]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - contrib/llvm/lib/CodeGen/RegAllocGreedy.cpp
Merge ^/head r319548 through r319778.
[FreeBSD/FreeBSD.git] / contrib / llvm / lib / CodeGen / RegAllocGreedy.cpp
1 //===-- RegAllocGreedy.cpp - greedy register allocator --------------------===//
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 defines the RAGreedy function pass for register allocation in
11 // optimized builds.
12 //
13 //===----------------------------------------------------------------------===//
14
15 #include "AllocationOrder.h"
16 #include "InterferenceCache.h"
17 #include "LiveDebugVariables.h"
18 #include "RegAllocBase.h"
19 #include "SpillPlacement.h"
20 #include "Spiller.h"
21 #include "SplitKit.h"
22 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
23 #include "llvm/Analysis/AliasAnalysis.h"
24 #include "llvm/CodeGen/CalcSpillWeights.h"
25 #include "llvm/CodeGen/EdgeBundles.h"
26 #include "llvm/CodeGen/LiveIntervalAnalysis.h"
27 #include "llvm/CodeGen/LiveRangeEdit.h"
28 #include "llvm/CodeGen/LiveRegMatrix.h"
29 #include "llvm/CodeGen/LiveStackAnalysis.h"
30 #include "llvm/CodeGen/MachineBlockFrequencyInfo.h"
31 #include "llvm/CodeGen/MachineDominators.h"
32 #include "llvm/CodeGen/MachineFrameInfo.h"
33 #include "llvm/CodeGen/MachineFunctionPass.h"
34 #include "llvm/CodeGen/MachineLoopInfo.h"
35 #include "llvm/CodeGen/MachineOptimizationRemarkEmitter.h"
36 #include "llvm/CodeGen/MachineRegisterInfo.h"
37 #include "llvm/CodeGen/Passes.h"
38 #include "llvm/CodeGen/RegAllocRegistry.h"
39 #include "llvm/CodeGen/RegisterClassInfo.h"
40 #include "llvm/CodeGen/VirtRegMap.h"
41 #include "llvm/IR/LLVMContext.h"
42 #include "llvm/PassAnalysisSupport.h"
43 #include "llvm/Support/BranchProbability.h"
44 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
45 #include "llvm/Support/Debug.h"
46 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
47 #include "llvm/Support/Timer.h"
48 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
49 #include "llvm/Target/TargetInstrInfo.h"
50 #include "llvm/Target/TargetSubtargetInfo.h"
51 #include <queue>
52
53 using namespace llvm;
54
55 #define DEBUG_TYPE "regalloc"
56
57 STATISTIC(NumGlobalSplits, "Number of split global live ranges");
58 STATISTIC(NumLocalSplits,  "Number of split local live ranges");
59 STATISTIC(NumEvicted,      "Number of interferences evicted");
60
61 static cl::opt<SplitEditor::ComplementSpillMode> SplitSpillMode(
62     "split-spill-mode", cl::Hidden,
63     cl::desc("Spill mode for splitting live ranges"),
64     cl::values(clEnumValN(SplitEditor::SM_Partition, "default", "Default"),
65                clEnumValN(SplitEditor::SM_Size, "size", "Optimize for size"),
66                clEnumValN(SplitEditor::SM_Speed, "speed", "Optimize for speed")),
67     cl::init(SplitEditor::SM_Speed));
68
69 static cl::opt<unsigned>
70 LastChanceRecoloringMaxDepth("lcr-max-depth", cl::Hidden,
71                              cl::desc("Last chance recoloring max depth"),
72                              cl::init(5));
73
74 static cl::opt<unsigned> LastChanceRecoloringMaxInterference(
75     "lcr-max-interf", cl::Hidden,
76     cl::desc("Last chance recoloring maximum number of considered"
77              " interference at a time"),
78     cl::init(8));
79
80 static cl::opt<bool>
81 ExhaustiveSearch("exhaustive-register-search", cl::NotHidden,
82                  cl::desc("Exhaustive Search for registers bypassing the depth "
83                           "and interference cutoffs of last chance recoloring"));
84
85 static cl::opt<bool> EnableLocalReassignment(
86     "enable-local-reassign", cl::Hidden,
87     cl::desc("Local reassignment can yield better allocation decisions, but "
88              "may be compile time intensive"),
89     cl::init(false));
90
91 static cl::opt<bool> EnableDeferredSpilling(
92     "enable-deferred-spilling", cl::Hidden,
93     cl::desc("Instead of spilling a variable right away, defer the actual "
94              "code insertion to the end of the allocation. That way the "
95              "allocator might still find a suitable coloring for this "
96              "variable because of other evicted variables."),
97     cl::init(false));
98
99 // FIXME: Find a good default for this flag and remove the flag.
100 static cl::opt<unsigned>
101 CSRFirstTimeCost("regalloc-csr-first-time-cost",
102               cl::desc("Cost for first time use of callee-saved register."),
103               cl::init(0), cl::Hidden);
104
105 static RegisterRegAlloc greedyRegAlloc("greedy", "greedy register allocator",
106                                        createGreedyRegisterAllocator);
107
108 namespace {
109 class RAGreedy : public MachineFunctionPass,
110                  public RegAllocBase,
111                  private LiveRangeEdit::Delegate {
112   // Convenient shortcuts.
113   typedef std::priority_queue<std::pair<unsigned, unsigned> > PQueue;
114   typedef SmallPtrSet<LiveInterval *, 4> SmallLISet;
115   typedef SmallSet<unsigned, 16> SmallVirtRegSet;
116
117   // context
118   MachineFunction *MF;
119
120   // Shortcuts to some useful interface.
121   const TargetInstrInfo *TII;
122   const TargetRegisterInfo *TRI;
123   RegisterClassInfo RCI;
124
125   // analyses
126   SlotIndexes *Indexes;
127   MachineBlockFrequencyInfo *MBFI;
128   MachineDominatorTree *DomTree;
129   MachineLoopInfo *Loops;
130   MachineOptimizationRemarkEmitter *ORE;
131   EdgeBundles *Bundles;
132   SpillPlacement *SpillPlacer;
133   LiveDebugVariables *DebugVars;
134   AliasAnalysis *AA;
135
136   // state
137   std::unique_ptr<Spiller> SpillerInstance;
138   PQueue Queue;
139   unsigned NextCascade;
140
141   // Live ranges pass through a number of stages as we try to allocate them.
142   // Some of the stages may also create new live ranges:
143   //
144   // - Region splitting.
145   // - Per-block splitting.
146   // - Local splitting.
147   // - Spilling.
148   //
149   // Ranges produced by one of the stages skip the previous stages when they are
150   // dequeued. This improves performance because we can skip interference checks
151   // that are unlikely to give any results. It also guarantees that the live
152   // range splitting algorithm terminates, something that is otherwise hard to
153   // ensure.
154   enum LiveRangeStage {
155     /// Newly created live range that has never been queued.
156     RS_New,
157
158     /// Only attempt assignment and eviction. Then requeue as RS_Split.
159     RS_Assign,
160
161     /// Attempt live range splitting if assignment is impossible.
162     RS_Split,
163
164     /// Attempt more aggressive live range splitting that is guaranteed to make
165     /// progress.  This is used for split products that may not be making
166     /// progress.
167     RS_Split2,
168
169     /// Live range will be spilled.  No more splitting will be attempted.
170     RS_Spill,
171
172
173     /// Live range is in memory. Because of other evictions, it might get moved
174     /// in a register in the end.
175     RS_Memory,
176
177     /// There is nothing more we can do to this live range.  Abort compilation
178     /// if it can't be assigned.
179     RS_Done
180   };
181
182   // Enum CutOffStage to keep a track whether the register allocation failed
183   // because of the cutoffs encountered in last chance recoloring.
184   // Note: This is used as bitmask. New value should be next power of 2.
185   enum CutOffStage {
186     // No cutoffs encountered
187     CO_None = 0,
188
189     // lcr-max-depth cutoff encountered
190     CO_Depth = 1,
191
192     // lcr-max-interf cutoff encountered
193     CO_Interf = 2
194   };
195
196   uint8_t CutOffInfo;
197
198 #ifndef NDEBUG
199   static const char *const StageName[];
200 #endif
201
202   // RegInfo - Keep additional information about each live range.
203   struct RegInfo {
204     LiveRangeStage Stage;
205
206     // Cascade - Eviction loop prevention. See canEvictInterference().
207     unsigned Cascade;
208
209     RegInfo() : Stage(RS_New), Cascade(0) {}
210   };
211
212   IndexedMap<RegInfo, VirtReg2IndexFunctor> ExtraRegInfo;
213
214   LiveRangeStage getStage(const LiveInterval &VirtReg) const {
215     return ExtraRegInfo[VirtReg.reg].Stage;
216   }
217
218   void setStage(const LiveInterval &VirtReg, LiveRangeStage Stage) {
219     ExtraRegInfo.resize(MRI->getNumVirtRegs());
220     ExtraRegInfo[VirtReg.reg].Stage = Stage;
221   }
222
223   template<typename Iterator>
224   void setStage(Iterator Begin, Iterator End, LiveRangeStage NewStage) {
225     ExtraRegInfo.resize(MRI->getNumVirtRegs());
226     for (;Begin != End; ++Begin) {
227       unsigned Reg = *Begin;
228       if (ExtraRegInfo[Reg].Stage == RS_New)
229         ExtraRegInfo[Reg].Stage = NewStage;
230     }
231   }
232
233   /// Cost of evicting interference.
234   struct EvictionCost {
235     unsigned BrokenHints; ///< Total number of broken hints.
236     float MaxWeight;      ///< Maximum spill weight evicted.
237
238     EvictionCost(): BrokenHints(0), MaxWeight(0) {}
239
240     bool isMax() const { return BrokenHints == ~0u; }
241
242     void setMax() { BrokenHints = ~0u; }
243
244     void setBrokenHints(unsigned NHints) { BrokenHints = NHints; }
245
246     bool operator<(const EvictionCost &O) const {
247       return std::tie(BrokenHints, MaxWeight) <
248              std::tie(O.BrokenHints, O.MaxWeight);
249     }
250   };
251
252   // splitting state.
253   std::unique_ptr<SplitAnalysis> SA;
254   std::unique_ptr<SplitEditor> SE;
255
256   /// Cached per-block interference maps
257   InterferenceCache IntfCache;
258
259   /// All basic blocks where the current register has uses.
260   SmallVector<SpillPlacement::BlockConstraint, 8> SplitConstraints;
261
262   /// Global live range splitting candidate info.
263   struct GlobalSplitCandidate {
264     // Register intended for assignment, or 0.
265     unsigned PhysReg;
266
267     // SplitKit interval index for this candidate.
268     unsigned IntvIdx;
269
270     // Interference for PhysReg.
271     InterferenceCache::Cursor Intf;
272
273     // Bundles where this candidate should be live.
274     BitVector LiveBundles;
275     SmallVector<unsigned, 8> ActiveBlocks;
276
277     void reset(InterferenceCache &Cache, unsigned Reg) {
278       PhysReg = Reg;
279       IntvIdx = 0;
280       Intf.setPhysReg(Cache, Reg);
281       LiveBundles.clear();
282       ActiveBlocks.clear();
283     }
284
285     // Set B[i] = C for every live bundle where B[i] was NoCand.
286     unsigned getBundles(SmallVectorImpl<unsigned> &B, unsigned C) {
287       unsigned Count = 0;
288       for (unsigned i : LiveBundles.set_bits())
289         if (B[i] == NoCand) {
290           B[i] = C;
291           Count++;
292         }
293       return Count;
294     }
295   };
296
297   /// Candidate info for each PhysReg in AllocationOrder.
298   /// This vector never shrinks, but grows to the size of the largest register
299   /// class.
300   SmallVector<GlobalSplitCandidate, 32> GlobalCand;
301
302   enum : unsigned { NoCand = ~0u };
303
304   /// Candidate map. Each edge bundle is assigned to a GlobalCand entry, or to
305   /// NoCand which indicates the stack interval.
306   SmallVector<unsigned, 32> BundleCand;
307
308   /// Callee-save register cost, calculated once per machine function.
309   BlockFrequency CSRCost;
310
311   /// Run or not the local reassignment heuristic. This information is
312   /// obtained from the TargetSubtargetInfo.
313   bool EnableLocalReassign;
314
315   /// Set of broken hints that may be reconciled later because of eviction.
316   SmallSetVector<LiveInterval *, 8> SetOfBrokenHints;
317
318 public:
319   RAGreedy();
320
321   /// Return the pass name.
322   StringRef getPassName() const override { return "Greedy Register Allocator"; }
323
324   /// RAGreedy analysis usage.
325   void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const override;
326   void releaseMemory() override;
327   Spiller &spiller() override { return *SpillerInstance; }
328   void enqueue(LiveInterval *LI) override;
329   LiveInterval *dequeue() override;
330   unsigned selectOrSplit(LiveInterval&, SmallVectorImpl<unsigned>&) override;
331   void aboutToRemoveInterval(LiveInterval &) override;
332
333   /// Perform register allocation.
334   bool runOnMachineFunction(MachineFunction &mf) override;
335
336   MachineFunctionProperties getRequiredProperties() const override {
337     return MachineFunctionProperties().set(
338         MachineFunctionProperties::Property::NoPHIs);
339   }
340
341   static char ID;
342
343 private:
344   unsigned selectOrSplitImpl(LiveInterval &, SmallVectorImpl<unsigned> &,
345                              SmallVirtRegSet &, unsigned = 0);
346
347   bool LRE_CanEraseVirtReg(unsigned) override;
348   void LRE_WillShrinkVirtReg(unsigned) override;
349   void LRE_DidCloneVirtReg(unsigned, unsigned) override;
350   void enqueue(PQueue &CurQueue, LiveInterval *LI);
351   LiveInterval *dequeue(PQueue &CurQueue);
352
353   BlockFrequency calcSpillCost();
354   bool addSplitConstraints(InterferenceCache::Cursor, BlockFrequency&);
355   void addThroughConstraints(InterferenceCache::Cursor, ArrayRef<unsigned>);
356   void growRegion(GlobalSplitCandidate &Cand);
357   BlockFrequency calcGlobalSplitCost(GlobalSplitCandidate&);
358   bool calcCompactRegion(GlobalSplitCandidate&);
359   void splitAroundRegion(LiveRangeEdit&, ArrayRef<unsigned>);
360   void calcGapWeights(unsigned, SmallVectorImpl<float>&);
361   unsigned canReassign(LiveInterval &VirtReg, unsigned PhysReg);
362   bool shouldEvict(LiveInterval &A, bool, LiveInterval &B, bool);
363   bool canEvictInterference(LiveInterval&, unsigned, bool, EvictionCost&);
364   void evictInterference(LiveInterval&, unsigned,
365                          SmallVectorImpl<unsigned>&);
366   bool mayRecolorAllInterferences(unsigned PhysReg, LiveInterval &VirtReg,
367                                   SmallLISet &RecoloringCandidates,
368                                   const SmallVirtRegSet &FixedRegisters);
369
370   unsigned tryAssign(LiveInterval&, AllocationOrder&,
371                      SmallVectorImpl<unsigned>&);
372   unsigned tryEvict(LiveInterval&, AllocationOrder&,
373                     SmallVectorImpl<unsigned>&, unsigned = ~0u);
374   unsigned tryRegionSplit(LiveInterval&, AllocationOrder&,
375                           SmallVectorImpl<unsigned>&);
376   /// Calculate cost of region splitting.
377   unsigned calculateRegionSplitCost(LiveInterval &VirtReg,
378                                     AllocationOrder &Order,
379                                     BlockFrequency &BestCost,
380                                     unsigned &NumCands, bool IgnoreCSR);
381   /// Perform region splitting.
