]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - contrib/llvm/lib/CodeGen/RegisterCoalescer.cpp
Merge llvm, clang, compiler-rt, libc++, libunwind, lld, lldb and openmp
[FreeBSD/FreeBSD.git] / contrib / llvm / lib / CodeGen / RegisterCoalescer.cpp
1 //===- RegisterCoalescer.cpp - Generic Register Coalescing Interface ------===//
2 //
3 // Part of the LLVM Project, under the Apache License v2.0 with LLVM Exceptions.
4 // See https://llvm.org/LICENSE.txt for license information.
5 // SPDX-License-Identifier: Apache-2.0 WITH LLVM-exception
6 //
7 //===----------------------------------------------------------------------===//
8 //
9 // This file implements the generic RegisterCoalescer interface which
10 // is used as the common interface used by all clients and
11 // implementations of register coalescing.
12 //
13 //===----------------------------------------------------------------------===//
14
15 #include "RegisterCoalescer.h"
16 #include "llvm/ADT/ArrayRef.h"
17 #include "llvm/ADT/BitVector.h"
18 #include "llvm/ADT/DenseSet.h"
19 #include "llvm/ADT/STLExtras.h"
20 #include "llvm/ADT/SmallPtrSet.h"
21 #include "llvm/ADT/SmallVector.h"
22 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
23 #include "llvm/Analysis/AliasAnalysis.h"
24 #include "llvm/CodeGen/LiveInterval.h"
25 #include "llvm/CodeGen/LiveIntervals.h"
26 #include "llvm/CodeGen/LiveRangeEdit.h"
27 #include "llvm/CodeGen/MachineBasicBlock.h"
28 #include "llvm/CodeGen/MachineFunction.h"
29 #include "llvm/CodeGen/MachineFunctionPass.h"
30 #include "llvm/CodeGen/MachineInstr.h"
31 #include "llvm/CodeGen/MachineInstrBuilder.h"
32 #include "llvm/CodeGen/MachineLoopInfo.h"
33 #include "llvm/CodeGen/MachineOperand.h"
34 #include "llvm/CodeGen/MachineRegisterInfo.h"
35 #include "llvm/CodeGen/Passes.h"
36 #include "llvm/CodeGen/RegisterClassInfo.h"
37 #include "llvm/CodeGen/SlotIndexes.h"
38 #include "llvm/CodeGen/TargetInstrInfo.h"
39 #include "llvm/CodeGen/TargetOpcodes.h"
40 #include "llvm/CodeGen/TargetRegisterInfo.h"
41 #include "llvm/CodeGen/TargetSubtargetInfo.h"
42 #include "llvm/IR/DebugLoc.h"
43 #include "llvm/MC/LaneBitmask.h"
44 #include "llvm/MC/MCInstrDesc.h"
45 #include "llvm/MC/MCRegisterInfo.h"
46 #include "llvm/Pass.h"
47 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
48 #include "llvm/Support/Compiler.h"
49 #include "llvm/Support/Debug.h"
50 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
51 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
52 #include <algorithm>
53 #include <cassert>
54 #include <iterator>
55 #include <limits>
56 #include <tuple>
57 #include <utility>
58 #include <vector>
59
60 using namespace llvm;
61
62 #define DEBUG_TYPE "regalloc"
63
64 STATISTIC(numJoins    , "Number of interval joins performed");
65 STATISTIC(numCrossRCs , "Number of cross class joins performed");
66 STATISTIC(numCommutes , "Number of instruction commuting performed");
67 STATISTIC(numExtends  , "Number of copies extended");
68 STATISTIC(NumReMats   , "Number of instructions re-materialized");
69 STATISTIC(NumInflated , "Number of register classes inflated");
70 STATISTIC(NumLaneConflicts, "Number of dead lane conflicts tested");
71 STATISTIC(NumLaneResolves,  "Number of dead lane conflicts resolved");
72 STATISTIC(NumShrinkToUses,  "Number of shrinkToUses called");
73
74 static cl::opt<bool> EnableJoining("join-liveintervals",
75                                    cl::desc("Coalesce copies (default=true)"),
76                                    cl::init(true), cl::Hidden);
77
78 static cl::opt<bool> UseTerminalRule("terminal-rule",
79                                      cl::desc("Apply the terminal rule"),
80                                      cl::init(false), cl::Hidden);
81
82 /// Temporary flag to test critical edge unsplitting.
83 static cl::opt<bool>
84 EnableJoinSplits("join-splitedges",
85   cl::desc("Coalesce copies on split edges (default=subtarget)"), cl::Hidden);
86
87 /// Temporary flag to test global copy optimization.
88 static cl::opt<cl::boolOrDefault>
89 EnableGlobalCopies("join-globalcopies",
90   cl::desc("Coalesce copies that span blocks (default=subtarget)"),
91   cl::init(cl::BOU_UNSET), cl::Hidden);
92
93 static cl::opt<bool>
94 VerifyCoalescing("verify-coalescing",
95          cl::desc("Verify machine instrs before and after register coalescing"),
96          cl::Hidden);
97
98 static cl::opt<unsigned> LateRematUpdateThreshold(
99     "late-remat-update-threshold", cl::Hidden,
100     cl::desc("During rematerialization for a copy, if the def instruction has "
101              "many other copy uses to be rematerialized, delay the multiple "
102              "separate live interval update work and do them all at once after "
103              "all those rematerialization are done. It will save a lot of "
104              "repeated work. "),
105     cl::init(100));
106
107 static cl::opt<unsigned> LargeIntervalSizeThreshold(
108     "large-interval-size-threshold", cl::Hidden,
109     cl::desc("If the valnos size of an interval is larger than the threshold, "
110              "it is regarded as a large interval. "),
111     cl::init(100));
112
113 static cl::opt<unsigned> LargeIntervalFreqThreshold(
114     "large-interval-freq-threshold", cl::Hidden,
115     cl::desc("For a large interval, if it is coalesed with other live "
116              "intervals many times more than the threshold, stop its "
117              "coalescing to control the compile time. "),
118     cl::init(100));
119
120 namespace {
121
122   class RegisterCoalescer : public MachineFunctionPass,
123                             private LiveRangeEdit::Delegate {
124     MachineFunction* MF;
125     MachineRegisterInfo* MRI;
126     const TargetRegisterInfo* TRI;
127     const TargetInstrInfo* TII;
128     LiveIntervals *LIS;
129     const MachineLoopInfo* Loops;
130     AliasAnalysis *AA;
131     RegisterClassInfo RegClassInfo;
132
133     /// A LaneMask to remember on which subregister live ranges we need to call
134     /// shrinkToUses() later.
135     LaneBitmask ShrinkMask;
136
137     /// True if the main range of the currently coalesced intervals should be
138     /// checked for smaller live intervals.
139     bool ShrinkMainRange;
140
141     /// True if the coalescer should aggressively coalesce global copies
142     /// in favor of keeping local copies.
143     bool JoinGlobalCopies;
144
145     /// True if the coalescer should aggressively coalesce fall-thru
146     /// blocks exclusively containing copies.
147     bool JoinSplitEdges;
148
149     /// Copy instructions yet to be coalesced.
150     SmallVector<MachineInstr*, 8> WorkList;
151     SmallVector<MachineInstr*, 8> LocalWorkList;
152
153     /// Set of instruction pointers that have been erased, and
154     /// that may be present in WorkList.
155     SmallPtrSet<MachineInstr*, 8> ErasedInstrs;
156
157     /// Dead instructions that are about to be deleted.
158     SmallVector<MachineInstr*, 8> DeadDefs;
159
160     /// Virtual registers to be considered for register class inflation.
161     SmallVector<unsigned, 8> InflateRegs;
162
163     /// The collection of live intervals which should have been updated
164     /// immediately after rematerialiation but delayed until
165     /// lateLiveIntervalUpdate is called.
166     DenseSet<unsigned> ToBeUpdated;
167
168     /// Record how many times the large live interval with many valnos
169     /// has been tried to join with other live interval.
170     DenseMap<unsigned, unsigned long> LargeLIVisitCounter;
171
172     /// Recursively eliminate dead defs in DeadDefs.
173     void eliminateDeadDefs();
174
175     /// LiveRangeEdit callback for eliminateDeadDefs().
176     void LRE_WillEraseInstruction(MachineInstr *MI) override;
177
178     /// Coalesce the LocalWorkList.
179     void coalesceLocals();
180
181     /// Join compatible live intervals
182     void joinAllIntervals();
183
184     /// Coalesce copies in the specified MBB, putting
185     /// copies that cannot yet be coalesced into WorkList.
186     void copyCoalesceInMBB(MachineBasicBlock *MBB);
187
188     /// Tries to coalesce all copies in CurrList. Returns true if any progress
189     /// was made.
190     bool copyCoalesceWorkList(MutableArrayRef<MachineInstr*> CurrList);
191
192     /// If one def has many copy like uses, and those copy uses are all
193     /// rematerialized, the live interval update needed for those
194     /// rematerializations will be delayed and done all at once instead
195     /// of being done multiple times. This is to save compile cost because
196     /// live interval update is costly.
197     void lateLiveIntervalUpdate();
198
199     /// Attempt to join intervals corresponding to SrcReg/DstReg, which are the
200     /// src/dst of the copy instruction CopyMI.  This returns true if the copy
201     /// was successfully coalesced away. If it is not currently possible to
202     /// coalesce this interval, but it may be possible if other things get
203     /// coalesced, then it returns true by reference in 'Again'.
204     bool joinCopy(MachineInstr *CopyMI, bool &Again);
205
206     /// Attempt to join these two intervals.  On failure, this
207     /// returns false.  The output "SrcInt" will not have been modified, so we
208     /// can use this information below to update aliases.
209     bool joinIntervals(CoalescerPair &CP);
210
211     /// Attempt joining two virtual registers. Return true on success.
212     bool joinVirtRegs(CoalescerPair &CP);
213
214     /// If a live interval has many valnos and is coalesced with other
215     /// live intervals many times, we regard such live interval as having
216     /// high compile time cost.
217     bool isHighCostLiveInterval(LiveInterval &LI);
218
219     /// Attempt joining with a reserved physreg.
220     bool joinReservedPhysReg(CoalescerPair &CP);
221
222     /// Add the LiveRange @p ToMerge as a subregister liverange of @p LI.
223     /// Subranges in @p LI which only partially interfere with the desired
224     /// LaneMask are split as necessary. @p LaneMask are the lanes that
225     /// @p ToMerge will occupy in the coalescer register. @p LI has its subrange
226     /// lanemasks already adjusted to the coalesced register.
227     void mergeSubRangeInto(LiveInterval &LI, const LiveRange &ToMerge,
228                            LaneBitmask LaneMask, CoalescerPair &CP);
229
230     /// Join the liveranges of two subregisters. Joins @p RRange into
231     /// @p LRange, @p RRange may be invalid afterwards.
232     void joinSubRegRanges(LiveRange &LRange, LiveRange &RRange,
233                           LaneBitmask LaneMask, const CoalescerPair &CP);
234
235     /// We found a non-trivially-coalescable copy. If the source value number is
236     /// defined by a copy from the destination reg see if we can merge these two
237     /// destination reg valno# into a single value number, eliminating a copy.
238     /// This returns true if an interval was modified.
239     bool adjustCopiesBackFrom(const CoalescerPair &CP, MachineInstr *CopyMI);
240
241     /// Return true if there are definitions of IntB
242     /// other than BValNo val# that can reach uses of AValno val# of IntA.
243     bool hasOtherReachingDefs(LiveInterval &IntA, LiveInterval &IntB,
244                               VNInfo *AValNo, VNInfo *BValNo);
245
246     /// We found a non-trivially-coalescable copy.
247     /// If the source value number is defined by a commutable instruction and
248     /// its other operand is coalesced to the copy dest register, see if we
249     /// can transform the copy into a noop by commuting the definition.
250     /// This returns a pair of two flags:
251     /// - the first element is true if an interval was modified,
252     /// - the second element is true if the destination interval needs
253     ///   to be shrunk after deleting the copy.
254     std::pair<bool,bool> removeCopyByCommutingDef(const CoalescerPair &CP,
255                                                   MachineInstr *CopyMI);
256
257     /// We found a copy which can be moved to its less frequent predecessor.
258     bool removePartialRedundancy(const CoalescerPair &CP, MachineInstr &CopyMI);
259
260     /// If the source of a copy is defined by a
261     /// trivial computation, replace the copy by rematerialize the definition.
262     bool reMaterializeTrivialDef(const CoalescerPair &CP, MachineInstr *CopyMI,
263                                  bool &IsDefCopy);
264
265     /// Return true if a copy involving a physreg should be joined.
266     bool canJoinPhys(const CoalescerPair &CP);
267
268     /// Replace all defs and uses of SrcReg to DstReg and update the subregister
269     /// number if it is not zero. If DstReg is a physical register and the
270     /// existing subregister number of the def / use being updated is not zero,
271     /// make sure to set it to the correct physical subregister.
272     void updateRegDefsUses(unsigned SrcReg, unsigned DstReg, unsigned SubIdx);
273
274     /// If the given machine operand reads only undefined lanes add an undef
275     /// flag.
276     /// This can happen when undef uses were previously concealed by a copy
277     /// which we coalesced. Example:
278     ///    %0:sub0<def,read-undef> = ...
279     ///    %1 = COPY %0           <-- Coalescing COPY reveals undef
280     ///       = use %1:sub1       <-- hidden undef use
281     void addUndefFlag(const LiveInterval &Int, SlotIndex UseIdx,
282                       MachineOperand &MO, unsigned SubRegIdx);
283
284     /// Handle copies of undef values. If the undef value is an incoming
285     /// PHI value, it will convert @p CopyMI to an IMPLICIT_DEF.
286     /// Returns nullptr if @p CopyMI was not in any way eliminable. Otherwise,
287     /// it returns @p CopyMI (which could be an IMPLICIT_DEF at this point).
288     MachineInstr *eliminateUndefCopy(MachineInstr *CopyMI);
289
290     /// Check whether or not we should apply the terminal rule on the
291     /// destination (Dst) of \p Copy.
292     /// When the terminal rule applies, Copy is not profitable to
293     /// coalesce.
294     /// Dst is terminal if it has exactly one affinity (Dst, Src) and
295     /// at least one interference (Dst, Dst2). If Dst is terminal, the
296     /// terminal rule consists in checking that at least one of
297     /// interfering node, say Dst2, has an affinity of equal or greater
298     /// weight with Src.
299     /// In that case, Dst2 and Dst will not be able to be both coalesced
300     /// with Src. Since Dst2 exposes more coalescing opportunities than
301     /// Dst, we can drop \p Copy.
302     bool applyTerminalRule(const MachineInstr &Copy) const;
303
304     /// Wrapper method for \see LiveIntervals::shrinkToUses.
305     /// This method does the proper fixing of the live-ranges when the afore
306     /// mentioned method returns true.
307     void shrinkToUses(LiveInterval *LI,
308                       SmallVectorImpl<MachineInstr * > *Dead = nullptr) {
309       NumShrinkToUses++;
310       if (LIS->shrinkToUses(LI, Dead)) {
311         /// Check whether or not \p LI is composed by multiple connected
312         /// components and if that is the case, fix that.
313         SmallVector<LiveInterval*, 8> SplitLIs;
314         LIS->splitSeparateComponents(*LI, SplitLIs);
315       }
316     }
317
318     /// Wrapper Method to do all the necessary work when an Instruction is
319     /// deleted.
320     /// Optimizations should use this to make sure that deleted instructions
321     /// are always accounted for.
322     void deleteInstr(MachineInstr* MI) {
323       ErasedInstrs.insert(MI);
324       LIS->RemoveMachineInstrFromMaps(*MI);
325       MI->eraseFromParent();
326     }
327
328   public:
329     static char ID; ///< Class identification, replacement for typeinfo
330
331     RegisterCoalescer() : MachineFunctionPass(ID) {
332       initializeRegisterCoalescerPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
333     }
334
335     void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const override;
336
337     void releaseMemory() override;
338
339     /// This is the pass entry point.
340     bool runOnMachineFunction(MachineFunction&) override;
341
342     /// Implement the dump method.
343     void print(raw_ostream &O, const Module* = nullptr) const override;
344   };
345
346 } // end anonymous namespace
347
348 char RegisterCoalescer::ID = 0;
349
350 char &llvm::RegisterCoalescerID = RegisterCoalescer::ID;
351
352 INITIALIZE_PASS_BEGIN(RegisterCoalescer, "simple-register-coalescing",
353                       "Simple Register Coalescing", false, false)
354 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(LiveIntervals)
355 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(SlotIndexes)
356 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(MachineLoopInfo)
357 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(AAResultsWrapperPass)
358 INITIALIZE_PASS_END(RegisterCoalescer, "simple-register-coalescing",
359                     "Simple Register Coalescing", false, false)
360
361 LLVM_NODISCARD static bool isMoveInstr(const TargetRegisterInfo &tri,
362                                        const MachineInstr *MI, unsigned &Src,
363                                        unsigned &Dst, unsigned &SrcSub,
364                                        unsigned &DstSub) {
365   if (MI->isCopy()) {
366     Dst = MI->getOperand(0).getReg();
367     DstSub = MI->getOperand(0).getSubReg();
368     Src = MI->getOperand(1).getReg();
369     SrcSub = MI->getOperand(1).getSubReg();
370   } else if (MI->isSubregToReg()) {
371     Dst = MI->getOperand(0).getReg();
372     DstSub = tri.composeSubRegIndices(MI->getOperand(0).getSubReg(),
373                                       MI->getOperand(3).getImm());
374     Src = MI->getOperand(2).getReg();
375     SrcSub = MI->getOperand(2).getSubReg();
376   } else
377     return false;
378   return true;
379 }
380
381 /// Return true if this block should be vacated by the coalescer to eliminate
382 /// branches. The important cases to handle in the coalescer are critical edges
383 /// split during phi elimination which contain only copies. Simple blocks that
384 /// contain non-branches should also be vacated, but this can be handled by an
385 /// earlier pass similar to early if-conversion.
386 static bool isSplitEdge(const MachineBasicBlock *MBB) {
387   if (MBB->pred_size() != 1 || MBB->succ_size() != 1)
388     return false;
389
390   for (const auto &MI : *MBB) {
391     if (!MI.isCopyLike() && !MI.isUnconditionalBranch())
392       return false;
393   }
394   return true;
395 }
396
397 bool CoalescerPair::setRegisters(const MachineInstr *MI) {
398   SrcReg = DstReg = 0;
399   SrcIdx = DstIdx = 0;
400   NewRC = nullptr;
401   Flipped = CrossClass = false;
402
403   unsigned Src, Dst, SrcSub, DstSub;
404   if (!isMoveInstr(TRI, MI, Src, Dst, SrcSub, DstSub))
405     return false;
406   Partial = SrcSub || DstSub;
407
408   // If one register is a physreg, it must be Dst.
409   if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(Src)) {
410     if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(Dst))
411       return false;
412     std::swap(Src, Dst);
413     std::swap(SrcSub, DstSub);
414     Flipped = true;
415   }
416
417   const MachineRegisterInfo &MRI = MI->getMF()->getRegInfo();
418
419   if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(Dst)) {
420     // Eliminate DstSub on a physreg.
421     if (DstSub) {
422       Dst = TRI.getSubReg(Dst, DstSub);
423       if (!Dst) return false;
424       DstSub = 0;
425     }
426
427     // Eliminate SrcSub by picking a corresponding Dst superregister.
428     if (SrcSub) {
429       Dst = TRI.getMatchingSuperReg(Dst, SrcSub, MRI.getRegClass(Src));
430       if (!Dst) return false;
431     } else if (!MRI.getRegClass(Src)->contains(Dst)) {
432       return false;
433     }
434   } else {
435     // Both registers are virtual.
436     const TargetRegisterClass *SrcRC = MRI.getRegClass(Src);
437     const TargetRegisterClass *DstRC = MRI.getRegClass(Dst);
438
439     // Both registers have subreg indices.
440     if (SrcSub && DstSub) {
441       // Copies between different sub-registers are never coalescable.
442       if (Src == Dst && SrcSub != DstSub)
443         return false;
444
445       NewRC = TRI.getCommonSuperRegClass(SrcRC, SrcSub, DstRC, DstSub,
446                                          SrcIdx, DstIdx);
447       if (!NewRC)
448         return false;
449     } else if (DstSub) {
450       // SrcReg will be merged with a sub-register of DstReg.
451       SrcIdx = DstSub;
452       NewRC = TRI.getMatchingSuperRegClass(DstRC, SrcRC, DstSub);
453     } else if (SrcSub) {
454       // DstReg will be merged with a sub-register of SrcReg.
455       DstIdx = SrcSub;
456       NewRC = TRI.getMatchingSuperRegClass(SrcRC, DstRC, SrcSub);
457     } else {
458       // This is a straight copy without sub-registers.
459       NewRC = TRI.getCommonSubClass(DstRC, SrcRC);
460     }
461
462     // The combined constraint may be impossible to satisfy.
463     if (!NewRC)
464       return false;
465
466     // Prefer SrcReg to be a sub-register of DstReg.
467     // FIXME: Coalescer should support subregs symmetrically.
468     if (DstIdx && !SrcIdx) {
469       std::swap(Src, Dst);
470       std::swap(SrcIdx, DstIdx);
471       Flipped = !Flipped;
472     }
473
474     CrossClass = NewRC != DstRC || NewRC != SrcRC;
475   }
476   // Check our invariants
477   assert(TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(Src) && "Src must be virtual");
478   assert(!(TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(Dst) && DstSub) &&
479          "Cannot have a physical SubIdx");
480   SrcReg = Src;
481   DstReg = Dst;
482   return true;
483 }
484
485 bool CoalescerPair::flip() {
486   if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(DstReg))
487     return false;
488   std::swap(SrcReg, DstReg);
489   std::swap(SrcIdx, DstIdx);
490   Flipped = !Flipped;
491   return true;
492 }
493
494 bool CoalescerPair::isCoalescable(const MachineInstr *MI) const {
495   if (!MI)
496     return false;
497   unsigned Src, Dst, SrcSub, DstSub;
498   if (!isMoveInstr(TRI, MI, Src, Dst, SrcSub, DstSub))
499     return false;
500
501   // Find the virtual register that is SrcReg.
