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 ///
 237 /// Note that not all physregs are created equal here.  In particular, some
 238 /// physregs are reloads that we are allowed to clobber or ignore at any time.
 239 /// Other physregs are values that the register allocated program is using that
 240 /// we cannot CHANGE, but we can read if we like.  We keep track of this on a
 241 /// per-stack-slot basis as the low bit in the value of the SpillSlotsAvailable
 242 /// entries.  The predicate 'canClobberPhysReg()' checks this bit and
 243 /// addAvailable sets it if.
 244 class AvailableSpills {
 245   const MRegisterInfo *MRI;
 246   const TargetInstrInfo *TII;
 247
 248   // SpillSlotsAvailable - This map keeps track of all of the spilled virtual
 249   // register values that are still available, due to being loaded or stored to,
 250   // but not invalidated yet.
 251   std::map<int, unsigned> SpillSlotsAvailable;
 252
 253   // PhysRegsAvailable - This is the inverse of SpillSlotsAvailable, indicating
 254   // which stack slot values are currently held by a physreg.  This is used to
 255   // invalidate entries in SpillSlotsAvailable when a physreg is modified.
 256   std::multimap<unsigned, int> PhysRegsAvailable;
 257
 258   void ClobberPhysRegOnly(unsigned PhysReg);
 259 public:
 260   AvailableSpills(const MRegisterInfo *mri, const TargetInstrInfo *tii)
 261     : MRI(mri), TII(tii) {
 262   }
 263
 264   /// getSpillSlotPhysReg - If the specified stack slot is available in a
 265   /// physical register, return that PhysReg, otherwise return 0.
 266   unsigned getSpillSlotPhysReg(int Slot) const {
 267     std::map<int, unsigned>::const_iterator I = SpillSlotsAvailable.find(Slot);
 268     if (I != SpillSlotsAvailable.end())
 269       return I->second >> 1;  // Remove the CanClobber bit.
 270     return 0;
 271   }
 272
 273   /// addAvailable - Mark that the specified stack slot is available in the
 274   /// specified physreg.  If CanClobber is true, the physreg can be modified at
 275   /// any time without changing the semantics of the program.
 276   void addAvailable(int Slot, unsigned Reg, bool CanClobber = true) {
 277     // If this stack slot is thought to be available in some other physreg,
 278     // remove its record.
 279     ModifyStackSlot(Slot);
 280
 281     PhysRegsAvailable.insert(std::make_pair(Reg, Slot));
 282     SpillSlotsAvailable[Slot] = (Reg << 1) | (unsigned)CanClobber;
 283
 284     DEBUG(std::cerr << "Remembering SS#" << Slot << " in physreg "
 285                     << MRI->getName(Reg) << "\n");
 286   }
 287
 288   /// canClobberPhysReg - Return true if the spiller is allowed to change the
 289   /// value of the specified stackslot register if it desires.  The specified
 290   /// stack slot must be available in a physreg for this query to make sense.
 291   bool canClobberPhysReg(int Slot) const {
 292     assert(SpillSlotsAvailable.count(Slot) && "Slot not available!");
 293     return SpillSlotsAvailable.find(Slot)->second & 1;
 294   }
 295
 296   /// ClobberPhysReg - This is called when the specified physreg changes
 297   /// value.  We use this to invalidate any info about stuff we thing lives in
 298   /// it and any of its aliases.
 299   void ClobberPhysReg(unsigned PhysReg);
 300
 301   /// ModifyStackSlot - This method is called when the value in a stack slot
 302   /// changes.  This removes information about which register the previous value
 303   /// for this slot lives in (as the previous value is dead now).
 304   void ModifyStackSlot(int Slot);
 305 };
 306
 307 /// ClobberPhysRegOnly - This is called when the specified physreg changes
 308 /// value.  We use this to invalidate any info about stuff we thing lives in it.
