Remove -new-coalescer-heuristic. It's not useful.
[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 DisableCrossClassJoin("disable-cross-class-join",
57                cl::desc("Avoid coalescing cross register class copies"),
58                cl::init(false), cl::Hidden);
59
60 static cl::opt<bool>
61 PhysJoinTweak("tweak-phys-join-heuristics",
62                cl::desc("Tweak heuristics for joining phys reg with vr"),
63                cl::init(false), cl::Hidden);
64
65 static RegisterPass<SimpleRegisterCoalescing> 
66 X("simple-register-coalescing", "Simple Register Coalescing");
67
68 // Declare that we implement the RegisterCoalescer interface
69 static RegisterAnalysisGroup<RegisterCoalescer, true/*The Default*/> V(X);
70
71 const PassInfo *const llvm::SimpleRegisterCoalescingID = &X;
72
73 void SimpleRegisterCoalescing::getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
74   AU.setPreservesCFG();
75   AU.addRequired<LiveIntervals>();
76   AU.addPreserved<LiveIntervals>();
77   AU.addRequired<MachineLoopInfo>();
78   AU.addPreserved<MachineLoopInfo>();
79   AU.addPreservedID(MachineDominatorsID);
80   if (StrongPHIElim)
81     AU.addPreservedID(StrongPHIEliminationID);
82   else
83     AU.addPreservedID(PHIEliminationID);
84   AU.addPreservedID(TwoAddressInstructionPassID);
85   MachineFunctionPass::getAnalysisUsage(AU);
86 }
87
88 /// AdjustCopiesBackFrom - We found a non-trivially-coalescable copy with IntA
89 /// being the source and IntB being the dest, thus this defines a value number
90 /// in IntB.  If the source value number (in IntA) is defined by a copy from B,
91 /// see if we can merge these two pieces of B into a single value number,
92 /// eliminating a copy.  For example:
93 ///
94 ///  A3 = B0
95 ///    ...
96 ///  B1 = A3      <- this copy
97 ///
98 /// In this case, B0 can be extended to where the B1 copy lives, allowing the B1
99 /// value number to be replaced with B0 (which simplifies the B liveinterval).
100 ///
101 /// This returns true if an interval was modified.
102 ///
103 bool SimpleRegisterCoalescing::AdjustCopiesBackFrom(LiveInterval &IntA,
104                                                     LiveInterval &IntB,
105                                                     MachineInstr *CopyMI) {
106   MachineInstrIndex CopyIdx = li_->getDefIndex(li_->getInstructionIndex(CopyMI));
107
108   // BValNo is a value number in B that is defined by a copy from A.  'B3' in
109   // the example above.
110   LiveInterval::iterator BLR = IntB.FindLiveRangeContaining(CopyIdx);
111   assert(BLR != IntB.end() && "Live range not found!");
112   VNInfo *BValNo = BLR->valno;
113   
114   // Get the location that B is defined at.  Two options: either this value has
115   // an unknown definition point or it is defined at CopyIdx.  If unknown, we 
116   // can't process it.
117   if (!BValNo->getCopy()) return false;
118   assert(BValNo->def == CopyIdx && "Copy doesn't define the value?");
119   
120   // AValNo is the value number in A that defines the copy, A3 in the example.
121   MachineInstrIndex CopyUseIdx = li_->getUseIndex(CopyIdx);
122   LiveInterval::iterator ALR = IntA.FindLiveRangeContaining(CopyUseIdx);
123   assert(ALR != IntA.end() && "Live range not found!");
124   VNInfo *AValNo = ALR->valno;
125   // If it's re-defined by an early clobber somewhere in the live range, then
126   // it's not safe to eliminate the copy. FIXME: This is a temporary workaround.
127   // See PR3149:
128   // 172     %ECX<def> = MOV32rr %reg1039<kill>
129   // 180     INLINEASM <es:subl $5,$1
130   //         sbbl $3,$0>, 10, %EAX<def>, 14, %ECX<earlyclobber,def>, 9, %EAX<kill>,
131   // 36, <fi#0>, 1, %reg0, 0, 9, %ECX<kill>, 36, <fi#1>, 1, %reg0, 0
132   // 188     %EAX<def> = MOV32rr %EAX<kill>
133   // 196     %ECX<def> = MOV32rr %ECX<kill>
134   // 204     %ECX<def> = MOV32rr %ECX<kill>
135   // 212     %EAX<def> = MOV32rr %EAX<kill>
136   // 220     %EAX<def> = MOV32rr %EAX
137   // 228     %reg1039<def> = MOV32rr %ECX<kill>
138   // The early clobber operand ties ECX input to the ECX def.
139   //
140   // The live interval of ECX is represented as this:
141   // %reg20,inf = [46,47:1)[174,230:0)  0@174-(230) 1@46-(47)
142   // The coalescer has no idea there was a def in the middle of [174,230].
143   if (AValNo->hasRedefByEC())
144     return false;
145   
146   // If AValNo is defined as a copy from IntB, we can potentially process this.  
147   // Get the instruction that defines this value number.
148   unsigned SrcReg = li_->getVNInfoSourceReg(AValNo);
149   if (!SrcReg) return false;  // Not defined by a copy.
150     
151   // If the value number is not defined by a copy instruction, ignore it.
152
153   // If the source register comes from an interval other than IntB, we can't
154   // handle this.
155   if (SrcReg != IntB.reg) return false;
156   
157   // Get the LiveRange in IntB that this value number starts with.
158   LiveInterval::iterator ValLR =
159     IntB.FindLiveRangeContaining(li_->getPrevSlot(AValNo->def));
160   assert(ValLR != IntB.end() && "Live range not found!");
161   
162   // Make sure that the end of the live range is inside the same block as
163   // CopyMI.
164   MachineInstr *ValLREndInst =
165     li_->getInstructionFromIndex(li_->getPrevSlot(ValLR->end));
166   if (!ValLREndInst || 
167       ValLREndInst->getParent() != CopyMI->getParent()) return false;
168
169   // Okay, we now know that ValLR ends in the same block that the CopyMI
170   // live-range starts.  If there are no intervening live ranges between them in
171   // IntB, we can merge them.
172   if (ValLR+1 != BLR) return false;
173
174   // If a live interval is a physical register, conservatively check if any
175   // of its sub-registers is overlapping the live interval of the virtual
176   // register. If so, do not coalesce.
177   if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(IntB.reg) &&
178       *tri_->getSubRegisters(IntB.reg)) {
179     for (const unsigned* SR = tri_->getSubRegisters(IntB.reg); *SR; ++SR)
180       if (li_->hasInterval(*SR) && IntA.overlaps(li_->getInterval(*SR))) {
181         DEBUG({
182             errs() << "Interfere with sub-register ";
183             li_->getInterval(*SR).print(errs(), tri_);
184           });
185         return false;
186       }
187   }
188   
189   DEBUG({
190       errs() << "\nExtending: ";
191       IntB.print(errs(), tri_);
192     });
193   
194   MachineInstrIndex FillerStart = ValLR->end, FillerEnd = BLR->start;
195   // We are about to delete CopyMI, so need to remove it as the 'instruction
196   // that defines this value #'. Update the the valnum with the new defining
197   // instruction #.
198   BValNo->def  = FillerStart;
199   BValNo->setCopy(0);
200   
201   // Okay, we can merge them.  We need to insert a new liverange:
202   // [ValLR.end, BLR.begin) of either value number, then we merge the
203   // two value numbers.
204   IntB.addRange(LiveRange(FillerStart, FillerEnd, BValNo));
205
206   // If the IntB live range is assigned to a physical register, and if that
207   // physreg has sub-registers, update their live intervals as well. 
208   if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(IntB.reg)) {
209     for (const unsigned *SR = tri_->getSubRegisters(IntB.reg); *SR; ++SR) {
210       LiveInterval &SRLI = li_->getInterval(*SR);
211       SRLI.addRange(LiveRange(FillerStart, FillerEnd,
212                               SRLI.getNextValue(FillerStart, 0, true,
213                                                 li_->getVNInfoAllocator())));
214     }
215   }
216
217   // Okay, merge "B1" into the same value number as "B0".
218   if (BValNo != ValLR->valno) {
219     IntB.addKills(ValLR->valno, BValNo->kills);
220     IntB.MergeValueNumberInto(BValNo, ValLR->valno);
221   }
222   DEBUG({
223       errs() << "   result = ";
224       IntB.print(errs(), tri_);
225       errs() << "\n";
226     });
227
228   // If the source instruction was killing the source register before the
229   // merge, unset the isKill marker given the live range has been extended.
230   int UIdx = ValLREndInst->findRegisterUseOperandIdx(IntB.reg, true);
231   if (UIdx != -1) {
232     ValLREndInst->getOperand(UIdx).setIsKill(false);
233     ValLR->valno->removeKill(FillerStart);
234   }
235
236   // If the copy instruction was killing the destination register before the
237   // merge, find the last use and trim the live range. That will also add the
238   // isKill marker.
239   if (CopyMI->killsRegister(IntA.reg))
240     TrimLiveIntervalToLastUse(CopyUseIdx, CopyMI->getParent(), IntA, ALR);
241
242   ++numExtends;
243   return true;
244 }
245
246 /// HasOtherReachingDefs - Return true if there are definitions of IntB
247 /// other than BValNo val# that can reach uses of AValno val# of IntA.
248 bool SimpleRegisterCoalescing::HasOtherReachingDefs(LiveInterval &IntA,
249                                                     LiveInterval &IntB,
250                                                     VNInfo *AValNo,
251                                                     VNInfo *BValNo) {
252   for (LiveInterval::iterator AI = IntA.begin(), AE = IntA.end();
253        AI != AE; ++AI) {
254     if (AI->valno != AValNo) continue;
255     LiveInterval::Ranges::iterator BI =
256       std::upper_bound(IntB.ranges.begin(), IntB.ranges.end(), AI->start);
257     if (BI != IntB.ranges.begin())
258       --BI;
259     for (; BI != IntB.ranges.end() && AI->end >= BI->start; ++BI) {
260       if (BI->valno == BValNo)
261         continue;
262       if (BI->start <= AI->start && BI->end > AI->start)
263         return true;
264       if (BI->start > AI->start && BI->start < AI->end)
265         return true;
266     }
267   }
268   return false;
269 }
270
271 /// RemoveCopyByCommutingDef - We found a non-trivially-coalescable copy with IntA
272 /// being the source and IntB being the dest, thus this defines a value number
273 /// in IntB.  If the source value number (in IntA) is defined by a commutable
274 /// instruction and its other operand is coalesced to the copy dest register,
275 /// see if we can transform the copy into a noop by commuting the definition. For
276 /// example,
277 ///
278 ///  A3 = op A2 B0<kill>
279 ///    ...
280 ///  B1 = A3      <- this copy
281 ///    ...
282 ///     = op A3   <- more uses
283 ///
284 /// ==>
285 ///
286 ///  B2 = op B0 A2<kill>
287 ///    ...
288 ///  B1 = B2      <- now an identify copy
289 ///    ...
290 ///     = op B2   <- more uses
291 ///
292 /// This returns true if an interval was modified.
293 ///
294 bool SimpleRegisterCoalescing::RemoveCopyByCommutingDef(LiveInterval &IntA,
295                                                         LiveInterval &IntB,
296                                                         MachineInstr *CopyMI) {
297   MachineInstrIndex CopyIdx =
298     li_->getDefIndex(li_->getInstructionIndex(CopyMI));
299
300   // FIXME: For now, only eliminate the copy by commuting its def when the
301   // source register is a virtual register. We want to guard against cases
302   // where the copy is a back edge copy and commuting the def lengthen the
303   // live interval of the source register to the entire loop.