382   unsigned doRegionSplit(LiveInterval &VirtReg, unsigned BestCand,
383                          bool HasCompact,
384                          SmallVectorImpl<unsigned> &NewVRegs);
385   /// Check other options before using a callee-saved register for the first
386   /// time.
387   unsigned tryAssignCSRFirstTime(LiveInterval &VirtReg, AllocationOrder &Order,
388                                  unsigned PhysReg, unsigned &CostPerUseLimit,
389                                  SmallVectorImpl<unsigned> &NewVRegs);
390   void initializeCSRCost();
391   unsigned tryBlockSplit(LiveInterval&, AllocationOrder&,
392                          SmallVectorImpl<unsigned>&);
393   unsigned tryInstructionSplit(LiveInterval&, AllocationOrder&,
394                                SmallVectorImpl<unsigned>&);
395   unsigned tryLocalSplit(LiveInterval&, AllocationOrder&,
396     SmallVectorImpl<unsigned>&);
397   unsigned trySplit(LiveInterval&, AllocationOrder&,
398                     SmallVectorImpl<unsigned>&);
399   unsigned tryLastChanceRecoloring(LiveInterval &, AllocationOrder &,
400                                    SmallVectorImpl<unsigned> &,
401                                    SmallVirtRegSet &, unsigned);
402   bool tryRecoloringCandidates(PQueue &, SmallVectorImpl<unsigned> &,
403                                SmallVirtRegSet &, unsigned);
404   void tryHintRecoloring(LiveInterval &);
405   void tryHintsRecoloring();
406
407   /// Model the information carried by one end of a copy.
408   struct HintInfo {
409     /// The frequency of the copy.
410     BlockFrequency Freq;
411     /// The virtual register or physical register.
412     unsigned Reg;
413     /// Its currently assigned register.
414     /// In case of a physical register Reg == PhysReg.
415     unsigned PhysReg;
416     HintInfo(BlockFrequency Freq, unsigned Reg, unsigned PhysReg)
417         : Freq(Freq), Reg(Reg), PhysReg(PhysReg) {}
418   };
419   typedef SmallVector<HintInfo, 4> HintsInfo;
420   BlockFrequency getBrokenHintFreq(const HintsInfo &, unsigned);
421   void collectHintInfo(unsigned, HintsInfo &);
422
423   bool isUnusedCalleeSavedReg(unsigned PhysReg) const;
424
425   /// Compute and report the number of spills and reloads for a loop.
426   void reportNumberOfSplillsReloads(MachineLoop *L, unsigned &Reloads,
427                                     unsigned &FoldedReloads, unsigned &Spills,
428                                     unsigned &FoldedSpills);
429
430   /// Report the number of spills and reloads for each loop.
431   void reportNumberOfSplillsReloads() {
432     for (MachineLoop *L : *Loops) {
433       unsigned Reloads, FoldedReloads, Spills, FoldedSpills;
434       reportNumberOfSplillsReloads(L, Reloads, FoldedReloads, Spills,
435                                    FoldedSpills);
436     }
437   }
438 };
439 } // end anonymous namespace
440
441 char RAGreedy::ID = 0;
442 char &llvm::RAGreedyID = RAGreedy::ID;
443
444 INITIALIZE_PASS_BEGIN(RAGreedy, "greedy",
445                 "Greedy Register Allocator", false, false)
446 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(LiveDebugVariables)
447 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(SlotIndexes)
448 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(LiveIntervals)
449 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(RegisterCoalescer)
450 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(MachineScheduler)
451 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(LiveStacks)
452 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(MachineDominatorTree)
453 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(MachineLoopInfo)
454 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(VirtRegMap)
455 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(LiveRegMatrix)
456 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(EdgeBundles)
457 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(SpillPlacement)
458 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(MachineOptimizationRemarkEmitterPass)
459 INITIALIZE_PASS_END(RAGreedy, "greedy",
460                 "Greedy Register Allocator", false, false)
461
462 #ifndef NDEBUG
463 const char *const RAGreedy::StageName[] = {
464     "RS_New",
465     "RS_Assign",
466     "RS_Split",
467     "RS_Split2",
468     "RS_Spill",
469     "RS_Memory",
470     "RS_Done"
471 };
472 #endif
473
474 // Hysteresis to use when comparing floats.
475 // This helps stabilize decisions based on float comparisons.
476 const float Hysteresis = (2007 / 2048.0f); // 0.97998046875
477
478
479 FunctionPass* llvm::createGreedyRegisterAllocator() {
480   return new RAGreedy();
481 }
482
483 RAGreedy::RAGreedy(): MachineFunctionPass(ID) {
484 }
485
486 void RAGreedy::getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
487   AU.setPreservesCFG();
488   AU.addRequired<MachineBlockFrequencyInfo>();
489   AU.addPreserved<MachineBlockFrequencyInfo>();
490   AU.addRequired<AAResultsWrapperPass>();
491   AU.addPreserved<AAResultsWrapperPass>();
492   AU.addRequired<LiveIntervals>();
493   AU.addPreserved<LiveIntervals>();
494   AU.addRequired<SlotIndexes>();
495   AU.addPreserved<SlotIndexes>();
496   AU.addRequired<LiveDebugVariables>();
497   AU.addPreserved<LiveDebugVariables>();
498   AU.addRequired<LiveStacks>();
499   AU.addPreserved<LiveStacks>();
500   AU.addRequired<MachineDominatorTree>();
501   AU.addPreserved<MachineDominatorTree>();
502   AU.addRequired<MachineLoopInfo>();
503   AU.addPreserved<MachineLoopInfo>();
504   AU.addRequired<VirtRegMap>();
505   AU.addPreserved<VirtRegMap>();
506   AU.addRequired<LiveRegMatrix>();
507   AU.addPreserved<LiveRegMatrix>();
508   AU.addRequired<EdgeBundles>();
509   AU.addRequired<SpillPlacement>();
510   AU.addRequired<MachineOptimizationRemarkEmitterPass>();
511   MachineFunctionPass::getAnalysisUsage(AU);
512 }
513
514
515 //===----------------------------------------------------------------------===//
516 //                     LiveRangeEdit delegate methods
517 //===----------------------------------------------------------------------===//
518
519 bool RAGreedy::LRE_CanEraseVirtReg(unsigned VirtReg) {
520   if (VRM->hasPhys(VirtReg)) {
521     LiveInterval &LI = LIS->getInterval(VirtReg);
522     Matrix->unassign(LI);
523     aboutToRemoveInterval(LI);
524     return true;
525   }
526   // Unassigned virtreg is probably in the priority queue.
527   // RegAllocBase will erase it after dequeueing.
528   return false;
529 }
530
531 void RAGreedy::LRE_WillShrinkVirtReg(unsigned VirtReg) {
532   if (!VRM->hasPhys(VirtReg))
533     return;
534
535   // Register is assigned, put it back on the queue for reassignment.
536   LiveInterval &LI = LIS->getInterval(VirtReg);
537   Matrix->unassign(LI);
538   enqueue(&LI);
539 }
540
541 void RAGreedy::LRE_DidCloneVirtReg(unsigned New, unsigned Old) {
542   // Cloning a register we haven't even heard about yet?  Just ignore it.
543   if (!ExtraRegInfo.inBounds(Old))
544     return;
545
546   // LRE may clone a virtual register because dead code elimination causes it to
547   // be split into connected components. The new components are much smaller
548   // than the original, so they should get a new chance at being assigned.
549   // same stage as the parent.
550   ExtraRegInfo[Old].Stage = RS_Assign;
551   ExtraRegInfo.grow(New);
552   ExtraRegInfo[New] = ExtraRegInfo[Old];
553 }
554
555 void RAGreedy::releaseMemory() {
556   SpillerInstance.reset();
557   ExtraRegInfo.clear();
558   GlobalCand.clear();
559 }
560
561 void RAGreedy::enqueue(LiveInterval *LI) { enqueue(Queue, LI); }
562
563 void RAGreedy::enqueue(PQueue &CurQueue, LiveInterval *LI) {
564   // Prioritize live ranges by size, assigning larger ranges first.
565   // The queue holds (size, reg) pairs.
566   const unsigned Size = LI->getSize();
567   const unsigned Reg = LI->reg;
568   assert(TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(Reg) &&
569          "Can only enqueue virtual registers");
570   unsigned Prio;
571
572   ExtraRegInfo.grow(Reg);
573   if (ExtraRegInfo[Reg].Stage == RS_New)
574     ExtraRegInfo[Reg].Stage = RS_Assign;
575
576   if (ExtraRegInfo[Reg].Stage == RS_Split) {
577     // Unsplit ranges that couldn't be allocated immediately are deferred until
578     // everything else has been allocated.
579     Prio = Size;
580   } else if (ExtraRegInfo[Reg].Stage == RS_Memory) {
581     // Memory operand should be considered last.
582     // Change the priority such that Memory operand are assigned in
583     // the reverse order that they came in.
584     // TODO: Make this a member variable and probably do something about hints.
585     static unsigned MemOp = 0;
586     Prio = MemOp++;
587   } else {
588     // Giant live ranges fall back to the global assignment heuristic, which
589     // prevents excessive spilling in pathological cases.
590     bool ReverseLocal = TRI->reverseLocalAssignment();
591     const TargetRegisterClass &RC = *MRI->getRegClass(Reg);
592     bool ForceGlobal = !ReverseLocal &&
593       (Size / SlotIndex::InstrDist) > (2 * RC.getNumRegs());
594
595     if (ExtraRegInfo[Reg].Stage == RS_Assign && !ForceGlobal && !LI->empty() &&
596         LIS->intervalIsInOneMBB(*LI)) {
597       // Allocate original local ranges in linear instruction order. Since they
598       // are singly defined, this produces optimal coloring in the absence of
599       // global interference and other constraints.
600       if (!ReverseLocal)
601         Prio = LI->beginIndex().getInstrDistance(Indexes->getLastIndex());
602       else {
603         // Allocating bottom up may allow many short LRGs to be assigned first
604         // to one of the cheap registers. This could be much faster for very
605         // large blocks on targets with many physical registers.
606         Prio = Indexes->getZeroIndex().getInstrDistance(LI->endIndex());
607       }
608       Prio |= RC.AllocationPriority << 24;
609     } else {
610       // Allocate global and split ranges in long->short order. Long ranges that
611       // don't fit should be spilled (or split) ASAP so they don't create
612       // interference.  Mark a bit to prioritize global above local ranges.
613       Prio = (1u << 29) + Size;
614     }
615     // Mark a higher bit to prioritize global and local above RS_Split.
616     Prio |= (1u << 31);
617
618     // Boost ranges that have a physical register hint.
619     if (VRM->hasKnownPreference(Reg))
620       Prio |= (1u << 30);
621   }
622   // The virtual register number is a tie breaker for same-sized ranges.
623   // Give lower vreg numbers higher priority to assign them first.
624   CurQueue.push(std::make_pair(Prio, ~Reg));
625 }
626
627 LiveInterval *RAGreedy::dequeue() { return dequeue(Queue); }
628
629 LiveInterval *RAGreedy::dequeue(PQueue &CurQueue) {
630   if (CurQueue.empty())
631     return nullptr;
632   LiveInterval *LI = &LIS->getInterval(~CurQueue.top().second);
633   CurQueue.pop();
634   return LI;
635 }
636
637
638 //===----------------------------------------------------------------------===//
639 //                            Direct Assignment
640 //===----------------------------------------------------------------------===//
641
642 /// tryAssign - Try to assign VirtReg to an available register.
643 unsigned RAGreedy::tryAssign(LiveInterval &VirtReg,
644                              AllocationOrder &Order,
645                              SmallVectorImpl<unsigned> &NewVRegs) {
646   Order.rewind();
647   unsigned PhysReg;
648   while ((PhysReg = Order.next()))
649     if (!Matrix->checkInterference(VirtReg, PhysReg))
650       break;
651   if (!PhysReg || Order.isHint())
652     return PhysReg;
653
654   // PhysReg is available, but there may be a better choice.
655
656   // If we missed a simple hint, try to cheaply evict interference from the
657   // preferred register.
658   if (unsigned Hint = MRI->getSimpleHint(VirtReg.reg))
659     if (Order.isHint(Hint)) {
660       DEBUG(dbgs() << "missed hint " << PrintReg(Hint, TRI) << '\n');
661       EvictionCost MaxCost;
662       MaxCost.setBrokenHints(1);
663       if (canEvictInterference(VirtReg, Hint, true, MaxCost)) {
664         evictInterference(VirtReg, Hint, NewVRegs);
665         return Hint;
666       }
667       // Record the missed hint, we may be able to recover
668       // at the end if the surrounding allocation changed.
669       SetOfBrokenHints.insert(&VirtReg);
670     }
671
672   // Try to evict interference from a cheaper alternative.
673   unsigned Cost = TRI->getCostPerUse(PhysReg);
674
675   // Most registers have 0 additional cost.
676   if (!Cost)
677     return PhysReg;
678
679   DEBUG(dbgs() << PrintReg(PhysReg, TRI) << " is available at cost " << Cost
680                << '\n');
681   unsigned CheapReg = tryEvict(VirtReg, Order, NewVRegs, Cost);
682   return CheapReg ? CheapReg : PhysReg;
683 }
684
685
686 //===----------------------------------------------------------------------===//
687 //                         Interference eviction
688 //===----------------------------------------------------------------------===//
689
690 unsigned RAGreedy::canReassign(LiveInterval &VirtReg, unsigned PrevReg) {
691   AllocationOrder Order(VirtReg.reg, *VRM, RegClassInfo, Matrix);
692   unsigned PhysReg;
693   while ((PhysReg = Order.next())) {
694     if (PhysReg == PrevReg)
695       continue;
696
697     MCRegUnitIterator Units(PhysReg, TRI);
698     for (; Units.isValid(); ++Units) {
699       // Instantiate a "subquery", not to be confused with the Queries array.
700       LiveIntervalUnion::Query subQ(VirtReg, Matrix->getLiveUnions()[*Units]);
701       if (subQ.checkInterference())
702         break;
703     }
704     // If no units have interference, break out with the current PhysReg.
705     if (!Units.isValid())
706       break;
707   }
708   if (PhysReg)
709     DEBUG(dbgs() << "can reassign: " << VirtReg << " from "
710           << PrintReg(PrevReg, TRI) << " to " << PrintReg(PhysReg, TRI)
711           << '\n');
712   return PhysReg;
713 }
714
715 /// shouldEvict - determine if A should evict the assigned live range B. The
716 /// eviction policy defined by this function together with the allocation order
717 /// defined by enqueue() decides which registers ultimately end up being split
718 /// and spilled.
719 ///
720 /// Cascade numbers are used to prevent infinite loops if this function is a
721 /// cyclic relation.
722 ///
723 /// @param A          The live range to be assigned.
724 /// @param IsHint     True when A is about to be assigned to its preferred
725 ///                   register.
726 /// @param B          The live range to be evicted.
727 /// @param BreaksHint True when B is already assigned to its preferred register.
728 bool RAGreedy::shouldEvict(LiveInterval &A, bool IsHint,
729                            LiveInterval &B, bool BreaksHint) {
730   bool CanSplit = getStage(B) < RS_Spill;
731
732   // Be fairly aggressive about following hints as long as the evictee can be
733   // split.
734   if (CanSplit && IsHint && !BreaksHint)
735     return true;
736
737   if (A.weight > B.weight) {
738     DEBUG(dbgs() << "should evict: " << B << " w= " << B.weight << '\n');
739     return true;
740   }
741   return false;
742 }
743
744 /// canEvictInterference - Return true if all interferences between VirtReg and
745 /// PhysReg can be evicted.
746 ///
747 /// @param VirtReg Live range that is about to be assigned.
