lib/CodeGen/VirtRegMap.cpp

   1 //===-- llvm/CodeGen/VirtRegMap.cpp - Virtual Register Map ----------------===//
   2 //
   3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
   4 //
   5 // This file is distributed under the University of Illinois Open Source
   6 // License. See LICENSE.TXT for details.
   7 //
   8 //===----------------------------------------------------------------------===//
   9 //
  10 // This file implements the VirtRegMap class.
  11 //
  12 // It also contains implementations of the the Spiller interface, which, given a
  13 // virtual register map and a machine function, eliminates all virtual
  14 // references by replacing them with physical register references - adding spill
  15 // code as necessary.
  16 //
  17 //===----------------------------------------------------------------------===//
  18
  19 #define DEBUG_TYPE "spiller"
  20 #include "VirtRegMap.h"
  21 #include "llvm/Function.h"
  22 #include "llvm/CodeGen/MachineFrameInfo.h"
  23 #include "llvm/CodeGen/MachineFunction.h"
  24 #include "llvm/CodeGen/MachineInstrBuilder.h"
  25 #include "llvm/CodeGen/MachineRegisterInfo.h"
  26 #include "llvm/Target/TargetMachine.h"
  27 #include "llvm/Target/TargetInstrInfo.h"
  28 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
  29 #include "llvm/Support/Debug.h"
  30 #include "llvm/Support/Compiler.h"
  31 #include "llvm/ADT/BitVector.h"
  32 #include "llvm/ADT/DenseMap.h"
  33 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
  34 #include "llvm/ADT/STLExtras.h"
  35 #include "llvm/ADT/SmallSet.h"
  36 #include <algorithm>
  37 using namespace llvm;
  38
  39 STATISTIC(NumSpills, "Number of register spills");
  40 STATISTIC(NumPSpills,"Number of physical register spills");
  41 STATISTIC(NumReMats, "Number of re-materialization");
  42 STATISTIC(NumDRM   , "Number of re-materializable defs elided");
  43 STATISTIC(NumStores, "Number of stores added");
  44 STATISTIC(NumLoads , "Number of loads added");
  45 STATISTIC(NumReused, "Number of values reused");
  46 STATISTIC(NumDSE   , "Number of dead stores elided");
  47 STATISTIC(NumDCE   , "Number of copies elided");
  48 STATISTIC(NumDSS   , "Number of dead spill slots removed");
  49
  50 namespace {
  51   enum SpillerName { simple, local };
  52 }
  53
  54 static cl::opt<SpillerName>
  55 SpillerOpt("spiller",
  56            cl::desc("Spiller to use: (default: local)"),
  57            cl::Prefix,
  58            cl::values(clEnumVal(simple, "  simple spiller"),
  59                       clEnumVal(local,  "  local spiller"),
  60                       clEnumValEnd),
  61            cl::init(local));
  62
  63 //===----------------------------------------------------------------------===//
  64 //  VirtRegMap implementation
  65 //===----------------------------------------------------------------------===//
  66
  67 VirtRegMap::VirtRegMap(MachineFunction &mf)
  68   : TII(*mf.getTarget().getInstrInfo()), MF(mf),
  69     Virt2PhysMap(NO_PHYS_REG), Virt2StackSlotMap(NO_STACK_SLOT),
  70     Virt2ReMatIdMap(NO_STACK_SLOT), Virt2SplitMap(0),
  71     Virt2SplitKillMap(0), ReMatMap(NULL), ReMatId(MAX_STACK_SLOT+1),
  72     LowSpillSlot(NO_STACK_SLOT), HighSpillSlot(NO_STACK_SLOT) {
  73   SpillSlotToUsesMap.resize(8);
  74   ImplicitDefed.resize(MF.getRegInfo().getLastVirtReg()+1-
  75                        TargetRegisterInfo::FirstVirtualRegister);
  76   grow();
  77 }
  78
  79 void VirtRegMap::grow() {
  80   unsigned LastVirtReg = MF.getRegInfo().getLastVirtReg();
  81   Virt2PhysMap.grow(LastVirtReg);
  82   Virt2StackSlotMap.grow(LastVirtReg);
  83   Virt2ReMatIdMap.grow(LastVirtReg);
  84   Virt2SplitMap.grow(LastVirtReg);
  85   Virt2SplitKillMap.grow(LastVirtReg);
  86   ReMatMap.grow(LastVirtReg);
  87   ImplicitDefed.resize(LastVirtReg-TargetRegisterInfo::FirstVirtualRegister+1);
  88 }
  89
  90 int VirtRegMap::assignVirt2StackSlot(unsigned virtReg) {
  91   assert(TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(virtReg));
  92   assert(Virt2StackSlotMap[virtReg] == NO_STACK_SLOT &&
  93          "attempt to assign stack slot to already spilled register");
  94   const TargetRegisterClass* RC = MF.getRegInfo().getRegClass(virtReg);
  95   int SS = MF.getFrameInfo()->CreateStackObject(RC->getSize(),
  96                                                 RC->getAlignment());
  97   if (LowSpillSlot == NO_STACK_SLOT)
  98     LowSpillSlot = SS;
  99   if (HighSpillSlot == NO_STACK_SLOT || SS > HighSpillSlot)
 100     HighSpillSlot = SS;
 101   unsigned Idx = SS-LowSpillSlot;
 102   while (Idx >= SpillSlotToUsesMap.size())
 103     SpillSlotToUsesMap.resize(SpillSlotToUsesMap.size()*2);
 104   Virt2StackSlotMap[virtReg] = SS;
 105   ++NumSpills;
 106   return SS;
 107 }
 108
 109 void VirtRegMap::assignVirt2StackSlot(unsigned virtReg, int SS) {
 110   assert(TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(virtReg));
 111   assert(Virt2StackSlotMap[virtReg] == NO_STACK_SLOT &&
 112          "attempt to assign stack slot to already spilled register");
 113   assert((SS >= 0 ||
 114           (SS >= MF.getFrameInfo()->getObjectIndexBegin())) &&
 115          "illegal fixed frame index");
 116   Virt2StackSlotMap[virtReg] = SS;
 117 }
 118
 119 int VirtRegMap::assignVirtReMatId(unsigned virtReg) {
 120   assert(TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(virtReg));
 121   assert(Virt2ReMatIdMap[virtReg] == NO_STACK_SLOT &&
 122          "attempt to assign re-mat id to already spilled register");
 123   Virt2ReMatIdMap[virtReg] = ReMatId;
 124   return ReMatId++;
 125 }
 126
 127 void VirtRegMap::assignVirtReMatId(unsigned virtReg, int id) {
 128   assert(TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(virtReg));
 129   assert(Virt2ReMatIdMap[virtReg] == NO_STACK_SLOT &&
 130          "attempt to assign re-mat id to already spilled register");
 131   Virt2ReMatIdMap[virtReg] = id;
 132 }
 133
 134 int VirtRegMap::getEmergencySpillSlot(const TargetRegisterClass *RC) {
 135   std::map<const TargetRegisterClass*, int>::iterator I =
 136     EmergencySpillSlots.find(RC);
 137   if (I != EmergencySpillSlots.end())
 138     return I->second;
 139   int SS = MF.getFrameInfo()->CreateStackObject(RC->getSize(),
 140                                                 RC->getAlignment());
 141   if (LowSpillSlot == NO_STACK_SLOT)
 142     LowSpillSlot = SS;
 143   if (HighSpillSlot == NO_STACK_SLOT || SS > HighSpillSlot)
 144     HighSpillSlot = SS;
 145   I->second = SS;
 146   return SS;
 147 }
 148
 149 void VirtRegMap::addSpillSlotUse(int FI, MachineInstr *MI) {
 150   if (!MF.getFrameInfo()->isFixedObjectIndex(FI)) {
 151     // If FI < LowSpillSlot, this stack reference was produced by
 152     // instruction selection and is not a spill
 153     if (FI >= LowSpillSlot) {
 154       assert(FI >= 0 && "Spill slot index should not be negative!");
 155       assert((unsigned)FI-LowSpillSlot < SpillSlotToUsesMap.size()
 156              && "Invalid spill slot");
 157       SpillSlotToUsesMap[FI-LowSpillSlot].insert(MI);
 158     }
 159   }
 160 }
 161
 162 void VirtRegMap::virtFolded(unsigned VirtReg, MachineInstr *OldMI,
 163                             MachineInstr *NewMI, ModRef MRInfo) {
 164   // Move previous memory references folded to new instruction.
 165   MI2VirtMapTy::iterator IP = MI2VirtMap.lower_bound(NewMI);
 166   for (MI2VirtMapTy::iterator I = MI2VirtMap.lower_bound(OldMI),
 167          E = MI2VirtMap.end(); I != E && I->first == OldMI; ) {
 168     MI2VirtMap.insert(IP, std::make_pair(NewMI, I->second));
 169     MI2VirtMap.erase(I++);
 170   }
 171
 172   // add new memory reference
 173   MI2VirtMap.insert(IP, std::make_pair(NewMI, std::make_pair(VirtReg, MRInfo)));
 174 }
 175
 176 void VirtRegMap::virtFolded(unsigned VirtReg, MachineInstr *MI, ModRef MRInfo) {
 177   MI2VirtMapTy::iterator IP = MI2VirtMap.lower_bound(MI);
 178   MI2VirtMap.insert(IP, std::make_pair(MI, std::make_pair(VirtReg, MRInfo)));
 179 }
 180
 181 void VirtRegMap::RemoveMachineInstrFromMaps(MachineInstr *MI) {
 182   for (unsigned i = 0, e = MI->getNumOperands(); i != e; ++i) {
 183     MachineOperand &MO = MI->getOperand(i);
 184     if (!MO.isFrameIndex())
 185       continue;
 186     int FI = MO.getIndex();
 187     if (MF.getFrameInfo()->isFixedObjectIndex(FI))
 188       continue;
 189     // This stack reference was produced by instruction selection and
 190     // is not a spill
 191     if (FI < LowSpillSlot)
 192       continue;
 193     assert((unsigned)FI-LowSpillSlot < SpillSlotToUsesMap.size()
 194            && "Invalid spill slot");
 195     SpillSlotToUsesMap[FI-LowSpillSlot].erase(MI);
 196   }
 197   MI2VirtMap.erase(MI);
 198   SpillPt2VirtMap.erase(MI);
 199   RestorePt2VirtMap.erase(MI);
 200   EmergencySpillMap.erase(MI);
 201 }
 202
 203 void VirtRegMap::print(std::ostream &OS) const {
 204   const TargetRegisterInfo* TRI = MF.getTarget().getRegisterInfo();
 205
 206   OS << "********** REGISTER MAP **********\n";
 207   for (unsigned i = TargetRegisterInfo::FirstVirtualRegister,
 208          e = MF.getRegInfo().getLastVirtReg(); i <= e; ++i) {
 209     if (Virt2PhysMap[i] != (unsigned)VirtRegMap::NO_PHYS_REG)
 210       OS << "[reg" << i << " -> " << TRI->getName(Virt2PhysMap[i])
 211          << "]\n";
 212   }
 213
 214   for (unsigned i = TargetRegisterInfo::FirstVirtualRegister,
 215          e = MF.getRegInfo().getLastVirtReg(); i <= e; ++i)
 216     if (Virt2StackSlotMap[i] != VirtRegMap::NO_STACK_SLOT)
 217       OS << "[reg" << i << " -> fi#" << Virt2StackSlotMap[i] << "]\n";
 218   OS << '\n';
 219 }
 220
 221 void VirtRegMap::dump() const {
 222   print(cerr);
 223 }
 224
 225
 226 //===----------------------------------------------------------------------===//
 227 // Simple Spiller Implementation
 228 //===----------------------------------------------------------------------===//
 229
 230 Spiller::~Spiller() {}
 231
 232 namespace {
 233   struct VISIBILITY_HIDDEN SimpleSpiller : public Spiller {
 234     bool runOnMachineFunction(MachineFunction& mf, VirtRegMap &VRM);
 235   };
 236 }
 237
 238 bool SimpleSpiller::runOnMachineFunction(MachineFunction &MF, VirtRegMap &VRM) {
 239   DOUT << "********** REWRITE MACHINE CODE **********\n";
 240   DOUT << "********** Function: " << MF.getFunction()->getName() << '\n';
 241   const TargetMachine &TM = MF.getTarget();
 242   const TargetInstrInfo &TII = *TM.getInstrInfo();
 243
 244
 245   // LoadedRegs - Keep track of which vregs are loaded, so that we only load
 246   // each vreg once (in the case where a spilled vreg is used by multiple
 247   // operands).  This is always smaller than the number of operands to the
 248   // current machine instr, so it should be small.
