]> Gitweb @ Texas Instruments - Open Source Git Repositories - git.TI.com/gitweb - opencl/llvm.git/blob - lib/CodeGen/RegisterCoalescer.cpp
Use modern API to avoid exposing LiveInterval internals.
[opencl/llvm.git] / lib / CodeGen / RegisterCoalescer.cpp
1 //===- RegisterCoalescer.cpp - Generic Register Coalescing Interface -------==//
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 generic RegisterCoalescer interface which
11 // is used as the common interface used by all clients and
12 // implementations of register coalescing.
13 //
14 //===----------------------------------------------------------------------===//
16 #define DEBUG_TYPE "regalloc"
17 #include "RegisterCoalescer.h"
18 #include "llvm/ADT/OwningPtr.h"
19 #include "llvm/ADT/STLExtras.h"
20 #include "llvm/ADT/SmallSet.h"
21 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
22 #include "llvm/Analysis/AliasAnalysis.h"
23 #include "llvm/CodeGen/LiveIntervalAnalysis.h"
24 #include "llvm/CodeGen/LiveRangeEdit.h"
25 #include "llvm/CodeGen/MachineFrameInfo.h"
26 #include "llvm/CodeGen/MachineInstr.h"
27 #include "llvm/CodeGen/MachineLoopInfo.h"
28 #include "llvm/CodeGen/MachineRegisterInfo.h"
29 #include "llvm/CodeGen/Passes.h"
30 #include "llvm/CodeGen/RegisterClassInfo.h"
31 #include "llvm/CodeGen/VirtRegMap.h"
32 #include "llvm/IR/Value.h"
33 #include "llvm/Pass.h"
34 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
35 #include "llvm/Support/Debug.h"
36 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
37 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
38 #include "llvm/Target/TargetInstrInfo.h"
39 #include "llvm/Target/TargetMachine.h"
40 #include "llvm/Target/TargetRegisterInfo.h"
41 #include "llvm/Target/TargetSubtargetInfo.h"
42 #include <algorithm>
43 #include <cmath>
44 using namespace llvm;
46 STATISTIC(numJoins    , "Number of interval joins performed");
47 STATISTIC(numCrossRCs , "Number of cross class joins performed");
48 STATISTIC(numCommutes , "Number of instruction commuting performed");
49 STATISTIC(numExtends  , "Number of copies extended");
50 STATISTIC(NumReMats   , "Number of instructions re-materialized");
51 STATISTIC(NumInflated , "Number of register classes inflated");
52 STATISTIC(NumLaneConflicts, "Number of dead lane conflicts tested");
53 STATISTIC(NumLaneResolves,  "Number of dead lane conflicts resolved");
55 static cl::opt<bool>
56 EnableJoining("join-liveintervals",
57               cl::desc("Coalesce copies (default=true)"),
58               cl::init(true));
60 // Temporary flag to test critical edge unsplitting.
61 static cl::opt<bool>
62 EnableJoinSplits("join-splitedges",
63   cl::desc("Coalesce copies on split edges (default=subtarget)"), cl::Hidden);
65 // Temporary flag to test global copy optimization.
66 static cl::opt<cl::boolOrDefault>
67 EnableGlobalCopies("join-globalcopies",
68   cl::desc("Coalesce copies that span blocks (default=subtarget)"),
69   cl::init(cl::BOU_UNSET), cl::Hidden);
71 static cl::opt<bool>
72 VerifyCoalescing("verify-coalescing",
73          cl::desc("Verify machine instrs before and after register coalescing"),
74          cl::Hidden);
76 namespace {
77   class RegisterCoalescer : public MachineFunctionPass,
78                             private LiveRangeEdit::Delegate {
79     MachineFunction* MF;
80     MachineRegisterInfo* MRI;
81     const TargetMachine* TM;
82     const TargetRegisterInfo* TRI;
83     const TargetInstrInfo* TII;
84     LiveIntervals *LIS;
85     const MachineLoopInfo* Loops;
86     AliasAnalysis *AA;
87     RegisterClassInfo RegClassInfo;
89     /// \brief True if the coalescer should aggressively coalesce global copies
90     /// in favor of keeping local copies.
91     bool JoinGlobalCopies;
93     /// \brief True if the coalescer should aggressively coalesce fall-thru
94     /// blocks exclusively containing copies.
95     bool JoinSplitEdges;
97     /// WorkList - Copy instructions yet to be coalesced.
98     SmallVector<MachineInstr*, 8> WorkList;
99     SmallVector<MachineInstr*, 8> LocalWorkList;
101     /// ErasedInstrs - Set of instruction pointers that have been erased, and
102     /// that may be present in WorkList.
103     SmallPtrSet<MachineInstr*, 8> ErasedInstrs;
105     /// Dead instructions that are about to be deleted.
106     SmallVector<MachineInstr*, 8> DeadDefs;
108     /// Virtual registers to be considered for register class inflation.
109     SmallVector<unsigned, 8> InflateRegs;
111     /// Recursively eliminate dead defs in DeadDefs.
112     void eliminateDeadDefs();
114     /// LiveRangeEdit callback.
115     void LRE_WillEraseInstruction(MachineInstr *MI);
117     /// coalesceLocals - coalesce the LocalWorkList.
118     void coalesceLocals();
120     /// joinAllIntervals - join compatible live intervals
121     void joinAllIntervals();
123     /// copyCoalesceInMBB - Coalesce copies in the specified MBB, putting
124     /// copies that cannot yet be coalesced into WorkList.
125     void copyCoalesceInMBB(MachineBasicBlock *MBB);
127     /// copyCoalesceWorkList - Try to coalesce all copies in CurrList. Return
128     /// true if any progress was made.
129     bool copyCoalesceWorkList(MutableArrayRef<MachineInstr*> CurrList);
131     /// joinCopy - Attempt to join intervals corresponding to SrcReg/DstReg,
132     /// which are the src/dst of the copy instruction CopyMI.  This returns
133     /// true if the copy was successfully coalesced away. If it is not
134     /// currently possible to coalesce this interval, but it may be possible if
135     /// other things get coalesced, then it returns true by reference in
136     /// 'Again'.
137     bool joinCopy(MachineInstr *TheCopy, bool &Again);
139     /// joinIntervals - Attempt to join these two intervals.  On failure, this
140     /// returns false.  The output "SrcInt" will not have been modified, so we
141     /// can use this information below to update aliases.
142     bool joinIntervals(CoalescerPair &CP);
144     /// Attempt joining two virtual registers. Return true on success.
145     bool joinVirtRegs(CoalescerPair &CP);
147     /// Attempt joining with a reserved physreg.
148     bool joinReservedPhysReg(CoalescerPair &CP);
150     /// adjustCopiesBackFrom - We found a non-trivially-coalescable copy. If
151     /// the source value number is defined by a copy from the destination reg
152     /// see if we can merge these two destination reg valno# into a single
153     /// value number, eliminating a copy.
154     bool adjustCopiesBackFrom(const CoalescerPair &CP, MachineInstr *CopyMI);
156     /// hasOtherReachingDefs - Return true if there are definitions of IntB
157     /// other than BValNo val# that can reach uses of AValno val# of IntA.
158     bool hasOtherReachingDefs(LiveInterval &IntA, LiveInterval &IntB,
159                               VNInfo *AValNo, VNInfo *BValNo);
161     /// removeCopyByCommutingDef - We found a non-trivially-coalescable copy.
162     /// If the source value number is defined by a commutable instruction and
163     /// its other operand is coalesced to the copy dest register, see if we
164     /// can transform the copy into a noop by commuting the definition.
165     bool removeCopyByCommutingDef(const CoalescerPair &CP,MachineInstr *CopyMI);
167     /// reMaterializeTrivialDef - If the source of a copy is defined by a
168     /// trivial computation, replace the copy by rematerialize the definition.
169     bool reMaterializeTrivialDef(CoalescerPair &CP, MachineInstr *CopyMI,
170                                  bool &IsDefCopy);
172     /// canJoinPhys - Return true if a physreg copy should be joined.
173     bool canJoinPhys(const CoalescerPair &CP);
175     /// updateRegDefsUses - Replace all defs and uses of SrcReg to DstReg and
176     /// update the subregister number if it is not zero. If DstReg is a
177     /// physical register and the existing subregister number of the def / use
178     /// being updated is not zero, make sure to set it to the correct physical
179     /// subregister.
180     void updateRegDefsUses(unsigned SrcReg, unsigned DstReg, unsigned SubIdx);
182     /// eliminateUndefCopy - Handle copies of undef values.
183     bool eliminateUndefCopy(MachineInstr *CopyMI, const CoalescerPair &CP);
185   public:
186     static char ID; // Class identification, replacement for typeinfo
187     RegisterCoalescer() : MachineFunctionPass(ID) {
188       initializeRegisterCoalescerPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
189     }
191     virtual void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const;
193     virtual void releaseMemory();
195     /// runOnMachineFunction - pass entry point
196     virtual bool runOnMachineFunction(MachineFunction&);
198     /// print - Implement the dump method.
199     virtual void print(raw_ostream &O, const Module* = 0) const;
200   };
201 } /// end anonymous namespace
203 char &llvm::RegisterCoalescerID = RegisterCoalescer::ID;
205 INITIALIZE_PASS_BEGIN(RegisterCoalescer, "simple-register-coalescing",
206                       "Simple Register Coalescing", false, false)
207 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(LiveIntervals)
208 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(SlotIndexes)
209 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(MachineLoopInfo)
210 INITIALIZE_AG_DEPENDENCY(AliasAnalysis)
211 INITIALIZE_PASS_END(RegisterCoalescer, "simple-register-coalescing",
212                     "Simple Register Coalescing", false, false)
214 char RegisterCoalescer::ID = 0;
216 static bool isMoveInstr(const TargetRegisterInfo &tri, const MachineInstr *MI,
217                         unsigned &Src, unsigned &Dst,
218                         unsigned &SrcSub, unsigned &DstSub) {
219   if (MI->isCopy()) {
220     Dst = MI->getOperand(0).getReg();
221     DstSub = MI->getOperand(0).getSubReg();
222     Src = MI->getOperand(1).getReg();
223     SrcSub = MI->getOperand(1).getSubReg();
224   } else if (MI->isSubregToReg()) {
225     Dst = MI->getOperand(0).getReg();
226     DstSub = tri.composeSubRegIndices(MI->getOperand(0).getSubReg(),
227                                       MI->getOperand(3).getImm());
228     Src = MI->getOperand(2).getReg();
229     SrcSub = MI->getOperand(2).getSubReg();
230   } else
231     return false;
232   return true;
235 // Return true if this block should be vacated by the coalescer to eliminate
236 // branches. The important cases to handle in the coalescer are critical edges
237 // split during phi elimination which contain only copies. Simple blocks that
238 // contain non-branches should also be vacated, but this can be handled by an
239 // earlier pass similar to early if-conversion.
240 static bool isSplitEdge(const MachineBasicBlock *MBB) {
241   if (MBB->pred_size() != 1 || MBB->succ_size() != 1)
242     return false;
244   for (MachineBasicBlock::const_iterator MII = MBB->begin(), E = MBB->end();
245        MII != E; ++MII) {
246     if (!MII->isCopyLike() && !MII->isUnconditionalBranch())
247       return false;
248   }
249   return true;
252 bool CoalescerPair::setRegisters(const MachineInstr *MI) {
253   SrcReg = DstReg = 0;
254   SrcIdx = DstIdx = 0;
255   NewRC = 0;
256   Flipped = CrossClass = false;
258   unsigned Src, Dst, SrcSub, DstSub;
259   if (!isMoveInstr(TRI, MI, Src, Dst, SrcSub, DstSub))
260     return false;
261   Partial = SrcSub || DstSub;
263   // If one register is a physreg, it must be Dst.
264   if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(Src)) {
265     if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(Dst))
266       return false;
267     std::swap(Src, Dst);
268     std::swap(SrcSub, DstSub);
269     Flipped = true;
270   }
272   const MachineRegisterInfo &MRI = MI->getParent()->getParent()->getRegInfo();
274   if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(Dst)) {
275     // Eliminate DstSub on a physreg.
276     if (DstSub) {
277       Dst = TRI.getSubReg(Dst, DstSub);
278       if (!Dst) return false;
279       DstSub = 0;
280     }
282     // Eliminate SrcSub by picking a corresponding Dst superregister.
283     if (SrcSub) {
284       Dst = TRI.getMatchingSuperReg(Dst, SrcSub, MRI.getRegClass(Src));
285       if (!Dst) return false;
286       SrcSub = 0;
287     } else if (!MRI.getRegClass(Src)->contains(Dst)) {
288       return false;
289     }
290   } else {
291     // Both registers are virtual.
292     const TargetRegisterClass *SrcRC = MRI.getRegClass(Src);
293     const TargetRegisterClass *DstRC = MRI.getRegClass(Dst);
295     // Both registers have subreg indices.