304   if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(IntA.reg))
305     return false;
306
307   // BValNo is a value number in B that is defined by a copy from A. 'B3' in
308   // the example above.
309   LiveInterval::iterator BLR = IntB.FindLiveRangeContaining(CopyIdx);
310   assert(BLR != IntB.end() && "Live range not found!");
311   VNInfo *BValNo = BLR->valno;
312   
313   // Get the location that B is defined at.  Two options: either this value has
314   // an unknown definition point or it is defined at CopyIdx.  If unknown, we 
315   // can't process it.
316   if (!BValNo->getCopy()) return false;
317   assert(BValNo->def == CopyIdx && "Copy doesn't define the value?");
318   
319   // AValNo is the value number in A that defines the copy, A3 in the example.
320   LiveInterval::iterator ALR =
321     IntA.FindLiveRangeContaining(li_->getPrevSlot(CopyIdx));
322
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     MachineInstrIndex 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<MachineInstrIndex, MachineInstrIndex> 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     MachineInstrIndex 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(li_->getNextSlot(li_->getUseIndex(UseIdx)));
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       MachineInstrIndex 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     if (ValNo->kills[j] != BLR->end)
480       BKills.push_back(ValNo->kills[j]);
481   }
482   ValNo->kills.clear();
483   for (LiveInterval::iterator AI = IntA.begin(), AE = IntA.end();
484        AI != AE; ++AI) {
485     if (AI->valno != AValNo) continue;
486     MachineInstrIndex End = AI->end;
487     std::map<MachineInstrIndex, MachineInstrIndex>::iterator
488       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,
542                         MachineInstrIndex Start, MachineInstrIndex End,
543                         LiveIntervals *li_, const TargetRegisterInfo *tri_) {
544   li.removeRange(Start, End, true);
545   if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(li.reg)) {
546     for (const unsigned* SR = tri_->getSubRegisters(li.reg); *SR; ++SR) {
547       if (!li_->hasInterval(*SR))
548         continue;
549       LiveInterval &sli = li_->getInterval(*SR);
550       MachineInstrIndex RemoveEnd = Start;
551       while (RemoveEnd != End) {
552         LiveInterval::iterator LR = sli.FindLiveRangeContaining(Start);
553         if (LR == sli.end())
554           break;
555         RemoveEnd = (LR->end < End) ? LR->end : End;
556         sli.removeRange(Start, RemoveEnd, true);
557         Start = RemoveEnd;
558       }
559     }
560   }
561 }
562
563 /// TrimLiveIntervalToLastUse - If there is a last use in the same basic block
564 /// as the copy instruction, trim the live interval to the last use and return
565 /// true.
566 bool
567 SimpleRegisterCoalescing::TrimLiveIntervalToLastUse(MachineInstrIndex CopyIdx,
568                                                     MachineBasicBlock *CopyMBB,
569                                                     LiveInterval &li,
570                                                     const LiveRange *LR) {
571   MachineInstrIndex MBBStart = li_->getMBBStartIdx(CopyMBB);
572   MachineInstrIndex LastUseIdx;
573   MachineOperand *LastUse =
574     lastRegisterUse(LR->start, li_->getPrevSlot(CopyIdx), li.reg, LastUseIdx);
575   if (LastUse) {
576     MachineInstr *LastUseMI = LastUse->getParent();
577     if (!isSameOrFallThroughBB(LastUseMI->getParent(), CopyMBB, tii_)) {
578       // r1024 = op
579       // ...
580       // BB1:
581       //       = r1024
582       //
583       // BB2:
584       // r1025<dead> = r1024<kill>
585       if (MBBStart < LR->end)
586         removeRange(li, MBBStart, LR->end, li_, tri_);
587       return true;
588     }
589
590     // There are uses before the copy, just shorten the live range to the end
591     // of last use.
592     LastUse->setIsKill();
593     removeRange(li, li_->getDefIndex(LastUseIdx), LR->end, li_, tri_);
594     LR->valno->addKill(li_->getNextSlot(LastUseIdx));
595     unsigned SrcReg, DstReg, SrcSubIdx, DstSubIdx;
596     if (tii_->isMoveInstr(*LastUseMI, SrcReg, DstReg, SrcSubIdx, DstSubIdx) &&
597         DstReg == li.reg) {
598       // Last use is itself an identity code.
599       int DeadIdx = LastUseMI->findRegisterDefOperandIdx(li.reg, false, tri_);
600       LastUseMI->getOperand(DeadIdx).setIsDead();
601     }
602     return true;
603   }
604
605   // Is it livein?
606   if (LR->start <= MBBStart && LR->end > MBBStart) {
607     if (LR->start == MachineInstrIndex()) {
608       assert(TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(li.reg));
609       // Live-in to the function but dead. Remove it from entry live-in set.
610       mf_->begin()->removeLiveIn(li.reg);
611     }
612     // FIXME: Shorten intervals in BBs that reaches this BB.
613   }
614
615   return false;
616 }
617
618 /// ReMaterializeTrivialDef - If the source of a copy is defined by a trivial
619 /// computation, replace the copy by rematerialize the definition.
620 bool SimpleRegisterCoalescing::ReMaterializeTrivialDef(LiveInterval &SrcInt,
621                                                        unsigned DstReg,
622                                                        unsigned DstSubIdx,
623                                                        MachineInstr *CopyMI) {
624   MachineInstrIndex CopyIdx = li_->getUseIndex(li_->getInstructionIndex(CopyMI));
625   LiveInterval::iterator SrcLR = SrcInt.FindLiveRangeContaining(CopyIdx);
626   assert(SrcLR != SrcInt.end() && "Live range not found!");
627   VNInfo *ValNo = SrcLR->valno;
628   // If other defs can reach uses of this def, then it's not safe to perform
629   // the optimization. FIXME: Do isPHIDef and isDefAccurate both need to be
630   // tested?
631   if (ValNo->isPHIDef() || !ValNo->isDefAccurate() ||
632       ValNo->isUnused() || ValNo->hasPHIKill())
633     return false;
634   MachineInstr *DefMI = li_->getInstructionFromIndex(ValNo->def);
635   const TargetInstrDesc &TID = DefMI->getDesc();
636   if (!TID.isAsCheapAsAMove())
637     return false;
638   if (!DefMI->getDesc().isRematerializable() ||
639       !tii_->isTriviallyReMaterializable(DefMI))
640     return false;
641   bool SawStore = false;
642   if (!DefMI->isSafeToMove(tii_, SawStore))
643     return false;
644   if (TID.getNumDefs() != 1)
645     return false;
646   if (DefMI->getOpcode() != TargetInstrInfo::IMPLICIT_DEF) {
647     // Make sure the copy destination register class fits the instruction
648     // definition register class. The mismatch can happen as a result of earlier
649     // extract_subreg, insert_subreg, subreg_to_reg coalescing.
650     const TargetRegisterClass *RC = TID.OpInfo[0].getRegClass(tri_);
651     if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(DstReg)) {
652       if (mri_->getRegClass(DstReg) != RC)
653         return false;
654     } else if (!RC->contains(DstReg))
655       return false;
656   }
657
658   // If destination register has a sub-register index on it, make sure it mtches
659   // the instruction register class.
660   if (DstSubIdx) {
661     const TargetInstrDesc &TID = DefMI->getDesc();
662     if (TID.getNumDefs() != 1)
663       return false;
664     const TargetRegisterClass *DstRC = mri_->getRegClass(DstReg);
665     const TargetRegisterClass *DstSubRC =
666       DstRC->getSubRegisterRegClass(DstSubIdx);
667     const TargetRegisterClass *DefRC = TID.OpInfo[0].getRegClass(tri_);
668     if (DefRC == DstRC)
669       DstSubIdx = 0;
670     else if (DefRC != DstSubRC)
671       return false;
672   }
673
674   MachineInstrIndex DefIdx = li_->getDefIndex(CopyIdx);
675   const LiveRange *DLR= li_->getInterval(DstReg).getLiveRangeContaining(DefIdx);
676   DLR->valno->setCopy(0);
677   // Don't forget to update sub-register intervals.
678   if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(DstReg)) {
679     for (const unsigned* SR = tri_->getSubRegisters(DstReg); *SR; ++SR) {
680       if (!li_->hasInterval(*SR))
681         continue;
682       DLR = li_->getInterval(*SR).getLiveRangeContaining(DefIdx);
683       if (DLR && DLR->valno->getCopy() == CopyMI)
684         DLR->valno->setCopy(0);
685     }
686   }
687
688   // If copy kills the source register, find the last use and propagate
689   // kill.
690   bool checkForDeadDef = false;
691   MachineBasicBlock *MBB = CopyMI->getParent();
692   if (CopyMI->killsRegister(SrcInt.reg))
693     if (!TrimLiveIntervalToLastUse(CopyIdx, MBB, SrcInt, SrcLR)) {
694       checkForDeadDef = true;
695     }
696
697   MachineBasicBlock::iterator MII = next(MachineBasicBlock::iterator(CopyMI));
698   tii_->reMaterialize(*MBB, MII, DstReg, DstSubIdx, DefMI);
699   MachineInstr *NewMI = prior(MII);
700
701   if (checkForDeadDef) {
702     // PR4090 fix: Trim interval failed because there was no use of the
703     // source interval in this MBB. If the def is in this MBB too then we
704     // should mark it dead:
705     if (DefMI->getParent() == MBB) {
706       DefMI->addRegisterDead(SrcInt.reg, tri_);
707       SrcLR->end = li_->getNextSlot(SrcLR->start);
708     }
709   }
710
711   // CopyMI may have implicit operands, transfer them over to the newly
712   // rematerialized instruction. And update implicit def interval valnos.
713   for (unsigned i = CopyMI->getDesc().getNumOperands(),
714          e = CopyMI->getNumOperands(); i != e; ++i) {
715     MachineOperand &MO = CopyMI->getOperand(i);
716     if (MO.isReg() && MO.isImplicit())
717       NewMI->addOperand(MO);
718     if (MO.isDef() && li_->hasInterval(MO.getReg())) {
719       unsigned Reg = MO.getReg();
720       DLR = li_->getInterval(Reg).getLiveRangeContaining(DefIdx);
721       if (DLR && DLR->valno->getCopy() == CopyMI)
722         DLR->valno->setCopy(0);
723     }
724   }
725
726   li_->ReplaceMachineInstrInMaps(CopyMI, NewMI);
727   CopyMI->eraseFromParent();
728   ReMatCopies.insert(CopyMI);
729   ReMatDefs.insert(DefMI);
730   ++NumReMats;
731   return true;
732 }
733
734 /// UpdateRegDefsUses - Replace all defs and uses of SrcReg to DstReg and
735 /// update the subregister number if it is not zero. If DstReg is a
736 /// physical register and the existing subregister number of the def / use
737 /// being updated is not zero, make sure to set it to the correct physical
738 /// subregister.
739 void
740 SimpleRegisterCoalescing::UpdateRegDefsUses(unsigned SrcReg, unsigned DstReg,
741                                             unsigned SubIdx) {
742   bool DstIsPhys = TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(DstReg);
743   if (DstIsPhys && SubIdx) {
744     // Figure out the real physical register we are updating with.
745     DstReg = tri_->getSubReg(DstReg, SubIdx);
746     SubIdx = 0;
747   }
748
749   for (MachineRegisterInfo::reg_iterator I = mri_->reg_begin(SrcReg),
750          E = mri_->reg_end(); I != E; ) {
751     MachineOperand &O = I.getOperand();
752     MachineInstr *UseMI = &*I;
753     ++I;
754     unsigned OldSubIdx = O.getSubReg();
755     if (DstIsPhys) {
756       unsigned UseDstReg = DstReg;
757       if (OldSubIdx)
758           UseDstReg = tri_->getSubReg(DstReg, OldSubIdx);
759
760       unsigned CopySrcReg, CopyDstReg, CopySrcSubIdx, CopyDstSubIdx;
761       if (tii_->isMoveInstr(*UseMI, CopySrcReg, CopyDstReg,
762                             CopySrcSubIdx, CopyDstSubIdx) &&
763           CopySrcReg != CopyDstReg &&
764           CopySrcReg == SrcReg && CopyDstReg != UseDstReg) {
765         // If the use is a copy and it won't be coalesced away, and its source
766         // is defined by a trivial computation, try to rematerialize it instead.