 249   std::vector<unsigned> LoadedRegs;
 250
 251   for (MachineFunction::iterator MBBI = MF.begin(), E = MF.end();
 252        MBBI != E; ++MBBI) {
 253     DOUT << MBBI->getBasicBlock()->getName() << ":\n";
 254     MachineBasicBlock &MBB = *MBBI;
 255     for (MachineBasicBlock::iterator MII = MBB.begin(),
 256            E = MBB.end(); MII != E; ++MII) {
 257       MachineInstr &MI = *MII;
 258       for (unsigned i = 0, e = MI.getNumOperands(); i != e; ++i) {
 259         MachineOperand &MO = MI.getOperand(i);
 260         if (MO.isRegister() && MO.getReg()) {
 261           if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(MO.getReg())) {
 262             unsigned VirtReg = MO.getReg();
 263             unsigned PhysReg = VRM.getPhys(VirtReg);
 264             if (!VRM.isAssignedReg(VirtReg)) {
 265               int StackSlot = VRM.getStackSlot(VirtReg);
 266               const TargetRegisterClass* RC =
 267                 MF.getRegInfo().getRegClass(VirtReg);
 268
 269               if (MO.isUse() &&
 270                   std::find(LoadedRegs.begin(), LoadedRegs.end(), VirtReg)
 271                   == LoadedRegs.end()) {
 272                 TII.loadRegFromStackSlot(MBB, &MI, PhysReg, StackSlot, RC);
 273                 MachineInstr *LoadMI = prior(MII);
 274                 VRM.addSpillSlotUse(StackSlot, LoadMI);
 275                 LoadedRegs.push_back(VirtReg);
 276                 ++NumLoads;
 277                 DOUT << '\t' << *LoadMI;
 278               }
 279
 280               if (MO.isDef()) {
 281                 TII.storeRegToStackSlot(MBB, next(MII), PhysReg, true,
 282                                         StackSlot, RC);
 283                 MachineInstr *StoreMI = next(MII);
 284                 VRM.addSpillSlotUse(StackSlot, StoreMI);
 285                 ++NumStores;
 286               }
 287             }
 288             MF.getRegInfo().setPhysRegUsed(PhysReg);
 289             MI.getOperand(i).setReg(PhysReg);
 290           } else {
 291             MF.getRegInfo().setPhysRegUsed(MO.getReg());
 292           }
 293         }
 294       }
 295
 296       DOUT << '\t' << MI;
 297       LoadedRegs.clear();
 298     }
 299   }
 300   return true;
 301 }
 302
 303 //===----------------------------------------------------------------------===//
 304 //  Local Spiller Implementation
 305 //===----------------------------------------------------------------------===//
 306
 307 namespace {
 308   class AvailableSpills;
 309
 310   /// LocalSpiller - This spiller does a simple pass over the machine basic
 311   /// block to attempt to keep spills in registers as much as possible for
 312   /// blocks that have low register pressure (the vreg may be spilled due to
 313   /// register pressure in other blocks).
 314   class VISIBILITY_HIDDEN LocalSpiller : public Spiller {
 315     MachineRegisterInfo *RegInfo;
 316     const TargetRegisterInfo *TRI;
 317     const TargetInstrInfo *TII;
 318     DenseMap<MachineInstr*, unsigned> DistanceMap;
 319   public:
 320     bool runOnMachineFunction(MachineFunction &MF, VirtRegMap &VRM) {
 321       RegInfo = &MF.getRegInfo();
 322       TRI = MF.getTarget().getRegisterInfo();
 323       TII = MF.getTarget().getInstrInfo();
 324       DOUT << "\n**** Local spiller rewriting function '"
 325            << MF.getFunction()->getName() << "':\n";
 326       DOUT << "**** Machine Instrs (NOTE! Does not include spills and reloads!)"
 327               " ****\n";
 328       DEBUG(MF.dump());
 329
 330       for (MachineFunction::iterator MBB = MF.begin(), E = MF.end();
 331            MBB != E; ++MBB)
 332         RewriteMBB(*MBB, VRM);
 333
 334       // Mark unused spill slots.
 335       MachineFrameInfo *MFI = MF.getFrameInfo();
 336       int SS = VRM.getLowSpillSlot();
 337       if (SS != VirtRegMap::NO_STACK_SLOT)
 338         for (int e = VRM.getHighSpillSlot(); SS <= e; ++SS)
 339           if (!VRM.isSpillSlotUsed(SS)) {
 340             MFI->RemoveStackObject(SS);
 341             ++NumDSS;
 342           }
 343
 344       DOUT << "**** Post Machine Instrs ****\n";
 345       DEBUG(MF.dump());
 346
 347       return true;
 348     }
 349   private:
 350     void TransferDeadness(MachineBasicBlock *MBB, unsigned CurDist,
 351                           unsigned Reg, BitVector &RegKills,
 352                           std::vector<MachineOperand*> &KillOps);
 353     bool PrepForUnfoldOpti(MachineBasicBlock &MBB,
 354                            MachineBasicBlock::iterator &MII,
 355                            std::vector<MachineInstr*> &MaybeDeadStores,
 356                            AvailableSpills &Spills, BitVector &RegKills,
 357                            std::vector<MachineOperand*> &KillOps,
 358                            VirtRegMap &VRM);
 359     void SpillRegToStackSlot(MachineBasicBlock &MBB,
 360                              MachineBasicBlock::iterator &MII,
 361                              int Idx, unsigned PhysReg, int StackSlot,
 362                              const TargetRegisterClass *RC,
 363                              bool isAvailable, MachineInstr *&LastStore,
 364                              AvailableSpills &Spills,
 365                              SmallSet<MachineInstr*, 4> &ReMatDefs,
 366                              BitVector &RegKills,
 367                              std::vector<MachineOperand*> &KillOps,
 368                              VirtRegMap &VRM);
 369     void RewriteMBB(MachineBasicBlock &MBB, VirtRegMap &VRM);
 370   };
 371 }
 372
 373 /// AvailableSpills - As the local spiller is scanning and rewriting an MBB from
 374 /// top down, keep track of which spills slots or remat are available in each
 375 /// register.
 376 ///
 377 /// Note that not all physregs are created equal here.  In particular, some
 378 /// physregs are reloads that we are allowed to clobber or ignore at any time.
 379 /// Other physregs are values that the register allocated program is using that
 380 /// we cannot CHANGE, but we can read if we like.  We keep track of this on a
 381 /// per-stack-slot / remat id basis as the low bit in the value of the
 382 /// SpillSlotsAvailable entries.  The predicate 'canClobberPhysReg()' checks
 383 /// this bit and addAvailable sets it if.
 384 namespace {
 385 class VISIBILITY_HIDDEN AvailableSpills {
 386   const TargetRegisterInfo *TRI;
 387   const TargetInstrInfo *TII;
 388
 389   // SpillSlotsOrReMatsAvailable - This map keeps track of all of the spilled
 390   // or remat'ed virtual register values that are still available, due to being
 391   // loaded or stored to, but not invalidated yet.
 392   std::map<int, unsigned> SpillSlotsOrReMatsAvailable;
 393
 394   // PhysRegsAvailable - This is the inverse of SpillSlotsOrReMatsAvailable,
 395   // indicating which stack slot values are currently held by a physreg.  This
 396   // is used to invalidate entries in SpillSlotsOrReMatsAvailable when a
 397   // physreg is modified.
 398   std::multimap<unsigned, int> PhysRegsAvailable;
 399
 400   void disallowClobberPhysRegOnly(unsigned PhysReg);
 401
 402   void ClobberPhysRegOnly(unsigned PhysReg);
 403 public:
 404   AvailableSpills(const TargetRegisterInfo *tri, const TargetInstrInfo *tii)
 405     : TRI(tri), TII(tii) {
 406   }
 407
 408   const TargetRegisterInfo *getRegInfo() const { return TRI; }
 409
 410   /// getSpillSlotOrReMatPhysReg - If the specified stack slot or remat is
 411   /// available in a  physical register, return that PhysReg, otherwise
 412   /// return 0.
 413   unsigned getSpillSlotOrReMatPhysReg(int Slot) const {
 414     std::map<int, unsigned>::const_iterator I =
 415       SpillSlotsOrReMatsAvailable.find(Slot);
 416     if (I != SpillSlotsOrReMatsAvailable.end()) {
 417       return I->second >> 1;  // Remove the CanClobber bit.
 418     }
 419     return 0;
 420   }
 421
 422   /// addAvailable - Mark that the specified stack slot / remat is available in
 423   /// the specified physreg.  If CanClobber is true, the physreg can be modified
 424   /// at any time without changing the semantics of the program.
 425   void addAvailable(int SlotOrReMat, MachineInstr *MI, unsigned Reg,
 426                     bool CanClobber = true) {
 427     // If this stack slot is thought to be available in some other physreg,
 428     // remove its record.