296     if (SrcSub && DstSub) {
297       // Copies between different sub-registers are never coalescable.
298       if (Src == Dst && SrcSub != DstSub)
299         return false;
301       NewRC = TRI.getCommonSuperRegClass(SrcRC, SrcSub, DstRC, DstSub,
302                                          SrcIdx, DstIdx);
303       if (!NewRC)
304         return false;
305     } else if (DstSub) {
306       // SrcReg will be merged with a sub-register of DstReg.
307       SrcIdx = DstSub;
308       NewRC = TRI.getMatchingSuperRegClass(DstRC, SrcRC, DstSub);
309     } else if (SrcSub) {
310       // DstReg will be merged with a sub-register of SrcReg.
311       DstIdx = SrcSub;
312       NewRC = TRI.getMatchingSuperRegClass(SrcRC, DstRC, SrcSub);
313     } else {
314       // This is a straight copy without sub-registers.
315       NewRC = TRI.getCommonSubClass(DstRC, SrcRC);
316     }
318     // The combined constraint may be impossible to satisfy.
319     if (!NewRC)
320       return false;
322     // Prefer SrcReg to be a sub-register of DstReg.
323     // FIXME: Coalescer should support subregs symmetrically.
324     if (DstIdx && !SrcIdx) {
325       std::swap(Src, Dst);
326       std::swap(SrcIdx, DstIdx);
327       Flipped = !Flipped;
328     }
330     CrossClass = NewRC != DstRC || NewRC != SrcRC;
331   }
332   // Check our invariants
333   assert(TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(Src) && "Src must be virtual");
334   assert(!(TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(Dst) && DstSub) &&
335          "Cannot have a physical SubIdx");
336   SrcReg = Src;
337   DstReg = Dst;
338   return true;
341 bool CoalescerPair::flip() {
342   if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(DstReg))
343     return false;
344   std::swap(SrcReg, DstReg);
345   std::swap(SrcIdx, DstIdx);
346   Flipped = !Flipped;
347   return true;
350 bool CoalescerPair::isCoalescable(const MachineInstr *MI) const {
351   if (!MI)
352     return false;
353   unsigned Src, Dst, SrcSub, DstSub;
354   if (!isMoveInstr(TRI, MI, Src, Dst, SrcSub, DstSub))
355     return false;
357   // Find the virtual register that is SrcReg.
358   if (Dst == SrcReg) {
359     std::swap(Src, Dst);
360     std::swap(SrcSub, DstSub);
361   } else if (Src != SrcReg) {
362     return false;
363   }
365   // Now check that Dst matches DstReg.
366   if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(DstReg)) {
367     if (!TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(Dst))
368       return false;
369     assert(!DstIdx && !SrcIdx && "Inconsistent CoalescerPair state.");
370     // DstSub could be set for a physreg from INSERT_SUBREG.
371     if (DstSub)
372       Dst = TRI.getSubReg(Dst, DstSub);
373     // Full copy of Src.
374     if (!SrcSub)
375       return DstReg == Dst;
376     // This is a partial register copy. Check that the parts match.
377     return TRI.getSubReg(DstReg, SrcSub) == Dst;
378   } else {
379     // DstReg is virtual.
380     if (DstReg != Dst)
381       return false;
382     // Registers match, do the subregisters line up?
383     return TRI.composeSubRegIndices(SrcIdx, SrcSub) ==
384            TRI.composeSubRegIndices(DstIdx, DstSub);
385   }
388 void RegisterCoalescer::getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
389   AU.setPreservesCFG();
390   AU.addRequired<AliasAnalysis>();
391   AU.addRequired<LiveIntervals>();
392   AU.addPreserved<LiveIntervals>();
393   AU.addPreserved<SlotIndexes>();
394   AU.addRequired<MachineLoopInfo>();
395   AU.addPreserved<MachineLoopInfo>();
396   AU.addPreservedID(MachineDominatorsID);
397   MachineFunctionPass::getAnalysisUsage(AU);
400 void RegisterCoalescer::eliminateDeadDefs() {
401   SmallVector<LiveInterval*, 8> NewRegs;
402   LiveRangeEdit(0, NewRegs, *MF, *LIS, 0, this).eliminateDeadDefs(DeadDefs);
405 // Callback from eliminateDeadDefs().
406 void RegisterCoalescer::LRE_WillEraseInstruction(MachineInstr *MI) {
407   // MI may be in WorkList. Make sure we don't visit it.
408   ErasedInstrs.insert(MI);
411 /// adjustCopiesBackFrom - We found a non-trivially-coalescable copy with IntA
412 /// being the source and IntB being the dest, thus this defines a value number
413 /// in IntB.  If the source value number (in IntA) is defined by a copy from B,
414 /// see if we can merge these two pieces of B into a single value number,
415 /// eliminating a copy.  For example:
416 ///
417 ///  A3 = B0
418 ///    ...
419 ///  B1 = A3      <- this copy
420 ///
421 /// In this case, B0 can be extended to where the B1 copy lives, allowing the B1
422 /// value number to be replaced with B0 (which simplifies the B liveinterval).
423 ///
424 /// This returns true if an interval was modified.
425 ///
426 bool RegisterCoalescer::adjustCopiesBackFrom(const CoalescerPair &CP,
427                                              MachineInstr *CopyMI) {
428   assert(!CP.isPartial() && "This doesn't work for partial copies.");
429   assert(!CP.isPhys() && "This doesn't work for physreg copies.");
431   LiveInterval &IntA =
432     LIS->getInterval(CP.isFlipped() ? CP.getDstReg() : CP.getSrcReg());
433   LiveInterval &IntB =
434     LIS->getInterval(CP.isFlipped() ? CP.getSrcReg() : CP.getDstReg());
435   SlotIndex CopyIdx = LIS->getInstructionIndex(CopyMI).getRegSlot();
437   // BValNo is a value number in B that is defined by a copy from A.  'B3' in
438   // the example above.
439   LiveInterval::iterator BLR = IntB.FindLiveRangeContaining(CopyIdx);
440   if (BLR == IntB.end()) return false;
441   VNInfo *BValNo = BLR->valno;
443   // Get the location that B is defined at.  Two options: either this value has
444   // an unknown definition point or it is defined at CopyIdx.  If unknown, we
445   // can't process it.
446   if (BValNo->def != CopyIdx) return false;
448   // AValNo is the value number in A that defines the copy, A3 in the example.
449   SlotIndex CopyUseIdx = CopyIdx.getRegSlot(true);
450   LiveInterval::iterator ALR = IntA.FindLiveRangeContaining(CopyUseIdx);
451   // The live range might not exist after fun with physreg coalescing.
452   if (ALR == IntA.end()) return false;
453   VNInfo *AValNo = ALR->valno;
455   // If AValNo is defined as a copy from IntB, we can potentially process this.
456   // Get the instruction that defines this value number.
457   MachineInstr *ACopyMI = LIS->getInstructionFromIndex(AValNo->def);
458   // Don't allow any partial copies, even if isCoalescable() allows them.
459   if (!CP.isCoalescable(ACopyMI) || !ACopyMI->isFullCopy())
460     return false;
462   // Get the LiveRange in IntB that this value number starts with.
463   LiveInterval::iterator ValLR =
464     IntB.FindLiveRangeContaining(AValNo->def.getPrevSlot());
465   if (ValLR == IntB.end())
466     return false;
468   // Make sure that the end of the live range is inside the same block as
469   // CopyMI.
470   MachineInstr *ValLREndInst =
471     LIS->getInstructionFromIndex(ValLR->end.getPrevSlot());
472   if (!ValLREndInst || ValLREndInst->getParent() != CopyMI->getParent())
473     return false;
475   // Okay, we now know that ValLR ends in the same block that the CopyMI
476   // live-range starts.  If there are no intervening live ranges between them in
477   // IntB, we can merge them.
478   if (ValLR+1 != BLR) return false;
480   DEBUG(dbgs() << "Extending: " << PrintReg(IntB.reg, TRI));
482   SlotIndex FillerStart = ValLR->end, FillerEnd = BLR->start;
483   // We are about to delete CopyMI, so need to remove it as the 'instruction
484   // that defines this value #'. Update the valnum with the new defining
485   // instruction #.
486   BValNo->def = FillerStart;
488   // Okay, we can merge them.  We need to insert a new liverange:
489   // [ValLR.end, BLR.begin) of either value number, then we merge the
490   // two value numbers.
491   IntB.addRange(LiveRange(FillerStart, FillerEnd, BValNo));
493   // Okay, merge "B1" into the same value number as "B0".
494   if (BValNo != ValLR->valno)
495     IntB.MergeValueNumberInto(BValNo, ValLR->valno);
496   DEBUG(dbgs() << "   result = " << IntB << '\n');
498   // If the source instruction was killing the source register before the
499   // merge, unset the isKill marker given the live range has been extended.
500   int UIdx = ValLREndInst->findRegisterUseOperandIdx(IntB.reg, true);
501   if (UIdx != -1) {
502     ValLREndInst->getOperand(UIdx).setIsKill(false);
503   }
505   // Rewrite the copy. If the copy instruction was killing the destination
506   // register before the merge, find the last use and trim the live range. That
507   // will also add the isKill marker.
508   CopyMI->substituteRegister(IntA.reg, IntB.reg, 0, *TRI);
509   if (ALR->end == CopyIdx)
510     LIS->shrinkToUses(&IntA);
512   ++numExtends;
513   return true;
516 /// hasOtherReachingDefs - Return true if there are definitions of IntB
517 /// other than BValNo val# that can reach uses of AValno val# of IntA.
518 bool RegisterCoalescer::hasOtherReachingDefs(LiveInterval &IntA,
519                                              LiveInterval &IntB,
520                                              VNInfo *AValNo,
521                                              VNInfo *BValNo) {
522   // If AValNo has PHI kills, conservatively assume that IntB defs can reach
523   // the PHI values.
524   if (LIS->hasPHIKill(IntA, AValNo))
525     return true;
527   for (LiveInterval::iterator AI = IntA.begin(), AE = IntA.end();
528        AI != AE; ++AI) {
529     if (AI->valno != AValNo) continue;
530     LiveInterval::Ranges::iterator BI =
531       std::upper_bound(IntB.ranges.begin(), IntB.ranges.end(), AI->start);
532     if (BI != IntB.ranges.begin())
533       --BI;
534     for (; BI != IntB.ranges.end() && AI->end >= BI->start; ++BI) {
535       if (BI->valno == BValNo)
536         continue;
537       if (BI->start <= AI->start && BI->end > AI->start)
538         return true;
539       if (BI->start > AI->start && BI->start < AI->end)
540         return true;
541     }
542   }
543   return false;
546 /// removeCopyByCommutingDef - We found a non-trivially-coalescable copy with
547 /// IntA being the source and IntB being the dest, thus this defines a value
548 /// number in IntB.  If the source value number (in IntA) is defined by a
549 /// commutable instruction and its other operand is coalesced to the copy dest
550 /// register, see if we can transform the copy into a noop by commuting the
551 /// definition. For example,
552 ///
553 ///  A3 = op A2 B0<kill>
554 ///    ...
555 ///  B1 = A3      <- this copy
556 ///    ...
557 ///     = op A3   <- more uses
558 ///
559 /// ==>
560 ///
561 ///  B2 = op B0 A2<kill>
562 ///    ...
563 ///  B1 = B2      <- now an identify copy
564 ///    ...
565 ///     = op B2   <- more uses
566 ///
567 /// This returns true if an interval was modified.
568 ///
569 bool RegisterCoalescer::removeCopyByCommutingDef(const CoalescerPair &CP,
570                                                  MachineInstr *CopyMI) {
571   assert (!CP.isPhys());
573   SlotIndex CopyIdx = LIS->getInstructionIndex(CopyMI).getRegSlot();
575   LiveInterval &IntA =
576     LIS->getInterval(CP.isFlipped() ? CP.getDstReg() : CP.getSrcReg());
577   LiveInterval &IntB =
578     LIS->getInterval(CP.isFlipped() ? CP.getSrcReg() : CP.getDstReg());
580   // BValNo is a value number in B that is defined by a copy from A. 'B3' in
581   // the example above.
582   VNInfo *BValNo = IntB.getVNInfoAt(CopyIdx);
583   if (!BValNo || BValNo->def != CopyIdx)
584     return false;
586   assert(BValNo->def == CopyIdx && "Copy doesn't define the value?");
588   // AValNo is the value number in A that defines the copy, A3 in the example.
589   VNInfo *AValNo = IntA.getVNInfoAt(CopyIdx.getRegSlot(true));
590   assert(AValNo && "COPY source not live");
591   if (AValNo->isPHIDef() || AValNo->isUnused())
592     return false;
593   MachineInstr *DefMI = LIS->getInstructionFromIndex(AValNo->def);
594   if (!DefMI)
595     return false;
596   if (!DefMI->isCommutable())
597     return false;
598   // If DefMI is a two-address instruction then commuting it will change the
599   // destination register.