502   if (Dst == SrcReg) {
503     std::swap(Src, Dst);
504     std::swap(SrcSub, DstSub);
505   } else if (Src != SrcReg) {
506     return false;
507   }
508
509   // Now check that Dst matches DstReg.
510   if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(DstReg)) {
511     if (!TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(Dst))
512       return false;
513     assert(!DstIdx && !SrcIdx && "Inconsistent CoalescerPair state.");
514     // DstSub could be set for a physreg from INSERT_SUBREG.
515     if (DstSub)
516       Dst = TRI.getSubReg(Dst, DstSub);
517     // Full copy of Src.
518     if (!SrcSub)
519       return DstReg == Dst;
520     // This is a partial register copy. Check that the parts match.
521     return TRI.getSubReg(DstReg, SrcSub) == Dst;
522   } else {
523     // DstReg is virtual.
524     if (DstReg != Dst)
525       return false;
526     // Registers match, do the subregisters line up?
527     return TRI.composeSubRegIndices(SrcIdx, SrcSub) ==
528            TRI.composeSubRegIndices(DstIdx, DstSub);
529   }
530 }
531
532 void RegisterCoalescer::getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
533   AU.setPreservesCFG();
534   AU.addRequired<AAResultsWrapperPass>();
535   AU.addRequired<LiveIntervals>();
536   AU.addPreserved<LiveIntervals>();
537   AU.addPreserved<SlotIndexes>();
538   AU.addRequired<MachineLoopInfo>();
539   AU.addPreserved<MachineLoopInfo>();
540   AU.addPreservedID(MachineDominatorsID);
541   MachineFunctionPass::getAnalysisUsage(AU);
542 }
543
544 void RegisterCoalescer::eliminateDeadDefs() {
545   SmallVector<unsigned, 8> NewRegs;
546   LiveRangeEdit(nullptr, NewRegs, *MF, *LIS,
547                 nullptr, this).eliminateDeadDefs(DeadDefs);
548 }
549
550 void RegisterCoalescer::LRE_WillEraseInstruction(MachineInstr *MI) {
551   // MI may be in WorkList. Make sure we don't visit it.
552   ErasedInstrs.insert(MI);
553 }
554
555 bool RegisterCoalescer::adjustCopiesBackFrom(const CoalescerPair &CP,
556                                              MachineInstr *CopyMI) {
557   assert(!CP.isPartial() && "This doesn't work for partial copies.");
558   assert(!CP.isPhys() && "This doesn't work for physreg copies.");
559
560   LiveInterval &IntA =
561     LIS->getInterval(CP.isFlipped() ? CP.getDstReg() : CP.getSrcReg());
562   LiveInterval &IntB =
563     LIS->getInterval(CP.isFlipped() ? CP.getSrcReg() : CP.getDstReg());
564   SlotIndex CopyIdx = LIS->getInstructionIndex(*CopyMI).getRegSlot();
565
566   // We have a non-trivially-coalescable copy with IntA being the source and
567   // IntB being the dest, thus this defines a value number in IntB.  If the
568   // source value number (in IntA) is defined by a copy from B, see if we can
569   // merge these two pieces of B into a single value number, eliminating a copy.
570   // For example:
571   //
572   //  A3 = B0
573   //    ...
574   //  B1 = A3      <- this copy
575   //
576   // In this case, B0 can be extended to where the B1 copy lives, allowing the
577   // B1 value number to be replaced with B0 (which simplifies the B
578   // liveinterval).
579
580   // BValNo is a value number in B that is defined by a copy from A.  'B1' in
581   // the example above.
582   LiveInterval::iterator BS = IntB.FindSegmentContaining(CopyIdx);
583   if (BS == IntB.end()) return false;
584   VNInfo *BValNo = BS->valno;
585
586   // Get the location that B is defined at.  Two options: either this value has
587   // an unknown definition point or it is defined at CopyIdx.  If unknown, we
588   // can't process it.
589   if (BValNo->def != CopyIdx) return false;
590
591   // AValNo is the value number in A that defines the copy, A3 in the example.
592   SlotIndex CopyUseIdx = CopyIdx.getRegSlot(true);
593   LiveInterval::iterator AS = IntA.FindSegmentContaining(CopyUseIdx);
594   // The live segment might not exist after fun with physreg coalescing.
595   if (AS == IntA.end()) return false;
596   VNInfo *AValNo = AS->valno;
597
598   // If AValNo is defined as a copy from IntB, we can potentially process this.
599   // Get the instruction that defines this value number.
600   MachineInstr *ACopyMI = LIS->getInstructionFromIndex(AValNo->def);
601   // Don't allow any partial copies, even if isCoalescable() allows them.
602   if (!CP.isCoalescable(ACopyMI) || !ACopyMI->isFullCopy())
603     return false;
604
605   // Get the Segment in IntB that this value number starts with.
606   LiveInterval::iterator ValS =
607     IntB.FindSegmentContaining(AValNo->def.getPrevSlot());
608   if (ValS == IntB.end())
609     return false;
610
611   // Make sure that the end of the live segment is inside the same block as
612   // CopyMI.
613   MachineInstr *ValSEndInst =
614     LIS->getInstructionFromIndex(ValS->end.getPrevSlot());
615   if (!ValSEndInst || ValSEndInst->getParent() != CopyMI->getParent())
616     return false;
617
618   // Okay, we now know that ValS ends in the same block that the CopyMI
619   // live-range starts.  If there are no intervening live segments between them
620   // in IntB, we can merge them.
621   if (ValS+1 != BS) return false;
622
623   LLVM_DEBUG(dbgs() << "Extending: " << printReg(IntB.reg, TRI));
624
625   SlotIndex FillerStart = ValS->end, FillerEnd = BS->start;
626   // We are about to delete CopyMI, so need to remove it as the 'instruction
627   // that defines this value #'. Update the valnum with the new defining
628   // instruction #.
629   BValNo->def = FillerStart;
630
631   // Okay, we can merge them.  We need to insert a new liverange:
632   // [ValS.end, BS.begin) of either value number, then we merge the
633   // two value numbers.
634   IntB.addSegment(LiveInterval::Segment(FillerStart, FillerEnd, BValNo));
635
636   // Okay, merge "B1" into the same value number as "B0".
637   if (BValNo != ValS->valno)
638     IntB.MergeValueNumberInto(BValNo, ValS->valno);
639
640   // Do the same for the subregister segments.
641   for (LiveInterval::SubRange &S : IntB.subranges()) {
642     // Check for SubRange Segments of the form [1234r,1234d:0) which can be
643     // removed to prevent creating bogus SubRange Segments.
644     LiveInterval::iterator SS = S.FindSegmentContaining(CopyIdx);
645     if (SS != S.end() && SlotIndex::isSameInstr(SS->start, SS->end)) {
646       S.removeSegment(*SS, true);
647       continue;
648     }
649     VNInfo *SubBValNo = S.getVNInfoAt(CopyIdx);
650     S.addSegment(LiveInterval::Segment(FillerStart, FillerEnd, SubBValNo));
651     VNInfo *SubValSNo = S.getVNInfoAt(AValNo->def.getPrevSlot());
652     if (SubBValNo != SubValSNo)
653       S.MergeValueNumberInto(SubBValNo, SubValSNo);
654   }
655
656   LLVM_DEBUG(dbgs() << "   result = " << IntB << '\n');
657
658   // If the source instruction was killing the source register before the
659   // merge, unset the isKill marker given the live range has been extended.
660   int UIdx = ValSEndInst->findRegisterUseOperandIdx(IntB.reg, true);
661   if (UIdx != -1) {
662     ValSEndInst->getOperand(UIdx).setIsKill(false);
663   }
664
665   // Rewrite the copy.
666   CopyMI->substituteRegister(IntA.reg, IntB.reg, 0, *TRI);
667   // If the copy instruction was killing the destination register or any
668   // subrange before the merge trim the live range.
669   bool RecomputeLiveRange = AS->end == CopyIdx;
670   if (!RecomputeLiveRange) {
671     for (LiveInterval::SubRange &S : IntA.subranges()) {
672       LiveInterval::iterator SS = S.FindSegmentContaining(CopyUseIdx);
673       if (SS != S.end() && SS->end == CopyIdx) {
674         RecomputeLiveRange = true;
675         break;
676       }
677     }
678   }
679   if (RecomputeLiveRange)
680     shrinkToUses(&IntA);
681
682   ++numExtends;
683   return true;
684 }
685
686 bool RegisterCoalescer::hasOtherReachingDefs(LiveInterval &IntA,
687                                              LiveInterval &IntB,
688                                              VNInfo *AValNo,
689                                              VNInfo *BValNo) {
690   // If AValNo has PHI kills, conservatively assume that IntB defs can reach
691   // the PHI values.
692   if (LIS->hasPHIKill(IntA, AValNo))
693     return true;
694
695   for (LiveRange::Segment &ASeg : IntA.segments) {
696     if (ASeg.valno != AValNo) continue;
697     LiveInterval::iterator BI = llvm::upper_bound(IntB, ASeg.start);
698     if (BI != IntB.begin())
699       --BI;
700     for (; BI != IntB.end() && ASeg.end >= BI->start; ++BI) {
701       if (BI->valno == BValNo)
702         continue;
703       if (BI->start <= ASeg.start && BI->end > ASeg.start)
704         return true;
705       if (BI->start > ASeg.start && BI->start < ASeg.end)
706         return true;
707     }
708   }
709   return false;
710 }
711
712 /// Copy segments with value number @p SrcValNo from liverange @p Src to live
713 /// range @Dst and use value number @p DstValNo there.
714 static std::pair<bool,bool>
715 addSegmentsWithValNo(LiveRange &Dst, VNInfo *DstValNo, const LiveRange &Src,
716                      const VNInfo *SrcValNo) {
717   bool Changed = false;
718   bool MergedWithDead = false;
719   for (const LiveRange::Segment &S : Src.segments) {
720     if (S.valno != SrcValNo)
721       continue;
722     // This is adding a segment from Src that ends in a copy that is about
723     // to be removed. This segment is going to be merged with a pre-existing
724     // segment in Dst. This works, except in cases when the corresponding
725     // segment in Dst is dead. For example: adding [192r,208r:1) from Src
726     // to [208r,208d:1) in Dst would create [192r,208d:1) in Dst.
727     // Recognized such cases, so that the segments can be shrunk.
728     LiveRange::Segment Added = LiveRange::Segment(S.start, S.end, DstValNo);
729     LiveRange::Segment &Merged = *Dst.addSegment(Added);
730     if (Merged.end.isDead())
731       MergedWithDead = true;
732     Changed = true;
733   }
734   return std::make_pair(Changed, MergedWithDead);
735 }
736
737 std::pair<bool,bool>
738 RegisterCoalescer::removeCopyByCommutingDef(const CoalescerPair &CP,
739                                             MachineInstr *CopyMI) {
740   assert(!CP.isPhys());
741
742   LiveInterval &IntA =
743       LIS->getInterval(CP.isFlipped() ? CP.getDstReg() : CP.getSrcReg());
744   LiveInterval &IntB =
745       LIS->getInterval(CP.isFlipped() ? CP.getSrcReg() : CP.getDstReg());
746
747   // We found a non-trivially-coalescable copy with IntA being the source and
748   // IntB being the dest, thus this defines a value number in IntB.  If the
749   // source value number (in IntA) is defined by a commutable instruction and
750   // its other operand is coalesced to the copy dest register, see if we can
751   // transform the copy into a noop by commuting the definition. For example,
752   //
753   //  A3 = op A2 killed B0
754   //    ...
755   //  B1 = A3      <- this copy
756   //    ...
757   //     = op A3   <- more uses
758   //
759   // ==>
760   //
761   //  B2 = op B0 killed A2
762   //    ...
763   //  B1 = B2      <- now an identity copy
764   //    ...
765   //     = op B2   <- more uses
766
767   // BValNo is a value number in B that is defined by a copy from A. 'B1' in
768   // the example above.
769   SlotIndex CopyIdx = LIS->getInstructionIndex(*CopyMI).getRegSlot();
770   VNInfo *BValNo = IntB.getVNInfoAt(CopyIdx);
771   assert(BValNo != nullptr && BValNo->def == CopyIdx);
772
773   // AValNo is the value number in A that defines the copy, A3 in the example.
774   VNInfo *AValNo = IntA.getVNInfoAt(CopyIdx.getRegSlot(true));
775   assert(AValNo && !AValNo->isUnused() && "COPY source not live");
776   if (AValNo->isPHIDef())
777     return { false, false };
778   MachineInstr *DefMI = LIS->getInstructionFromIndex(AValNo->def);
779   if (!DefMI)
780     return { false, false };
781   if (!DefMI->isCommutable())
782     return { false, false };
783   // If DefMI is a two-address instruction then commuting it will change the
784   // destination register.
785   int DefIdx = DefMI->findRegisterDefOperandIdx(IntA.reg);
786   assert(DefIdx != -1);
787   unsigned UseOpIdx;
788   if (!DefMI->isRegTiedToUseOperand(DefIdx, &UseOpIdx))
789     return { false, false };
790
791   // FIXME: The code below tries to commute 'UseOpIdx' operand with some other
792   // commutable operand which is expressed by 'CommuteAnyOperandIndex'value
793   // passed to the method. That _other_ operand is chosen by
794   // the findCommutedOpIndices() method.
795   //
796   // That is obviously an area for improvement in case of instructions having
797   // more than 2 operands. For example, if some instruction has 3 commutable
798   // operands then all possible variants (i.e. op#1<->op#2, op#1<->op#3,
799   // op#2<->op#3) of commute transformation should be considered/tried here.
800   unsigned NewDstIdx = TargetInstrInfo::CommuteAnyOperandIndex;
801   if (!TII->findCommutedOpIndices(*DefMI, UseOpIdx, NewDstIdx))
802     return { false, false };
803
804   MachineOperand &NewDstMO = DefMI->getOperand(NewDstIdx);
805   unsigned NewReg = NewDstMO.getReg();
806   if (NewReg != IntB.reg || !IntB.Query(AValNo->def).isKill())
807     return { false, false };
808
809   // Make sure there are no other definitions of IntB that would reach the
810   // uses which the new definition can reach.
811   if (hasOtherReachingDefs(IntA, IntB, AValNo, BValNo))
812     return { false, false };
813
814   // If some of the uses of IntA.reg is already coalesced away, return false.
815   // It's not possible to determine whether it's safe to perform the coalescing.
816   for (MachineOperand &MO : MRI->use_nodbg_operands(IntA.reg)) {
817     MachineInstr *UseMI = MO.getParent();
818     unsigned OpNo = &MO - &UseMI->getOperand(0);
819     SlotIndex UseIdx = LIS->getInstructionIndex(*UseMI);
820     LiveInterval::iterator US = IntA.FindSegmentContaining(UseIdx);
821     if (US == IntA.end() || US->valno != AValNo)
822       continue;
823     // If this use is tied to a def, we can't rewrite the register.
824     if (UseMI->isRegTiedToDefOperand(OpNo))
825       return { false, false };
826   }
827
828   LLVM_DEBUG(dbgs() << "\tremoveCopyByCommutingDef: " << AValNo->def << '\t'
829                     << *DefMI);
830
831   // At this point we have decided that it is legal to do this
832   // transformation.  Start by commuting the instruction.
833   MachineBasicBlock *MBB = DefMI->getParent();
834   MachineInstr *NewMI =
835       TII->commuteInstruction(*DefMI, false, UseOpIdx, NewDstIdx);
836   if (!NewMI)
837     return { false, false };
838   if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(IntA.reg) &&
839       TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(IntB.reg) &&
840       !MRI->constrainRegClass(IntB.reg, MRI->getRegClass(IntA.reg)))
841     return { false, false };
842   if (NewMI != DefMI) {
843     LIS->ReplaceMachineInstrInMaps(*DefMI, *NewMI);
844     MachineBasicBlock::iterator Pos = DefMI;
845     MBB->insert(Pos, NewMI);
846     MBB->erase(DefMI);
847   }
848
849   // If ALR and BLR overlaps and end of BLR extends beyond end of ALR, e.g.
850   // A = or A, B
851   // ...
852   // B = A
853   // ...
854   // C = killed A
855   // ...
856   //   = B
857
858   // Update uses of IntA of the specific Val# with IntB.
859   for (MachineRegisterInfo::use_iterator UI = MRI->use_begin(IntA.reg),
860                                          UE = MRI->use_end();
861        UI != UE; /* ++UI is below because of possible MI removal */) {
862     MachineOperand &UseMO = *UI;
863     ++UI;
864     if (UseMO.isUndef())
865       continue;
866     MachineInstr *UseMI = UseMO.getParent();
867     if (UseMI->isDebugValue()) {
868       // FIXME These don't have an instruction index.  Not clear we have enough
869       // info to decide whether to do this replacement or not.  For now do it.
870       UseMO.setReg(NewReg);
871       continue;
872     }
873     SlotIndex UseIdx = LIS->getInstructionIndex(*UseMI).getRegSlot(true);
874     LiveInterval::iterator US = IntA.FindSegmentContaining(UseIdx);
875     assert(US != IntA.end() && "Use must be live");
876     if (US->valno != AValNo)
877       continue;
878     // Kill flags are no longer accurate. They are recomputed after RA.
879     UseMO.setIsKill(false);
880     if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(NewReg))
881       UseMO.substPhysReg(NewReg, *TRI);
882     else
883       UseMO.setReg(NewReg);
884     if (UseMI == CopyMI)
885       continue;
886     if (!UseMI->isCopy())
887       continue;
888     if (UseMI->getOperand(0).getReg() != IntB.reg ||
889         UseMI->getOperand(0).getSubReg())
890       continue;
891
892     // This copy will become a noop. If it's defining a new val#, merge it into
893     // BValNo.
894     SlotIndex DefIdx = UseIdx.getRegSlot();
895     VNInfo *DVNI = IntB.getVNInfoAt(DefIdx);
896     if (!DVNI)
897       continue;
898     LLVM_DEBUG(dbgs() << "\t\tnoop: " << DefIdx << '\t' << *UseMI);
899     assert(DVNI->def == DefIdx);
900     BValNo = IntB.MergeValueNumberInto(DVNI, BValNo);
901     for (LiveInterval::SubRange &S : IntB.subranges()) {
902       VNInfo *SubDVNI = S.getVNInfoAt(DefIdx);
903       if (!SubDVNI)
904         continue;
905       VNInfo *SubBValNo = S.getVNInfoAt(CopyIdx);
906       assert(SubBValNo->def == CopyIdx);
907       S.MergeValueNumberInto(SubDVNI, SubBValNo);
908     }
909
910     deleteInstr(UseMI);
911   }
912
913   // Extend BValNo by merging in IntA live segments of AValNo. Val# definition
914   // is updated.
915   bool ShrinkB = false;
916   BumpPtrAllocator &Allocator = LIS->getVNInfoAllocator();
917   if (IntA.hasSubRanges() || IntB.hasSubRanges()) {
918     if (!IntA.hasSubRanges()) {
919       LaneBitmask Mask = MRI->getMaxLaneMaskForVReg(IntA.reg);
920       IntA.createSubRangeFrom(Allocator, Mask, IntA);
921     } else if (!IntB.hasSubRanges()) {
922       LaneBitmask Mask = MRI->getMaxLaneMaskForVReg(IntB.reg);
923       IntB.createSubRangeFrom(Allocator, Mask, IntB);
924     }
925     SlotIndex AIdx = CopyIdx.getRegSlot(true);
926     LaneBitmask MaskA;
927     const SlotIndexes &Indexes = *LIS->getSlotIndexes();
928     for (LiveInterval::SubRange &SA : IntA.subranges()) {
929       VNInfo *ASubValNo = SA.getVNInfoAt(AIdx);
930       // Even if we are dealing with a full copy, some lanes can
931       // still be undefined.
932       // E.g.,
933       // undef A.subLow = ...
934       // B = COPY A <== A.subHigh is undefined here and does
935       //                not have a value number.
936       if (!ASubValNo)
937         continue;
938       MaskA |= SA.LaneMask;
939
940       IntB.refineSubRanges(
941           Allocator, SA.LaneMask,
942           [&Allocator, &SA, CopyIdx, ASubValNo,
943            &ShrinkB](LiveInterval::SubRange &SR) {
944             VNInfo *BSubValNo = SR.empty() ? SR.getNextValue(CopyIdx, Allocator)
945                                            : SR.getVNInfoAt(CopyIdx);
946             assert(BSubValNo != nullptr);
947             auto P = addSegmentsWithValNo(SR, BSubValNo, SA, ASubValNo);
948             ShrinkB |= P.second;
949             if (P.first)
950               BSubValNo->def = ASubValNo->def;
951           },
952           Indexes, *TRI);
953     }
954     // Go over all subranges of IntB that have not been covered by IntA,
955     // and delete the segments starting at CopyIdx. This can happen if
956     // IntA has undef lanes that are defined in IntB.
957     for (LiveInterval::SubRange &SB : IntB.subranges()) {
958       if ((SB.LaneMask & MaskA).any())
959         continue;
960       if (LiveRange::Segment *S = SB.getSegmentContaining(CopyIdx))
961         if (S->start.getBaseIndex() == CopyIdx.getBaseIndex())
962           SB.removeSegment(*S, true);
963     }
964   }
965
966   BValNo->def = AValNo->def;
967   auto P = addSegmentsWithValNo(IntB, BValNo, IntA, AValNo);
968   ShrinkB |= P.second;
969   LLVM_DEBUG(dbgs() << "\t\textended: " << IntB << '\n');
970
971   LIS->removeVRegDefAt(IntA, AValNo->def);
972
973   LLVM_DEBUG(dbgs() << "\t\ttrimmed:  " << IntA << '\n');
974   ++numCommutes;
975   return { true, ShrinkB };
976 }
977
978 /// For copy B = A in BB2, if A is defined by A = B in BB0 which is a
979 /// predecessor of BB2, and if B is not redefined on the way from A = B
980 /// in BB0 to B = A in BB2, B = A in BB2 is partially redundant if the
981 /// execution goes through the path from BB0 to BB2. We may move B = A
982 /// to the predecessor without such reversed copy.
