379025b5a9a3bc11821e36c489f0e212e045a2b2
[oota-llvm.git] / lib / CodeGen / SplitKit.cpp
1 //===---------- SplitKit.cpp - Toolkit for splitting live ranges ----------===//
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 contains the SplitAnalysis class as well as mutator functions for
11 // live range splitting.
12 //
13 //===----------------------------------------------------------------------===//
14
15 #define DEBUG_TYPE "regalloc"
16 #include "SplitKit.h"
17 #include "LiveRangeEdit.h"
18 #include "VirtRegMap.h"
19 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
20 #include "llvm/CodeGen/LiveIntervalAnalysis.h"
21 #include "llvm/CodeGen/MachineDominators.h"
22 #include "llvm/CodeGen/MachineInstrBuilder.h"
23 #include "llvm/CodeGen/MachineLoopInfo.h"
24 #include "llvm/CodeGen/MachineRegisterInfo.h"
25 #include "llvm/Support/Debug.h"
26 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
27 #include "llvm/Target/TargetInstrInfo.h"
28 #include "llvm/Target/TargetMachine.h"
29
30 using namespace llvm;
31
32 STATISTIC(NumFinished, "Number of splits finished");
33 STATISTIC(NumSimple,   "Number of splits that were simple");
34 STATISTIC(NumCopies,   "Number of copies inserted for splitting");
35 STATISTIC(NumRemats,   "Number of rematerialized defs for splitting");
36 STATISTIC(NumRepairs,  "Number of invalid live ranges repaired");
37
38 //===----------------------------------------------------------------------===//
39 //                                 Split Analysis
40 //===----------------------------------------------------------------------===//
41
42 SplitAnalysis::SplitAnalysis(const VirtRegMap &vrm,
43                              const LiveIntervals &lis,
44                              const MachineLoopInfo &mli)
45   : MF(vrm.getMachineFunction()),
46     VRM(vrm),
47     LIS(lis),
48     Loops(mli),
49     TII(*MF.getTarget().getInstrInfo()),
50     CurLI(0),
51     LastSplitPoint(MF.getNumBlockIDs()) {}
52
53 void SplitAnalysis::clear() {
54   UseSlots.clear();
55   UseBlocks.clear();
56   ThroughBlocks.clear();
57   CurLI = 0;
58   DidRepairRange = false;
59 }
60
61 SlotIndex SplitAnalysis::computeLastSplitPoint(unsigned Num) {
62   const MachineBasicBlock *MBB = MF.getBlockNumbered(Num);
63   const MachineBasicBlock *LPad = MBB->getLandingPadSuccessor();
64   std::pair<SlotIndex, SlotIndex> &LSP = LastSplitPoint[Num];
65   SlotIndex MBBEnd = LIS.getMBBEndIdx(MBB);
66
67   // Compute split points on the first call. The pair is independent of the
68   // current live interval.
69   if (!LSP.first.isValid()) {
70     MachineBasicBlock::const_iterator FirstTerm = MBB->getFirstTerminator();
71     if (FirstTerm == MBB->end())
72       LSP.first = MBBEnd;
73     else
74       LSP.first = LIS.getInstructionIndex(FirstTerm);
75
76     // If there is a landing pad successor, also find the call instruction.
77     if (!LPad)
78       return LSP.first;
79     // There may not be a call instruction (?) in which case we ignore LPad.
80     LSP.second = LSP.first;
81     for (MachineBasicBlock::const_iterator I = MBB->end(), E = MBB->begin();
82          I != E;) {
83       --I;
84       if (I->isCall()) {
85         LSP.second = LIS.getInstructionIndex(I);
86         break;
87       }
88     }
89   }
90
91   // If CurLI is live into a landing pad successor, move the last split point
92   // back to the call that may throw.
93   if (!LPad || !LSP.second || !LIS.isLiveInToMBB(*CurLI, LPad))
94     return LSP.first;
95
96   // Find the value leaving MBB.
97   const VNInfo *VNI = CurLI->getVNInfoBefore(MBBEnd);
98   if (!VNI)
99     return LSP.first;
100
101   // If the value leaving MBB was defined after the call in MBB, it can't
102   // really be live-in to the landing pad.  This can happen if the landing pad
103   // has a PHI, and this register is undef on the exceptional edge.
104   // <rdar://problem/10664933>
105   if (!SlotIndex::isEarlierInstr(VNI->def, LSP.second) && VNI->def < MBBEnd)
106     return LSP.first;
107
108   // Value is properly live-in to the landing pad.
109   // Only allow splits before the call.
110   return LSP.second;
111 }
112
113 MachineBasicBlock::iterator
114 SplitAnalysis::getLastSplitPointIter(MachineBasicBlock *MBB) {
115   SlotIndex LSP = getLastSplitPoint(MBB->getNumber());
116   if (LSP == LIS.getMBBEndIdx(MBB))
117     return MBB->end();
118   return LIS.getInstructionFromIndex(LSP);
119 }
120
121 /// analyzeUses - Count instructions, basic blocks, and loops using CurLI.
122 void SplitAnalysis::analyzeUses() {
123   assert(UseSlots.empty() && "Call clear first");
124
125   // First get all the defs from the interval values. This provides the correct
126   // slots for early clobbers.
127   for (LiveInterval::const_vni_iterator I = CurLI->vni_begin(),
128        E = CurLI->vni_end(); I != E; ++I)
129     if (!(*I)->isPHIDef() && !(*I)->isUnused())
130       UseSlots.push_back((*I)->def);
131
132   // Get use slots form the use-def chain.
133   const MachineRegisterInfo &MRI = MF.getRegInfo();
134   for (MachineRegisterInfo::use_nodbg_iterator
135        I = MRI.use_nodbg_begin(CurLI->reg), E = MRI.use_nodbg_end(); I != E;
136        ++I)
137     if (!I.getOperand().isUndef())
138       UseSlots.push_back(LIS.getInstructionIndex(&*I).getRegSlot());
139
140   array_pod_sort(UseSlots.begin(), UseSlots.end());
141
142   // Remove duplicates, keeping the smaller slot for each instruction.
143   // That is what we want for early clobbers.
144   UseSlots.erase(std::unique(UseSlots.begin(), UseSlots.end(),
145                              SlotIndex::isSameInstr),
146                  UseSlots.end());
147
148   // Compute per-live block info.
149   if (!calcLiveBlockInfo()) {
150     // FIXME: calcLiveBlockInfo found inconsistencies in the live range.
151     // I am looking at you, RegisterCoalescer!
152     DidRepairRange = true;
153     ++NumRepairs;
154     DEBUG(dbgs() << "*** Fixing inconsistent live interval! ***\n");
155     const_cast<LiveIntervals&>(LIS)
156       .shrinkToUses(const_cast<LiveInterval*>(CurLI));
157     UseBlocks.clear();
158     ThroughBlocks.clear();
159     bool fixed = calcLiveBlockInfo();
160     (void)fixed;
161     assert(fixed && "Couldn't fix broken live interval");
162   }
163
164   DEBUG(dbgs() << "Analyze counted "
165                << UseSlots.size() << " instrs in "
166                << UseBlocks.size() << " blocks, through "
167                << NumThroughBlocks << " blocks.\n");
168 }
169
170 /// calcLiveBlockInfo - Fill the LiveBlocks array with information about blocks
171 /// where CurLI is live.
172 bool SplitAnalysis::calcLiveBlockInfo() {
173   ThroughBlocks.resize(MF.getNumBlockIDs());
174   NumThroughBlocks = NumGapBlocks = 0;
175   if (CurLI->empty())
176     return true;
177
178   LiveInterval::const_iterator LVI = CurLI->begin();
179   LiveInterval::const_iterator LVE = CurLI->end();
180
181   SmallVectorImpl<SlotIndex>::const_iterator UseI, UseE;
182   UseI = UseSlots.begin();
183   UseE = UseSlots.end();
184
185   // Loop over basic blocks where CurLI is live.