600   int DefIdx = DefMI->findRegisterDefOperandIdx(IntA.reg);
601   assert(DefIdx != -1);
602   unsigned UseOpIdx;
603   if (!DefMI->isRegTiedToUseOperand(DefIdx, &UseOpIdx))
604     return false;
605   unsigned Op1, Op2, NewDstIdx;
606   if (!TII->findCommutedOpIndices(DefMI, Op1, Op2))
607     return false;
608   if (Op1 == UseOpIdx)
609     NewDstIdx = Op2;
610   else if (Op2 == UseOpIdx)
611     NewDstIdx = Op1;
612   else
613     return false;
615   MachineOperand &NewDstMO = DefMI->getOperand(NewDstIdx);
616   unsigned NewReg = NewDstMO.getReg();
617   if (NewReg != IntB.reg || !LiveRangeQuery(IntB, AValNo->def).isKill())
618     return false;
620   // Make sure there are no other definitions of IntB that would reach the
621   // uses which the new definition can reach.
622   if (hasOtherReachingDefs(IntA, IntB, AValNo, BValNo))
623     return false;
625   // If some of the uses of IntA.reg is already coalesced away, return false.
626   // It's not possible to determine whether it's safe to perform the coalescing.
627   for (MachineRegisterInfo::use_nodbg_iterator UI =
628          MRI->use_nodbg_begin(IntA.reg),
629        UE = MRI->use_nodbg_end(); UI != UE; ++UI) {
630     MachineInstr *UseMI = &*UI;
631     SlotIndex UseIdx = LIS->getInstructionIndex(UseMI);
632     LiveInterval::iterator ULR = IntA.FindLiveRangeContaining(UseIdx);
633     if (ULR == IntA.end() || ULR->valno != AValNo)
634       continue;
635     // If this use is tied to a def, we can't rewrite the register.
636     if (UseMI->isRegTiedToDefOperand(UI.getOperandNo()))
637       return false;
638   }
640   DEBUG(dbgs() << "\tremoveCopyByCommutingDef: " << AValNo->def << '\t'
641                << *DefMI);
643   // At this point we have decided that it is legal to do this
644   // transformation.  Start by commuting the instruction.
645   MachineBasicBlock *MBB = DefMI->getParent();
646   MachineInstr *NewMI = TII->commuteInstruction(DefMI);
647   if (!NewMI)
648     return false;
649   if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(IntA.reg) &&
650       TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(IntB.reg) &&
651       !MRI->constrainRegClass(IntB.reg, MRI->getRegClass(IntA.reg)))
652     return false;
653   if (NewMI != DefMI) {
654     LIS->ReplaceMachineInstrInMaps(DefMI, NewMI);
655     MachineBasicBlock::iterator Pos = DefMI;
656     MBB->insert(Pos, NewMI);
657     MBB->erase(DefMI);
658   }
659   unsigned OpIdx = NewMI->findRegisterUseOperandIdx(IntA.reg, false);
660   NewMI->getOperand(OpIdx).setIsKill();
662   // If ALR and BLR overlaps and end of BLR extends beyond end of ALR, e.g.
663   // A = or A, B
664   // ...
665   // B = A
666   // ...
667   // C = A<kill>
668   // ...
669   //   = B
671   // Update uses of IntA of the specific Val# with IntB.
672   for (MachineRegisterInfo::use_iterator UI = MRI->use_begin(IntA.reg),
673          UE = MRI->use_end(); UI != UE;) {
674     MachineOperand &UseMO = UI.getOperand();
675     MachineInstr *UseMI = &*UI;
676     ++UI;
677     if (UseMI->isDebugValue()) {
678       // FIXME These don't have an instruction index.  Not clear we have enough
679       // info to decide whether to do this replacement or not.  For now do it.
680       UseMO.setReg(NewReg);
681       continue;
682     }
683     SlotIndex UseIdx = LIS->getInstructionIndex(UseMI).getRegSlot(true);
684     LiveInterval::iterator ULR = IntA.FindLiveRangeContaining(UseIdx);
685     if (ULR == IntA.end() || ULR->valno != AValNo)
686       continue;
687     // Kill flags are no longer accurate. They are recomputed after RA.
688     UseMO.setIsKill(false);
689     if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(NewReg))
690       UseMO.substPhysReg(NewReg, *TRI);
691     else
692       UseMO.setReg(NewReg);
693     if (UseMI == CopyMI)
694       continue;
695     if (!UseMI->isCopy())
696       continue;
697     if (UseMI->getOperand(0).getReg() != IntB.reg ||
698         UseMI->getOperand(0).getSubReg())
699       continue;
701     // This copy will become a noop. If it's defining a new val#, merge it into
702     // BValNo.
703     SlotIndex DefIdx = UseIdx.getRegSlot();
704     VNInfo *DVNI = IntB.getVNInfoAt(DefIdx);
705     if (!DVNI)
706       continue;
707     DEBUG(dbgs() << "\t\tnoop: " << DefIdx << '\t' << *UseMI);
708     assert(DVNI->def == DefIdx);
709     BValNo = IntB.MergeValueNumberInto(BValNo, DVNI);
710     ErasedInstrs.insert(UseMI);
711     LIS->RemoveMachineInstrFromMaps(UseMI);
712     UseMI->eraseFromParent();
713   }
715   // Extend BValNo by merging in IntA live ranges of AValNo. Val# definition
716   // is updated.
717   VNInfo *ValNo = BValNo;
718   ValNo->def = AValNo->def;
719   for (LiveInterval::iterator AI = IntA.begin(), AE = IntA.end();
720        AI != AE; ++AI) {
721     if (AI->valno != AValNo) continue;
722     IntB.addRange(LiveRange(AI->start, AI->end, ValNo));
723   }
724   DEBUG(dbgs() << "\t\textended: " << IntB << '\n');
726   IntA.removeValNo(AValNo);
727   DEBUG(dbgs() << "\t\ttrimmed:  " << IntA << '\n');
728   ++numCommutes;
729   return true;
732 /// reMaterializeTrivialDef - If the source of a copy is defined by a trivial
733 /// computation, replace the copy by rematerialize the definition.
734 bool RegisterCoalescer::reMaterializeTrivialDef(CoalescerPair &CP,
735                                                 MachineInstr *CopyMI,
736                                                 bool &IsDefCopy) {
737   IsDefCopy = false;
738   unsigned SrcReg = CP.isFlipped() ? CP.getDstReg() : CP.getSrcReg();
739   unsigned SrcIdx = CP.isFlipped() ? CP.getDstIdx() : CP.getSrcIdx();
740   unsigned DstReg = CP.isFlipped() ? CP.getSrcReg() : CP.getDstReg();
741   unsigned DstIdx = CP.isFlipped() ? CP.getSrcIdx() : CP.getDstIdx();
742   if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(SrcReg))
743     return false;
745   LiveInterval &SrcInt = LIS->getInterval(SrcReg);
746   SlotIndex CopyIdx = LIS->getInstructionIndex(CopyMI);
747   VNInfo *ValNo = LiveRangeQuery(SrcInt, CopyIdx).valueIn();
748   assert(ValNo && "CopyMI input register not live");
749   if (ValNo->isPHIDef() || ValNo->isUnused())
750     return false;
751   MachineInstr *DefMI = LIS->getInstructionFromIndex(ValNo->def);
752   if (!DefMI)
753     return false;
754   if (DefMI->isCopyLike()) {
755     IsDefCopy = true;
756     return false;
757   }
758   if (!DefMI->isAsCheapAsAMove())
759     return false;
760   if (!TII->isTriviallyReMaterializable(DefMI, AA))
761     return false;
762   bool SawStore = false;
763   if (!DefMI->isSafeToMove(TII, AA, SawStore))
764     return false;
765   const MCInstrDesc &MCID = DefMI->getDesc();
766   if (MCID.getNumDefs() != 1)
767     return false;
768   // Only support subregister destinations when the def is read-undef.
769   MachineOperand &DstOperand = CopyMI->getOperand(0);
770   unsigned CopyDstReg = DstOperand.getReg();
771   if (DstOperand.getSubReg() && !DstOperand.isUndef())
772     return false;
774   const TargetRegisterClass *DefRC = TII->getRegClass(MCID, 0, TRI, *MF);
775   if (!DefMI->isImplicitDef()) {
776     if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(DstReg)) {
777       unsigned NewDstReg = DstReg;
779       unsigned NewDstIdx = TRI->composeSubRegIndices(CP.getSrcIdx(),
780                                               DefMI->getOperand(0).getSubReg());
781       if (NewDstIdx)
782         NewDstReg = TRI->getSubReg(DstReg, NewDstIdx);
784       // Finally, make sure that the physical subregister that will be
785       // constructed later is permitted for the instruction.
786       if (!DefRC->contains(NewDstReg))
787         return false;
788     } else {
789       // Theoretically, some stack frame reference could exist. Just make sure
790       // it hasn't actually happened.
791       assert(TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(DstReg) &&
792              "Only expect to deal with virtual or physical registers");
793     }
794   }
796   MachineBasicBlock *MBB = CopyMI->getParent();
797   MachineBasicBlock::iterator MII =
798     llvm::next(MachineBasicBlock::iterator(CopyMI));
799   TII->reMaterialize(*MBB, MII, DstReg, SrcIdx, DefMI, *TRI);
800   MachineInstr *NewMI = prior(MII);
802   LIS->ReplaceMachineInstrInMaps(CopyMI, NewMI);
803   CopyMI->eraseFromParent();
804   ErasedInstrs.insert(CopyMI);
806   // NewMI may have dead implicit defs (E.g. EFLAGS for MOV<bits>r0 on X86).
807   // We need to remember these so we can add intervals once we insert
808   // NewMI into SlotIndexes.
809   SmallVector<unsigned, 4> NewMIImplDefs;
810   for (unsigned i = NewMI->getDesc().getNumOperands(),
811          e = NewMI->getNumOperands(); i != e; ++i) {
812     MachineOperand &MO = NewMI->getOperand(i);
813     if (MO.isReg()) {
814       assert(MO.isDef() && MO.isImplicit() && MO.isDead() &&
815              TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(MO.getReg()));
816       NewMIImplDefs.push_back(MO.getReg());
817     }
818   }
820   if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(DstReg)) {
821     unsigned NewIdx = NewMI->getOperand(0).getSubReg();
822     const TargetRegisterClass *RCForInst;
823     if (NewIdx)
824       RCForInst = TRI->getMatchingSuperRegClass(MRI->getRegClass(DstReg), DefRC,
825                                                 NewIdx);
827     if (MRI->constrainRegClass(DstReg, DefRC)) {
828       // The materialized instruction is quite capable of setting DstReg
829       // directly, but it may still have a now-trivial subregister index which
830       // we should clear.
831       NewMI->getOperand(0).setSubReg(0);
832     } else if (NewIdx && RCForInst) {
833       // The subreg index on NewMI is essential; we still have to make sure
834       // DstReg:idx is in a class that NewMI can use.
835       MRI->constrainRegClass(DstReg, RCForInst);
836     } else {
837       // DstReg is actually incompatible with NewMI, we have to move to a
838       // super-reg's class. This could come from a sequence like:
839       //     GR32 = MOV32r0
840       //     GR8 = COPY GR32:sub_8
841       MRI->setRegClass(DstReg, CP.getNewRC());
842       updateRegDefsUses(DstReg, DstReg, DstIdx);
843       NewMI->getOperand(0).setSubReg(
844           TRI->composeSubRegIndices(SrcIdx, DefMI->getOperand(0).getSubReg()));
845     }
846   } else if (NewMI->getOperand(0).getReg() != CopyDstReg) {
847     // The New instruction may be defining a sub-register of what's actually
848     // been asked for. If so it must implicitly define the whole thing.
849     assert(TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(DstReg) &&
850            "Only expect virtual or physical registers in remat");
851     NewMI->getOperand(0).setIsDead(true);
852     NewMI->addOperand(MachineOperand::CreateReg(CopyDstReg,
853                                                 true  /*IsDef*/,
854                                                 true  /*IsImp*/,
855                                                 false /*IsKill*/));
856   }
858   if (NewMI->getOperand(0).getSubReg())
859     NewMI->getOperand(0).setIsUndef();
861   // CopyMI may have implicit operands, transfer them over to the newly
862   // rematerialized instruction. And update implicit def interval valnos.
863   for (unsigned i = CopyMI->getDesc().getNumOperands(),
864          e = CopyMI->getNumOperands(); i != e; ++i) {
865     MachineOperand &MO = CopyMI->getOperand(i);
866     if (MO.isReg()) {
867       assert(MO.isImplicit() && "No explicit operands after implict operands.");
868       // Discard VReg implicit defs.