983 /// So we will transform the program from:
984 ///   BB0:
985 ///      A = B;    BB1:
986 ///       ...         ...
987 ///     /     \      /
988 ///             BB2:
989 ///               ...
990 ///               B = A;
991 ///
992 /// to:
993 ///
994 ///   BB0:         BB1:
995 ///      A = B;        ...
996 ///       ...          B = A;
997 ///     /     \       /
998 ///             BB2:
999 ///               ...
1000 ///
1001 /// A special case is when BB0 and BB2 are the same BB which is the only
1002 /// BB in a loop:
1003 ///   BB1:
1004 ///        ...
1005 ///   BB0/BB2:  ----
1006 ///        B = A;   |
1007 ///        ...      |
1008 ///        A = B;   |
1009 ///          |-------
1010 ///          |
1011 /// We may hoist B = A from BB0/BB2 to BB1.
1012 ///
1013 /// The major preconditions for correctness to remove such partial
1014 /// redundancy include:
1015 /// 1. A in B = A in BB2 is defined by a PHI in BB2, and one operand of
1016 ///    the PHI is defined by the reversed copy A = B in BB0.
1017 /// 2. No B is referenced from the start of BB2 to B = A.
1018 /// 3. No B is defined from A = B to the end of BB0.
1019 /// 4. BB1 has only one successor.
1020 ///
1021 /// 2 and 4 implicitly ensure B is not live at the end of BB1.
1022 /// 4 guarantees BB2 is hotter than BB1, so we can only move a copy to a
1023 /// colder place, which not only prevent endless loop, but also make sure
1024 /// the movement of copy is beneficial.
1025 bool RegisterCoalescer::removePartialRedundancy(const CoalescerPair &CP,
1026                                                 MachineInstr &CopyMI) {
1027   assert(!CP.isPhys());
1028   if (!CopyMI.isFullCopy())
1029     return false;
1030
1031   MachineBasicBlock &MBB = *CopyMI.getParent();
1032   if (MBB.isEHPad())
1033     return false;
1034
1035   if (MBB.pred_size() != 2)
1036     return false;
1037
1038   LiveInterval &IntA =
1039       LIS->getInterval(CP.isFlipped() ? CP.getDstReg() : CP.getSrcReg());
1040   LiveInterval &IntB =
1041       LIS->getInterval(CP.isFlipped() ? CP.getSrcReg() : CP.getDstReg());
1042
1043   // A is defined by PHI at the entry of MBB.
1044   SlotIndex CopyIdx = LIS->getInstructionIndex(CopyMI).getRegSlot(true);
1045   VNInfo *AValNo = IntA.getVNInfoAt(CopyIdx);
1046   assert(AValNo && !AValNo->isUnused() && "COPY source not live");
1047   if (!AValNo->isPHIDef())
1048     return false;
1049
1050   // No B is referenced before CopyMI in MBB.
1051   if (IntB.overlaps(LIS->getMBBStartIdx(&MBB), CopyIdx))
1052     return false;
1053
1054   // MBB has two predecessors: one contains A = B so no copy will be inserted
1055   // for it. The other one will have a copy moved from MBB.
1056   bool FoundReverseCopy = false;
1057   MachineBasicBlock *CopyLeftBB = nullptr;
1058   for (MachineBasicBlock *Pred : MBB.predecessors()) {
1059     VNInfo *PVal = IntA.getVNInfoBefore(LIS->getMBBEndIdx(Pred));
1060     MachineInstr *DefMI = LIS->getInstructionFromIndex(PVal->def);
1061     if (!DefMI || !DefMI->isFullCopy()) {
1062       CopyLeftBB = Pred;
1063       continue;
1064     }
1065     // Check DefMI is a reverse copy and it is in BB Pred.
1066     if (DefMI->getOperand(0).getReg() != IntA.reg ||
1067         DefMI->getOperand(1).getReg() != IntB.reg ||
1068         DefMI->getParent() != Pred) {
1069       CopyLeftBB = Pred;
1070       continue;
1071     }
1072     // If there is any other def of B after DefMI and before the end of Pred,
1073     // we need to keep the copy of B = A at the end of Pred if we remove
1074     // B = A from MBB.
1075     bool ValB_Changed = false;
1076     for (auto VNI : IntB.valnos) {
1077       if (VNI->isUnused())
1078         continue;
1079       if (PVal->def < VNI->def && VNI->def < LIS->getMBBEndIdx(Pred)) {
1080         ValB_Changed = true;
1081         break;
1082       }
1083     }
1084     if (ValB_Changed) {
1085       CopyLeftBB = Pred;
1086       continue;
1087     }
1088     FoundReverseCopy = true;
1089   }
1090
1091   // If no reverse copy is found in predecessors, nothing to do.
1092   if (!FoundReverseCopy)
1093     return false;
1094
1095   // If CopyLeftBB is nullptr, it means every predecessor of MBB contains
1096   // reverse copy, CopyMI can be removed trivially if only IntA/IntB is updated.
1097   // If CopyLeftBB is not nullptr, move CopyMI from MBB to CopyLeftBB and
1098   // update IntA/IntB.
1099   //
1100   // If CopyLeftBB is not nullptr, ensure CopyLeftBB has a single succ so
1101   // MBB is hotter than CopyLeftBB.
1102   if (CopyLeftBB && CopyLeftBB->succ_size() > 1)
1103     return false;
1104
1105   // Now (almost sure it's) ok to move copy.
1106   if (CopyLeftBB) {
1107     // Position in CopyLeftBB where we should insert new copy.
1108     auto InsPos = CopyLeftBB->getFirstTerminator();
1109
1110     // Make sure that B isn't referenced in the terminators (if any) at the end
1111     // of the predecessor since we're about to insert a new definition of B
1112     // before them.
1113     if (InsPos != CopyLeftBB->end()) {
1114       SlotIndex InsPosIdx = LIS->getInstructionIndex(*InsPos).getRegSlot(true);
1115       if (IntB.overlaps(InsPosIdx, LIS->getMBBEndIdx(CopyLeftBB)))
1116         return false;
1117     }
1118
1119     LLVM_DEBUG(dbgs() << "\tremovePartialRedundancy: Move the copy to "
1120                       << printMBBReference(*CopyLeftBB) << '\t' << CopyMI);
1121
1122     // Insert new copy to CopyLeftBB.
1123     MachineInstr *NewCopyMI = BuildMI(*CopyLeftBB, InsPos, CopyMI.getDebugLoc(),
1124                                       TII->get(TargetOpcode::COPY), IntB.reg)
1125                                   .addReg(IntA.reg);
1126     SlotIndex NewCopyIdx =
1127         LIS->InsertMachineInstrInMaps(*NewCopyMI).getRegSlot();
1128     IntB.createDeadDef(NewCopyIdx, LIS->getVNInfoAllocator());
1129     for (LiveInterval::SubRange &SR : IntB.subranges())
1130       SR.createDeadDef(NewCopyIdx, LIS->getVNInfoAllocator());
1131
1132     // If the newly created Instruction has an address of an instruction that was
1133     // deleted before (object recycled by the allocator) it needs to be removed from
1134     // the deleted list.
1135     ErasedInstrs.erase(NewCopyMI);
1136   } else {
1137     LLVM_DEBUG(dbgs() << "\tremovePartialRedundancy: Remove the copy from "
1138                       << printMBBReference(MBB) << '\t' << CopyMI);
1139   }
1140
1141   // Remove CopyMI.
1142   // Note: This is fine to remove the copy before updating the live-ranges.
1143   // While updating the live-ranges, we only look at slot indices and
1144   // never go back to the instruction.
1145   // Mark instructions as deleted.
1146   deleteInstr(&CopyMI);
1147
1148   // Update the liveness.
1149   SmallVector<SlotIndex, 8> EndPoints;
1150   VNInfo *BValNo = IntB.Query(CopyIdx).valueOutOrDead();
1151   LIS->pruneValue(*static_cast<LiveRange *>(&IntB), CopyIdx.getRegSlot(),
1152                   &EndPoints);
1153   BValNo->markUnused();
1154   // Extend IntB to the EndPoints of its original live interval.
1155   LIS->extendToIndices(IntB, EndPoints);
1156
1157   // Now, do the same for its subranges.
1158   for (LiveInterval::SubRange &SR : IntB.subranges()) {
1159     EndPoints.clear();
1160     VNInfo *BValNo = SR.Query(CopyIdx).valueOutOrDead();
1161     assert(BValNo && "All sublanes should be live");
1162     LIS->pruneValue(SR, CopyIdx.getRegSlot(), &EndPoints);
1163     BValNo->markUnused();
1164     // We can have a situation where the result of the original copy is live,
1165     // but is immediately dead in this subrange, e.g. [336r,336d:0). That makes
1166     // the copy appear as an endpoint from pruneValue(), but we don't want it
1167     // to because the copy has been removed.  We can go ahead and remove that
1168     // endpoint; there is no other situation here that there could be a use at
1169     // the same place as we know that the copy is a full copy.
1170     for (unsigned I = 0; I != EndPoints.size(); ) {
1171       if (SlotIndex::isSameInstr(EndPoints[I], CopyIdx)) {
1172         EndPoints[I] = EndPoints.back();
1173         EndPoints.pop_back();
1174         continue;
1175       }
1176       ++I;
1177     }
1178     LIS->extendToIndices(SR, EndPoints);
1179   }
1180   // If any dead defs were extended, truncate them.
1181   shrinkToUses(&IntB);
1182
1183   // Finally, update the live-range of IntA.
1184   shrinkToUses(&IntA);
1185   return true;
1186 }
1187
1188 /// Returns true if @p MI defines the full vreg @p Reg, as opposed to just
1189 /// defining a subregister.
1190 static bool definesFullReg(const MachineInstr &MI, unsigned Reg) {
1191   assert(!TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(Reg) &&
1192          "This code cannot handle physreg aliasing");
1193   for (const MachineOperand &Op : MI.operands()) {
1194     if (!Op.isReg() || !Op.isDef() || Op.getReg() != Reg)
1195       continue;
1196     // Return true if we define the full register or don't care about the value
1197     // inside other subregisters.
1198     if (Op.getSubReg() == 0 || Op.isUndef())
1199       return true;
1200   }
1201   return false;
1202 }
1203
1204 bool RegisterCoalescer::reMaterializeTrivialDef(const CoalescerPair &CP,
1205                                                 MachineInstr *CopyMI,
1206                                                 bool &IsDefCopy) {
1207   IsDefCopy = false;
1208   unsigned SrcReg = CP.isFlipped() ? CP.getDstReg() : CP.getSrcReg();
1209   unsigned SrcIdx = CP.isFlipped() ? CP.getDstIdx() : CP.getSrcIdx();
1210   unsigned DstReg = CP.isFlipped() ? CP.getSrcReg() : CP.getDstReg();
1211   unsigned DstIdx = CP.isFlipped() ? CP.getSrcIdx() : CP.getDstIdx();
1212   if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(SrcReg))
1213     return false;
1214
1215   LiveInterval &SrcInt = LIS->getInterval(SrcReg);
1216   SlotIndex CopyIdx = LIS->getInstructionIndex(*CopyMI);
1217   VNInfo *ValNo = SrcInt.Query(CopyIdx).valueIn();
1218   if (!ValNo)
1219     return false;
1220   if (ValNo->isPHIDef() || ValNo->isUnused())
1221     return false;
1222   MachineInstr *DefMI = LIS->getInstructionFromIndex(ValNo->def);
1223   if (!DefMI)
1224     return false;
1225   if (DefMI->isCopyLike()) {
1226     IsDefCopy = true;
1227     return false;
1228   }
1229   if (!TII->isAsCheapAsAMove(*DefMI))
1230     return false;
1231   if (!TII->isTriviallyReMaterializable(*DefMI, AA))
1232     return false;
1233   if (!definesFullReg(*DefMI, SrcReg))
1234     return false;
1235   bool SawStore = false;
1236   if (!DefMI->isSafeToMove(AA, SawStore))
1237     return false;
1238   const MCInstrDesc &MCID = DefMI->getDesc();
1239   if (MCID.getNumDefs() != 1)
1240     return false;
1241   // Only support subregister destinations when the def is read-undef.
1242   MachineOperand &DstOperand = CopyMI->getOperand(0);
1243   unsigned CopyDstReg = DstOperand.getReg();
1244   if (DstOperand.getSubReg() && !DstOperand.isUndef())
1245     return false;
1246
1247   // If both SrcIdx and DstIdx are set, correct rematerialization would widen
1248   // the register substantially (beyond both source and dest size). This is bad
1249   // for performance since it can cascade through a function, introducing many
1250   // extra spills and fills (e.g. ARM can easily end up copying QQQQPR registers
1251   // around after a few subreg copies).
1252   if (SrcIdx && DstIdx)
1253     return false;
1254
1255   const TargetRegisterClass *DefRC = TII->getRegClass(MCID, 0, TRI, *MF);
1256   if (!DefMI->isImplicitDef()) {
1257     if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(DstReg)) {
1258       unsigned NewDstReg = DstReg;
1259
1260       unsigned NewDstIdx = TRI->composeSubRegIndices(CP.getSrcIdx(),
1261                                               DefMI->getOperand(0).getSubReg());
1262       if (NewDstIdx)
1263         NewDstReg = TRI->getSubReg(DstReg, NewDstIdx);
1264
1265       // Finally, make sure that the physical subregister that will be
1266       // constructed later is permitted for the instruction.
1267       if (!DefRC->contains(NewDstReg))
1268         return false;
1269     } else {
1270       // Theoretically, some stack frame reference could exist. Just make sure
1271       // it hasn't actually happened.
1272       assert(TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(DstReg) &&
1273              "Only expect to deal with virtual or physical registers");
1274     }
1275   }
1276
1277   DebugLoc DL = CopyMI->getDebugLoc();
1278   MachineBasicBlock *MBB = CopyMI->getParent();
1279   MachineBasicBlock::iterator MII =
1280     std::next(MachineBasicBlock::iterator(CopyMI));
1281   TII->reMaterialize(*MBB, MII, DstReg, SrcIdx, *DefMI, *TRI);
1282   MachineInstr &NewMI = *std::prev(MII);
1283   NewMI.setDebugLoc(DL);
1284
1285   // In a situation like the following:
1286   //     %0:subreg = instr              ; DefMI, subreg = DstIdx
1287   //     %1        = copy %0:subreg ; CopyMI, SrcIdx = 0
1288   // instead of widening %1 to the register class of %0 simply do:
1289   //     %1 = instr
1290   const TargetRegisterClass *NewRC = CP.getNewRC();
1291   if (DstIdx != 0) {
1292     MachineOperand &DefMO = NewMI.getOperand(0);
1293     if (DefMO.getSubReg() == DstIdx) {
1294       assert(SrcIdx == 0 && CP.isFlipped()
1295              && "Shouldn't have SrcIdx+DstIdx at this point");
1296       const TargetRegisterClass *DstRC = MRI->getRegClass(DstReg);
1297       const TargetRegisterClass *CommonRC =
1298         TRI->getCommonSubClass(DefRC, DstRC);
1299       if (CommonRC != nullptr) {
1300         NewRC = CommonRC;
1301         DstIdx = 0;
1302         DefMO.setSubReg(0);
1303         DefMO.setIsUndef(false); // Only subregs can have def+undef.
1304       }
1305     }
1306   }
1307
1308   // CopyMI may have implicit operands, save them so that we can transfer them
1309   // over to the newly materialized instruction after CopyMI is removed.
1310   SmallVector<MachineOperand, 4> ImplicitOps;
1311   ImplicitOps.reserve(CopyMI->getNumOperands() -
1312                       CopyMI->getDesc().getNumOperands());
1313   for (unsigned I = CopyMI->getDesc().getNumOperands(),
1314                 E = CopyMI->getNumOperands();
1315        I != E; ++I) {
1316     MachineOperand &MO = CopyMI->getOperand(I);
1317     if (MO.isReg()) {
1318       assert(MO.isImplicit() && "No explicit operands after implicit operands.");
1319       // Discard VReg implicit defs.
1320       if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(MO.getReg()))
1321         ImplicitOps.push_back(MO);
1322     }
1323   }
1324
1325   LIS->ReplaceMachineInstrInMaps(*CopyMI, NewMI);
1326   CopyMI->eraseFromParent();
1327   ErasedInstrs.insert(CopyMI);
1328
1329   // NewMI may have dead implicit defs (E.g. EFLAGS for MOV<bits>r0 on X86).
1330   // We need to remember these so we can add intervals once we insert
1331   // NewMI into SlotIndexes.
1332   SmallVector<unsigned, 4> NewMIImplDefs;
1333   for (unsigned i = NewMI.getDesc().getNumOperands(),
1334                 e = NewMI.getNumOperands();
1335        i != e; ++i) {
1336     MachineOperand &MO = NewMI.getOperand(i);
1337     if (MO.isReg() && MO.isDef()) {
1338       assert(MO.isImplicit() && MO.isDead() &&
1339              TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(MO.getReg()));
1340       NewMIImplDefs.push_back(MO.getReg());
1341     }
1342   }
1343
1344   if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(DstReg)) {
1345     unsigned NewIdx = NewMI.getOperand(0).getSubReg();
1346
1347     if (DefRC != nullptr) {
1348       if (NewIdx)
1349         NewRC = TRI->getMatchingSuperRegClass(NewRC, DefRC, NewIdx);
1350       else
1351         NewRC = TRI->getCommonSubClass(NewRC, DefRC);
1352       assert(NewRC && "subreg chosen for remat incompatible with instruction");
1353     }
1354     // Remap subranges to new lanemask and change register class.
1355     LiveInterval &DstInt = LIS->getInterval(DstReg);
1356     for (LiveInterval::SubRange &SR : DstInt.subranges()) {
1357       SR.LaneMask = TRI->composeSubRegIndexLaneMask(DstIdx, SR.LaneMask);
1358     }
1359     MRI->setRegClass(DstReg, NewRC);
1360
1361     // Update machine operands and add flags.
1362     updateRegDefsUses(DstReg, DstReg, DstIdx);
1363     NewMI.getOperand(0).setSubReg(NewIdx);
1364     // updateRegDefUses can add an "undef" flag to the definition, since
1365     // it will replace DstReg with DstReg.DstIdx. If NewIdx is 0, make
1366     // sure that "undef" is not set.
1367     if (NewIdx == 0)
1368       NewMI.getOperand(0).setIsUndef(false);
1369     // Add dead subregister definitions if we are defining the whole register
1370     // but only part of it is live.
1371     // This could happen if the rematerialization instruction is rematerializing
1372     // more than actually is used in the register.
1373     // An example would be:
1374     // %1 = LOAD CONSTANTS 5, 8 ; Loading both 5 and 8 in different subregs
1375     // ; Copying only part of the register here, but the rest is undef.
1376     // %2:sub_16bit<def, read-undef> = COPY %1:sub_16bit
1377     // ==>
1378     // ; Materialize all the constants but only using one
1379     // %2 = LOAD_CONSTANTS 5, 8
1380     //
1381     // at this point for the part that wasn't defined before we could have
1382     // subranges missing the definition.
1383     if (NewIdx == 0 && DstInt.hasSubRanges()) {
1384       SlotIndex CurrIdx = LIS->getInstructionIndex(NewMI);
1385       SlotIndex DefIndex =
1386           CurrIdx.getRegSlot(NewMI.getOperand(0).isEarlyClobber());
1387       LaneBitmask MaxMask = MRI->getMaxLaneMaskForVReg(DstReg);
1388       VNInfo::Allocator& Alloc = LIS->getVNInfoAllocator();
1389       for (LiveInterval::SubRange &SR : DstInt.subranges()) {
1390         if (!SR.liveAt(DefIndex))
1391           SR.createDeadDef(DefIndex, Alloc);
1392         MaxMask &= ~SR.LaneMask;
1393       }
1394       if (MaxMask.any()) {
1395         LiveInterval::SubRange *SR = DstInt.createSubRange(Alloc, MaxMask);
1396         SR->createDeadDef(DefIndex, Alloc);
1397       }
1398     }
1399
1400     // Make sure that the subrange for resultant undef is removed
1401     // For example:
1402     //   %1:sub1<def,read-undef> = LOAD CONSTANT 1
1403     //   %2 = COPY %1
1404     // ==>
1405     //   %2:sub1<def, read-undef> = LOAD CONSTANT 1
1406     //     ; Correct but need to remove the subrange for %2:sub0
1407     //     ; as it is now undef
1408     if (NewIdx != 0 && DstInt.hasSubRanges()) {
1409       // The affected subregister segments can be removed.
1410       SlotIndex CurrIdx = LIS->getInstructionIndex(NewMI);
1411       LaneBitmask DstMask = TRI->getSubRegIndexLaneMask(NewIdx);
1412       bool UpdatedSubRanges = false;
1413       for (LiveInterval::SubRange &SR : DstInt.subranges()) {
1414         if ((SR.LaneMask & DstMask).none()) {
1415           LLVM_DEBUG(dbgs()
1416                      << "Removing undefined SubRange "
1417                      << PrintLaneMask(SR.LaneMask) << " : " << SR << "\n");
1418           // VNI is in ValNo - remove any segments in this SubRange that have this ValNo
1419           if (VNInfo *RmValNo = SR.getVNInfoAt(CurrIdx.getRegSlot())) {
1420             SR.removeValNo(RmValNo);
1421             UpdatedSubRanges = true;
1422           }
1423         }
1424       }
1425       if (UpdatedSubRanges)
1426         DstInt.removeEmptySubRanges();
1427     }
1428   } else if (NewMI.getOperand(0).getReg() != CopyDstReg) {
1429     // The New instruction may be defining a sub-register of what's actually
1430     // been asked for. If so it must implicitly define the whole thing.