186   MachineFunction::iterator MFI = LIS.getMBBFromIndex(LVI->start);
187   for (;;) {
188     BlockInfo BI;
189     BI.MBB = MFI;
190     SlotIndex Start, Stop;
191     tie(Start, Stop) = LIS.getSlotIndexes()->getMBBRange(BI.MBB);
192
193     // If the block contains no uses, the range must be live through. At one
194     // point, RegisterCoalescer could create dangling ranges that ended
195     // mid-block.
196     if (UseI == UseE || *UseI >= Stop) {
197       ++NumThroughBlocks;
198       ThroughBlocks.set(BI.MBB->getNumber());
199       // The range shouldn't end mid-block if there are no uses. This shouldn't
200       // happen.
201       if (LVI->end < Stop)
202         return false;
203     } else {
204       // This block has uses. Find the first and last uses in the block.
205       BI.FirstInstr = *UseI;
206       assert(BI.FirstInstr >= Start);
207       do ++UseI;
208       while (UseI != UseE && *UseI < Stop);
209       BI.LastInstr = UseI[-1];
210       assert(BI.LastInstr < Stop);
211
212       // LVI is the first live segment overlapping MBB.
213       BI.LiveIn = LVI->start <= Start;
214
215       // When not live in, the first use should be a def.
216       if (!BI.LiveIn) {
217         assert(LVI->start == LVI->valno->def && "Dangling LiveRange start");
218         assert(LVI->start == BI.FirstInstr && "First instr should be a def");
219         BI.FirstDef = BI.FirstInstr;
220       }
221
222       // Look for gaps in the live range.
223       BI.LiveOut = true;
224       while (LVI->end < Stop) {
225         SlotIndex LastStop = LVI->end;
226         if (++LVI == LVE || LVI->start >= Stop) {
227           BI.LiveOut = false;
228           BI.LastInstr = LastStop;
229           break;
230         }
231
232         if (LastStop < LVI->start) {
233           // There is a gap in the live range. Create duplicate entries for the
234           // live-in snippet and the live-out snippet.
235           ++NumGapBlocks;
236
237           // Push the Live-in part.
238           BI.LiveOut = false;
239           UseBlocks.push_back(BI);
240           UseBlocks.back().LastInstr = LastStop;
241
242           // Set up BI for the live-out part.
243           BI.LiveIn = false;
244           BI.LiveOut = true;
245           BI.FirstInstr = BI.FirstDef = LVI->start;
246         }
247
248         // A LiveRange that starts in the middle of the block must be a def.
249         assert(LVI->start == LVI->valno->def && "Dangling LiveRange start");
250         if (!BI.FirstDef)
251           BI.FirstDef = LVI->start;
252       }
253
254       UseBlocks.push_back(BI);
255
256       // LVI is now at LVE or LVI->end >= Stop.
257       if (LVI == LVE)
258         break;
259     }
260
261     // Live segment ends exactly at Stop. Move to the next segment.
262     if (LVI->end == Stop && ++LVI == LVE)
263       break;
264
265     // Pick the next basic block.
266     if (LVI->start < Stop)
267       ++MFI;
268     else
269       MFI = LIS.getMBBFromIndex(LVI->start);
270   }
271
272   assert(getNumLiveBlocks() == countLiveBlocks(CurLI) && "Bad block count");
273   return true;
274 }
275
276 unsigned SplitAnalysis::countLiveBlocks(const LiveInterval *cli) const {
277   if (cli->empty())
278     return 0;
279   LiveInterval *li = const_cast<LiveInterval*>(cli);
280   LiveInterval::iterator LVI = li->begin();
281   LiveInterval::iterator LVE = li->end();
282   unsigned Count = 0;
283
284   // Loop over basic blocks where li is live.
285   MachineFunction::const_iterator MFI = LIS.getMBBFromIndex(LVI->start);
286   SlotIndex Stop = LIS.getMBBEndIdx(MFI);
287   for (;;) {
288     ++Count;
289     LVI = li->advanceTo(LVI, Stop);
290     if (LVI == LVE)
291       return Count;
292     do {
293       ++MFI;
294       Stop = LIS.getMBBEndIdx(MFI);
295     } while (Stop <= LVI->start);
296   }
297 }
298
299 bool SplitAnalysis::isOriginalEndpoint(SlotIndex Idx) const {
300   unsigned OrigReg = VRM.getOriginal(CurLI->reg);
301   const LiveInterval &Orig = LIS.getInterval(OrigReg);
302   assert(!Orig.empty() && "Splitting empty interval?");
303   LiveInterval::const_iterator I = Orig.find(Idx);
304
305   // Range containing Idx should begin at Idx.
306   if (I != Orig.end() && I->start <= Idx)
307     return I->start == Idx;
308
309   // Range does not contain Idx, previous must end at Idx.
310   return I != Orig.begin() && (--I)->end == Idx;
311 }
312
313 void SplitAnalysis::analyze(const LiveInterval *li) {
314   clear();
315   CurLI = li;
316   analyzeUses();
317 }
318
319
320 //===----------------------------------------------------------------------===//
321 //                               Split Editor
322 //===----------------------------------------------------------------------===//
323
324 /// Create a new SplitEditor for editing the LiveInterval analyzed by SA.
325 SplitEditor::SplitEditor(SplitAnalysis &sa,
326                          LiveIntervals &lis,
327                          VirtRegMap &vrm,
328                          MachineDominatorTree &mdt)
329   : SA(sa), LIS(lis), VRM(vrm),
330     MRI(vrm.getMachineFunction().getRegInfo()),
331     MDT(mdt),
332     TII(*vrm.getMachineFunction().getTarget().getInstrInfo()),
333     TRI(*vrm.getMachineFunction().getTarget().getRegisterInfo()),
334     Edit(0),
335     OpenIdx(0),
336     SpillMode(SM_Partition),
337     RegAssign(Allocator)
338 {}
339
340 void SplitEditor::reset(LiveRangeEdit &LRE, ComplementSpillMode SM) {
341   Edit = &LRE;
342   SpillMode = SM;
343   OpenIdx = 0;
344   RegAssign.clear();
345   Values.clear();
346
347   // Reset the LiveRangeCalc instances needed for this spill mode.
348   LRCalc[0].reset(&VRM.getMachineFunction());
349   if (SpillMode)
350     LRCalc[1].reset(&VRM.getMachineFunction());
351
352   // We don't need an AliasAnalysis since we will only be performing
353   // cheap-as-a-copy remats anyway.
354   Edit->anyRematerializable(LIS, TII, 0);
355 }
356
357 void SplitEditor::dump() const {
358   if (RegAssign.empty()) {
359     dbgs() << " empty\n";
360     return;
361   }
362
363   for (RegAssignMap::const_iterator I = RegAssign.begin(); I.valid(); ++I)
364     dbgs() << " [" << I.start() << ';' << I.stop() << "):" << I.value();
365   dbgs() << '\n';
366 }
367
368 VNInfo *SplitEditor::defValue(unsigned RegIdx,
369                               const VNInfo *ParentVNI,
370                               SlotIndex Idx) {
371   assert(ParentVNI && "Mapping  NULL value");
372   assert(Idx.isValid() && "Invalid SlotIndex");
373   assert(Edit->getParent().getVNInfoAt(Idx) == ParentVNI && "Bad Parent VNI");
374   LiveInterval *LI = Edit->get(RegIdx);
375
376   // Create a new value.
377   VNInfo *VNI = LI->getNextValue(Idx, 0, LIS.getVNInfoAllocator());
378
379   // Use insert for lookup, so we can add missing values with a second lookup.
380   std::pair<ValueMap::iterator, bool> InsP =
381     Values.insert(std::make_pair(std::make_pair(RegIdx, ParentVNI->id),
382                                  ValueForcePair(VNI, false)));
383
384   // This was the first time (RegIdx, ParentVNI) was mapped.
385   // Keep it as a simple def without any liveness.
386   if (InsP.second)
387     return VNI;
388
389   // If the previous value was a simple mapping, add liveness for it now.
390   if (VNInfo *OldVNI = InsP.first->second.getPointer()) {
391     SlotIndex Def = OldVNI->def;
392     LI->addRange(LiveRange(Def, Def.getDeadSlot(), OldVNI));
393     // No longer a simple mapping.  Switch to a complex, non-forced mapping.