 309 void AvailableSpills::ClobberPhysRegOnly(unsigned PhysReg) {
 310   std::multimap<unsigned, int>::iterator I =
 311     PhysRegsAvailable.lower_bound(PhysReg);
 312   while (I != PhysRegsAvailable.end() && I->first == PhysReg) {
 313     int Slot = I->second;
 314     PhysRegsAvailable.erase(I++);
 315     assert((SpillSlotsAvailable[Slot] >> 1) == PhysReg &&
 316            "Bidirectional map mismatch!");
 317     SpillSlotsAvailable.erase(Slot);
 318     DEBUG(std::cerr << "PhysReg " << MRI->getName(PhysReg)
 319                     << " clobbered, invalidating SS#" << Slot << "\n");
 320   }
 321 }
 322
 323 /// ClobberPhysReg - This is called when the specified physreg changes
 324 /// value.  We use this to invalidate any info about stuff we thing lives in
 325 /// it and any of its aliases.
 326 void AvailableSpills::ClobberPhysReg(unsigned PhysReg) {
 327   for (const unsigned *AS = MRI->getAliasSet(PhysReg); *AS; ++AS)
 328     ClobberPhysRegOnly(*AS);
 329   ClobberPhysRegOnly(PhysReg);
 330 }
 331
 332 /// ModifyStackSlot - This method is called when the value in a stack slot
 333 /// changes.  This removes information about which register the previous value
 334 /// for this slot lives in (as the previous value is dead now).
 335 void AvailableSpills::ModifyStackSlot(int Slot) {
 336   std::map<int, unsigned>::iterator It = SpillSlotsAvailable.find(Slot);
 337   if (It == SpillSlotsAvailable.end()) return;
 338   unsigned Reg = It->second >> 1;
 339   SpillSlotsAvailable.erase(It);
 340
 341   // This register may hold the value of multiple stack slots, only remove this
 342   // stack slot from the set of values the register contains.
 343   std::multimap<unsigned, int>::iterator I = PhysRegsAvailable.lower_bound(Reg);
 344   for (; ; ++I) {
 345     assert(I != PhysRegsAvailable.end() && I->first == Reg &&
 346            "Map inverse broken!");
 347     if (I->second == Slot) break;
 348   }
 349   PhysRegsAvailable.erase(I);
 350 }
 351
 352
 353
 354 // ReusedOp - For each reused operand, we keep track of a bit of information, in
 355 // case we need to rollback upon processing a new operand.  See comments below.
 356 namespace {
 357   struct ReusedOp {
 358     // The MachineInstr operand that reused an available value.
 359     unsigned Operand;
 360
 361     // StackSlot - The spill slot of the value being reused.
 362     unsigned StackSlot;
 363
 364     // PhysRegReused - The physical register the value was available in.
 365     unsigned PhysRegReused;
 366
 367     // AssignedPhysReg - The physreg that was assigned for use by the reload.
 368     unsigned AssignedPhysReg;
 369
 370     // VirtReg - The virtual register itself.
 371     unsigned VirtReg;
 372
 373     ReusedOp(unsigned o, unsigned ss, unsigned prr, unsigned apr,
 374              unsigned vreg)
 375       : Operand(o), StackSlot(ss), PhysRegReused(prr), AssignedPhysReg(apr),
 376       VirtReg(vreg) {}
 377   };
 378 }
 379
 380
 381 /// rewriteMBB - Keep track of which spills are available even after the
 382 /// register allocator is done with them.  If possible, avoid reloading vregs.
 383 void LocalSpiller::RewriteMBB(MachineBasicBlock &MBB, const VirtRegMap &VRM) {
 384
 385   DEBUG(std::cerr << MBB.getBasicBlock()->getName() << ":\n");
 386
 387   // Spills - Keep track of which spilled values are available in physregs so
 388   // that we can choose to reuse the physregs instead of emitting reloads.
 389   AvailableSpills Spills(MRI, TII);
 390
 391   std::vector<ReusedOp> ReusedOperands;
 392
 393   // DefAndUseVReg - When we see a def&use operand that is spilled, keep track
 394   // of it.  ".first" is the machine operand index (should always be 0 for now),
 395   // and ".second" is the virtual register that is spilled.