1431     assert(TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(DstReg) &&
1432            "Only expect virtual or physical registers in remat");
1433     NewMI.getOperand(0).setIsDead(true);
1434     NewMI.addOperand(MachineOperand::CreateReg(
1435         CopyDstReg, true /*IsDef*/, true /*IsImp*/, false /*IsKill*/));
1436     // Record small dead def live-ranges for all the subregisters
1437     // of the destination register.
1438     // Otherwise, variables that live through may miss some
1439     // interferences, thus creating invalid allocation.
1440     // E.g., i386 code:
1441     // %1 = somedef ; %1 GR8
1442     // %2 = remat ; %2 GR32
1443     // CL = COPY %2.sub_8bit
1444     // = somedef %1 ; %1 GR8
1445     // =>
1446     // %1 = somedef ; %1 GR8
1447     // dead ECX = remat ; implicit-def CL
1448     // = somedef %1 ; %1 GR8
1449     // %1 will see the interferences with CL but not with CH since
1450     // no live-ranges would have been created for ECX.
1451     // Fix that!
1452     SlotIndex NewMIIdx = LIS->getInstructionIndex(NewMI);
1453     for (MCRegUnitIterator Units(NewMI.getOperand(0).getReg(), TRI);
1454          Units.isValid(); ++Units)
1455       if (LiveRange *LR = LIS->getCachedRegUnit(*Units))
1456         LR->createDeadDef(NewMIIdx.getRegSlot(), LIS->getVNInfoAllocator());
1457   }
1458
1459   if (NewMI.getOperand(0).getSubReg())
1460     NewMI.getOperand(0).setIsUndef();
1461
1462   // Transfer over implicit operands to the rematerialized instruction.
1463   for (MachineOperand &MO : ImplicitOps)
1464     NewMI.addOperand(MO);
1465
1466   SlotIndex NewMIIdx = LIS->getInstructionIndex(NewMI);
1467   for (unsigned i = 0, e = NewMIImplDefs.size(); i != e; ++i) {
1468     unsigned Reg = NewMIImplDefs[i];
1469     for (MCRegUnitIterator Units(Reg, TRI); Units.isValid(); ++Units)
1470       if (LiveRange *LR = LIS->getCachedRegUnit(*Units))
1471         LR->createDeadDef(NewMIIdx.getRegSlot(), LIS->getVNInfoAllocator());
1472   }
1473
1474   LLVM_DEBUG(dbgs() << "Remat: " << NewMI);
1475   ++NumReMats;
1476
1477   // If the virtual SrcReg is completely eliminated, update all DBG_VALUEs
1478   // to describe DstReg instead.
1479   if (MRI->use_nodbg_empty(SrcReg)) {
1480     for (MachineOperand &UseMO : MRI->use_operands(SrcReg)) {
1481       MachineInstr *UseMI = UseMO.getParent();
1482       if (UseMI->isDebugValue()) {
1483         if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(DstReg))
1484           UseMO.substPhysReg(DstReg, *TRI);
1485         else
1486           UseMO.setReg(DstReg);
1487         // Move the debug value directly after the def of the rematerialized
1488         // value in DstReg.
1489         MBB->splice(std::next(NewMI.getIterator()), UseMI->getParent(), UseMI);
1490         LLVM_DEBUG(dbgs() << "\t\tupdated: " << *UseMI);
1491       }
1492     }
1493   }
1494
1495   if (ToBeUpdated.count(SrcReg))
1496     return true;
1497
1498   unsigned NumCopyUses = 0;
1499   for (MachineOperand &UseMO : MRI->use_nodbg_operands(SrcReg)) {
1500     if (UseMO.getParent()->isCopyLike())
1501       NumCopyUses++;
1502   }
1503   if (NumCopyUses < LateRematUpdateThreshold) {
1504     // The source interval can become smaller because we removed a use.
1505     shrinkToUses(&SrcInt, &DeadDefs);
1506     if (!DeadDefs.empty())
1507       eliminateDeadDefs();
1508   } else {
1509     ToBeUpdated.insert(SrcReg);
1510   }
1511   return true;
1512 }
1513
1514 MachineInstr *RegisterCoalescer::eliminateUndefCopy(MachineInstr *CopyMI) {
1515   // ProcessImplicitDefs may leave some copies of <undef> values, it only
1516   // removes local variables. When we have a copy like:
1517   //
1518   //   %1 = COPY undef %2
1519   //
1520   // We delete the copy and remove the corresponding value number from %1.
1521   // Any uses of that value number are marked as <undef>.
1522
1523   // Note that we do not query CoalescerPair here but redo isMoveInstr as the
1524   // CoalescerPair may have a new register class with adjusted subreg indices
1525   // at this point.
1526   unsigned SrcReg, DstReg, SrcSubIdx, DstSubIdx;
1527   if(!isMoveInstr(*TRI, CopyMI, SrcReg, DstReg, SrcSubIdx, DstSubIdx))
1528     return nullptr;
1529
1530   SlotIndex Idx = LIS->getInstructionIndex(*CopyMI);
1531   const LiveInterval &SrcLI = LIS->getInterval(SrcReg);
1532   // CopyMI is undef iff SrcReg is not live before the instruction.
1533   if (SrcSubIdx != 0 && SrcLI.hasSubRanges()) {
1534     LaneBitmask SrcMask = TRI->getSubRegIndexLaneMask(SrcSubIdx);
1535     for (const LiveInterval::SubRange &SR : SrcLI.subranges()) {
1536       if ((SR.LaneMask & SrcMask).none())
1537         continue;
1538       if (SR.liveAt(Idx))
1539         return nullptr;
1540     }
1541   } else if (SrcLI.liveAt(Idx))
1542     return nullptr;
1543
1544   // If the undef copy defines a live-out value (i.e. an input to a PHI def),
1545   // then replace it with an IMPLICIT_DEF.
1546   LiveInterval &DstLI = LIS->getInterval(DstReg);
1547   SlotIndex RegIndex = Idx.getRegSlot();
1548   LiveRange::Segment *Seg = DstLI.getSegmentContaining(RegIndex);
1549   assert(Seg != nullptr && "No segment for defining instruction");
1550   if (VNInfo *V = DstLI.getVNInfoAt(Seg->end)) {
1551     if (V->isPHIDef()) {
1552       CopyMI->setDesc(TII->get(TargetOpcode::IMPLICIT_DEF));
1553       for (unsigned i = CopyMI->getNumOperands(); i != 0; --i) {
1554         MachineOperand &MO = CopyMI->getOperand(i-1);
1555         if (MO.isReg() && MO.isUse())
1556           CopyMI->RemoveOperand(i-1);
1557       }
1558       LLVM_DEBUG(dbgs() << "\tReplaced copy of <undef> value with an "
1559                            "implicit def\n");
1560       return CopyMI;
1561     }
1562   }
1563
1564   // Remove any DstReg segments starting at the instruction.
1565   LLVM_DEBUG(dbgs() << "\tEliminating copy of <undef> value\n");
1566
1567   // Remove value or merge with previous one in case of a subregister def.
1568   if (VNInfo *PrevVNI = DstLI.getVNInfoAt(Idx)) {
1569     VNInfo *VNI = DstLI.getVNInfoAt(RegIndex);
1570     DstLI.MergeValueNumberInto(VNI, PrevVNI);
1571
1572     // The affected subregister segments can be removed.
1573     LaneBitmask DstMask = TRI->getSubRegIndexLaneMask(DstSubIdx);
1574     for (LiveInterval::SubRange &SR : DstLI.subranges()) {
1575       if ((SR.LaneMask & DstMask).none())
1576         continue;
1577
1578       VNInfo *SVNI = SR.getVNInfoAt(RegIndex);
1579       assert(SVNI != nullptr && SlotIndex::isSameInstr(SVNI->def, RegIndex));
1580       SR.removeValNo(SVNI);
1581     }
1582     DstLI.removeEmptySubRanges();
1583   } else
1584     LIS->removeVRegDefAt(DstLI, RegIndex);
1585
1586   // Mark uses as undef.
1587   for (MachineOperand &MO : MRI->reg_nodbg_operands(DstReg)) {
1588     if (MO.isDef() /*|| MO.isUndef()*/)
1589       continue;
1590     const MachineInstr &MI = *MO.getParent();
1591     SlotIndex UseIdx = LIS->getInstructionIndex(MI);
1592     LaneBitmask UseMask = TRI->getSubRegIndexLaneMask(MO.getSubReg());
1593     bool isLive;
1594     if (!UseMask.all() && DstLI.hasSubRanges()) {
1595       isLive = false;
1596       for (const LiveInterval::SubRange &SR : DstLI.subranges()) {
1597         if ((SR.LaneMask & UseMask).none())
1598           continue;
1599         if (SR.liveAt(UseIdx)) {
1600           isLive = true;
1601           break;
1602         }
1603       }
1604     } else
1605       isLive = DstLI.liveAt(UseIdx);
1606     if (isLive)
1607       continue;
1608     MO.setIsUndef(true);
1609     LLVM_DEBUG(dbgs() << "\tnew undef: " << UseIdx << '\t' << MI);
1610   }
1611
1612   // A def of a subregister may be a use of the other subregisters, so
1613   // deleting a def of a subregister may also remove uses. Since CopyMI
1614   // is still part of the function (but about to be erased), mark all
1615   // defs of DstReg in it as <undef>, so that shrinkToUses would
1616   // ignore them.
1617   for (MachineOperand &MO : CopyMI->operands())
1618     if (MO.isReg() && MO.isDef() && MO.getReg() == DstReg)
1619       MO.setIsUndef(true);
1620   LIS->shrinkToUses(&DstLI);
1621
1622   return CopyMI;
1623 }
1624
1625 void RegisterCoalescer::addUndefFlag(const LiveInterval &Int, SlotIndex UseIdx,
1626                                      MachineOperand &MO, unsigned SubRegIdx) {
1627   LaneBitmask Mask = TRI->getSubRegIndexLaneMask(SubRegIdx);
1628   if (MO.isDef())
1629     Mask = ~Mask;
1630   bool IsUndef = true;
1631   for (const LiveInterval::SubRange &S : Int.subranges()) {
1632     if ((S.LaneMask & Mask).none())
1633       continue;
1634     if (S.liveAt(UseIdx)) {
1635       IsUndef = false;
1636       break;
1637     }
1638   }
1639   if (IsUndef) {
1640     MO.setIsUndef(true);
1641     // We found out some subregister use is actually reading an undefined
1642     // value. In some cases the whole vreg has become undefined at this
1643     // point so we have to potentially shrink the main range if the
1644     // use was ending a live segment there.
1645     LiveQueryResult Q = Int.Query(UseIdx);
1646     if (Q.valueOut() == nullptr)
1647       ShrinkMainRange = true;
1648   }
1649 }
1650
1651 void RegisterCoalescer::updateRegDefsUses(unsigned SrcReg,
1652                                           unsigned DstReg,
1653                                           unsigned SubIdx) {
1654   bool DstIsPhys = TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(DstReg);
1655   LiveInterval *DstInt = DstIsPhys ? nullptr : &LIS->getInterval(DstReg);
1656
1657   if (DstInt && DstInt->hasSubRanges() && DstReg != SrcReg) {
1658     for (MachineOperand &MO : MRI->reg_operands(DstReg)) {
1659       unsigned SubReg = MO.getSubReg();
1660       if (SubReg == 0 || MO.isUndef())
1661         continue;
1662       MachineInstr &MI = *MO.getParent();
1663       if (MI.isDebugValue())
1664         continue;
1665       SlotIndex UseIdx = LIS->getInstructionIndex(MI).getRegSlot(true);
1666       addUndefFlag(*DstInt, UseIdx, MO, SubReg);
1667     }
1668   }
1669
1670   SmallPtrSet<MachineInstr*, 8> Visited;
1671   for (MachineRegisterInfo::reg_instr_iterator
1672        I = MRI->reg_instr_begin(SrcReg), E = MRI->reg_instr_end();
1673        I != E; ) {
1674     MachineInstr *UseMI = &*(I++);
1675
1676     // Each instruction can only be rewritten once because sub-register
1677     // composition is not always idempotent. When SrcReg != DstReg, rewriting
1678     // the UseMI operands removes them from the SrcReg use-def chain, but when
1679     // SrcReg is DstReg we could encounter UseMI twice if it has multiple
1680     // operands mentioning the virtual register.
1681     if (SrcReg == DstReg && !Visited.insert(UseMI).second)
1682       continue;
1683
1684     SmallVector<unsigned,8> Ops;
1685     bool Reads, Writes;
1686     std::tie(Reads, Writes) = UseMI->readsWritesVirtualRegister(SrcReg, &Ops);
1687
1688     // If SrcReg wasn't read, it may still be the case that DstReg is live-in
1689     // because SrcReg is a sub-register.
1690     if (DstInt && !Reads && SubIdx && !UseMI->isDebugValue())
1691       Reads = DstInt->liveAt(LIS->getInstructionIndex(*UseMI));
1692
1693     // Replace SrcReg with DstReg in all UseMI operands.
1694     for (unsigned i = 0, e = Ops.size(); i != e; ++i) {
1695       MachineOperand &MO = UseMI->getOperand(Ops[i]);
1696
1697       // Adjust <undef> flags in case of sub-register joins. We don't want to
1698       // turn a full def into a read-modify-write sub-register def and vice
1699       // versa.
1700       if (SubIdx && MO.isDef())
1701         MO.setIsUndef(!Reads);
1702
1703       // A subreg use of a partially undef (super) register may be a complete
1704       // undef use now and then has to be marked that way.
1705       if (SubIdx != 0 && MO.isUse() && MRI->shouldTrackSubRegLiveness(DstReg)) {
1706         if (!DstInt->hasSubRanges()) {
1707           BumpPtrAllocator &Allocator = LIS->getVNInfoAllocator();
1708           LaneBitmask Mask = MRI->getMaxLaneMaskForVReg(DstInt->reg);
1709           DstInt->createSubRangeFrom(Allocator, Mask, *DstInt);
1710         }
1711         SlotIndex MIIdx = UseMI->isDebugValue()
1712                               ? LIS->getSlotIndexes()->getIndexBefore(*UseMI)
1713                               : LIS->getInstructionIndex(*UseMI);
1714         SlotIndex UseIdx = MIIdx.getRegSlot(true);
1715         addUndefFlag(*DstInt, UseIdx, MO, SubIdx);
1716       }
1717
1718       if (DstIsPhys)
1719         MO.substPhysReg(DstReg, *TRI);
1720       else
1721         MO.substVirtReg(DstReg, SubIdx, *TRI);
1722     }
1723
1724     LLVM_DEBUG({
1725       dbgs() << "\t\tupdated: ";
1726       if (!UseMI->isDebugValue())
1727         dbgs() << LIS->getInstructionIndex(*UseMI) << "\t";
1728       dbgs() << *UseMI;
1729     });
1730   }
1731 }
1732
1733 bool RegisterCoalescer::canJoinPhys(const CoalescerPair &CP) {
1734   // Always join simple intervals that are defined by a single copy from a
1735   // reserved register. This doesn't increase register pressure, so it is
1736   // always beneficial.
1737   if (!MRI->isReserved(CP.getDstReg())) {
1738     LLVM_DEBUG(dbgs() << "\tCan only merge into reserved registers.\n");
1739     return false;
1740   }
1741
1742   LiveInterval &JoinVInt = LIS->getInterval(CP.getSrcReg());
1743   if (JoinVInt.containsOneValue())
1744     return true;
1745
1746   LLVM_DEBUG(
1747       dbgs() << "\tCannot join complex intervals into reserved register.\n");
1748   return false;
1749 }
1750
1751 bool RegisterCoalescer::joinCopy(MachineInstr *CopyMI, bool &Again) {
1752   Again = false;
1753   LLVM_DEBUG(dbgs() << LIS->getInstructionIndex(*CopyMI) << '\t' << *CopyMI);
1754
1755   CoalescerPair CP(*TRI);
1756   if (!CP.setRegisters(CopyMI)) {
1757     LLVM_DEBUG(dbgs() << "\tNot coalescable.\n");
1758     return false;
1759   }
1760
1761   if (CP.getNewRC()) {
1762     auto SrcRC = MRI->getRegClass(CP.getSrcReg());
1763     auto DstRC = MRI->getRegClass(CP.getDstReg());
1764     unsigned SrcIdx = CP.getSrcIdx();
1765     unsigned DstIdx = CP.getDstIdx();
1766     if (CP.isFlipped()) {
1767       std::swap(SrcIdx, DstIdx);
1768       std::swap(SrcRC, DstRC);
1769     }
1770     if (!TRI->shouldCoalesce(CopyMI, SrcRC, SrcIdx, DstRC, DstIdx,
1771                              CP.getNewRC(), *LIS)) {
1772       LLVM_DEBUG(dbgs() << "\tSubtarget bailed on coalescing.\n");
1773       return false;
1774     }
1775   }
1776
1777   // Dead code elimination. This really should be handled by MachineDCE, but
1778   // sometimes dead copies slip through, and we can't generate invalid live
1779   // ranges.
1780   if (!CP.isPhys() && CopyMI->allDefsAreDead()) {
1781     LLVM_DEBUG(dbgs() << "\tCopy is dead.\n");
1782     DeadDefs.push_back(CopyMI);
1783     eliminateDeadDefs();
1784     return true;
1785   }
1786
1787   // Eliminate undefs.
1788   if (!CP.isPhys()) {
1789     // If this is an IMPLICIT_DEF, leave it alone, but don't try to coalesce.
1790     if (MachineInstr *UndefMI = eliminateUndefCopy(CopyMI)) {
1791       if (UndefMI->isImplicitDef())
1792         return false;
1793       deleteInstr(CopyMI);
1794       return false;  // Not coalescable.
1795     }
1796   }
1797
1798   // Coalesced copies are normally removed immediately, but transformations
1799   // like removeCopyByCommutingDef() can inadvertently create identity copies.
1800   // When that happens, just join the values and remove the copy.
1801   if (CP.getSrcReg() == CP.getDstReg()) {
1802     LiveInterval &LI = LIS->getInterval(CP.getSrcReg());
1803     LLVM_DEBUG(dbgs() << "\tCopy already coalesced: " << LI << '\n');
1804     const SlotIndex CopyIdx = LIS->getInstructionIndex(*CopyMI);
1805     LiveQueryResult LRQ = LI.Query(CopyIdx);
1806     if (VNInfo *DefVNI = LRQ.valueDefined()) {
1807       VNInfo *ReadVNI = LRQ.valueIn();
1808       assert(ReadVNI && "No value before copy and no <undef> flag.");
1809       assert(ReadVNI != DefVNI && "Cannot read and define the same value.");
1810       LI.MergeValueNumberInto(DefVNI, ReadVNI);
1811
1812       // Process subregister liveranges.
1813       for (LiveInterval::SubRange &S : LI.subranges()) {
1814         LiveQueryResult SLRQ = S.Query(CopyIdx);
1815         if (VNInfo *SDefVNI = SLRQ.valueDefined()) {
1816           VNInfo *SReadVNI = SLRQ.valueIn();
1817           S.MergeValueNumberInto(SDefVNI, SReadVNI);
1818         }
1819       }
1820       LLVM_DEBUG(dbgs() << "\tMerged values:          " << LI << '\n');
1821     }
1822     deleteInstr(CopyMI);
1823     return true;
1824   }
1825
1826   // Enforce policies.
1827   if (CP.isPhys()) {
1828     LLVM_DEBUG(dbgs() << "\tConsidering merging "
1829                       << printReg(CP.getSrcReg(), TRI) << " with "
1830                       << printReg(CP.getDstReg(), TRI, CP.getSrcIdx()) << '\n');
1831     if (!canJoinPhys(CP)) {
1832       // Before giving up coalescing, if definition of source is defined by
1833       // trivial computation, try rematerializing it.
1834       bool IsDefCopy;
1835       if (reMaterializeTrivialDef(CP, CopyMI, IsDefCopy))
1836         return true;
1837       if (IsDefCopy)
1838         Again = true;  // May be possible to coalesce later.
1839       return false;
1840     }
1841   } else {
1842     // When possible, let DstReg be the larger interval.
1843     if (!CP.isPartial() && LIS->getInterval(CP.getSrcReg()).size() >
1844                            LIS->getInterval(CP.getDstReg()).size())
1845       CP.flip();
1846
1847     LLVM_DEBUG({
1848       dbgs() << "\tConsidering merging to "
1849              << TRI->getRegClassName(CP.getNewRC()) << " with ";
1850       if (CP.getDstIdx() && CP.getSrcIdx())
1851         dbgs() << printReg(CP.getDstReg()) << " in "
1852                << TRI->getSubRegIndexName(CP.getDstIdx()) << " and "
1853                << printReg(CP.getSrcReg()) << " in "
1854                << TRI->getSubRegIndexName(CP.getSrcIdx()) << '\n';
1855       else
1856         dbgs() << printReg(CP.getSrcReg(), TRI) << " in "
1857                << printReg(CP.getDstReg(), TRI, CP.getSrcIdx()) << '\n';
1858     });
1859   }
1860
1861   ShrinkMask = LaneBitmask::getNone();
1862   ShrinkMainRange = false;
1863
1864   // Okay, attempt to join these two intervals.  On failure, this returns false.
1865   // Otherwise, if one of the intervals being joined is a physreg, this method
1866   // always canonicalizes DstInt to be it.  The output "SrcInt" will not have
1867   // been modified, so we can use this information below to update aliases.
1868   if (!joinIntervals(CP)) {
1869     // Coalescing failed.
1870
1871     // If definition of source is defined by trivial computation, try
1872     // rematerializing it.
1873     bool IsDefCopy;
1874     if (reMaterializeTrivialDef(CP, CopyMI, IsDefCopy))
1875       return true;
1876
1877     // If we can eliminate the copy without merging the live segments, do so
1878     // now.