394     InsP.first->second = ValueForcePair();
395   }
396
397   // This is a complex mapping, add liveness for VNI
398   SlotIndex Def = VNI->def;
399   LI->addRange(LiveRange(Def, Def.getDeadSlot(), VNI));
400
401   return VNI;
402 }
403
404 void SplitEditor::forceRecompute(unsigned RegIdx, const VNInfo *ParentVNI) {
405   assert(ParentVNI && "Mapping  NULL value");
406   ValueForcePair &VFP = Values[std::make_pair(RegIdx, ParentVNI->id)];
407   VNInfo *VNI = VFP.getPointer();
408
409   // ParentVNI was either unmapped or already complex mapped. Either way, just
410   // set the force bit.
411   if (!VNI) {
412     VFP.setInt(true);
413     return;
414   }
415
416   // This was previously a single mapping. Make sure the old def is represented
417   // by a trivial live range.
418   SlotIndex Def = VNI->def;
419   Edit->get(RegIdx)->addRange(LiveRange(Def, Def.getDeadSlot(), VNI));
420   // Mark as complex mapped, forced.
421   VFP = ValueForcePair(0, true);
422 }
423
424 VNInfo *SplitEditor::defFromParent(unsigned RegIdx,
425                                    VNInfo *ParentVNI,
426                                    SlotIndex UseIdx,
427                                    MachineBasicBlock &MBB,
428                                    MachineBasicBlock::iterator I) {
429   MachineInstr *CopyMI = 0;
430   SlotIndex Def;
431   LiveInterval *LI = Edit->get(RegIdx);
432
433   // We may be trying to avoid interference that ends at a deleted instruction,
434   // so always begin RegIdx 0 early and all others late.
435   bool Late = RegIdx != 0;
436
437   // Attempt cheap-as-a-copy rematerialization.
438   LiveRangeEdit::Remat RM(ParentVNI);
439   if (Edit->canRematerializeAt(RM, UseIdx, true, LIS)) {
440     Def = Edit->rematerializeAt(MBB, I, LI->reg, RM, LIS, TII, TRI, Late);
441     ++NumRemats;
442   } else {
443     // Can't remat, just insert a copy from parent.
444     CopyMI = BuildMI(MBB, I, DebugLoc(), TII.get(TargetOpcode::COPY), LI->reg)
445                .addReg(Edit->getReg());
446     Def = LIS.getSlotIndexes()->insertMachineInstrInMaps(CopyMI, Late)
447             .getRegSlot();
448     ++NumCopies;
449   }
450
451   // Define the value in Reg.
452   VNInfo *VNI = defValue(RegIdx, ParentVNI, Def);
453   VNI->setCopy(CopyMI);
454   return VNI;
455 }
456
457 /// Create a new virtual register and live interval.
458 unsigned SplitEditor::openIntv() {
459   // Create the complement as index 0.
460   if (Edit->empty())
461     Edit->create(LIS, VRM);
462
463   // Create the open interval.
464   OpenIdx = Edit->size();
465   Edit->create(LIS, VRM);
466   return OpenIdx;
467 }
468
469 void SplitEditor::selectIntv(unsigned Idx) {
470   assert(Idx != 0 && "Cannot select the complement interval");
471   assert(Idx < Edit->size() && "Can only select previously opened interval");
472   DEBUG(dbgs() << "    selectIntv " << OpenIdx << " -> " << Idx << '\n');
473   OpenIdx = Idx;
474 }
475
476 SlotIndex SplitEditor::enterIntvBefore(SlotIndex Idx) {
477   assert(OpenIdx && "openIntv not called before enterIntvBefore");
478   DEBUG(dbgs() << "    enterIntvBefore " << Idx);
479   Idx = Idx.getBaseIndex();
480   VNInfo *ParentVNI = Edit->getParent().getVNInfoAt(Idx);
481   if (!ParentVNI) {
482     DEBUG(dbgs() << ": not live\n");
483     return Idx;
484   }
485   DEBUG(dbgs() << ": valno " << ParentVNI->id << '\n');
486   MachineInstr *MI = LIS.getInstructionFromIndex(Idx);
487   assert(MI && "enterIntvBefore called with invalid index");
488
489   VNInfo *VNI = defFromParent(OpenIdx, ParentVNI, Idx, *MI->getParent(), MI);
490   return VNI->def;
491 }
492
493 SlotIndex SplitEditor::enterIntvAfter(SlotIndex Idx) {
494   assert(OpenIdx && "openIntv not called before enterIntvAfter");
495   DEBUG(dbgs() << "    enterIntvAfter " << Idx);
496   Idx = Idx.getBoundaryIndex();
497   VNInfo *ParentVNI = Edit->getParent().getVNInfoAt(Idx);
498   if (!ParentVNI) {
499     DEBUG(dbgs() << ": not live\n");
500     return Idx;
501   }
502   DEBUG(dbgs() << ": valno " << ParentVNI->id << '\n');
503   MachineInstr *MI = LIS.getInstructionFromIndex(Idx);
504   assert(MI && "enterIntvAfter called with invalid index");
505
506   VNInfo *VNI = defFromParent(OpenIdx, ParentVNI, Idx, *MI->getParent(),
507                               llvm::next(MachineBasicBlock::iterator(MI)));
508   return VNI->def;
509 }
510
511 SlotIndex SplitEditor::enterIntvAtEnd(MachineBasicBlock &MBB) {
512   assert(OpenIdx && "openIntv not called before enterIntvAtEnd");
513   SlotIndex End = LIS.getMBBEndIdx(&MBB);
514   SlotIndex Last = End.getPrevSlot();
515   DEBUG(dbgs() << "    enterIntvAtEnd BB#" << MBB.getNumber() << ", " << Last);
516   VNInfo *ParentVNI = Edit->getParent().getVNInfoAt(Last);
517   if (!ParentVNI) {
518     DEBUG(dbgs() << ": not live\n");
519     return End;
520   }
521   DEBUG(dbgs() << ": valno " << ParentVNI->id);
522   VNInfo *VNI = defFromParent(OpenIdx, ParentVNI, Last, MBB,
523                               SA.getLastSplitPointIter(&MBB));
524   RegAssign.insert(VNI->def, End, OpenIdx);
525   DEBUG(dump());
526   return VNI->def;
527 }
528
529 /// useIntv - indicate that all instructions in MBB should use OpenLI.
530 void SplitEditor::useIntv(const MachineBasicBlock &MBB) {
531   useIntv(LIS.getMBBStartIdx(&MBB), LIS.getMBBEndIdx(&MBB));
532 }
533
534 void SplitEditor::useIntv(SlotIndex Start, SlotIndex End) {
535   assert(OpenIdx && "openIntv not called before useIntv");
536   DEBUG(dbgs() << "    useIntv [" << Start << ';' << End << "):");
537   RegAssign.insert(Start, End, OpenIdx);
538   DEBUG(dump());
539 }
540
541 SlotIndex SplitEditor::leaveIntvAfter(SlotIndex Idx) {
542   assert(OpenIdx && "openIntv not called before leaveIntvAfter");
543   DEBUG(dbgs() << "    leaveIntvAfter " << Idx);
544
545   // The interval must be live beyond the instruction at Idx.
546   SlotIndex Boundary = Idx.getBoundaryIndex();
547   VNInfo *ParentVNI = Edit->getParent().getVNInfoAt(Boundary);
548   if (!ParentVNI) {
549     DEBUG(dbgs() << ": not live\n");
550     return Boundary.getNextSlot();
551   }
552   DEBUG(dbgs() << ": valno " << ParentVNI->id << '\n');
553   MachineInstr *MI = LIS.getInstructionFromIndex(Boundary);
554   assert(MI && "No instruction at index");
555
556   // In spill mode, make live ranges as short as possible by inserting the copy
557   // before MI.  This is only possible if that instruction doesn't redefine the
558   // value.  The inserted COPY is not a kill, and we don't need to recompute
559   // the source live range.  The spiller also won't try to hoist this copy.