 396   std::vector<std::pair<unsigned, unsigned> > DefAndUseVReg;
 397
 398   // MaybeDeadStores - When we need to write a value back into a stack slot,
 399   // keep track of the inserted store.  If the stack slot value is never read
 400   // (because the value was used from some available register, for example), and
 401   // subsequently stored to, the original store is dead.  This map keeps track
 402   // of inserted stores that are not used.  If we see a subsequent store to the
 403   // same stack slot, the original store is deleted.
 404   std::map<int, MachineInstr*> MaybeDeadStores;
 405
 406   bool *PhysRegsUsed = MBB.getParent()->getUsedPhysregs();
 407
 408   for (MachineBasicBlock::iterator MII = MBB.begin(), E = MBB.end();
 409        MII != E; ) {
 410     MachineInstr &MI = *MII;
 411     MachineBasicBlock::iterator NextMII = MII; ++NextMII;
 412
 413     ReusedOperands.clear();
 414     DefAndUseVReg.clear();
 415
 416     // Process all of the spilled uses and all non spilled reg references.
 417     for (unsigned i = 0, e = MI.getNumOperands(); i != e; ++i) {
 418       MachineOperand &MO = MI.getOperand(i);
 419       if (!MO.isRegister() || MO.getReg() == 0)
 420         continue;   // Ignore non-register operands.
 421
 422       if (MRegisterInfo::isPhysicalRegister(MO.getReg())) {
 423         // Ignore physregs for spilling, but remember that it is used by this
 424         // function.
 425         PhysRegsUsed[MO.getReg()] = true;
 426         continue;
 427       }
 428
 429       assert(MRegisterInfo::isVirtualRegister(MO.getReg()) &&
 430              "Not a virtual or a physical register?");
 431
 432       unsigned VirtReg = MO.getReg();
 433       if (!VRM.hasStackSlot(VirtReg)) {
 434         // This virtual register was assigned a physreg!
 435         unsigned Phys = VRM.getPhys(VirtReg);
 436         PhysRegsUsed[Phys] = true;
 437         MI.SetMachineOperandReg(i, Phys);
 438         continue;
 439       }
 440
 441       // This virtual register is now known to be a spilled value.
 442       if (!MO.isUse())
 443         continue;  // Handle defs in the loop below (handle use&def here though)
 444
 445       // If this is both a def and a use, we need to emit a store to the
 446       // stack slot after the instruction.  Keep track of D&U operands
 447       // because we are about to change it to a physreg here.
 448       if (MO.isDef()) {
 449         // Remember that this was a def-and-use operand, and that the
 450         // stack slot is live after this instruction executes.
 451         DefAndUseVReg.push_back(std::make_pair(i, VirtReg));
 452       }
 453
 454       int StackSlot = VRM.getStackSlot(VirtReg);
 455       unsigned PhysReg;
 456
 457       // Check to see if this stack slot is available.
 458       if ((PhysReg = Spills.getSpillSlotPhysReg(StackSlot)) &&
 459           // Don't reuse it for a def&use operand if we aren't allowed to change
 460           // the physreg!
 461           (!MO.isDef() || Spills.canClobberPhysReg(StackSlot))) {
 462         // If this stack slot value is already available, reuse it!
 463         DEBUG(std::cerr << "Reusing SS#" << StackSlot << " from physreg "
 464                         << MRI->getName(PhysReg) << " for vreg"
 465                         << VirtReg <<" instead of reloading into physreg "
 466                         << MRI->getName(VRM.getPhys(VirtReg)) << "\n");
 467         MI.SetMachineOperandReg(i, PhysReg);
 468
 469         // The only technical detail we have is that we don't know that
 470         // PhysReg won't be clobbered by a reloaded stack slot that occurs
 471         // later in the instruction.  In particular, consider 'op V1, V2'.
 472         // If V1 is available in physreg R0, we would choose to reuse it
 473         // here, instead of reloading it into the register the allocator
 474         // indicated (say R1).  However, V2 might have to be reloaded
 475         // later, and it might indicate that it needs to live in R0.  When
 476         // this occurs, we need to have information available that
 477         // indicates it is safe to use R1 for the reload instead of R0.
 478         //
 479         // To further complicate matters, we might conflict with an alias,
 480         // or R0 and R1 might not be compatible with each other.  In this
 481         // case, we actually insert a reload for V1 in R1, ensuring that
 482         // we can get at R0 or its alias.