748 /// @param PhysReg Desired register for assignment.
749 /// @param IsHint  True when PhysReg is VirtReg's preferred register.
750 /// @param MaxCost Only look for cheaper candidates and update with new cost
751 ///                when returning true.
752 /// @returns True when interference can be evicted cheaper than MaxCost.
753 bool RAGreedy::canEvictInterference(LiveInterval &VirtReg, unsigned PhysReg,
754                                     bool IsHint, EvictionCost &MaxCost) {
755   // It is only possible to evict virtual register interference.
756   if (Matrix->checkInterference(VirtReg, PhysReg) > LiveRegMatrix::IK_VirtReg)
757     return false;
758
759   bool IsLocal = LIS->intervalIsInOneMBB(VirtReg);
760
761   // Find VirtReg's cascade number. This will be unassigned if VirtReg was never
762   // involved in an eviction before. If a cascade number was assigned, deny
763   // evicting anything with the same or a newer cascade number. This prevents
764   // infinite eviction loops.
765   //
766   // This works out so a register without a cascade number is allowed to evict
767   // anything, and it can be evicted by anything.
768   unsigned Cascade = ExtraRegInfo[VirtReg.reg].Cascade;
769   if (!Cascade)
770     Cascade = NextCascade;
771
772   EvictionCost Cost;
773   for (MCRegUnitIterator Units(PhysReg, TRI); Units.isValid(); ++Units) {
774     LiveIntervalUnion::Query &Q = Matrix->query(VirtReg, *Units);
775     // If there is 10 or more interferences, chances are one is heavier.
776     if (Q.collectInterferingVRegs(10) >= 10)
777       return false;
778
779     // Check if any interfering live range is heavier than MaxWeight.
780     for (unsigned i = Q.interferingVRegs().size(); i; --i) {
781       LiveInterval *Intf = Q.interferingVRegs()[i - 1];
782       assert(TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(Intf->reg) &&
783              "Only expecting virtual register interference from query");
784       // Never evict spill products. They cannot split or spill.
785       if (getStage(*Intf) == RS_Done)
786         return false;
787       // Once a live range becomes small enough, it is urgent that we find a
788       // register for it. This is indicated by an infinite spill weight. These
789       // urgent live ranges get to evict almost anything.
790       //
791       // Also allow urgent evictions of unspillable ranges from a strictly
792       // larger allocation order.
793       bool Urgent = !VirtReg.isSpillable() &&
794         (Intf->isSpillable() ||
795          RegClassInfo.getNumAllocatableRegs(MRI->getRegClass(VirtReg.reg)) <
796          RegClassInfo.getNumAllocatableRegs(MRI->getRegClass(Intf->reg)));
797       // Only evict older cascades or live ranges without a cascade.
798       unsigned IntfCascade = ExtraRegInfo[Intf->reg].Cascade;
799       if (Cascade <= IntfCascade) {
800         if (!Urgent)
801           return false;
802         // We permit breaking cascades for urgent evictions. It should be the
803         // last resort, though, so make it really expensive.
804         Cost.BrokenHints += 10;
805       }
806       // Would this break a satisfied hint?
807       bool BreaksHint = VRM->hasPreferredPhys(Intf->reg);
808       // Update eviction cost.
809       Cost.BrokenHints += BreaksHint;
810       Cost.MaxWeight = std::max(Cost.MaxWeight, Intf->weight);
811       // Abort if this would be too expensive.
812       if (!(Cost < MaxCost))
813         return false;
814       if (Urgent)
815         continue;
816       // Apply the eviction policy for non-urgent evictions.
817       if (!shouldEvict(VirtReg, IsHint, *Intf, BreaksHint))
818         return false;
819       // If !MaxCost.isMax(), then we're just looking for a cheap register.
820       // Evicting another local live range in this case could lead to suboptimal
821       // coloring.
822       if (!MaxCost.isMax() && IsLocal && LIS->intervalIsInOneMBB(*Intf) &&
823           (!EnableLocalReassign || !canReassign(*Intf, PhysReg))) {
824         return false;
825       }
826     }
827   }
828   MaxCost = Cost;
829   return true;
830 }
831
832 /// evictInterference - Evict any interferring registers that prevent VirtReg
833 /// from being assigned to Physreg. This assumes that canEvictInterference
834 /// returned true.
835 void RAGreedy::evictInterference(LiveInterval &VirtReg, unsigned PhysReg,
836                                  SmallVectorImpl<unsigned> &NewVRegs) {
837   // Make sure that VirtReg has a cascade number, and assign that cascade
838   // number to every evicted register. These live ranges than then only be
839   // evicted by a newer cascade, preventing infinite loops.
840   unsigned Cascade = ExtraRegInfo[VirtReg.reg].Cascade;
841   if (!Cascade)
842     Cascade = ExtraRegInfo[VirtReg.reg].Cascade = NextCascade++;
843
844   DEBUG(dbgs() << "evicting " << PrintReg(PhysReg, TRI)
845                << " interference: Cascade " << Cascade << '\n');
846
847   // Collect all interfering virtregs first.
848   SmallVector<LiveInterval*, 8> Intfs;
849   for (MCRegUnitIterator Units(PhysReg, TRI); Units.isValid(); ++Units) {
850     LiveIntervalUnion::Query &Q = Matrix->query(VirtReg, *Units);
851     // We usually have the interfering VRegs cached so collectInterferingVRegs()
852     // should be fast, we may need to recalculate if when different physregs
853     // overlap the same register unit so we had different SubRanges queried
854     // against it.
855     Q.collectInterferingVRegs();
856     ArrayRef<LiveInterval*> IVR = Q.interferingVRegs();
857     Intfs.append(IVR.begin(), IVR.end());
858   }
859
860   // Evict them second. This will invalidate the queries.
861   for (unsigned i = 0, e = Intfs.size(); i != e; ++i) {
862     LiveInterval *Intf = Intfs[i];
863     // The same VirtReg may be present in multiple RegUnits. Skip duplicates.
864     if (!VRM->hasPhys(Intf->reg))
865       continue;
866     Matrix->unassign(*Intf);
867     assert((ExtraRegInfo[Intf->reg].Cascade < Cascade ||
868             VirtReg.isSpillable() < Intf->isSpillable()) &&
869            "Cannot decrease cascade number, illegal eviction");
870     ExtraRegInfo[Intf->reg].Cascade = Cascade;
871     ++NumEvicted;
872     NewVRegs.push_back(Intf->reg);
873   }
874 }
875
876 /// Returns true if the given \p PhysReg is a callee saved register and has not
877 /// been used for allocation yet.
878 bool RAGreedy::isUnusedCalleeSavedReg(unsigned PhysReg) const {
879   unsigned CSR = RegClassInfo.getLastCalleeSavedAlias(PhysReg);
880   if (CSR == 0)
881     return false;
882
883   return !Matrix->isPhysRegUsed(PhysReg);
884 }
885
886 /// tryEvict - Try to evict all interferences for a physreg.
887 /// @param  VirtReg Currently unassigned virtual register.
888 /// @param  Order   Physregs to try.
889 /// @return         Physreg to assign VirtReg, or 0.
890 unsigned RAGreedy::tryEvict(LiveInterval &VirtReg,
891                             AllocationOrder &Order,
892                             SmallVectorImpl<unsigned> &NewVRegs,
893                             unsigned CostPerUseLimit) {
894   NamedRegionTimer T("evict", "Evict", TimerGroupName, TimerGroupDescription,
895                      TimePassesIsEnabled);
896
897   // Keep track of the cheapest interference seen so far.
898   EvictionCost BestCost;
899   BestCost.setMax();
900   unsigned BestPhys = 0;
901   unsigned OrderLimit = Order.getOrder().size();
902
903   // When we are just looking for a reduced cost per use, don't break any
904   // hints, and only evict smaller spill weights.
905   if (CostPerUseLimit < ~0u) {
906     BestCost.BrokenHints = 0;
907     BestCost.MaxWeight = VirtReg.weight;
908
909     // Check of any registers in RC are below CostPerUseLimit.
910     const TargetRegisterClass *RC = MRI->getRegClass(VirtReg.reg);
911     unsigned MinCost = RegClassInfo.getMinCost(RC);
912     if (MinCost >= CostPerUseLimit) {
913       DEBUG(dbgs() << TRI->getRegClassName(RC) << " minimum cost = " << MinCost
914                    << ", no cheaper registers to be found.\n");
915       return 0;
916     }
917
918     // It is normal for register classes to have a long tail of registers with
919     // the same cost. We don't need to look at them if they're too expensive.
920     if (TRI->getCostPerUse(Order.getOrder().back()) >= CostPerUseLimit) {
921       OrderLimit = RegClassInfo.getLastCostChange(RC);
922       DEBUG(dbgs() << "Only trying the first " << OrderLimit << " regs.\n");
923     }
924   }
925
926   Order.rewind();
927   while (unsigned PhysReg = Order.next(OrderLimit)) {
928     if (TRI->getCostPerUse(PhysReg) >= CostPerUseLimit)
929       continue;
930     // The first use of a callee-saved register in a function has cost 1.
931     // Don't start using a CSR when the CostPerUseLimit is low.
932     if (CostPerUseLimit == 1 && isUnusedCalleeSavedReg(PhysReg)) {
933       DEBUG(dbgs() << PrintReg(PhysReg, TRI) << " would clobber CSR "
934             << PrintReg(RegClassInfo.getLastCalleeSavedAlias(PhysReg), TRI)
935             << '\n');
936       continue;
937     }
938
939     if (!canEvictInterference(VirtReg, PhysReg, false, BestCost))
940       continue;
941
942     // Best so far.
943     BestPhys = PhysReg;
944
945     // Stop if the hint can be used.
946     if (Order.isHint())
947       break;
948   }
949
950   if (!BestPhys)
951     return 0;
952
953   evictInterference(VirtReg, BestPhys, NewVRegs);
954   return BestPhys;
955 }
956
957
958 //===----------------------------------------------------------------------===//
959 //                              Region Splitting
960 //===----------------------------------------------------------------------===//
961
962 /// addSplitConstraints - Fill out the SplitConstraints vector based on the
963 /// interference pattern in Physreg and its aliases. Add the constraints to
964 /// SpillPlacement and return the static cost of this split in Cost, assuming
965 /// that all preferences in SplitConstraints are met.
966 /// Return false if there are no bundles with positive bias.
967 bool RAGreedy::addSplitConstraints(InterferenceCache::Cursor Intf,
968                                    BlockFrequency &Cost) {
969   ArrayRef<SplitAnalysis::BlockInfo> UseBlocks = SA->getUseBlocks();
970
971   // Reset interference dependent info.
972   SplitConstraints.resize(UseBlocks.size());
973   BlockFrequency StaticCost = 0;
974   for (unsigned i = 0; i != UseBlocks.size(); ++i) {
975     const SplitAnalysis::BlockInfo &BI = UseBlocks[i];
976     SpillPlacement::BlockConstraint &BC = SplitConstraints[i];
977
978     BC.Number = BI.MBB->getNumber();
979     Intf.moveToBlock(BC.Number);
980     BC.Entry = BI.LiveIn ? SpillPlacement::PrefReg : SpillPlacement::DontCare;
981     BC.Exit = BI.LiveOut ? SpillPlacement::PrefReg : SpillPlacement::DontCare;
982     BC.ChangesValue = BI.FirstDef.isValid();
983
984     if (!Intf.hasInterference())
985       continue;
986
987     // Number of spill code instructions to insert.
988     unsigned Ins = 0;
989
990     // Interference for the live-in value.
991     if (BI.LiveIn) {
992       if (Intf.first() <= Indexes->getMBBStartIdx(BC.Number)) {
993         BC.Entry = SpillPlacement::MustSpill;
994         ++Ins;
995       } else if (Intf.first() < BI.FirstInstr) {
996         BC.Entry = SpillPlacement::PrefSpill;
997         ++Ins;
998       } else if (Intf.first() < BI.LastInstr) {
999         ++Ins;
1000       }
1001     }
1002
1003     // Interference for the live-out value.
1004     if (BI.LiveOut) {
1005       if (Intf.last() >= SA->getLastSplitPoint(BC.Number)) {
1006         BC.Exit = SpillPlacement::MustSpill;
1007         ++Ins;
1008       } else if (Intf.last() > BI.LastInstr) {
1009         BC.Exit = SpillPlacement::PrefSpill;
1010         ++Ins;
1011       } else if (Intf.last() > BI.FirstInstr) {
1012         ++Ins;
1013       }
1014     }
1015
1016     // Accumulate the total frequency of inserted spill code.
1017     while (Ins--)
1018       StaticCost += SpillPlacer->getBlockFrequency(BC.Number);
1019   }
1020   Cost = StaticCost;
1021
1022   // Add constraints for use-blocks. Note that these are the only constraints
1023   // that may add a positive bias, it is downhill from here.
1024   SpillPlacer->addConstraints(SplitConstraints);
1025   return SpillPlacer->scanActiveBundles();
1026 }
1027
1028
1029 /// addThroughConstraints - Add constraints and links to SpillPlacer from the
1030 /// live-through blocks in Blocks.
1031 void RAGreedy::addThroughConstraints(InterferenceCache::Cursor Intf,
1032                                      ArrayRef<unsigned> Blocks) {
1033   const unsigned GroupSize = 8;
1034   SpillPlacement::BlockConstraint BCS[GroupSize];
1035   unsigned TBS[GroupSize];
1036   unsigned B = 0, T = 0;
1037
1038   for (unsigned i = 0; i != Blocks.size(); ++i) {
1039     unsigned Number = Blocks[i];
1040     Intf.moveToBlock(Number);
1041
1042     if (!Intf.hasInterference()) {
1043       assert(T < GroupSize && "Array overflow");
1044       TBS[T] = Number;
1045       if (++T == GroupSize) {
1046         SpillPlacer->addLinks(makeArrayRef(TBS, T));
1047         T = 0;
1048       }
1049       continue;
1050     }
1051
1052     assert(B < GroupSize && "Array overflow");
1053     BCS[B].Number = Number;
1054
1055     // Interference for the live-in value.
1056     if (Intf.first() <= Indexes->getMBBStartIdx(Number))
1057       BCS[B].Entry = SpillPlacement::MustSpill;
1058     else
1059       BCS[B].Entry = SpillPlacement::PrefSpill;
1060
1061     // Interference for the live-out value.
1062     if (Intf.last() >= SA->getLastSplitPoint(Number))
1063       BCS[B].Exit = SpillPlacement::MustSpill;
1064     else
1065       BCS[B].Exit = SpillPlacement::PrefSpill;
1066
1067     if (++B == GroupSize) {
1068       SpillPlacer->addConstraints(makeArrayRef(BCS, B));
1069       B = 0;
1070     }
1071   }
1072
1073   SpillPlacer->addConstraints(makeArrayRef(BCS, B));
1074   SpillPlacer->addLinks(makeArrayRef(TBS, T));
1075 }
1076
1077 void RAGreedy::growRegion(GlobalSplitCandidate &Cand) {
1078   // Keep track of through blocks that have not been added to SpillPlacer.
1079   BitVector Todo = SA->getThroughBlocks();
1080   SmallVectorImpl<unsigned> &ActiveBlocks = Cand.ActiveBlocks;
1081   unsigned AddedTo = 0;
1082 #ifndef NDEBUG
1083   unsigned Visited = 0;
1084 #endif
1085
1086   for (;;) {
1087     ArrayRef<unsigned> NewBundles = SpillPlacer->getRecentPositive();
1088     // Find new through blocks in the periphery of PrefRegBundles.
1089     for (int i = 0, e = NewBundles.size(); i != e; ++i) {
1090       unsigned Bundle = NewBundles[i];
1091       // Look at all blocks connected to Bundle in the full graph.
