lib/CodeGen/VirtRegMap.cpp

   1 //===-- llvm/CodeGen/VirtRegMap.cpp - Virtual Register Map ----------------===//
   2 //
   3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
   4 //
   5 // This file was developed by the LLVM research group and is distributed under
   6 // the University of Illinois Open Source 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/SSARegMap.h"
  25 #include "llvm/Target/TargetMachine.h"
  26 #include "llvm/Target/TargetInstrInfo.h"
  27 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
  28 #include "llvm/Support/Debug.h"
  29 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
  30 #include "llvm/ADT/STLExtras.h"
  31 #include <algorithm>
  32 #include <iostream>
  33 using namespace llvm;
  34
  35 namespace {
  36   Statistic<> NumSpills("spiller", "Number of register spills");
  37   Statistic<> NumStores("spiller", "Number of stores added");
  38   Statistic<> NumLoads ("spiller", "Number of loads added");
  39   Statistic<> NumReused("spiller", "Number of values reused");
  40   Statistic<> NumDSE   ("spiller", "Number of dead stores elided");
  41   Statistic<> NumDCE   ("spiller", "Number of copies elided");
  42
  43   enum SpillerName { simple, local };
  44
  45   cl::opt<SpillerName>
  46   SpillerOpt("spiller",
  47              cl::desc("Spiller to use: (default: local)"),
  48              cl::Prefix,
  49              cl::values(clEnumVal(simple, "  simple spiller"),
  50                         clEnumVal(local,  "  local spiller"),
  51                         clEnumValEnd),
  52              cl::init(local));
  53 }
  54
  55 //===----------------------------------------------------------------------===//
  56 //  VirtRegMap implementation
  57 //===----------------------------------------------------------------------===//
  58
  59 void VirtRegMap::grow() {
  60   Virt2PhysMap.grow(MF.getSSARegMap()->getLastVirtReg());
  61   Virt2StackSlotMap.grow(MF.getSSARegMap()->getLastVirtReg());
  62 }
  63
  64 int VirtRegMap::assignVirt2StackSlot(unsigned virtReg) {
  65   assert(MRegisterInfo::isVirtualRegister(virtReg));
  66   assert(Virt2StackSlotMap[virtReg] == NO_STACK_SLOT &&
  67          "attempt to assign stack slot to already spilled register");
  68   const TargetRegisterClass* RC = MF.getSSARegMap()->getRegClass(virtReg);
  69   int frameIndex = MF.getFrameInfo()->CreateStackObject(RC->getSize(),
  70                                                         RC->getAlignment());
  71   Virt2StackSlotMap[virtReg] = frameIndex;
  72   ++NumSpills;
  73   return frameIndex;
  74 }
  75
  76 void VirtRegMap::assignVirt2StackSlot(unsigned virtReg, int frameIndex) {
  77   assert(MRegisterInfo::isVirtualRegister(virtReg));
  78   assert(Virt2StackSlotMap[virtReg] == NO_STACK_SLOT &&
  79          "attempt to assign stack slot to already spilled register");
  80   Virt2StackSlotMap[virtReg] = frameIndex;
  81 }
  82
  83 void VirtRegMap::virtFolded(unsigned VirtReg, MachineInstr *OldMI,
  84                             unsigned OpNo, MachineInstr *NewMI) {
  85   // Move previous memory references folded to new instruction.