 429     ModifyStackSlotOrReMat(SlotOrReMat);
 430
 431     PhysRegsAvailable.insert(std::make_pair(Reg, SlotOrReMat));
 432     SpillSlotsOrReMatsAvailable[SlotOrReMat]= (Reg << 1) | (unsigned)CanClobber;
 433
 434     if (SlotOrReMat > VirtRegMap::MAX_STACK_SLOT)
 435       DOUT << "Remembering RM#" << SlotOrReMat-VirtRegMap::MAX_STACK_SLOT-1;
 436     else
 437       DOUT << "Remembering SS#" << SlotOrReMat;
 438     DOUT << " in physreg " << TRI->getName(Reg) << "\n";
 439   }
 440
 441   /// canClobberPhysReg - Return true if the spiller is allowed to change the
 442   /// value of the specified stackslot register if it desires.  The specified
 443   /// stack slot must be available in a physreg for this query to make sense.
 444   bool canClobberPhysReg(int SlotOrReMat) const {
 445     assert(SpillSlotsOrReMatsAvailable.count(SlotOrReMat) &&
 446            "Value not available!");
 447     return SpillSlotsOrReMatsAvailable.find(SlotOrReMat)->second & 1;
 448   }
 449
 450   /// disallowClobberPhysReg - Unset the CanClobber bit of the specified
 451   /// stackslot register. The register is still available but is no longer
 452   /// allowed to be modifed.
 453   void disallowClobberPhysReg(unsigned PhysReg);
 454
 455   /// ClobberPhysReg - This is called when the specified physreg changes
 456   /// value.  We use this to invalidate any info about stuff that lives in
 457   /// it and any of its aliases.
 458   void ClobberPhysReg(unsigned PhysReg);
 459
 460   /// ModifyStackSlotOrReMat - This method is called when the value in a stack
 461   /// slot changes.  This removes information about which register the previous
 462   /// value for this slot lives in (as the previous value is dead now).
 463   void ModifyStackSlotOrReMat(int SlotOrReMat);
 464 };
 465 }
 466
 467 /// disallowClobberPhysRegOnly - Unset the CanClobber bit of the specified
 468 /// stackslot register. The register is still available but is no longer
 469 /// allowed to be modifed.
 470 void AvailableSpills::disallowClobberPhysRegOnly(unsigned PhysReg) {
 471   std::multimap<unsigned, int>::iterator I =
 472     PhysRegsAvailable.lower_bound(PhysReg);
 473   while (I != PhysRegsAvailable.end() && I->first == PhysReg) {
 474     int SlotOrReMat = I->second;
 475     I++;
 476     assert((SpillSlotsOrReMatsAvailable[SlotOrReMat] >> 1) == PhysReg &&
 477            "Bidirectional map mismatch!");
 478     SpillSlotsOrReMatsAvailable[SlotOrReMat] &= ~1;
 479     DOUT << "PhysReg " << TRI->getName(PhysReg)
 480          << " copied, it is available for use but can no longer be modified\n";
 481   }
 482 }
 483
 484 /// disallowClobberPhysReg - Unset the CanClobber bit of the specified
 485 /// stackslot register and its aliases. The register and its aliases may
 486 /// still available but is no longer allowed to be modifed.
 487 void AvailableSpills::disallowClobberPhysReg(unsigned PhysReg) {
 488   for (const unsigned *AS = TRI->getAliasSet(PhysReg); *AS; ++AS)
 489     disallowClobberPhysRegOnly(*AS);
 490   disallowClobberPhysRegOnly(PhysReg);
 491 }
 492
 493 /// ClobberPhysRegOnly - This is called when the specified physreg changes
 494 /// value.  We use this to invalidate any info about stuff we thing lives in it.
 495 void AvailableSpills::ClobberPhysRegOnly(unsigned PhysReg) {
 496   std::multimap<unsigned, int>::iterator I =
 497     PhysRegsAvailable.lower_bound(PhysReg);
 498   while (I != PhysRegsAvailable.end() && I->first == PhysReg) {
 499     int SlotOrReMat = I->second;
 500     PhysRegsAvailable.erase(I++);
 501     assert((SpillSlotsOrReMatsAvailable[SlotOrReMat] >> 1) == PhysReg &&
 502            "Bidirectional map mismatch!");
 503     SpillSlotsOrReMatsAvailable.erase(SlotOrReMat);
 504     DOUT << "PhysReg " << TRI->getName(PhysReg)
 505          << " clobbered, invalidating ";
 506     if (SlotOrReMat > VirtRegMap::MAX_STACK_SLOT)
 507       DOUT << "RM#" << SlotOrReMat-VirtRegMap::MAX_STACK_SLOT-1 << "\n";
 508     else
 509       DOUT << "SS#" << SlotOrReMat << "\n";
 510   }
 511 }
 512
 513 /// ClobberPhysReg - This is called when the specified physreg changes
 514 /// value.  We use this to invalidate any info about stuff we thing lives in
 515 /// it and any of its aliases.
 516 void AvailableSpills::ClobberPhysReg(unsigned PhysReg) {
 517   for (const unsigned *AS = TRI->getAliasSet(PhysReg); *AS; ++AS)
 518     ClobberPhysRegOnly(*AS);
 519   ClobberPhysRegOnly(PhysReg);
 520 }
 521
 522 /// ModifyStackSlotOrReMat - This method is called when the value in a stack
 523 /// slot changes.  This removes information about which register the previous
 524 /// value for this slot lives in (as the previous value is dead now).
 525 void AvailableSpills::ModifyStackSlotOrReMat(int SlotOrReMat) {
 526   std::map<int, unsigned>::iterator It =
 527     SpillSlotsOrReMatsAvailable.find(SlotOrReMat);
 528   if (It == SpillSlotsOrReMatsAvailable.end()) return;
 529   unsigned Reg = It->second >> 1;
 530   SpillSlotsOrReMatsAvailable.erase(It);
 531
 532   // This register may hold the value of multiple stack slots, only remove this
 533   // stack slot from the set of values the register contains.
 534   std::multimap<unsigned, int>::iterator I = PhysRegsAvailable.lower_bound(Reg);
 535   for (; ; ++I) {
 536     assert(I != PhysRegsAvailable.end() && I->first == Reg &&
 537            "Map inverse broken!");
 538     if (I->second == SlotOrReMat) break;
 539   }
 540   PhysRegsAvailable.erase(I);
 541 }
 542
 543
 544
 545 /// InvalidateKills - MI is going to be deleted. If any of its operands are
 546 /// marked kill, then invalidate the information.
 547 static void InvalidateKills(MachineInstr &MI, BitVector &RegKills,
 548                             std::vector<MachineOperand*> &KillOps,
 549                             SmallVector<unsigned, 2> *KillRegs = NULL) {
 550   for (unsigned i = 0, e = MI.getNumOperands(); i != e; ++i) {
 551     MachineOperand &MO = MI.getOperand(i);
 552     if (!MO.isRegister() || !MO.isUse() || !MO.isKill())
 553       continue;
 554     unsigned Reg = MO.getReg();
 555     if (KillRegs)
 556       KillRegs->push_back(Reg);
 557     if (KillOps[Reg] == &MO) {
 558       RegKills.reset(Reg);
 559       KillOps[Reg] = NULL;
 560     }
 561   }
 562 }
 563
 564 /// InvalidateKill - A MI that defines the specified register is being deleted,
 565 /// invalidate the register kill information.
 566 static void InvalidateKill(unsigned Reg, BitVector &RegKills,
 567                            std::vector<MachineOperand*> &KillOps) {
 568   if (RegKills[Reg]) {
 569     KillOps[Reg]->setIsKill(false);
 570     KillOps[Reg] = NULL;
 571     RegKills.reset(Reg);
 572   }
 573 }
 574
 575 /// InvalidateRegDef - If the def operand of the specified def MI is now dead
 576 /// (since it's spill instruction is removed), mark it isDead. Also checks if
 577 /// the def MI has other definition operands that are not dead. Returns it by
 578 /// reference.
 579 static bool InvalidateRegDef(MachineBasicBlock::iterator I,
 580                              MachineInstr &NewDef, unsigned Reg,
 581                              bool &HasLiveDef) {
 582   // Due to remat, it's possible this reg isn't being reused. That is,
 583   // the def of this reg (by prev MI) is now dead.
 584   MachineInstr *DefMI = I;
 585   MachineOperand *DefOp = NULL;
 586   for (unsigned i = 0, e = DefMI->getNumOperands(); i != e; ++i) {
 587     MachineOperand &MO = DefMI->getOperand(i);
 588     if (MO.isRegister() && MO.isDef()) {
 589       if (MO.getReg() == Reg)
 590         DefOp = &MO;
 591       else if (!MO.isDead())
 592         HasLiveDef = true;
 593     }
 594   }
 595   if (!DefOp)
 596     return false;
 597
 598   bool FoundUse = false, Done = false;
 599   MachineBasicBlock::iterator E = NewDef;
 600   ++I; ++E;
 601   for (; !Done && I != E; ++I) {
 602     MachineInstr *NMI = I;
 603     for (unsigned j = 0, ee = NMI->getNumOperands(); j != ee; ++j) {
 604       MachineOperand &MO = NMI->getOperand(j);
 605       if (!MO.isRegister() || MO.getReg() != Reg)
 606         continue;
 607       if (MO.isUse())
 608         FoundUse = true;
 609       Done = true; // Stop after scanning all the operands of this MI.
 610     }
 611   }
 612   if (!FoundUse) {
 613     // Def is dead!
 614     DefOp->setIsDead();
 615     return true;
 616   }
 617   return false;
 618 }
 619
 620 /// UpdateKills - Track and update kill info. If a MI reads a register that is
 621 /// marked kill, then it must be due to register reuse. Transfer the kill info
 622 /// over.
 623 static void UpdateKills(MachineInstr &MI, BitVector &RegKills,
 624                         std::vector<MachineOperand*> &KillOps) {
 625   const TargetInstrDesc &TID = MI.getDesc();
 626   for (unsigned i = 0, e = MI.getNumOperands(); i != e; ++i) {
 627     MachineOperand &MO = MI.getOperand(i);
 628     if (!MO.isRegister() || !MO.isUse())
 629       continue;
 630     unsigned Reg = MO.getReg();
 631     if (Reg == 0)
 632       continue;
 633
 634     if (RegKills[Reg] && KillOps[Reg]->getParent() != &MI) {
 635       // That can't be right. Register is killed but not re-defined and it's
 636       // being reused. Let's fix that.