1879     if (!CP.isPartial() && !CP.isPhys()) {
1880       bool Changed = adjustCopiesBackFrom(CP, CopyMI);
1881       bool Shrink = false;
1882       if (!Changed)
1883         std::tie(Changed, Shrink) = removeCopyByCommutingDef(CP, CopyMI);
1884       if (Changed) {
1885         deleteInstr(CopyMI);
1886         if (Shrink) {
1887           unsigned DstReg = CP.isFlipped() ? CP.getSrcReg() : CP.getDstReg();
1888           LiveInterval &DstLI = LIS->getInterval(DstReg);
1889           shrinkToUses(&DstLI);
1890           LLVM_DEBUG(dbgs() << "\t\tshrunk:   " << DstLI << '\n');
1891         }
1892         LLVM_DEBUG(dbgs() << "\tTrivial!\n");
1893         return true;
1894       }
1895     }
1896
1897     // Try and see if we can partially eliminate the copy by moving the copy to
1898     // its predecessor.
1899     if (!CP.isPartial() && !CP.isPhys())
1900       if (removePartialRedundancy(CP, *CopyMI))
1901         return true;
1902
1903     // Otherwise, we are unable to join the intervals.
1904     LLVM_DEBUG(dbgs() << "\tInterference!\n");
1905     Again = true;  // May be possible to coalesce later.
1906     return false;
1907   }
1908
1909   // Coalescing to a virtual register that is of a sub-register class of the
1910   // other. Make sure the resulting register is set to the right register class.
1911   if (CP.isCrossClass()) {
1912     ++numCrossRCs;
1913     MRI->setRegClass(CP.getDstReg(), CP.getNewRC());
1914   }
1915
1916   // Removing sub-register copies can ease the register class constraints.
1917   // Make sure we attempt to inflate the register class of DstReg.
1918   if (!CP.isPhys() && RegClassInfo.isProperSubClass(CP.getNewRC()))
1919     InflateRegs.push_back(CP.getDstReg());
1920
1921   // CopyMI has been erased by joinIntervals at this point. Remove it from
1922   // ErasedInstrs since copyCoalesceWorkList() won't add a successful join back
1923   // to the work list. This keeps ErasedInstrs from growing needlessly.
1924   ErasedInstrs.erase(CopyMI);
1925
1926   // Rewrite all SrcReg operands to DstReg.
1927   // Also update DstReg operands to include DstIdx if it is set.
1928   if (CP.getDstIdx())
1929     updateRegDefsUses(CP.getDstReg(), CP.getDstReg(), CP.getDstIdx());
1930   updateRegDefsUses(CP.getSrcReg(), CP.getDstReg(), CP.getSrcIdx());
1931
1932   // Shrink subregister ranges if necessary.
1933   if (ShrinkMask.any()) {
1934     LiveInterval &LI = LIS->getInterval(CP.getDstReg());
1935     for (LiveInterval::SubRange &S : LI.subranges()) {
1936       if ((S.LaneMask & ShrinkMask).none())
1937         continue;
1938       LLVM_DEBUG(dbgs() << "Shrink LaneUses (Lane " << PrintLaneMask(S.LaneMask)
1939                         << ")\n");
1940       LIS->shrinkToUses(S, LI.reg);
1941     }
1942     LI.removeEmptySubRanges();
1943   }
1944
1945   // CP.getSrcReg()'s live interval has been merged into CP.getDstReg's live
1946   // interval. Since CP.getSrcReg() is in ToBeUpdated set and its live interval
1947   // is not up-to-date, need to update the merged live interval here.
1948   if (ToBeUpdated.count(CP.getSrcReg()))
1949     ShrinkMainRange = true;
1950
1951   if (ShrinkMainRange) {
1952     LiveInterval &LI = LIS->getInterval(CP.getDstReg());
1953     shrinkToUses(&LI);
1954   }
1955
1956   // SrcReg is guaranteed to be the register whose live interval that is
1957   // being merged.
1958   LIS->removeInterval(CP.getSrcReg());
1959
1960   // Update regalloc hint.
1961   TRI->updateRegAllocHint(CP.getSrcReg(), CP.getDstReg(), *MF);
1962
1963   LLVM_DEBUG({
1964     dbgs() << "\tSuccess: " << printReg(CP.getSrcReg(), TRI, CP.getSrcIdx())
1965            << " -> " << printReg(CP.getDstReg(), TRI, CP.getDstIdx()) << '\n';
1966     dbgs() << "\tResult = ";
1967     if (CP.isPhys())
1968       dbgs() << printReg(CP.getDstReg(), TRI);
1969     else
1970       dbgs() << LIS->getInterval(CP.getDstReg());
1971     dbgs() << '\n';
1972   });
1973
1974   ++numJoins;
1975   return true;
1976 }
1977
1978 bool RegisterCoalescer::joinReservedPhysReg(CoalescerPair &CP) {
1979   unsigned DstReg = CP.getDstReg();
1980   unsigned SrcReg = CP.getSrcReg();
1981   assert(CP.isPhys() && "Must be a physreg copy");
1982   assert(MRI->isReserved(DstReg) && "Not a reserved register");
1983   LiveInterval &RHS = LIS->getInterval(SrcReg);
1984   LLVM_DEBUG(dbgs() << "\t\tRHS = " << RHS << '\n');
1985
1986   assert(RHS.containsOneValue() && "Invalid join with reserved register");
1987
1988   // Optimization for reserved registers like ESP. We can only merge with a
1989   // reserved physreg if RHS has a single value that is a copy of DstReg.
1990   // The live range of the reserved register will look like a set of dead defs
1991   // - we don't properly track the live range of reserved registers.
1992
1993   // Deny any overlapping intervals.  This depends on all the reserved
1994   // register live ranges to look like dead defs.
1995   if (!MRI->isConstantPhysReg(DstReg)) {
1996     for (MCRegUnitIterator UI(DstReg, TRI); UI.isValid(); ++UI) {
1997       // Abort if not all the regunits are reserved.
1998       for (MCRegUnitRootIterator RI(*UI, TRI); RI.isValid(); ++RI) {
1999         if (!MRI->isReserved(*RI))
2000           return false;
2001       }
2002       if (RHS.overlaps(LIS->getRegUnit(*UI))) {
2003         LLVM_DEBUG(dbgs() << "\t\tInterference: " << printRegUnit(*UI, TRI)
2004                           << '\n');
2005         return false;
2006       }
2007     }
2008
2009     // We must also check for overlaps with regmask clobbers.
2010     BitVector RegMaskUsable;
2011     if (LIS->checkRegMaskInterference(RHS, RegMaskUsable) &&
2012         !RegMaskUsable.test(DstReg)) {
2013       LLVM_DEBUG(dbgs() << "\t\tRegMask interference\n");
2014       return false;
2015     }
2016   }
2017
2018   // Skip any value computations, we are not adding new values to the
2019   // reserved register.  Also skip merging the live ranges, the reserved
2020   // register live range doesn't need to be accurate as long as all the
2021   // defs are there.
2022
2023   // Delete the identity copy.
2024   MachineInstr *CopyMI;
2025   if (CP.isFlipped()) {
2026     // Physreg is copied into vreg
2027     //   %y = COPY %physreg_x
2028     //   ...  //< no other def of %physreg_x here
2029     //   use %y
2030     // =>
2031     //   ...
2032     //   use %physreg_x
2033     CopyMI = MRI->getVRegDef(SrcReg);
2034   } else {
2035     // VReg is copied into physreg:
2036     //   %y = def
2037     //   ... //< no other def or use of %physreg_x here
2038     //   %physreg_x = COPY %y
2039     // =>
2040     //   %physreg_x = def
2041     //   ...
2042     if (!MRI->hasOneNonDBGUse(SrcReg)) {
2043       LLVM_DEBUG(dbgs() << "\t\tMultiple vreg uses!\n");
2044       return false;
2045     }
2046
2047     if (!LIS->intervalIsInOneMBB(RHS)) {
2048       LLVM_DEBUG(dbgs() << "\t\tComplex control flow!\n");
2049       return false;
2050     }
2051
2052     MachineInstr &DestMI = *MRI->getVRegDef(SrcReg);
2053     CopyMI = &*MRI->use_instr_nodbg_begin(SrcReg);
2054     SlotIndex CopyRegIdx = LIS->getInstructionIndex(*CopyMI).getRegSlot();
2055     SlotIndex DestRegIdx = LIS->getInstructionIndex(DestMI).getRegSlot();
2056
2057     if (!MRI->isConstantPhysReg(DstReg)) {
2058       // We checked above that there are no interfering defs of the physical
2059       // register. However, for this case, where we intend to move up the def of
2060       // the physical register, we also need to check for interfering uses.
2061       SlotIndexes *Indexes = LIS->getSlotIndexes();
2062       for (SlotIndex SI = Indexes->getNextNonNullIndex(DestRegIdx);
2063            SI != CopyRegIdx; SI = Indexes->getNextNonNullIndex(SI)) {
2064         MachineInstr *MI = LIS->getInstructionFromIndex(SI);
2065         if (MI->readsRegister(DstReg, TRI)) {
2066           LLVM_DEBUG(dbgs() << "\t\tInterference (read): " << *MI);
2067           return false;
2068         }
2069       }
2070     }
2071
2072     // We're going to remove the copy which defines a physical reserved
2073     // register, so remove its valno, etc.
2074     LLVM_DEBUG(dbgs() << "\t\tRemoving phys reg def of "
2075                       << printReg(DstReg, TRI) << " at " << CopyRegIdx << "\n");
2076
2077     LIS->removePhysRegDefAt(DstReg, CopyRegIdx);
2078     // Create a new dead def at the new def location.
2079     for (MCRegUnitIterator UI(DstReg, TRI); UI.isValid(); ++UI) {
2080       LiveRange &LR = LIS->getRegUnit(*UI);
2081       LR.createDeadDef(DestRegIdx, LIS->getVNInfoAllocator());
2082     }
2083   }
2084
2085   deleteInstr(CopyMI);
2086
2087   // We don't track kills for reserved registers.
2088   MRI->clearKillFlags(CP.getSrcReg());
2089
2090   return true;
2091 }
2092
2093 //===----------------------------------------------------------------------===//
2094 //                 Interference checking and interval joining
2095 //===----------------------------------------------------------------------===//
2096 //
2097 // In the easiest case, the two live ranges being joined are disjoint, and
2098 // there is no interference to consider. It is quite common, though, to have
2099 // overlapping live ranges, and we need to check if the interference can be
2100 // resolved.
2101 //
2102 // The live range of a single SSA value forms a sub-tree of the dominator tree.
2103 // This means that two SSA values overlap if and only if the def of one value
2104 // is contained in the live range of the other value. As a special case, the
2105 // overlapping values can be defined at the same index.
2106 //
2107 // The interference from an overlapping def can be resolved in these cases:
2108 //
2109 // 1. Coalescable copies. The value is defined by a copy that would become an
2110 //    identity copy after joining SrcReg and DstReg. The copy instruction will
2111 //    be removed, and the value will be merged with the source value.
2112 //
2113 //    There can be several copies back and forth, causing many values to be
2114 //    merged into one. We compute a list of ultimate values in the joined live
2115 //    range as well as a mappings from the old value numbers.
2116 //
2117 // 2. IMPLICIT_DEF. This instruction is only inserted to ensure all PHI
2118 //    predecessors have a live out value. It doesn't cause real interference,
2119 //    and can be merged into the value it overlaps. Like a coalescable copy, it
2120 //    can be erased after joining.
2121 //
2122 // 3. Copy of external value. The overlapping def may be a copy of a value that
2123 //    is already in the other register. This is like a coalescable copy, but
2124 //    the live range of the source register must be trimmed after erasing the
2125 //    copy instruction:
2126 //
2127 //      %src = COPY %ext
2128 //      %dst = COPY %ext  <-- Remove this COPY, trim the live range of %ext.
2129 //
2130 // 4. Clobbering undefined lanes. Vector registers are sometimes built by
2131 //    defining one lane at a time:
2132 //
2133 //      %dst:ssub0<def,read-undef> = FOO
2134 //      %src = BAR
2135 //      %dst:ssub1 = COPY %src
2136 //
2137 //    The live range of %src overlaps the %dst value defined by FOO, but
2138 //    merging %src into %dst:ssub1 is only going to clobber the ssub1 lane
2139 //    which was undef anyway.
2140 //
2141 //    The value mapping is more complicated in this case. The final live range
2142 //    will have different value numbers for both FOO and BAR, but there is no
2143 //    simple mapping from old to new values. It may even be necessary to add
2144 //    new PHI values.
2145 //
2146 // 5. Clobbering dead lanes. A def may clobber a lane of a vector register that
2147 //    is live, but never read. This can happen because we don't compute
2148 //    individual live ranges per lane.
2149 //
2150 //      %dst = FOO
2151 //      %src = BAR
2152 //      %dst:ssub1 = COPY %src
2153 //
2154 //    This kind of interference is only resolved locally. If the clobbered
2155 //    lane value escapes the block, the join is aborted.
2156
2157 namespace {
2158
2159 /// Track information about values in a single virtual register about to be
2160 /// joined. Objects of this class are always created in pairs - one for each
2161 /// side of the CoalescerPair (or one for each lane of a side of the coalescer
2162 /// pair)
2163 class JoinVals {
2164   /// Live range we work on.
2165   LiveRange &LR;
2166
2167   /// (Main) register we work on.
2168   const unsigned Reg;
2169
2170   /// Reg (and therefore the values in this liverange) will end up as
2171   /// subregister SubIdx in the coalesced register. Either CP.DstIdx or
2172   /// CP.SrcIdx.
2173   const unsigned SubIdx;
2174
2175   /// The LaneMask that this liverange will occupy the coalesced register. May
2176   /// be smaller than the lanemask produced by SubIdx when merging subranges.
2177   const LaneBitmask LaneMask;
2178
2179   /// This is true when joining sub register ranges, false when joining main
2180   /// ranges.
2181   const bool SubRangeJoin;
2182
2183   /// Whether the current LiveInterval tracks subregister liveness.
2184   const bool TrackSubRegLiveness;
2185
2186   /// Values that will be present in the final live range.
2187   SmallVectorImpl<VNInfo*> &NewVNInfo;
2188
2189   const CoalescerPair &CP;
2190   LiveIntervals *LIS;
2191   SlotIndexes *Indexes;
2192   const TargetRegisterInfo *TRI;
2193
2194   /// Value number assignments. Maps value numbers in LI to entries in
2195   /// NewVNInfo. This is suitable for passing to LiveInterval::join().
2196   SmallVector<int, 8> Assignments;
2197
2198   /// Conflict resolution for overlapping values.
2199   enum ConflictResolution {
2200     /// No overlap, simply keep this value.
2201     CR_Keep,
2202
2203     /// Merge this value into OtherVNI and erase the defining instruction.
2204     /// Used for IMPLICIT_DEF, coalescable copies, and copies from external
2205     /// values.
2206     CR_Erase,
2207
2208     /// Merge this value into OtherVNI but keep the defining instruction.
2209     /// This is for the special case where OtherVNI is defined by the same
2210     /// instruction.
2211     CR_Merge,
2212
2213     /// Keep this value, and have it replace OtherVNI where possible. This
2214     /// complicates value mapping since OtherVNI maps to two different values
2215     /// before and after this def.
2216     /// Used when clobbering undefined or dead lanes.
2217     CR_Replace,
2218
2219     /// Unresolved conflict. Visit later when all values have been mapped.
2220     CR_Unresolved,
2221
2222     /// Unresolvable conflict. Abort the join.
2223     CR_Impossible
2224   };
2225
2226   /// Per-value info for LI. The lane bit masks are all relative to the final
2227   /// joined register, so they can be compared directly between SrcReg and
2228   /// DstReg.
2229   struct Val {
2230     ConflictResolution Resolution = CR_Keep;
2231
2232     /// Lanes written by this def, 0 for unanalyzed values.
2233     LaneBitmask WriteLanes;
2234
2235     /// Lanes with defined values in this register. Other lanes are undef and
2236     /// safe to clobber.
2237     LaneBitmask ValidLanes;
2238
2239     /// Value in LI being redefined by this def.
2240     VNInfo *RedefVNI = nullptr;
2241
2242     /// Value in the other live range that overlaps this def, if any.
2243     VNInfo *OtherVNI = nullptr;
2244
2245     /// Is this value an IMPLICIT_DEF that can be erased?
2246     ///
2247     /// IMPLICIT_DEF values should only exist at the end of a basic block that
2248     /// is a predecessor to a phi-value. These IMPLICIT_DEF instructions can be
2249     /// safely erased if they are overlapping a live value in the other live
2250     /// interval.
2251     ///
2252     /// Weird control flow graphs and incomplete PHI handling in
2253     /// ProcessImplicitDefs can very rarely create IMPLICIT_DEF values with
2254     /// longer live ranges. Such IMPLICIT_DEF values should be treated like
2255     /// normal values.
2256     bool ErasableImplicitDef = false;
2257
2258     /// True when the live range of this value will be pruned because of an
2259     /// overlapping CR_Replace value in the other live range.
2260     bool Pruned = false;
2261
2262     /// True once Pruned above has been computed.
2263     bool PrunedComputed = false;
2264
2265     /// True if this value is determined to be identical to OtherVNI
2266     /// (in valuesIdentical). This is used with CR_Erase where the erased
2267     /// copy is redundant, i.e. the source value is already the same as
2268     /// the destination. In such cases the subranges need to be updated
2269     /// properly. See comment at pruneSubRegValues for more info.
2270     bool Identical = false;
2271
2272     Val() = default;
2273
2274     bool isAnalyzed() const { return WriteLanes.any(); }
2275   };
2276
2277   /// One entry per value number in LI.
2278   SmallVector<Val, 8> Vals;
2279
2280   /// Compute the bitmask of lanes actually written by DefMI.
2281   /// Set Redef if there are any partial register definitions that depend on the
2282   /// previous value of the register.
2283   LaneBitmask computeWriteLanes(const MachineInstr *DefMI, bool &Redef) const;
2284
2285   /// Find the ultimate value that VNI was copied from.
2286   std::pair<const VNInfo*,unsigned> followCopyChain(const VNInfo *VNI) const;
2287
2288   bool valuesIdentical(VNInfo *Value0, VNInfo *Value1, const JoinVals &Other) const;
2289
2290   /// Analyze ValNo in this live range, and set all fields of Vals[ValNo].
2291   /// Return a conflict resolution when possible, but leave the hard cases as
2292   /// CR_Unresolved.
2293   /// Recursively calls computeAssignment() on this and Other, guaranteeing that
2294   /// both OtherVNI and RedefVNI have been analyzed and mapped before returning.
2295   /// The recursion always goes upwards in the dominator tree, making loops
2296   /// impossible.
2297   ConflictResolution analyzeValue(unsigned ValNo, JoinVals &Other);
2298
2299   /// Compute the value assignment for ValNo in RI.
2300   /// This may be called recursively by analyzeValue(), but never for a ValNo on
2301   /// the stack.
2302   void computeAssignment(unsigned ValNo, JoinVals &Other);
2303
2304   /// Assuming ValNo is going to clobber some valid lanes in Other.LR, compute
2305   /// the extent of the tainted lanes in the block.
2306   ///
2307   /// Multiple values in Other.LR can be affected since partial redefinitions
2308   /// can preserve previously tainted lanes.
2309   ///
2310   ///   1 %dst = VLOAD           <-- Define all lanes in %dst
2311   ///   2 %src = FOO             <-- ValNo to be joined with %dst:ssub0
2312   ///   3 %dst:ssub1 = BAR       <-- Partial redef doesn't clear taint in ssub0
2313   ///   4 %dst:ssub0 = COPY %src <-- Conflict resolved, ssub0 wasn't read
2314   ///
2315   /// For each ValNo in Other that is affected, add an (EndIndex, TaintedLanes)
2316   /// entry to TaintedVals.
2317   ///
2318   /// Returns false if the tainted lanes extend beyond the basic block.
2319   bool
2320   taintExtent(unsigned ValNo, LaneBitmask TaintedLanes, JoinVals &Other,
2321               SmallVectorImpl<std::pair<SlotIndex, LaneBitmask>> &TaintExtent);
2322
2323   /// Return true if MI uses any of the given Lanes from Reg.
2324   /// This does not include partial redefinitions of Reg.
2325   bool usesLanes(const MachineInstr &MI, unsigned, unsigned, LaneBitmask) const;
2326
2327   /// Determine if ValNo is a copy of a value number in LR or Other.LR that will
2328   /// be pruned:
2329   ///
2330   ///   %dst = COPY %src
2331   ///   %src = COPY %dst  <-- This value to be pruned.
2332   ///   %dst = COPY %src  <-- This value is a copy of a pruned value.
2333   bool isPrunedValue(unsigned ValNo, JoinVals &Other);
2334
2335 public:
2336   JoinVals(LiveRange &LR, unsigned Reg, unsigned SubIdx, LaneBitmask LaneMask,
2337            SmallVectorImpl<VNInfo*> &newVNInfo, const CoalescerPair &cp,
2338            LiveIntervals *lis, const TargetRegisterInfo *TRI, bool SubRangeJoin,
2339            bool TrackSubRegLiveness)
2340     : LR(LR), Reg(Reg), SubIdx(SubIdx), LaneMask(LaneMask),
2341       SubRangeJoin(SubRangeJoin), TrackSubRegLiveness(TrackSubRegLiveness),
2342       NewVNInfo(newVNInfo), CP(cp), LIS(lis), Indexes(LIS->getSlotIndexes()),
2343       TRI(TRI), Assignments(LR.getNumValNums(), -1), Vals(LR.getNumValNums()) {}
2344
2345   /// Analyze defs in LR and compute a value mapping in NewVNInfo.
2346   /// Returns false if any conflicts were impossible to resolve.