767         if (ReMaterializeTrivialDef(li_->getInterval(SrcReg), CopyDstReg,
768                                     CopyDstSubIdx, UseMI))
769           continue;
770       }
771
772       O.setReg(UseDstReg);
773       O.setSubReg(0);
774       continue;
775     }
776
777     // Sub-register indexes goes from small to large. e.g.
778     // RAX: 1 -> AL, 2 -> AX, 3 -> EAX
779     // EAX: 1 -> AL, 2 -> AX
780     // So RAX's sub-register 2 is AX, RAX's sub-regsiter 3 is EAX, whose
781     // sub-register 2 is also AX.
782     if (SubIdx && OldSubIdx && SubIdx != OldSubIdx)
783       assert(OldSubIdx < SubIdx && "Conflicting sub-register index!");
784     else if (SubIdx)
785       O.setSubReg(SubIdx);
786     // Remove would-be duplicated kill marker.
787     if (O.isKill() && UseMI->killsRegister(DstReg))
788       O.setIsKill(false);
789     O.setReg(DstReg);
790
791     // After updating the operand, check if the machine instruction has
792     // become a copy. If so, update its val# information.
793     if (JoinedCopies.count(UseMI))
794       continue;
795
796     const TargetInstrDesc &TID = UseMI->getDesc();
797     unsigned CopySrcReg, CopyDstReg, CopySrcSubIdx, CopyDstSubIdx;
798     if (TID.getNumDefs() == 1 && TID.getNumOperands() > 2 &&
799         tii_->isMoveInstr(*UseMI, CopySrcReg, CopyDstReg,
800                           CopySrcSubIdx, CopyDstSubIdx) &&
801         CopySrcReg != CopyDstReg &&
802         (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(CopyDstReg) ||
803          allocatableRegs_[CopyDstReg])) {
804       LiveInterval &LI = li_->getInterval(CopyDstReg);
805       MachineInstrIndex DefIdx =
806         li_->getDefIndex(li_->getInstructionIndex(UseMI));
807       if (const LiveRange *DLR = LI.getLiveRangeContaining(DefIdx)) {
808         if (DLR->valno->def == DefIdx)
809           DLR->valno->setCopy(UseMI);
810       }
811     }
812   }
813 }
814
815 /// RemoveUnnecessaryKills - Remove kill markers that are no longer accurate
816 /// due to live range lengthening as the result of coalescing.
817 void SimpleRegisterCoalescing::RemoveUnnecessaryKills(unsigned Reg,
818                                                       LiveInterval &LI) {
819   for (MachineRegisterInfo::use_iterator UI = mri_->use_begin(Reg),
820          UE = mri_->use_end(); UI != UE; ++UI) {
821     MachineOperand &UseMO = UI.getOperand();
822     if (!UseMO.isKill())
823       continue;
824     MachineInstr *UseMI = UseMO.getParent();
825     MachineInstrIndex UseIdx =
826       li_->getUseIndex(li_->getInstructionIndex(UseMI));
827     const LiveRange *LR = LI.getLiveRangeContaining(UseIdx);
828     if (!LR || !LR->valno->isKill(li_->getNextSlot(UseIdx))) {
829       if (LR->valno->def != li_->getNextSlot(UseIdx)) {
830         // Interesting problem. After coalescing reg1027's def and kill are both
831         // at the same point:  %reg1027,0.000000e+00 = [56,814:0)  0@70-(814)
832         //
833         // bb5:
834         // 60   %reg1027<def> = t2MOVr %reg1027, 14, %reg0, %reg0
835         // 68   %reg1027<def> = t2LDRi12 %reg1027<kill>, 8, 14, %reg0
836         // 76   t2CMPzri %reg1038<kill,undef>, 0, 14, %reg0, %CPSR<imp-def>
837         // 84   %reg1027<def> = t2MOVr %reg1027, 14, %reg0, %reg0
838         // 96   t2Bcc mbb<bb5,0x2030910>, 1, %CPSR<kill>
839         //
840         // Do not remove the kill marker on t2LDRi12.
841         UseMO.setIsKill(false);
842       }
843     }
844   }
845 }
846
847 /// removeIntervalIfEmpty - Check if the live interval of a physical register
848 /// is empty, if so remove it and also remove the empty intervals of its
849 /// sub-registers. Return true if live interval is removed.
850 static bool removeIntervalIfEmpty(LiveInterval &li, LiveIntervals *li_,
851                                   const TargetRegisterInfo *tri_) {
852   if (li.empty()) {
853     if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(li.reg))
854       for (const unsigned* SR = tri_->getSubRegisters(li.reg); *SR; ++SR) {
855         if (!li_->hasInterval(*SR))
856           continue;
857         LiveInterval &sli = li_->getInterval(*SR);
858         if (sli.empty())
859           li_->removeInterval(*SR);
860       }
861     li_->removeInterval(li.reg);
862     return true;
863   }
864   return false;
865 }
866
867 /// ShortenDeadCopyLiveRange - Shorten a live range defined by a dead copy.
868 /// Return true if live interval is removed.
869 bool SimpleRegisterCoalescing::ShortenDeadCopyLiveRange(LiveInterval &li,
870                                                         MachineInstr *CopyMI) {
871   MachineInstrIndex CopyIdx = li_->getInstructionIndex(CopyMI);
872   LiveInterval::iterator MLR =
873     li.FindLiveRangeContaining(li_->getDefIndex(CopyIdx));
874   if (MLR == li.end())
875     return false;  // Already removed by ShortenDeadCopySrcLiveRange.
876   MachineInstrIndex RemoveStart = MLR->start;
877   MachineInstrIndex RemoveEnd = MLR->end;
878   MachineInstrIndex DefIdx = li_->getDefIndex(CopyIdx);
879   // Remove the liverange that's defined by this.
880   if (RemoveStart == DefIdx && RemoveEnd == li_->getNextSlot(DefIdx)) {
881     removeRange(li, RemoveStart, RemoveEnd, li_, tri_);
882     return removeIntervalIfEmpty(li, li_, tri_);
883   }
884   return false;
885 }
886
887 /// RemoveDeadDef - If a def of a live interval is now determined dead, remove
888 /// the val# it defines. If the live interval becomes empty, remove it as well.
889 bool SimpleRegisterCoalescing::RemoveDeadDef(LiveInterval &li,
890                                              MachineInstr *DefMI) {
891   MachineInstrIndex DefIdx = li_->getDefIndex(li_->getInstructionIndex(DefMI));
892   LiveInterval::iterator MLR = li.FindLiveRangeContaining(DefIdx);
893   if (DefIdx != MLR->valno->def)
894     return false;
895   li.removeValNo(MLR->valno);
896   return removeIntervalIfEmpty(li, li_, tri_);
897 }
898
899 /// PropagateDeadness - Propagate the dead marker to the instruction which
900 /// defines the val#.
901 static void PropagateDeadness(LiveInterval &li, MachineInstr *CopyMI,
902                               MachineInstrIndex &LRStart, LiveIntervals *li_,
903                               const TargetRegisterInfo* tri_) {
904   MachineInstr *DefMI =
905     li_->getInstructionFromIndex(li_->getDefIndex(LRStart));
906   if (DefMI && DefMI != CopyMI) {
907     int DeadIdx = DefMI->findRegisterDefOperandIdx(li.reg, false);
908     if (DeadIdx != -1)
909       DefMI->getOperand(DeadIdx).setIsDead();
910     else
911       DefMI->addOperand(MachineOperand::CreateReg(li.reg,
912                                                   true, true, false, true));
913     LRStart = li_->getNextSlot(LRStart);
914   }
915 }
916
917 /// ShortenDeadCopySrcLiveRange - Shorten a live range as it's artificially
918 /// extended by a dead copy. Mark the last use (if any) of the val# as kill as
919 /// ends the live range there. If there isn't another use, then this live range
920 /// is dead. Return true if live interval is removed.
921 bool
922 SimpleRegisterCoalescing::ShortenDeadCopySrcLiveRange(LiveInterval &li,
923                                                       MachineInstr *CopyMI) {
924   MachineInstrIndex CopyIdx = li_->getInstructionIndex(CopyMI);
925   if (CopyIdx == MachineInstrIndex()) {
926     // FIXME: special case: function live in. It can be a general case if the
927     // first instruction index starts at > 0 value.
928     assert(TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(li.reg));
929     // Live-in to the function but dead. Remove it from entry live-in set.
930     if (mf_->begin()->isLiveIn(li.reg))
931       mf_->begin()->removeLiveIn(li.reg);
932     const LiveRange *LR = li.getLiveRangeContaining(CopyIdx);
933     removeRange(li, LR->start, LR->end, li_, tri_);
934     return removeIntervalIfEmpty(li, li_, tri_);
935   }
936
937   LiveInterval::iterator LR =
938     li.FindLiveRangeContaining(li_->getPrevSlot(CopyIdx));
939   if (LR == li.end())
940     // Livein but defined by a phi.
941     return false;
942
943   MachineInstrIndex RemoveStart = LR->start;
944   MachineInstrIndex RemoveEnd = li_->getNextSlot(li_->getDefIndex(CopyIdx));
945   if (LR->end > RemoveEnd)
946     // More uses past this copy? Nothing to do.
947     return false;
948
949   // If there is a last use in the same bb, we can't remove the live range.
950   // Shorten the live interval and return.
951   MachineBasicBlock *CopyMBB = CopyMI->getParent();
952   if (TrimLiveIntervalToLastUse(CopyIdx, CopyMBB, li, LR))
953     return false;
954
955   // There are other kills of the val#. Nothing to do.
956   if (!li.isOnlyLROfValNo(LR))
957     return false;
958
959   MachineBasicBlock *StartMBB = li_->getMBBFromIndex(RemoveStart);
960   if (!isSameOrFallThroughBB(StartMBB, CopyMBB, tii_))
961     // If the live range starts in another mbb and the copy mbb is not a fall
962     // through mbb, then we can only cut the range from the beginning of the
963     // copy mbb.
964     RemoveStart = li_->getNextSlot(li_->getMBBStartIdx(CopyMBB));
965
966   if (LR->valno->def == RemoveStart) {
967     // If the def MI defines the val# and this copy is the only kill of the
968     // val#, then propagate the dead marker.
969     PropagateDeadness(li, CopyMI, RemoveStart, li_, tri_);
970     ++numDeadValNo;
971
972     if (LR->valno->isKill(RemoveEnd))
973       LR->valno->removeKill(RemoveEnd);
974   }
975
976   removeRange(li, RemoveStart, RemoveEnd, li_, tri_);
977   return removeIntervalIfEmpty(li, li_, tri_);
978 }
979
980 /// CanCoalesceWithImpDef - Returns true if the specified copy instruction
981 /// from an implicit def to another register can be coalesced away.
982 bool SimpleRegisterCoalescing::CanCoalesceWithImpDef(MachineInstr *CopyMI,
983                                                      LiveInterval &li,
984                                                      LiveInterval &ImpLi) const{
985   if (!CopyMI->killsRegister(ImpLi.reg))
986     return false;
987   // Make sure this is the only use.