560   if (SpillMode && !SlotIndex::isSameInstr(ParentVNI->def, Idx) &&
561       MI->readsVirtualRegister(Edit->getReg())) {
562     forceRecompute(0, ParentVNI);
563     defFromParent(0, ParentVNI, Idx, *MI->getParent(), MI);
564     return Idx;
565   }
566
567   VNInfo *VNI = defFromParent(0, ParentVNI, Boundary, *MI->getParent(),
568                               llvm::next(MachineBasicBlock::iterator(MI)));
569   return VNI->def;
570 }
571
572 SlotIndex SplitEditor::leaveIntvBefore(SlotIndex Idx) {
573   assert(OpenIdx && "openIntv not called before leaveIntvBefore");
574   DEBUG(dbgs() << "    leaveIntvBefore " << Idx);
575
576   // The interval must be live into the instruction at Idx.
577   Idx = Idx.getBaseIndex();
578   VNInfo *ParentVNI = Edit->getParent().getVNInfoAt(Idx);
579   if (!ParentVNI) {
580     DEBUG(dbgs() << ": not live\n");
581     return Idx.getNextSlot();
582   }
583   DEBUG(dbgs() << ": valno " << ParentVNI->id << '\n');
584
585   MachineInstr *MI = LIS.getInstructionFromIndex(Idx);
586   assert(MI && "No instruction at index");
587   VNInfo *VNI = defFromParent(0, ParentVNI, Idx, *MI->getParent(), MI);
588   return VNI->def;
589 }
590
591 SlotIndex SplitEditor::leaveIntvAtTop(MachineBasicBlock &MBB) {
592   assert(OpenIdx && "openIntv not called before leaveIntvAtTop");
593   SlotIndex Start = LIS.getMBBStartIdx(&MBB);
594   DEBUG(dbgs() << "    leaveIntvAtTop BB#" << MBB.getNumber() << ", " << Start);
595
596   VNInfo *ParentVNI = Edit->getParent().getVNInfoAt(Start);
597   if (!ParentVNI) {
598     DEBUG(dbgs() << ": not live\n");
599     return Start;
600   }
601
602   VNInfo *VNI = defFromParent(0, ParentVNI, Start, MBB,
603                               MBB.SkipPHIsAndLabels(MBB.begin()));
604   RegAssign.insert(Start, VNI->def, OpenIdx);
605   DEBUG(dump());
606   return VNI->def;
607 }
608
609 void SplitEditor::overlapIntv(SlotIndex Start, SlotIndex End) {
610   assert(OpenIdx && "openIntv not called before overlapIntv");
611   const VNInfo *ParentVNI = Edit->getParent().getVNInfoAt(Start);
612   assert(ParentVNI == Edit->getParent().getVNInfoBefore(End) &&
613          "Parent changes value in extended range");
614   assert(LIS.getMBBFromIndex(Start) == LIS.getMBBFromIndex(End) &&
615          "Range cannot span basic blocks");
616
617   // The complement interval will be extended as needed by LRCalc.extend().
618   if (ParentVNI)
619     forceRecompute(0, ParentVNI);
620   DEBUG(dbgs() << "    overlapIntv [" << Start << ';' << End << "):");
621   RegAssign.insert(Start, End, OpenIdx);
622   DEBUG(dump());
623 }
624
625 //===----------------------------------------------------------------------===//
626 //                                  Spill modes
627 //===----------------------------------------------------------------------===//
628
629 void SplitEditor::removeBackCopies(SmallVectorImpl<VNInfo*> &Copies) {
630   LiveInterval *LI = Edit->get(0);
631   DEBUG(dbgs() << "Removing " << Copies.size() << " back-copies.\n");
632   RegAssignMap::iterator AssignI;
633   AssignI.setMap(RegAssign);
634
635   for (unsigned i = 0, e = Copies.size(); i != e; ++i) {
636     VNInfo *VNI = Copies[i];
637     SlotIndex Def = VNI->def;
638     MachineInstr *MI = LIS.getInstructionFromIndex(Def);
639     assert(MI && "No instruction for back-copy");
640
641     MachineBasicBlock *MBB = MI->getParent();
642     MachineBasicBlock::iterator MBBI(MI);
643     bool AtBegin;
644     do AtBegin = MBBI == MBB->begin();
645     while (!AtBegin && (--MBBI)->isDebugValue());
646
647     DEBUG(dbgs() << "Removing " << Def << '\t' << *MI);
648     LI->removeValNo(VNI);
649     LIS.RemoveMachineInstrFromMaps(MI);
650     MI->eraseFromParent();
651
652     // Adjust RegAssign if a register assignment is killed at VNI->def.  We
653     // want to avoid calculating the live range of the source register if
654     // possible.
655     AssignI.find(VNI->def.getPrevSlot());
656     if (!AssignI.valid() || AssignI.start() >= Def)
657       continue;
658     // If MI doesn't kill the assigned register, just leave it.
659     if (AssignI.stop() != Def)
660       continue;
661     unsigned RegIdx = AssignI.value();
662     if (AtBegin || !MBBI->readsVirtualRegister(Edit->getReg())) {
663       DEBUG(dbgs() << "  cannot find simple kill of RegIdx " << RegIdx << '\n');
664       forceRecompute(RegIdx, Edit->getParent().getVNInfoAt(Def));
665     } else {
666       SlotIndex Kill = LIS.getInstructionIndex(MBBI).getRegSlot();
667       DEBUG(dbgs() << "  move kill to " << Kill << '\t' << *MBBI);
668       AssignI.setStop(Kill);
669     }
670   }
671 }
672
673 MachineBasicBlock*
674 SplitEditor::findShallowDominator(MachineBasicBlock *MBB,
675                                   MachineBasicBlock *DefMBB) {
676   if (MBB == DefMBB)
677     return MBB;
678   assert(MDT.dominates(DefMBB, MBB) && "MBB must be dominated by the def.");
679
680   const MachineLoopInfo &Loops = SA.Loops;
681   const MachineLoop *DefLoop = Loops.getLoopFor(DefMBB);
682   MachineDomTreeNode *DefDomNode = MDT[DefMBB];
683
684   // Best candidate so far.
685   MachineBasicBlock *BestMBB = MBB;
686   unsigned BestDepth = UINT_MAX;
687
688   for (;;) {
689     const MachineLoop *Loop = Loops.getLoopFor(MBB);
690
691     // MBB isn't in a loop, it doesn't get any better.  All dominators have a
692     // higher frequency by definition.
693     if (!Loop) {
694       DEBUG(dbgs() << "Def in BB#" << DefMBB->getNumber() << " dominates BB#"
695                    << MBB->getNumber() << " at depth 0\n");
696       return MBB;
697     }
698
699     // We'll never be able to exit the DefLoop.
700     if (Loop == DefLoop) {
701       DEBUG(dbgs() << "Def in BB#" << DefMBB->getNumber() << " dominates BB#"
702                    << MBB->getNumber() << " in the same loop\n");
703       return MBB;
704     }
705
706     // Least busy dominator seen so far.
707     unsigned Depth = Loop->getLoopDepth();
708     if (Depth < BestDepth) {
709       BestMBB = MBB;
710       BestDepth = Depth;
711       DEBUG(dbgs() << "Def in BB#" << DefMBB->getNumber() << " dominates BB#"
712                    << MBB->getNumber() << " at depth " << Depth << '\n');
713     }
714
715     // Leave loop by going to the immediate dominator of the loop header.
716     // This is a bigger stride than simply walking up the dominator tree.
717     MachineDomTreeNode *IDom = MDT[Loop->getHeader()]->getIDom();
718
719     // Too far up the dominator tree?
720     if (!IDom || !MDT.dominates(DefDomNode, IDom))
721       return BestMBB;
722
723     MBB = IDom->getBlock();
724   }
725 }
726
727 void SplitEditor::hoistCopiesForSize() {
728   // Get the complement interval, always RegIdx 0.
729   LiveInterval *LI = Edit->get(0);
730   LiveInterval *Parent = &Edit->getParent();
731
732   // Track the nearest common dominator for all back-copies for each ParentVNI,
733   // indexed by ParentVNI->id.