869       if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(MO.getReg())) {
870         NewMI->addOperand(MO);
871       }
872     }
873   }
875   SlotIndex NewMIIdx = LIS->getInstructionIndex(NewMI);
876   for (unsigned i = 0, e = NewMIImplDefs.size(); i != e; ++i) {
877     unsigned Reg = NewMIImplDefs[i];
878     for (MCRegUnitIterator Units(Reg, TRI); Units.isValid(); ++Units)
879       if (LiveInterval *LI = LIS->getCachedRegUnit(*Units))
880         LI->createDeadDef(NewMIIdx.getRegSlot(), LIS->getVNInfoAllocator());
881   }
883   DEBUG(dbgs() << "Remat: " << *NewMI);
884   ++NumReMats;
886   // The source interval can become smaller because we removed a use.
887   LIS->shrinkToUses(&SrcInt, &DeadDefs);
888   if (!DeadDefs.empty())
889     eliminateDeadDefs();
891   return true;
894 /// eliminateUndefCopy - ProcessImpicitDefs may leave some copies of <undef>
895 /// values, it only removes local variables. When we have a copy like:
896 ///
897 ///   %vreg1 = COPY %vreg2<undef>
898 ///
899 /// We delete the copy and remove the corresponding value number from %vreg1.
900 /// Any uses of that value number are marked as <undef>.
901 bool RegisterCoalescer::eliminateUndefCopy(MachineInstr *CopyMI,
902                                            const CoalescerPair &CP) {
903   SlotIndex Idx = LIS->getInstructionIndex(CopyMI);
904   LiveInterval *SrcInt = &LIS->getInterval(CP.getSrcReg());
905   if (SrcInt->liveAt(Idx))
906     return false;
907   LiveInterval *DstInt = &LIS->getInterval(CP.getDstReg());
908   if (DstInt->liveAt(Idx))
909     return false;
911   // No intervals are live-in to CopyMI - it is undef.
912   if (CP.isFlipped())
913     DstInt = SrcInt;
914   SrcInt = 0;
916   VNInfo *DeadVNI = DstInt->getVNInfoAt(Idx.getRegSlot());
917   assert(DeadVNI && "No value defined in DstInt");
918   DstInt->removeValNo(DeadVNI);
920   // Find new undef uses.
921   for (MachineRegisterInfo::reg_nodbg_iterator
922          I = MRI->reg_nodbg_begin(DstInt->reg), E = MRI->reg_nodbg_end();
923        I != E; ++I) {
924     MachineOperand &MO = I.getOperand();
925     if (MO.isDef() || MO.isUndef())
926       continue;
927     MachineInstr *MI = MO.getParent();
928     SlotIndex Idx = LIS->getInstructionIndex(MI);
929     if (DstInt->liveAt(Idx))
930       continue;
931     MO.setIsUndef(true);
932     DEBUG(dbgs() << "\tnew undef: " << Idx << '\t' << *MI);
933   }
934   return true;
937 /// updateRegDefsUses - Replace all defs and uses of SrcReg to DstReg and
938 /// update the subregister number if it is not zero. If DstReg is a
939 /// physical register and the existing subregister number of the def / use
940 /// being updated is not zero, make sure to set it to the correct physical
941 /// subregister.
942 void RegisterCoalescer::updateRegDefsUses(unsigned SrcReg,
943                                           unsigned DstReg,
944                                           unsigned SubIdx) {
945   bool DstIsPhys = TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(DstReg);
946   LiveInterval *DstInt = DstIsPhys ? 0 : &LIS->getInterval(DstReg);
948   SmallPtrSet<MachineInstr*, 8> Visited;
949   for (MachineRegisterInfo::reg_iterator I = MRI->reg_begin(SrcReg);
950        MachineInstr *UseMI = I.skipInstruction();) {
951     // Each instruction can only be rewritten once because sub-register
952     // composition is not always idempotent. When SrcReg != DstReg, rewriting
953     // the UseMI operands removes them from the SrcReg use-def chain, but when
954     // SrcReg is DstReg we could encounter UseMI twice if it has multiple
955     // operands mentioning the virtual register.
956     if (SrcReg == DstReg && !Visited.insert(UseMI))
957       continue;
959     SmallVector<unsigned,8> Ops;
960     bool Reads, Writes;
961     tie(Reads, Writes) = UseMI->readsWritesVirtualRegister(SrcReg, &Ops);
963     // If SrcReg wasn't read, it may still be the case that DstReg is live-in
964     // because SrcReg is a sub-register.
965     if (DstInt && !Reads && SubIdx)
966       Reads = DstInt->liveAt(LIS->getInstructionIndex(UseMI));
968     // Replace SrcReg with DstReg in all UseMI operands.
969     for (unsigned i = 0, e = Ops.size(); i != e; ++i) {
970       MachineOperand &MO = UseMI->getOperand(Ops[i]);
972       // Adjust <undef> flags in case of sub-register joins. We don't want to
973       // turn a full def into a read-modify-write sub-register def and vice
974       // versa.
975       if (SubIdx && MO.isDef())
976         MO.setIsUndef(!Reads);
978       if (DstIsPhys)
979         MO.substPhysReg(DstReg, *TRI);
980       else
981         MO.substVirtReg(DstReg, SubIdx, *TRI);
982     }
984     DEBUG({
985         dbgs() << "\t\tupdated: ";
986         if (!UseMI->isDebugValue())
987           dbgs() << LIS->getInstructionIndex(UseMI) << "\t";
988         dbgs() << *UseMI;
989       });
990   }
993 /// canJoinPhys - Return true if a copy involving a physreg should be joined.
994 bool RegisterCoalescer::canJoinPhys(const CoalescerPair &CP) {
995   /// Always join simple intervals that are defined by a single copy from a
996   /// reserved register. This doesn't increase register pressure, so it is
997   /// always beneficial.
998   if (!MRI->isReserved(CP.getDstReg())) {
999     DEBUG(dbgs() << "\tCan only merge into reserved registers.\n");
1000     return false;
1001   }
1003   LiveInterval &JoinVInt = LIS->getInterval(CP.getSrcReg());
1004   if (CP.isFlipped() && JoinVInt.containsOneValue())
1005     return true;
1007   DEBUG(dbgs() << "\tCannot join defs into reserved register.\n");
1008   return false;
1011 /// joinCopy - Attempt to join intervals corresponding to SrcReg/DstReg,
1012 /// which are the src/dst of the copy instruction CopyMI.  This returns true
1013 /// if the copy was successfully coalesced away. If it is not currently
1014 /// possible to coalesce this interval, but it may be possible if other
1015 /// things get coalesced, then it returns true by reference in 'Again'.
1016 bool RegisterCoalescer::joinCopy(MachineInstr *CopyMI, bool &Again) {
1018   Again = false;
1019   DEBUG(dbgs() << LIS->getInstructionIndex(CopyMI) << '\t' << *CopyMI);
1021   CoalescerPair CP(*TRI);
1022   if (!CP.setRegisters(CopyMI)) {
1023     DEBUG(dbgs() << "\tNot coalescable.\n");
1024     return false;
1025   }
1027   // Dead code elimination. This really should be handled by MachineDCE, but
1028   // sometimes dead copies slip through, and we can't generate invalid live
1029   // ranges.
1030   if (!CP.isPhys() && CopyMI->allDefsAreDead()) {
1031     DEBUG(dbgs() << "\tCopy is dead.\n");
1032     DeadDefs.push_back(CopyMI);
1033     eliminateDeadDefs();
1034     return true;
1035   }
1037   // Eliminate undefs.
1038   if (!CP.isPhys() && eliminateUndefCopy(CopyMI, CP)) {
1039     DEBUG(dbgs() << "\tEliminated copy of <undef> value.\n");
1040     LIS->RemoveMachineInstrFromMaps(CopyMI);
1041     CopyMI->eraseFromParent();
1042     return false;  // Not coalescable.
1043   }
1045   // Coalesced copies are normally removed immediately, but transformations
1046   // like removeCopyByCommutingDef() can inadvertently create identity copies.
1047   // When that happens, just join the values and remove the copy.
1048   if (CP.getSrcReg() == CP.getDstReg()) {
1049     LiveInterval &LI = LIS->getInterval(CP.getSrcReg());
1050     DEBUG(dbgs() << "\tCopy already coalesced: " << LI << '\n');
1051     LiveRangeQuery LRQ(LI, LIS->getInstructionIndex(CopyMI));
1052     if (VNInfo *DefVNI = LRQ.valueDefined()) {
1053       VNInfo *ReadVNI = LRQ.valueIn();
1054       assert(ReadVNI && "No value before copy and no <undef> flag.");
1055       assert(ReadVNI != DefVNI && "Cannot read and define the same value.");
1056       LI.MergeValueNumberInto(DefVNI, ReadVNI);
1057       DEBUG(dbgs() << "\tMerged values:          " << LI << '\n');
1058     }
1059     LIS->RemoveMachineInstrFromMaps(CopyMI);
1060     CopyMI->eraseFromParent();
1061     return true;
1062   }
1064   // Enforce policies.
1065   if (CP.isPhys()) {
1066     DEBUG(dbgs() << "\tConsidering merging " << PrintReg(CP.getSrcReg(), TRI)
1067                  << " with " << PrintReg(CP.getDstReg(), TRI, CP.getSrcIdx())
1068                  << '\n');
1069     if (!canJoinPhys(CP)) {
1070       // Before giving up coalescing, if definition of source is defined by
1071       // trivial computation, try rematerializing it.
1072       bool IsDefCopy;
1073       if (reMaterializeTrivialDef(CP, CopyMI, IsDefCopy))
1074         return true;
1075       if (IsDefCopy)
1076         Again = true;  // May be possible to coalesce later.
1077       return false;
1078     }
1079   } else {
1080     DEBUG({
1081       dbgs() << "\tConsidering merging to " << CP.getNewRC()->getName()
1082              << " with ";
1083       if (CP.getDstIdx() && CP.getSrcIdx())
1084         dbgs() << PrintReg(CP.getDstReg()) << " in "
1085                << TRI->getSubRegIndexName(CP.getDstIdx()) << " and "
1086                << PrintReg(CP.getSrcReg()) << " in "
1087                << TRI->getSubRegIndexName(CP.getSrcIdx()) << '\n';
1088       else
1089         dbgs() << PrintReg(CP.getSrcReg(), TRI) << " in "
1090                << PrintReg(CP.getDstReg(), TRI, CP.getSrcIdx()) << '\n';
1091     });
1093     // When possible, let DstReg be the larger interval.
1094     if (!CP.isPartial() && LIS->getInterval(CP.getSrcReg()).ranges.size() >
1095                            LIS->getInterval(CP.getDstReg()).ranges.size())
1096       CP.flip();
1097   }
1099   // Okay, attempt to join these two intervals.  On failure, this returns false.
1100   // Otherwise, if one of the intervals being joined is a physreg, this method
1101   // always canonicalizes DstInt to be it.  The output "SrcInt" will not have
1102   // been modified, so we can use this information below to update aliases.
1103   if (!joinIntervals(CP)) {
1104     // Coalescing failed.
1106     // If definition of source is defined by trivial computation, try
1107     // rematerializing it.
1108     bool IsDefCopy;
1109     if (reMaterializeTrivialDef(CP, CopyMI, IsDefCopy))
1110       return true;
1112     // If we can eliminate the copy without merging the live ranges, do so now.
1113     if (!CP.isPartial() && !CP.isPhys()) {
1114       if (adjustCopiesBackFrom(CP, CopyMI) ||
1115           removeCopyByCommutingDef(CP, CopyMI)) {
1116         LIS->RemoveMachineInstrFromMaps(CopyMI);
1117         CopyMI->eraseFromParent();
1118         DEBUG(dbgs() << "\tTrivial!\n");
1119         return true;
1120       }
1121     }
1123     // Otherwise, we are unable to join the intervals.
1124     DEBUG(dbgs() << "\tInterference!\n");
1125     Again = true;  // May be possible to coalesce later.
1126     return false;
1127   }
1129   // Coalescing to a virtual register that is of a sub-register class of the
1130   // other. Make sure the resulting register is set to the right register class.
1131   if (CP.isCrossClass()) {
1132     ++numCrossRCs;
1133     MRI->setRegClass(CP.getDstReg(), CP.getNewRC());
1134   }
1136   // Removing sub-register copies can ease the register class constraints.
1137   // Make sure we attempt to inflate the register class of DstReg.
1138   if (!CP.isPhys() && RegClassInfo.isProperSubClass(CP.getNewRC()))
1139     InflateRegs.push_back(CP.getDstReg());
1141   // CopyMI has been erased by joinIntervals at this point. Remove it from
1142   // ErasedInstrs since copyCoalesceWorkList() won't add a successful join back
1143   // to the work list. This keeps ErasedInstrs from growing needlessly.
1144   ErasedInstrs.erase(CopyMI);
1146   // Rewrite all SrcReg operands to DstReg.
1147   // Also update DstReg operands to include DstIdx if it is set.
