ = &fn.getTarget();
2625   tri_ = tm_->getRegisterInfo();
2626   tii_ = tm_->getInstrInfo();
2627   li_ = &getAnalysis<LiveIntervals>();
2628   loopInfo = &getAnalysis<MachineLoopInfo>();
2629
2630   DEBUG(errs() << "********** SIMPLE REGISTER COALESCING **********\n"
2631                << "********** Function: "
2632                << ((Value*)mf_->getFunction())->getName() << '\n');
2633
2634   allocatableRegs_ = tri_->getAllocatableSet(fn);
2635   for (TargetRegisterInfo::regclass_iterator I = tri_->regclass_begin(),
2636          E = tri_->regclass_end(); I != E; ++I)
2637     allocatableRCRegs_.insert(std::make_pair(*I,
2638                                              tri_->getAllocatableSet(fn, *I)));
2639
2640   // Join (coalesce) intervals if requested.
2641   if (EnableJoining) {
2642     joinIntervals();
2643     DEBUG({
2644         errs() << "********** INTERVALS POST JOINING **********\n";
2645         for (LiveIntervals::iterator I = li_->begin(), E = li_->end(); I != E; ++I){
2646           I->second->print(errs(), tri_);
2647           errs() << "\n";
2648         }
2649       });
2650   }
2651
2652   // Perform a final pass over the instructions and compute spill weights
2653   // and remove identity moves.
2654   SmallVector<unsigned, 4> DeadDefs;
2655   for (MachineFunction::iterator mbbi = mf_->begin(), mbbe = mf_->end();
2656        mbbi != mbbe; ++mbbi) {
2657     MachineBasicBlock* mbb = mbbi;
2658     unsigned loopDepth = loopInfo->getLoopDepth(mbb);
2659
2660     for (MachineBasicBlock::iterator mii = mbb->begin(), mie = mbb->end();
2661          mii != mie; ) {
2662       MachineInstr *MI = mii;
2663       unsigned SrcReg, DstReg, SrcSubIdx, DstSubIdx;
2664       if (JoinedCopies.count(MI)) {
2665         // Delete all coalesced copies.
2666         if (!tii_->isMoveInstr(*MI, SrcReg, DstReg, SrcSubIdx, DstSubIdx)) {
2667           assert((MI->getOpcode() == TargetInstrInfo::EXTRACT_SUBREG ||
2668                   MI->getOpcode() == TargetInstrInfo::INSERT_SUBREG ||
2669                   MI->getOpcode() == TargetInstrInfo::SUBREG_TO_REG) &&
2670                  "Unrecognized copy instruction");
2671           DstReg = MI->getOperand(0).getReg();
2672         }
2673         if (MI->registerDefIsDead(DstReg)) {
2674           LiveInterval &li = li_->getInterval(DstReg);
2675           if (!ShortenDeadCopySrcLiveRange(li, MI))
2676             ShortenDeadCopyLiveRange(li, MI);
2677         }
2678         li_->RemoveMachineInstrFromMaps(MI);
2679         mii = mbbi->erase(mii);
2680         ++numPeep;
2681         continue;
2682       }
2683
2684       // Now check if this is a remat'ed def instruction which is now dead.
2685       if (ReMatDefs.count(MI)) {
2686         bool isDead = true;
2687         for (unsigned i = 0, e = MI->getNumOperands(); i != e; ++i) {
2688           const MachineOperand &MO = MI->getOperand(i);
2689           if (!MO.isReg())
2690             continue;
2691           unsigned Reg = MO.getReg();
2692           if (!Reg)
2693             continue;
2694           if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(Reg))
2695             DeadDefs.push_back(Reg);
2696           if (MO.isDead())
2697             continue;
2698           if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(Reg) ||
2699               !mri_->use_empty(Reg)) {
2700             isDead = false;
2701             break;
2702           }
2703         }
2704         if (isDead) {
2705           while (!DeadDefs.empty()) {
2706             unsigned DeadDef = DeadDefs.back();
2707             DeadDefs.pop_back();
2708             RemoveDeadDef(li_->getInterval(DeadDef), MI);
2709           }
2710           li_->RemoveMachineInstrFromMaps(mii);
2711           mii = mbbi->erase(mii);
2712           continue;
2713         } else
2714           DeadDefs.clear();
2715       }
2716
2717       // If the move will be an identity move delete it
2718       bool isMove= tii_->isMoveInstr(*MI, SrcReg, DstReg, SrcSubIdx, DstSubIdx);
2719       if (isMove && SrcReg == DstReg) {
2720         if (li_->hasInterval(SrcReg)) {
2721           LiveInterval &RegInt = li_->getInterval(SrcReg);
2722           // If def of this move instruction is dead, remove its live range
2723           // from the dstination register's live interval.