734   typedef std::pair<MachineBasicBlock*, SlotIndex> DomPair;
735   SmallVector<DomPair, 8> NearestDom(Parent->getNumValNums());
736
737   // Find the nearest common dominator for parent values with multiple
738   // back-copies.  If a single back-copy dominates, put it in DomPair.second.
739   for (LiveInterval::vni_iterator VI = LI->vni_begin(), VE = LI->vni_end();
740        VI != VE; ++VI) {
741     VNInfo *VNI = *VI;
742     VNInfo *ParentVNI = Edit->getParent().getVNInfoAt(VNI->def);
743     assert(ParentVNI && "Parent not live at complement def");
744
745     // Don't hoist remats.  The complement is probably going to disappear
746     // completely anyway.
747     if (Edit->didRematerialize(ParentVNI))
748       continue;
749
750     MachineBasicBlock *ValMBB = LIS.getMBBFromIndex(VNI->def);
751     DomPair &Dom = NearestDom[ParentVNI->id];
752
753     // Keep directly defined parent values.  This is either a PHI or an
754     // instruction in the complement range.  All other copies of ParentVNI
755     // should be eliminated.
756     if (VNI->def == ParentVNI->def) {
757       DEBUG(dbgs() << "Direct complement def at " << VNI->def << '\n');
758       Dom = DomPair(ValMBB, VNI->def);
759       continue;
760     }
761     // Skip the singly mapped values.  There is nothing to gain from hoisting a
762     // single back-copy.
763     if (Values.lookup(std::make_pair(0, ParentVNI->id)).getPointer()) {
764       DEBUG(dbgs() << "Single complement def at " << VNI->def << '\n');
765       continue;
766     }
767
768     if (!Dom.first) {
769       // First time we see ParentVNI.  VNI dominates itself.
770       Dom = DomPair(ValMBB, VNI->def);
771     } else if (Dom.first == ValMBB) {
772       // Two defs in the same block.  Pick the earlier def.
773       if (!Dom.second.isValid() || VNI->def < Dom.second)
774         Dom.second = VNI->def;
775     } else {
776       // Different basic blocks. Check if one dominates.
777       MachineBasicBlock *Near =
778         MDT.findNearestCommonDominator(Dom.first, ValMBB);
779       if (Near == ValMBB)
780         // Def ValMBB dominates.
781         Dom = DomPair(ValMBB, VNI->def);
782       else if (Near != Dom.first)
783         // None dominate. Hoist to common dominator, need new def.
784         Dom = DomPair(Near, SlotIndex());
785     }
786
787     DEBUG(dbgs() << "Multi-mapped complement " << VNI->id << '@' << VNI->def
788                  << " for parent " << ParentVNI->id << '@' << ParentVNI->def
789                  << " hoist to BB#" << Dom.first->getNumber() << ' '
790                  << Dom.second << '\n');
791   }
792
793   // Insert the hoisted copies.
794   for (unsigned i = 0, e = Parent->getNumValNums(); i != e; ++i) {
795     DomPair &Dom = NearestDom[i];
796     if (!Dom.first || Dom.second.isValid())
797       continue;
798     // This value needs a hoisted copy inserted at the end of Dom.first.
799     VNInfo *ParentVNI = Parent->getValNumInfo(i);
800     MachineBasicBlock *DefMBB = LIS.getMBBFromIndex(ParentVNI->def);
801     // Get a less loopy dominator than Dom.first.
802     Dom.first = findShallowDominator(Dom.first, DefMBB);
803     SlotIndex Last = LIS.getMBBEndIdx(Dom.first).getPrevSlot();
804     Dom.second =
805       defFromParent(0, ParentVNI, Last, *Dom.first,
806                     SA.getLastSplitPointIter(Dom.first))->def;
807   }
808
809   // Remove redundant back-copies that are now known to be dominated by another
810   // def with the same value.
811   SmallVector<VNInfo*, 8> BackCopies;
812   for (LiveInterval::vni_iterator VI = LI->vni_begin(), VE = LI->vni_end();
813        VI != VE; ++VI) {
814     VNInfo *VNI = *VI;
815     VNInfo *ParentVNI = Edit->getParent().getVNInfoAt(VNI->def);
816     const DomPair &Dom = NearestDom[ParentVNI->id];
817     if (!Dom.first || Dom.second == VNI->def)
818       continue;
819     BackCopies.push_back(VNI);
820     forceRecompute(0, ParentVNI);
821   }
822   removeBackCopies(BackCopies);
823 }
824
825
826 /// transferValues - Transfer all possible values to the new live ranges.
827 /// Values that were rematerialized are left alone, they need LRCalc.extend().
828 bool SplitEditor::transferValues() {
829   bool Skipped = false;
830   RegAssignMap::const_iterator AssignI = RegAssign.begin();
831   for (LiveInterval::const_iterator ParentI = Edit->getParent().begin(),
832          ParentE = Edit->getParent().end(); ParentI != ParentE; ++ParentI) {
833     DEBUG(dbgs() << "  blit " << *ParentI << ':');
834     VNInfo *ParentVNI = ParentI->valno;
835     // RegAssign has holes where RegIdx 0 should be used.
836     SlotIndex Start = ParentI->start;
837     AssignI.advanceTo(Start);
838     do {
839       unsigned RegIdx;
840       SlotIndex End = ParentI->end;
841       if (!AssignI.valid()) {
842         RegIdx = 0;
843       } else if (AssignI.start() <= Start) {
844         RegIdx = AssignI.value();
845         if (AssignI.stop() < End) {
846           End = AssignI.stop();
847           ++AssignI;
848         }
849       } else {
850         RegIdx = 0;
851         End = std::min(End, AssignI.start());
852       }
853
854       // The interval [Start;End) is continuously mapped to RegIdx, ParentVNI.
855       DEBUG(dbgs() << " [" << Start << ';' << End << ")=" << RegIdx);
856       LiveInterval *LI = Edit->get(RegIdx);
857
858       // Check for a simply defined value that can be blitted directly.
859       ValueForcePair VFP = Values.lookup(std::make_pair(RegIdx, ParentVNI->id));
860       if (VNInfo *VNI = VFP.getPointer()) {
861         DEBUG(dbgs() << ':' << VNI->id);
862         LI->addRange(LiveRange(Start, End, VNI));
863         Start = End;
864         continue;
865       }
866
867       // Skip values with forced recomputation.
868       if (VFP.getInt()) {
869         DEBUG(dbgs() << "(recalc)");
870         Skipped = true;
871         Start = End;
872         continue;
873       }
874
875       LiveRangeCalc &LRC = getLRCalc(RegIdx);
876
877       // This value has multiple defs in RegIdx, but it wasn't rematerialized,
878       // so the live range is accurate. Add live-in blocks in [Start;End) to the
879       // LiveInBlocks.
880       MachineFunction::iterator MBB = LIS.getMBBFromIndex(Start);
881       SlotIndex BlockStart, BlockEnd;
882       tie(BlockStart, BlockEnd) = LIS.getSlotIndexes()->getMBBRange(MBB);
883
884       // The first block may be live-in, or it may have its own def.
885       if (Start != BlockStart) {
886         VNInfo *VNI = LI->extendInBlock(BlockStart, std::min(BlockEnd, End));
887         assert(VNI && "Missing def for complex mapped value");
888         DEBUG(dbgs() << ':' << VNI->id << "*BB#" << MBB->getNumber());
889         // MBB has its own def. Is it also live-out?
890         if (BlockEnd <= End)
891           LRC.setLiveOutValue(MBB, VNI);
892
893         // Skip to the next block for live-in.
894         ++MBB;
895         BlockStart = BlockEnd;
896       }
897
898       // Handle the live-in blocks covered by [Start;End).
899       assert(Start <= BlockStart && "Expected live-in block");
900       while (BlockStart < End) {
901         DEBUG(dbgs() << ">BB#" << MBB->getNumber());
902         BlockEnd = LIS.getMBBEndIdx(MBB);
903         if (BlockStart == ParentVNI->def) {
904           // This block has the def of a parent PHI, so it isn't live-in.