  86   MI2VirtMapTy::iterator IP = MI2VirtMap.lower_bound(NewMI);
  87   for (MI2VirtMapTy::iterator I = MI2VirtMap.lower_bound(OldMI),
  88          E = MI2VirtMap.end(); I != E && I->first == OldMI; ) {
  89     MI2VirtMap.insert(IP, std::make_pair(NewMI, I->second));
  90     MI2VirtMap.erase(I++);
  91   }
  92
  93   ModRef MRInfo;
  94   if (!OldMI->getOperand(OpNo).isDef()) {
  95     assert(OldMI->getOperand(OpNo).isUse() && "Operand is not use or def?");
  96     MRInfo = isRef;
  97   } else {
  98     MRInfo = OldMI->getOperand(OpNo).isUse() ? isModRef : isMod;
  99   }
 100
 101   // add new memory reference
 102   MI2VirtMap.insert(IP, std::make_pair(NewMI, std::make_pair(VirtReg, MRInfo)));
 103 }
 104
 105 void VirtRegMap::print(std::ostream &OS) const {
 106   const MRegisterInfo* MRI = MF.getTarget().getRegisterInfo();
 107
 108   OS << "********** REGISTER MAP **********\n";
 109   for (unsigned i = MRegisterInfo::FirstVirtualRegister,
 110          e = MF.getSSARegMap()->getLastVirtReg(); i <= e; ++i) {
 111     if (Virt2PhysMap[i] != (unsigned)VirtRegMap::NO_PHYS_REG)
 112       OS << "[reg" << i << " -> " << MRI->getName(Virt2PhysMap[i]) << "]\n";
 113
 114   }
 115
 116   for (unsigned i = MRegisterInfo::FirstVirtualRegister,
 117          e = MF.getSSARegMap()->getLastVirtReg(); i <= e; ++i)
 118     if (Virt2StackSlotMap[i] != VirtRegMap::NO_STACK_SLOT)
 119       OS << "[reg" << i << " -> fi#" << Virt2StackSlotMap[i] << "]\n";
 120   OS << '\n';
 121 }
 122
 123 void VirtRegMap::dump() const { print(std::cerr); }
 124
 125
 126 //===----------------------------------------------------------------------===//
 127 // Simple Spiller Implementation
 128 //===----------------------------------------------------------------------===//
 129
 130 Spiller::~Spiller() {}
 131
 132 namespace {
 133   struct SimpleSpiller : public Spiller {
 134     bool runOnMachineFunction(MachineFunction& mf, const VirtRegMap &VRM);
 135   };
 136 }
 137
 138 bool SimpleSpiller::runOnMachineFunction(MachineFunction &MF,
 139                                          const VirtRegMap &VRM) {
 140   DEBUG(std::cerr << "********** REWRITE MACHINE CODE **********\n");
 141   DEBUG(std::cerr << "********** Function: "
 142                   << MF.getFunction()->getName() << '\n');
 143   const TargetMachine &TM = MF.getTarget();
 144   const MRegisterInfo &MRI = *TM.getRegisterInfo();
 145   bool *PhysRegsUsed = MF.getUsedPhysregs();
 146
 147   // LoadedRegs - Keep track of which vregs are loaded, so that we only load
 148   // each vreg once (in the case where a spilled vreg is used by multiple
 149   // operands).  This is always smaller than the number of operands to the
 150   // current machine instr, so it should be small.
 151   std::vector<unsigned> LoadedRegs;
 152
 153   for (MachineFunction::iterator MBBI = MF.begin(), E = MF.end();
 154        MBBI != E; ++MBBI) {
 155     DEBUG(std::cerr << MBBI->getBasicBlock()->getName() << ":\n");
 156     MachineBasicBlock &MBB = *MBBI;
 157     for (MachineBasicBlock::iterator MII = MBB.begin(),
 158            E = MBB.end(); MII != E; ++MII) {
 159       MachineInstr &MI = *MII;
 160       for (unsigned i = 0, e = MI.getNumOperands(); i != e; ++i) {
 161         MachineOperand &MO = MI.getOperand(i);
 162         if (MO.isRegister() && MO.getReg())
 163           if (MRegisterInfo::isVirtualRegister(MO.getReg())) {
 164             unsigned VirtReg = MO.getReg();
 165             unsigned PhysReg = VRM.getPhys(VirtReg);
 166             if (VRM.hasStackSlot(VirtReg)) {
 167               int StackSlot = VRM.getStackSlot(VirtReg);
 168               const TargetRegisterClass* RC =
 169                 MF.getSSARegMap()->getRegClass(VirtReg);
 170
 171               if (MO.isUse() &&
 172                   std::find(LoadedRegs.begin(), LoadedRegs.end(), VirtReg)
 173                   == LoadedRegs.end()) {
 174                 MRI.loadRegFromStackSlot(MBB, &MI, PhysReg, StackSlot, RC);
 175                 LoadedRegs.push_back(VirtReg);
 176                 ++NumLoads;
 177                 DEBUG(std::cerr << '\t' << *prior(MII));
 178               }
 179
 180               if (MO.isDef()) {
 181                 MRI.storeRegToStackSlot(MBB, next(MII), PhysReg, StackSlot, RC);
 182                 ++NumStores;
 183               }
 184             }
 185             PhysRegsUsed[PhysReg] = true;
 186             MI.SetMachineOperandReg(i, PhysReg);
 187           } else {
 188             PhysRegsUsed[MO.getReg()] = true;
 189           }
 190       }
 191
 192       DEBUG(std::cerr << '\t' << MI);
 193       LoadedRegs.clear();
 194     }
 195   }
 196   return true;
 197 }
 198
 199 //===----------------------------------------------------------------------===//
 200 //  Local Spiller Implementation
 201 //===----------------------------------------------------------------------===//
 202
 203 namespace {
 204   /// LocalSpiller - This spiller does a simple pass over the machine basic
 205   /// block to attempt to keep spills in registers as much as possible for
 206   /// blocks that have low register pressure (the vreg may be spilled due to
 207   /// register pressure in other blocks).