1148   if (CP.getDstIdx())
1149     updateRegDefsUses(CP.getDstReg(), CP.getDstReg(), CP.getDstIdx());
1150   updateRegDefsUses(CP.getSrcReg(), CP.getDstReg(), CP.getSrcIdx());
1152   // SrcReg is guaranteed to be the register whose live interval that is
1153   // being merged.
1154   LIS->removeInterval(CP.getSrcReg());
1156   // Update regalloc hint.
1157   TRI->UpdateRegAllocHint(CP.getSrcReg(), CP.getDstReg(), *MF);
1159   DEBUG({
1160     dbgs() << "\tJoined. Result = " << PrintReg(CP.getDstReg(), TRI);
1161     if (!CP.isPhys())
1162       dbgs() << LIS->getInterval(CP.getDstReg());
1163      dbgs() << '\n';
1164   });
1166   ++numJoins;
1167   return true;
1170 /// Attempt joining with a reserved physreg.
1171 bool RegisterCoalescer::joinReservedPhysReg(CoalescerPair &CP) {
1172   assert(CP.isPhys() && "Must be a physreg copy");
1173   assert(MRI->isReserved(CP.getDstReg()) && "Not a reserved register");
1174   LiveInterval &RHS = LIS->getInterval(CP.getSrcReg());
1175   DEBUG(dbgs() << "\t\tRHS = " << PrintReg(CP.getSrcReg()) << ' ' << RHS
1176                << '\n');
1178   assert(CP.isFlipped() && RHS.containsOneValue() &&
1179          "Invalid join with reserved register");
1181   // Optimization for reserved registers like ESP. We can only merge with a
1182   // reserved physreg if RHS has a single value that is a copy of CP.DstReg().
1183   // The live range of the reserved register will look like a set of dead defs
1184   // - we don't properly track the live range of reserved registers.
1186   // Deny any overlapping intervals.  This depends on all the reserved
1187   // register live ranges to look like dead defs.
1188   for (MCRegUnitIterator UI(CP.getDstReg(), TRI); UI.isValid(); ++UI)
1189     if (RHS.overlaps(LIS->getRegUnit(*UI))) {
1190       DEBUG(dbgs() << "\t\tInterference: " << PrintRegUnit(*UI, TRI) << '\n');
1191       return false;
1192     }
1194   // Skip any value computations, we are not adding new values to the
1195   // reserved register.  Also skip merging the live ranges, the reserved
1196   // register live range doesn't need to be accurate as long as all the
1197   // defs are there.
1199   // Delete the identity copy.
1200   MachineInstr *CopyMI = MRI->getVRegDef(RHS.reg);
1201   LIS->RemoveMachineInstrFromMaps(CopyMI);
1202   CopyMI->eraseFromParent();
1204   // We don't track kills for reserved registers.
1205   MRI->clearKillFlags(CP.getSrcReg());
1207   return true;
1210 //===----------------------------------------------------------------------===//
1211 //                 Interference checking and interval joining
1212 //===----------------------------------------------------------------------===//
1213 //
1214 // In the easiest case, the two live ranges being joined are disjoint, and
1215 // there is no interference to consider. It is quite common, though, to have
1216 // overlapping live ranges, and we need to check if the interference can be
1217 // resolved.
1218 //
1219 // The live range of a single SSA value forms a sub-tree of the dominator tree.
1220 // This means that two SSA values overlap if and only if the def of one value
1221 // is contained in the live range of the other value. As a special case, the
1222 // overlapping values can be defined at the same index.
1223 //
1224 // The interference from an overlapping def can be resolved in these cases:
1225 //
1226 // 1. Coalescable copies. The value is defined by a copy that would become an
1227 //    identity copy after joining SrcReg and DstReg. The copy instruction will
1228 //    be removed, and the value will be merged with the source value.
1229 //
1230 //    There can be several copies back and forth, causing many values to be
1231 //    merged into one. We compute a list of ultimate values in the joined live
1232 //    range as well as a mappings from the old value numbers.
1233 //
1234 // 2. IMPLICIT_DEF. This instruction is only inserted to ensure all PHI
1235 //    predecessors have a live out value. It doesn't cause real interference,
1236 //    and can be merged into the value it overlaps. Like a coalescable copy, it
1237 //    can be erased after joining.
1238 //
1239 // 3. Copy of external value. The overlapping def may be a copy of a value that
1240 //    is already in the other register. This is like a coalescable copy, but
1241 //    the live range of the source register must be trimmed after erasing the
1242 //    copy instruction:
1243 //
1244 //      %src = COPY %ext
1245 //      %dst = COPY %ext  <-- Remove this COPY, trim the live range of %ext.
1246 //
1247 // 4. Clobbering undefined lanes. Vector registers are sometimes built by
1248 //    defining one lane at a time:
1249 //
1250 //      %dst:ssub0<def,read-undef> = FOO
1251 //      %src = BAR
1252 //      %dst:ssub1<def> = COPY %src
1253 //
1254 //    The live range of %src overlaps the %dst value defined by FOO, but
1255 //    merging %src into %dst:ssub1 is only going to clobber the ssub1 lane
1256 //    which was undef anyway.
1257 //
1258 //    The value mapping is more complicated in this case. The final live range
1259 //    will have different value numbers for both FOO and BAR, but there is no
1260 //    simple mapping from old to new values. It may even be necessary to add
1261 //    new PHI values.
1262 //
1263 // 5. Clobbering dead lanes. A def may clobber a lane of a vector register that
1264 //    is live, but never read. This can happen because we don't compute
1265 //    individual live ranges per lane.
1266 //
1267 //      %dst<def> = FOO
1268 //      %src = BAR
1269 //      %dst:ssub1<def> = COPY %src
1270 //
1271 //    This kind of interference is only resolved locally. If the clobbered
1272 //    lane value escapes the block, the join is aborted.
1274 namespace {
1275 /// Track information about values in a single virtual register about to be
1276 /// joined. Objects of this class are always created in pairs - one for each
1277 /// side of the CoalescerPair.
1278 class JoinVals {
1279   LiveInterval &LI;
1281   // Location of this register in the final joined register.
1282   // Either CP.DstIdx or CP.SrcIdx.
1283   unsigned SubIdx;
1285   // Values that will be present in the final live range.
1286   SmallVectorImpl<VNInfo*> &NewVNInfo;
1288   const CoalescerPair &CP;
1289   LiveIntervals *LIS;
1290   SlotIndexes *Indexes;
1291   const TargetRegisterInfo *TRI;
1293   // Value number assignments. Maps value numbers in LI to entries in NewVNInfo.
1294   // This is suitable for passing to LiveInterval::join().
1295   SmallVector<int, 8> Assignments;
1297   // Conflict resolution for overlapping values.
1298   enum ConflictResolution {
1299     // No overlap, simply keep this value.
1300     CR_Keep,
1302     // Merge this value into OtherVNI and erase the defining instruction.
1303     // Used for IMPLICIT_DEF, coalescable copies, and copies from external
1304     // values.
1305     CR_Erase,
1307     // Merge this value into OtherVNI but keep the defining instruction.
1308     // This is for the special case where OtherVNI is defined by the same
1309     // instruction.
1310     CR_Merge,
1312     // Keep this value, and have it replace OtherVNI where possible. This
1313     // complicates value mapping since OtherVNI maps to two different values
1314     // before and after this def.
1315     // Used when clobbering undefined or dead lanes.
1316     CR_Replace,
1318     // Unresolved conflict. Visit later when all values have been mapped.
1319     CR_Unresolved,
1321     // Unresolvable conflict. Abort the join.
1322     CR_Impossible
1323   };
1325   // Per-value info for LI. The lane bit masks are all relative to the final
1326   // joined register, so they can be compared directly between SrcReg and
1327   // DstReg.
1328   struct Val {
1329     ConflictResolution Resolution;
1331     // Lanes written by this def, 0 for unanalyzed values.
1332     unsigned WriteLanes;
1334     // Lanes with defined values in this register. Other lanes are undef and
1335     // safe to clobber.
1336     unsigned ValidLanes;
1338     // Value in LI being redefined by this def.
1339     VNInfo *RedefVNI;
1341     // Value in the other live range that overlaps this def, if any.
1342     VNInfo *OtherVNI;
1344     // Is this value an IMPLICIT_DEF that can be erased?
1345     //
1346     // IMPLICIT_DEF values should only exist at the end of a basic block that
1347     // is a predecessor to a phi-value. These IMPLICIT_DEF instructions can be
1348     // safely erased if they are overlapping a live value in the other live
1349     // interval.
1350     //
1351     // Weird control flow graphs and incomplete PHI handling in
1352     // ProcessImplicitDefs can very rarely create IMPLICIT_DEF values with
1353     // longer live ranges. Such IMPLICIT_DEF values should be treated like
1354     // normal values.
1355     bool ErasableImplicitDef;
1357     // True when the live range of this value will be pruned because of an
1358     // overlapping CR_Replace value in the other live range.
1359     bool Pruned;
1361     // True once Pruned above has been computed.
1362     bool PrunedComputed;
1364     Val() : Resolution(CR_Keep), WriteLanes(0), ValidLanes(0),
1365             RedefVNI(0), OtherVNI(0), ErasableImplicitDef(false),
1366             Pruned(false), PrunedComputed(false) {}
1368     bool isAnalyzed() const { return WriteLanes != 0; }
1369   };
1371   // One entry per value number in LI.
1372   SmallVector<Val, 8> Vals;
1374   unsigned computeWriteLanes(const MachineInstr *DefMI, bool &Redef);
1375   VNInfo *stripCopies(VNInfo *VNI);
1376   ConflictResolution analyzeValue(unsigned ValNo, JoinVals &Other);
1377   void computeAssignment(unsigned ValNo, JoinVals &Other);
1378   bool taintExtent(unsigned, unsigned, JoinVals&,
1379                    SmallVectorImpl<std::pair<SlotIndex, unsigned> >&);
1380   bool usesLanes(MachineInstr *MI, unsigned, unsigned, unsigned);
1381   bool isPrunedValue(unsigned ValNo, JoinVals &Other);
1383 public:
1384   JoinVals(LiveInterval &li, unsigned subIdx,
1385            SmallVectorImpl<VNInfo*> &newVNInfo,
1386            const CoalescerPair &cp,
1387            LiveIntervals *lis,
1388            const TargetRegisterInfo *tri)
1389     : LI(li), SubIdx(subIdx), NewVNInfo(newVNInfo), CP(cp), LIS(lis),
1390       Indexes(LIS->getSlotIndexes()), TRI(tri),
1391       Assignments(LI.getNumValNums(), -1), Vals(LI.getNumValNums())
1392   {}
1394   /// Analyze defs in LI and compute a value mapping in NewVNInfo.
1395   /// Returns false if any conflicts were impossible to resolve.
1396   bool mapValues(JoinVals &Other);
1398   /// Try to resolve conflicts that require all values to be mapped.
1399   /// Returns false if any conflicts were impossible to resolve.
1400   bool resolveConflicts(JoinVals &Other);
1402   /// Prune the live range of values in Other.LI where they would conflict with
1403   /// CR_Replace values in LI. Collect end points for restoring the live range
1404   /// after joining.
1405   void pruneValues(JoinVals &Other, SmallVectorImpl<SlotIndex> &EndPoints);
1407   /// Erase any machine instructions that have been coalesced away.
1408   /// Add erased instructions to ErasedInstrs.
1409   /// Add foreign virtual registers to ShrinkRegs if their live range ended at
1410   /// the erased instrs.
1411   void eraseInstrs(SmallPtrSet<MachineInstr*, 8> &ErasedInstrs,
1412                    SmallVectorImpl<unsigned> &ShrinkRegs);
1414   /// Get the value assignments suitable for passing to LiveInterval::join.
1415   const int *getAssignments() const { return Assignments.data(); }
1416 };
1417 } // end anonymous namespace
1419 /// Compute the bitmask of lanes actually written by DefMI.
1420 /// Set Redef if there are any partial register definitions that depend on the
1421 /// previous value of the register.
1422 unsigned JoinVals::computeWriteLanes(const MachineInstr *DefMI, bool &Redef) {
1423   unsigned L = 0;
1424   for (ConstMIOperands MO(DefMI); MO.isValid(); ++MO) {
1425     if (!MO->isReg() || MO->getReg() != LI.reg || !MO->isDef())
1426       continue;
1427     L |= TRI->getSubRegIndexLaneMask(
1428            TRI->composeSubRegIndices(SubIdx, MO->getSubReg()));
1429     if (MO->readsReg())
1430       Redef = true;
1431   }
1432   return L;
1435 /// Find the ultimate value that VNI was copied from.