905           assert(ParentVNI->isPHIDef() && "Non-phi defined at block start?");
906           VNInfo *VNI = LI->extendInBlock(BlockStart, std::min(BlockEnd, End));
907           assert(VNI && "Missing def for complex mapped parent PHI");
908           if (End >= BlockEnd)
909             LRC.setLiveOutValue(MBB, VNI); // Live-out as well.
910         } else {
911           // This block needs a live-in value.  The last block covered may not
912           // be live-out.
913           if (End < BlockEnd)
914             LRC.addLiveInBlock(LI, MDT[MBB], End);
915           else {
916             // Live-through, and we don't know the value.
917             LRC.addLiveInBlock(LI, MDT[MBB]);
918             LRC.setLiveOutValue(MBB, 0);
919           }
920         }
921         BlockStart = BlockEnd;
922         ++MBB;
923       }
924       Start = End;
925     } while (Start != ParentI->end);
926     DEBUG(dbgs() << '\n');
927   }
928
929   LRCalc[0].calculateValues(LIS.getSlotIndexes(), &MDT,
930                             &LIS.getVNInfoAllocator());
931   if (SpillMode)
932     LRCalc[1].calculateValues(LIS.getSlotIndexes(), &MDT,
933                               &LIS.getVNInfoAllocator());
934
935   return Skipped;
936 }
937
938 void SplitEditor::extendPHIKillRanges() {
939     // Extend live ranges to be live-out for successor PHI values.
940   for (LiveInterval::const_vni_iterator I = Edit->getParent().vni_begin(),
941        E = Edit->getParent().vni_end(); I != E; ++I) {
942     const VNInfo *PHIVNI = *I;
943     if (PHIVNI->isUnused() || !PHIVNI->isPHIDef())
944       continue;
945     unsigned RegIdx = RegAssign.lookup(PHIVNI->def);
946     LiveInterval *LI = Edit->get(RegIdx);
947     LiveRangeCalc &LRC = getLRCalc(RegIdx);
948     MachineBasicBlock *MBB = LIS.getMBBFromIndex(PHIVNI->def);
949     for (MachineBasicBlock::pred_iterator PI = MBB->pred_begin(),
950          PE = MBB->pred_end(); PI != PE; ++PI) {
951       SlotIndex End = LIS.getMBBEndIdx(*PI);
952       SlotIndex LastUse = End.getPrevSlot();
953       // The predecessor may not have a live-out value. That is OK, like an
954       // undef PHI operand.
955       if (Edit->getParent().liveAt(LastUse)) {
956         assert(RegAssign.lookup(LastUse) == RegIdx &&
957                "Different register assignment in phi predecessor");
958         LRC.extend(LI, End,
959                    LIS.getSlotIndexes(), &MDT, &LIS.getVNInfoAllocator());
960       }
961     }
962   }
963 }
964
965 /// rewriteAssigned - Rewrite all uses of Edit->getReg().
966 void SplitEditor::rewriteAssigned(bool ExtendRanges) {
967   for (MachineRegisterInfo::reg_iterator RI = MRI.reg_begin(Edit->getReg()),
968        RE = MRI.reg_end(); RI != RE;) {
969     MachineOperand &MO = RI.getOperand();
970     MachineInstr *MI = MO.getParent();
971     ++RI;
972     // LiveDebugVariables should have handled all DBG_VALUE instructions.
973     if (MI->isDebugValue()) {
974       DEBUG(dbgs() << "Zapping " << *MI);
975       MO.setReg(0);
976       continue;
977     }
978
979     // <undef> operands don't really read the register, so it doesn't matter
980     // which register we choose.  When the use operand is tied to a def, we must
981     // use the same register as the def, so just do that always.
982     SlotIndex Idx = LIS.getInstructionIndex(MI);
983     if (MO.isDef() || MO.isUndef())
984       Idx = Idx.getRegSlot(MO.isEarlyClobber());
985
986     // Rewrite to the mapped register at Idx.
987     unsigned RegIdx = RegAssign.lookup(Idx);
988     LiveInterval *LI = Edit->get(RegIdx);
989     MO.setReg(LI->reg);
990     DEBUG(dbgs() << "  rewr BB#" << MI->getParent()->getNumber() << '\t'
991                  << Idx << ':' << RegIdx << '\t' << *MI);
992
993     // Extend liveness to Idx if the instruction reads reg.
994     if (!ExtendRanges || MO.isUndef())
995       continue;
996
997     // Skip instructions that don't read Reg.
998     if (MO.isDef()) {
999       if (!MO.getSubReg() && !MO.isEarlyClobber())
1000         continue;
1001       // We may wan't to extend a live range for a partial redef, or for a use
1002       // tied to an early clobber.
1003       Idx = Idx.getPrevSlot();
1004       if (!Edit->getParent().liveAt(Idx))
1005         continue;
1006     } else
1007       Idx = Idx.getRegSlot(true);
1008
1009     getLRCalc(RegIdx).extend(LI, Idx.getNextSlot(), LIS.getSlotIndexes(),
1010                              &MDT, &LIS.getVNInfoAllocator());
1011   }
1012 }
1013
1014 void SplitEditor::deleteRematVictims() {
1015   SmallVector<MachineInstr*, 8> Dead;
1016   for (LiveRangeEdit::iterator I = Edit->begin(), E = Edit->end(); I != E; ++I){
1017     LiveInterval *LI = *I;
1018     for (LiveInterval::const_iterator LII = LI->begin(), LIE = LI->end();
1019            LII != LIE; ++LII) {
1020       // Dead defs end at the dead slot.
1021       if (LII->end != LII->valno->def.getDeadSlot())
1022         continue;
1023       MachineInstr *MI = LIS.getInstructionFromIndex(LII->valno->def);
1024       assert(MI && "Missing instruction for dead def");
1025       MI->addRegisterDead(LI->reg, &TRI);
1026
1027       if (!MI->allDefsAreDead())
1028         continue;
1029
1030       DEBUG(dbgs() << "All defs dead: " << *MI);
1031       Dead.push_back(MI);
1032     }
1033   }
1034
1035   if (Dead.empty())
1036     return;
1037
1038   Edit->eliminateDeadDefs(Dead, LIS, VRM, TII);
1039 }
1040
1041 void SplitEditor::finish(SmallVectorImpl<unsigned> *LRMap) {
1042   ++NumFinished;
1043
1044   // At this point, the live intervals in Edit contain VNInfos corresponding to
1045   // the inserted copies.
1046
1047   // Add the original defs from the parent interval.
1048   for (LiveInterval::const_vni_iterator I = Edit->getParent().vni_begin(),
1049          E = Edit->getParent().vni_end(); I != E; ++I) {
1050     const VNInfo *ParentVNI = *I;
1051     if (ParentVNI->isUnused())
1052       continue;
1053     unsigned RegIdx = RegAssign.lookup(ParentVNI->def);
1054     VNInfo *VNI = defValue(RegIdx, ParentVNI, ParentVNI->def);
1055     VNI->setIsPHIDef(ParentVNI->isPHIDef());
1056     VNI->setCopy(ParentVNI->getCopy());
1057
1058     // Force rematted values to be recomputed everywhere.
1059     // The new live ranges may be truncated.
1060     if (Edit->didRematerialize(ParentVNI))
1061       for (unsigned i = 0, e = Edit->size(); i != e; ++i)
1062         forceRecompute(i, ParentVNI);
1063   }
1064
1065   // Hoist back-copies to the complement interval when in spill mode.
1066   switch (SpillMode) {
1067   case SM_Partition:
1068     // Leave all back-copies as is.
1069     break;
1070   case SM_Size:
1071     hoistCopiesForSize();
1072     break;
1073   case SM_Speed:
1074     llvm_unreachable("Spill mode 'speed' not implemented yet");
1075     break;
1076   }
1077
1078   // Transfer the simply mapped values, check if any are skipped.
1079   bool Skipped = transferValues();
1080   if (Skipped)
1081     extendPHIKillRanges();
1082   else
1083     ++NumSimple;
1084
1085   // Rewrite virtual registers, possibly extending ranges.
1086   rewriteAssigned(Skipped);
1087
1088   // Delete defs that were rematted everywhere.
1089   if (Skipped)
1090     deleteRematVictims();
1091
1092   // Get rid of unused values and set phi-kill flags.