 637       KillOps[Reg]->setIsKill(false);
 638       KillOps[Reg] = NULL;
 639       RegKills.reset(Reg);
 640       if (i < TID.getNumOperands() &&
 641           TID.getOperandConstraint(i, TOI::TIED_TO) == -1)
 642         // Unless it's a two-address operand, this is the new kill.
 643         MO.setIsKill();
 644     }
 645     if (MO.isKill()) {
 646       RegKills.set(Reg);
 647       KillOps[Reg] = &MO;
 648     }
 649   }
 650
 651   for (unsigned i = 0, e = MI.getNumOperands(); i != e; ++i) {
 652     const MachineOperand &MO = MI.getOperand(i);
 653     if (!MO.isRegister() || !MO.isDef())
 654       continue;
 655     unsigned Reg = MO.getReg();
 656     RegKills.reset(Reg);
 657     KillOps[Reg] = NULL;
 658   }
 659 }
 660
 661 /// ReMaterialize - Re-materialize definition for Reg targetting DestReg.
 662 ///
 663 static void ReMaterialize(MachineBasicBlock &MBB,
 664                           MachineBasicBlock::iterator &MII,
 665                           unsigned DestReg, unsigned Reg,
 666                           const TargetInstrInfo *TII,
 667                           const TargetRegisterInfo *TRI,
 668                           VirtRegMap &VRM) {
 669   TII->reMaterialize(MBB, MII, DestReg, VRM.getReMaterializedMI(Reg));
 670   MachineInstr *NewMI = prior(MII);
 671   for (unsigned i = 0, e = NewMI->getNumOperands(); i != e; ++i) {
 672     MachineOperand &MO = NewMI->getOperand(i);
 673     if (!MO.isRegister() || MO.getReg() == 0)
 674       continue;
 675     unsigned VirtReg = MO.getReg();
 676     if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(VirtReg))
 677       continue;
 678     assert(MO.isUse());
 679     unsigned SubIdx = MO.getSubReg();
 680     unsigned Phys = VRM.getPhys(VirtReg);
 681     assert(Phys);
 682     unsigned RReg = SubIdx ? TRI->getSubReg(Phys, SubIdx) : Phys;
 683     MO.setReg(RReg);
 684   }
 685   ++NumReMats;
 686 }
 687
 688
 689 // ReusedOp - For each reused operand, we keep track of a bit of information, in
 690 // case we need to rollback upon processing a new operand.  See comments below.
 691 namespace {
 692   struct ReusedOp {
 693     // The MachineInstr operand that reused an available value.
 694     unsigned Operand;
 695
 696     // StackSlotOrReMat - The spill slot or remat id of the value being reused.
 697     unsigned StackSlotOrReMat;
 698
 699     // PhysRegReused - The physical register the value was available in.
 700     unsigned PhysRegReused;
 701
 702     // AssignedPhysReg - The physreg that was assigned for use by the reload.
 703     unsigned AssignedPhysReg;
 704
 705     // VirtReg - The virtual register itself.
 706     unsigned VirtReg;
 707
 708     ReusedOp(unsigned o, unsigned ss, unsigned prr, unsigned apr,
 709              unsigned vreg)
 710       : Operand(o), StackSlotOrReMat(ss), PhysRegReused(prr),
 711         AssignedPhysReg(apr), VirtReg(vreg) {}
 712   };
 713
 714   /// ReuseInfo - This maintains a collection of ReuseOp's for each operand that
 715   /// is reused instead of reloaded.
 716   class VISIBILITY_HIDDEN ReuseInfo {
 717     MachineInstr &MI;
 718     std::vector<ReusedOp> Reuses;
 719     BitVector PhysRegsClobbered;
 720   public:
 721     ReuseInfo(MachineInstr &mi, const TargetRegisterInfo *tri) : MI(mi) {
 722       PhysRegsClobbered.resize(tri->getNumRegs());
 723     }
 724
 725     bool hasReuses() const {
 726       return !Reuses.empty();
 727     }
 728
 729     /// addReuse - If we choose to reuse a virtual register that is already
 730     /// available instead of reloading it, remember that we did so.
 731     void addReuse(unsigned OpNo, unsigned StackSlotOrReMat,
 732                   unsigned PhysRegReused, unsigned AssignedPhysReg,
 733                   unsigned VirtReg) {
 734       // If the reload is to the assigned register anyway, no undo will be
 735       // required.
 736       if (PhysRegReused == AssignedPhysReg) return;
 737
 738       // Otherwise, remember this.
 739       Reuses.push_back(ReusedOp(OpNo, StackSlotOrReMat, PhysRegReused,
 740                                 AssignedPhysReg, VirtReg));
 741     }
 742
 743     void markClobbered(unsigned PhysReg) {
 744       PhysRegsClobbered.set(PhysReg);
 745     }
 746
 747     bool isClobbered(unsigned PhysReg) const {
 748       return PhysRegsClobbered.test(PhysReg);
 749     }
 750
 751     /// GetRegForReload - We are about to emit a reload into PhysReg.  If there
 752     /// is some other operand that is using the specified register, either pick
 753     /// a new register to use, or evict the previous reload and use this reg.
 754     unsigned GetRegForReload(unsigned PhysReg, MachineInstr *MI,
 755                              AvailableSpills &Spills,
 756                              std::vector<MachineInstr*> &MaybeDeadStores,
 757                              SmallSet<unsigned, 8> &Rejected,
 758                              BitVector &RegKills,
 759                              std::vector<MachineOperand*> &KillOps,
 760                              VirtRegMap &VRM) {
 761       const TargetInstrInfo* TII = MI->getParent()->getParent()->getTarget()
 762                                    .getInstrInfo();
 763
 764       if (Reuses.empty()) return PhysReg;  // This is most often empty.
 765
 766       for (unsigned ro = 0, e = Reuses.size(); ro != e; ++ro) {
 767         ReusedOp &Op = Reuses[ro];
 768         // If we find some other reuse that was supposed to use this register
 769         // exactly for its reload, we can change this reload to use ITS reload
 770         // register. That is, unless its reload register has already been
 771         // considered and subsequently rejected because it has also been reused
 772         // by another operand.
 773         if (Op.PhysRegReused == PhysReg &&
 774             Rejected.count(Op.AssignedPhysReg) == 0) {
 775           // Yup, use the reload register that we didn't use before.
 776           unsigned NewReg = Op.AssignedPhysReg;
 777           Rejected.insert(PhysReg);
 778           return GetRegForReload(NewReg, MI, Spills, MaybeDeadStores, Rejected,
 779                                  RegKills, KillOps, VRM);
 780         } else {
 781           // Otherwise, we might also have a problem if a previously reused
 782           // value aliases the new register.  If so, codegen the previous reload
 783           // and use this one.
 784           unsigned PRRU = Op.PhysRegReused;
 785           const TargetRegisterInfo *TRI = Spills.getRegInfo();
 786           if (TRI->areAliases(PRRU, PhysReg)) {
 787             // Okay, we found out that an alias of a reused register
 788             // was used.  This isn't good because it means we have
 789             // to undo a previous reuse.
 790             MachineBasicBlock *MBB = MI->getParent();
 791             const TargetRegisterClass *AliasRC =
 792               MBB->getParent()->getRegInfo().getRegClass(Op.VirtReg);
 793
 794             // Copy Op out of the vector and remove it, we're going to insert an
 795             // explicit load for it.
 796             ReusedOp NewOp = Op;
 797             Reuses.erase(Reuses.begin()+ro);
 798
 799             // Ok, we're going to try to reload the assigned physreg into the
 800             // slot that we were supposed to in the first place.  However, that
 801             // register could hold a reuse.  Check to see if it conflicts or
 802             // would prefer us to use a different register.
 803             unsigned NewPhysReg = GetRegForReload(NewOp.AssignedPhysReg,
 804                                                   MI, Spills, MaybeDeadStores,
 805                                               Rejected, RegKills, KillOps, VRM);
 806
 807             MachineBasicBlock::iterator MII = MI;
 808             if (NewOp.StackSlotOrReMat > VirtRegMap::MAX_STACK_SLOT) {
 809               ReMaterialize(*MBB, MII, NewPhysReg, NewOp.VirtReg, TII, TRI,VRM);
 810             } else {
 811               TII->loadRegFromStackSlot(*MBB, MII, NewPhysReg,
 812                                         NewOp.StackSlotOrReMat, AliasRC);
 813               MachineInstr *LoadMI = prior(MII);
 814               VRM.addSpillSlotUse(NewOp.StackSlotOrReMat, LoadMI);
 815               // Any stores to this stack slot are not dead anymore.
 816               MaybeDeadStores[NewOp.StackSlotOrReMat] = NULL;
 817               ++NumLoads;
 818             }
 819             Spills.ClobberPhysReg(NewPhysReg);
 820             Spills.ClobberPhysReg(NewOp.PhysRegReused);
 821
 822             MI->getOperand(NewOp.Operand).setReg(NewPhysReg);
 823
 824             Spills.addAvailable(NewOp.StackSlotOrReMat, MI, NewPhysReg);
 825             --MII;
 826             UpdateKills(*MII, RegKills, KillOps);
 827             DOUT << '\t' << *MII;
 828
 829             DOUT << "Reuse undone!\n";
 830             --NumReused;
 831
 832             // Finally, PhysReg is now available, go ahead and use it.
 833             return PhysReg;
 834           }
 835         }
 836       }
 837       return PhysReg;
 838     }
 839
 840     /// GetRegForReload - Helper for the above GetRegForReload(). Add a
 841     /// 'Rejected' set to remember which registers have been considered and
 842     /// rejected for the reload. This avoids infinite looping in case like
 843     /// this:
 844     /// t1 := op t2, t3
 845     /// t2 <- assigned r0 for use by the reload but ended up reuse r1
 846     /// t3 <- assigned r1 for use by the reload but ended up reuse r0
 847     /// t1 <- desires r1
 848     ///       sees r1 is taken by t2, tries t2's reload register r0
 849     ///       sees r0 is taken by t3, tries t3's reload register r1
 850     ///       sees r1 is taken by t2, tries t2's reload register r0 ...
 851     unsigned GetRegForReload(unsigned PhysReg, MachineInstr *MI,
 852                              AvailableSpills &Spills,
 853                              std::vector<MachineInstr*> &MaybeDeadStores,
 854                              BitVector &RegKills,
 855                              std::vector<MachineOperand*> &KillOps,
 856                              VirtRegMap &VRM) {
 857       SmallSet<unsigned, 8> Rejected;
 858       return GetRegForReload(PhysReg, MI, Spills, MaybeDeadStores, Rejected,
 859                              RegKills, KillOps, VRM);
 860     }
 861   };
 862 }
 863
 864 /// PrepForUnfoldOpti - Turn a store folding instruction into a load folding
 865 /// instruction. e.g.