1436 VNInfo *JoinVals::stripCopies(VNInfo *VNI) {
1437   while (!VNI->isPHIDef()) {
1438     MachineInstr *MI = Indexes->getInstructionFromIndex(VNI->def);
1439     assert(MI && "No defining instruction");
1440     if (!MI->isFullCopy())
1441       break;
1442     unsigned Reg = MI->getOperand(1).getReg();
1443     if (!TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(Reg))
1444       break;
1445     LiveRangeQuery LRQ(LIS->getInterval(Reg), VNI->def);
1446     if (!LRQ.valueIn())
1447       break;
1448     VNI = LRQ.valueIn();
1449   }
1450   return VNI;
1453 /// Analyze ValNo in this live range, and set all fields of Vals[ValNo].
1454 /// Return a conflict resolution when possible, but leave the hard cases as
1455 /// CR_Unresolved.
1456 /// Recursively calls computeAssignment() on this and Other, guaranteeing that
1457 /// both OtherVNI and RedefVNI have been analyzed and mapped before returning.
1458 /// The recursion always goes upwards in the dominator tree, making loops
1459 /// impossible.
1460 JoinVals::ConflictResolution
1461 JoinVals::analyzeValue(unsigned ValNo, JoinVals &Other) {
1462   Val &V = Vals[ValNo];
1463   assert(!V.isAnalyzed() && "Value has already been analyzed!");
1464   VNInfo *VNI = LI.getValNumInfo(ValNo);
1465   if (VNI->isUnused()) {
1466     V.WriteLanes = ~0u;
1467     return CR_Keep;
1468   }
1470   // Get the instruction defining this value, compute the lanes written.
1471   const MachineInstr *DefMI = 0;
1472   if (VNI->isPHIDef()) {
1473     // Conservatively assume that all lanes in a PHI are valid.
1474     V.ValidLanes = V.WriteLanes = TRI->getSubRegIndexLaneMask(SubIdx);
1475   } else {
1476     DefMI = Indexes->getInstructionFromIndex(VNI->def);
1477     bool Redef = false;
1478     V.ValidLanes = V.WriteLanes = computeWriteLanes(DefMI, Redef);
1480     // If this is a read-modify-write instruction, there may be more valid
1481     // lanes than the ones written by this instruction.
1482     // This only covers partial redef operands. DefMI may have normal use
1483     // operands reading the register. They don't contribute valid lanes.
1484     //
1485     // This adds ssub1 to the set of valid lanes in %src:
1486     //
1487     //   %src:ssub1<def> = FOO
1488     //
1489     // This leaves only ssub1 valid, making any other lanes undef:
1490     //
1491     //   %src:ssub1<def,read-undef> = FOO %src:ssub2
1492     //
1493     // The <read-undef> flag on the def operand means that old lane values are
1494     // not important.
1495     if (Redef) {
1496       V.RedefVNI = LiveRangeQuery(LI, VNI->def).valueIn();
1497       assert(V.RedefVNI && "Instruction is reading nonexistent value");
1498       computeAssignment(V.RedefVNI->id, Other);
1499       V.ValidLanes |= Vals[V.RedefVNI->id].ValidLanes;
1500     }
1502     // An IMPLICIT_DEF writes undef values.
1503     if (DefMI->isImplicitDef()) {
1504       // We normally expect IMPLICIT_DEF values to be live only until the end
1505       // of their block. If the value is really live longer and gets pruned in
1506       // another block, this flag is cleared again.
1507       V.ErasableImplicitDef = true;
1508       V.ValidLanes &= ~V.WriteLanes;
1509     }
1510   }
1512   // Find the value in Other that overlaps VNI->def, if any.
1513   LiveRangeQuery OtherLRQ(Other.LI, VNI->def);
1515   // It is possible that both values are defined by the same instruction, or
1516   // the values are PHIs defined in the same block. When that happens, the two
1517   // values should be merged into one, but not into any preceding value.
1518   // The first value defined or visited gets CR_Keep, the other gets CR_Merge.
1519   if (VNInfo *OtherVNI = OtherLRQ.valueDefined()) {
1520     assert(SlotIndex::isSameInstr(VNI->def, OtherVNI->def) && "Broken LRQ");
1522     // One value stays, the other is merged. Keep the earlier one, or the first
1523     // one we see.
1524     if (OtherVNI->def < VNI->def)
1525       Other.computeAssignment(OtherVNI->id, *this);
1526     else if (VNI->def < OtherVNI->def && OtherLRQ.valueIn()) {
1527       // This is an early-clobber def overlapping a live-in value in the other
1528       // register. Not mergeable.
1529       V.OtherVNI = OtherLRQ.valueIn();
1530       return CR_Impossible;
1531     }
1532     V.OtherVNI = OtherVNI;
1533     Val &OtherV = Other.Vals[OtherVNI->id];
1534     // Keep this value, check for conflicts when analyzing OtherVNI.
1535     if (!OtherV.isAnalyzed())
1536       return CR_Keep;
1537     // Both sides have been analyzed now.
1538     // Allow overlapping PHI values. Any real interference would show up in a
1539     // predecessor, the PHI itself can't introduce any conflicts.
1540     if (VNI->isPHIDef())
1541       return CR_Merge;
1542     if (V.ValidLanes & OtherV.ValidLanes)
1543       // Overlapping lanes can't be resolved.
1544       return CR_Impossible;
1545     else
1546       return CR_Merge;
1547   }
1549   // No simultaneous def. Is Other live at the def?
1550   V.OtherVNI = OtherLRQ.valueIn();
1551   if (!V.OtherVNI)
1552     // No overlap, no conflict.
1553     return CR_Keep;
1555   assert(!SlotIndex::isSameInstr(VNI->def, V.OtherVNI->def) && "Broken LRQ");
1557   // We have overlapping values, or possibly a kill of Other.
1558   // Recursively compute assignments up the dominator tree.
1559   Other.computeAssignment(V.OtherVNI->id, *this);
1560   Val &OtherV = Other.Vals[V.OtherVNI->id];
1562   // Check if OtherV is an IMPLICIT_DEF that extends beyond its basic block.
1563   // This shouldn't normally happen, but ProcessImplicitDefs can leave such
1564   // IMPLICIT_DEF instructions behind, and there is nothing wrong with it
1565   // technically.
1566   //
1567   // WHen it happens, treat that IMPLICIT_DEF as a normal value, and don't try
1568   // to erase the IMPLICIT_DEF instruction.
1569   if (OtherV.ErasableImplicitDef && DefMI &&
1570       DefMI->getParent() != Indexes->getMBBFromIndex(V.OtherVNI->def)) {
1571     DEBUG(dbgs() << "IMPLICIT_DEF defined at " << V.OtherVNI->def
1572                  << " extends into BB#" << DefMI->getParent()->getNumber()
1573                  << ", keeping it.\n");
1574     OtherV.ErasableImplicitDef = false;
1575   }
1577   // Allow overlapping PHI values. Any real interference would show up in a
1578   // predecessor, the PHI itself can't introduce any conflicts.
1579   if (VNI->isPHIDef())
1580     return CR_Replace;
1582   // Check for simple erasable conflicts.
1583   if (DefMI->isImplicitDef())
1584     return CR_Erase;
1586   // Include the non-conflict where DefMI is a coalescable copy that kills
1587   // OtherVNI. We still want the copy erased and value numbers merged.
1588   if (CP.isCoalescable(DefMI)) {
1589     // Some of the lanes copied from OtherVNI may be undef, making them undef
1590     // here too.
1591     V.ValidLanes &= ~V.WriteLanes | OtherV.ValidLanes;
1592     return CR_Erase;
1593   }
1595   // This may not be a real conflict if DefMI simply kills Other and defines
1596   // VNI.
1597   if (OtherLRQ.isKill() && OtherLRQ.endPoint() <= VNI->def)
1598     return CR_Keep;
1600   // Handle the case where VNI and OtherVNI can be proven to be identical:
1601   //
1602   //   %other = COPY %ext
1603   //   %this  = COPY %ext <-- Erase this copy
1604   //
1605   if (DefMI->isFullCopy() && !CP.isPartial() &&
1606       stripCopies(VNI) == stripCopies(V.OtherVNI))
1607     return CR_Erase;
1609   // If the lanes written by this instruction were all undef in OtherVNI, it is
1610   // still safe to join the live ranges. This can't be done with a simple value
1611   // mapping, though - OtherVNI will map to multiple values:
1612   //
1613   //   1 %dst:ssub0 = FOO                <-- OtherVNI
1614   //   2 %src = BAR                      <-- VNI
1615   //   3 %dst:ssub1 = COPY %src<kill>    <-- Eliminate this copy.
1616   //   4 BAZ %dst<kill>
1617   //   5 QUUX %src<kill>
1618   //
1619   // Here OtherVNI will map to itself in [1;2), but to VNI in [2;5). CR_Replace
1620   // handles this complex value mapping.
1621   if ((V.WriteLanes & OtherV.ValidLanes) == 0)
1622     return CR_Replace;
1624   // If the other live range is killed by DefMI and the live ranges are still
1625   // overlapping, it must be because we're looking at an early clobber def:
1626   //
1627   //   %dst<def,early-clobber> = ASM %src<kill>
1628   //
1629   // In this case, it is illegal to merge the two live ranges since the early
1630   // clobber def would clobber %src before it was read.
1631   if (OtherLRQ.isKill()) {
1632     // This case where the def doesn't overlap the kill is handled above.
1633     assert(VNI->def.isEarlyClobber() &&
1634            "Only early clobber defs can overlap a kill");
1635     return CR_Impossible;
1636   }
1638   // VNI is clobbering live lanes in OtherVNI, but there is still the
1639   // possibility that no instructions actually read the clobbered lanes.
1640   // If we're clobbering all the lanes in OtherVNI, at least one must be read.
1641   // Otherwise Other.LI wouldn't be live here.
1642   if ((TRI->getSubRegIndexLaneMask(Other.SubIdx) & ~V.WriteLanes) == 0)
1643     return CR_Impossible;
1645   // We need to verify that no instructions are reading the clobbered lanes. To
1646   // save compile time, we'll only check that locally. Don't allow the tainted
1647   // value to escape the basic block.
1648   MachineBasicBlock *MBB = Indexes->getMBBFromIndex(VNI->def);
1649   if (OtherLRQ.endPoint() >= Indexes->getMBBEndIdx(MBB))
1650     return CR_Impossible;
1652   // There are still some things that could go wrong besides clobbered lanes
1653   // being read, for example OtherVNI may be only partially redefined in MBB,
1654   // and some clobbered lanes could escape the block. Save this analysis for
1655   // resolveConflicts() when all values have been mapped. We need to know
1656   // RedefVNI and WriteLanes for any later defs in MBB, and we can't compute
1657   // that now - the recursive analyzeValue() calls must go upwards in the
1658   // dominator tree.
1659   return CR_Unresolved;
1662 /// Compute the value assignment for ValNo in LI.
1663 /// This may be called recursively by analyzeValue(), but never for a ValNo on
1664 /// the stack.
1665 void JoinVals::computeAssignment(unsigned ValNo, JoinVals &Other) {
1666   Val &V = Vals[ValNo];
1667   if (V.isAnalyzed()) {
1668     // Recursion should always move up the dominator tree, so ValNo is not
1669     // supposed to reappear before it has been assigned.
1670     assert(Assignments[ValNo] != -1 && "Bad recursion?");
1671     return;
1672   }
1673   switch ((V.Resolution = analyzeValue(ValNo, Other))) {
1674   case CR_Erase:
1675   case CR_Merge:
1676     // Merge this ValNo into OtherVNI.
1677     assert(V.OtherVNI && "OtherVNI not assigned, can't merge.");
1678     assert(Other.Vals[V.OtherVNI->id].isAnalyzed() && "Missing recursion");
1679     Assignments[ValNo] = Other.Assignments[V.OtherVNI->id];
1680     DEBUG(dbgs() << "\t\tmerge " << PrintReg(LI.reg) << ':' << ValNo << '@'
1681                  << LI.getValNumInfo(ValNo)->def << " into "
1682                  << PrintReg(Other.LI.reg) << ':' << V.OtherVNI->id << '@'
1683                  << V.OtherVNI->def << " --> @"
1684                  << NewVNInfo[Assignments[ValNo]]->def << '\n');
1685     break;
1686   case CR_Replace:
1687   case CR_Unresolved:
1688     // The other value is going to be pruned if this join is successful.
1689     assert(V.OtherVNI && "OtherVNI not assigned, can't prune");
1690     Other.Vals[V.OtherVNI->id].Pruned = true;
1691     // Fall through.
1692   default:
1693     // This value number needs to go in the final joined live range.
1694     Assignments[ValNo] = NewVNInfo.size();
1695     NewVNInfo.push_back(LI.getValNumInfo(ValNo));
1696     break;
1697   }
1700 bool JoinVals::mapValues(JoinVals &Other) {
1701   for (unsigned i = 0, e = LI.getNumValNums(); i != e; ++i) {
1702     computeAssignment(i, Other);
1703     if (Vals[i].Resolution == CR_Impossible) {
1704       DEBUG(dbgs() << "\t\tinterference at " << PrintReg(LI.reg) << ':' << i
1705                    << '@' << LI.getValNumInfo(i)->def << '\n');
1706       return false;
1707     }
1708   }
1709   return true;
1712 /// Assuming ValNo is going to clobber some valid lanes in Other.LI, compute
1713 /// the extent of the tainted lanes in the block.