1092       ArrayRef<unsigned> Blocks = Bundles->getBlocks(Bundle);
1093       for (ArrayRef<unsigned>::iterator I = Blocks.begin(), E = Blocks.end();
1094            I != E; ++I) {
1095         unsigned Block = *I;
1096         if (!Todo.test(Block))
1097           continue;
1098         Todo.reset(Block);
1099         // This is a new through block. Add it to SpillPlacer later.
1100         ActiveBlocks.push_back(Block);
1101 #ifndef NDEBUG
1102         ++Visited;
1103 #endif
1104       }
1105     }
1106     // Any new blocks to add?
1107     if (ActiveBlocks.size() == AddedTo)
1108       break;
1109
1110     // Compute through constraints from the interference, or assume that all
1111     // through blocks prefer spilling when forming compact regions.
1112     auto NewBlocks = makeArrayRef(ActiveBlocks).slice(AddedTo);
1113     if (Cand.PhysReg)
1114       addThroughConstraints(Cand.Intf, NewBlocks);
1115     else
1116       // Provide a strong negative bias on through blocks to prevent unwanted
1117       // liveness on loop backedges.
1118       SpillPlacer->addPrefSpill(NewBlocks, /* Strong= */ true);
1119     AddedTo = ActiveBlocks.size();
1120
1121     // Perhaps iterating can enable more bundles?
1122     SpillPlacer->iterate();
1123   }
1124   DEBUG(dbgs() << ", v=" << Visited);
1125 }
1126
1127 /// calcCompactRegion - Compute the set of edge bundles that should be live
1128 /// when splitting the current live range into compact regions.  Compact
1129 /// regions can be computed without looking at interference.  They are the
1130 /// regions formed by removing all the live-through blocks from the live range.
1131 ///
1132 /// Returns false if the current live range is already compact, or if the
1133 /// compact regions would form single block regions anyway.
1134 bool RAGreedy::calcCompactRegion(GlobalSplitCandidate &Cand) {
1135   // Without any through blocks, the live range is already compact.
1136   if (!SA->getNumThroughBlocks())
1137     return false;
1138
1139   // Compact regions don't correspond to any physreg.
1140   Cand.reset(IntfCache, 0);
1141
1142   DEBUG(dbgs() << "Compact region bundles");
1143
1144   // Use the spill placer to determine the live bundles. GrowRegion pretends
1145   // that all the through blocks have interference when PhysReg is unset.
1146   SpillPlacer->prepare(Cand.LiveBundles);
1147
1148   // The static split cost will be zero since Cand.Intf reports no interference.
1149   BlockFrequency Cost;
1150   if (!addSplitConstraints(Cand.Intf, Cost)) {
1151     DEBUG(dbgs() << ", none.\n");
1152     return false;
1153   }
1154
1155   growRegion(Cand);
1156   SpillPlacer->finish();
1157
1158   if (!Cand.LiveBundles.any()) {
1159     DEBUG(dbgs() << ", none.\n");
1160     return false;
1161   }
1162
1163   DEBUG({
1164     for (int i : Cand.LiveBundles.set_bits())
1165       dbgs() << " EB#" << i;
1166     dbgs() << ".\n";
1167   });
1168   return true;
1169 }
1170
1171 /// calcSpillCost - Compute how expensive it would be to split the live range in
1172 /// SA around all use blocks instead of forming bundle regions.
1173 BlockFrequency RAGreedy::calcSpillCost() {
1174   BlockFrequency Cost = 0;
1175   ArrayRef<SplitAnalysis::BlockInfo> UseBlocks = SA->getUseBlocks();
1176   for (unsigned i = 0; i != UseBlocks.size(); ++i) {
1177     const SplitAnalysis::BlockInfo &BI = UseBlocks[i];
1178     unsigned Number = BI.MBB->getNumber();
1179     // We normally only need one spill instruction - a load or a store.
1180     Cost += SpillPlacer->getBlockFrequency(Number);
1181
1182     // Unless the value is redefined in the block.
1183     if (BI.LiveIn && BI.LiveOut && BI.FirstDef)
1184       Cost += SpillPlacer->getBlockFrequency(Number);
1185   }
1186   return Cost;
1187 }
1188
1189 /// calcGlobalSplitCost - Return the global split cost of following the split
1190 /// pattern in LiveBundles. This cost should be added to the local cost of the
1191 /// interference pattern in SplitConstraints.
1192 ///
1193 BlockFrequency RAGreedy::calcGlobalSplitCost(GlobalSplitCandidate &Cand) {
1194   BlockFrequency GlobalCost = 0;
1195   const BitVector &LiveBundles = Cand.LiveBundles;
1196   ArrayRef<SplitAnalysis::BlockInfo> UseBlocks = SA->getUseBlocks();
1197   for (unsigned i = 0; i != UseBlocks.size(); ++i) {
1198     const SplitAnalysis::BlockInfo &BI = UseBlocks[i];
1199     SpillPlacement::BlockConstraint &BC = SplitConstraints[i];
1200     bool RegIn  = LiveBundles[Bundles->getBundle(BC.Number, 0)];
1201     bool RegOut = LiveBundles[Bundles->getBundle(BC.Number, 1)];
1202     unsigned Ins = 0;
1203
1204     if (BI.LiveIn)
1205       Ins += RegIn != (BC.Entry == SpillPlacement::PrefReg);
1206     if (BI.LiveOut)
1207       Ins += RegOut != (BC.Exit == SpillPlacement::PrefReg);
1208     while (Ins--)
1209       GlobalCost += SpillPlacer->getBlockFrequency(BC.Number);
1210   }
1211
1212   for (unsigned i = 0, e = Cand.ActiveBlocks.size(); i != e; ++i) {
1213     unsigned Number = Cand.ActiveBlocks[i];
1214     bool RegIn  = LiveBundles[Bundles->getBundle(Number, 0)];
1215     bool RegOut = LiveBundles[Bundles->getBundle(Number, 1)];
1216     if (!RegIn && !RegOut)
1217       continue;
1218     if (RegIn && RegOut) {
1219       // We need double spill code if this block has interference.
1220       Cand.Intf.moveToBlock(Number);
1221       if (Cand.Intf.hasInterference()) {
1222         GlobalCost += SpillPlacer->getBlockFrequency(Number);
1223         GlobalCost += SpillPlacer->getBlockFrequency(Number);
1224       }
1225       continue;
1226     }
1227     // live-in / stack-out or stack-in live-out.
1228     GlobalCost += SpillPlacer->getBlockFrequency(Number);
1229   }
1230   return GlobalCost;
1231 }
1232
1233 /// splitAroundRegion - Split the current live range around the regions
1234 /// determined by BundleCand and GlobalCand.
1235 ///
1236 /// Before calling this function, GlobalCand and BundleCand must be initialized
1237 /// so each bundle is assigned to a valid candidate, or NoCand for the
1238 /// stack-bound bundles.  The shared SA/SE SplitAnalysis and SplitEditor
1239 /// objects must be initialized for the current live range, and intervals
1240 /// created for the used candidates.
1241 ///
1242 /// @param LREdit    The LiveRangeEdit object handling the current split.
1243 /// @param UsedCands List of used GlobalCand entries. Every BundleCand value
1244 ///                  must appear in this list.
1245 void RAGreedy::splitAroundRegion(LiveRangeEdit &LREdit,
1246                                  ArrayRef<unsigned> UsedCands) {
1247   // These are the intervals created for new global ranges. We may create more
1248   // intervals for local ranges.
1249   const unsigned NumGlobalIntvs = LREdit.size();
1250   DEBUG(dbgs() << "splitAroundRegion with " << NumGlobalIntvs << " globals.\n");
1251   assert(NumGlobalIntvs && "No global intervals configured");
1252
1253   // Isolate even single instructions when dealing with a proper sub-class.
1254   // That guarantees register class inflation for the stack interval because it
1255   // is all copies.
1256   unsigned Reg = SA->getParent().reg;
1257   bool SingleInstrs = RegClassInfo.isProperSubClass(MRI->getRegClass(Reg));
1258
1259   // First handle all the blocks with uses.
1260   ArrayRef<SplitAnalysis::BlockInfo> UseBlocks = SA->getUseBlocks();
1261   for (unsigned i = 0; i != UseBlocks.size(); ++i) {
1262     const SplitAnalysis::BlockInfo &BI = UseBlocks[i];
1263     unsigned Number = BI.MBB->getNumber();
1264     unsigned IntvIn = 0, IntvOut = 0;
1265     SlotIndex IntfIn, IntfOut;
1266     if (BI.LiveIn) {
1267       unsigned CandIn = BundleCand[Bundles->getBundle(Number, 0)];
1268       if (CandIn != NoCand) {
1269         GlobalSplitCandidate &Cand = GlobalCand[CandIn];
1270         IntvIn = Cand.IntvIdx;
1271         Cand.Intf.moveToBlock(Number);
1272         IntfIn = Cand.Intf.first();
1273       }
1274     }
1275     if (BI.LiveOut) {
1276       unsigned CandOut = BundleCand[Bundles->getBundle(Number, 1)];
1277       if (CandOut != NoCand) {
1278         GlobalSplitCandidate &Cand = GlobalCand[CandOut];
1279         IntvOut = Cand.IntvIdx;
1280         Cand.Intf.moveToBlock(Number);
1281         IntfOut = Cand.Intf.last();
1282       }
1283     }
1284
1285     // Create separate intervals for isolated blocks with multiple uses.
1286     if (!IntvIn && !IntvOut) {
1287       DEBUG(dbgs() << "BB#" << BI.MBB->getNumber() << " isolated.\n");
1288       if (SA->shouldSplitSingleBlock(BI, SingleInstrs))
1289         SE->splitSingleBlock(BI);
1290       continue;
1291     }
1292
1293     if (IntvIn && IntvOut)
1294       SE->splitLiveThroughBlock(Number, IntvIn, IntfIn, IntvOut, IntfOut);
1295     else if (IntvIn)
1296       SE->splitRegInBlock(BI, IntvIn, IntfIn);
1297     else
1298       SE->splitRegOutBlock(BI, IntvOut, IntfOut);
1299   }
1300
1301   // Handle live-through blocks. The relevant live-through blocks are stored in
1302   // the ActiveBlocks list with each candidate. We need to filter out
1303   // duplicates.
1304   BitVector Todo = SA->getThroughBlocks();
1305   for (unsigned c = 0; c != UsedCands.size(); ++c) {
1306     ArrayRef<unsigned> Blocks = GlobalCand[UsedCands[c]].ActiveBlocks;
1307     for (unsigned i = 0, e = Blocks.size(); i != e; ++i) {
1308       unsigned Number = Blocks[i];
1309       if (!Todo.test(Number))
1310         continue;
1311       Todo.reset(Number);
1312
1313       unsigned IntvIn = 0, IntvOut = 0;
1314       SlotIndex IntfIn, IntfOut;
1315
1316       unsigned CandIn = BundleCand[Bundles->getBundle(Number, 0)];
1317       if (CandIn != NoCand) {
1318         GlobalSplitCandidate &Cand = GlobalCand[CandIn];
1319         IntvIn = Cand.IntvIdx;
1320         Cand.Intf.moveToBlock(Number);
1321         IntfIn = Cand.Intf.first();
1322       }
1323
1324       unsigned CandOut = BundleCand[Bundles->getBundle(Number, 1)];
1325       if (CandOut != NoCand) {
1326         GlobalSplitCandidate &Cand = GlobalCand[CandOut];
1327         IntvOut = Cand.IntvIdx;
1328         Cand.Intf.moveToBlock(Number);
1329         IntfOut = Cand.Intf.last();
1330       }
1331       if (!IntvIn && !IntvOut)
1332         continue;
1333       SE->splitLiveThroughBlock(Number, IntvIn, IntfIn, IntvOut, IntfOut);
1334     }
1335   }
1336
1337   ++NumGlobalSplits;
1338
1339   SmallVector<unsigned, 8> IntvMap;
1340   SE->finish(&IntvMap);
1341   DebugVars->splitRegister(Reg, LREdit.regs(), *LIS);
1342
1343   ExtraRegInfo.resize(MRI->getNumVirtRegs());
1344   unsigned OrigBlocks = SA->getNumLiveBlocks();
1345
1346   // Sort out the new intervals created by splitting. We get four kinds:
1347   // - Remainder intervals should not be split again.
1348   // - Candidate intervals can be assigned to Cand.PhysReg.
1349   // - Block-local splits are candidates for local splitting.
1350   // - DCE leftovers should go back on the queue.
1351   for (unsigned i = 0, e = LREdit.size(); i != e; ++i) {
1352     LiveInterval &Reg = LIS->getInterval(LREdit.get(i));
1353
1354     // Ignore old intervals from DCE.
1355     if (getStage(Reg) != RS_New)
1356       continue;
1357
1358     // Remainder interval. Don't try splitting again, spill if it doesn't
1359     // allocate.
1360     if (IntvMap[i] == 0) {
1361       setStage(Reg, RS_Spill);
1362       continue;
1363     }
1364
1365     // Global intervals. Allow repeated splitting as long as the number of live
1366     // blocks is strictly decreasing.
1367     if (IntvMap[i] < NumGlobalIntvs) {
1368       if (SA->countLiveBlocks(&Reg) >= OrigBlocks) {
1369         DEBUG(dbgs() << "Main interval covers the same " << OrigBlocks
1370                      << " blocks as original.\n");
1371         // Don't allow repeated splitting as a safe guard against looping.
1372         setStage(Reg, RS_Split2);
1373       }
1374       continue;
1375     }
1376
1377     // Other intervals are treated as new. This includes local intervals created
1378     // for blocks with multiple uses, and anything created by DCE.
1379   }
1380
1381   if (VerifyEnabled)
1382     MF->verify(this, "After splitting live range around region");
1383 }
1384
1385 unsigned RAGreedy::tryRegionSplit(LiveInterval &VirtReg, AllocationOrder &Order,
1386                                   SmallVectorImpl<unsigned> &NewVRegs) {
1387   unsigned NumCands = 0;
1388   BlockFrequency BestCost;
1389
1390   // Check if we can split this live range around a compact region.
1391   bool HasCompact = calcCompactRegion(GlobalCand.front());
1392   if (HasCompact) {
1393     // Yes, keep GlobalCand[0] as the compact region candidate.
1394     NumCands = 1;
1395     BestCost = BlockFrequency::getMaxFrequency();
1396   } else {
1397     // No benefit from the compact region, our fallback will be per-block
1398     // splitting. Make sure we find a solution that is cheaper than spilling.
1399     BestCost = calcSpillCost();
1400     DEBUG(dbgs() << "Cost of isolating all blocks = ";
1401                  MBFI->printBlockFreq(dbgs(), BestCost) << '\n');
1402   }
1403
1404   unsigned BestCand =
1405       calculateRegionSplitCost(VirtReg, Order, BestCost, NumCands,
1406                                false/*IgnoreCSR*/);
1407
1408   // No solutions found, fall back to single block splitting.
1409   if (!HasCompact && BestCand == NoCand)
1410     return 0;
1411
1412   return doRegionSplit(VirtReg, BestCand, HasCompact, NewVRegs);
1413 }
1414
1415 unsigned RAGreedy::calculateRegionSplitCost(LiveInterval &VirtReg,
1416                                             AllocationOrder &Order,
1417                                             BlockFrequency &BestCost,
1418                                             unsigned &NumCands,
1419                                             bool IgnoreCSR) {
1420   unsigned BestCand = NoCand;
1421   Order.rewind();
1422   while (unsigned PhysReg = Order.next()) {
1423     if (IgnoreCSR && isUnusedCalleeSavedReg(PhysReg))
1424       continue;
1425
1426     // Discard bad candidates before we run out of interference cache cursors.