 866 ///     xorl  %edi, %eax
 867 ///     movl  %eax, -32(%ebp)
 868 ///     movl  -36(%ebp), %eax
 869 ///     orl   %eax, -32(%ebp)
 870 /// ==>
 871 ///     xorl  %edi, %eax
 872 ///     orl   -36(%ebp), %eax
 873 ///     mov   %eax, -32(%ebp)
 874 /// This enables unfolding optimization for a subsequent instruction which will
 875 /// also eliminate the newly introduced store instruction.
 876 bool LocalSpiller::PrepForUnfoldOpti(MachineBasicBlock &MBB,
 877                                      MachineBasicBlock::iterator &MII,
 878                                     std::vector<MachineInstr*> &MaybeDeadStores,
 879                                      AvailableSpills &Spills,
 880                                      BitVector &RegKills,
 881                                      std::vector<MachineOperand*> &KillOps,
 882                                      VirtRegMap &VRM) {
 883   MachineFunction &MF = *MBB.getParent();
 884   MachineInstr &MI = *MII;
 885   unsigned UnfoldedOpc = 0;
 886   unsigned UnfoldPR = 0;
 887   unsigned UnfoldVR = 0;
 888   int FoldedSS = VirtRegMap::NO_STACK_SLOT;
 889   VirtRegMap::MI2VirtMapTy::const_iterator I, End;
 890   for (tie(I, End) = VRM.getFoldedVirts(&MI); I != End; ) {
 891     // Only transform a MI that folds a single register.
 892     if (UnfoldedOpc)
 893       return false;
 894     UnfoldVR = I->second.first;
 895     VirtRegMap::ModRef MR = I->second.second;
 896     // MI2VirtMap be can updated which invalidate the iterator.
 897     // Increment the iterator first.
 898     ++I;
 899     if (VRM.isAssignedReg(UnfoldVR))
 900       continue;
 901     // If this reference is not a use, any previous store is now dead.
 902     // Otherwise, the store to this stack slot is not dead anymore.
 903     FoldedSS = VRM.getStackSlot(UnfoldVR);
 904     MachineInstr* DeadStore = MaybeDeadStores[FoldedSS];
 905     if (DeadStore && (MR & VirtRegMap::isModRef)) {
 906       unsigned PhysReg = Spills.getSpillSlotOrReMatPhysReg(FoldedSS);
 907       if (!PhysReg || !DeadStore->readsRegister(PhysReg))
 908         continue;
 909       UnfoldPR = PhysReg;
 910       UnfoldedOpc = TII->getOpcodeAfterMemoryUnfold(MI.getOpcode(),
 911                                                     false, true);
 912     }
 913   }
 914
 915   if (!UnfoldedOpc)
 916     return false;
 917
 918   for (unsigned i = 0, e = MI.getNumOperands(); i != e; ++i) {
 919     MachineOperand &MO = MI.getOperand(i);
 920     if (!MO.isRegister() || MO.getReg() == 0 || !MO.isUse())
 921       continue;
 922     unsigned VirtReg = MO.getReg();
 923     if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(VirtReg) || MO.getSubReg())
 924       continue;
 925     if (VRM.isAssignedReg(VirtReg)) {
 926       unsigned PhysReg = VRM.getPhys(VirtReg);
 927       if (PhysReg && TRI->regsOverlap(PhysReg, UnfoldPR))
 928         return false;
 929     } else if (VRM.isReMaterialized(VirtReg))
 930       continue;
 931     int SS = VRM.getStackSlot(VirtReg);
 932     unsigned PhysReg = Spills.getSpillSlotOrReMatPhysReg(SS);
 933     if (PhysReg) {
 934       if (TRI->regsOverlap(PhysReg, UnfoldPR))
 935         return false;
 936       continue;
 937     }
 938     PhysReg = VRM.getPhys(VirtReg);
 939     if (!TRI->regsOverlap(PhysReg, UnfoldPR))
 940       continue;
 941
 942     // Ok, we'll need to reload the value into a register which makes
 943     // it impossible to perform the store unfolding optimization later.
 944     // Let's see if it is possible to fold the load if the store is
 945     // unfolded. This allows us to perform the store unfolding
 946     // optimization.
 947     SmallVector<MachineInstr*, 4> NewMIs;
 948     if (TII->unfoldMemoryOperand(MF, &MI, UnfoldVR, false, false, NewMIs)) {
 949       assert(NewMIs.size() == 1);
 950       MachineInstr *NewMI = NewMIs.back();
 951       NewMIs.clear();
 952       int Idx = NewMI->findRegisterUseOperandIdx(VirtReg, false);
 953       assert(Idx != -1);
 954       SmallVector<unsigned, 2> Ops;
 955       Ops.push_back(Idx);
 956       MachineInstr *FoldedMI = TII->foldMemoryOperand(MF, NewMI, Ops, SS);
 957       if (FoldedMI) {
 958         VRM.addSpillSlotUse(SS, FoldedMI);
 959         if (!VRM.hasPhys(UnfoldVR))
 960           VRM.assignVirt2Phys(UnfoldVR, UnfoldPR);
 961         VRM.virtFolded(VirtReg, FoldedMI, VirtRegMap::isRef);
 962         MII = MBB.insert(MII, FoldedMI);
 963         InvalidateKills(MI, RegKills, KillOps);
 964         VRM.RemoveMachineInstrFromMaps(&MI);
 965         MBB.erase(&MI);
 966         return true;
 967       }
 968       delete NewMI;
 969     }
 970   }
 971   return false;
 972 }
 973
 974 /// findSuperReg - Find the SubReg's super-register of given register class
 975 /// where its SubIdx sub-register is SubReg.
 976 static unsigned findSuperReg(const TargetRegisterClass *RC, unsigned SubReg,
 977                              unsigned SubIdx, const TargetRegisterInfo *TRI) {
 978   for (TargetRegisterClass::iterator I = RC->begin(), E = RC->end();
 979        I != E; ++I) {
 980     unsigned Reg = *I;
 981     if (TRI->getSubReg(Reg, SubIdx) == SubReg)
 982       return Reg;
 983   }
 984   return 0;
 985 }
 986
 987 /// SpillRegToStackSlot - Spill a register to a specified stack slot. Check if
 988 /// the last store to the same slot is now dead. If so, remove the last store.
 989 void LocalSpiller::SpillRegToStackSlot(MachineBasicBlock &MBB,
 990                                   MachineBasicBlock::iterator &MII,
 991                                   int Idx, unsigned PhysReg, int StackSlot,
 992                                   const TargetRegisterClass *RC,
 993                                   bool isAvailable, MachineInstr *&LastStore,
 994                                   AvailableSpills &Spills,
 995                                   SmallSet<MachineInstr*, 4> &ReMatDefs,
 996                                   BitVector &RegKills,
 997                                   std::vector<MachineOperand*> &KillOps,
 998                                   VirtRegMap &VRM) {
 999   TII->storeRegToStackSlot(MBB, next(MII), PhysReg, true, StackSlot, RC);
1000   MachineInstr *StoreMI = next(MII);
1001   VRM.addSpillSlotUse(StackSlot, StoreMI);
1002   DOUT << "Store:\t" << *StoreMI;
1003
1004   // If there is a dead store to this stack slot, nuke it now.
1005   if (LastStore) {
1006     DOUT << "Removed dead store:\t" << *LastStore;
1007     ++NumDSE;
1008     SmallVector<unsigned, 2> KillRegs;
1009     InvalidateKills(*LastStore, RegKills, KillOps, &KillRegs);
1010     MachineBasicBlock::iterator PrevMII = LastStore;
1011     bool CheckDef = PrevMII != MBB.begin();
1012     if (CheckDef)
1013       --PrevMII;
1014     VRM.RemoveMachineInstrFromMaps(LastStore);
1015     MBB.erase(LastStore);
1016     if (CheckDef) {
1017       // Look at defs of killed registers on the store. Mark the defs
1018       // as dead since the store has been deleted and they aren't
1019       // being reused.
1020       for (unsigned j = 0, ee = KillRegs.size(); j != ee; ++j) {
1021         bool HasOtherDef = false;
1022         if (InvalidateRegDef(PrevMII, *MII, KillRegs[j], HasOtherDef)) {
1023           MachineInstr *DeadDef = PrevMII;
1024           if (ReMatDefs.count(DeadDef) && !HasOtherDef) {
1025             // FIXME: This assumes a remat def does not have side
1026             // effects.
1027             VRM.RemoveMachineInstrFromMaps(DeadDef);
1028             MBB.erase(DeadDef);
1029             ++NumDRM;
1030           }
1031         }
1032       }
1033     }
1034   }
1035
1036   LastStore = next(MII);
1037
1038   // If the stack slot value was previously available in some other
1039   // register, change it now.  Otherwise, make the register available,
1040   // in PhysReg.
1041   Spills.ModifyStackSlotOrReMat(StackSlot);
1042   Spills.ClobberPhysReg(PhysReg);
1043   Spills.addAvailable(StackSlot, LastStore, PhysReg, isAvailable);
1044   ++NumStores;
1045 }
1046
1047 /// TransferDeadness - A identity copy definition is dead and it's being
1048 /// removed. Find the last def or use and mark it as dead / kill.
1049 void LocalSpiller::TransferDeadness(MachineBasicBlock *MBB, unsigned CurDist,
1050                                     unsigned Reg, BitVector &RegKills,
1051                                     std::vector<MachineOperand*> &KillOps) {
1052   int LastUDDist = -1;
1053   MachineInstr *LastUDMI = NULL;
1054   for (MachineRegisterInfo::reg_iterator RI = RegInfo->reg_begin(Reg),
1055          RE = RegInfo->reg_end(); RI != RE; ++RI) {
1056     MachineInstr *UDMI = &*RI;
1057     if (UDMI->getParent() != MBB)
1058       continue;
1059     DenseMap<MachineInstr*, unsigned>::iterator DI = DistanceMap.find(UDMI);
1060     if (DI == DistanceMap.end() || DI->second > CurDist)
1061       continue;
1062     if ((int)DI->second < LastUDDist)
1063       continue;
1064     LastUDDist = DI->second;
1065     LastUDMI = UDMI;
1066   }
1067
1068   if (LastUDMI) {
1069     const TargetInstrDesc &TID = LastUDMI->getDesc();
1070     MachineOperand *LastUD = NULL;
1071     for (unsigned i = 0, e = LastUDMI->getNumOperands(); i != e; ++i) {
1072       MachineOperand &MO = LastUDMI->getOperand(i);
1073       if (!MO.isRegister() || MO.getReg() != Reg)
1074         continue;
1075       if (!LastUD || (LastUD->isUse() && MO.isDef()))
1076         LastUD = &MO;
1077       if (TID.getOperandConstraint(i, TOI::TIED_TO) != -1)
1078         return;
1079     }
1080     if (LastUD->isDef())
1081       LastUD->setIsDead();
1082     else {
1083       LastUD->setIsKill();
1084       RegKills.set(Reg);
1085       KillOps[Reg] = LastUD;
1086     }
1087   }
1088 }
1089
1090 /// rewriteMBB - Keep track of which spills are available even after the
1091 /// register allocator is done with them.  If possible, avid reloading vregs.