 208   class LocalSpiller : public Spiller {
 209     const MRegisterInfo *MRI;
 210     const TargetInstrInfo *TII;
 211   public:
 212     bool runOnMachineFunction(MachineFunction &MF, const VirtRegMap &VRM) {
 213       MRI = MF.getTarget().getRegisterInfo();
 214       TII = MF.getTarget().getInstrInfo();
 215       DEBUG(std::cerr << "\n**** Local spiller rewriting function '"
 216                       << MF.getFunction()->getName() << "':\n");
 217
 218       for (MachineFunction::iterator MBB = MF.begin(), E = MF.end();
 219            MBB != E; ++MBB)
 220         RewriteMBB(*MBB, VRM);
 221       return true;
 222     }
 223   private:
 224     void RewriteMBB(MachineBasicBlock &MBB, const VirtRegMap &VRM);
 225     void ClobberPhysReg(unsigned PR, std::map<int, unsigned> &SpillSlots,
 226                         std::multimap<unsigned, int> &PhysRegs);
 227     void ClobberPhysRegOnly(unsigned PR, std::map<int, unsigned> &SpillSlots,
 228                             std::multimap<unsigned, int> &PhysRegs);
 229     void ModifyStackSlot(int Slot, std::map<int, unsigned> &SpillSlots,
 230                          std::multimap<unsigned, int> &PhysRegs);
 231   };
 232 }
 233
 234 /// AvailableSpills - As the local spiller is scanning and rewriting an MBB from
 235 /// top down, keep track of which spills slots are available in each register.
 236 class AvailableSpills {
 237   const MRegisterInfo *MRI;
 238   const TargetInstrInfo *TII;
 239
 240   // SpillSlotsAvailable - This map keeps track of all of the spilled virtual
 241   // register values that are still available, due to being loaded or stored to,
 242   // but not invalidated yet.
 243   std::map<int, unsigned> SpillSlotsAvailable;
 244
 245   // PhysRegsAvailable - This is the inverse of SpillSlotsAvailable, indicating
 246   // which stack slot values are currently held by a physreg.  This is used to
 247   // invalidate entries in SpillSlotsAvailable when a physreg is modified.
 248   std::multimap<unsigned, int> PhysRegsAvailable;
 249
 250   void ClobberPhysRegOnly(unsigned PhysReg);
 251 public:
 252   AvailableSpills(const MRegisterInfo *mri, const TargetInstrInfo *tii)
 253     : MRI(mri), TII(tii) {
 254   }
 255
 256   /// getSpillSlotPhysReg - If the specified stack slot is available in a
 257   /// physical register, return that PhysReg, otherwise return 0.
 258   unsigned getSpillSlotPhysReg(int Slot) const {
 259     std::map<int, unsigned>::const_iterator I = SpillSlotsAvailable.find(Slot);
 260     if (I != SpillSlotsAvailable.end())
 261       return I->second;
 262     return 0;
 263   }
 264
 265   /// addAvailable - Mark that the specified stack slot is available in the
 266   /// specified physreg.
 267   void addAvailable(int Slot, unsigned Reg) {
 268     PhysRegsAvailable.insert(std::make_pair(Reg, Slot));
 269     SpillSlotsAvailable[Slot] = Reg;
 270
 271     DEBUG(std::cerr << "Remembering SS#" << Slot << " in physreg "
 272                     << MRI->getName(Reg) << "\n");
 273   }
 274
 275
 276   /// ClobberPhysReg - This is called when the specified physreg changes
 277   /// value.  We use this to invalidate any info about stuff we thing lives in
 278   /// it and any of its aliases.