2347   bool mapValues(JoinVals &Other);
2348
2349   /// Try to resolve conflicts that require all values to be mapped.
2350   /// Returns false if any conflicts were impossible to resolve.
2351   bool resolveConflicts(JoinVals &Other);
2352
2353   /// Prune the live range of values in Other.LR where they would conflict with
2354   /// CR_Replace values in LR. Collect end points for restoring the live range
2355   /// after joining.
2356   void pruneValues(JoinVals &Other, SmallVectorImpl<SlotIndex> &EndPoints,
2357                    bool changeInstrs);
2358
2359   /// Removes subranges starting at copies that get removed. This sometimes
2360   /// happens when undefined subranges are copied around. These ranges contain
2361   /// no useful information and can be removed.
2362   void pruneSubRegValues(LiveInterval &LI, LaneBitmask &ShrinkMask);
2363
2364   /// Pruning values in subranges can lead to removing segments in these
2365   /// subranges started by IMPLICIT_DEFs. The corresponding segments in
2366   /// the main range also need to be removed. This function will mark
2367   /// the corresponding values in the main range as pruned, so that
2368   /// eraseInstrs can do the final cleanup.
2369   /// The parameter @p LI must be the interval whose main range is the
2370   /// live range LR.
2371   void pruneMainSegments(LiveInterval &LI, bool &ShrinkMainRange);
2372
2373   /// Erase any machine instructions that have been coalesced away.
2374   /// Add erased instructions to ErasedInstrs.
2375   /// Add foreign virtual registers to ShrinkRegs if their live range ended at
2376   /// the erased instrs.
2377   void eraseInstrs(SmallPtrSetImpl<MachineInstr*> &ErasedInstrs,
2378                    SmallVectorImpl<unsigned> &ShrinkRegs,
2379                    LiveInterval *LI = nullptr);
2380
2381   /// Remove liverange defs at places where implicit defs will be removed.
2382   void removeImplicitDefs();
2383
2384   /// Get the value assignments suitable for passing to LiveInterval::join.
2385   const int *getAssignments() const { return Assignments.data(); }
2386 };
2387
2388 } // end anonymous namespace
2389
2390 LaneBitmask JoinVals::computeWriteLanes(const MachineInstr *DefMI, bool &Redef)
2391   const {
2392   LaneBitmask L;
2393   for (const MachineOperand &MO : DefMI->operands()) {
2394     if (!MO.isReg() || MO.getReg() != Reg || !MO.isDef())
2395       continue;
2396     L |= TRI->getSubRegIndexLaneMask(
2397            TRI->composeSubRegIndices(SubIdx, MO.getSubReg()));
2398     if (MO.readsReg())
2399       Redef = true;
2400   }
2401   return L;
2402 }
2403
2404 std::pair<const VNInfo*, unsigned> JoinVals::followCopyChain(
2405     const VNInfo *VNI) const {
2406   unsigned TrackReg = Reg;
2407
2408   while (!VNI->isPHIDef()) {
2409     SlotIndex Def = VNI->def;
2410     MachineInstr *MI = Indexes->getInstructionFromIndex(Def);
2411     assert(MI && "No defining instruction");
2412     if (!MI->isFullCopy())
2413       return std::make_pair(VNI, TrackReg);
2414     unsigned SrcReg = MI->getOperand(1).getReg();
2415     if (!TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(SrcReg))
2416       return std::make_pair(VNI, TrackReg);
2417
2418     const LiveInterval &LI = LIS->getInterval(SrcReg);
2419     const VNInfo *ValueIn;
2420     // No subrange involved.
2421     if (!SubRangeJoin || !LI.hasSubRanges()) {
2422       LiveQueryResult LRQ = LI.Query(Def);
2423       ValueIn = LRQ.valueIn();
2424     } else {
2425       // Query subranges. Ensure that all matching ones take us to the same def
2426       // (allowing some of them to be undef).
2427       ValueIn = nullptr;
2428       for (const LiveInterval::SubRange &S : LI.subranges()) {
2429         // Transform lanemask to a mask in the joined live interval.
2430         LaneBitmask SMask = TRI->composeSubRegIndexLaneMask(SubIdx, S.LaneMask);
2431         if ((SMask & LaneMask).none())
2432           continue;
2433         LiveQueryResult LRQ = S.Query(Def);
2434         if (!ValueIn) {
2435           ValueIn = LRQ.valueIn();
2436           continue;
2437         }
2438         if (LRQ.valueIn() && ValueIn != LRQ.valueIn())
2439           return std::make_pair(VNI, TrackReg);
2440       }
2441     }
2442     if (ValueIn == nullptr) {
2443       // Reaching an undefined value is legitimate, for example:
2444       //
2445       // 1   undef %0.sub1 = ...  ;; %0.sub0 == undef
2446       // 2   %1 = COPY %0         ;; %1 is defined here.
2447       // 3   %0 = COPY %1         ;; Now %0.sub0 has a definition,
2448       //                          ;; but it's equivalent to "undef".
2449       return std::make_pair(nullptr, SrcReg);
2450     }
2451     VNI = ValueIn;
2452     TrackReg = SrcReg;
2453   }
2454   return std::make_pair(VNI, TrackReg);
2455 }
2456
2457 bool JoinVals::valuesIdentical(VNInfo *Value0, VNInfo *Value1,
2458                                const JoinVals &Other) const {
2459   const VNInfo *Orig0;
2460   unsigned Reg0;
2461   std::tie(Orig0, Reg0) = followCopyChain(Value0);
2462   if (Orig0 == Value1 && Reg0 == Other.Reg)
2463     return true;
2464
2465   const VNInfo *Orig1;
2466   unsigned Reg1;
2467   std::tie(Orig1, Reg1) = Other.followCopyChain(Value1);
2468   // If both values are undefined, and the source registers are the same
2469   // register, the values are identical. Filter out cases where only one
2470   // value is defined.
2471   if (Orig0 == nullptr || Orig1 == nullptr)
2472     return Orig0 == Orig1 && Reg0 == Reg1;
2473
2474   // The values are equal if they are defined at the same place and use the
2475   // same register. Note that we cannot compare VNInfos directly as some of
2476   // them might be from a copy created in mergeSubRangeInto()  while the other
2477   // is from the original LiveInterval.
2478   return Orig0->def == Orig1->def && Reg0 == Reg1;
2479 }
2480
2481 JoinVals::ConflictResolution
2482 JoinVals::analyzeValue(unsigned ValNo, JoinVals &Other) {
2483   Val &V = Vals[ValNo];
2484   assert(!V.isAnalyzed() && "Value has already been analyzed!");
2485   VNInfo *VNI = LR.getValNumInfo(ValNo);
2486   if (VNI->isUnused()) {
2487     V.WriteLanes = LaneBitmask::getAll();
2488     return CR_Keep;
2489   }
2490
2491   // Get the instruction defining this value, compute the lanes written.
2492   const MachineInstr *DefMI = nullptr;
2493   if (VNI->isPHIDef()) {
2494     // Conservatively assume that all lanes in a PHI are valid.
2495     LaneBitmask Lanes = SubRangeJoin ? LaneBitmask::getLane(0)
2496                                      : TRI->getSubRegIndexLaneMask(SubIdx);
2497     V.ValidLanes = V.WriteLanes = Lanes;
2498   } else {
2499     DefMI = Indexes->getInstructionFromIndex(VNI->def);
2500     assert(DefMI != nullptr);
2501     if (SubRangeJoin) {
2502       // We don't care about the lanes when joining subregister ranges.
2503       V.WriteLanes = V.ValidLanes = LaneBitmask::getLane(0);
2504       if (DefMI->isImplicitDef()) {
2505         V.ValidLanes = LaneBitmask::getNone();
2506         V.ErasableImplicitDef = true;
2507       }
2508     } else {
2509       bool Redef = false;
2510       V.ValidLanes = V.WriteLanes = computeWriteLanes(DefMI, Redef);
2511
2512       // If this is a read-modify-write instruction, there may be more valid
2513       // lanes than the ones written by this instruction.
2514       // This only covers partial redef operands. DefMI may have normal use
2515       // operands reading the register. They don't contribute valid lanes.
2516       //
2517       // This adds ssub1 to the set of valid lanes in %src:
2518       //
2519       //   %src:ssub1 = FOO
2520       //
2521       // This leaves only ssub1 valid, making any other lanes undef:
2522       //
2523       //   %src:ssub1<def,read-undef> = FOO %src:ssub2
2524       //
2525       // The <read-undef> flag on the def operand means that old lane values are
2526       // not important.
2527       if (Redef) {
2528         V.RedefVNI = LR.Query(VNI->def).valueIn();
2529         assert((TrackSubRegLiveness || V.RedefVNI) &&
2530                "Instruction is reading nonexistent value");
2531         if (V.RedefVNI != nullptr) {
2532           computeAssignment(V.RedefVNI->id, Other);
2533           V.ValidLanes |= Vals[V.RedefVNI->id].ValidLanes;
2534         }
2535       }
2536
2537       // An IMPLICIT_DEF writes undef values.
2538       if (DefMI->isImplicitDef()) {
2539         // We normally expect IMPLICIT_DEF values to be live only until the end
2540         // of their block. If the value is really live longer and gets pruned in
2541         // another block, this flag is cleared again.
2542         //
2543         // Clearing the valid lanes is deferred until it is sure this can be
2544         // erased.
2545         V.ErasableImplicitDef = true;
2546       }
2547     }
2548   }
2549
2550   // Find the value in Other that overlaps VNI->def, if any.
2551   LiveQueryResult OtherLRQ = Other.LR.Query(VNI->def);
2552
2553   // It is possible that both values are defined by the same instruction, or
2554   // the values are PHIs defined in the same block. When that happens, the two
2555   // values should be merged into one, but not into any preceding value.
2556   // The first value defined or visited gets CR_Keep, the other gets CR_Merge.
2557   if (VNInfo *OtherVNI = OtherLRQ.valueDefined()) {
2558     assert(SlotIndex::isSameInstr(VNI->def, OtherVNI->def) && "Broken LRQ");
2559
2560     // One value stays, the other is merged. Keep the earlier one, or the first
2561     // one we see.
2562     if (OtherVNI->def < VNI->def)
2563       Other.computeAssignment(OtherVNI->id, *this);
2564     else if (VNI->def < OtherVNI->def && OtherLRQ.valueIn()) {
2565       // This is an early-clobber def overlapping a live-in value in the other
2566       // register. Not mergeable.
2567       V.OtherVNI = OtherLRQ.valueIn();
2568       return CR_Impossible;
2569     }
2570     V.OtherVNI = OtherVNI;
2571     Val &OtherV = Other.Vals[OtherVNI->id];
2572     // Keep this value, check for conflicts when analyzing OtherVNI.
2573     if (!OtherV.isAnalyzed())
2574       return CR_Keep;
2575     // Both sides have been analyzed now.
2576     // Allow overlapping PHI values. Any real interference would show up in a
2577     // predecessor, the PHI itself can't introduce any conflicts.
2578     if (VNI->isPHIDef())
2579       return CR_Merge;
2580     if ((V.ValidLanes & OtherV.ValidLanes).any())
2581       // Overlapping lanes can't be resolved.
2582       return CR_Impossible;
2583     else
2584       return CR_Merge;
2585   }
2586
2587   // No simultaneous def. Is Other live at the def?
2588   V.OtherVNI = OtherLRQ.valueIn();
2589   if (!V.OtherVNI)
2590     // No overlap, no conflict.
2591     return CR_Keep;
2592
2593   assert(!SlotIndex::isSameInstr(VNI->def, V.OtherVNI->def) && "Broken LRQ");
2594
2595   // We have overlapping values, or possibly a kill of Other.
2596   // Recursively compute assignments up the dominator tree.
2597   Other.computeAssignment(V.OtherVNI->id, *this);
2598   Val &OtherV = Other.Vals[V.OtherVNI->id];
2599
2600   if (OtherV.ErasableImplicitDef) {
2601     // Check if OtherV is an IMPLICIT_DEF that extends beyond its basic block.
2602     // This shouldn't normally happen, but ProcessImplicitDefs can leave such
2603     // IMPLICIT_DEF instructions behind, and there is nothing wrong with it
2604     // technically.
2605     //
2606     // When it happens, treat that IMPLICIT_DEF as a normal value, and don't try
2607     // to erase the IMPLICIT_DEF instruction.
2608     if (DefMI &&
2609         DefMI->getParent() != Indexes->getMBBFromIndex(V.OtherVNI->def)) {
2610       LLVM_DEBUG(dbgs() << "IMPLICIT_DEF defined at " << V.OtherVNI->def
2611                  << " extends into "
2612                  << printMBBReference(*DefMI->getParent())
2613                  << ", keeping it.\n");
2614       OtherV.ErasableImplicitDef = false;
2615     } else {
2616       // We deferred clearing these lanes in case we needed to save them
2617       OtherV.ValidLanes &= ~OtherV.WriteLanes;
2618     }
2619   }
2620
2621   // Allow overlapping PHI values. Any real interference would show up in a
2622   // predecessor, the PHI itself can't introduce any conflicts.
2623   if (VNI->isPHIDef())
2624     return CR_Replace;
2625
2626   // Check for simple erasable conflicts.
2627   if (DefMI->isImplicitDef()) {
2628     // We need the def for the subregister if there is nothing else live at the
2629     // subrange at this point.
2630     if (TrackSubRegLiveness
2631         && (V.WriteLanes & (OtherV.ValidLanes | OtherV.WriteLanes)).none())
2632       return CR_Replace;
2633     return CR_Erase;
2634   }
2635
2636   // Include the non-conflict where DefMI is a coalescable copy that kills
2637   // OtherVNI. We still want the copy erased and value numbers merged.
2638   if (CP.isCoalescable(DefMI)) {
2639     // Some of the lanes copied from OtherVNI may be undef, making them undef
2640     // here too.
2641     V.ValidLanes &= ~V.WriteLanes | OtherV.ValidLanes;
2642     return CR_Erase;
2643   }
2644
2645   // This may not be a real conflict if DefMI simply kills Other and defines
2646   // VNI.
2647   if (OtherLRQ.isKill() && OtherLRQ.endPoint() <= VNI->def)
2648     return CR_Keep;
2649
2650   // Handle the case where VNI and OtherVNI can be proven to be identical:
2651   //
2652   //   %other = COPY %ext
2653   //   %this  = COPY %ext <-- Erase this copy
2654   //
2655   if (DefMI->isFullCopy() && !CP.isPartial() &&
2656       valuesIdentical(VNI, V.OtherVNI, Other)) {
2657     V.Identical = true;
2658     return CR_Erase;
2659   }
2660
2661   // The remaining checks apply to the lanes, which aren't tracked here.  This
2662   // was already decided to be OK via the following CR_Replace condition.
2663   // CR_Replace.
2664   if (SubRangeJoin)
2665     return CR_Replace;
2666
2667   // If the lanes written by this instruction were all undef in OtherVNI, it is
2668   // still safe to join the live ranges. This can't be done with a simple value
2669   // mapping, though - OtherVNI will map to multiple values:
2670   //
2671   //   1 %dst:ssub0 = FOO                <-- OtherVNI
2672   //   2 %src = BAR                      <-- VNI
2673   //   3 %dst:ssub1 = COPY killed %src    <-- Eliminate this copy.
2674   //   4 BAZ killed %dst
2675   //   5 QUUX killed %src
2676   //
2677   // Here OtherVNI will map to itself in [1;2), but to VNI in [2;5). CR_Replace
2678   // handles this complex value mapping.
2679   if ((V.WriteLanes & OtherV.ValidLanes).none())
2680     return CR_Replace;
2681
2682   // If the other live range is killed by DefMI and the live ranges are still
2683   // overlapping, it must be because we're looking at an early clobber def:
2684   //
2685   //   %dst<def,early-clobber> = ASM killed %src
2686   //
2687   // In this case, it is illegal to merge the two live ranges since the early
2688   // clobber def would clobber %src before it was read.
2689   if (OtherLRQ.isKill()) {
2690     // This case where the def doesn't overlap the kill is handled above.
2691     assert(VNI->def.isEarlyClobber() &&
2692            "Only early clobber defs can overlap a kill");
2693     return CR_Impossible;
2694   }
2695
2696   // VNI is clobbering live lanes in OtherVNI, but there is still the
2697   // possibility that no instructions actually read the clobbered lanes.
2698   // If we're clobbering all the lanes in OtherVNI, at least one must be read.
2699   // Otherwise Other.RI wouldn't be live here.
2700   if ((TRI->getSubRegIndexLaneMask(Other.SubIdx) & ~V.WriteLanes).none())
2701     return CR_Impossible;
2702
2703   // We need to verify that no instructions are reading the clobbered lanes. To
2704   // save compile time, we'll only check that locally. Don't allow the tainted
2705   // value to escape the basic block.
2706   MachineBasicBlock *MBB = Indexes->getMBBFromIndex(VNI->def);
2707   if (OtherLRQ.endPoint() >= Indexes->getMBBEndIdx(MBB))
2708     return CR_Impossible;
2709
2710   // There are still some things that could go wrong besides clobbered lanes
2711   // being read, for example OtherVNI may be only partially redefined in MBB,
2712   // and some clobbered lanes could escape the block. Save this analysis for
2713   // resolveConflicts() when all values have been mapped. We need to know
2714   // RedefVNI and WriteLanes for any later defs in MBB, and we can't compute
2715   // that now - the recursive analyzeValue() calls must go upwards in the
2716   // dominator tree.
2717   return CR_Unresolved;
2718 }
2719
2720 void JoinVals::computeAssignment(unsigned ValNo, JoinVals &Other) {
2721   Val &V = Vals[ValNo];
2722   if (V.isAnalyzed()) {
2723     // Recursion should always move up the dominator tree, so ValNo is not
2724     // supposed to reappear before it has been assigned.
2725     assert(Assignments[ValNo] != -1 && "Bad recursion?");
2726     return;
2727   }
2728   switch ((V.Resolution = analyzeValue(ValNo, Other))) {
2729   case CR_Erase:
2730   case CR_Merge:
2731     // Merge this ValNo into OtherVNI.
2732     assert(V.OtherVNI && "OtherVNI not assigned, can't merge.");
2733     assert(Other.Vals[V.OtherVNI->id].isAnalyzed() && "Missing recursion");
2734     Assignments[ValNo] = Other.Assignments[V.OtherVNI->id];
2735     LLVM_DEBUG(dbgs() << "\t\tmerge " << printReg(Reg) << ':' << ValNo << '@'
2736                       << LR.getValNumInfo(ValNo)->def << " into "
2737                       << printReg(Other.Reg) << ':' << V.OtherVNI->id << '@'
2738                       << V.OtherVNI->def << " --> @"
2739                       << NewVNInfo[Assignments[ValNo]]->def << '\n');
2740     break;
2741   case CR_Replace:
2742   case CR_Unresolved: {
2743     // The other value is going to be pruned if this join is successful.
2744     assert(V.OtherVNI && "OtherVNI not assigned, can't prune");
2745     Val &OtherV = Other.Vals[V.OtherVNI->id];
2746     // We cannot erase an IMPLICIT_DEF if we don't have valid values for all
2747     // its lanes.
2748     if (OtherV.ErasableImplicitDef &&
2749         TrackSubRegLiveness &&
2750         (OtherV.WriteLanes & ~V.ValidLanes).any()) {
2751       LLVM_DEBUG(dbgs() << "Cannot erase implicit_def with missing values\n");
2752
2753       OtherV.ErasableImplicitDef = false;
2754       // The valid lanes written by the implicit_def were speculatively cleared
2755       // before, so make this more conservative. It may be better to track this,
2756       // I haven't found a testcase where it matters.
2757       OtherV.ValidLanes = LaneBitmask::getAll();
2758     }
2759
2760     OtherV.Pruned = true;
2761     LLVM_FALLTHROUGH;
2762   }
2763   default:
2764     // This value number needs to go in the final joined live range.
2765     Assignments[ValNo] = NewVNInfo.size();
2766     NewVNInfo.push_back(LR.getValNumInfo(ValNo));
2767     break;
2768   }
2769 }
2770
2771 bool JoinVals::mapValues(JoinVals &Other) {
2772   for (unsigned i = 0, e = LR.getNumValNums(); i != e; ++i) {
2773     computeAssignment(i, Other);
2774     if (Vals[i].Resolution == CR_Impossible) {
2775       LLVM_DEBUG(dbgs() << "\t\tinterference at " << printReg(Reg) << ':' << i
2776                         << '@' << LR.getValNumInfo(i)->def << '\n');
2777       return false;
2778     }
2779   }
2780   return true;
2781 }
2782
2783 bool JoinVals::
2784 taintExtent(unsigned ValNo, LaneBitmask TaintedLanes, JoinVals &Other,
2785             SmallVectorImpl<std::pair<SlotIndex, LaneBitmask>> &TaintExtent) {
2786   VNInfo *VNI = LR.getValNumInfo(ValNo);
2787   MachineBasicBlock *MBB = Indexes->getMBBFromIndex(VNI->def);
2788   SlotIndex MBBEnd = Indexes->getMBBEndIdx(MBB);
2789
2790   // Scan Other.LR from VNI.def to MBBEnd.
2791   LiveInterval::iterator OtherI = Other.LR.find(VNI->def);
2792   assert(OtherI != Other.LR.end() && "No conflict?");
2793   do {
2794     // OtherI is pointing to a tainted value. Abort the join if the tainted
2795     // lanes escape the block.
2796     SlotIndex End = OtherI->end;
2797     if (End >= MBBEnd) {
2798       LLVM_DEBUG(dbgs() << "\t\ttaints global " << printReg(Other.Reg) << ':'
2799                         << OtherI->valno->id << '@' << OtherI->start << '\n');
2800       return false;
2801     }
2802     LLVM_DEBUG(dbgs() << "\t\ttaints local " << printReg(Other.Reg) << ':'
2803                       << OtherI->valno->id << '@' << OtherI->start << " to "
2804                       << End << '\n');
2805     // A dead def is not a problem.