988   for (MachineRegisterInfo::use_iterator UI = mri_->use_begin(ImpLi.reg),
989          UE = mri_->use_end(); UI != UE;) {
990     MachineInstr *UseMI = &*UI;
991     ++UI;
992     if (CopyMI == UseMI || JoinedCopies.count(UseMI))
993       continue;
994     return false;
995   }
996   return true;
997 }
998
999
1000 /// isWinToJoinVRWithSrcPhysReg - Return true if it's worth while to join a
1001 /// a virtual destination register with physical source register.
1002 bool
1003 SimpleRegisterCoalescing::isWinToJoinVRWithSrcPhysReg(MachineInstr *CopyMI,
1004                                                      MachineBasicBlock *CopyMBB,
1005                                                      LiveInterval &DstInt,
1006                                                      LiveInterval &SrcInt) {
1007   // If the virtual register live interval is long but it has low use desity,
1008   // do not join them, instead mark the physical register as its allocation
1009   // preference.
1010   const TargetRegisterClass *RC = mri_->getRegClass(DstInt.reg);
1011   unsigned Threshold = allocatableRCRegs_[RC].count() * 2;
1012   unsigned Length = li_->getApproximateInstructionCount(DstInt);
1013   if (Length > Threshold &&
1014       (((float)std::distance(mri_->use_begin(DstInt.reg),
1015                              mri_->use_end()) / Length) < (1.0 / Threshold)))
1016     return false;
1017
1018   // If the virtual register live interval extends into a loop, turn down
1019   // aggressiveness.
1020   MachineInstrIndex CopyIdx =
1021     li_->getDefIndex(li_->getInstructionIndex(CopyMI));
1022   const MachineLoop *L = loopInfo->getLoopFor(CopyMBB);
1023   if (!L) {
1024     // Let's see if the virtual register live interval extends into the loop.
1025     LiveInterval::iterator DLR = DstInt.FindLiveRangeContaining(CopyIdx);
1026     assert(DLR != DstInt.end() && "Live range not found!");
1027     DLR = DstInt.FindLiveRangeContaining(li_->getNextSlot(DLR->end));
1028     if (DLR != DstInt.end()) {
1029       CopyMBB = li_->getMBBFromIndex(DLR->start);
1030       L = loopInfo->getLoopFor(CopyMBB);
1031     }
1032   }
1033
1034   if (!L || Length <= Threshold)
1035     return true;
1036
1037   MachineInstrIndex UseIdx = li_->getUseIndex(CopyIdx);
1038   LiveInterval::iterator SLR = SrcInt.FindLiveRangeContaining(UseIdx);
1039   MachineBasicBlock *SMBB = li_->getMBBFromIndex(SLR->start);
1040   if (loopInfo->getLoopFor(SMBB) != L) {
1041     if (!loopInfo->isLoopHeader(CopyMBB))
1042       return false;
1043     // If vr's live interval extends pass the loop header, do not join.
1044     for (MachineBasicBlock::succ_iterator SI = CopyMBB->succ_begin(),
1045            SE = CopyMBB->succ_end(); SI != SE; ++SI) {
1046       MachineBasicBlock *SuccMBB = *SI;
1047       if (SuccMBB == CopyMBB)
1048         continue;
1049       if (DstInt.overlaps(li_->getMBBStartIdx(SuccMBB),
1050                           li_->getNextSlot(li_->getMBBEndIdx(SuccMBB))))
1051         return false;
1052     }
1053   }
1054   return true;
1055 }
1056
1057 /// isWinToJoinVRWithDstPhysReg - Return true if it's worth while to join a
1058 /// copy from a virtual source register to a physical destination register.
1059 bool
1060 SimpleRegisterCoalescing::isWinToJoinVRWithDstPhysReg(MachineInstr *CopyMI,
1061                                                      MachineBasicBlock *CopyMBB,
1062                                                      LiveInterval &DstInt,
1063                                                      LiveInterval &SrcInt) {
1064   // If the virtual register live interval is long but it has low use desity,
1065   // do not join them, instead mark the physical register as its allocation
1066   // preference.
1067   const TargetRegisterClass *RC = mri_->getRegClass(SrcInt.reg);
1068   unsigned Threshold = allocatableRCRegs_[RC].count() * 2;
1069   unsigned Length = li_->getApproximateInstructionCount(SrcInt);
1070   if (Length > Threshold &&
1071       (((float)std::distance(mri_->use_begin(SrcInt.reg),
1072                              mri_->use_end()) / Length) < (1.0 / Threshold)))
1073     return false;
1074
1075   if (SrcInt.empty())
1076     // Must be implicit_def.
1077     return false;
1078
1079   // If the virtual register live interval is defined or cross a loop, turn
1080   // down aggressiveness.
1081   MachineInstrIndex CopyIdx =
1082     li_->getDefIndex(li_->getInstructionIndex(CopyMI));
1083   MachineInstrIndex UseIdx = li_->getUseIndex(CopyIdx);
1084   LiveInterval::iterator SLR = SrcInt.FindLiveRangeContaining(UseIdx);
1085   assert(SLR != SrcInt.end() && "Live range not found!");
1086   SLR = SrcInt.FindLiveRangeContaining(li_->getPrevSlot(SLR->start));
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_->getNextSlot(li_->getMBBEndIdx(PredMBB))))
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         unsigned Length = li_->getApproximateInstructionCount(JoinVInt);
1608         float Ratio = 1.0 / Threshold;
1609         if (Length > Threshold &&
1610             (((float)std::distance(mri_->use_begin(JoinVReg),
1611                                    mri_->use_end()) / Length) < Ratio)) {
1612           mri_->setRegAllocationHint(JoinVInt.reg, 0, JoinPReg);
1613           ++numAborts;
1614           DEBUG(errs() << "\tMay tie down a physical register, abort!\n");
1615           Again = true;  // May be possible to coalesce later.
1616           return false;
1617         }
1618       }
1619     }
1620   }
1621
1622   // Okay, attempt to join these two intervals.  On failure, this returns false.
1623   // Otherwise, if one of the intervals being joined is a physreg, this method
1624   // always canonicalizes DstInt to be it.  The output "SrcInt" will not have
1625   // been modified, so we can use this information below to update aliases.
1626   bool Swapped = false;
1627   // If SrcInt is implicitly defined, it's safe to coalesce.
1628   bool isEmpty = SrcInt.empty();
1629   if (isEmpty && !CanCoalesceWithImpDef(CopyMI, DstInt, SrcInt)) {
1630     // Only coalesce an empty interval (defined by implicit_def) with
1631     // another interval which has a valno defined by the CopyMI and the CopyMI
1632     // is a kill of the implicit def.
1633     DEBUG(errs() << "Not profitable!\n");
1634     return false;
1635   }
1636
1637   if (!isEmpty && !JoinIntervals(DstInt, SrcInt, Swapped)) {
1638     // Coalescing failed.
1639
1640     // If definition of source is defined by trivial computation, try
1641     // rematerializing it.
1642     if (!isExtSubReg && !isInsSubReg && !isSubRegToReg &&
1643         ReMaterializeTrivialDef(SrcInt, DstReg, DstSubIdx, CopyMI))
1644       return true;
1645     
1646     // If we can eliminate the copy without merging the live ranges, do so now.
1647     if (!isExtSubReg && !isInsSubReg && !isSubRegToReg &&
1648         (AdjustCopiesBackFrom(SrcInt, DstInt, CopyMI) ||
1649          RemoveCopyByCommutingDef(SrcInt, DstInt, CopyMI))) {
1650       JoinedCopies.insert(CopyMI);
1651       return true;
1652     }
1653     
1654     // Otherwise, we are unable to join the intervals.
1655     DEBUG(errs() << "Interference!\n");
1656     Again = true;  // May be possible to coalesce later.
1657     return false;
1658   }
1659
1660   LiveInterval *ResSrcInt = &SrcInt;
1661   LiveInterval *ResDstInt = &DstInt;
1662   if (Swapped) {
1663     std::swap(SrcReg, DstReg);
1664     std::swap(ResSrcInt, ResDstInt);
1665   }
1666   assert(TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(SrcReg) &&
1667          "LiveInterval::join didn't work right!");
1668                                
1669   // If we're about to merge live ranges into a physical register live interval,
1670   // we have to update any aliased register's live ranges to indicate that they
1671   // have clobbered values for this range.
1672   if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(DstReg)) {
1673     // If this is a extract_subreg where dst is a physical register, e.g.
1674     // cl = EXTRACT_SUBREG reg1024, 1
1675     // then create and update the actual physical register allocated to RHS.
1676     if (RealDstReg || RealSrcReg) {
1677       LiveInterval &RealInt =
1678         li_->getOrCreateInterval(RealDstReg ? RealDstReg : RealSrcReg);
1679       for (LiveInterval::const_vni_iterator I = SavedLI->vni_begin(),
1680              E = SavedLI->vni_end(); I != E; ++I) {
1681         const VNInfo *ValNo = *I;
1682         VNInfo *NewValNo = RealInt.getNextValue(ValNo->def, ValNo->getCopy(),
1683                                                 false, // updated at *
1684                                                 li_->getVNInfoAllocator());
1685         NewValNo->setFlags(ValNo->getFlags()); // * updated here.
1686         RealInt.addKills(NewValNo, ValNo->kills);
1687         RealInt.MergeValueInAsValue(*SavedLI, ValNo, NewValNo);
1688       }
1689       RealInt.weight += SavedLI->weight;      
1690       DstReg = RealDstReg ? RealDstReg : RealSrcReg;
1691     }
1692
1693     // Update the liveintervals of sub-registers.
1694     for (const unsigned *AS = tri_->getSubRegisters(DstReg); *AS; ++AS)
1695       li_->getOrCreateInterval(*AS).MergeInClobberRanges(*ResSrcInt,
1696                                                  li_->getVNInfoAllocator());
1697   }
1698
1699   // If this is a EXTRACT_SUBREG, make sure the result of coalescing is the
1700   // larger super-register.
1701   if ((isExtSubReg || isInsSubReg || isSubRegToReg) &&
1702       !SrcIsPhys && !DstIsPhys) {
1703     if ((isExtSubReg && !Swapped) ||
1704         ((isInsSubReg || isSubRegToReg) && Swapped)) {
1705       ResSrcInt->Copy(*ResDstInt, mri_, li_->getVNInfoAllocator());
1706       std::swap(SrcReg, DstReg);
1707       std::swap(ResSrcInt, ResDstInt);
1708     }
1709   }
1710
1711   // Coalescing to a virtual register that is of a sub-register class of the
1712   // other. Make sure the resulting register is set to the right register class.
1713   if (CrossRC)
1714     ++numCrossRCs;
1715
1716   // This may happen even if it's cross-rc coalescing. e.g.
1717   // %reg1026<def> = SUBREG_TO_REG 0, %reg1037<kill>, 4
1718   // reg1026 -> GR64, reg1037 -> GR32_ABCD. The resulting register will have to
1719   // be allocate a register from GR64_ABCD.
1720   if (NewRC)
1721     mri_->setRegClass(DstReg, NewRC);
1722
1723   // Remember to delete the copy instruction.
1724   JoinedCopies.insert(CopyMI);
1725
1726   // Some live range has been lengthened due to colaescing, eliminate the
1727   // unnecessary kills.
1728   RemoveUnnecessaryKills(SrcReg, *ResDstInt);
1729   if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(DstReg))
1730     RemoveUnnecessaryKills(DstReg, *ResDstInt);
1731
1732   UpdateRegDefsUses(SrcReg, DstReg, SubIdx);
1733
1734   // SrcReg is guarateed to be the register whose live interval that is
1735   // being merged.
1736   li_->removeInterval(SrcReg);
1737
1738   // Update regalloc hint.
1739   tri_->UpdateRegAllocHint(SrcReg, DstReg, *mf_);
1740
1741   // Manually deleted the live interval copy.