 279   void ClobberPhysReg(unsigned PhysReg);
 280
 281   /// ModifyStackSlot - This method is called when the value in a stack slot
 282   /// changes.  This removes information about which register the previous value
 283   /// for this slot lives in (as the previous value is dead now).
 284   void ModifyStackSlot(int Slot);
 285 };
 286
 287 /// ClobberPhysRegOnly - This is called when the specified physreg changes
 288 /// value.  We use this to invalidate any info about stuff we thing lives in it.
 289 void AvailableSpills::ClobberPhysRegOnly(unsigned PhysReg) {
 290   std::multimap<unsigned, int>::iterator I =
 291     PhysRegsAvailable.lower_bound(PhysReg);
 292   while (I != PhysRegsAvailable.end() && I->first == PhysReg) {
 293     int Slot = I->second;
 294     PhysRegsAvailable.erase(I++);
 295     assert(SpillSlotsAvailable[Slot] == PhysReg &&
 296            "Bidirectional map mismatch!");
 297     SpillSlotsAvailable.erase(Slot);
 298     DEBUG(std::cerr << "PhysReg " << MRI->getName(PhysReg)
 299                     << " clobbered, invalidating SS#" << Slot << "\n");
 300   }
 301 }
 302
 303 /// ClobberPhysReg - This is called when the specified physreg changes
 304 /// value.  We use this to invalidate any info about stuff we thing lives in
 305 /// it and any of its aliases.
 306 void AvailableSpills::ClobberPhysReg(unsigned PhysReg) {
 307   for (const unsigned *AS = MRI->getAliasSet(PhysReg); *AS; ++AS)
 308     ClobberPhysRegOnly(*AS);
 309   ClobberPhysRegOnly(PhysReg);
 310 }
 311
 312 /// ModifyStackSlot - This method is called when the value in a stack slot
 313 /// changes.  This removes information about which register the previous value
 314 /// for this slot lives in (as the previous value is dead now).
 315 void AvailableSpills::ModifyStackSlot(int Slot) {
 316   std::map<int, unsigned>::iterator It = SpillSlotsAvailable.find(Slot);
 317   if (It == SpillSlotsAvailable.end()) return;
 318   unsigned Reg = It->second;
 319   SpillSlotsAvailable.erase(It);
 320
 321   // This register may hold the value of multiple stack slots, only remove this
 322   // stack slot from the set of values the register contains.
 323   std::multimap<unsigned, int>::iterator I = PhysRegsAvailable.lower_bound(Reg);
 324   for (; ; ++I) {
 325     assert(I != PhysRegsAvailable.end() && I->first == Reg &&
 326            "Map inverse broken!");
 327     if (I->second == Slot) break;
 328   }
 329   PhysRegsAvailable.erase(I);
 330 }
 331
 332
 333
 334 // ReusedOp - For each reused operand, we keep track of a bit of information, in
 335 // case we need to rollback upon processing a new operand.  See comments below.
 336 namespace {
 337   struct ReusedOp {
 338     // The MachineInstr operand that reused an available value.
 339     unsigned Operand;
 340
 341     // StackSlot - The spill slot of the value being reused.
 342     unsigned StackSlot;
 343
 344     // PhysRegReused - The physical register the value was available in.
 345     unsigned PhysRegReused;
 346
 347     // AssignedPhysReg - The physreg that was assigned for use by the reload.
 348     unsigned AssignedPhysReg;
 349
 350     // VirtReg - The virtual register itself.
 351     unsigned VirtReg;
 352
 353     ReusedOp(unsigned o, unsigned ss, unsigned prr, unsigned apr,
 354              unsigned vreg)
 355       : Operand(o), StackSlot(ss), PhysRegReused(prr), AssignedPhysReg(apr),
 356       VirtReg(vreg) {}
 357   };
 358 }
 359
 360
 361 /// rewriteMBB - Keep track of which spills are available even after the
 362 /// register allocator is done with them.  If possible, avoid reloading vregs.