1714 ///
1715 /// Multiple values in Other.LI can be affected since partial redefinitions can
1716 /// preserve previously tainted lanes.
1717 ///
1718 ///   1 %dst = VLOAD           <-- Define all lanes in %dst
1719 ///   2 %src = FOO             <-- ValNo to be joined with %dst:ssub0
1720 ///   3 %dst:ssub1 = BAR       <-- Partial redef doesn't clear taint in ssub0
1721 ///   4 %dst:ssub0 = COPY %src <-- Conflict resolved, ssub0 wasn't read
1722 ///
1723 /// For each ValNo in Other that is affected, add an (EndIndex, TaintedLanes)
1724 /// entry to TaintedVals.
1725 ///
1726 /// Returns false if the tainted lanes extend beyond the basic block.
1727 bool JoinVals::
1728 taintExtent(unsigned ValNo, unsigned TaintedLanes, JoinVals &Other,
1729             SmallVectorImpl<std::pair<SlotIndex, unsigned> > &TaintExtent) {
1730   VNInfo *VNI = LI.getValNumInfo(ValNo);
1731   MachineBasicBlock *MBB = Indexes->getMBBFromIndex(VNI->def);
1732   SlotIndex MBBEnd = Indexes->getMBBEndIdx(MBB);
1734   // Scan Other.LI from VNI.def to MBBEnd.
1735   LiveInterval::iterator OtherI = Other.LI.find(VNI->def);
1736   assert(OtherI != Other.LI.end() && "No conflict?");
1737   do {
1738     // OtherI is pointing to a tainted value. Abort the join if the tainted
1739     // lanes escape the block.
1740     SlotIndex End = OtherI->end;
1741     if (End >= MBBEnd) {
1742       DEBUG(dbgs() << "\t\ttaints global " << PrintReg(Other.LI.reg) << ':'
1743                    << OtherI->valno->id << '@' << OtherI->start << '\n');
1744       return false;
1745     }
1746     DEBUG(dbgs() << "\t\ttaints local " << PrintReg(Other.LI.reg) << ':'
1747                  << OtherI->valno->id << '@' << OtherI->start
1748                  << " to " << End << '\n');
1749     // A dead def is not a problem.
1750     if (End.isDead())
1751       break;
1752     TaintExtent.push_back(std::make_pair(End, TaintedLanes));
1754     // Check for another def in the MBB.
1755     if (++OtherI == Other.LI.end() || OtherI->start >= MBBEnd)
1756       break;
1758     // Lanes written by the new def are no longer tainted.
1759     const Val &OV = Other.Vals[OtherI->valno->id];
1760     TaintedLanes &= ~OV.WriteLanes;
1761     if (!OV.RedefVNI)
1762       break;
1763   } while (TaintedLanes);
1764   return true;
1767 /// Return true if MI uses any of the given Lanes from Reg.
1768 /// This does not include partial redefinitions of Reg.
1769 bool JoinVals::usesLanes(MachineInstr *MI, unsigned Reg, unsigned SubIdx,
1770                          unsigned Lanes) {
1771   if (MI->isDebugValue())
1772     return false;
1773   for (ConstMIOperands MO(MI); MO.isValid(); ++MO) {
1774     if (!MO->isReg() || MO->isDef() || MO->getReg() != Reg)
1775       continue;
1776     if (!MO->readsReg())
1777       continue;
1778     if (Lanes & TRI->getSubRegIndexLaneMask(
1779                   TRI->composeSubRegIndices(SubIdx, MO->getSubReg())))
1780       return true;
1781   }
1782   return false;
1785 bool JoinVals::resolveConflicts(JoinVals &Other) {
1786   for (unsigned i = 0, e = LI.getNumValNums(); i != e; ++i) {
1787     Val &V = Vals[i];
1788     assert (V.Resolution != CR_Impossible && "Unresolvable conflict");
1789     if (V.Resolution != CR_Unresolved)
1790       continue;
1791     DEBUG(dbgs() << "\t\tconflict at " << PrintReg(LI.reg) << ':' << i
1792                  << '@' << LI.getValNumInfo(i)->def << '\n');
1793     ++NumLaneConflicts;
1794     assert(V.OtherVNI && "Inconsistent conflict resolution.");
1795     VNInfo *VNI = LI.getValNumInfo(i);
1796     const Val &OtherV = Other.Vals[V.OtherVNI->id];
1798     // VNI is known to clobber some lanes in OtherVNI. If we go ahead with the
1799     // join, those lanes will be tainted with a wrong value. Get the extent of
1800     // the tainted lanes.
1801     unsigned TaintedLanes = V.WriteLanes & OtherV.ValidLanes;
1802     SmallVector<std::pair<SlotIndex, unsigned>, 8> TaintExtent;
1803     if (!taintExtent(i, TaintedLanes, Other, TaintExtent))
1804       // Tainted lanes would extend beyond the basic block.
1805       return false;
1807     assert(!TaintExtent.empty() && "There should be at least one conflict.");
1809     // Now look at the instructions from VNI->def to TaintExtent (inclusive).
1810     MachineBasicBlock *MBB = Indexes->getMBBFromIndex(VNI->def);
1811     MachineBasicBlock::iterator MI = MBB->begin();
1812     if (!VNI->isPHIDef()) {
1813       MI = Indexes->getInstructionFromIndex(VNI->def);
1814       // No need to check the instruction defining VNI for reads.
1815       ++MI;
1816     }
1817     assert(!SlotIndex::isSameInstr(VNI->def, TaintExtent.front().first) &&
1818            "Interference ends on VNI->def. Should have been handled earlier");
1819     MachineInstr *LastMI =
1820       Indexes->getInstructionFromIndex(TaintExtent.front().first);
1821     assert(LastMI && "Range must end at a proper instruction");
1822     unsigned TaintNum = 0;
1823     for(;;) {
1824       assert(MI != MBB->end() && "Bad LastMI");
1825       if (usesLanes(MI, Other.LI.reg, Other.SubIdx, TaintedLanes)) {
1826         DEBUG(dbgs() << "\t\ttainted lanes used by: " << *MI);
1827         return false;
1828       }
1829       // LastMI is the last instruction to use the current value.
1830       if (&*MI == LastMI) {
1831         if (++TaintNum == TaintExtent.size())
1832           break;
1833         LastMI = Indexes->getInstructionFromIndex(TaintExtent[TaintNum].first);
1834         assert(LastMI && "Range must end at a proper instruction");
1835         TaintedLanes = TaintExtent[TaintNum].second;
1836       }
1837       ++MI;
1838     }
1840     // The tainted lanes are unused.
1841     V.Resolution = CR_Replace;
1842     ++NumLaneResolves;
1843   }
1844   return true;
1847 // Determine if ValNo is a copy of a value number in LI or Other.LI that will
1848 // be pruned:
1849 //
1850 //   %dst = COPY %src
1851 //   %src = COPY %dst  <-- This value to be pruned.
1852 //   %dst = COPY %src  <-- This value is a copy of a pruned value.
1853 //
1854 bool JoinVals::isPrunedValue(unsigned ValNo, JoinVals &Other) {
1855   Val &V = Vals[ValNo];
1856   if (V.Pruned || V.PrunedComputed)
1857     return V.Pruned;
1859   if (V.Resolution != CR_Erase && V.Resolution != CR_Merge)
1860     return V.Pruned;
1862   // Follow copies up the dominator tree and check if any intermediate value
1863   // has been pruned.
1864   V.PrunedComputed = true;
1865   V.Pruned = Other.isPrunedValue(V.OtherVNI->id, *this);
1866   return V.Pruned;
1869 void JoinVals::pruneValues(JoinVals &Other,
1870                            SmallVectorImpl<SlotIndex> &EndPoints) {
1871   for (unsigned i = 0, e = LI.getNumValNums(); i != e; ++i) {
1872     SlotIndex Def = LI.getValNumInfo(i)->def;
1873     switch (Vals[i].Resolution) {
1874     case CR_Keep:
1875       break;
1876     case CR_Replace: {
1877       // This value takes precedence over the value in Other.LI.
1878       LIS->pruneValue(&Other.LI, Def, &EndPoints);
1879       // Check if we're replacing an IMPLICIT_DEF value. The IMPLICIT_DEF
1880       // instructions are only inserted to provide a live-out value for PHI
1881       // predecessors, so the instruction should simply go away once its value
1882       // has been replaced.
1883       Val &OtherV = Other.Vals[Vals[i].OtherVNI->id];
1884       bool EraseImpDef = OtherV.ErasableImplicitDef &&
1885                          OtherV.Resolution == CR_Keep;
1886       if (!Def.isBlock()) {
1887         // Remove <def,read-undef> flags. This def is now a partial redef.
1888         // Also remove <def,dead> flags since the joined live range will
1889         // continue past this instruction.
1890         for (MIOperands MO(Indexes->getInstructionFromIndex(Def));
1891              MO.isValid(); ++MO)
1892           if (MO->isReg() && MO->isDef() && MO->getReg() == LI.reg) {
1893             MO->setIsUndef(EraseImpDef);
1894             MO->setIsDead(false);
1895           }
1896         // This value will reach instructions below, but we need to make sure
1897         // the live range also reaches the instruction at Def.
1898         if (!EraseImpDef)
1899           EndPoints.push_back(Def);
1900       }
1901       DEBUG(dbgs() << "\t\tpruned " << PrintReg(Other.LI.reg) << " at " << Def
1902                    << ": " << Other.LI << '\n');
1903       break;
1904     }
1905     case CR_Erase:
1906     case CR_Merge:
1907       if (isPrunedValue(i, Other)) {
1908         // This value is ultimately a copy of a pruned value in LI or Other.LI.
1909         // We can no longer trust the value mapping computed by
1910         // computeAssignment(), the value that was originally copied could have
1911         // been replaced.
1912         LIS->pruneValue(&LI, Def, &EndPoints);
1913         DEBUG(dbgs() << "\t\tpruned all of " << PrintReg(LI.reg) << " at "
1914                      << Def << ": " << LI << '\n');
1915       }
1916       break;
1917     case CR_Unresolved:
1918     case CR_Impossible:
1919       llvm_unreachable("Unresolved conflicts");
1920     }
1921   }
1924 void JoinVals::eraseInstrs(SmallPtrSet<MachineInstr*, 8> &ErasedInstrs,
1925                            SmallVectorImpl<unsigned> &ShrinkRegs) {
1926   for (unsigned i = 0, e = LI.getNumValNums(); i != e; ++i) {
1927     // Get the def location before markUnused() below invalidates it.
1928     SlotIndex Def = LI.getValNumInfo(i)->def;
1929     switch (Vals[i].Resolution) {
1930     case CR_Keep:
1931       // If an IMPLICIT_DEF value is pruned, it doesn't serve a purpose any
1932       // longer. The IMPLICIT_DEF instructions are only inserted by
1933       // PHIElimination to guarantee that all PHI predecessors have a value.
1934       if (!Vals[i].ErasableImplicitDef || !Vals[i].Pruned)
1935         break;
1936       // Remove value number i from LI. Note that this VNInfo is still present
1937       // in NewVNInfo, so it will appear as an unused value number in the final
1938       // joined interval.
1939       LI.getValNumInfo(i)->markUnused();
1940       LI.removeValNo(LI.getValNumInfo(i));
1941       DEBUG(dbgs() << "\t\tremoved " << i << '@' << Def << ": " << LI << '\n');
1942       // FALL THROUGH.
1944     case CR_Erase: {
1945       MachineInstr *MI = Indexes->getInstructionFromIndex(Def);
1946       assert(MI && "No instruction to erase");
1947       if (MI->isCopy()) {
1948         unsigned Reg = MI->getOperand(1).getReg();
1949         if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(Reg) &&
1950             Reg != CP.getSrcReg() && Reg != CP.getDstReg())
1951           ShrinkRegs.push_back(Reg);
1952       }
1953       ErasedInstrs.insert(MI);
1954       DEBUG(dbgs() << "\t\terased:\t" << Def << '\t' << *MI);
1955       LIS->RemoveMachineInstrFromMaps(MI);
1956       MI->eraseFromParent();
1957       break;
1958     }
1959     default:
1960       break;
1961     }
1962   }
1965 bool RegisterCoalescer::joinVirtRegs(CoalescerPair &CP) {
1966   SmallVector<VNInfo*, 16> NewVNInfo;
1967   LiveInterval &RHS = LIS->getInterval(CP.getSrcReg());
1968   LiveInterval &LHS = LIS->getInterval(CP.getDstReg());
1969   JoinVals RHSVals(RHS, CP.getSrcIdx(), NewVNInfo, CP, LIS, TRI);
1970   JoinVals LHSVals(LHS, CP.getDstIdx(), NewVNInfo, CP, LIS, TRI);
1972   DEBUG(dbgs() << "\t\tRHS = " << PrintReg(CP.getSrcReg()) << ' ' << RHS
1973                << "\n\t\tLHS = " << PrintReg(CP.getDstReg()) << ' ' << LHS
1974                << '\n');
1976   // First compute NewVNInfo and the simple value mappings.