1742   if (SavedLI) {
1743     SavedLI->clear();
1744     delete SavedLI;
1745   }
1746
1747   // If resulting interval has a preference that no longer fits because of subreg
1748   // coalescing, just clear the preference.
1749   unsigned Preference = getRegAllocPreference(ResDstInt->reg, *mf_, mri_, tri_);
1750   if (Preference && (isExtSubReg || isInsSubReg || isSubRegToReg) &&
1751       TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(ResDstInt->reg)) {
1752     const TargetRegisterClass *RC = mri_->getRegClass(ResDstInt->reg);
1753     if (!RC->contains(Preference))
1754       mri_->setRegAllocationHint(ResDstInt->reg, 0, 0);
1755   }
1756
1757   DEBUG({
1758       errs() << "\n\t\tJoined.  Result = ";
1759       ResDstInt->print(errs(), tri_);
1760       errs() << "\n";
1761     });
1762
1763   ++numJoins;
1764   return true;
1765 }
1766
1767 /// ComputeUltimateVN - Assuming we are going to join two live intervals,
1768 /// compute what the resultant value numbers for each value in the input two
1769 /// ranges will be.  This is complicated by copies between the two which can
1770 /// and will commonly cause multiple value numbers to be merged into one.
1771 ///
1772 /// VN is the value number that we're trying to resolve.  InstDefiningValue
1773 /// keeps track of the new InstDefiningValue assignment for the result
1774 /// LiveInterval.  ThisFromOther/OtherFromThis are sets that keep track of
1775 /// whether a value in this or other is a copy from the opposite set.
1776 /// ThisValNoAssignments/OtherValNoAssignments keep track of value #'s that have
1777 /// already been assigned.
1778 ///
1779 /// ThisFromOther[x] - If x is defined as a copy from the other interval, this
1780 /// contains the value number the copy is from.
1781 ///
1782 static unsigned ComputeUltimateVN(VNInfo *VNI,
1783                                   SmallVector<VNInfo*, 16> &NewVNInfo,
1784                                   DenseMap<VNInfo*, VNInfo*> &ThisFromOther,
1785                                   DenseMap<VNInfo*, VNInfo*> &OtherFromThis,
1786                                   SmallVector<int, 16> &ThisValNoAssignments,
1787                                   SmallVector<int, 16> &OtherValNoAssignments) {
1788   unsigned VN = VNI->id;
1789
1790   // If the VN has already been computed, just return it.
1791   if (ThisValNoAssignments[VN] >= 0)
1792     return ThisValNoAssignments[VN];
1793 //  assert(ThisValNoAssignments[VN] != -2 && "Cyclic case?");
1794
1795   // If this val is not a copy from the other val, then it must be a new value
1796   // number in the destination.
1797   DenseMap<VNInfo*, VNInfo*>::iterator I = ThisFromOther.find(VNI);
1798   if (I == ThisFromOther.end()) {
1799     NewVNInfo.push_back(VNI);
1800     return ThisValNoAssignments[VN] = NewVNInfo.size()-1;
1801   }
1802   VNInfo *OtherValNo = I->second;
1803
1804   // Otherwise, this *is* a copy from the RHS.  If the other side has already
1805   // been computed, return it.
1806   if (OtherValNoAssignments[OtherValNo->id] >= 0)
1807     return ThisValNoAssignments[VN] = OtherValNoAssignments[OtherValNo->id];
1808   
1809   // Mark this value number as currently being computed, then ask what the
1810   // ultimate value # of the other value is.
1811   ThisValNoAssignments[VN] = -2;
1812   unsigned UltimateVN =
1813     ComputeUltimateVN(OtherValNo, NewVNInfo, OtherFromThis, ThisFromOther,
1814                       OtherValNoAssignments, ThisValNoAssignments);
1815   return ThisValNoAssignments[VN] = UltimateVN;
1816 }
1817
1818 static bool InVector(VNInfo *Val, const SmallVector<VNInfo*, 8> &V) {
1819   return std::find(V.begin(), V.end(), Val) != V.end();
1820 }
1821
1822 /// RangeIsDefinedByCopyFromReg - Return true if the specified live range of
1823 /// the specified live interval is defined by a copy from the specified
1824 /// register.
1825 bool SimpleRegisterCoalescing::RangeIsDefinedByCopyFromReg(LiveInterval &li,
1826                                                            LiveRange *LR,
1827                                                            unsigned Reg) {
1828   unsigned SrcReg = li_->getVNInfoSourceReg(LR->valno);
1829   if (SrcReg == Reg)
1830     return true;
1831   // FIXME: Do isPHIDef and isDefAccurate both need to be tested?
1832   if ((LR->valno->isPHIDef() || !LR->valno->isDefAccurate()) &&
1833       TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(li.reg) &&
1834       *tri_->getSuperRegisters(li.reg)) {
1835     // It's a sub-register live interval, we may not have precise information.
1836     // Re-compute it.
1837     MachineInstr *DefMI = li_->getInstructionFromIndex(LR->start);
1838     unsigned SrcReg, DstReg, SrcSubIdx, DstSubIdx;
1839     if (DefMI &&
1840         tii_->isMoveInstr(*DefMI, SrcReg, DstReg, SrcSubIdx, DstSubIdx) &&
1841         DstReg == li.reg && SrcReg == Reg) {
1842       // Cache computed info.
1843       LR->valno->def  = LR->start;
1844       LR->valno->setCopy(DefMI);
1845       return true;
1846     }
1847   }
1848   return false;
1849 }
1850
1851 /// SimpleJoin - Attempt to joint the specified interval into this one. The
1852 /// caller of this method must guarantee that the RHS only contains a single
1853 /// value number and that the RHS is not defined by a copy from this
1854 /// interval.  This returns false if the intervals are not joinable, or it
1855 /// joins them and returns true.
1856 bool SimpleRegisterCoalescing::SimpleJoin(LiveInterval &LHS, LiveInterval &RHS){
1857   assert(RHS.containsOneValue());
1858   
1859   // Some number (potentially more than one) value numbers in the current
1860   // interval may be defined as copies from the RHS.  Scan the overlapping
1861   // portions of the LHS and RHS, keeping track of this and looking for
1862   // overlapping live ranges that are NOT defined as copies.  If these exist, we
1863   // cannot coalesce.
1864   
1865   LiveInterval::iterator LHSIt = LHS.begin(), LHSEnd = LHS.end();
1866   LiveInterval::iterator RHSIt = RHS.begin(), RHSEnd = RHS.end();
1867   
1868   if (LHSIt->start < RHSIt->start) {
1869     LHSIt = std::upper_bound(LHSIt, LHSEnd, RHSIt->start);
1870     if (LHSIt != LHS.begin()) --LHSIt;
1871   } else if (RHSIt->start < LHSIt->start) {
1872     RHSIt = std::upper_bound(RHSIt, RHSEnd, LHSIt->start);
1873     if (RHSIt != RHS.begin()) --RHSIt;
1874   }
1875   
1876   SmallVector<VNInfo*, 8> EliminatedLHSVals;
1877   
1878   while (1) {
1879     // Determine if these live intervals overlap.
1880     bool Overlaps = false;
1881     if (LHSIt->start <= RHSIt->start)
1882       Overlaps = LHSIt->end > RHSIt->start;
1883     else
1884       Overlaps = RHSIt->end > LHSIt->start;
1885     
1886     // If the live intervals overlap, there are two interesting cases: if the
1887     // LHS interval is defined by a copy from the RHS, it's ok and we record
1888     // that the LHS value # is the same as the RHS.  If it's not, then we cannot
1889     // coalesce these live ranges and we bail out.
1890     if (Overlaps) {
1891       // If we haven't already recorded that this value # is safe, check it.
1892       if (!InVector(LHSIt->valno, EliminatedLHSVals)) {
1893         // Copy from the RHS?
1894         if (!RangeIsDefinedByCopyFromReg(LHS, LHSIt, RHS.reg))
1895           return false;    // Nope, bail out.
1896
1897         if (LHSIt->contains(RHSIt->valno->def))
1898           // Here is an interesting situation:
1899           // BB1:
1900           //   vr1025 = copy vr1024
1901           //   ..
1902           // BB2:
1903           //   vr1024 = op 
1904           //          = vr1025
1905           // Even though vr1025 is copied from vr1024, it's not safe to
1906           // coalesce them since the live range of vr1025 intersects the
1907           // def of vr1024. This happens because vr1025 is assigned the
1908           // value of the previous iteration of vr1024.
1909           return false;
1910         EliminatedLHSVals.push_back(LHSIt->valno);
1911       }
1912       
1913       // We know this entire LHS live range is okay, so skip it now.
1914       if (++LHSIt == LHSEnd) break;
1915       continue;
1916     }
1917     
1918     if (LHSIt->end < RHSIt->end) {
1919       if (++LHSIt == LHSEnd) break;
1920     } else {
1921       // One interesting case to check here.  It's possible that we have
1922       // something like "X3 = Y" which defines a new value number in the LHS,
1923       // and is the last use of this liverange of the RHS.  In this case, we
1924       // want to notice this copy (so that it gets coalesced away) even though
1925       // the live ranges don't actually overlap.
1926       if (LHSIt->start == RHSIt->end) {
1927         if (InVector(LHSIt->valno, EliminatedLHSVals)) {
1928           // We already know that this value number is going to be merged in
1929           // if coalescing succeeds.  Just skip the liverange.
1930           if (++LHSIt == LHSEnd) break;
1931         } else {
1932           // Otherwise, if this is a copy from the RHS, mark it as being merged
1933           // in.
1934           if (RangeIsDefinedByCopyFromReg(LHS, LHSIt, RHS.reg)) {
1935             if (LHSIt->contains(RHSIt->valno->def))
1936               // Here is an interesting situation:
1937               // BB1:
1938               //   vr1025 = copy vr1024
1939               //   ..
1940               // BB2:
1941               //   vr1024 = op 
1942               //          = vr1025
1943               // Even though vr1025 is copied from vr1024, it's not safe to
1944               // coalesced them since live range of vr1025 intersects the
1945               // def of vr1024. This happens because vr1025 is assigned the
1946               // value of the previous iteration of vr1024.
1947               return false;
1948             EliminatedLHSVals.push_back(LHSIt->valno);
1949
1950             // We know this entire LHS live range is okay, so skip it now.
1951             if (++LHSIt == LHSEnd) break;
1952           }
1953         }
1954       }
1955       
1956       if (++RHSIt == RHSEnd) break;
1957     }
1958   }
1959   
1960   // If we got here, we know that the coalescing will be successful and that
1961   // the value numbers in EliminatedLHSVals will all be merged together.  Since
1962   // the most common case is that EliminatedLHSVals has a single number, we
1963   // optimize for it: if there is more than one value, we merge them all into
1964   // the lowest numbered one, then handle the interval as if we were merging
1965   // with one value number.
1966   VNInfo *LHSValNo = NULL;
1967   if (EliminatedLHSVals.size() > 1) {
1968     // Loop through all the equal value numbers merging them into the smallest
1969     // one.
1970     VNInfo *Smallest = EliminatedLHSVals[0];
1971     for (unsigned i = 1, e = EliminatedLHSVals.size(); i != e; ++i) {
1972       if (EliminatedLHSVals[i]->id < Smallest->id) {
1973         // Merge the current notion of the smallest into the smaller one.
1974         LHS.MergeValueNumberInto(Smallest, EliminatedLHSVals[i]);
1975         Smallest = EliminatedLHSVals[i];
1976       } else {
1977         // Merge into the smallest.
1978         LHS.MergeValueNumberInto(EliminatedLHSVals[i], Smallest);
1979       }
1980     }
1981     LHSValNo = Smallest;
1982   } else if (EliminatedLHSVals.empty()) {
1983     if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(LHS.reg) &&
1984         *tri_->getSuperRegisters(LHS.reg))
1985       // Imprecise sub-register information. Can't handle it.