1093   for (LiveRangeEdit::iterator I = Edit->begin(), E = Edit->end(); I != E; ++I)
1094     (*I)->RenumberValues(LIS);
1095
1096   // Provide a reverse mapping from original indices to Edit ranges.
1097   if (LRMap) {
1098     LRMap->clear();
1099     for (unsigned i = 0, e = Edit->size(); i != e; ++i)
1100       LRMap->push_back(i);
1101   }
1102
1103   // Now check if any registers were separated into multiple components.
1104   ConnectedVNInfoEqClasses ConEQ(LIS);
1105   for (unsigned i = 0, e = Edit->size(); i != e; ++i) {
1106     // Don't use iterators, they are invalidated by create() below.
1107     LiveInterval *li = Edit->get(i);
1108     unsigned NumComp = ConEQ.Classify(li);
1109     if (NumComp <= 1)
1110       continue;
1111     DEBUG(dbgs() << "  " << NumComp << " components: " << *li << '\n');
1112     SmallVector<LiveInterval*, 8> dups;
1113     dups.push_back(li);
1114     for (unsigned j = 1; j != NumComp; ++j)
1115       dups.push_back(&Edit->create(LIS, VRM));
1116     ConEQ.Distribute(&dups[0], MRI);
1117     // The new intervals all map back to i.
1118     if (LRMap)
1119       LRMap->resize(Edit->size(), i);
1120   }
1121
1122   // Calculate spill weight and allocation hints for new intervals.
1123   Edit->calculateRegClassAndHint(VRM.getMachineFunction(), LIS, SA.Loops);
1124
1125   assert(!LRMap || LRMap->size() == Edit->size());
1126 }
1127
1128
1129 //===----------------------------------------------------------------------===//
1130 //                            Single Block Splitting
1131 //===----------------------------------------------------------------------===//
1132
1133 bool SplitAnalysis::shouldSplitSingleBlock(const BlockInfo &BI,
1134                                            bool SingleInstrs) const {
1135   // Always split for multiple instructions.
1136   if (!BI.isOneInstr())
1137     return true;
1138   // Don't split for single instructions unless explicitly requested.
1139   if (!SingleInstrs)
1140     return false;
1141   // Splitting a live-through range always makes progress.
1142   if (BI.LiveIn && BI.LiveOut)
1143     return true;
1144   // No point in isolating a copy. It has no register class constraints.
1145   if (LIS.getInstructionFromIndex(BI.FirstInstr)->isCopyLike())
1146     return false;
1147   // Finally, don't isolate an end point that was created by earlier splits.
1148   return isOriginalEndpoint(BI.FirstInstr);
1149 }
1150
1151 void SplitEditor::splitSingleBlock(const SplitAnalysis::BlockInfo &BI) {
1152   openIntv();
1153   SlotIndex LastSplitPoint = SA.getLastSplitPoint(BI.MBB->getNumber());
1154   SlotIndex SegStart = enterIntvBefore(std::min(BI.FirstInstr,
1155     LastSplitPoint));
1156   if (!BI.LiveOut || BI.LastInstr < LastSplitPoint) {
1157     useIntv(SegStart, leaveIntvAfter(BI.LastInstr));
1158   } else {
1159       // The last use is after the last valid split point.
1160     SlotIndex SegStop = leaveIntvBefore(LastSplitPoint);
1161     useIntv(SegStart, SegStop);
1162     overlapIntv(SegStop, BI.LastInstr);
1163   }
1164 }
1165
1166
1167 //===----------------------------------------------------------------------===//
1168 //                    Global Live Range Splitting Support
1169 //===----------------------------------------------------------------------===//
1170
1171 // These methods support a method of global live range splitting that uses a
1172 // global algorithm to decide intervals for CFG edges. They will insert split
1173 // points and color intervals in basic blocks while avoiding interference.
1174 //
1175 // Note that splitSingleBlock is also useful for blocks where both CFG edges
1176 // are on the stack.
1177
1178 void SplitEditor::splitLiveThroughBlock(unsigned MBBNum,
1179                                         unsigned IntvIn, SlotIndex LeaveBefore,
1180                                         unsigned IntvOut, SlotIndex EnterAfter){
1181   SlotIndex Start, Stop;
1182   tie(Start, Stop) = LIS.getSlotIndexes()->getMBBRange(MBBNum);
1183
1184   DEBUG(dbgs() << "BB#" << MBBNum << " [" << Start << ';' << Stop
1185                << ") intf " << LeaveBefore << '-' << EnterAfter
1186                << ", live-through " << IntvIn << " -> " << IntvOut);
1187
1188   assert((IntvIn || IntvOut) && "Use splitSingleBlock for isolated blocks");
1189
1190   assert((!LeaveBefore || LeaveBefore < Stop) && "Interference after block");
1191   assert((!IntvIn || !LeaveBefore || LeaveBefore > Start) && "Impossible intf");
1192   assert((!EnterAfter || EnterAfter >= Start) && "Interference before block");
1193
1194   MachineBasicBlock *MBB = VRM.getMachineFunction().getBlockNumbered(MBBNum);
1195
1196   if (!IntvOut) {
1197     DEBUG(dbgs() << ", spill on entry.\n");
1198     //
1199     //        <<<<<<<<<    Possible LeaveBefore interference.
1200     //    |-----------|    Live through.
1201     //    -____________    Spill on entry.
1202     //
1203     selectIntv(IntvIn);
1204     SlotIndex Idx = leaveIntvAtTop(*MBB);
1205     assert((!LeaveBefore || Idx <= LeaveBefore) && "Interference");
1206     (void)Idx;
1207     return;
1208   }
1209
1210   if (!IntvIn) {
1211     DEBUG(dbgs() << ", reload on exit.\n");
1212     //
1213     //    >>>>>>>          Possible EnterAfter interference.
1214     //    |-----------|    Live through.
1215     //    ___________--    Reload on exit.
1216     //
1217     selectIntv(IntvOut);
1218     SlotIndex Idx = enterIntvAtEnd(*MBB);
1219     assert((!EnterAfter || Idx >= EnterAfter) && "Interference");
1220     (void)Idx;
1221     return;
1222   }
1223
1224   if (IntvIn == IntvOut && !LeaveBefore && !EnterAfter) {
1225     DEBUG(dbgs() << ", straight through.\n");
1226     //
1227     //    |-----------|    Live through.
1228     //    -------------    Straight through, same intv, no interference.
1229     //
1230     selectIntv(IntvOut);
1231     useIntv(Start, Stop);
1232     return;
1233   }
1234
1235   // We cannot legally insert splits after LSP.
1236   SlotIndex LSP = SA.getLastSplitPoint(MBBNum);
1237   assert((!IntvOut || !EnterAfter || EnterAfter < LSP) && "Impossible intf");
1238
1239   if (IntvIn != IntvOut && (!LeaveBefore || !EnterAfter ||
1240                   LeaveBefore.getBaseIndex() > EnterAfter.getBoundaryIndex())) {
1241     DEBUG(dbgs() << ", switch avoiding interference.\n");
1242     //
1243     //    >>>>     <<<<    Non-overlapping EnterAfter/LeaveBefore interference.
1244     //    |-----------|    Live through.
1245     //    ------=======    Switch intervals between interference.
1246     //
1247     selectIntv(IntvOut);
1248     SlotIndex Idx;
1249     if (LeaveBefore && LeaveBefore < LSP) {
1250       Idx = enterIntvBefore(LeaveBefore);
1251       useIntv(Idx, Stop);
1252     } else {
1253       Idx = enterIntvAtEnd(*MBB);
1254     }
1255     selectIntv(IntvIn);
1256     useIntv(Start, Idx);
1257     assert((!LeaveBefore || Idx <= LeaveBefore) && "Interference");
1258     assert((!EnterAfter || Idx >= EnterAfter) && "Interference");
1259     return;
1260   }
1261
1262   DEBUG(dbgs() << ", create local intv for interference.\n");
1263   //
1264   //    >>><><><><<<<    Overlapping EnterAfter/LeaveBefore interference.
1265   //    |-----------|    Live through.