 363 void LocalSpiller::RewriteMBB(MachineBasicBlock &MBB, const VirtRegMap &VRM) {
 364
 365   DEBUG(std::cerr << MBB.getBasicBlock()->getName() << ":\n");
 366
 367   // Spills - Keep track of which spilled values are available in physregs so
 368   // that we can choose to reuse the physregs instead of emitting reloads.
 369   AvailableSpills Spills(MRI, TII);
 370
 371   std::vector<ReusedOp> ReusedOperands;
 372
 373   // DefAndUseVReg - When we see a def&use operand that is spilled, keep track
 374   // of it.  ".first" is the machine operand index (should always be 0 for now),
 375   // and ".second" is the virtual register that is spilled.
 376   std::vector<std::pair<unsigned, unsigned> > DefAndUseVReg;
 377
 378   // MaybeDeadStores - When we need to write a value back into a stack slot,
 379   // keep track of the inserted store.  If the stack slot value is never read
 380   // (because the value was used from some available register, for example), and
 381   // subsequently stored to, the original store is dead.  This map keeps track
 382   // of inserted stores that are not used.  If we see a subsequent store to the
 383   // same stack slot, the original store is deleted.
 384   std::map<int, MachineInstr*> MaybeDeadStores;
 385
 386   bool *PhysRegsUsed = MBB.getParent()->getUsedPhysregs();
 387
 388   for (MachineBasicBlock::iterator MII = MBB.begin(), E = MBB.end();
 389        MII != E; ) {
 390     MachineInstr &MI = *MII;
 391     MachineBasicBlock::iterator NextMII = MII; ++NextMII;
 392
 393     ReusedOperands.clear();
 394     DefAndUseVReg.clear();
 395
 396     // Process all of the spilled uses and all non spilled reg references.
 397     for (unsigned i = 0, e = MI.getNumOperands(); i != e; ++i) {
 398       MachineOperand &MO = MI.getOperand(i);
 399       if (!MO.isRegister() || MO.getReg() == 0)
 400         continue;   // Ignore non-register operands.
 401
 402       if (MRegisterInfo::isPhysicalRegister(MO.getReg())) {
 403         // Ignore physregs for spilling, but remember that it is used by this
 404         // function.
 405         PhysRegsUsed[MO.getReg()] = true;
 406         continue;
 407       }
 408
 409       assert(MRegisterInfo::isVirtualRegister(MO.getReg()) &&
 410              "Not a virtual or a physical register?");
 411
 412       unsigned VirtReg = MO.getReg();
 413       if (!VRM.hasStackSlot(VirtReg)) {
 414         // This virtual register was assigned a physreg!
 415         unsigned Phys = VRM.getPhys(VirtReg);
 416         PhysRegsUsed[Phys] = true;
 417         MI.SetMachineOperandReg(i, Phys);
 418         continue;
 419       }
 420
 421       // This virtual register is now known to be a spilled value.
 422       if (!MO.isUse())
 423         continue;  // Handle defs in the loop below (handle use&def here though)
 424
 425       // If this is both a def and a use, we need to emit a store to the
 426       // stack slot after the instruction.  Keep track of D&U operands
 427       // because we are about to change it to a physreg here.
 428       if (MO.isDef()) {
 429         // Remember that this was a def-and-use operand, and that the
 430         // stack slot is live after this instruction executes.
 431         DefAndUseVReg.push_back(std::make_pair(i, VirtReg));
 432       }
 433
 434       int StackSlot = VRM.getStackSlot(VirtReg);
 435       unsigned PhysReg;
 436
 437       // Check to see if this stack slot is available.
 438       if ((PhysReg = Spills.getSpillSlotPhysReg(StackSlot))) {
 439         // If this stack slot value is already available, reuse it!
 440         DEBUG(std::cerr << "Reusing SS#" << StackSlot << " from physreg "
 441                         << MRI->getName(PhysReg) << " for vreg"
 442                         << VirtReg <<" instead of reloading into physreg "
 443                         << MRI->getName(VRM.getPhys(VirtReg)) << "\n");
 444         MI.SetMachineOperandReg(i, PhysReg);
 445
 446         // The only technical detail we have is that we don't know that
 447         // PhysReg won't be clobbered by a reloaded stack slot that occurs
 448         // later in the instruction.  In particular, consider 'op V1, V2'.