1986       return false;
1987     llvm_unreachable("No copies from the RHS?");
1988   } else {
1989     LHSValNo = EliminatedLHSVals[0];
1990   }
1991   
1992   // Okay, now that there is a single LHS value number that we're merging the
1993   // RHS into, update the value number info for the LHS to indicate that the
1994   // value number is defined where the RHS value number was.
1995   const VNInfo *VNI = RHS.getValNumInfo(0);
1996   LHSValNo->def  = VNI->def;
1997   LHSValNo->setCopy(VNI->getCopy());
1998   
1999   // Okay, the final step is to loop over the RHS live intervals, adding them to
2000   // the LHS.
2001   if (VNI->hasPHIKill())
2002     LHSValNo->setHasPHIKill(true);
2003   LHS.addKills(LHSValNo, VNI->kills);
2004   LHS.MergeRangesInAsValue(RHS, LHSValNo);
2005
2006   LHS.ComputeJoinedWeight(RHS);
2007
2008   // Update regalloc hint if both are virtual registers.
2009   if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(LHS.reg) && 
2010       TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(RHS.reg)) {
2011     std::pair<unsigned, unsigned> RHSPref = mri_->getRegAllocationHint(RHS.reg);
2012     std::pair<unsigned, unsigned> LHSPref = mri_->getRegAllocationHint(LHS.reg);
2013     if (RHSPref != LHSPref)
2014       mri_->setRegAllocationHint(LHS.reg, RHSPref.first, RHSPref.second);
2015   }
2016
2017   // Update the liveintervals of sub-registers.
2018   if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(LHS.reg))
2019     for (const unsigned *AS = tri_->getSubRegisters(LHS.reg); *AS; ++AS)
2020       li_->getOrCreateInterval(*AS).MergeInClobberRanges(LHS,
2021                                                     li_->getVNInfoAllocator());
2022
2023   return true;
2024 }
2025
2026 /// JoinIntervals - Attempt to join these two intervals.  On failure, this
2027 /// returns false.  Otherwise, if one of the intervals being joined is a
2028 /// physreg, this method always canonicalizes LHS to be it.  The output
2029 /// "RHS" will not have been modified, so we can use this information
2030 /// below to update aliases.
2031 bool
2032 SimpleRegisterCoalescing::JoinIntervals(LiveInterval &LHS, LiveInterval &RHS,
2033                                         bool &Swapped) {
2034   // Compute the final value assignment, assuming that the live ranges can be
2035   // coalesced.
2036   SmallVector<int, 16> LHSValNoAssignments;
2037   SmallVector<int, 16> RHSValNoAssignments;
2038   DenseMap<VNInfo*, VNInfo*> LHSValsDefinedFromRHS;
2039   DenseMap<VNInfo*, VNInfo*> RHSValsDefinedFromLHS;
2040   SmallVector<VNInfo*, 16> NewVNInfo;
2041
2042   // If a live interval is a physical register, conservatively check if any
2043   // of its sub-registers is overlapping the live interval of the virtual
2044   // register. If so, do not coalesce.
2045   if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(LHS.reg) &&
2046       *tri_->getSubRegisters(LHS.reg)) {
2047     // If it's coalescing a virtual register to a physical register, estimate
2048     // its live interval length. This is the *cost* of scanning an entire live
2049     // interval. If the cost is low, we'll do an exhaustive check instead.
2050
2051     // If this is something like this:
2052     // BB1:
2053     // v1024 = op
2054     // ...
2055     // BB2:
2056     // ...
2057     // RAX   = v1024
2058     //
2059     // That is, the live interval of v1024 crosses a bb. Then we can't rely on
2060     // less conservative check. It's possible a sub-register is defined before
2061     // v1024 (or live in) and live out of BB1.
2062     if (RHS.containsOneValue() &&
2063         li_->intervalIsInOneMBB(RHS) &&
2064         li_->getApproximateInstructionCount(RHS) <= 10) {
2065       // Perform a more exhaustive check for some common cases.
2066       if (li_->conflictsWithPhysRegRef(RHS, LHS.reg, true, JoinedCopies))
2067         return false;
2068     } else {
2069       for (const unsigned* SR = tri_->getSubRegisters(LHS.reg); *SR; ++SR)
2070         if (li_->hasInterval(*SR) && RHS.overlaps(li_->getInterval(*SR))) {
2071           DEBUG({
2072               errs() << "Interfere with sub-register ";
2073               li_->getInterval(*SR).print(errs(), tri_);
2074             });
2075           return false;
2076         }
2077     }
2078   } else if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(RHS.reg) &&
2079              *tri_->getSubRegisters(RHS.reg)) {
2080     if (LHS.containsOneValue() &&
2081         li_->getApproximateInstructionCount(LHS) <= 10) {
2082       // Perform a more exhaustive check for some common cases.
2083       if (li_->conflictsWithPhysRegRef(LHS, RHS.reg, false, JoinedCopies))
2084         return false;
2085     } else {
2086       for (const unsigned* SR = tri_->getSubRegisters(RHS.reg); *SR; ++SR)
2087         if (li_->hasInterval(*SR) && LHS.overlaps(li_->getInterval(*SR))) {
2088           DEBUG({
2089               errs() << "Interfere with sub-register ";
2090               li_->getInterval(*SR).print(errs(), tri_);
2091             });
2092           return false;
2093         }
2094     }
2095   }
2096                           
2097   // Compute ultimate value numbers for the LHS and RHS values.
2098   if (RHS.containsOneValue()) {
2099     // Copies from a liveinterval with a single value are simple to handle and
2100     // very common, handle the special case here.  This is important, because
2101     // often RHS is small and LHS is large (e.g. a physreg).
2102     
2103     // Find out if the RHS is defined as a copy from some value in the LHS.
2104     int RHSVal0DefinedFromLHS = -1;
2105     int RHSValID = -1;
2106     VNInfo *RHSValNoInfo = NULL;
2107     VNInfo *RHSValNoInfo0 = RHS.getValNumInfo(0);
2108     unsigned RHSSrcReg = li_->getVNInfoSourceReg(RHSValNoInfo0);
2109     if (RHSSrcReg == 0 || RHSSrcReg != LHS.reg) {
2110       // If RHS is not defined as a copy from the LHS, we can use simpler and
2111       // faster checks to see if the live ranges are coalescable.  This joiner
2112       // can't swap the LHS/RHS intervals though.
2113       if (!TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(RHS.reg)) {
2114         return SimpleJoin(LHS, RHS);
2115       } else {
2116         RHSValNoInfo = RHSValNoInfo0;
2117       }
2118     } else {
2119       // It was defined as a copy from the LHS, find out what value # it is.
2120       RHSValNoInfo =
2121         LHS.getLiveRangeContaining(li_->getPrevSlot(RHSValNoInfo0->def))->valno;
2122       RHSValID = RHSValNoInfo->id;
2123       RHSVal0DefinedFromLHS = RHSValID;
2124     }
2125     
2126     LHSValNoAssignments.resize(LHS.getNumValNums(), -1);
2127     RHSValNoAssignments.resize(RHS.getNumValNums(), -1);
2128     NewVNInfo.resize(LHS.getNumValNums(), NULL);
2129     
2130     // Okay, *all* of the values in LHS that are defined as a copy from RHS
2131     // should now get updated.
2132     for (LiveInterval::vni_iterator i = LHS.vni_begin(), e = LHS.vni_end();
2133          i != e; ++i) {
2134       VNInfo *VNI = *i;
2135       unsigned VN = VNI->id;
2136       if (unsigned LHSSrcReg = li_->getVNInfoSourceReg(VNI)) {
2137         if (LHSSrcReg != RHS.reg) {
2138           // If this is not a copy from the RHS, its value number will be
2139           // unmodified by the coalescing.
2140           NewVNInfo[VN] = VNI;
2141           LHSValNoAssignments[VN] = VN;
2142         } else if (RHSValID == -1) {
2143           // Otherwise, it is a copy from the RHS, and we don't already have a
2144           // value# for it.  Keep the current value number, but remember it.
2145           LHSValNoAssignments[VN] = RHSValID = VN;
2146           NewVNInfo[VN] = RHSValNoInfo;
2147           LHSValsDefinedFromRHS[VNI] = RHSValNoInfo0;
2148         } else {
2149           // Otherwise, use the specified value #.
2150           LHSValNoAssignments[VN] = RHSValID;
2151           if (VN == (unsigned)RHSValID) {  // Else this val# is dead.
2152             NewVNInfo[VN] = RHSValNoInfo;
2153             LHSValsDefinedFromRHS[VNI] = RHSValNoInfo0;
2154           }
2155         }
2156       } else {
2157         NewVNInfo[VN] = VNI;
2158         LHSValNoAssignments[VN] = VN;
2159       }
2160     }
2161     
2162     assert(RHSValID != -1 && "Didn't find value #?");
2163     RHSValNoAssignments[0] = RHSValID;
2164     if (RHSVal0DefinedFromLHS != -1) {
2165       // This path doesn't go through ComputeUltimateVN so just set
2166       // it to anything.
2167       RHSValsDefinedFromLHS[RHSValNoInfo0] = (VNInfo*)1;
2168     }
2169   } else {
2170     // Loop over the value numbers of the LHS, seeing if any are defined from
2171     // the RHS.
2172     for (LiveInterval::vni_iterator i = LHS.vni_begin(), e = LHS.vni_end();
2173          i != e; ++i) {
2174       VNInfo *VNI = *i;
2175       if (VNI->isUnused() || VNI->getCopy() == 0)  // Src not defined by a copy?
2176         continue;
2177       
2178       // DstReg is known to be a register in the LHS interval.  If the src is
2179       // from the RHS interval, we can use its value #.
2180       if (li_->getVNInfoSourceReg(VNI) != RHS.reg)
2181         continue;
2182       
2183       // Figure out the value # from the RHS.
2184       LHSValsDefinedFromRHS[VNI]=
2185         RHS.getLiveRangeContaining(li_->getPrevSlot(VNI->def))->valno;
2186     }
2187     
2188     // Loop over the value numbers of the RHS, seeing if any are defined from
2189     // the LHS.
2190     for (LiveInterval::vni_iterator i = RHS.vni_begin(), e = RHS.vni_end();
2191          i != e; ++i) {
2192       VNInfo *VNI = *i;
2193       if (VNI->isUnused() || VNI->getCopy() == 0)  // Src not defined by a copy?
2194         continue;
2195       
2196       // DstReg is known to be a register in the RHS interval.  If the src is
2197       // from the LHS interval, we can use its value #.
2198       if (li_->getVNInfoSourceReg(VNI) != LHS.reg)
2199         continue;
2200       
2201       // Figure out the value # from the LHS.
2202       RHSValsDefinedFromLHS[VNI]=
2203         LHS.getLiveRangeContaining(li_->getPrevSlot(VNI->def))->valno;
2204     }
2205     
2206     LHSValNoAssignments.resize(LHS.getNumValNums(), -1);
2207     RHSValNoAssignments.resize(RHS.getNumValNums(), -1);
2208     NewVNInfo.reserve(LHS.getNumValNums() + RHS.getNumValNums());
2209     
2210     for (LiveInterval::vni_iterator i = LHS.vni_begin(), e = LHS.vni_end();
2211          i != e; ++i) {
2212       VNInfo *VNI = *i;
2213       unsigned VN = VNI->id;
2214       if (LHSValNoAssignments[VN] >= 0 || VNI->isUnused()) 
2215         continue;
2216       ComputeUltimateVN(VNI, NewVNInfo,
2217                         LHSValsDefinedFromRHS, RHSValsDefinedFromLHS,
2218                         LHSValNoAssignments, RHSValNoAssignments);
2219     }
2220     for (LiveInterval::vni_iterator i = RHS.vni_begin(), e = RHS.vni_end();
2221          i != e; ++i) {
2222       VNInfo *VNI = *i;
2223       unsigned VN = VNI->id;
2224       if (RHSValNoAssignments[VN] >= 0 || VNI->isUnused())
2225         continue;
2226       // If this value number isn't a copy from the LHS, it's a new number.