2806     if (End.isDead())
2807       break;
2808     TaintExtent.push_back(std::make_pair(End, TaintedLanes));
2809
2810     // Check for another def in the MBB.
2811     if (++OtherI == Other.LR.end() || OtherI->start >= MBBEnd)
2812       break;
2813
2814     // Lanes written by the new def are no longer tainted.
2815     const Val &OV = Other.Vals[OtherI->valno->id];
2816     TaintedLanes &= ~OV.WriteLanes;
2817     if (!OV.RedefVNI)
2818       break;
2819   } while (TaintedLanes.any());
2820   return true;
2821 }
2822
2823 bool JoinVals::usesLanes(const MachineInstr &MI, unsigned Reg, unsigned SubIdx,
2824                          LaneBitmask Lanes) const {
2825   if (MI.isDebugInstr())
2826     return false;
2827   for (const MachineOperand &MO : MI.operands()) {
2828     if (!MO.isReg() || MO.isDef() || MO.getReg() != Reg)
2829       continue;
2830     if (!MO.readsReg())
2831       continue;
2832     unsigned S = TRI->composeSubRegIndices(SubIdx, MO.getSubReg());
2833     if ((Lanes & TRI->getSubRegIndexLaneMask(S)).any())
2834       return true;
2835   }
2836   return false;
2837 }
2838
2839 bool JoinVals::resolveConflicts(JoinVals &Other) {
2840   for (unsigned i = 0, e = LR.getNumValNums(); i != e; ++i) {
2841     Val &V = Vals[i];
2842     assert(V.Resolution != CR_Impossible && "Unresolvable conflict");
2843     if (V.Resolution != CR_Unresolved)
2844       continue;
2845     LLVM_DEBUG(dbgs() << "\t\tconflict at " << printReg(Reg) << ':' << i << '@'
2846                       << LR.getValNumInfo(i)->def << '\n');
2847     if (SubRangeJoin)
2848       return false;
2849
2850     ++NumLaneConflicts;
2851     assert(V.OtherVNI && "Inconsistent conflict resolution.");
2852     VNInfo *VNI = LR.getValNumInfo(i);
2853     const Val &OtherV = Other.Vals[V.OtherVNI->id];
2854
2855     // VNI is known to clobber some lanes in OtherVNI. If we go ahead with the
2856     // join, those lanes will be tainted with a wrong value. Get the extent of
2857     // the tainted lanes.
2858     LaneBitmask TaintedLanes = V.WriteLanes & OtherV.ValidLanes;
2859     SmallVector<std::pair<SlotIndex, LaneBitmask>, 8> TaintExtent;
2860     if (!taintExtent(i, TaintedLanes, Other, TaintExtent))
2861       // Tainted lanes would extend beyond the basic block.
2862       return false;
2863
2864     assert(!TaintExtent.empty() && "There should be at least one conflict.");
2865
2866     // Now look at the instructions from VNI->def to TaintExtent (inclusive).
2867     MachineBasicBlock *MBB = Indexes->getMBBFromIndex(VNI->def);
2868     MachineBasicBlock::iterator MI = MBB->begin();
2869     if (!VNI->isPHIDef()) {
2870       MI = Indexes->getInstructionFromIndex(VNI->def);
2871       // No need to check the instruction defining VNI for reads.
2872       ++MI;
2873     }
2874     assert(!SlotIndex::isSameInstr(VNI->def, TaintExtent.front().first) &&
2875            "Interference ends on VNI->def. Should have been handled earlier");
2876     MachineInstr *LastMI =
2877       Indexes->getInstructionFromIndex(TaintExtent.front().first);
2878     assert(LastMI && "Range must end at a proper instruction");
2879     unsigned TaintNum = 0;
2880     while (true) {
2881       assert(MI != MBB->end() && "Bad LastMI");
2882       if (usesLanes(*MI, Other.Reg, Other.SubIdx, TaintedLanes)) {
2883         LLVM_DEBUG(dbgs() << "\t\ttainted lanes used by: " << *MI);
2884         return false;
2885       }
2886       // LastMI is the last instruction to use the current value.
2887       if (&*MI == LastMI) {
2888         if (++TaintNum == TaintExtent.size())
2889           break;
2890         LastMI = Indexes->getInstructionFromIndex(TaintExtent[TaintNum].first);
2891         assert(LastMI && "Range must end at a proper instruction");
2892         TaintedLanes = TaintExtent[TaintNum].second;
2893       }
2894       ++MI;
2895     }
2896
2897     // The tainted lanes are unused.
2898     V.Resolution = CR_Replace;
2899     ++NumLaneResolves;
2900   }
2901   return true;
2902 }
2903
2904 bool JoinVals::isPrunedValue(unsigned ValNo, JoinVals &Other) {
2905   Val &V = Vals[ValNo];
2906   if (V.Pruned || V.PrunedComputed)
2907     return V.Pruned;
2908
2909   if (V.Resolution != CR_Erase && V.Resolution != CR_Merge)
2910     return V.Pruned;
2911
2912   // Follow copies up the dominator tree and check if any intermediate value
2913   // has been pruned.
2914   V.PrunedComputed = true;
2915   V.Pruned = Other.isPrunedValue(V.OtherVNI->id, *this);
2916   return V.Pruned;
2917 }
2918
2919 void JoinVals::pruneValues(JoinVals &Other,
2920                            SmallVectorImpl<SlotIndex> &EndPoints,
2921                            bool changeInstrs) {
2922   for (unsigned i = 0, e = LR.getNumValNums(); i != e; ++i) {
2923     SlotIndex Def = LR.getValNumInfo(i)->def;
2924     switch (Vals[i].Resolution) {
2925     case CR_Keep:
2926       break;
2927     case CR_Replace: {
2928       // This value takes precedence over the value in Other.LR.
2929       LIS->pruneValue(Other.LR, Def, &EndPoints);
2930       // Check if we're replacing an IMPLICIT_DEF value. The IMPLICIT_DEF
2931       // instructions are only inserted to provide a live-out value for PHI
2932       // predecessors, so the instruction should simply go away once its value
2933       // has been replaced.
2934       Val &OtherV = Other.Vals[Vals[i].OtherVNI->id];
2935       bool EraseImpDef = OtherV.ErasableImplicitDef &&
2936                          OtherV.Resolution == CR_Keep;
2937       if (!Def.isBlock()) {
2938         if (changeInstrs) {
2939           // Remove <def,read-undef> flags. This def is now a partial redef.
2940           // Also remove dead flags since the joined live range will
2941           // continue past this instruction.
2942           for (MachineOperand &MO :
2943                Indexes->getInstructionFromIndex(Def)->operands()) {
2944             if (MO.isReg() && MO.isDef() && MO.getReg() == Reg) {
2945               if (MO.getSubReg() != 0 && MO.isUndef() && !EraseImpDef)
2946                 MO.setIsUndef(false);
2947               MO.setIsDead(false);
2948             }
2949           }
2950         }
2951         // This value will reach instructions below, but we need to make sure
2952         // the live range also reaches the instruction at Def.
2953         if (!EraseImpDef)
2954           EndPoints.push_back(Def);
2955       }
2956       LLVM_DEBUG(dbgs() << "\t\tpruned " << printReg(Other.Reg) << " at " << Def
2957                         << ": " << Other.LR << '\n');
2958       break;
2959     }
2960     case CR_Erase:
2961     case CR_Merge:
2962       if (isPrunedValue(i, Other)) {
2963         // This value is ultimately a copy of a pruned value in LR or Other.LR.
2964         // We can no longer trust the value mapping computed by
2965         // computeAssignment(), the value that was originally copied could have
2966         // been replaced.
2967         LIS->pruneValue(LR, Def, &EndPoints);
2968         LLVM_DEBUG(dbgs() << "\t\tpruned all of " << printReg(Reg) << " at "
2969                           << Def << ": " << LR << '\n');
2970       }
2971       break;
2972     case CR_Unresolved:
2973     case CR_Impossible:
2974       llvm_unreachable("Unresolved conflicts");
2975     }
2976   }
2977 }
2978
2979 /// Consider the following situation when coalescing the copy between
2980 /// %31 and %45 at 800. (The vertical lines represent live range segments.)
2981 ///
2982 ///                              Main range         Subrange 0004 (sub2)
2983 ///                              %31    %45           %31    %45
2984 ///  544    %45 = COPY %28               +                    +
2985 ///                                      | v1                 | v1
2986 ///  560B bb.1:                          +                    +
2987 ///  624        = %45.sub2               | v2                 | v2
2988 ///  800    %31 = COPY %45        +      +             +      +
2989 ///                               | v0                 | v0
2990 ///  816    %31.sub1 = ...        +                    |
2991 ///  880    %30 = COPY %31        | v1                 +
2992 ///  928    %45 = COPY %30        |      +                    +
2993 ///                               |      | v0                 | v0  <--+
2994 ///  992B   ; backedge -> bb.1    |      +                    +        |
2995 /// 1040        = %31.sub0        +                                    |
2996 ///                                                 This value must remain
2997 ///                                                 live-out!
2998 ///
2999 /// Assuming that %31 is coalesced into %45, the copy at 928 becomes
3000 /// redundant, since it copies the value from %45 back into it. The
3001 /// conflict resolution for the main range determines that %45.v0 is
3002 /// to be erased, which is ok since %31.v1 is identical to it.
3003 /// The problem happens with the subrange for sub2: it has to be live
3004 /// on exit from the block, but since 928 was actually a point of
3005 /// definition of %45.sub2, %45.sub2 was not live immediately prior
3006 /// to that definition. As a result, when 928 was erased, the value v0
3007 /// for %45.sub2 was pruned in pruneSubRegValues. Consequently, an
3008 /// IMPLICIT_DEF was inserted as a "backedge" definition for %45.sub2,
3009 /// providing an incorrect value to the use at 624.
3010 ///
3011 /// Since the main-range values %31.v1 and %45.v0 were proved to be
3012 /// identical, the corresponding values in subranges must also be the
3013 /// same. A redundant copy is removed because it's not needed, and not
3014 /// because it copied an undefined value, so any liveness that originated
3015 /// from that copy cannot disappear. When pruning a value that started
3016 /// at the removed copy, the corresponding identical value must be
3017 /// extended to replace it.
3018 void JoinVals::pruneSubRegValues(LiveInterval &LI, LaneBitmask &ShrinkMask) {
3019   // Look for values being erased.
3020   bool DidPrune = false;
3021   for (unsigned i = 0, e = LR.getNumValNums(); i != e; ++i) {
3022     Val &V = Vals[i];
3023     // We should trigger in all cases in which eraseInstrs() does something.
3024     // match what eraseInstrs() is doing, print a message so
3025     if (V.Resolution != CR_Erase &&
3026         (V.Resolution != CR_Keep || !V.ErasableImplicitDef || !V.Pruned))
3027       continue;
3028
3029     // Check subranges at the point where the copy will be removed.
3030     SlotIndex Def = LR.getValNumInfo(i)->def;
3031     SlotIndex OtherDef;
3032     if (V.Identical)
3033       OtherDef = V.OtherVNI->def;
3034
3035     // Print message so mismatches with eraseInstrs() can be diagnosed.
3036     LLVM_DEBUG(dbgs() << "\t\tExpecting instruction removal at " << Def
3037                       << '\n');
3038     for (LiveInterval::SubRange &S : LI.subranges()) {
3039       LiveQueryResult Q = S.Query(Def);
3040
3041       // If a subrange starts at the copy then an undefined value has been
3042       // copied and we must remove that subrange value as well.
3043       VNInfo *ValueOut = Q.valueOutOrDead();
3044       if (ValueOut != nullptr && (Q.valueIn() == nullptr ||
3045                                   (V.Identical && V.Resolution == CR_Erase &&
3046                                    ValueOut->def == Def))) {
3047         LLVM_DEBUG(dbgs() << "\t\tPrune sublane " << PrintLaneMask(S.LaneMask)
3048                           << " at " << Def << "\n");
3049         SmallVector<SlotIndex,8> EndPoints;
3050         LIS->pruneValue(S, Def, &EndPoints);
3051         DidPrune = true;
3052         // Mark value number as unused.
3053         ValueOut->markUnused();
3054
3055         if (V.Identical && S.Query(OtherDef).valueOutOrDead()) {
3056           // If V is identical to V.OtherVNI (and S was live at OtherDef),
3057           // then we can't simply prune V from S. V needs to be replaced
3058           // with V.OtherVNI.
3059           LIS->extendToIndices(S, EndPoints);
3060         }
3061         continue;
3062       }
3063       // If a subrange ends at the copy, then a value was copied but only
3064       // partially used later. Shrink the subregister range appropriately.
3065       if (Q.valueIn() != nullptr && Q.valueOut() == nullptr) {
3066         LLVM_DEBUG(dbgs() << "\t\tDead uses at sublane "
3067                           << PrintLaneMask(S.LaneMask) << " at " << Def
3068                           << "\n");
3069         ShrinkMask |= S.LaneMask;
3070       }
3071     }
3072   }
3073   if (DidPrune)
3074     LI.removeEmptySubRanges();
3075 }
3076
3077 /// Check if any of the subranges of @p LI contain a definition at @p Def.
3078 static bool isDefInSubRange(LiveInterval &LI, SlotIndex Def) {
3079   for (LiveInterval::SubRange &SR : LI.subranges()) {
3080     if (VNInfo *VNI = SR.Query(Def).valueOutOrDead())
3081       if (VNI->def == Def)
3082         return true;
3083   }
3084   return false;
3085 }
3086
3087 void JoinVals::pruneMainSegments(LiveInterval &LI, bool &ShrinkMainRange) {
3088   assert(&static_cast<LiveRange&>(LI) == &LR);
3089
3090   for (unsigned i = 0, e = LR.getNumValNums(); i != e; ++i) {
3091     if (Vals[i].Resolution != CR_Keep)
3092       continue;
3093     VNInfo *VNI = LR.getValNumInfo(i);
3094     if (VNI->isUnused() || VNI->isPHIDef() || isDefInSubRange(LI, VNI->def))
3095       continue;
3096     Vals[i].Pruned = true;
3097     ShrinkMainRange = true;
3098   }
3099 }
3100
3101 void JoinVals::removeImplicitDefs() {
3102   for (unsigned i = 0, e = LR.getNumValNums(); i != e; ++i) {
3103     Val &V = Vals[i];
3104     if (V.Resolution != CR_Keep || !V.ErasableImplicitDef || !V.Pruned)
3105       continue;
3106
3107     VNInfo *VNI = LR.getValNumInfo(i);
3108     VNI->markUnused();
3109     LR.removeValNo(VNI);
3110   }
3111 }
3112
3113 void JoinVals::eraseInstrs(SmallPtrSetImpl<MachineInstr*> &ErasedInstrs,
3114                            SmallVectorImpl<unsigned> &ShrinkRegs,
3115                            LiveInterval *LI) {
3116   for (unsigned i = 0, e = LR.getNumValNums(); i != e; ++i) {
3117     // Get the def location before markUnused() below invalidates it.
3118     SlotIndex Def = LR.getValNumInfo(i)->def;
3119     switch (Vals[i].Resolution) {
3120     case CR_Keep: {
3121       // If an IMPLICIT_DEF value is pruned, it doesn't serve a purpose any
3122       // longer. The IMPLICIT_DEF instructions are only inserted by
3123       // PHIElimination to guarantee that all PHI predecessors have a value.
3124       if (!Vals[i].ErasableImplicitDef || !Vals[i].Pruned)
3125         break;
3126       // Remove value number i from LR.
3127       // For intervals with subranges, removing a segment from the main range
3128       // may require extending the previous segment: for each definition of
3129       // a subregister, there will be a corresponding def in the main range.
3130       // That def may fall in the middle of a segment from another subrange.
3131       // In such cases, removing this def from the main range must be
3132       // complemented by extending the main range to account for the liveness
3133       // of the other subrange.
3134       VNInfo *VNI = LR.getValNumInfo(i);
3135       SlotIndex Def = VNI->def;
3136       // The new end point of the main range segment to be extended.
3137       SlotIndex NewEnd;
3138       if (LI != nullptr) {
3139         LiveRange::iterator I = LR.FindSegmentContaining(Def);
3140         assert(I != LR.end());
3141         // Do not extend beyond the end of the segment being removed.
3142         // The segment may have been pruned in preparation for joining
3143         // live ranges.
3144         NewEnd = I->end;
3145       }
3146
3147       LR.removeValNo(VNI);
3148       // Note that this VNInfo is reused and still referenced in NewVNInfo,
3149       // make it appear like an unused value number.
3150       VNI->markUnused();
3151
3152       if (LI != nullptr && LI->hasSubRanges()) {
3153         assert(static_cast<LiveRange*>(LI) == &LR);
3154         // Determine the end point based on the subrange information:
3155         // minimum of (earliest def of next segment,
3156         //             latest end point of containing segment)
3157         SlotIndex ED, LE;
3158         for (LiveInterval::SubRange &SR : LI->subranges()) {
3159           LiveRange::iterator I = SR.find(Def);
3160           if (I == SR.end())
3161             continue;
3162           if (I->start > Def)
3163             ED = ED.isValid() ? std::min(ED, I->start) : I->start;
3164           else
3165             LE = LE.isValid() ? std::max(LE, I->end) : I->end;
3166         }
3167         if (LE.isValid())
3168           NewEnd = std::min(NewEnd, LE);
3169         if (ED.isValid())
3170           NewEnd = std::min(NewEnd, ED);
3171
3172         // We only want to do the extension if there was a subrange that
3173         // was live across Def.
3174         if (LE.isValid()) {
3175           LiveRange::iterator S = LR.find(Def);
3176           if (S != LR.begin())
3177             std::prev(S)->end = NewEnd;
3178         }
3179       }
3180       LLVM_DEBUG({
3181         dbgs() << "\t\tremoved " << i << '@' << Def << ": " << LR << '\n';
3182         if (LI != nullptr)
3183           dbgs() << "\t\t  LHS = " << *LI << '\n';
3184       });
3185       LLVM_FALLTHROUGH;
3186     }
3187
3188     case CR_Erase: {
3189       MachineInstr *MI = Indexes->getInstructionFromIndex(Def);
3190       assert(MI && "No instruction to erase");
3191       if (MI->isCopy()) {
3192         unsigned Reg = MI->getOperand(1).getReg();
3193         if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(Reg) &&
3194             Reg != CP.getSrcReg() && Reg != CP.getDstReg())
3195           ShrinkRegs.push_back(Reg);
3196       }
3197       ErasedInstrs.insert(MI);
3198       LLVM_DEBUG(dbgs() << "\t\terased:\t" << Def << '\t' << *MI);
3199       LIS->RemoveMachineInstrFromMaps(*MI);
3200       MI->eraseFromParent();
3201       break;
3202     }
3203     default:
3204       break;
3205     }
3206   }
3207 }
3208
3209 void RegisterCoalescer::joinSubRegRanges(LiveRange &LRange, LiveRange &RRange,
3210                                          LaneBitmask LaneMask,
3211                                          const CoalescerPair &CP) {
3212   SmallVector<VNInfo*, 16> NewVNInfo;
3213   JoinVals RHSVals(RRange, CP.getSrcReg(), CP.getSrcIdx(), LaneMask,
3214                    NewVNInfo, CP, LIS, TRI, true, true);
3215   JoinVals LHSVals(LRange, CP.getDstReg(), CP.getDstIdx(), LaneMask,
3216                    NewVNInfo, CP, LIS, TRI, true, true);
3217
3218   // Compute NewVNInfo and resolve conflicts (see also joinVirtRegs())
3219   // We should be able to resolve all conflicts here as we could successfully do
3220   // it on the mainrange already. There is however a problem when multiple
3221   // ranges get mapped to the "overflow" lane mask bit which creates unexpected
3222   // interferences.
3223   if (!LHSVals.mapValues(RHSVals) || !RHSVals.mapValues(LHSVals)) {
3224     // We already determined that it is legal to merge the intervals, so this
3225     // should never fail.
3226     llvm_unreachable("*** Couldn't join subrange!\n");
3227   }
3228   if (!LHSVals.resolveConflicts(RHSVals) ||
3229       !RHSVals.resolveConflicts(LHSVals)) {
3230     // We already determined that it is legal to merge the intervals, so this
3231     // should never fail.
3232     llvm_unreachable("*** Couldn't join subrange!\n");
3233   }
3234
3235   // The merging algorithm in LiveInterval::join() can't handle conflicting
3236   // value mappings, so we need to remove any live ranges that overlap a
3237   // CR_Replace resolution. Collect a set of end points that can be used to
3238   // restore the live range after joining.
3239   SmallVector<SlotIndex, 8> EndPoints;
3240   LHSVals.pruneValues(RHSVals, EndPoints, false);
3241   RHSVals.pruneValues(LHSVals, EndPoints, false);
3242
3243   LHSVals.removeImplicitDefs();
3244   RHSVals.removeImplicitDefs();
3245
3246   LRange.verify();
3247   RRange.verify();
3248
3249   // Join RRange into LHS.
3250   LRange.join(RRange, LHSVals.getAssignments(), RHSVals.getAssignments(),
3251               NewVNInfo);
3252
3253   LLVM_DEBUG(dbgs() << "\t\tjoined lanes: " << PrintLaneMask(LaneMask)
3254                     << ' ' << LRange << "\n");
3255   if (EndPoints.empty())
3256     return;
3257
3258   // Recompute the parts of the live range we had to remove because of
3259   // CR_Replace conflicts.