 449         // If V1 is available in physreg R0, we would choose to reuse it
 450         // here, instead of reloading it into the register the allocator
 451         // indicated (say R1).  However, V2 might have to be reloaded
 452         // later, and it might indicate that it needs to live in R0.  When
 453         // this occurs, we need to have information available that
 454         // indicates it is safe to use R1 for the reload instead of R0.
 455         //
 456         // To further complicate matters, we might conflict with an alias,
 457         // or R0 and R1 might not be compatible with each other.  In this
 458         // case, we actually insert a reload for V1 in R1, ensuring that
 459         // we can get at R0 or its alias.
 460         ReusedOperands.push_back(ReusedOp(i, StackSlot, PhysReg,
 461                                           VRM.getPhys(VirtReg), VirtReg));
 462         ++NumReused;
 463         continue;
 464       }
 465
 466       // Otherwise, reload it and remember that we have it.
 467       PhysReg = VRM.getPhys(VirtReg);
 468       assert(PhysReg && "Must map virtreg to physreg!");
 469       const TargetRegisterClass* RC =
 470         MBB.getParent()->getSSARegMap()->getRegClass(VirtReg);
 471
 472     RecheckRegister:
 473       // Note that, if we reused a register for a previous operand, the
 474       // register we want to reload into might not actually be
 475       // available.  If this occurs, use the register indicated by the
 476       // reuser.
 477       if (!ReusedOperands.empty())   // This is most often empty.
 478         for (unsigned ro = 0, e = ReusedOperands.size(); ro != e; ++ro)
 479           if (ReusedOperands[ro].PhysRegReused == PhysReg) {
 480             // Yup, use the reload register that we didn't use before.
 481             PhysReg = ReusedOperands[ro].AssignedPhysReg;
 482             goto RecheckRegister;
 483           } else {
 484             ReusedOp &Op = ReusedOperands[ro];
 485             unsigned PRRU = Op.PhysRegReused;
 486             if (MRI->areAliases(PRRU, PhysReg)) {
 487               // Okay, we found out that an alias of a reused register
 488               // was used.  This isn't good because it means we have
 489               // to undo a previous reuse.
 490               const TargetRegisterClass *AliasRC =
 491                 MBB.getParent()->getSSARegMap()->getRegClass(Op.VirtReg);
 492               MRI->loadRegFromStackSlot(MBB, &MI, Op.AssignedPhysReg,
 493                                         Op.StackSlot, AliasRC);
 494               Spills.ClobberPhysReg(Op.AssignedPhysReg);
 495               Spills.ClobberPhysReg(Op.PhysRegReused);
 496
 497               // Any stores to this stack slot are not dead anymore.
 498               MaybeDeadStores.erase(Op.StackSlot);
 499
 500               MI.SetMachineOperandReg(Op.Operand, Op.AssignedPhysReg);
 501
 502               Spills.addAvailable(Op.StackSlot, Op.AssignedPhysReg);
 503               ++NumLoads;
 504               DEBUG(std::cerr << '\t' << *prior(MII));
 505
 506               DEBUG(std::cerr << "Reuse undone!\n");
 507               ReusedOperands.erase(ReusedOperands.begin()+ro);
 508               --NumReused;
 509               goto ContinueReload;
 510             }
 511           }
 512     ContinueReload:
 513       PhysRegsUsed[PhysReg] = true;
 514       MRI->loadRegFromStackSlot(MBB, &MI, PhysReg, StackSlot, RC);
 515       // This invalidates PhysReg.
 516       Spills.ClobberPhysReg(PhysReg);
 517
 518       // Any stores to this stack slot are not dead anymore.
 519       MaybeDeadStores.erase(StackSlot);
 520       Spills.addAvailable(StackSlot, PhysReg);
 521       ++NumLoads;
 522       MI.SetMachineOperandReg(i, PhysReg);
 523       DEBUG(std::cerr << '\t' << *prior(MII));
 524     }
 525
 526     // Loop over all of the implicit defs, clearing them from our available
 527     // sets.