1427     // This will only affect register classes with a lot of registers (>32).
1428     if (NumCands == IntfCache.getMaxCursors()) {
1429       unsigned WorstCount = ~0u;
1430       unsigned Worst = 0;
1431       for (unsigned i = 0; i != NumCands; ++i) {
1432         if (i == BestCand || !GlobalCand[i].PhysReg)
1433           continue;
1434         unsigned Count = GlobalCand[i].LiveBundles.count();
1435         if (Count < WorstCount) {
1436           Worst = i;
1437           WorstCount = Count;
1438         }
1439       }
1440       --NumCands;
1441       GlobalCand[Worst] = GlobalCand[NumCands];
1442       if (BestCand == NumCands)
1443         BestCand = Worst;
1444     }
1445
1446     if (GlobalCand.size() <= NumCands)
1447       GlobalCand.resize(NumCands+1);
1448     GlobalSplitCandidate &Cand = GlobalCand[NumCands];
1449     Cand.reset(IntfCache, PhysReg);
1450
1451     SpillPlacer->prepare(Cand.LiveBundles);
1452     BlockFrequency Cost;
1453     if (!addSplitConstraints(Cand.Intf, Cost)) {
1454       DEBUG(dbgs() << PrintReg(PhysReg, TRI) << "\tno positive bundles\n");
1455       continue;
1456     }
1457     DEBUG(dbgs() << PrintReg(PhysReg, TRI) << "\tstatic = ";
1458                  MBFI->printBlockFreq(dbgs(), Cost));
1459     if (Cost >= BestCost) {
1460       DEBUG({
1461         if (BestCand == NoCand)
1462           dbgs() << " worse than no bundles\n";
1463         else
1464           dbgs() << " worse than "
1465                  << PrintReg(GlobalCand[BestCand].PhysReg, TRI) << '\n';
1466       });
1467       continue;
1468     }
1469     growRegion(Cand);
1470
1471     SpillPlacer->finish();
1472
1473     // No live bundles, defer to splitSingleBlocks().
1474     if (!Cand.LiveBundles.any()) {
1475       DEBUG(dbgs() << " no bundles.\n");
1476       continue;
1477     }
1478
1479     Cost += calcGlobalSplitCost(Cand);
1480     DEBUG({
1481       dbgs() << ", total = "; MBFI->printBlockFreq(dbgs(), Cost)
1482                                 << " with bundles";
1483       for (int i : Cand.LiveBundles.set_bits())
1484         dbgs() << " EB#" << i;
1485       dbgs() << ".\n";
1486     });
1487     if (Cost < BestCost) {
1488       BestCand = NumCands;
1489       BestCost = Cost;
1490     }
1491     ++NumCands;
1492   }
1493   return BestCand;
1494 }
1495
1496 unsigned RAGreedy::doRegionSplit(LiveInterval &VirtReg, unsigned BestCand,
1497                                  bool HasCompact,
1498                                  SmallVectorImpl<unsigned> &NewVRegs) {
1499   SmallVector<unsigned, 8> UsedCands;
1500   // Prepare split editor.
1501   LiveRangeEdit LREdit(&VirtReg, NewVRegs, *MF, *LIS, VRM, this, &DeadRemats);
1502   SE->reset(LREdit, SplitSpillMode);
1503
1504   // Assign all edge bundles to the preferred candidate, or NoCand.
1505   BundleCand.assign(Bundles->getNumBundles(), NoCand);
1506
1507   // Assign bundles for the best candidate region.
1508   if (BestCand != NoCand) {
1509     GlobalSplitCandidate &Cand = GlobalCand[BestCand];
1510     if (unsigned B = Cand.getBundles(BundleCand, BestCand)) {
1511       UsedCands.push_back(BestCand);
1512       Cand.IntvIdx = SE->openIntv();
1513       DEBUG(dbgs() << "Split for " << PrintReg(Cand.PhysReg, TRI) << " in "
1514                    << B << " bundles, intv " << Cand.IntvIdx << ".\n");
1515       (void)B;
1516     }
1517   }
1518
1519   // Assign bundles for the compact region.
1520   if (HasCompact) {
1521     GlobalSplitCandidate &Cand = GlobalCand.front();
1522     assert(!Cand.PhysReg && "Compact region has no physreg");
1523     if (unsigned B = Cand.getBundles(BundleCand, 0)) {
1524       UsedCands.push_back(0);
1525       Cand.IntvIdx = SE->openIntv();
1526       DEBUG(dbgs() << "Split for compact region in " << B << " bundles, intv "
1527                    << Cand.IntvIdx << ".\n");
1528       (void)B;
1529     }
1530   }
1531
1532   splitAroundRegion(LREdit, UsedCands);
1533   return 0;
1534 }
1535
1536
1537 //===----------------------------------------------------------------------===//
1538 //                            Per-Block Splitting
1539 //===----------------------------------------------------------------------===//
1540
1541 /// tryBlockSplit - Split a global live range around every block with uses. This
1542 /// creates a lot of local live ranges, that will be split by tryLocalSplit if
1543 /// they don't allocate.
1544 unsigned RAGreedy::tryBlockSplit(LiveInterval &VirtReg, AllocationOrder &Order,
1545                                  SmallVectorImpl<unsigned> &NewVRegs) {
1546   assert(&SA->getParent() == &VirtReg && "Live range wasn't analyzed");
1547   unsigned Reg = VirtReg.reg;
1548   bool SingleInstrs = RegClassInfo.isProperSubClass(MRI->getRegClass(Reg));
1549   LiveRangeEdit LREdit(&VirtReg, NewVRegs, *MF, *LIS, VRM, this, &DeadRemats);
1550   SE->reset(LREdit, SplitSpillMode);
1551   ArrayRef<SplitAnalysis::BlockInfo> UseBlocks = SA->getUseBlocks();
1552   for (unsigned i = 0; i != UseBlocks.size(); ++i) {
1553     const SplitAnalysis::BlockInfo &BI = UseBlocks[i];
1554     if (SA->shouldSplitSingleBlock(BI, SingleInstrs))
1555       SE->splitSingleBlock(BI);
1556   }
1557   // No blocks were split.
1558   if (LREdit.empty())
1559     return 0;
1560
1561   // We did split for some blocks.
1562   SmallVector<unsigned, 8> IntvMap;
1563   SE->finish(&IntvMap);
1564
1565   // Tell LiveDebugVariables about the new ranges.
1566   DebugVars->splitRegister(Reg, LREdit.regs(), *LIS);
1567
1568   ExtraRegInfo.resize(MRI->getNumVirtRegs());
1569
1570   // Sort out the new intervals created by splitting. The remainder interval
1571   // goes straight to spilling, the new local ranges get to stay RS_New.
1572   for (unsigned i = 0, e = LREdit.size(); i != e; ++i) {
1573     LiveInterval &LI = LIS->getInterval(LREdit.get(i));
1574     if (getStage(LI) == RS_New && IntvMap[i] == 0)
1575       setStage(LI, RS_Spill);
1576   }
1577
1578   if (VerifyEnabled)
1579     MF->verify(this, "After splitting live range around basic blocks");
1580   return 0;
1581 }
1582
1583
1584 //===----------------------------------------------------------------------===//
1585 //                         Per-Instruction Splitting
1586 //===----------------------------------------------------------------------===//
1587
1588 /// Get the number of allocatable registers that match the constraints of \p Reg
1589 /// on \p MI and that are also in \p SuperRC.
1590 static unsigned getNumAllocatableRegsForConstraints(
1591     const MachineInstr *MI, unsigned Reg, const TargetRegisterClass *SuperRC,
1592     const TargetInstrInfo *TII, const TargetRegisterInfo *TRI,
1593     const RegisterClassInfo &RCI) {
1594   assert(SuperRC && "Invalid register class");
1595
1596   const TargetRegisterClass *ConstrainedRC =
1597       MI->getRegClassConstraintEffectForVReg(Reg, SuperRC, TII, TRI,
1598                                              /* ExploreBundle */ true);
1599   if (!ConstrainedRC)
1600     return 0;
1601   return RCI.getNumAllocatableRegs(ConstrainedRC);
1602 }
1603
1604 /// tryInstructionSplit - Split a live range around individual instructions.
1605 /// This is normally not worthwhile since the spiller is doing essentially the
1606 /// same thing. However, when the live range is in a constrained register
1607 /// class, it may help to insert copies such that parts of the live range can
1608 /// be moved to a larger register class.
1609 ///
1610 /// This is similar to spilling to a larger register class.
1611 unsigned
1612 RAGreedy::tryInstructionSplit(LiveInterval &VirtReg, AllocationOrder &Order,
1613                               SmallVectorImpl<unsigned> &NewVRegs) {
1614   const TargetRegisterClass *CurRC = MRI->getRegClass(VirtReg.reg);
1615   // There is no point to this if there are no larger sub-classes.
1616   if (!RegClassInfo.isProperSubClass(CurRC))
1617     return 0;
1618
1619   // Always enable split spill mode, since we're effectively spilling to a
1620   // register.
1621   LiveRangeEdit LREdit(&VirtReg, NewVRegs, *MF, *LIS, VRM, this, &DeadRemats);
1622   SE->reset(LREdit, SplitEditor::SM_Size);
1623
1624   ArrayRef<SlotIndex> Uses = SA->getUseSlots();
1625   if (Uses.size() <= 1)
1626     return 0;
1627
1628   DEBUG(dbgs() << "Split around " << Uses.size() << " individual instrs.\n");
1629
1630   const TargetRegisterClass *SuperRC =
1631       TRI->getLargestLegalSuperClass(CurRC, *MF);
1632   unsigned SuperRCNumAllocatableRegs = RCI.getNumAllocatableRegs(SuperRC);
1633   // Split around every non-copy instruction if this split will relax
1634   // the constraints on the virtual register.
1635   // Otherwise, splitting just inserts uncoalescable copies that do not help
1636   // the allocation.
1637   for (unsigned i = 0; i != Uses.size(); ++i) {
1638     if (const MachineInstr *MI = Indexes->getInstructionFromIndex(Uses[i]))
1639       if (MI->isFullCopy() ||
1640           SuperRCNumAllocatableRegs ==
1641               getNumAllocatableRegsForConstraints(MI, VirtReg.reg, SuperRC, TII,
1642                                                   TRI, RCI)) {
1643         DEBUG(dbgs() << "    skip:\t" << Uses[i] << '\t' << *MI);
1644         continue;
1645       }
1646     SE->openIntv();
1647     SlotIndex SegStart = SE->enterIntvBefore(Uses[i]);
1648     SlotIndex SegStop  = SE->leaveIntvAfter(Uses[i]);
1649     SE->useIntv(SegStart, SegStop);
1650   }
1651
1652   if (LREdit.empty()) {
1653     DEBUG(dbgs() << "All uses were copies.\n");
1654     return 0;
1655   }
1656
1657   SmallVector<unsigned, 8> IntvMap;
1658   SE->finish(&IntvMap);
1659   DebugVars->splitRegister(VirtReg.reg, LREdit.regs(), *LIS);
1660   ExtraRegInfo.resize(MRI->getNumVirtRegs());
1661
1662   // Assign all new registers to RS_Spill. This was the last chance.
1663   setStage(LREdit.begin(), LREdit.end(), RS_Spill);
1664   return 0;
1665 }
1666
1667
1668 //===----------------------------------------------------------------------===//
1669 //                             Local Splitting
1670 //===----------------------------------------------------------------------===//
1671
1672
1673 /// calcGapWeights - Compute the maximum spill weight that needs to be evicted
1674 /// in order to use PhysReg between two entries in SA->UseSlots.
1675 ///
1676 /// GapWeight[i] represents the gap between UseSlots[i] and UseSlots[i+1].
1677 ///
1678 void RAGreedy::calcGapWeights(unsigned PhysReg,
1679                               SmallVectorImpl<float> &GapWeight) {
1680   assert(SA->getUseBlocks().size() == 1 && "Not a local interval");
1681   const SplitAnalysis::BlockInfo &BI = SA->getUseBlocks().front();
1682   ArrayRef<SlotIndex> Uses = SA->getUseSlots();
1683   const unsigned NumGaps = Uses.size()-1;
1684
1685   // Start and end points for the interference check.
1686   SlotIndex StartIdx =
1687     BI.LiveIn ? BI.FirstInstr.getBaseIndex() : BI.FirstInstr;
1688   SlotIndex StopIdx =
1689     BI.LiveOut ? BI.LastInstr.getBoundaryIndex() : BI.LastInstr;
1690
1691   GapWeight.assign(NumGaps, 0.0f);
1692
1693   // Add interference from each overlapping register.
1694   for (MCRegUnitIterator Units(PhysReg, TRI); Units.isValid(); ++Units) {
1695     if (!Matrix->query(const_cast<LiveInterval&>(SA->getParent()), *Units)
1696           .checkInterference())
1697       continue;
1698
1699     // We know that VirtReg is a continuous interval from FirstInstr to
1700     // LastInstr, so we don't need InterferenceQuery.
1701     //
1702     // Interference that overlaps an instruction is counted in both gaps
1703     // surrounding the instruction. The exception is interference before
1704     // StartIdx and after StopIdx.
1705     //
1706     LiveIntervalUnion::SegmentIter IntI =
1707       Matrix->getLiveUnions()[*Units] .find(StartIdx);
1708     for (unsigned Gap = 0; IntI.valid() && IntI.start() < StopIdx; ++IntI) {
1709       // Skip the gaps before IntI.
1710       while (Uses[Gap+1].getBoundaryIndex() < IntI.start())
1711         if (++Gap == NumGaps)
1712           break;
1713       if (Gap == NumGaps)
1714         break;
1715
1716       // Update the gaps covered by IntI.
1717       const float weight = IntI.value()->weight;
1718       for (; Gap != NumGaps; ++Gap) {
1719         GapWeight[Gap] = std::max(GapWeight[Gap], weight);
1720         if (Uses[Gap+1].getBaseIndex() >= IntI.stop())
1721           break;
1722       }
1723       if (Gap == NumGaps)
1724         break;
1725     }
1726   }
1727
1728   // Add fixed interference.
1729   for (MCRegUnitIterator Units(PhysReg, TRI); Units.isValid(); ++Units) {
1730     const LiveRange &LR = LIS->getRegUnit(*Units);
1731     LiveRange::const_iterator I = LR.find(StartIdx);
1732     LiveRange::const_iterator E = LR.end();
1733
1734     // Same loop as above. Mark any overlapped gaps as HUGE_VALF.
1735     for (unsigned Gap = 0; I != E && I->start < StopIdx; ++I) {
1736       while (Uses[Gap+1].getBoundaryIndex() < I->start)
1737         if (++Gap == NumGaps)
1738           break;
1739       if (Gap == NumGaps)
1740         break;
1741
1742       for (; Gap != NumGaps; ++Gap) {
1743         GapWeight[Gap] = llvm::huge_valf;
1744         if (Uses[Gap+1].getBaseIndex() >= I->end)
1745           break;
1746       }
1747       if (Gap == NumGaps)
1748         break;
1749     }
1750   }
1751 }
1752
1753 /// tryLocalSplit - Try to split VirtReg into smaller intervals inside its only
1754 /// basic block.
1755 ///
1756 unsigned RAGreedy::tryLocalSplit(LiveInterval &VirtReg, AllocationOrder &Order,
1757                                  SmallVectorImpl<unsigned> &NewVRegs) {
1758   assert(SA->getUseBlocks().size() == 1 && "Not a local interval");
1759   const SplitAnalysis::BlockInfo &BI = SA->getUseBlocks().front();
1760
1761   // Note that it is possible to have an interval that is live-in or live-out
1762   // while only covering a single block - A phi-def can use undef values from
1763   // predecessors, and the block could be a single-block loop.