 483         ReusedOperands.push_back(ReusedOp(i, StackSlot, PhysReg,
 484                                           VRM.getPhys(VirtReg), VirtReg));
 485         ++NumReused;
 486         continue;
 487       }
 488
 489       // Otherwise, reload it and remember that we have it.
 490       PhysReg = VRM.getPhys(VirtReg);
 491       assert(PhysReg && "Must map virtreg to physreg!");
 492       const TargetRegisterClass* RC =
 493         MBB.getParent()->getSSARegMap()->getRegClass(VirtReg);
 494
 495     RecheckRegister:
 496       // Note that, if we reused a register for a previous operand, the
 497       // register we want to reload into might not actually be
 498       // available.  If this occurs, use the register indicated by the
 499       // reuser.
 500       if (!ReusedOperands.empty())   // This is most often empty.
 501         for (unsigned ro = 0, e = ReusedOperands.size(); ro != e; ++ro)
 502           if (ReusedOperands[ro].PhysRegReused == PhysReg) {
 503             // Yup, use the reload register that we didn't use before.
 504             PhysReg = ReusedOperands[ro].AssignedPhysReg;
 505             goto RecheckRegister;
 506           } else {
 507             ReusedOp &Op = ReusedOperands[ro];
 508             unsigned PRRU = Op.PhysRegReused;
 509             if (MRI->areAliases(PRRU, PhysReg)) {
 510               // Okay, we found out that an alias of a reused register
 511               // was used.  This isn't good because it means we have
 512               // to undo a previous reuse.
 513               const TargetRegisterClass *AliasRC =
 514                 MBB.getParent()->getSSARegMap()->getRegClass(Op.VirtReg);
 515               MRI->loadRegFromStackSlot(MBB, &MI, Op.AssignedPhysReg,
 516                                         Op.StackSlot, AliasRC);
 517               Spills.ClobberPhysReg(Op.AssignedPhysReg);
 518               Spills.ClobberPhysReg(Op.PhysRegReused);
 519
 520               // Any stores to this stack slot are not dead anymore.
 521               MaybeDeadStores.erase(Op.StackSlot);
 522
 523               MI.SetMachineOperandReg(Op.Operand, Op.AssignedPhysReg);
 524
 525               Spills.addAvailable(Op.StackSlot, Op.AssignedPhysReg);
 526               ++NumLoads;
 527               DEBUG(std::cerr << '\t' << *prior(MII));
 528
 529               DEBUG(std::cerr << "Reuse undone!\n");
 530               ReusedOperands.erase(ReusedOperands.begin()+ro);
 531               --NumReused;
 532               goto ContinueReload;
 533             }
 534           }
 535     ContinueReload:
 536       PhysRegsUsed[PhysReg] = true;
 537       MRI->loadRegFromStackSlot(MBB, &MI, PhysReg, StackSlot, RC);
 538       // This invalidates PhysReg.
 539       Spills.ClobberPhysReg(PhysReg);
 540
 541       // Any stores to this stack slot are not dead anymore.
 542       MaybeDeadStores.erase(StackSlot);
 543       Spills.addAvailable(StackSlot, PhysReg);
 544       ++NumLoads;
 545       MI.SetMachineOperandReg(i, PhysReg);
 546       DEBUG(std::cerr << '\t' << *prior(MII));
 547     }
 548
 549     // Loop over all of the implicit defs, clearing them from our available
 550     // sets.