2227       if (RHSValsDefinedFromLHS.find(VNI) == RHSValsDefinedFromLHS.end()) {
2228         NewVNInfo.push_back(VNI);
2229         RHSValNoAssignments[VN] = NewVNInfo.size()-1;
2230         continue;
2231       }
2232       
2233       ComputeUltimateVN(VNI, NewVNInfo,
2234                         RHSValsDefinedFromLHS, LHSValsDefinedFromRHS,
2235                         RHSValNoAssignments, LHSValNoAssignments);
2236     }
2237   }
2238   
2239   // Armed with the mappings of LHS/RHS values to ultimate values, walk the
2240   // interval lists to see if these intervals are coalescable.
2241   LiveInterval::const_iterator I = LHS.begin();
2242   LiveInterval::const_iterator IE = LHS.end();
2243   LiveInterval::const_iterator J = RHS.begin();
2244   LiveInterval::const_iterator JE = RHS.end();
2245   
2246   // Skip ahead until the first place of potential sharing.
2247   if (I->start < J->start) {
2248     I = std::upper_bound(I, IE, J->start);
2249     if (I != LHS.begin()) --I;
2250   } else if (J->start < I->start) {
2251     J = std::upper_bound(J, JE, I->start);
2252     if (J != RHS.begin()) --J;
2253   }
2254   
2255   while (1) {
2256     // Determine if these two live ranges overlap.
2257     bool Overlaps;
2258     if (I->start < J->start) {
2259       Overlaps = I->end > J->start;
2260     } else {
2261       Overlaps = J->end > I->start;
2262     }
2263
2264     // If so, check value # info to determine if they are really different.
2265     if (Overlaps) {
2266       // If the live range overlap will map to the same value number in the
2267       // result liverange, we can still coalesce them.  If not, we can't.
2268       if (LHSValNoAssignments[I->valno->id] !=
2269           RHSValNoAssignments[J->valno->id])
2270         return false;
2271     }
2272     
2273     if (I->end < J->end) {
2274       ++I;
2275       if (I == IE) break;
2276     } else {
2277       ++J;
2278       if (J == JE) break;
2279     }
2280   }
2281
2282   // Update kill info. Some live ranges are extended due to copy coalescing.
2283   for (DenseMap<VNInfo*, VNInfo*>::iterator I = LHSValsDefinedFromRHS.begin(),
2284          E = LHSValsDefinedFromRHS.end(); I != E; ++I) {
2285     VNInfo *VNI = I->first;
2286     unsigned LHSValID = LHSValNoAssignments[VNI->id];
2287     NewVNInfo[LHSValID]->removeKill(VNI->def);
2288     if (VNI->hasPHIKill())
2289       NewVNInfo[LHSValID]->setHasPHIKill(true);
2290     RHS.addKills(NewVNInfo[LHSValID], VNI->kills);
2291   }
2292
2293   // Update kill info. Some live ranges are extended due to copy coalescing.
2294   for (DenseMap<VNInfo*, VNInfo*>::iterator I = RHSValsDefinedFromLHS.begin(),
2295          E = RHSValsDefinedFromLHS.end(); I != E; ++I) {
2296     VNInfo *VNI = I->first;
2297     unsigned RHSValID = RHSValNoAssignments[VNI->id];
2298     NewVNInfo[RHSValID]->removeKill(VNI->def);
2299     if (VNI->hasPHIKill())
2300       NewVNInfo[RHSValID]->setHasPHIKill(true);
2301     LHS.addKills(NewVNInfo[RHSValID], VNI->kills);
2302   }
2303
2304   // If we get here, we know that we can coalesce the live ranges.  Ask the
2305   // intervals to coalesce themselves now.
2306   if ((RHS.ranges.size() > LHS.ranges.size() &&
2307       TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(LHS.reg)) ||
2308       TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(RHS.reg)) {
2309     RHS.join(LHS, &RHSValNoAssignments[0], &LHSValNoAssignments[0], NewVNInfo,
2310              mri_);
2311     Swapped = true;
2312   } else {
2313     LHS.join(RHS, &LHSValNoAssignments[0], &RHSValNoAssignments[0], NewVNInfo,
2314              mri_);
2315     Swapped = false;
2316   }
2317   return true;
2318 }
2319
2320 namespace {
2321   // DepthMBBCompare - Comparison predicate that sort first based on the loop
2322   // depth of the basic block (the unsigned), and then on the MBB number.
2323   struct DepthMBBCompare {
2324     typedef std::pair<unsigned, MachineBasicBlock*> DepthMBBPair;
2325     bool operator()(const DepthMBBPair &LHS, const DepthMBBPair &RHS) const {
2326       if (LHS.first > RHS.first) return true;   // Deeper loops first
2327       return LHS.first == RHS.first &&
2328         LHS.second->getNumber() < RHS.second->getNumber();
2329     }
2330   };
2331 }
2332
2333 void SimpleRegisterCoalescing::CopyCoalesceInMBB(MachineBasicBlock *MBB,
2334                                                std::vector<CopyRec> &TryAgain) {
2335   DEBUG(errs() << ((Value*)MBB->getBasicBlock())->getName() << ":\n");
2336
2337   std::vector<CopyRec> VirtCopies;
2338   std::vector<CopyRec> PhysCopies;
2339   std::vector<CopyRec> ImpDefCopies;
2340   for (MachineBasicBlock::iterator MII = MBB->begin(), E = MBB->end();
2341        MII != E;) {
2342     MachineInstr *Inst = MII++;
2343     
2344     // If this isn't a copy nor a extract_subreg, we can't join intervals.
2345     unsigned SrcReg, DstReg, SrcSubIdx, DstSubIdx;
2346     if (Inst->getOpcode() == TargetInstrInfo::EXTRACT_SUBREG) {
2347       DstReg = Inst->getOperand(0).getReg();
2348       SrcReg = Inst->getOperand(1).getReg();
2349     } else if (Inst->getOpcode() == TargetInstrInfo::INSERT_SUBREG ||
2350                Inst->getOpcode() == TargetInstrInfo::SUBREG_TO_REG) {
2351       DstReg = Inst->getOperand(0).getReg();
2352       SrcReg = Inst->getOperand(2).getReg();
2353     } else if (!tii_->isMoveInstr(*Inst, SrcReg, DstReg, SrcSubIdx, DstSubIdx))
2354       continue;
2355
2356     bool SrcIsPhys = TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(SrcReg);
2357     bool DstIsPhys = TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(DstReg);
2358     if (li_->hasInterval(SrcReg) && li_->getInterval(SrcReg).empty())
2359       ImpDefCopies.push_back(CopyRec(Inst, 0));
2360     else if (SrcIsPhys || DstIsPhys)
2361       PhysCopies.push_back(CopyRec(Inst, 0));
2362     else
2363       VirtCopies.push_back(CopyRec(Inst, 0));
2364   }
2365
2366   // Try coalescing implicit copies first, followed by copies to / from
2367   // physical registers, then finally copies from virtual registers to
2368   // virtual registers.
2369   for (unsigned i = 0, e = ImpDefCopies.size(); i != e; ++i) {
2370     CopyRec &TheCopy = ImpDefCopies[i];
2371     bool Again = false;
2372     if (!JoinCopy(TheCopy, Again))
2373       if (Again)
2374         TryAgain.push_back(TheCopy);
2375   }
2376   for (unsigned i = 0, e = PhysCopies.size(); i != e; ++i) {
2377     CopyRec &TheCopy = PhysCopies[i];
2378     bool Again = false;
2379     if (!JoinCopy(TheCopy, Again))
2380       if (Again)
2381         TryAgain.push_back(TheCopy);
2382   }
2383   for (unsigned i = 0, e = VirtCopies.size(); i != e; ++i) {
2384     CopyRec &TheCopy = VirtCopies[i];
2385     bool Again = false;
2386     if (!JoinCopy(TheCopy, Again))
2387       if (Again)
2388         TryAgain.push_back(TheCopy);
2389   }
2390 }
2391
2392 void SimpleRegisterCoalescing::joinIntervals() {
2393   DEBUG(errs() << "********** JOINING INTERVALS ***********\n");
2394
2395   std::vector<CopyRec> TryAgainList;
2396   if (loopInfo->empty()) {
2397     // If there are no loops in the function, join intervals in function order.
2398     for (MachineFunction::iterator I = mf_->begin(), E = mf_->end();
2399          I != E; ++I)
2400       CopyCoalesceInMBB(I, TryAgainList);
2401   } else {
2402     // Otherwise, join intervals in inner loops before other intervals.
2403     // Unfortunately we can't just iterate over loop hierarchy here because
2404     // there may be more MBB's than BB's.  Collect MBB's for sorting.
2405
2406     // Join intervals in the function prolog first. We want to join physical
2407     // registers with virtual registers before the intervals got too long.
2408     std::vector<std::pair<unsigned, MachineBasicBlock*> > MBBs;
2409     for (MachineFunction::iterator I = mf_->begin(), E = mf_->end();I != E;++I){
2410       MachineBasicBlock *MBB = I;
2411       MBBs.push_back(std::make_pair(loopInfo->getLoopDepth(MBB), I));
2412     }
2413
2414     // Sort by loop depth.
2415     std::sort(MBBs.begin(), MBBs.end(), DepthMBBCompare());
2416
2417     // Finally, join intervals in loop nest order.
2418     for (unsigned i = 0, e = MBBs.size(); i != e; ++i)
2419       CopyCoalesceInMBB(MBBs[i].second, TryAgainList);
2420   }
2421   
2422   // Joining intervals can allow other intervals to be joined.  Iteratively join
2423   // until we make no progress.
2424   bool ProgressMade = true;
2425   while (ProgressMade) {
2426     ProgressMade = false;
2427
2428     for (unsigned i = 0, e = TryAgainList.size(); i != e; ++i) {
2429       CopyRec &TheCopy = TryAgainList[i];
2430       if (!TheCopy.MI)
2431         continue;
2432
2433       bool Again = false;
2434       bool Success = JoinCopy(TheCopy, Again);
2435       if (Success || !Again) {
2436         TheCopy.MI = 0;   // Mark this one as done.
2437         ProgressMade = true;
2438       }
2439     }
2440   }
2441 }
2442
2443 /// Return true if the two specified registers belong to different register
2444 /// classes.  The registers may be either phys or virt regs.
2445 bool
2446 SimpleRegisterCoalescing::differingRegisterClasses(unsigned RegA,
2447                                                    unsigned RegB) const {
2448   // Get the register classes for the first reg.
2449   if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(RegA)) {
2450     assert(TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(RegB) &&
2451            "Shouldn't consider two physregs!");
2452     return !mri_->getRegClass(RegB)->contains(RegA);
2453   }
2454
2455   // Compare against the regclass for the second reg.
2456   const TargetRegisterClass *RegClassA = mri_->getRegClass(RegA);
2457   if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(RegB)) {
2458     const TargetRegisterClass *RegClassB = mri_->getRegClass(RegB);
2459     return RegClassA != RegClassB;
2460   }
2461   return !RegClassA->contains(RegB);
2462 }
2463
2464 /// lastRegisterUse - Returns the last use of the specific register between
2465 /// cycles Start and End or NULL if there are no uses.