1977   // Detect impossible conflicts early.
1978   if (!LHSVals.mapValues(RHSVals) || !RHSVals.mapValues(LHSVals))
1979     return false;
1981   // Some conflicts can only be resolved after all values have been mapped.
1982   if (!LHSVals.resolveConflicts(RHSVals) || !RHSVals.resolveConflicts(LHSVals))
1983     return false;
1985   // All clear, the live ranges can be merged.
1987   // The merging algorithm in LiveInterval::join() can't handle conflicting
1988   // value mappings, so we need to remove any live ranges that overlap a
1989   // CR_Replace resolution. Collect a set of end points that can be used to
1990   // restore the live range after joining.
1991   SmallVector<SlotIndex, 8> EndPoints;
1992   LHSVals.pruneValues(RHSVals, EndPoints);
1993   RHSVals.pruneValues(LHSVals, EndPoints);
1995   // Erase COPY and IMPLICIT_DEF instructions. This may cause some external
1996   // registers to require trimming.
1997   SmallVector<unsigned, 8> ShrinkRegs;
1998   LHSVals.eraseInstrs(ErasedInstrs, ShrinkRegs);
1999   RHSVals.eraseInstrs(ErasedInstrs, ShrinkRegs);
2000   while (!ShrinkRegs.empty())
2001     LIS->shrinkToUses(&LIS->getInterval(ShrinkRegs.pop_back_val()));
2003   // Join RHS into LHS.
2004   LHS.join(RHS, LHSVals.getAssignments(), RHSVals.getAssignments(), NewVNInfo,
2005            MRI);
2007   // Kill flags are going to be wrong if the live ranges were overlapping.
2008   // Eventually, we should simply clear all kill flags when computing live
2009   // ranges. They are reinserted after register allocation.
2010   MRI->clearKillFlags(LHS.reg);
2011   MRI->clearKillFlags(RHS.reg);
2013   if (EndPoints.empty())
2014     return true;
2016   // Recompute the parts of the live range we had to remove because of
2017   // CR_Replace conflicts.
2018   DEBUG(dbgs() << "\t\trestoring liveness to " << EndPoints.size()
2019                << " points: " << LHS << '\n');
2020   LIS->extendToIndices(&LHS, EndPoints);
2021   return true;
2024 /// joinIntervals - Attempt to join these two intervals.  On failure, this
2025 /// returns false.
2026 bool RegisterCoalescer::joinIntervals(CoalescerPair &CP) {
2027   return CP.isPhys() ? joinReservedPhysReg(CP) : joinVirtRegs(CP);
2030 namespace {
2031 // Information concerning MBB coalescing priority.
2032 struct MBBPriorityInfo {
2033   MachineBasicBlock *MBB;
2034   unsigned Depth;
2035   bool IsSplit;
2037   MBBPriorityInfo(MachineBasicBlock *mbb, unsigned depth, bool issplit)
2038     : MBB(mbb), Depth(depth), IsSplit(issplit) {}
2039 };
2042 // C-style comparator that sorts first based on the loop depth of the basic
2043 // block (the unsigned), and then on the MBB number.
2044 //
2045 // EnableGlobalCopies assumes that the primary sort key is loop depth.
2046 static int compareMBBPriority(const void *L, const void *R) {
2047   const MBBPriorityInfo *LHS = static_cast<const MBBPriorityInfo*>(L);
2048   const MBBPriorityInfo *RHS = static_cast<const MBBPriorityInfo*>(R);
2049   // Deeper loops first
2050   if (LHS->Depth != RHS->Depth)
2051     return LHS->Depth > RHS->Depth ? -1 : 1;
2053   // Try to unsplit critical edges next.
2054   if (LHS->IsSplit != RHS->IsSplit)
2055     return LHS->IsSplit ? -1 : 1;
2057   // Prefer blocks that are more connected in the CFG. This takes care of
2058   // the most difficult copies first while intervals are short.
2059   unsigned cl = LHS->MBB->pred_size() + LHS->MBB->succ_size();
2060   unsigned cr = RHS->MBB->pred_size() + RHS->MBB->succ_size();
2061   if (cl != cr)
2062     return cl > cr ? -1 : 1;
2064   // As a last resort, sort by block number.
2065   return LHS->MBB->getNumber() < RHS->MBB->getNumber() ? -1 : 1;
2068 /// \returns true if the given copy uses or defines a local live range.
2069 static bool isLocalCopy(MachineInstr *Copy, const LiveIntervals *LIS) {
2070   if (!Copy->isCopy())
2071     return false;
2073   if (Copy->getOperand(1).isUndef())
2074     return false;
2076   unsigned SrcReg = Copy->getOperand(1).getReg();
2077   unsigned DstReg = Copy->getOperand(0).getReg();
2078   if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(SrcReg)
2079       || TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(DstReg))
2080     return false;
2082   return LIS->intervalIsInOneMBB(LIS->getInterval(SrcReg))
2083     || LIS->intervalIsInOneMBB(LIS->getInterval(DstReg));
2086 // Try joining WorkList copies starting from index From.
2087 // Null out any successful joins.
2088 bool RegisterCoalescer::
2089 copyCoalesceWorkList(MutableArrayRef<MachineInstr*> CurrList) {
2090   bool Progress = false;
2091   for (unsigned i = 0, e = CurrList.size(); i != e; ++i) {
2092     if (!CurrList[i])
2093       continue;
2094     // Skip instruction pointers that have already been erased, for example by
2095     // dead code elimination.
2096     if (ErasedInstrs.erase(CurrList[i])) {
2097       CurrList[i] = 0;
2098       continue;
2099     }
2100     bool Again = false;
2101     bool Success = joinCopy(CurrList[i], Again);
2102     Progress |= Success;
2103     if (Success || !Again)
2104       CurrList[i] = 0;
2105   }
2106   return Progress;
2109 void
2110 RegisterCoalescer::copyCoalesceInMBB(MachineBasicBlock *MBB) {
2111   DEBUG(dbgs() << MBB->getName() << ":\n");
2113   // Collect all copy-like instructions in MBB. Don't start coalescing anything
2114   // yet, it might invalidate the iterator.
2115   const unsigned PrevSize = WorkList.size();
2116   if (JoinGlobalCopies) {
2117     // Coalesce copies bottom-up to coalesce local defs before local uses. They
2118     // are not inherently easier to resolve, but slightly preferable until we
2119     // have local live range splitting. In particular this is required by
2120     // cmp+jmp macro fusion.
2121     for (MachineBasicBlock::iterator MII = MBB->begin(), E = MBB->end();
2122          MII != E; ++MII) {
2123       if (!MII->isCopyLike())
2124         continue;
2125       if (isLocalCopy(&(*MII), LIS))
2126         LocalWorkList.push_back(&(*MII));
2127       else
2128         WorkList.push_back(&(*MII));
2129     }
2130   }
2131   else {
2132      for (MachineBasicBlock::iterator MII = MBB->begin(), E = MBB->end();
2133           MII != E; ++MII)
2134        if (MII->isCopyLike())
2135          WorkList.push_back(MII);
2136   }
2137   // Try coalescing the collected copies immediately, and remove the nulls.
2138   // This prevents the WorkList from getting too large since most copies are
2139   // joinable on the first attempt.
2140   MutableArrayRef<MachineInstr*>
2141     CurrList(WorkList.begin() + PrevSize, WorkList.end());
2142   if (copyCoalesceWorkList(CurrList))
2143     WorkList.erase(std::remove(WorkList.begin() + PrevSize, WorkList.end(),
2144                                (MachineInstr*)0), WorkList.end());
2147 void RegisterCoalescer::coalesceLocals() {
2148   copyCoalesceWorkList(LocalWorkList);
2149   for (unsigned j = 0, je = LocalWorkList.size(); j != je; ++j) {
2150     if (LocalWorkList[j])
2151       WorkList.push_back(LocalWorkList[j]);
2152   }
2153   LocalWorkList.clear();
2156 void RegisterCoalescer::joinAllIntervals() {
2157   DEBUG(dbgs() << "********** JOINING INTERVALS ***********\n");
2158   assert(WorkList.empty() && LocalWorkList.empty() && "Old data still around.");
2160   std::vector<MBBPriorityInfo> MBBs;
2161   MBBs.reserve(MF->size());
2162   for (MachineFunction::iterator I = MF->begin(), E = MF->end();I != E;++I){
2163     MachineBasicBlock *MBB = I;
2164     MBBs.push_back(MBBPriorityInfo(MBB, Loops->getLoopDepth(MBB),
2165                                    JoinSplitEdges && isSplitEdge(MBB)));
2166   }
2167   array_pod_sort(MBBs.begin(), MBBs.end(), compareMBBPriority);
2169   // Coalesce intervals in MBB priority order.
2170   unsigned CurrDepth = UINT_MAX;
2171   for (unsigned i = 0, e = MBBs.size(); i != e; ++i) {
2172     // Try coalescing the collected local copies for deeper loops.
2173     if (JoinGlobalCopies && MBBs[i].Depth < CurrDepth) {
2174       coalesceLocals();
2175       CurrDepth = MBBs[i].Depth;
2176     }
2177     copyCoalesceInMBB(MBBs[i].MBB);
2178   }
2179   coalesceLocals();
2181   // Joining intervals can allow other intervals to be joined.  Iteratively join
2182   // until we make no progress.
2183   while (copyCoalesceWorkList(WorkList))
2184     /* empty */ ;
2187 void RegisterCoalescer::releaseMemory() {
2188   ErasedInstrs.clear();
2189   WorkList.clear();
2190   DeadDefs.clear();
2191   InflateRegs.clear();
2194 bool RegisterCoalescer::runOnMachineFunction(MachineFunction &fn) {
2195   MF = &fn;
2196   MRI = &fn.getRegInfo();
2197   TM = &fn.getTarget();
2198   TRI = TM->getRegisterInfo();
2199   TII = TM->getInstrInfo();
2200   LIS = &getAnalysis<LiveIntervals>();
2201   AA = &getAnalysis<AliasAnalysis>();
2202   Loops = &getAnalysis<MachineLoopInfo>();
2204   const TargetSubtargetInfo &ST = TM->getSubtarget<TargetSubtargetInfo>();
2205   if (EnableGlobalCopies == cl::BOU_UNSET)
2206     JoinGlobalCopies = ST.enableMachineScheduler();
2207   else
2208     JoinGlobalCopies = (EnableGlobalCopies == cl::BOU_TRUE);
2210   // The MachineScheduler does not currently require JoinSplitEdges. This will
2211   // either be enabled unconditionally or replaced by a more general live range
2212   // splitting optimization.
2213   JoinSplitEdges = EnableJoinSplits;
2215   DEBUG(dbgs() << "********** SIMPLE REGISTER COALESCING **********\n"
2216                << "********** Function: " << MF->getName() << '\n');
2218   if (VerifyCoalescing)
2219     MF->verify(this, "Before register coalescing");
2221   RegClassInfo.runOnMachineFunction(fn);
2223   // Join (coalesce) intervals if requested.
2224   if (EnableJoining)
2225     joinAllIntervals();
2227   // After deleting a lot of copies, register classes may be less constrained.
2228   // Removing sub-register operands may allow GR32_ABCD -> GR32 and DPR_VFP2 ->
2229   // DPR inflation.
2230   array_pod_sort(InflateRegs.begin(), InflateRegs.end());
2231   InflateRegs.erase(std::unique(InflateRegs.begin(), InflateRegs.end()),
2232                     InflateRegs.end());
2233   DEBUG(dbgs() << "Trying to inflate " << InflateRegs.size() << " regs.\n");
2234   for (unsigned i = 0, e = InflateRegs.size(); i != e; ++i) {
2235     unsigned Reg = InflateRegs[i];
2236     if (MRI->reg_nodbg_empty(Reg))
2237       continue;
2238     if (MRI->recomputeRegClass(Reg, *TM)) {
2239       DEBUG(dbgs() << PrintReg(Reg) << " inflated to "
2240                    << MRI->getRegClass(Reg)->getName() << '\n');
2241       ++NumInflated;
2242     }
2243   }
2245   DEBUG(dump());
2246   if (VerifyCoalescing)
2247     MF->verify(this, "After register coalescing");
2248   return true;
2251 /// print - Implement the dump method.
2252 void RegisterCoalescer::print(raw_ostream &O, const Module* m) const {
2253    LIS->print(O, m);