1092 void LocalSpiller::RewriteMBB(MachineBasicBlock &MBB, VirtRegMap &VRM) {
1093   DOUT << MBB.getBasicBlock()->getName() << ":\n";
1094
1095   MachineFunction &MF = *MBB.getParent();
1096
1097   // Spills - Keep track of which spilled values are available in physregs so
1098   // that we can choose to reuse the physregs instead of emitting reloads.
1099   AvailableSpills Spills(TRI, TII);
1100
1101   // MaybeDeadStores - When we need to write a value back into a stack slot,
1102   // keep track of the inserted store.  If the stack slot value is never read
1103   // (because the value was used from some available register, for example), and
1104   // subsequently stored to, the original store is dead.  This map keeps track
1105   // of inserted stores that are not used.  If we see a subsequent store to the
1106   // same stack slot, the original store is deleted.
1107   std::vector<MachineInstr*> MaybeDeadStores;
1108   MaybeDeadStores.resize(MF.getFrameInfo()->getObjectIndexEnd(), NULL);
1109
1110   // ReMatDefs - These are rematerializable def MIs which are not deleted.
1111   SmallSet<MachineInstr*, 4> ReMatDefs;
1112
1113   // Keep track of kill information.
1114   BitVector RegKills(TRI->getNumRegs());
1115   std::vector<MachineOperand*>  KillOps;
1116   KillOps.resize(TRI->getNumRegs(), NULL);
1117
1118   unsigned Dist = 0;
1119   DistanceMap.clear();
1120   for (MachineBasicBlock::iterator MII = MBB.begin(), E = MBB.end();
1121        MII != E; ) {
1122     MachineBasicBlock::iterator NextMII = MII; ++NextMII;
1123
1124     VirtRegMap::MI2VirtMapTy::const_iterator I, End;
1125     bool Erased = false;
1126     bool BackTracked = false;
1127     if (PrepForUnfoldOpti(MBB, MII,
1128                           MaybeDeadStores, Spills, RegKills, KillOps, VRM))
1129       NextMII = next(MII);
1130
1131     MachineInstr &MI = *MII;
1132     const TargetInstrDesc &TID = MI.getDesc();
1133
1134     if (VRM.hasEmergencySpills(&MI)) {
1135       // Spill physical register(s) in the rare case the allocator has run out
1136       // of registers to allocate.
1137       SmallSet<int, 4> UsedSS;
1138       std::vector<unsigned> &EmSpills = VRM.getEmergencySpills(&MI);
1139       for (unsigned i = 0, e = EmSpills.size(); i != e; ++i) {
1140         unsigned PhysReg = EmSpills[i];
1141         const TargetRegisterClass *RC =
1142           TRI->getPhysicalRegisterRegClass(PhysReg);
1143         assert(RC && "Unable to determine register class!");
1144         int SS = VRM.getEmergencySpillSlot(RC);
1145         if (UsedSS.count(SS))
1146           assert(0 && "Need to spill more than one physical registers!");
1147         UsedSS.insert(SS);
1148         TII->storeRegToStackSlot(MBB, MII, PhysReg, true, SS, RC);
1149         MachineInstr *StoreMI = prior(MII);
1150         VRM.addSpillSlotUse(SS, StoreMI);
1151         TII->loadRegFromStackSlot(MBB, next(MII), PhysReg, SS, RC);
1152         MachineInstr *LoadMI = next(MII);
1153         VRM.addSpillSlotUse(SS, LoadMI);
1154         ++NumPSpills;
1155       }
1156       NextMII = next(MII);
1157     }
1158
1159     // Insert restores here if asked to.
1160     if (VRM.isRestorePt(&MI)) {
1161       std::vector<unsigned> &RestoreRegs = VRM.getRestorePtRestores(&MI);
1162       for (unsigned i = 0, e = RestoreRegs.size(); i != e; ++i) {
1163         unsigned VirtReg = RestoreRegs[e-i-1];  // Reverse order.
1164         if (!VRM.getPreSplitReg(VirtReg))
1165           continue; // Split interval spilled again.
1166         unsigned Phys = VRM.getPhys(VirtReg);
1167         RegInfo->setPhysRegUsed(Phys);
1168         if (VRM.isReMaterialized(VirtReg)) {
1169           ReMaterialize(MBB, MII, Phys, VirtReg, TII, TRI, VRM);
1170         } else {
1171           const TargetRegisterClass* RC = RegInfo->getRegClass(VirtReg);
1172           int SS = VRM.getStackSlot(VirtReg);
1173           TII->loadRegFromStackSlot(MBB, &MI, Phys, SS, RC);
1174           MachineInstr *LoadMI = prior(MII);
1175           VRM.addSpillSlotUse(SS, LoadMI);
1176           ++NumLoads;
1177         }
1178         // This invalidates Phys.
1179         Spills.ClobberPhysReg(Phys);
1180         UpdateKills(*prior(MII), RegKills, KillOps);
1181         DOUT << '\t' << *prior(MII);
1182       }
1183     }
1184
1185     // Insert spills here if asked to.
1186     if (VRM.isSpillPt(&MI)) {
1187       std::vector<std::pair<unsigned,bool> > &SpillRegs =
1188         VRM.getSpillPtSpills(&MI);
1189       for (unsigned i = 0, e = SpillRegs.size(); i != e; ++i) {
1190         unsigned VirtReg = SpillRegs[i].first;
1191         bool isKill = SpillRegs[i].second;
1192         if (!VRM.getPreSplitReg(VirtReg))
1193           continue; // Split interval spilled again.
1194         const TargetRegisterClass *RC = RegInfo->getRegClass(VirtReg);
1195         unsigned Phys = VRM.getPhys(VirtReg);
1196         int StackSlot = VRM.getStackSlot(VirtReg);
1197         TII->storeRegToStackSlot(MBB, next(MII), Phys, isKill, StackSlot, RC);
1198         MachineInstr *StoreMI = next(MII);
1199         VRM.addSpillSlotUse(StackSlot, StoreMI);
1200         DOUT << "Store:\t" << *StoreMI;
1201         VRM.virtFolded(VirtReg, StoreMI, VirtRegMap::isMod);
1202       }
1203       NextMII = next(MII);
1204     }
1205
1206     /// ReusedOperands - Keep track of operand reuse in case we need to undo
1207     /// reuse.
1208     ReuseInfo ReusedOperands(MI, TRI);
1209     SmallVector<unsigned, 4> VirtUseOps;
1210     for (unsigned i = 0, e = MI.getNumOperands(); i != e; ++i) {
1211       MachineOperand &MO = MI.getOperand(i);
1212       if (!MO.isRegister() || MO.getReg() == 0)
1213         continue;   // Ignore non-register operands.
1214
1215       unsigned VirtReg = MO.getReg();
1216       if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(VirtReg)) {
1217         // Ignore physregs for spilling, but remember that it is used by this
1218         // function.
1219         RegInfo->setPhysRegUsed(VirtReg);
1220         continue;
1221       }
1222
1223       // We want to process implicit virtual register uses first.
1224       if (MO.isImplicit())
1225         // If the virtual register is implicitly defined, emit a implicit_def
1226         // before so scavenger knows it's "defined".
1227         VirtUseOps.insert(VirtUseOps.begin(), i);
1228       else
1229         VirtUseOps.push_back(i);
1230     }
1231
1232     // Process all of the spilled uses and all non spilled reg references.
1233     for (unsigned j = 0, e = VirtUseOps.size(); j != e; ++j) {
1234       unsigned i = VirtUseOps[j];
1235       MachineOperand &MO = MI.getOperand(i);
1236       unsigned VirtReg = MO.getReg();
1237       assert(TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(VirtReg) &&
1238              "Not a virtual register?");
1239
1240       unsigned SubIdx = MO.getSubReg();
1241       if (VRM.isAssignedReg(VirtReg)) {
1242         // This virtual register was assigned a physreg!
1243         unsigned Phys = VRM.getPhys(VirtReg);
1244         RegInfo->setPhysRegUsed(Phys);
1245         if (MO.isDef())
1246           ReusedOperands.markClobbered(Phys);
1247         unsigned RReg = SubIdx ? TRI->getSubReg(Phys, SubIdx) : Phys;
1248         MI.getOperand(i).setReg(RReg);
1249         if (VRM.isImplicitlyDefined(VirtReg))
1250           BuildMI(MBB, MI, TII->get(TargetInstrInfo::IMPLICIT_DEF), RReg);
1251         continue;
1252       }
1253
1254       // This virtual register is now known to be a spilled value.
1255       if (!MO.isUse())
1256         continue;  // Handle defs in the loop below (handle use&def here though)
1257
1258       bool DoReMat = VRM.isReMaterialized(VirtReg);
1259       int SSorRMId = DoReMat
1260         ? VRM.getReMatId(VirtReg) : VRM.getStackSlot(VirtReg);
1261       int ReuseSlot = SSorRMId;
1262
1263       // Check to see if this stack slot is available.
1264       unsigned PhysReg = Spills.getSpillSlotOrReMatPhysReg(SSorRMId);
1265
1266       // If this is a sub-register use, make sure the reuse register is in the
1267       // right register class. For example, for x86 not all of the 32-bit
1268       // registers have accessible sub-registers.
1269       // Similarly so for EXTRACT_SUBREG. Consider this:
1270       // EDI = op
1271       // MOV32_mr fi#1, EDI
1272       // ...
1273       //       = EXTRACT_SUBREG fi#1
1274       // fi#1 is available in EDI, but it cannot be reused because it's not in
1275       // the right register file.
1276       if (PhysReg &&
1277           (SubIdx || MI.getOpcode() == TargetInstrInfo::EXTRACT_SUBREG)) {
1278         const TargetRegisterClass* RC = RegInfo->getRegClass(VirtReg);
1279         if (!RC->contains(PhysReg))
1280           PhysReg = 0;
1281       }
1282
1283       if (PhysReg) {
1284         // This spilled operand might be part of a two-address operand.  If this
1285         // is the case, then changing it will necessarily require changing the
1286         // def part of the instruction as well.  However, in some cases, we
1287         // aren't allowed to modify the reused register.  If none of these cases
1288         // apply, reuse it.