2466 MachineOperand *
2467 SimpleRegisterCoalescing::lastRegisterUse(MachineInstrIndex Start,
2468                                           MachineInstrIndex End,
2469                                           unsigned Reg,
2470                                           MachineInstrIndex &UseIdx) const{
2471   UseIdx = MachineInstrIndex();
2472   if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(Reg)) {
2473     MachineOperand *LastUse = NULL;
2474     for (MachineRegisterInfo::use_iterator I = mri_->use_begin(Reg),
2475            E = mri_->use_end(); I != E; ++I) {
2476       MachineOperand &Use = I.getOperand();
2477       MachineInstr *UseMI = Use.getParent();
2478       unsigned SrcReg, DstReg, SrcSubIdx, DstSubIdx;
2479       if (tii_->isMoveInstr(*UseMI, SrcReg, DstReg, SrcSubIdx, DstSubIdx) &&
2480           SrcReg == DstReg)
2481         // Ignore identity copies.
2482         continue;
2483       MachineInstrIndex Idx = li_->getInstructionIndex(UseMI);
2484       if (Idx >= Start && Idx < End && Idx >= UseIdx) {
2485         LastUse = &Use;
2486         UseIdx = li_->getUseIndex(Idx);
2487       }
2488     }
2489     return LastUse;
2490   }
2491
2492   MachineInstrIndex s = Start;
2493   MachineInstrIndex e = li_->getBaseIndex(li_->getPrevSlot(End));
2494   while (e >= s) {
2495     // Skip deleted instructions
2496     MachineInstr *MI = li_->getInstructionFromIndex(e);
2497     while (e != MachineInstrIndex() && li_->getPrevIndex(e) >= s && !MI) {
2498       e = li_->getPrevIndex(e);
2499       MI = li_->getInstructionFromIndex(e);
2500     }
2501     if (e < s || MI == NULL)
2502       return NULL;
2503
2504     // Ignore identity copies.
2505     unsigned SrcReg, DstReg, SrcSubIdx, DstSubIdx;
2506     if (!(tii_->isMoveInstr(*MI, SrcReg, DstReg, SrcSubIdx, DstSubIdx) &&
2507           SrcReg == DstReg))
2508       for (unsigned i = 0, NumOps = MI->getNumOperands(); i != NumOps; ++i) {
2509         MachineOperand &Use = MI->getOperand(i);
2510         if (Use.isReg() && Use.isUse() && Use.getReg() &&
2511             tri_->regsOverlap(Use.getReg(), Reg)) {
2512           UseIdx = li_->getUseIndex(e);
2513           return &Use;
2514         }
2515       }
2516
2517     e = li_->getPrevIndex(e);
2518   }
2519
2520   return NULL;
2521 }
2522
2523
2524 void SimpleRegisterCoalescing::printRegName(unsigned reg) const {
2525   if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(reg))
2526     errs() << tri_->getName(reg);
2527   else
2528     errs() << "%reg" << reg;
2529 }
2530
2531 void SimpleRegisterCoalescing::releaseMemory() {
2532   JoinedCopies.clear();
2533   ReMatCopies.clear();
2534   ReMatDefs.clear();
2535 }
2536
2537 bool SimpleRegisterCoalescing::isZeroLengthInterval(LiveInterval *li) const {
2538   for (LiveInterval::Ranges::const_iterator
2539          i = li->ranges.begin(), e = li->ranges.end(); i != e; ++i)
2540     if (li_->getPrevIndex(i->end) > i->start)
2541       return false;
2542   return true;
2543 }
2544
2545
2546 bool SimpleRegisterCoalescing::runOnMachineFunction(MachineFunction &fn) {
2547   mf_ = &fn;
2548   mri_ = &fn.getRegInfo();
2549   tm_ = &fn.getTarget();
2550   tri_ = tm_->getRegisterInfo();
2551   tii_ = tm_->getInstrInfo();
2552   li_ = &getAnalysis<LiveIntervals>();
2553   loopInfo = &getAnalysis<MachineLoopInfo>();
2554
2555   DEBUG(errs() << "********** SIMPLE REGISTER COALESCING **********\n"
2556                << "********** Function: "
2557                << ((Value*)mf_->getFunction())->getName() << '\n');
2558
2559   allocatableRegs_ = tri_->getAllocatableSet(fn);
2560   for (TargetRegisterInfo::regclass_iterator I = tri_->regclass_begin(),
2561          E = tri_->regclass_end(); I != E; ++I)
2562     allocatableRCRegs_.insert(std::make_pair(*I,
2563                                              tri_->getAllocatableSet(fn, *I)));
2564
2565   // Join (coalesce) intervals if requested.
2566   if (EnableJoining) {
2567     joinIntervals();
2568     DEBUG({
2569         errs() << "********** INTERVALS POST JOINING **********\n";
2570         for (LiveIntervals::iterator I = li_->begin(), E = li_->end(); I != E; ++I){
2571           I->second->print(errs(), tri_);
2572           errs() << "\n";
2573         }
2574       });
2575   }
2576
2577   // Perform a final pass over the instructions and compute spill weights
2578   // and remove identity moves.
2579   SmallVector<unsigned, 4> DeadDefs;
2580   for (MachineFunction::iterator mbbi = mf_->begin(), mbbe = mf_->end();
2581        mbbi != mbbe; ++mbbi) {
2582     MachineBasicBlock* mbb = mbbi;
2583     unsigned loopDepth = loopInfo->getLoopDepth(mbb);
2584
2585     for (MachineBasicBlock::iterator mii = mbb->begin(), mie = mbb->end();
2586          mii != mie; ) {
2587       MachineInstr *MI = mii;
2588       unsigned SrcReg, DstReg, SrcSubIdx, DstSubIdx;
2589       if (JoinedCopies.count(MI)) {
2590         // Delete all coalesced copies.
2591         if (!tii_->isMoveInstr(*MI, SrcReg, DstReg, SrcSubIdx, DstSubIdx)) {
2592           assert((MI->getOpcode() == TargetInstrInfo::EXTRACT_SUBREG ||
2593                   MI->getOpcode() == TargetInstrInfo::INSERT_SUBREG ||
2594                   MI->getOpcode() == TargetInstrInfo::SUBREG_TO_REG) &&
2595                  "Unrecognized copy instruction");
2596           DstReg = MI->getOperand(0).getReg();
2597         }
2598         if (MI->registerDefIsDead(DstReg)) {
2599           LiveInterval &li = li_->getInterval(DstReg);
2600           if (!ShortenDeadCopySrcLiveRange(li, MI))
2601             ShortenDeadCopyLiveRange(li, MI);
2602         }
2603         li_->RemoveMachineInstrFromMaps(MI);
2604         mii = mbbi->erase(mii);
2605         ++numPeep;
2606         continue;
2607       }
2608
2609       // Now check if this is a remat'ed def instruction which is now dead.
2610       if (ReMatDefs.count(MI)) {
2611         bool isDead = true;
2612         for (unsigned i = 0, e = MI->getNumOperands(); i != e; ++i) {
2613           const MachineOperand &MO = MI->getOperand(i);
2614           if (!MO.isReg())
2615             continue;
2616           unsigned Reg = MO.getReg();
2617           if (!Reg)
2618             continue;
2619           if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(Reg))
2620             DeadDefs.push_back(Reg);
2621           if (MO.isDead())
2622             continue;
2623           if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(Reg) ||
2624               !mri_->use_empty(Reg)) {
2625             isDead = false;
2626             break;
2627           }
2628         }
2629         if (isDead) {
2630           while (!DeadDefs.empty()) {
2631             unsigned DeadDef = DeadDefs.back();
2632             DeadDefs.pop_back();
2633             RemoveDeadDef(li_->getInterval(DeadDef), MI);
2634           }
2635           li_->RemoveMachineInstrFromMaps(mii);
2636           mii = mbbi->erase(mii);
2637           continue;
2638         } else
2639           DeadDefs.clear();
2640       }
2641
2642       // If the move will be an identity move delete it
2643       bool isMove= tii_->isMoveInstr(*MI, SrcReg, DstReg, SrcSubIdx, DstSubIdx);
2644       if (isMove && SrcReg == DstReg) {
2645         if (li_->hasInterval(SrcReg)) {
2646           LiveInterval &RegInt = li_->getInterval(SrcReg);
2647           // If def of this move instruction is dead, remove its live range
2648           // from the dstination register's live interval.
2649           if (MI->registerDefIsDead(DstReg)) {
2650             if (!ShortenDeadCopySrcLiveRange(RegInt, MI))
2651               ShortenDeadCopyLiveRange(RegInt, MI);
2652           }
2653         }
2654         li_->RemoveMachineInstrFromMaps(MI);
2655         mii = mbbi->erase(mii);
2656         ++numPeep;
2657       } else {
2658         SmallSet<unsigned, 4> UniqueUses;
2659         for (unsigned i = 0, e = MI->getNumOperands(); i != e; ++i) {
2660           const MachineOperand &mop = MI->getOperand(i);
2661           if (mop.isReg() && mop.getReg() &&
2662               TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(mop.getReg())) {
2663             unsigned reg = mop.getReg();
2664             // Multiple uses of reg by the same instruction. It should not
2665             // contribute to spill weight again.
2666             if (UniqueUses.count(reg) != 0)
2667               continue;
2668             LiveInterval &RegInt = li_->getInterval(reg);
2669             RegInt.weight +=
2670               li_->getSpillWeight(mop.isDef(), mop.isUse(), loopDepth);
2671             UniqueUses.insert(reg);
2672           }
2673         }
2674         ++mii;
2675       }
2676     }
2677   }
2678
2679   for (LiveIntervals::iterator I = li_->begin(), E = li_->end(); I != E; ++I) {
2680     LiveInterval &LI = *I->second;
2681     if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(LI.reg)) {
2682       // If the live interval length is essentially zero, i.e. in every live
2683       // range the use follows def immediately, it doesn't make sense to spill
2684       // it and hope it will be easier to allocate for this li.
2685       if (isZeroLengthInterval(&LI))
2686         LI.weight = HUGE_VALF;
2687       else {
2688         bool isLoad = false;
2689         SmallVector<LiveInterval*, 4> SpillIs;
2690         if (li_->isReMaterializable(LI, SpillIs, isLoad)) {
2691           // If all of the definitions of the interval are re-materializable,
2692           // it is a preferred candidate for spilling. If non of the defs are
2693           // loads, then it's potentially very cheap to re-materialize.
2694           // FIXME: this gets much more complicated once we support non-trivial
2695           // re-materialization.
2696           if (isLoad)
2697             LI.weight *= 0.9F;
2698           else
2699             LI.weight *= 0.5F;
2700         }
2701       }
2702
2703       // Slightly prefer live interval that has been assigned a preferred reg.
2704       std::pair<unsigned, unsigned> Hint = mri_->getRegAllocationHint(LI.reg);
2705       if (Hint.first || Hint.second)
2706         LI.weight *= 1.01F;
2707
2708       // Divide the weight of the interval by its size.  This encourages 
2709       // spilling of intervals that are large and have few uses, and
2710       // discourages spilling of small intervals with many uses.
2711       LI.weight /= li_->getApproximateInstructionCount(LI) * InstrSlots::NUM;
2712     }
2713   }
2714
2715   DEBUG(dump());
2716   return true;
2717 }
2718
2719 /// print - Implement the dump method.
2720 void SimpleRegisterCoalescing::print(raw_ostream &O, const Module* m) const {
2721    li_->print(O, m);
2722 }
2723
2724 RegisterCoalescer* llvm::createSimpleRegisterCoalescer() {
2725   return new SimpleRegisterCoalescing();
2726 }
2727
2728 // Make sure that anything that uses RegisterCoalescer pulls in this file...
2729 DEFINING_FILE_FOR(SimpleRegisterCoalescing)