1764   // We don't bother doing anything clever about such a case, we simply assume
1765   // that the interval is continuous from FirstInstr to LastInstr. We should
1766   // make sure that we don't do anything illegal to such an interval, though.
1767
1768   ArrayRef<SlotIndex> Uses = SA->getUseSlots();
1769   if (Uses.size() <= 2)
1770     return 0;
1771   const unsigned NumGaps = Uses.size()-1;
1772
1773   DEBUG({
1774     dbgs() << "tryLocalSplit: ";
1775     for (unsigned i = 0, e = Uses.size(); i != e; ++i)
1776       dbgs() << ' ' << Uses[i];
1777     dbgs() << '\n';
1778   });
1779
1780   // If VirtReg is live across any register mask operands, compute a list of
1781   // gaps with register masks.
1782   SmallVector<unsigned, 8> RegMaskGaps;
1783   if (Matrix->checkRegMaskInterference(VirtReg)) {
1784     // Get regmask slots for the whole block.
1785     ArrayRef<SlotIndex> RMS = LIS->getRegMaskSlotsInBlock(BI.MBB->getNumber());
1786     DEBUG(dbgs() << RMS.size() << " regmasks in block:");
1787     // Constrain to VirtReg's live range.
1788     unsigned ri = std::lower_bound(RMS.begin(), RMS.end(),
1789                                    Uses.front().getRegSlot()) - RMS.begin();
1790     unsigned re = RMS.size();
1791     for (unsigned i = 0; i != NumGaps && ri != re; ++i) {
1792       // Look for Uses[i] <= RMS <= Uses[i+1].
1793       assert(!SlotIndex::isEarlierInstr(RMS[ri], Uses[i]));
1794       if (SlotIndex::isEarlierInstr(Uses[i+1], RMS[ri]))
1795         continue;
1796       // Skip a regmask on the same instruction as the last use. It doesn't
1797       // overlap the live range.
1798       if (SlotIndex::isSameInstr(Uses[i+1], RMS[ri]) && i+1 == NumGaps)
1799         break;
1800       DEBUG(dbgs() << ' ' << RMS[ri] << ':' << Uses[i] << '-' << Uses[i+1]);
1801       RegMaskGaps.push_back(i);
1802       // Advance ri to the next gap. A regmask on one of the uses counts in
1803       // both gaps.
1804       while (ri != re && SlotIndex::isEarlierInstr(RMS[ri], Uses[i+1]))
1805         ++ri;
1806     }
1807     DEBUG(dbgs() << '\n');
1808   }
1809
1810   // Since we allow local split results to be split again, there is a risk of
1811   // creating infinite loops. It is tempting to require that the new live
1812   // ranges have less instructions than the original. That would guarantee
1813   // convergence, but it is too strict. A live range with 3 instructions can be
1814   // split 2+3 (including the COPY), and we want to allow that.
1815   //
1816   // Instead we use these rules:
1817   //
1818   // 1. Allow any split for ranges with getStage() < RS_Split2. (Except for the
1819   //    noop split, of course).
1820   // 2. Require progress be made for ranges with getStage() == RS_Split2. All
1821   //    the new ranges must have fewer instructions than before the split.
1822   // 3. New ranges with the same number of instructions are marked RS_Split2,
1823   //    smaller ranges are marked RS_New.
1824   //
1825   // These rules allow a 3 -> 2+3 split once, which we need. They also prevent
1826   // excessive splitting and infinite loops.
1827   //
1828   bool ProgressRequired = getStage(VirtReg) >= RS_Split2;
1829
1830   // Best split candidate.
1831   unsigned BestBefore = NumGaps;
1832   unsigned BestAfter = 0;
1833   float BestDiff = 0;
1834
1835   const float blockFreq =
1836     SpillPlacer->getBlockFrequency(BI.MBB->getNumber()).getFrequency() *
1837     (1.0f / MBFI->getEntryFreq());
1838   SmallVector<float, 8> GapWeight;
1839
1840   Order.rewind();
1841   while (unsigned PhysReg = Order.next()) {
1842     // Keep track of the largest spill weight that would need to be evicted in
1843     // order to make use of PhysReg between UseSlots[i] and UseSlots[i+1].
1844     calcGapWeights(PhysReg, GapWeight);
1845
1846     // Remove any gaps with regmask clobbers.
1847     if (Matrix->checkRegMaskInterference(VirtReg, PhysReg))
1848       for (unsigned i = 0, e = RegMaskGaps.size(); i != e; ++i)
1849         GapWeight[RegMaskGaps[i]] = llvm::huge_valf;
1850
1851     // Try to find the best sequence of gaps to close.
1852     // The new spill weight must be larger than any gap interference.
1853
1854     // We will split before Uses[SplitBefore] and after Uses[SplitAfter].
1855     unsigned SplitBefore = 0, SplitAfter = 1;
1856
1857     // MaxGap should always be max(GapWeight[SplitBefore..SplitAfter-1]).
1858     // It is the spill weight that needs to be evicted.
1859     float MaxGap = GapWeight[0];
1860
1861     for (;;) {
1862       // Live before/after split?
1863       const bool LiveBefore = SplitBefore != 0 || BI.LiveIn;
1864       const bool LiveAfter = SplitAfter != NumGaps || BI.LiveOut;
1865
1866       DEBUG(dbgs() << PrintReg(PhysReg, TRI) << ' '
1867                    << Uses[SplitBefore] << '-' << Uses[SplitAfter]
1868                    << " i=" << MaxGap);
1869
1870       // Stop before the interval gets so big we wouldn't be making progress.
1871       if (!LiveBefore && !LiveAfter) {
1872         DEBUG(dbgs() << " all\n");
1873         break;
1874       }
1875       // Should the interval be extended or shrunk?
1876       bool Shrink = true;
1877
1878       // How many gaps would the new range have?
1879       unsigned NewGaps = LiveBefore + SplitAfter - SplitBefore + LiveAfter;
1880
1881       // Legally, without causing looping?
1882       bool Legal = !ProgressRequired || NewGaps < NumGaps;
1883
1884       if (Legal && MaxGap < llvm::huge_valf) {
1885         // Estimate the new spill weight. Each instruction reads or writes the
1886         // register. Conservatively assume there are no read-modify-write
1887         // instructions.
1888         //
1889         // Try to guess the size of the new interval.
1890         const float EstWeight = normalizeSpillWeight(
1891             blockFreq * (NewGaps + 1),
1892             Uses[SplitBefore].distance(Uses[SplitAfter]) +
1893                 (LiveBefore + LiveAfter) * SlotIndex::InstrDist,
1894             1);
1895         // Would this split be possible to allocate?
1896         // Never allocate all gaps, we wouldn't be making progress.
1897         DEBUG(dbgs() << " w=" << EstWeight);
1898         if (EstWeight * Hysteresis >= MaxGap) {
1899           Shrink = false;
1900           float Diff = EstWeight - MaxGap;
1901           if (Diff > BestDiff) {
1902             DEBUG(dbgs() << " (best)");
1903             BestDiff = Hysteresis * Diff;
1904             BestBefore = SplitBefore;
1905             BestAfter = SplitAfter;
1906           }
1907         }
1908       }
1909
1910       // Try to shrink.
1911       if (Shrink) {
1912         if (++SplitBefore < SplitAfter) {
1913           DEBUG(dbgs() << " shrink\n");
1914           // Recompute the max when necessary.
1915           if (GapWeight[SplitBefore - 1] >= MaxGap) {
1916             MaxGap = GapWeight[SplitBefore];
1917             for (unsigned i = SplitBefore + 1; i != SplitAfter; ++i)
1918               MaxGap = std::max(MaxGap, GapWeight[i]);
1919           }
1920           continue;
1921         }
1922         MaxGap = 0;
1923       }
1924
1925       // Try to extend the interval.
1926       if (SplitAfter >= NumGaps) {
1927         DEBUG(dbgs() << " end\n");
1928         break;
1929       }
1930
1931       DEBUG(dbgs() << " extend\n");
1932       MaxGap = std::max(MaxGap, GapWeight[SplitAfter++]);
1933     }
1934   }
1935
1936   // Didn't find any candidates?
1937   if (BestBefore == NumGaps)
1938     return 0;
1939
1940   DEBUG(dbgs() << "Best local split range: " << Uses[BestBefore]
1941                << '-' << Uses[BestAfter] << ", " << BestDiff
1942                << ", " << (BestAfter - BestBefore + 1) << " instrs\n");
1943
1944   LiveRangeEdit LREdit(&VirtReg, NewVRegs, *MF, *LIS, VRM, this, &DeadRemats);
1945   SE->reset(LREdit);
1946
1947   SE->openIntv();
1948   SlotIndex SegStart = SE->enterIntvBefore(Uses[BestBefore]);
1949   SlotIndex SegStop  = SE->leaveIntvAfter(Uses[BestAfter]);
1950   SE->useIntv(SegStart, SegStop);
1951   SmallVector<unsigned, 8> IntvMap;
1952   SE->finish(&IntvMap);
1953   DebugVars->splitRegister(VirtReg.reg, LREdit.regs(), *LIS);
1954
1955   // If the new range has the same number of instructions as before, mark it as
1956   // RS_Split2 so the next split will be forced to make progress. Otherwise,
1957   // leave the new intervals as RS_New so they can compete.
1958   bool LiveBefore = BestBefore != 0 || BI.LiveIn;
1959   bool LiveAfter = BestAfter != NumGaps || BI.LiveOut;
1960   unsigned NewGaps = LiveBefore + BestAfter - BestBefore + LiveAfter;
1961   if (NewGaps >= NumGaps) {
1962     DEBUG(dbgs() << "Tagging non-progress ranges: ");
1963     assert(!ProgressRequired && "Didn't make progress when it was required.");
1964     for (unsigned i = 0, e = IntvMap.size(); i != e; ++i)
1965       if (IntvMap[i] == 1) {
1966         setStage(LIS->getInterval(LREdit.get(i)), RS_Split2);
1967         DEBUG(dbgs() << PrintReg(LREdit.get(i)));
1968       }
1969     DEBUG(dbgs() << '\n');
1970   }
1971   ++NumLocalSplits;
1972
1973   return 0;
1974 }
1975
1976 //===----------------------------------------------------------------------===//
1977 //                          Live Range Splitting
1978 //===----------------------------------------------------------------------===//
1979
1980 /// trySplit - Try to split VirtReg or one of its interferences, making it
1981 /// assignable.
1982 /// @return Physreg when VirtReg may be assigned and/or new NewVRegs.
1983 unsigned RAGreedy::trySplit(LiveInterval &VirtReg, AllocationOrder &Order,
1984                             SmallVectorImpl<unsigned>&NewVRegs) {
1985   // Ranges must be Split2 or less.
1986   if (getStage(VirtReg) >= RS_Spill)
1987     return 0;
1988
1989   // Local intervals are handled separately.
1990   if (LIS->intervalIsInOneMBB(VirtReg)) {
1991     NamedRegionTimer T("local_split", "Local Splitting", TimerGroupName,
1992                        TimerGroupDescription, TimePassesIsEnabled);
1993     SA->analyze(&VirtReg);
1994     unsigned PhysReg = tryLocalSplit(VirtReg, Order, NewVRegs);
1995     if (PhysReg || !NewVRegs.empty())
1996       return PhysReg;
1997     return tryInstructionSplit(VirtReg, Order, NewVRegs);
1998   }
1999
2000   NamedRegionTimer T("global_split", "Global Splitting", TimerGroupName,
2001                      TimerGroupDescription, TimePassesIsEnabled);
2002
2003   SA->analyze(&VirtReg);
2004
2005   // FIXME: SplitAnalysis may repair broken live ranges coming from the
2006   // coalescer. That may cause the range to become allocatable which means that
2007   // tryRegionSplit won't be making progress. This check should be replaced with
2008   // an assertion when the coalescer is fixed.
2009   if (SA->didRepairRange()) {
2010     // VirtReg has changed, so all cached queries are invalid.
2011     Matrix->invalidateVirtRegs();
2012     if (unsigned PhysReg = tryAssign(VirtReg, Order, NewVRegs))
2013       return PhysReg;
2014   }
2015
2016   // First try to split around a region spanning multiple blocks. RS_Split2
2017   // ranges already made dubious progress with region splitting, so they go
2018   // straight to single block splitting.
2019   if (getStage(VirtReg) < RS_Split2) {
2020     unsigned PhysReg = tryRegionSplit(VirtReg, Order, NewVRegs);
2021     if (PhysReg || !NewVRegs.empty())
2022       return PhysReg;
2023   }
2024
2025   // Then isolate blocks.
2026   return tryBlockSplit(VirtReg, Order, NewVRegs);
2027 }
2028
2029 //===----------------------------------------------------------------------===//
2030 //                          Last Chance Recoloring
2031 //===----------------------------------------------------------------------===//
2032
2033 /// mayRecolorAllInterferences - Check if the virtual registers that
2034 /// interfere with \p VirtReg on \p PhysReg (or one of its aliases) may be
2035 /// recolored to free \p PhysReg.
2036 /// When true is returned, \p RecoloringCandidates has been augmented with all
2037 /// the live intervals that need to be recolored in order to free \p PhysReg
2038 /// for \p VirtReg.
2039 /// \p FixedRegisters contains all the virtual registers that cannot be
2040 /// recolored.
2041 bool
2042 RAGreedy::mayRecolorAllInterferences(unsigned PhysReg, LiveInterval &VirtReg,
2043                                      SmallLISet &RecoloringCandidates,
2044                                      const SmallVirtRegSet &FixedRegisters) {
2045   const TargetRegisterClass *CurRC = MRI->getRegClass(VirtReg.reg);
2046
2047   for (MCRegUnitIterator Units(PhysReg, TRI); Units.isValid(); ++Units) {
2048     LiveIntervalUnion::Query &Q = Matrix->query(VirtReg, *Units);
2049     // If there is LastChanceRecoloringMaxInterference or more interferences,
2050     // chances are one would not be recolorable.
2051     if (Q.collectInterferingVRegs(LastChanceRecoloringMaxInterference) >=
2052         LastChanceRecoloringMaxInterference && !ExhaustiveSearch) {
2053       DEBUG(dbgs() << "Early abort: too many interferences.\n");
2054       CutOffInfo |= CO_Interf;
2055       return false;
2056     }
2057     for (unsigned i = Q.interferingVRegs().size(); i; --i) {
2058       LiveInterval *Intf = Q.interferingVRegs()[i - 1];
2059       // If Intf is done and sit on the same register class as VirtReg,
2060       // it would not be recolorable as it is in the same state as VirtReg.
2061       if ((getStage(*Intf) == RS_Done &&
2062            MRI->getRegClass(Intf->reg) == CurRC) ||
2063           FixedRegisters.count(Intf->reg)) {
2064         DEBUG(dbgs() << "Early abort: the inteference is not recolorable.\n");
2065         return false;
2066       }
2067       RecoloringCandidates.insert(Intf);
2068     }
2069   }
2070   return true;
2071 }
2072
2073 /// tryLastChanceRecoloring - Try to assign a color to \p VirtReg by recoloring
2074 /// its interferences.
2075 /// Last chance recoloring chooses a color for \p VirtReg and recolors every
2076 /// virtual register that was using it. The recoloring process may recursively
2077 /// use the last chance recoloring. Therefore, when a virtual register has been
2078 /// assigned a color by this mechanism, it is marked as Fixed, i.e., it cannot
2079 /// be last-chance-recolored again during this recoloring "session".
2080 /// E.g.,
2081 /// Let
2082 /// vA can use {R1, R2    }
2083 /// vB can use {    R2, R3}
2084 /// vC can use {R1        }
2085 /// Where vA, vB, and vC cannot be split anymore (they are reloads for
2086 /// instance) and they all interfere.