 528     for (const unsigned *ImpDef = TII->getImplicitDefs(MI.getOpcode());
 529          *ImpDef; ++ImpDef) {
 530       PhysRegsUsed[*ImpDef] = true;
 531       Spills.ClobberPhysReg(*ImpDef);
 532     }
 533
 534     DEBUG(std::cerr << '\t' << MI);
 535
 536     // If we have folded references to memory operands, make sure we clear all
 537     // physical registers that may contain the value of the spilled virtual
 538     // register
 539     VirtRegMap::MI2VirtMapTy::const_iterator I, End;
 540     for (tie(I, End) = VRM.getFoldedVirts(&MI); I != End; ++I) {
 541       DEBUG(std::cerr << "Folded vreg: " << I->second.first << "  MR: "
 542                       << I->second.second);
 543       unsigned VirtReg = I->second.first;
 544       VirtRegMap::ModRef MR = I->second.second;
 545       if (!VRM.hasStackSlot(VirtReg)) {
 546         DEBUG(std::cerr << ": No stack slot!\n");
 547         continue;
 548       }
 549       int SS = VRM.getStackSlot(VirtReg);
 550       DEBUG(std::cerr << " - StackSlot: " << SS << "\n");
 551
 552       // If this folded instruction is just a use, check to see if it's a
 553       // straight load from the virt reg slot.
 554       if ((MR & VirtRegMap::isRef) && !(MR & VirtRegMap::isMod)) {
 555         int FrameIdx;
 556         if (unsigned DestReg = TII->isLoadFromStackSlot(&MI, FrameIdx)) {
 557           // If this spill slot is available, turn it into a copy (or nothing)
 558           // instead of leaving it as a load!
 559           unsigned InReg;
 560           if (FrameIdx == SS && (InReg = Spills.getSpillSlotPhysReg(SS))) {
 561             DEBUG(std::cerr << "Promoted Load To Copy: " << MI);
 562             MachineFunction &MF = *MBB.getParent();
 563             if (DestReg != InReg) {
 564               MRI->copyRegToReg(MBB, &MI, DestReg, InReg,
 565                                 MF.getSSARegMap()->getRegClass(VirtReg));
 566               // Revisit the copy so we make sure to notice the effects of the
 567               // operation on the destreg (either needing to RA it if it's
 568               // virtual or needing to clobber any values if it's physical).
 569               NextMII = &MI;
 570               --NextMII;  // backtrack to the copy.
 571             }
 572             MBB.erase(&MI);
 573             goto ProcessNextInst;
 574           }
 575         }
 576       }
 577
 578       // If this reference is not a use, any previous store is now dead.
 579       // Otherwise, the store to this stack slot is not dead anymore.
 580       std::map<int, MachineInstr*>::iterator MDSI = MaybeDeadStores.find(SS);
 581       if (MDSI != MaybeDeadStores.end()) {
 582         if (MR & VirtRegMap::isRef)   // Previous store is not dead.
 583           MaybeDeadStores.erase(MDSI);
 584         else {
 585           // If we get here, the store is dead, nuke it now.
 586           assert(MR == VirtRegMap::isMod && "Can't be modref!");
 587           MBB.erase(MDSI->second);
 588           MaybeDeadStores.erase(MDSI);
 589           ++NumDSE;
 590         }
 591       }
 592
 593       // If the spill slot value is available, and this is a new definition of
 594       // the value, the value is not available anymore.
 595       if (MR & VirtRegMap::isMod) {
 596         // Notice that the value in this stack slot has been modified.
 597         Spills.ModifyStackSlot(SS);
 598
 599         // If this is *just* a mod of the value, check to see if this is just a
 600         // store to the spill slot (i.e. the spill got merged into the copy). If
 601         // so, realize that the vreg is available now, and add the store to the
 602         // MaybeDeadStore info.
 603         int StackSlot;
 604         if (!(MR & VirtRegMap::isRef)) {
 605           if (unsigned SrcReg = TII->isStoreToStackSlot(&MI, StackSlot)) {
 606             assert(MRegisterInfo::isPhysicalRegister(SrcReg) &&
 607                    "Src hasn't been allocated yet?");
 608             // Okay, this is certainly a store of SrcReg to [StackSlot].  Mark
 609             // this as a potentially dead store in case there is a subsequent
 610             // store into the stack slot without a read from it.
 611             MaybeDeadStores[StackSlot] = &MI;
 612
 613             // If the stack slot value was previously available in some other
 614             // register, change it now.  Otherwise, make the register available,
 615             // in PhysReg.