2724           if (MI->registerDefIsDead(DstReg)) {
2725             if (!ShortenDeadCopySrcLiveRange(RegInt, MI))
2726               ShortenDeadCopyLiveRange(RegInt, MI);
2727           }
2728         }
2729         li_->RemoveMachineInstrFromMaps(MI);
2730         mii = mbbi->erase(mii);
2731         ++numPeep;
2732       } else {
2733         SmallSet<unsigned, 4> UniqueUses;
2734         for (unsigned i = 0, e = MI->getNumOperands(); i != e; ++i) {
2735           const MachineOperand &mop = MI->getOperand(i);
2736           if (mop.isReg() && mop.getReg() &&
2737               TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(mop.getReg())) {
2738             unsigned reg = mop.getReg();
2739             // Multiple uses of reg by the same instruction. It should not
2740             // contribute to spill weight again.
2741             if (UniqueUses.count(reg) != 0)
2742               continue;
2743             LiveInterval &RegInt = li_->getInterval(reg);
2744             RegInt.weight +=
2745               li_->getSpillWeight(mop.isDef(), mop.isUse(), loopDepth);
2746             UniqueUses.insert(reg);
2747           }
2748         }
2749         ++mii;
2750       }
2751     }
2752   }
2753
2754   for (LiveIntervals::iterator I = li_->begin(), E = li_->end(); I != E; ++I) {
2755     LiveInterval &LI = *I->second;
2756     if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(LI.reg)) {
2757       // If the live interval length is essentially zero, i.e. in every live
2758       // range the use follows def immediately, it doesn't make sense to spill
2759       // it and hope it will be easier to allocate for this li.
2760       if (isZeroLengthInterval(&LI))
2761         LI.weight = HUGE_VALF;
2762       else {
2763         bool isLoad = false;
2764         SmallVector<LiveInterval*, 4> SpillIs;
2765         if (li_->isReMaterializable(LI, SpillIs, isLoad)) {
2766           // If all of the definitions of the interval are re-materializable,
2767           // it is a preferred candidate for spilling. If non of the defs are
2768           // loads, then it's potentially very cheap to re-materialize.
2769           // FIXME: this gets much more complicated once we support non-trivial
2770           // re-materialization.
2771           if (isLoad)
2772             LI.weight *= 0.9F;
2773           else
2774             LI.weight *= 0.5F;
2775         }
2776       }
2777
2778       // Slightly prefer live interval that has been assigned a preferred reg.
2779       std::pair<unsigned, unsigned> Hint = mri_->getRegAllocationHint(LI.reg);
2780       if (Hint.first || Hint.second)
2781         LI.weight *= 1.01F;
2782
2783       // Divide the weight of the interval by its size.  This encourages 
2784       // spilling of intervals that are large and have few uses, and
2785       // discourages spilling of small intervals with many uses.
2786       LI.weight /= li_->getApproximateInstructionCount(LI) * InstrSlots::NUM;
2787     }
2788   }
2789
2790   DEBUG(dump());
2791   return true;
2792 }
2793
2794 /// print - Implement the dump method.
2795 void SimpleRegisterCoalescing::print(std::ostream &O, const Module* m) const {
2796    li_->print(O, m);
2797 }
2798
2799 RegisterCoalescer* llvm::createSimpleRegisterCoalescer() {
2800   return new SimpleRegisterCoalescing();
2801 }
2802
2803 // Make sure that anything that uses RegisterCoalescer pulls in this file...
2804 DEFINING_FILE_FOR(SimpleRegisterCoalescing)