2087 ///
2088 /// vA is assigned R1
2089 /// vB is assigned R2
2090 /// vC tries to evict vA but vA is already done.
2091 /// Regular register allocation fails.
2092 ///
2093 /// Last chance recoloring kicks in:
2094 /// vC does as if vA was evicted => vC uses R1.
2095 /// vC is marked as fixed.
2096 /// vA needs to find a color.
2097 /// None are available.
2098 /// vA cannot evict vC: vC is a fixed virtual register now.
2099 /// vA does as if vB was evicted => vA uses R2.
2100 /// vB needs to find a color.
2101 /// R3 is available.
2102 /// Recoloring => vC = R1, vA = R2, vB = R3
2103 ///
2104 /// \p Order defines the preferred allocation order for \p VirtReg.
2105 /// \p NewRegs will contain any new virtual register that have been created
2106 /// (split, spill) during the process and that must be assigned.
2107 /// \p FixedRegisters contains all the virtual registers that cannot be
2108 /// recolored.
2109 /// \p Depth gives the current depth of the last chance recoloring.
2110 /// \return a physical register that can be used for VirtReg or ~0u if none
2111 /// exists.
2112 unsigned RAGreedy::tryLastChanceRecoloring(LiveInterval &VirtReg,
2113                                            AllocationOrder &Order,
2114                                            SmallVectorImpl<unsigned> &NewVRegs,
2115                                            SmallVirtRegSet &FixedRegisters,
2116                                            unsigned Depth) {
2117   DEBUG(dbgs() << "Try last chance recoloring for " << VirtReg << '\n');
2118   // Ranges must be Done.
2119   assert((getStage(VirtReg) >= RS_Done || !VirtReg.isSpillable()) &&
2120          "Last chance recoloring should really be last chance");
2121   // Set the max depth to LastChanceRecoloringMaxDepth.
2122   // We may want to reconsider that if we end up with a too large search space
2123   // for target with hundreds of registers.
2124   // Indeed, in that case we may want to cut the search space earlier.
2125   if (Depth >= LastChanceRecoloringMaxDepth && !ExhaustiveSearch) {
2126     DEBUG(dbgs() << "Abort because max depth has been reached.\n");
2127     CutOffInfo |= CO_Depth;
2128     return ~0u;
2129   }
2130
2131   // Set of Live intervals that will need to be recolored.
2132   SmallLISet RecoloringCandidates;
2133   // Record the original mapping virtual register to physical register in case
2134   // the recoloring fails.
2135   DenseMap<unsigned, unsigned> VirtRegToPhysReg;
2136   // Mark VirtReg as fixed, i.e., it will not be recolored pass this point in
2137   // this recoloring "session".
2138   FixedRegisters.insert(VirtReg.reg);
2139   SmallVector<unsigned, 4> CurrentNewVRegs;
2140
2141   Order.rewind();
2142   while (unsigned PhysReg = Order.next()) {
2143     DEBUG(dbgs() << "Try to assign: " << VirtReg << " to "
2144                  << PrintReg(PhysReg, TRI) << '\n');
2145     RecoloringCandidates.clear();
2146     VirtRegToPhysReg.clear();
2147     CurrentNewVRegs.clear();
2148
2149     // It is only possible to recolor virtual register interference.
2150     if (Matrix->checkInterference(VirtReg, PhysReg) >
2151         LiveRegMatrix::IK_VirtReg) {
2152       DEBUG(dbgs() << "Some inteferences are not with virtual registers.\n");
2153
2154       continue;
2155     }
2156
2157     // Early give up on this PhysReg if it is obvious we cannot recolor all
2158     // the interferences.
2159     if (!mayRecolorAllInterferences(PhysReg, VirtReg, RecoloringCandidates,
2160                                     FixedRegisters)) {
2161       DEBUG(dbgs() << "Some inteferences cannot be recolored.\n");
2162       continue;
2163     }
2164
2165     // RecoloringCandidates contains all the virtual registers that interfer
2166     // with VirtReg on PhysReg (or one of its aliases).
2167     // Enqueue them for recoloring and perform the actual recoloring.
2168     PQueue RecoloringQueue;
2169     for (SmallLISet::iterator It = RecoloringCandidates.begin(),
2170                               EndIt = RecoloringCandidates.end();
2171          It != EndIt; ++It) {
2172       unsigned ItVirtReg = (*It)->reg;
2173       enqueue(RecoloringQueue, *It);
2174       assert(VRM->hasPhys(ItVirtReg) &&
2175              "Interferences are supposed to be with allocated vairables");
2176
2177       // Record the current allocation.
2178       VirtRegToPhysReg[ItVirtReg] = VRM->getPhys(ItVirtReg);
2179       // unset the related struct.
2180       Matrix->unassign(**It);
2181     }
2182
2183     // Do as if VirtReg was assigned to PhysReg so that the underlying
2184     // recoloring has the right information about the interferes and
2185     // available colors.
2186     Matrix->assign(VirtReg, PhysReg);
2187
2188     // Save the current recoloring state.
2189     // If we cannot recolor all the interferences, we will have to start again
2190     // at this point for the next physical register.
2191     SmallVirtRegSet SaveFixedRegisters(FixedRegisters);
2192     if (tryRecoloringCandidates(RecoloringQueue, CurrentNewVRegs,
2193                                 FixedRegisters, Depth)) {
2194       // Push the queued vregs into the main queue.
2195       for (unsigned NewVReg : CurrentNewVRegs)
2196         NewVRegs.push_back(NewVReg);
2197       // Do not mess up with the global assignment process.
2198       // I.e., VirtReg must be unassigned.
2199       Matrix->unassign(VirtReg);
2200       return PhysReg;
2201     }
2202
2203     DEBUG(dbgs() << "Fail to assign: " << VirtReg << " to "
2204                  << PrintReg(PhysReg, TRI) << '\n');
2205
2206     // The recoloring attempt failed, undo the changes.
2207     FixedRegisters = SaveFixedRegisters;
2208     Matrix->unassign(VirtReg);
2209
2210     // For a newly created vreg which is also in RecoloringCandidates,
2211     // don't add it to NewVRegs because its physical register will be restored
2212     // below. Other vregs in CurrentNewVRegs are created by calling
2213     // selectOrSplit and should be added into NewVRegs.
2214     for (SmallVectorImpl<unsigned>::iterator Next = CurrentNewVRegs.begin(),
2215                                              End = CurrentNewVRegs.end();
2216          Next != End; ++Next) {
2217       if (RecoloringCandidates.count(&LIS->getInterval(*Next)))
2218         continue;
2219       NewVRegs.push_back(*Next);
2220     }
2221
2222     for (SmallLISet::iterator It = RecoloringCandidates.begin(),
2223                               EndIt = RecoloringCandidates.end();
2224          It != EndIt; ++It) {
2225       unsigned ItVirtReg = (*It)->reg;
2226       if (VRM->hasPhys(ItVirtReg))
2227         Matrix->unassign(**It);
2228       unsigned ItPhysReg = VirtRegToPhysReg[ItVirtReg];
2229       Matrix->assign(**It, ItPhysReg);
2230     }
2231   }
2232
2233   // Last chance recoloring did not worked either, give up.
2234   return ~0u;
2235 }
2236
2237 /// tryRecoloringCandidates - Try to assign a new color to every register
2238 /// in \RecoloringQueue.
2239 /// \p NewRegs will contain any new virtual register created during the
2240 /// recoloring process.
2241 /// \p FixedRegisters[in/out] contains all the registers that have been
2242 /// recolored.
2243 /// \return true if all virtual registers in RecoloringQueue were successfully
2244 /// recolored, false otherwise.
2245 bool RAGreedy::tryRecoloringCandidates(PQueue &RecoloringQueue,
2246                                        SmallVectorImpl<unsigned> &NewVRegs,
2247                                        SmallVirtRegSet &FixedRegisters,
2248                                        unsigned Depth) {
2249   while (!RecoloringQueue.empty()) {
2250     LiveInterval *LI = dequeue(RecoloringQueue);
2251     DEBUG(dbgs() << "Try to recolor: " << *LI << '\n');
2252     unsigned PhysReg;
2253     PhysReg = selectOrSplitImpl(*LI, NewVRegs, FixedRegisters, Depth + 1);
2254     // When splitting happens, the live-range may actually be empty.
2255     // In that case, this is okay to continue the recoloring even
2256     // if we did not find an alternative color for it. Indeed,
2257     // there will not be anything to color for LI in the end.
2258     if (PhysReg == ~0u || (!PhysReg && !LI->empty()))
2259       return false;
2260
2261     if (!PhysReg) {
2262       assert(LI->empty() && "Only empty live-range do not require a register");
2263       DEBUG(dbgs() << "Recoloring of " << *LI << " succeeded. Empty LI.\n");
2264       continue;
2265     }
2266     DEBUG(dbgs() << "Recoloring of " << *LI
2267                  << " succeeded with: " << PrintReg(PhysReg, TRI) << '\n');
2268
2269     Matrix->assign(*LI, PhysReg);
2270     FixedRegisters.insert(LI->reg);
2271   }
2272   return true;
2273 }
2274
2275 //===----------------------------------------------------------------------===//
2276 //                            Main Entry Point
2277 //===----------------------------------------------------------------------===//
2278
2279 unsigned RAGreedy::selectOrSplit(LiveInterval &VirtReg,
2280                                  SmallVectorImpl<unsigned> &NewVRegs) {
2281   CutOffInfo = CO_None;
2282   LLVMContext &Ctx = MF->getFunction()->getContext();
2283   SmallVirtRegSet FixedRegisters;
2284   unsigned Reg = selectOrSplitImpl(VirtReg, NewVRegs, FixedRegisters);
2285   if (Reg == ~0U && (CutOffInfo != CO_None)) {
2286     uint8_t CutOffEncountered = CutOffInfo & (CO_Depth | CO_Interf);
2287     if (CutOffEncountered == CO_Depth)
2288       Ctx.emitError("register allocation failed: maximum depth for recoloring "
2289                     "reached. Use -fexhaustive-register-search to skip "
2290                     "cutoffs");
2291     else if (CutOffEncountered == CO_Interf)
2292       Ctx.emitError("register allocation failed: maximum interference for "
2293                     "recoloring reached. Use -fexhaustive-register-search "
2294                     "to skip cutoffs");
2295     else if (CutOffEncountered == (CO_Depth | CO_Interf))
2296       Ctx.emitError("register allocation failed: maximum interference and "
2297                     "depth for recoloring reached. Use "
2298                     "-fexhaustive-register-search to skip cutoffs");
2299   }
2300   return Reg;
2301 }
2302
2303 /// Using a CSR for the first time has a cost because it causes push|pop
2304 /// to be added to prologue|epilogue. Splitting a cold section of the live
2305 /// range can have lower cost than using the CSR for the first time;
2306 /// Spilling a live range in the cold path can have lower cost than using
2307 /// the CSR for the first time. Returns the physical register if we decide
2308 /// to use the CSR; otherwise return 0.
2309 unsigned RAGreedy::tryAssignCSRFirstTime(LiveInterval &VirtReg,
2310                                          AllocationOrder &Order,
2311                                          unsigned PhysReg,
2312                                          unsigned &CostPerUseLimit,
2313                                          SmallVectorImpl<unsigned> &NewVRegs) {
2314   if (getStage(VirtReg) == RS_Spill && VirtReg.isSpillable()) {
2315     // We choose spill over using the CSR for the first time if the spill cost
2316     // is lower than CSRCost.
2317     SA->analyze(&VirtReg);
2318     if (calcSpillCost() >= CSRCost)
2319       return PhysReg;
2320
2321     // We are going to spill, set CostPerUseLimit to 1 to make sure that
2322     // we will not use a callee-saved register in tryEvict.
2323     CostPerUseLimit = 1;
2324     return 0;
2325   }
2326   if (getStage(VirtReg) < RS_Split) {
2327     // We choose pre-splitting over using the CSR for the first time if
2328     // the cost of splitting is lower than CSRCost.
2329     SA->analyze(&VirtReg);
2330     unsigned NumCands = 0;
2331     BlockFrequency BestCost = CSRCost; // Don't modify CSRCost.
2332     unsigned BestCand = calculateRegionSplitCost(VirtReg, Order, BestCost,
2333                                                  NumCands, true /*IgnoreCSR*/);
2334     if (BestCand == NoCand)
2335       // Use the CSR if we can't find a region split below CSRCost.
2336       return PhysReg;
2337
2338     // Perform the actual pre-splitting.
2339     doRegionSplit(VirtReg, BestCand, false/*HasCompact*/, NewVRegs);
2340     return 0;
2341   }
2342   return PhysReg;
2343 }
2344
2345 void RAGreedy::aboutToRemoveInterval(LiveInterval &LI) {
2346   // Do not keep invalid information around.
2347   SetOfBrokenHints.remove(&LI);
2348 }
2349
2350 void RAGreedy::initializeCSRCost() {
2351   // We use the larger one out of the command-line option and the value report
2352   // by TRI.
2353   CSRCost = BlockFrequency(
2354       std::max((unsigned)CSRFirstTimeCost, TRI->getCSRFirstUseCost()));
2355   if (!CSRCost.getFrequency())
2356     return;
2357
2358   // Raw cost is relative to Entry == 2^14; scale it appropriately.
2359   uint64_t ActualEntry = MBFI->getEntryFreq();
2360   if (!ActualEntry) {
2361     CSRCost = 0;
2362     return;
2363   }
2364   uint64_t FixedEntry = 1 << 14;
2365   if (ActualEntry < FixedEntry)
2366     CSRCost *= BranchProbability(ActualEntry, FixedEntry);
2367   else if (ActualEntry <= UINT32_MAX)
2368     // Invert the fraction and divide.
2369     CSRCost /= BranchProbability(FixedEntry, ActualEntry);
2370   else
2371     // Can't use BranchProbability in general, since it takes 32-bit numbers.
2372     CSRCost = CSRCost.getFrequency() * (ActualEntry / FixedEntry);
2373 }
2374
2375 /// \brief Collect the hint info for \p Reg.
2376 /// The results are stored into \p Out.
2377 /// \p Out is not cleared before being populated.
2378 void RAGreedy::collectHintInfo(unsigned Reg, HintsInfo &Out) {
2379   for (const MachineInstr &Instr : MRI->reg_nodbg_instructions(Reg)) {
2380     if (!Instr.isFullCopy())
2381       continue;
2382     // Look for the other end of the copy.
2383     unsigned OtherReg = Instr.getOperand(0).getReg();
2384     if (OtherReg == Reg) {
2385       OtherReg = Instr.getOperand(1).getReg();
2386       if (OtherReg == Reg)
2387         continue;
2388     }
2389     // Get the current assignment.
2390     unsigned OtherPhysReg = TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(OtherReg)
2391                                 ? OtherReg
2392                                 : VRM->getPhys(OtherReg);
2393     // Push the collected information.
2394     Out.push_back(HintInfo(MBFI->getBlockFreq(Instr.getParent()), OtherReg,
2395                            OtherPhysReg));
2396   }
2397 }
2398
2399 /// \brief Using the given \p List, compute the cost of the broken hints if
2400 /// \p PhysReg was used.
2401 /// \return The cost of \p List for \p PhysReg.
2402 BlockFrequency RAGreedy::getBrokenHintFreq(const HintsInfo &List,
2403                                            unsigned PhysReg) {
2404   BlockFrequency Cost = 0;
2405   for (const HintInfo &Info : List) {
2406     if (Info.PhysReg != PhysReg)
2407       Cost += Info.Freq;
2408   }
2409   return Cost;
2410 }
2411
2412 /// \brief Using the register assigned to \p VirtReg, try to recolor
2413 /// all the live ranges that are copy-related with \p VirtReg.