 551     for (const unsigned *ImpDef = TII->getImplicitDefs(MI.getOpcode());
 552          *ImpDef; ++ImpDef) {
 553       PhysRegsUsed[*ImpDef] = true;
 554       Spills.ClobberPhysReg(*ImpDef);
 555     }
 556
 557     DEBUG(std::cerr << '\t' << MI);
 558
 559     // If we have folded references to memory operands, make sure we clear all
 560     // physical registers that may contain the value of the spilled virtual
 561     // register
 562     VirtRegMap::MI2VirtMapTy::const_iterator I, End;
 563     for (tie(I, End) = VRM.getFoldedVirts(&MI); I != End; ++I) {
 564       DEBUG(std::cerr << "Folded vreg: " << I->second.first << "  MR: "
 565                       << I->second.second);
 566       unsigned VirtReg = I->second.first;
 567       VirtRegMap::ModRef MR = I->second.second;
 568       if (!VRM.hasStackSlot(VirtReg)) {
 569         DEBUG(std::cerr << ": No stack slot!\n");
 570         continue;
 571       }
 572       int SS = VRM.getStackSlot(VirtReg);
 573       DEBUG(std::cerr << " - StackSlot: " << SS << "\n");
 574
 575       // If this folded instruction is just a use, check to see if it's a
 576       // straight load from the virt reg slot.
 577       if ((MR & VirtRegMap::isRef) && !(MR & VirtRegMap::isMod)) {
 578         int FrameIdx;
 579         if (unsigned DestReg = TII->isLoadFromStackSlot(&MI, FrameIdx)) {
 580           // If this spill slot is available, turn it into a copy (or nothing)
 581           // instead of leaving it as a load!
 582           unsigned InReg;
 583           if (FrameIdx == SS && (InReg = Spills.getSpillSlotPhysReg(SS))) {
 584             DEBUG(std::cerr << "Promoted Load To Copy: " << MI);
 585             MachineFunction &MF = *MBB.getParent();
 586             if (DestReg != InReg) {
 587               MRI->copyRegToReg(MBB, &MI, DestReg, InReg,
 588                                 MF.getSSARegMap()->getRegClass(VirtReg));
 589               // Revisit the copy so we make sure to notice the effects of the
 590               // operation on the destreg (either needing to RA it if it's
 591               // virtual or needing to clobber any values if it's physical).
 592               NextMII = &MI;
 593               --NextMII;  // backtrack to the copy.
 594             }
 595             MBB.erase(&MI);
 596             goto ProcessNextInst;
 597           }
 598         }
 599       }
 600
 601       // If this reference is not a use, any previous store is now dead.
 602       // Otherwise, the store to this stack slot is not dead anymore.
 603       std::map<int, MachineInstr*>::iterator MDSI = MaybeDeadStores.find(SS);
 604       if (MDSI != MaybeDeadStores.end()) {
 605         if (MR & VirtRegMap::isRef)   // Previous store is not dead.
 606           MaybeDeadStores.erase(MDSI);
 607         else {
 608           // If we get here, the store is dead, nuke it now.
 609           assert(MR == VirtRegMap::isMod && "Can't be modref!");
 610           MBB.erase(MDSI->second);
 611           MaybeDeadStores.erase(MDSI);
 612           ++NumDSE;
 613         }
 614       }
 615
 616       // If the spill slot value is available, and this is a new definition of
 617       // the value, the value is not available anymore.
 618       if (MR & VirtRegMap::isMod) {
 619         // Notice that the value in this stack slot has been modified.
 620         Spills.ModifyStackSlot(SS);
 621
 622         // If this is *just* a mod of the value, check to see if this is just a
 623         // store to the spill slot (i.e. the spill got merged into the copy). If
 624         // so, realize that the vreg is available now, and add the store to the
 625         // MaybeDeadStore info.
 626         int StackSlot;
 627         if (!(MR & VirtRegMap::isRef)) {
 628           if (unsigned SrcReg = TII->isStoreToStackSlot(&MI, StackSlot)) {
 629             assert(MRegisterInfo::isPhysicalRegister(SrcReg) &&
 630                    "Src hasn't been allocated yet?");
 631             // Okay, this is certainly a store of SrcReg to [StackSlot].  Mark
 632             // this as a potentially dead store in case there is a subsequent
 633             // store into the stack slot without a read from it.
 634             MaybeDeadStores[StackSlot] = &MI;
 635
 636             // If the stack slot value was previously available in some other
 637             // register, change it now.  Otherwise, make the register available,
 638             // in PhysReg.
 639             Spills.addAvailable(StackSlot, SrcReg, false /*don't clobber*/);
 640           }
 641         }
 642       }
 643     }
 644
 645     // Process all of the spilled defs.