1289         bool CanReuse = true;
1290         int ti = TID.getOperandConstraint(i, TOI::TIED_TO);
1291         if (ti != -1 &&
1292             MI.getOperand(ti).isRegister() &&
1293             MI.getOperand(ti).getReg() == VirtReg) {
1294           // Okay, we have a two address operand.  We can reuse this physreg as
1295           // long as we are allowed to clobber the value and there isn't an
1296           // earlier def that has already clobbered the physreg.
1297           CanReuse = Spills.canClobberPhysReg(ReuseSlot) &&
1298             !ReusedOperands.isClobbered(PhysReg);
1299         }
1300
1301         if (CanReuse) {
1302           // If this stack slot value is already available, reuse it!
1303           if (ReuseSlot > VirtRegMap::MAX_STACK_SLOT)
1304             DOUT << "Reusing RM#" << ReuseSlot-VirtRegMap::MAX_STACK_SLOT-1;
1305           else
1306             DOUT << "Reusing SS#" << ReuseSlot;
1307           DOUT << " from physreg "
1308                << TRI->getName(PhysReg) << " for vreg"
1309                << VirtReg <<" instead of reloading into physreg "
1310                << TRI->getName(VRM.getPhys(VirtReg)) << "\n";
1311           unsigned RReg = SubIdx ? TRI->getSubReg(PhysReg, SubIdx) : PhysReg;
1312           MI.getOperand(i).setReg(RReg);
1313
1314           // The only technical detail we have is that we don't know that
1315           // PhysReg won't be clobbered by a reloaded stack slot that occurs
1316           // later in the instruction.  In particular, consider 'op V1, V2'.
1317           // If V1 is available in physreg R0, we would choose to reuse it
1318           // here, instead of reloading it into the register the allocator
1319           // indicated (say R1).  However, V2 might have to be reloaded
1320           // later, and it might indicate that it needs to live in R0.  When
1321           // this occurs, we need to have information available that
1322           // indicates it is safe to use R1 for the reload instead of R0.
1323           //
1324           // To further complicate matters, we might conflict with an alias,
1325           // or R0 and R1 might not be compatible with each other.  In this
1326           // case, we actually insert a reload for V1 in R1, ensuring that
1327           // we can get at R0 or its alias.
1328           ReusedOperands.addReuse(i, ReuseSlot, PhysReg,
1329                                   VRM.getPhys(VirtReg), VirtReg);
1330           if (ti != -1)
1331             // Only mark it clobbered if this is a use&def operand.
1332             ReusedOperands.markClobbered(PhysReg);
1333           ++NumReused;
1334
1335           if (MI.getOperand(i).isKill() &&
1336               ReuseSlot <= VirtRegMap::MAX_STACK_SLOT) {
1337             // This was the last use and the spilled value is still available
1338             // for reuse. That means the spill was unnecessary!
1339             MachineInstr* DeadStore = MaybeDeadStores[ReuseSlot];
1340             if (DeadStore) {
1341               DOUT << "Removed dead store:\t" << *DeadStore;
1342               InvalidateKills(*DeadStore, RegKills, KillOps);
1343               VRM.RemoveMachineInstrFromMaps(DeadStore);
1344               MBB.erase(DeadStore);
1345               MaybeDeadStores[ReuseSlot] = NULL;
1346               ++NumDSE;
1347             }
1348           }
1349           continue;
1350         }  // CanReuse
1351
1352         // Otherwise we have a situation where we have a two-address instruction
1353         // whose mod/ref operand needs to be reloaded.  This reload is already
1354         // available in some register "PhysReg", but if we used PhysReg as the
1355         // operand to our 2-addr instruction, the instruction would modify
1356         // PhysReg.  This isn't cool if something later uses PhysReg and expects
1357         // to get its initial value.
1358         //
1359         // To avoid this problem, and to avoid doing a load right after a store,
1360         // we emit a copy from PhysReg into the designated register for this
1361         // operand.
1362         unsigned DesignatedReg = VRM.getPhys(VirtReg);
1363         assert(DesignatedReg && "Must map virtreg to physreg!");
1364
1365         // Note that, if we reused a register for a previous operand, the
1366         // register we want to reload into might not actually be
1367         // available.  If this occurs, use the register indicated by the
1368         // reuser.
1369         if (ReusedOperands.hasReuses())
1370           DesignatedReg = ReusedOperands.GetRegForReload(DesignatedReg, &MI,
1371                                Spills, MaybeDeadStores, RegKills, KillOps, VRM);
1372
1373         // If the mapped designated register is actually the physreg we have
1374         // incoming, we don't need to inserted a dead copy.
1375         if (DesignatedReg == PhysReg) {
1376           // If this stack slot value is already available, reuse it!
1377           if (ReuseSlot > VirtRegMap::MAX_STACK_SLOT)
1378             DOUT << "Reusing RM#" << ReuseSlot-VirtRegMap::MAX_STACK_SLOT-1;
1379           else
1380             DOUT << "Reusing SS#" << ReuseSlot;
1381           DOUT << " from physreg " << TRI->getName(PhysReg)
1382                << " for vreg" << VirtReg
1383                << " instead of reloading into same physreg.\n";
1384           unsigned RReg = SubIdx ? TRI->getSubReg(PhysReg, SubIdx) : PhysReg;
1385           MI.getOperand(i).setReg(RReg);
1386           ReusedOperands.markClobbered(RReg);
1387           ++NumReused;
1388           continue;
1389         }
1390
1391         const TargetRegisterClass* RC = RegInfo->getRegClass(VirtReg);
1392         RegInfo->setPhysRegUsed(DesignatedReg);
1393         ReusedOperands.markClobbered(DesignatedReg);
1394         TII->copyRegToReg(MBB, &MI, DesignatedReg, PhysReg, RC, RC);
1395
1396         MachineInstr *CopyMI = prior(MII);
1397         UpdateKills(*CopyMI, RegKills, KillOps);
1398
1399         // This invalidates DesignatedReg.
1400         Spills.ClobberPhysReg(DesignatedReg);
1401
1402         Spills.addAvailable(ReuseSlot, &MI, DesignatedReg);
1403         unsigned RReg =
1404           SubIdx ? TRI->getSubReg(DesignatedReg, SubIdx) : DesignatedReg;
1405         MI.getOperand(i).setReg(RReg);
1406         DOUT << '\t' << *prior(MII);
1407         ++NumReused;
1408         continue;
1409       } // if (PhysReg)
1410
1411       // Otherwise, reload it and remember that we have it.
1412       PhysReg = VRM.getPhys(VirtReg);
1413       assert(PhysReg && "Must map virtreg to physreg!");
1414
1415       // Note that, if we reused a register for a previous operand, the
1416       // register we want to reload into might not actually be
1417       // available.  If this occurs, use the register indicated by the
1418       // reuser.
1419       if (ReusedOperands.hasReuses())
1420         PhysReg = ReusedOperands.GetRegForReload(PhysReg, &MI,
1421                                Spills, MaybeDeadStores, RegKills, KillOps, VRM);
1422
1423       RegInfo->setPhysRegUsed(PhysReg);
1424       ReusedOperands.markClobbered(PhysReg);
1425       if (DoReMat) {
1426         ReMaterialize(MBB, MII, PhysReg, VirtReg, TII, TRI, VRM);
1427       } else {
1428         const TargetRegisterClass* RC = RegInfo->getRegClass(VirtReg);
1429         TII->loadRegFromStackSlot(MBB, &MI, PhysReg, SSorRMId, RC);
1430         MachineInstr *LoadMI = prior(MII);
1431         VRM.addSpillSlotUse(SSorRMId, LoadMI);
1432         ++NumLoads;
1433       }
1434       // This invalidates PhysReg.
1435       Spills.ClobberPhysReg(PhysReg);
1436
1437       // Any stores to this stack slot are not dead anymore.
1438       if (!DoReMat)
1439         MaybeDeadStores[SSorRMId] = NULL;
1440       Spills.addAvailable(SSorRMId, &MI, PhysReg);
1441       // Assumes this is the last use. IsKill will be unset if reg is reused
1442       // unless it's a two-address operand.
1443       if (TID.getOperandConstraint(i, TOI::TIED_TO) == -1)
1444         MI.getOperand(i).setIsKill();
1445       unsigned RReg = SubIdx ? TRI->getSubReg(PhysReg, SubIdx) : PhysReg;
1446       MI.getOperand(i).setReg(RReg);
1447       UpdateKills(*prior(MII), RegKills, KillOps);
1448       DOUT << '\t' << *prior(MII);
1449     }
1450
1451     DOUT << '\t' << MI;
1452
1453
1454     // If we have folded references to memory operands, make sure we clear all
1455     // physical registers that may contain the value of the spilled virtual
1456     // register
1457     SmallSet<int, 2> FoldedSS;
1458     for (tie(I, End) = VRM.getFoldedVirts(&MI); I != End; ) {
1459       unsigned VirtReg = I->second.first;
1460       VirtRegMap::ModRef MR = I->second.second;
1461       DOUT << "Folded vreg: " << VirtReg << "  MR: " << MR;
1462
1463       // MI2VirtMap be can updated which invalidate the iterator.
1464       // Increment the iterator first.
1465       ++I;
1466       int SS = VRM.getStackSlot(VirtReg);
1467       if (SS == VirtRegMap::NO_STACK_SLOT)
1468         continue;
1469       FoldedSS.insert(SS);
1470       DOUT << " - StackSlot: " << SS << "\n";
1471
1472       // If this folded instruction is just a use, check to see if it's a
1473       // straight load from the virt reg slot.
1474       if ((MR & VirtRegMap::isRef) && !(MR & VirtRegMap::isMod)) {
1475         int FrameIdx;
1476         unsigned DestReg = TII->isLoadFromStackSlot(&MI, FrameIdx);
1477         if (DestReg && FrameIdx == SS) {
1478           // If this spill slot is available, turn it into a copy (or nothing)
1479           // instead of leaving it as a load!
1480           if (unsigned InReg = Spills.getSpillSlotOrReMatPhysReg(SS)) {
1481             DOUT << "Promoted Load To Copy: " << MI;
1482             if (DestReg != InReg) {
1483               const TargetRegisterClass *RC = RegInfo->getRegClass(VirtReg);
1484               TII->copyRegToReg(MBB, &MI, DestReg, InReg, RC, RC);
1485               // Revisit the copy so we make sure to notice the effects of the
1486               // operation on the destreg (either needing to RA it if it's
1487               // virtual or needing to clobber any values if it's physical).
1488               NextMII = &MI;
1489               --NextMII;  // backtrack to the copy.
1490               BackTracked = true;
1491             } else {
1492               DOUT << "Removing now-noop copy: " << MI;
1493               // Unset last kill since it's being reused.