2414 /// The recoloring is then propagated to all the live-ranges that have
2415 /// been recolored and so on, until no more copies can be coalesced or
2416 /// it is not profitable.
2417 /// For a given live range, profitability is determined by the sum of the
2418 /// frequencies of the non-identity copies it would introduce with the old
2419 /// and new register.
2420 void RAGreedy::tryHintRecoloring(LiveInterval &VirtReg) {
2421   // We have a broken hint, check if it is possible to fix it by
2422   // reusing PhysReg for the copy-related live-ranges. Indeed, we evicted
2423   // some register and PhysReg may be available for the other live-ranges.
2424   SmallSet<unsigned, 4> Visited;
2425   SmallVector<unsigned, 2> RecoloringCandidates;
2426   HintsInfo Info;
2427   unsigned Reg = VirtReg.reg;
2428   unsigned PhysReg = VRM->getPhys(Reg);
2429   // Start the recoloring algorithm from the input live-interval, then
2430   // it will propagate to the ones that are copy-related with it.
2431   Visited.insert(Reg);
2432   RecoloringCandidates.push_back(Reg);
2433
2434   DEBUG(dbgs() << "Trying to reconcile hints for: " << PrintReg(Reg, TRI) << '('
2435                << PrintReg(PhysReg, TRI) << ")\n");
2436
2437   do {
2438     Reg = RecoloringCandidates.pop_back_val();
2439
2440     // We cannot recolor physcal register.
2441     if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(Reg))
2442       continue;
2443
2444     assert(VRM->hasPhys(Reg) && "We have unallocated variable!!");
2445
2446     // Get the live interval mapped with this virtual register to be able
2447     // to check for the interference with the new color.
2448     LiveInterval &LI = LIS->getInterval(Reg);
2449     unsigned CurrPhys = VRM->getPhys(Reg);
2450     // Check that the new color matches the register class constraints and
2451     // that it is free for this live range.
2452     if (CurrPhys != PhysReg && (!MRI->getRegClass(Reg)->contains(PhysReg) ||
2453                                 Matrix->checkInterference(LI, PhysReg)))
2454       continue;
2455
2456     DEBUG(dbgs() << PrintReg(Reg, TRI) << '(' << PrintReg(CurrPhys, TRI)
2457                  << ") is recolorable.\n");
2458
2459     // Gather the hint info.
2460     Info.clear();
2461     collectHintInfo(Reg, Info);
2462     // Check if recoloring the live-range will increase the cost of the
2463     // non-identity copies.
2464     if (CurrPhys != PhysReg) {
2465       DEBUG(dbgs() << "Checking profitability:\n");
2466       BlockFrequency OldCopiesCost = getBrokenHintFreq(Info, CurrPhys);
2467       BlockFrequency NewCopiesCost = getBrokenHintFreq(Info, PhysReg);
2468       DEBUG(dbgs() << "Old Cost: " << OldCopiesCost.getFrequency()
2469                    << "\nNew Cost: " << NewCopiesCost.getFrequency() << '\n');
2470       if (OldCopiesCost < NewCopiesCost) {
2471         DEBUG(dbgs() << "=> Not profitable.\n");
2472         continue;
2473       }
2474       // At this point, the cost is either cheaper or equal. If it is
2475       // equal, we consider this is profitable because it may expose
2476       // more recoloring opportunities.
2477       DEBUG(dbgs() << "=> Profitable.\n");
2478       // Recolor the live-range.
2479       Matrix->unassign(LI);
2480       Matrix->assign(LI, PhysReg);
2481     }
2482     // Push all copy-related live-ranges to keep reconciling the broken
2483     // hints.
2484     for (const HintInfo &HI : Info) {
2485       if (Visited.insert(HI.Reg).second)
2486         RecoloringCandidates.push_back(HI.Reg);
2487     }
2488   } while (!RecoloringCandidates.empty());
2489 }
2490
2491 /// \brief Try to recolor broken hints.
2492 /// Broken hints may be repaired by recoloring when an evicted variable
2493 /// freed up a register for a larger live-range.
2494 /// Consider the following example:
2495 /// BB1:
2496 ///   a =
2497 ///   b =
2498 /// BB2:
2499 ///   ...
2500 ///   = b
2501 ///   = a
2502 /// Let us assume b gets split:
2503 /// BB1:
2504 ///   a =
2505 ///   b =
2506 /// BB2:
2507 ///   c = b
2508 ///   ...
2509 ///   d = c
2510 ///   = d
2511 ///   = a
2512 /// Because of how the allocation work, b, c, and d may be assigned different
2513 /// colors. Now, if a gets evicted later:
2514 /// BB1:
2515 ///   a =
2516 ///   st a, SpillSlot
2517 ///   b =
2518 /// BB2:
2519 ///   c = b
2520 ///   ...
2521 ///   d = c
2522 ///   = d
2523 ///   e = ld SpillSlot
2524 ///   = e
2525 /// This is likely that we can assign the same register for b, c, and d,
2526 /// getting rid of 2 copies.
2527 void RAGreedy::tryHintsRecoloring() {
2528   for (LiveInterval *LI : SetOfBrokenHints) {
2529     assert(TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(LI->reg) &&
2530            "Recoloring is possible only for virtual registers");
2531     // Some dead defs may be around (e.g., because of debug uses).
2532     // Ignore those.
2533     if (!VRM->hasPhys(LI->reg))
2534       continue;
2535     tryHintRecoloring(*LI);
2536   }
2537 }
2538
2539 unsigned RAGreedy::selectOrSplitImpl(LiveInterval &VirtReg,
2540                                      SmallVectorImpl<unsigned> &NewVRegs,
2541                                      SmallVirtRegSet &FixedRegisters,
2542                                      unsigned Depth) {
2543   unsigned CostPerUseLimit = ~0u;
2544   // First try assigning a free register.
2545   AllocationOrder Order(VirtReg.reg, *VRM, RegClassInfo, Matrix);
2546   if (unsigned PhysReg = tryAssign(VirtReg, Order, NewVRegs)) {
2547     // When NewVRegs is not empty, we may have made decisions such as evicting
2548     // a virtual register, go with the earlier decisions and use the physical
2549     // register.
2550     if (CSRCost.getFrequency() && isUnusedCalleeSavedReg(PhysReg) &&
2551         NewVRegs.empty()) {
2552       unsigned CSRReg = tryAssignCSRFirstTime(VirtReg, Order, PhysReg,
2553                                               CostPerUseLimit, NewVRegs);
2554       if (CSRReg || !NewVRegs.empty())
2555         // Return now if we decide to use a CSR or create new vregs due to
2556         // pre-splitting.
2557         return CSRReg;
2558     } else
2559       return PhysReg;
2560   }
2561
2562   LiveRangeStage Stage = getStage(VirtReg);
2563   DEBUG(dbgs() << StageName[Stage]
2564                << " Cascade " << ExtraRegInfo[VirtReg.reg].Cascade << '\n');
2565
2566   // Try to evict a less worthy live range, but only for ranges from the primary
2567   // queue. The RS_Split ranges already failed to do this, and they should not
2568   // get a second chance until they have been split.
2569   if (Stage != RS_Split)
2570     if (unsigned PhysReg =
2571             tryEvict(VirtReg, Order, NewVRegs, CostPerUseLimit)) {
2572       unsigned Hint = MRI->getSimpleHint(VirtReg.reg);
2573       // If VirtReg has a hint and that hint is broken record this
2574       // virtual register as a recoloring candidate for broken hint.
2575       // Indeed, since we evicted a variable in its neighborhood it is
2576       // likely we can at least partially recolor some of the
2577       // copy-related live-ranges.
2578       if (Hint && Hint != PhysReg)
2579         SetOfBrokenHints.insert(&VirtReg);
2580       return PhysReg;
2581     }
2582
2583   assert((NewVRegs.empty() || Depth) && "Cannot append to existing NewVRegs");
2584
2585   // The first time we see a live range, don't try to split or spill.
2586   // Wait until the second time, when all smaller ranges have been allocated.
2587   // This gives a better picture of the interference to split around.
2588   if (Stage < RS_Split) {
2589     setStage(VirtReg, RS_Split);
2590     DEBUG(dbgs() << "wait for second round\n");
2591     NewVRegs.push_back(VirtReg.reg);
2592     return 0;
2593   }
2594
2595   if (Stage < RS_Spill) {
2596     // Try splitting VirtReg or interferences.
2597     unsigned NewVRegSizeBefore = NewVRegs.size();
2598     unsigned PhysReg = trySplit(VirtReg, Order, NewVRegs);
2599     if (PhysReg || (NewVRegs.size() - NewVRegSizeBefore))
2600       return PhysReg;
2601   }
2602
2603   // If we couldn't allocate a register from spilling, there is probably some
2604   // invalid inline assembly. The base class wil report it.
2605   if (Stage >= RS_Done || !VirtReg.isSpillable())
2606     return tryLastChanceRecoloring(VirtReg, Order, NewVRegs, FixedRegisters,
2607                                    Depth);
2608
2609   // Finally spill VirtReg itself.
2610   if (EnableDeferredSpilling && getStage(VirtReg) < RS_Memory) {
2611     // TODO: This is experimental and in particular, we do not model
2612     // the live range splitting done by spilling correctly.
2613     // We would need a deep integration with the spiller to do the
2614     // right thing here. Anyway, that is still good for early testing.
2615     setStage(VirtReg, RS_Memory);
2616     DEBUG(dbgs() << "Do as if this register is in memory\n");
2617     NewVRegs.push_back(VirtReg.reg);
2618   } else {
2619     NamedRegionTimer T("spill", "Spiller", TimerGroupName,
2620                        TimerGroupDescription, TimePassesIsEnabled);
2621     LiveRangeEdit LRE(&VirtReg, NewVRegs, *MF, *LIS, VRM, this, &DeadRemats);
2622     spiller().spill(LRE);
2623     setStage(NewVRegs.begin(), NewVRegs.end(), RS_Done);
2624
2625     if (VerifyEnabled)
2626       MF->verify(this, "After spilling");
2627   }
2628
2629   // The live virtual register requesting allocation was spilled, so tell
2630   // the caller not to allocate anything during this round.
2631   return 0;
2632 }
2633
2634 void RAGreedy::reportNumberOfSplillsReloads(MachineLoop *L, unsigned &Reloads,
2635                                             unsigned &FoldedReloads,
2636                                             unsigned &Spills,
2637                                             unsigned &FoldedSpills) {
2638   Reloads = 0;
2639   FoldedReloads = 0;
2640   Spills = 0;
2641   FoldedSpills = 0;
2642
2643   // Sum up the spill and reloads in subloops.
2644   for (MachineLoop *SubLoop : *L) {
2645     unsigned SubReloads;
2646     unsigned SubFoldedReloads;
2647     unsigned SubSpills;
2648     unsigned SubFoldedSpills;
2649
2650     reportNumberOfSplillsReloads(SubLoop, SubReloads, SubFoldedReloads,
2651                                  SubSpills, SubFoldedSpills);
2652     Reloads += SubReloads;
2653     FoldedReloads += SubFoldedReloads;
2654     Spills += SubSpills;
2655     FoldedSpills += SubFoldedSpills;
2656   }
2657
2658   const MachineFrameInfo &MFI = MF->getFrameInfo();
2659   const TargetInstrInfo *TII = MF->getSubtarget().getInstrInfo();
2660   int FI;
2661
2662   for (MachineBasicBlock *MBB : L->getBlocks())
2663     // Handle blocks that were not included in subloops.
2664     if (Loops->getLoopFor(MBB) == L)
2665       for (MachineInstr &MI : *MBB) {
2666         const MachineMemOperand *MMO;
2667
2668         if (TII->isLoadFromStackSlot(MI, FI) && MFI.isSpillSlotObjectIndex(FI))
2669           ++Reloads;
2670         else if (TII->hasLoadFromStackSlot(MI, MMO, FI) &&
2671                  MFI.isSpillSlotObjectIndex(FI))
2672           ++FoldedReloads;
2673         else if (TII->isStoreToStackSlot(MI, FI) &&
2674                  MFI.isSpillSlotObjectIndex(FI))
2675           ++Spills;
2676         else if (TII->hasStoreToStackSlot(MI, MMO, FI) &&
2677                  MFI.isSpillSlotObjectIndex(FI))
2678           ++FoldedSpills;
2679       }
2680
2681   if (Reloads || FoldedReloads || Spills || FoldedSpills) {
2682     using namespace ore;
2683     MachineOptimizationRemarkMissed R(DEBUG_TYPE, "LoopSpillReload",
2684                                       L->getStartLoc(), L->getHeader());
2685     if (Spills)
2686       R << NV("NumSpills", Spills) << " spills ";
2687     if (FoldedSpills)
2688       R << NV("NumFoldedSpills", FoldedSpills) << " folded spills ";
2689     if (Reloads)
2690       R << NV("NumReloads", Reloads) << " reloads ";
2691     if (FoldedReloads)
2692       R << NV("NumFoldedReloads", FoldedReloads) << " folded reloads ";
2693     ORE->emit(R << "generated in loop");
2694   }
2695 }
2696
2697 bool RAGreedy::runOnMachineFunction(MachineFunction &mf) {
2698   DEBUG(dbgs() << "********** GREEDY REGISTER ALLOCATION **********\n"
2699                << "********** Function: " << mf.getName() << '\n');
2700
2701   MF = &mf;
2702   TRI = MF->getSubtarget().getRegisterInfo();
2703   TII = MF->getSubtarget().getInstrInfo();
2704   RCI.runOnMachineFunction(mf);
2705
2706   EnableLocalReassign = EnableLocalReassignment ||
2707                         MF->getSubtarget().enableRALocalReassignment(
2708                             MF->getTarget().getOptLevel());
2709
2710   if (VerifyEnabled)
2711     MF->verify(this, "Before greedy register allocator");
2712
2713   RegAllocBase::init(getAnalysis<VirtRegMap>(),
2714                      getAnalysis<LiveIntervals>(),
2715                      getAnalysis<LiveRegMatrix>());
2716   Indexes = &getAnalysis<SlotIndexes>();
2717   MBFI = &getAnalysis<MachineBlockFrequencyInfo>();
2718   DomTree = &getAnalysis<MachineDominatorTree>();
2719   ORE = &getAnalysis<MachineOptimizationRemarkEmitterPass>().getORE();
2720   SpillerInstance.reset(createInlineSpiller(*this, *MF, *VRM));
2721   Loops = &getAnalysis<MachineLoopInfo>();
2722   Bundles = &getAnalysis<EdgeBundles>();
2723   SpillPlacer = &getAnalysis<SpillPlacement>();
2724   DebugVars = &getAnalysis<LiveDebugVariables>();
2725   AA = &getAnalysis<AAResultsWrapperPass>().getAAResults();
2726
2727   initializeCSRCost();
2728
2729   calculateSpillWeightsAndHints(*LIS, mf, VRM, *Loops, *MBFI);
2730
2731   DEBUG(LIS->dump());
2732
2733   SA.reset(new SplitAnalysis(*VRM, *LIS, *Loops));
2734   SE.reset(new SplitEditor(*SA, *AA, *LIS, *VRM, *DomTree, *MBFI));
2735   ExtraRegInfo.clear();
2736   ExtraRegInfo.resize(MRI->getNumVirtRegs());
2737   NextCascade = 1;
2738   IntfCache.init(MF, Matrix->getLiveUnions(), Indexes, LIS, TRI);
2739   GlobalCand.resize(32);  // This will grow as needed.
2740   SetOfBrokenHints.clear();
2741
2742   allocatePhysRegs();
2743   tryHintsRecoloring();
2744   postOptimization();
2745   reportNumberOfSplillsReloads();
2746
2747   releaseMemory();
2748   return true;
2749 }