 646     for (unsigned i = 0, e = MI.getNumOperands(); i != e; ++i) {
 647       MachineOperand &MO = MI.getOperand(i);
 648       if (MO.isRegister() && MO.getReg() && MO.isDef()) {
 649         unsigned VirtReg = MO.getReg();
 650
 651         if (!MRegisterInfo::isVirtualRegister(VirtReg)) {
 652           // Check to see if this is a def-and-use vreg operand that we do need
 653           // to insert a store for.
 654           bool OpTakenCareOf = false;
 655           if (MO.isUse() && !DefAndUseVReg.empty()) {
 656             for (unsigned dau = 0, e = DefAndUseVReg.size(); dau != e; ++dau)
 657               if (DefAndUseVReg[dau].first == i) {
 658                 VirtReg = DefAndUseVReg[dau].second;
 659                 OpTakenCareOf = true;
 660                 break;
 661               }
 662           }
 663
 664           if (!OpTakenCareOf) {
 665             // Check to see if this is a noop copy.  If so, eliminate the
 666             // instruction before considering the dest reg to be changed.
 667             unsigned Src, Dst;
 668             if (TII->isMoveInstr(MI, Src, Dst) && Src == Dst) {
 669               ++NumDCE;
 670               DEBUG(std::cerr << "Removing now-noop copy: " << MI);
 671               MBB.erase(&MI);
 672               goto ProcessNextInst;
 673             }
 674             Spills.ClobberPhysReg(VirtReg);
 675             continue;
 676           }
 677         }
 678
 679         // The only vregs left are stack slot definitions.
 680         int StackSlot = VRM.getStackSlot(VirtReg);
 681         const TargetRegisterClass *RC =
 682           MBB.getParent()->getSSARegMap()->getRegClass(VirtReg);
 683         unsigned PhysReg;
 684
 685         // If this is a def&use operand, and we used a different physreg for
 686         // it than the one assigned, make sure to execute the store from the
 687         // correct physical register.
 688         if (MO.getReg() == VirtReg)
 689           PhysReg = VRM.getPhys(VirtReg);
 690         else
 691           PhysReg = MO.getReg();
 692
 693         PhysRegsUsed[PhysReg] = true;
 694         MRI->storeRegToStackSlot(MBB, next(MII), PhysReg, StackSlot, RC);
 695         DEBUG(std::cerr << "Store:\t" << *next(MII));
 696         MI.SetMachineOperandReg(i, PhysReg);
 697
 698         // Check to see if this is a noop copy.  If so, eliminate the
 699         // instruction before considering the dest reg to be changed.
 700         {
 701           unsigned Src, Dst;
 702           if (TII->isMoveInstr(MI, Src, Dst) && Src == Dst) {
 703             ++NumDCE;
 704             DEBUG(std::cerr << "Removing now-noop copy: " << MI);
 705             MBB.erase(&MI);
 706             goto ProcessNextInst;
 707           }
 708         }
 709
 710         // If there is a dead store to this stack slot, nuke it now.
 711         MachineInstr *&LastStore = MaybeDeadStores[StackSlot];
 712         if (LastStore) {
 713           DEBUG(std::cerr << " Killed store:\t" << *LastStore);
 714           ++NumDSE;
 715           MBB.erase(LastStore);
 716         }
 717         LastStore = next(MII);
 718
 719         // If the stack slot value was previously available in some other
 720         // register, change it now.  Otherwise, make the register available,
 721         // in PhysReg.
 722         Spills.ModifyStackSlot(StackSlot);
 723         Spills.ClobberPhysReg(PhysReg);
 724         Spills.addAvailable(StackSlot, PhysReg);
 725         ++NumStores;
 726       }
 727     }
 728   ProcessNextInst:
 729     MII = NextMII;
 730   }
 731 }
 732
 733
 734
 735 llvm::Spiller* llvm::createSpiller() {
 736   switch (SpillerOpt) {
 737   default: assert(0 && "Unreachable!");
 738   case local:
 739     return new LocalSpiller();
 740   case simple:
 741     return new SimpleSpiller();
 742   }
 743 }