1266   //    ==---------==    Switch intervals before/after interference.
1267   //
1268   assert(LeaveBefore <= EnterAfter && "Missed case");
1269
1270   selectIntv(IntvOut);
1271   SlotIndex Idx = enterIntvAfter(EnterAfter);
1272   useIntv(Idx, Stop);
1273   assert((!EnterAfter || Idx >= EnterAfter) && "Interference");
1274
1275   selectIntv(IntvIn);
1276   Idx = leaveIntvBefore(LeaveBefore);
1277   useIntv(Start, Idx);
1278   assert((!LeaveBefore || Idx <= LeaveBefore) && "Interference");
1279 }
1280
1281
1282 void SplitEditor::splitRegInBlock(const SplitAnalysis::BlockInfo &BI,
1283                                   unsigned IntvIn, SlotIndex LeaveBefore) {
1284   SlotIndex Start, Stop;
1285   tie(Start, Stop) = LIS.getSlotIndexes()->getMBBRange(BI.MBB);
1286
1287   DEBUG(dbgs() << "BB#" << BI.MBB->getNumber() << " [" << Start << ';' << Stop
1288                << "), uses " << BI.FirstInstr << '-' << BI.LastInstr
1289                << ", reg-in " << IntvIn << ", leave before " << LeaveBefore
1290                << (BI.LiveOut ? ", stack-out" : ", killed in block"));
1291
1292   assert(IntvIn && "Must have register in");
1293   assert(BI.LiveIn && "Must be live-in");
1294   assert((!LeaveBefore || LeaveBefore > Start) && "Bad interference");
1295
1296   if (!BI.LiveOut && (!LeaveBefore || LeaveBefore >= BI.LastInstr)) {
1297     DEBUG(dbgs() << " before interference.\n");
1298     //
1299     //               <<<    Interference after kill.
1300     //     |---o---x   |    Killed in block.
1301     //     =========        Use IntvIn everywhere.
1302     //
1303     selectIntv(IntvIn);
1304     useIntv(Start, BI.LastInstr);
1305     return;
1306   }
1307
1308   SlotIndex LSP = SA.getLastSplitPoint(BI.MBB->getNumber());
1309
1310   if (!LeaveBefore || LeaveBefore > BI.LastInstr.getBoundaryIndex()) {
1311     //
1312     //               <<<    Possible interference after last use.
1313     //     |---o---o---|    Live-out on stack.
1314     //     =========____    Leave IntvIn after last use.
1315     //
1316     //                 <    Interference after last use.
1317     //     |---o---o--o|    Live-out on stack, late last use.
1318     //     ============     Copy to stack after LSP, overlap IntvIn.
1319     //            \_____    Stack interval is live-out.
1320     //
1321     if (BI.LastInstr < LSP) {
1322       DEBUG(dbgs() << ", spill after last use before interference.\n");
1323       selectIntv(IntvIn);
1324       SlotIndex Idx = leaveIntvAfter(BI.LastInstr);
1325       useIntv(Start, Idx);
1326       assert((!LeaveBefore || Idx <= LeaveBefore) && "Interference");
1327     } else {
1328       DEBUG(dbgs() << ", spill before last split point.\n");
1329       selectIntv(IntvIn);
1330       SlotIndex Idx = leaveIntvBefore(LSP);
1331       overlapIntv(Idx, BI.LastInstr);
1332       useIntv(Start, Idx);
1333       assert((!LeaveBefore || Idx <= LeaveBefore) && "Interference");
1334     }
1335     return;
1336   }
1337
1338   // The interference is overlapping somewhere we wanted to use IntvIn. That
1339   // means we need to create a local interval that can be allocated a
1340   // different register.
1341   unsigned LocalIntv = openIntv();
1342   (void)LocalIntv;
1343   DEBUG(dbgs() << ", creating local interval " << LocalIntv << ".\n");
1344
1345   if (!BI.LiveOut || BI.LastInstr < LSP) {
1346     //
1347     //           <<<<<<<    Interference overlapping uses.
1348     //     |---o---o---|    Live-out on stack.
1349     //     =====----____    Leave IntvIn before interference, then spill.
1350     //
1351     SlotIndex To = leaveIntvAfter(BI.LastInstr);
1352     SlotIndex From = enterIntvBefore(LeaveBefore);
1353     useIntv(From, To);
1354     selectIntv(IntvIn);
1355     useIntv(Start, From);
1356     assert((!LeaveBefore || From <= LeaveBefore) && "Interference");
1357     return;
1358   }
1359
1360   //           <<<<<<<    Interference overlapping uses.
1361   //     |---o---o--o|    Live-out on stack, late last use.
1362   //     =====-------     Copy to stack before LSP, overlap LocalIntv.
1363   //            \_____    Stack interval is live-out.
1364   //
1365   SlotIndex To = leaveIntvBefore(LSP);
1366   overlapIntv(To, BI.LastInstr);
1367   SlotIndex From = enterIntvBefore(std::min(To, LeaveBefore));
1368   useIntv(From, To);
1369   selectIntv(IntvIn);
1370   useIntv(Start, From);
1371   assert((!LeaveBefore || From <= LeaveBefore) && "Interference");
1372 }
1373
1374 void SplitEditor::splitRegOutBlock(const SplitAnalysis::BlockInfo &BI,
1375                                    unsigned IntvOut, SlotIndex EnterAfter) {
1376   SlotIndex Start, Stop;
1377   tie(Start, Stop) = LIS.getSlotIndexes()->getMBBRange(BI.MBB);
1378
1379   DEBUG(dbgs() << "BB#" << BI.MBB->getNumber() << " [" << Start << ';' << Stop
1380                << "), uses " << BI.FirstInstr << '-' << BI.LastInstr
1381                << ", reg-out " << IntvOut << ", enter after " << EnterAfter
1382                << (BI.LiveIn ? ", stack-in" : ", defined in block"));
1383
1384   SlotIndex LSP = SA.getLastSplitPoint(BI.MBB->getNumber());
1385
1386   assert(IntvOut && "Must have register out");
1387   assert(BI.LiveOut && "Must be live-out");
1388   assert((!EnterAfter || EnterAfter < LSP) && "Bad interference");
1389
1390   if (!BI.LiveIn && (!EnterAfter || EnterAfter <= BI.FirstInstr)) {
1391     DEBUG(dbgs() << " after interference.\n");
1392     //
1393     //    >>>>             Interference before def.
1394     //    |   o---o---|    Defined in block.
1395     //        =========    Use IntvOut everywhere.
1396     //
1397     selectIntv(IntvOut);
1398     useIntv(BI.FirstInstr, Stop);
1399     return;
1400   }
1401
1402   if (!EnterAfter || EnterAfter < BI.FirstInstr.getBaseIndex()) {
1403     DEBUG(dbgs() << ", reload after interference.\n");
1404     //
1405     //    >>>>             Interference before def.
1406     //    |---o---o---|    Live-through, stack-in.
1407     //    ____=========    Enter IntvOut before first use.
1408     //
1409     selectIntv(IntvOut);
1410     SlotIndex Idx = enterIntvBefore(std::min(LSP, BI.FirstInstr));
1411     useIntv(Idx, Stop);
1412     assert((!EnterAfter || Idx >= EnterAfter) && "Interference");
1413     return;
1414   }
1415
1416   // The interference is overlapping somewhere we wanted to use IntvOut. That
1417   // means we need to create a local interval that can be allocated a
1418   // different register.
1419   DEBUG(dbgs() << ", interference overlaps uses.\n");
1420   //
1421   //    >>>>>>>          Interference overlapping uses.
1422   //    |---o---o---|    Live-through, stack-in.
1423   //    ____---======    Create local interval for interference range.
1424   //
1425   selectIntv(IntvOut);
1426   SlotIndex Idx = enterIntvAfter(EnterAfter);
1427   useIntv(Idx, Stop);
1428   assert((!EnterAfter || Idx >= EnterAfter) && "Interference");
1429
1430   openIntv();
1431   SlotIndex From = enterIntvBefore(std::min(Idx, BI.FirstInstr));
1432   useIntv(From, Idx);
1433 }