 616             Spills.addAvailable(StackSlot, SrcReg);
 617           }
 618         }
 619       }
 620     }
 621
 622     // Process all of the spilled defs.
 623     for (unsigned i = 0, e = MI.getNumOperands(); i != e; ++i) {
 624       MachineOperand &MO = MI.getOperand(i);
 625       if (MO.isRegister() && MO.getReg() && MO.isDef()) {
 626         unsigned VirtReg = MO.getReg();
 627
 628         if (!MRegisterInfo::isVirtualRegister(VirtReg)) {
 629           // Check to see if this is a def-and-use vreg operand that we do need
 630           // to insert a store for.
 631           bool OpTakenCareOf = false;
 632           if (MO.isUse() && !DefAndUseVReg.empty()) {
 633             for (unsigned dau = 0, e = DefAndUseVReg.size(); dau != e; ++dau)
 634               if (DefAndUseVReg[dau].first == i) {
 635                 VirtReg = DefAndUseVReg[dau].second;
 636                 OpTakenCareOf = true;
 637                 break;
 638               }
 639           }
 640
 641           if (!OpTakenCareOf) {
 642             // Check to see if this is a noop copy.  If so, eliminate the
 643             // instruction before considering the dest reg to be changed.
 644             unsigned Src, Dst;
 645             if (TII->isMoveInstr(MI, Src, Dst) && Src == Dst) {
 646               ++NumDCE;
 647               DEBUG(std::cerr << "Removing now-noop copy: " << MI);
 648               MBB.erase(&MI);
 649               goto ProcessNextInst;
 650             }
 651             Spills.ClobberPhysReg(VirtReg);
 652             continue;
 653           }
 654         }
 655
 656         // The only vregs left are stack slot definitions.
 657         int StackSlot = VRM.getStackSlot(VirtReg);
 658         const TargetRegisterClass *RC =
 659           MBB.getParent()->getSSARegMap()->getRegClass(VirtReg);
 660         unsigned PhysReg;
 661
 662         // If this is a def&use operand, and we used a different physreg for
 663         // it than the one assigned, make sure to execute the store from the
 664         // correct physical register.
 665         if (MO.getReg() == VirtReg)
 666           PhysReg = VRM.getPhys(VirtReg);
 667         else
 668           PhysReg = MO.getReg();
 669
 670         PhysRegsUsed[PhysReg] = true;
 671         MRI->storeRegToStackSlot(MBB, next(MII), PhysReg, StackSlot, RC);
 672         DEBUG(std::cerr << "Store:\t" << *next(MII));
 673         MI.SetMachineOperandReg(i, PhysReg);
 674
 675         // Check to see if this is a noop copy.  If so, eliminate the
 676         // instruction before considering the dest reg to be changed.
 677         {
 678           unsigned Src, Dst;
 679           if (TII->isMoveInstr(MI, Src, Dst) && Src == Dst) {
 680             ++NumDCE;
 681             DEBUG(std::cerr << "Removing now-noop copy: " << MI);
 682             MBB.erase(&MI);
 683             goto ProcessNextInst;
 684           }
 685         }
 686
 687         // If there is a dead store to this stack slot, nuke it now.
 688         MachineInstr *&LastStore = MaybeDeadStores[StackSlot];
 689         if (LastStore) {
 690           DEBUG(std::cerr << " Killed store:\t" << *LastStore);
 691           ++NumDSE;
 692           MBB.erase(LastStore);
 693         }
 694         LastStore = next(MII);
 695
 696         // If the stack slot value was previously available in some other
 697         // register, change it now.  Otherwise, make the register available,
 698         // in PhysReg.
 699         Spills.ModifyStackSlot(StackSlot);
 700         Spills.ClobberPhysReg(PhysReg);
 701
 702         Spills.addAvailable(StackSlot, PhysReg);
 703         ++NumStores;
 704       }
 705     }
 706   ProcessNextInst:
 707     MII = NextMII;
 708   }
 709 }
 710
 711
 712
 713 llvm::Spiller* llvm::createSpiller() {
 714   switch (SpillerOpt) {
 715   default: assert(0 && "Unreachable!");
 716   case local:
 717     return new LocalSpiller();
 718   case simple:
 719     return new SimpleSpiller();
 720   }
 721 }