1494               InvalidateKill(InReg, RegKills, KillOps);
1495             }
1496
1497             InvalidateKills(MI, RegKills, KillOps);
1498             VRM.RemoveMachineInstrFromMaps(&MI);
1499             MBB.erase(&MI);
1500             Erased = true;
1501             goto ProcessNextInst;
1502           }
1503         } else {
1504           unsigned PhysReg = Spills.getSpillSlotOrReMatPhysReg(SS);
1505           SmallVector<MachineInstr*, 4> NewMIs;
1506           if (PhysReg &&
1507               TII->unfoldMemoryOperand(MF, &MI, PhysReg, false, false, NewMIs)) {
1508             MBB.insert(MII, NewMIs[0]);
1509             InvalidateKills(MI, RegKills, KillOps);
1510             VRM.RemoveMachineInstrFromMaps(&MI);
1511             MBB.erase(&MI);
1512             Erased = true;
1513             --NextMII;  // backtrack to the unfolded instruction.
1514             BackTracked = true;
1515             goto ProcessNextInst;
1516           }
1517         }
1518       }
1519
1520       // If this reference is not a use, any previous store is now dead.
1521       // Otherwise, the store to this stack slot is not dead anymore.
1522       MachineInstr* DeadStore = MaybeDeadStores[SS];
1523       if (DeadStore) {
1524         bool isDead = !(MR & VirtRegMap::isRef);
1525         MachineInstr *NewStore = NULL;
1526         if (MR & VirtRegMap::isModRef) {
1527           unsigned PhysReg = Spills.getSpillSlotOrReMatPhysReg(SS);
1528           SmallVector<MachineInstr*, 4> NewMIs;
1529           // We can reuse this physreg as long as we are allowed to clobber
1530           // the value and there isn't an earlier def that has already clobbered
1531           // the physreg.
1532           if (PhysReg &&
1533               !TII->isStoreToStackSlot(&MI, SS)) { // Not profitable!
1534             MachineOperand *KillOpnd =
1535               DeadStore->findRegisterUseOperand(PhysReg, true);
1536             // Note, if the store is storing a sub-register, it's possible the
1537             // super-register is needed below.
1538             if (KillOpnd && !KillOpnd->getSubReg() &&
1539                 TII->unfoldMemoryOperand(MF, &MI, PhysReg, false, true,NewMIs)){
1540               MBB.insert(MII, NewMIs[0]);
1541               NewStore = NewMIs[1];
1542               MBB.insert(MII, NewStore);
1543               VRM.addSpillSlotUse(SS, NewStore);
1544               InvalidateKills(MI, RegKills, KillOps);
1545               VRM.RemoveMachineInstrFromMaps(&MI);
1546               MBB.erase(&MI);
1547               Erased = true;
1548               --NextMII;
1549               --NextMII;  // backtrack to the unfolded instruction.
1550               BackTracked = true;
1551               isDead = true;
1552             }
1553           }
1554         }
1555
1556         if (isDead) {  // Previous store is dead.
1557           // If we get here, the store is dead, nuke it now.
1558           DOUT << "Removed dead store:\t" << *DeadStore;
1559           InvalidateKills(*DeadStore, RegKills, KillOps);
1560           VRM.RemoveMachineInstrFromMaps(DeadStore);
1561           MBB.erase(DeadStore);
1562           if (!NewStore)
1563             ++NumDSE;
1564         }
1565
1566         MaybeDeadStores[SS] = NULL;
1567         if (NewStore) {
1568           // Treat this store as a spill merged into a copy. That makes the
1569           // stack slot value available.
1570           VRM.virtFolded(VirtReg, NewStore, VirtRegMap::isMod);
1571           goto ProcessNextInst;
1572         }
1573       }
1574
1575       // If the spill slot value is available, and this is a new definition of
1576       // the value, the value is not available anymore.
1577       if (MR & VirtRegMap::isMod) {
1578         // Notice that the value in this stack slot has been modified.
1579         Spills.ModifyStackSlotOrReMat(SS);
1580
1581         // If this is *just* a mod of the value, check to see if this is just a
1582         // store to the spill slot (i.e. the spill got merged into the copy). If
1583         // so, realize that the vreg is available now, and add the store to the
1584         // MaybeDeadStore info.
1585         int StackSlot;
1586         if (!(MR & VirtRegMap::isRef)) {
1587           if (unsigned SrcReg = TII->isStoreToStackSlot(&MI, StackSlot)) {
1588             assert(TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(SrcReg) &&
1589                    "Src hasn't been allocated yet?");
1590             // Okay, this is certainly a store of SrcReg to [StackSlot].  Mark
1591             // this as a potentially dead store in case there is a subsequent
1592             // store into the stack slot without a read from it.
1593             MaybeDeadStores[StackSlot] = &MI;
1594
1595             // If the stack slot value was previously available in some other
1596             // register, change it now.  Otherwise, make the register available,
1597             // in PhysReg.
1598             Spills.addAvailable(StackSlot, &MI, SrcReg, false/*don't clobber*/);
1599           }
1600         }
1601       }
1602     }
1603
1604     // Process all of the spilled defs.
1605     for (unsigned i = 0, e = MI.getNumOperands(); i != e; ++i) {
1606       MachineOperand &MO = MI.getOperand(i);
1607       if (!(MO.isRegister() && MO.getReg() && MO.isDef()))
1608         continue;
1609
1610       unsigned VirtReg = MO.getReg();
1611       if (!TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(VirtReg)) {
1612         // Check to see if this is a noop copy.  If so, eliminate the
1613         // instruction before considering the dest reg to be changed.
1614         unsigned Src, Dst;
1615         if (TII->isMoveInstr(MI, Src, Dst) && Src == Dst) {
1616           ++NumDCE;
1617           DOUT << "Removing now-noop copy: " << MI;
1618           SmallVector<unsigned, 2> KillRegs;
1619           InvalidateKills(MI, RegKills, KillOps, &KillRegs);
1620           if (MO.isDead() && !KillRegs.empty()) {
1621             assert(KillRegs[0] == Dst);
1622             // Last def is now dead.
1623             TransferDeadness(&MBB, Dist, Src, RegKills, KillOps);
1624           }
1625           VRM.RemoveMachineInstrFromMaps(&MI);
1626           MBB.erase(&MI);
1627           Erased = true;
1628           Spills.disallowClobberPhysReg(VirtReg);
1629           goto ProcessNextInst;
1630         }
1631
1632         // If it's not a no-op copy, it clobbers the value in the destreg.
1633         Spills.ClobberPhysReg(VirtReg);
1634         ReusedOperands.markClobbered(VirtReg);
1635
1636         // Check to see if this instruction is a load from a stack slot into
1637         // a register.  If so, this provides the stack slot value in the reg.
1638         int FrameIdx;
1639         if (unsigned DestReg = TII->isLoadFromStackSlot(&MI, FrameIdx)) {
1640           assert(DestReg == VirtReg && "Unknown load situation!");
1641
1642           // If it is a folded reference, then it's not safe to clobber.
1643           bool Folded = FoldedSS.count(FrameIdx);
1644           // Otherwise, if it wasn't available, remember that it is now!
1645           Spills.addAvailable(FrameIdx, &MI, DestReg, !Folded);
1646           goto ProcessNextInst;
1647         }
1648
1649         continue;
1650       }
1651
1652       unsigned SubIdx = MO.getSubReg();
1653       bool DoReMat = VRM.isReMaterialized(VirtReg);
1654       if (DoReMat)
1655         ReMatDefs.insert(&MI);
1656
1657       // The only vregs left are stack slot definitions.
1658       int StackSlot = VRM.getStackSlot(VirtReg);
1659       const TargetRegisterClass *RC = RegInfo->getRegClass(VirtReg);
1660
1661       // If this def is part of a two-address operand, make sure to execute
1662       // the store from the correct physical register.
1663       unsigned PhysReg;
1664       int TiedOp = MI.getDesc().findTiedToSrcOperand(i);
1665       if (TiedOp != -1) {
1666         PhysReg = MI.getOperand(TiedOp).getReg();
1667         if (SubIdx) {
1668           unsigned SuperReg = findSuperReg(RC, PhysReg, SubIdx, TRI);
1669           assert(SuperReg && TRI->getSubReg(SuperReg, SubIdx) == PhysReg &&
1670                  "Can't find corresponding super-register!");
1671           PhysReg = SuperReg;
1672         }
1673       } else {
1674         PhysReg = VRM.getPhys(VirtReg);
1675         if (ReusedOperands.isClobbered(PhysReg)) {
1676           // Another def has taken the assigned physreg. It must have been a
1677           // use&def which got it due to reuse. Undo the reuse!
1678           PhysReg = ReusedOperands.GetRegForReload(PhysReg, &MI,
1679                                Spills, MaybeDeadStores, RegKills, KillOps, VRM);
1680         }
1681       }
1682
1683       assert(PhysReg && "VR not assigned a physical register?");
1684       RegInfo->setPhysRegUsed(PhysReg);
1685       unsigned RReg = SubIdx ? TRI->getSubReg(PhysReg, SubIdx) : PhysReg;
1686       ReusedOperands.markClobbered(RReg);
1687       MI.getOperand(i).setReg(RReg);
1688
1689       if (!MO.isDead()) {
1690         MachineInstr *&LastStore = MaybeDeadStores[StackSlot];
1691         SpillRegToStackSlot(MBB, MII, -1, PhysReg, StackSlot, RC, true,
1692                           LastStore, Spills, ReMatDefs, RegKills, KillOps, VRM);
1693         NextMII = next(MII);
1694
1695         // Check to see if this is a noop copy.  If so, eliminate the
1696         // instruction before considering the dest reg to be changed.
1697         {
1698           unsigned Src, Dst;
1699           if (TII->isMoveInstr(MI, Src, Dst) && Src == Dst) {
1700             ++NumDCE;
1701             DOUT << "Removing now-noop copy: " << MI;
1702             InvalidateKills(MI, RegKills, KillOps);
1703             VRM.RemoveMachineInstrFromMaps(&MI);
1704             MBB.erase(&MI);
1705             Erased = true;
1706             UpdateKills(*LastStore, RegKills, KillOps);
1707             goto ProcessNextInst;
1708           }
1709         }
1710       }
1711     }
1712   ProcessNextInst:
1713     DistanceMap.insert(std::make_pair(&MI, Dist++));
1714     if (!Erased && !BackTracked) {
1715       for (MachineBasicBlock::iterator II = MI; II != NextMII; ++II)
1716         UpdateKills(*II, RegKills, KillOps);
1717     }
1718     MII = NextMII;
1719   }
1720 }
1721
1722 llvm::Spiller* llvm::createSpiller() {
1723   switch (SpillerOpt) {
1724   default: assert(0 && "Unreachable!");
1725   case local:
1726     return new LocalSpiller();
1727   case simple:
1728     return new SimpleSpiller();
1729   }
1730 }