3260   LLVM_DEBUG({
3261     dbgs() << "\t\trestoring liveness to " << EndPoints.size() << " points: ";
3262     for (unsigned i = 0, n = EndPoints.size(); i != n; ++i) {
3263       dbgs() << EndPoints[i];
3264       if (i != n-1)
3265         dbgs() << ',';
3266     }
3267     dbgs() << ":  " << LRange << '\n';
3268   });
3269   LIS->extendToIndices(LRange, EndPoints);
3270 }
3271
3272 void RegisterCoalescer::mergeSubRangeInto(LiveInterval &LI,
3273                                           const LiveRange &ToMerge,
3274                                           LaneBitmask LaneMask,
3275                                           CoalescerPair &CP) {
3276   BumpPtrAllocator &Allocator = LIS->getVNInfoAllocator();
3277   LI.refineSubRanges(
3278       Allocator, LaneMask,
3279       [this, &Allocator, &ToMerge, &CP](LiveInterval::SubRange &SR) {
3280         if (SR.empty()) {
3281           SR.assign(ToMerge, Allocator);
3282         } else {
3283           // joinSubRegRange() destroys the merged range, so we need a copy.
3284           LiveRange RangeCopy(ToMerge, Allocator);
3285           joinSubRegRanges(SR, RangeCopy, SR.LaneMask, CP);
3286         }
3287       },
3288       *LIS->getSlotIndexes(), *TRI);
3289 }
3290
3291 bool RegisterCoalescer::isHighCostLiveInterval(LiveInterval &LI) {
3292   if (LI.valnos.size() < LargeIntervalSizeThreshold)
3293     return false;
3294   auto &Counter = LargeLIVisitCounter[LI.reg];
3295   if (Counter < LargeIntervalFreqThreshold) {
3296     Counter++;
3297     return false;
3298   }
3299   return true;
3300 }
3301
3302 bool RegisterCoalescer::joinVirtRegs(CoalescerPair &CP) {
3303   SmallVector<VNInfo*, 16> NewVNInfo;
3304   LiveInterval &RHS = LIS->getInterval(CP.getSrcReg());
3305   LiveInterval &LHS = LIS->getInterval(CP.getDstReg());
3306   bool TrackSubRegLiveness = MRI->shouldTrackSubRegLiveness(*CP.getNewRC());
3307   JoinVals RHSVals(RHS, CP.getSrcReg(), CP.getSrcIdx(), LaneBitmask::getNone(),
3308                    NewVNInfo, CP, LIS, TRI, false, TrackSubRegLiveness);
3309   JoinVals LHSVals(LHS, CP.getDstReg(), CP.getDstIdx(), LaneBitmask::getNone(),
3310                    NewVNInfo, CP, LIS, TRI, false, TrackSubRegLiveness);
3311
3312   LLVM_DEBUG(dbgs() << "\t\tRHS = " << RHS << "\n\t\tLHS = " << LHS << '\n');
3313
3314   if (isHighCostLiveInterval(LHS) || isHighCostLiveInterval(RHS))
3315     return false;
3316
3317   // First compute NewVNInfo and the simple value mappings.
3318   // Detect impossible conflicts early.
3319   if (!LHSVals.mapValues(RHSVals) || !RHSVals.mapValues(LHSVals))
3320     return false;
3321
3322   // Some conflicts can only be resolved after all values have been mapped.
3323   if (!LHSVals.resolveConflicts(RHSVals) || !RHSVals.resolveConflicts(LHSVals))
3324     return false;
3325
3326   // All clear, the live ranges can be merged.
3327   if (RHS.hasSubRanges() || LHS.hasSubRanges()) {
3328     BumpPtrAllocator &Allocator = LIS->getVNInfoAllocator();
3329
3330     // Transform lanemasks from the LHS to masks in the coalesced register and
3331     // create initial subranges if necessary.
3332     unsigned DstIdx = CP.getDstIdx();
3333     if (!LHS.hasSubRanges()) {
3334       LaneBitmask Mask = DstIdx == 0 ? CP.getNewRC()->getLaneMask()
3335                                      : TRI->getSubRegIndexLaneMask(DstIdx);
3336       // LHS must support subregs or we wouldn't be in this codepath.
3337       assert(Mask.any());
3338       LHS.createSubRangeFrom(Allocator, Mask, LHS);
3339     } else if (DstIdx != 0) {
3340       // Transform LHS lanemasks to new register class if necessary.
3341       for (LiveInterval::SubRange &R : LHS.subranges()) {
3342         LaneBitmask Mask = TRI->composeSubRegIndexLaneMask(DstIdx, R.LaneMask);
3343         R.LaneMask = Mask;
3344       }
3345     }
3346     LLVM_DEBUG(dbgs() << "\t\tLHST = " << printReg(CP.getDstReg()) << ' ' << LHS
3347                       << '\n');
3348
3349     // Determine lanemasks of RHS in the coalesced register and merge subranges.
3350     unsigned SrcIdx = CP.getSrcIdx();
3351     if (!RHS.hasSubRanges()) {
3352       LaneBitmask Mask = SrcIdx == 0 ? CP.getNewRC()->getLaneMask()
3353                                      : TRI->getSubRegIndexLaneMask(SrcIdx);
3354       mergeSubRangeInto(LHS, RHS, Mask, CP);
3355     } else {
3356       // Pair up subranges and merge.
3357       for (LiveInterval::SubRange &R : RHS.subranges()) {
3358         LaneBitmask Mask = TRI->composeSubRegIndexLaneMask(SrcIdx, R.LaneMask);
3359         mergeSubRangeInto(LHS, R, Mask, CP);
3360       }
3361     }
3362     LLVM_DEBUG(dbgs() << "\tJoined SubRanges " << LHS << "\n");
3363
3364     // Pruning implicit defs from subranges may result in the main range
3365     // having stale segments.
3366     LHSVals.pruneMainSegments(LHS, ShrinkMainRange);
3367
3368     LHSVals.pruneSubRegValues(LHS, ShrinkMask);
3369     RHSVals.pruneSubRegValues(LHS, ShrinkMask);
3370   }
3371
3372   // The merging algorithm in LiveInterval::join() can't handle conflicting
3373   // value mappings, so we need to remove any live ranges that overlap a
3374   // CR_Replace resolution. Collect a set of end points that can be used to
3375   // restore the live range after joining.
3376   SmallVector<SlotIndex, 8> EndPoints;
3377   LHSVals.pruneValues(RHSVals, EndPoints, true);
3378   RHSVals.pruneValues(LHSVals, EndPoints, true);
3379
3380   // Erase COPY and IMPLICIT_DEF instructions. This may cause some external
3381   // registers to require trimming.
3382   SmallVector<unsigned, 8> ShrinkRegs;
3383   LHSVals.eraseInstrs(ErasedInstrs, ShrinkRegs, &LHS);
3384   RHSVals.eraseInstrs(ErasedInstrs, ShrinkRegs);
3385   while (!ShrinkRegs.empty())
3386     shrinkToUses(&LIS->getInterval(ShrinkRegs.pop_back_val()));
3387
3388   // Join RHS into LHS.
3389   LHS.join(RHS, LHSVals.getAssignments(), RHSVals.getAssignments(), NewVNInfo);
3390
3391   // Kill flags are going to be wrong if the live ranges were overlapping.
3392   // Eventually, we should simply clear all kill flags when computing live
3393   // ranges. They are reinserted after register allocation.
3394   MRI->clearKillFlags(LHS.reg);
3395   MRI->clearKillFlags(RHS.reg);
3396
3397   if (!EndPoints.empty()) {
3398     // Recompute the parts of the live range we had to remove because of
3399     // CR_Replace conflicts.
3400     LLVM_DEBUG({
3401       dbgs() << "\t\trestoring liveness to " << EndPoints.size() << " points: ";
3402       for (unsigned i = 0, n = EndPoints.size(); i != n; ++i) {
3403         dbgs() << EndPoints[i];
3404         if (i != n-1)
3405           dbgs() << ',';
3406       }
3407       dbgs() << ":  " << LHS << '\n';
3408     });
3409     LIS->extendToIndices((LiveRange&)LHS, EndPoints);
3410   }
3411
3412   return true;
3413 }
3414
3415 bool RegisterCoalescer::joinIntervals(CoalescerPair &CP) {
3416   return CP.isPhys() ? joinReservedPhysReg(CP) : joinVirtRegs(CP);
3417 }
3418
3419 namespace {
3420
3421 /// Information concerning MBB coalescing priority.
3422 struct MBBPriorityInfo {
3423   MachineBasicBlock *MBB;
3424   unsigned Depth;
3425   bool IsSplit;
3426
3427   MBBPriorityInfo(MachineBasicBlock *mbb, unsigned depth, bool issplit)
3428     : MBB(mbb), Depth(depth), IsSplit(issplit) {}
3429 };
3430
3431 } // end anonymous namespace
3432
3433 /// C-style comparator that sorts first based on the loop depth of the basic
3434 /// block (the unsigned), and then on the MBB number.
3435 ///
3436 /// EnableGlobalCopies assumes that the primary sort key is loop depth.
3437 static int compareMBBPriority(const MBBPriorityInfo *LHS,
3438                               const MBBPriorityInfo *RHS) {
3439   // Deeper loops first
3440   if (LHS->Depth != RHS->Depth)
3441     return LHS->Depth > RHS->Depth ? -1 : 1;
3442
3443   // Try to unsplit critical edges next.
3444   if (LHS->IsSplit != RHS->IsSplit)
3445     return LHS->IsSplit ? -1 : 1;
3446
3447   // Prefer blocks that are more connected in the CFG. This takes care of
3448   // the most difficult copies first while intervals are short.
3449   unsigned cl = LHS->MBB->pred_size() + LHS->MBB->succ_size();
3450   unsigned cr = RHS->MBB->pred_size() + RHS->MBB->succ_size();
3451   if (cl != cr)
3452     return cl > cr ? -1 : 1;
3453
3454   // As a last resort, sort by block number.
3455   return LHS->MBB->getNumber() < RHS->MBB->getNumber() ? -1 : 1;
3456 }
3457
3458 /// \returns true if the given copy uses or defines a local live range.
3459 static bool isLocalCopy(MachineInstr *Copy, const LiveIntervals *LIS) {
3460   if (!Copy->isCopy())
3461     return false;
3462
3463   if (Copy->getOperand(1).isUndef())
3464     return false;
3465
3466   unsigned SrcReg = Copy->getOperand(1).getReg();
3467   unsigned DstReg = Copy->getOperand(0).getReg();
3468   if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(SrcReg)
3469       || TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(DstReg))
3470     return false;
3471
3472   return LIS->intervalIsInOneMBB(LIS->getInterval(SrcReg))
3473     || LIS->intervalIsInOneMBB(LIS->getInterval(DstReg));
3474 }
3475
3476 void RegisterCoalescer::lateLiveIntervalUpdate() {
3477   for (unsigned reg : ToBeUpdated) {
3478     if (!LIS->hasInterval(reg))
3479       continue;
3480     LiveInterval &LI = LIS->getInterval(reg);
3481     shrinkToUses(&LI, &DeadDefs);
3482     if (!DeadDefs.empty())
3483       eliminateDeadDefs();
3484   }
3485   ToBeUpdated.clear();
3486 }
3487
3488 bool RegisterCoalescer::
3489 copyCoalesceWorkList(MutableArrayRef<MachineInstr*> CurrList) {
3490   bool Progress = false;
3491   for (unsigned i = 0, e = CurrList.size(); i != e; ++i) {
3492     if (!CurrList[i])
3493       continue;
3494     // Skip instruction pointers that have already been erased, for example by
3495     // dead code elimination.
3496     if (ErasedInstrs.count(CurrList[i])) {
3497       CurrList[i] = nullptr;
3498       continue;
3499     }
3500     bool Again = false;
3501     bool Success = joinCopy(CurrList[i], Again);
3502     Progress |= Success;
3503     if (Success || !Again)
3504       CurrList[i] = nullptr;
3505   }
3506   return Progress;
3507 }
3508
3509 /// Check if DstReg is a terminal node.
3510 /// I.e., it does not have any affinity other than \p Copy.
3511 static bool isTerminalReg(unsigned DstReg, const MachineInstr &Copy,
3512                           const MachineRegisterInfo *MRI) {
3513   assert(Copy.isCopyLike());
3514   // Check if the destination of this copy as any other affinity.
3515   for (const MachineInstr &MI : MRI->reg_nodbg_instructions(DstReg))
3516     if (&MI != &Copy && MI.isCopyLike())
3517       return false;
3518   return true;
3519 }
3520
3521 bool RegisterCoalescer::applyTerminalRule(const MachineInstr &Copy) const {
3522   assert(Copy.isCopyLike());
3523   if (!UseTerminalRule)
3524     return false;
3525   unsigned DstReg, DstSubReg, SrcReg, SrcSubReg;
3526   if (!isMoveInstr(*TRI, &Copy, SrcReg, DstReg, SrcSubReg, DstSubReg))
3527     return false;
3528   // Check if the destination of this copy has any other affinity.
3529   if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(DstReg) ||
3530       // If SrcReg is a physical register, the copy won't be coalesced.
3531       // Ignoring it may have other side effect (like missing
3532       // rematerialization). So keep it.
3533       TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(SrcReg) ||
3534       !isTerminalReg(DstReg, Copy, MRI))
3535     return false;
3536
3537   // DstReg is a terminal node. Check if it interferes with any other
3538   // copy involving SrcReg.
3539   const MachineBasicBlock *OrigBB = Copy.getParent();
3540   const LiveInterval &DstLI = LIS->getInterval(DstReg);
3541   for (const MachineInstr &MI : MRI->reg_nodbg_instructions(SrcReg)) {
3542     // Technically we should check if the weight of the new copy is
3543     // interesting compared to the other one and update the weight
3544     // of the copies accordingly. However, this would only work if
3545     // we would gather all the copies first then coalesce, whereas
3546     // right now we interleave both actions.
3547     // For now, just consider the copies that are in the same block.
3548     if (&MI == &Copy || !MI.isCopyLike() || MI.getParent() != OrigBB)
3549       continue;
3550     unsigned OtherReg, OtherSubReg, OtherSrcReg, OtherSrcSubReg;
3551     if (!isMoveInstr(*TRI, &Copy, OtherSrcReg, OtherReg, OtherSrcSubReg,
3552                 OtherSubReg))
3553       return false;
3554     if (OtherReg == SrcReg)
3555       OtherReg = OtherSrcReg;
3556     // Check if OtherReg is a non-terminal.
3557     if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(OtherReg) ||
3558         isTerminalReg(OtherReg, MI, MRI))
3559       continue;
3560     // Check that OtherReg interfere with DstReg.
3561     if (LIS->getInterval(OtherReg).overlaps(DstLI)) {
3562       LLVM_DEBUG(dbgs() << "Apply terminal rule for: " << printReg(DstReg)
3563                         << '\n');
3564       return true;
3565     }
3566   }
3567   return false;
3568 }
3569
3570 void
3571 RegisterCoalescer::copyCoalesceInMBB(MachineBasicBlock *MBB) {
3572   LLVM_DEBUG(dbgs() << MBB->getName() << ":\n");
3573
3574   // Collect all copy-like instructions in MBB. Don't start coalescing anything
3575   // yet, it might invalidate the iterator.
3576   const unsigned PrevSize = WorkList.size();
3577   if (JoinGlobalCopies) {
3578     SmallVector<MachineInstr*, 2> LocalTerminals;
3579     SmallVector<MachineInstr*, 2> GlobalTerminals;
3580     // Coalesce copies bottom-up to coalesce local defs before local uses. They
3581     // are not inherently easier to resolve, but slightly preferable until we
3582     // have local live range splitting. In particular this is required by
3583     // cmp+jmp macro fusion.
3584     for (MachineBasicBlock::iterator MII = MBB->begin(), E = MBB->end();
3585          MII != E; ++MII) {
3586       if (!MII->isCopyLike())
3587         continue;
3588       bool ApplyTerminalRule = applyTerminalRule(*MII);
3589       if (isLocalCopy(&(*MII), LIS)) {
3590         if (ApplyTerminalRule)
3591           LocalTerminals.push_back(&(*MII));
3592         else
3593           LocalWorkList.push_back(&(*MII));
3594       } else {
3595         if (ApplyTerminalRule)
3596           GlobalTerminals.push_back(&(*MII));
3597         else
3598           WorkList.push_back(&(*MII));
3599       }
3600     }
3601     // Append the copies evicted by the terminal rule at the end of the list.
3602     LocalWorkList.append(LocalTerminals.begin(), LocalTerminals.end());
3603     WorkList.append(GlobalTerminals.begin(), GlobalTerminals.end());
3604   }
3605   else {
3606     SmallVector<MachineInstr*, 2> Terminals;
3607     for (MachineInstr &MII : *MBB)
3608       if (MII.isCopyLike()) {
3609         if (applyTerminalRule(MII))
3610           Terminals.push_back(&MII);
3611         else
3612           WorkList.push_back(&MII);
3613       }
3614     // Append the copies evicted by the terminal rule at the end of the list.
3615     WorkList.append(Terminals.begin(), Terminals.end());
3616   }
3617   // Try coalescing the collected copies immediately, and remove the nulls.
3618   // This prevents the WorkList from getting too large since most copies are
3619   // joinable on the first attempt.
3620   MutableArrayRef<MachineInstr*>
3621     CurrList(WorkList.begin() + PrevSize, WorkList.end());
3622   if (copyCoalesceWorkList(CurrList))
3623     WorkList.erase(std::remove(WorkList.begin() + PrevSize, WorkList.end(),
3624                                nullptr), WorkList.end());
3625 }
3626
3627 void RegisterCoalescer::coalesceLocals() {
3628   copyCoalesceWorkList(LocalWorkList);
3629   for (unsigned j = 0, je = LocalWorkList.size(); j != je; ++j) {
3630     if (LocalWorkList[j])
3631       WorkList.push_back(LocalWorkList[j]);
3632   }
3633   LocalWorkList.clear();
3634 }
3635
3636 void RegisterCoalescer::joinAllIntervals() {
3637   LLVM_DEBUG(dbgs() << "********** JOINING INTERVALS ***********\n");
3638   assert(WorkList.empty() && LocalWorkList.empty() && "Old data still around.");
3639
3640   std::vector<MBBPriorityInfo> MBBs;
3641   MBBs.reserve(MF->size());
3642   for (MachineFunction::iterator I = MF->begin(), E = MF->end(); I != E; ++I) {
3643     MachineBasicBlock *MBB = &*I;
3644     MBBs.push_back(MBBPriorityInfo(MBB, Loops->getLoopDepth(MBB),
3645                                    JoinSplitEdges && isSplitEdge(MBB)));
3646   }
3647   array_pod_sort(MBBs.begin(), MBBs.end(), compareMBBPriority);
3648
3649   // Coalesce intervals in MBB priority order.
3650   unsigned CurrDepth = std::numeric_limits<unsigned>::max();
3651   for (unsigned i = 0, e = MBBs.size(); i != e; ++i) {
3652     // Try coalescing the collected local copies for deeper loops.
3653     if (JoinGlobalCopies && MBBs[i].Depth < CurrDepth) {
3654       coalesceLocals();
3655       CurrDepth = MBBs[i].Depth;
3656     }
3657     copyCoalesceInMBB(MBBs[i].MBB);
3658   }
3659   lateLiveIntervalUpdate();
3660   coalesceLocals();
3661
3662   // Joining intervals can allow other intervals to be joined.  Iteratively join
3663   // until we make no progress.
3664   while (copyCoalesceWorkList(WorkList))
3665     /* empty */ ;
3666   lateLiveIntervalUpdate();
3667 }
3668
3669 void RegisterCoalescer::releaseMemory() {
3670   ErasedInstrs.clear();
3671   WorkList.clear();
3672   DeadDefs.clear();
3673   InflateRegs.clear();
3674   LargeLIVisitCounter.clear();
3675 }
3676
3677 bool RegisterCoalescer::runOnMachineFunction(MachineFunction &fn) {
3678   MF = &fn;
3679   MRI = &fn.getRegInfo();
3680   const TargetSubtargetInfo &STI = fn.getSubtarget();
3681   TRI = STI.getRegisterInfo();
3682   TII = STI.getInstrInfo();
3683   LIS = &getAnalysis<LiveIntervals>();
3684   AA = &getAnalysis<AAResultsWrapperPass>().getAAResults();
3685   Loops = &getAnalysis<MachineLoopInfo>();
3686   if (EnableGlobalCopies == cl::BOU_UNSET)
3687     JoinGlobalCopies = STI.enableJoinGlobalCopies();
3688   else
3689     JoinGlobalCopies = (EnableGlobalCopies == cl::BOU_TRUE);
3690
3691   // The MachineScheduler does not currently require JoinSplitEdges. This will
3692   // either be enabled unconditionally or replaced by a more general live range
3693   // splitting optimization.
3694   JoinSplitEdges = EnableJoinSplits;
3695
3696   LLVM_DEBUG(dbgs() << "********** SIMPLE REGISTER COALESCING **********\n"
3697                     << "********** Function: " << MF->getName() << '\n');
3698
3699   if (VerifyCoalescing)
3700     MF->verify(this, "Before register coalescing");
3701
3702   RegClassInfo.runOnMachineFunction(fn);
3703
3704   // Join (coalesce) intervals if requested.
3705   if (EnableJoining)
3706     joinAllIntervals();
3707
3708   // After deleting a lot of copies, register classes may be less constrained.
3709   // Removing sub-register operands may allow GR32_ABCD -> GR32 and DPR_VFP2 ->
3710   // DPR inflation.
3711   array_pod_sort(InflateRegs.begin(), InflateRegs.end());
3712   InflateRegs.erase(std::unique(InflateRegs.begin(), InflateRegs.end()),
3713                     InflateRegs.end());
3714   LLVM_DEBUG(dbgs() << "Trying to inflate " << InflateRegs.size()
3715                     << " regs.\n");
3716   for (unsigned i = 0, e = InflateRegs.size(); i != e; ++i) {
3717     unsigned Reg = InflateRegs[i];
3718     if (MRI->reg_nodbg_empty(Reg))
3719       continue;
3720     if (MRI->recomputeRegClass(Reg)) {
3721       LLVM_DEBUG(dbgs() << printReg(Reg) << " inflated to "
3722                         << TRI->getRegClassName(MRI->getRegClass(Reg)) << '\n');
3723       ++NumInflated;
3724
3725       LiveInterval &LI = LIS->getInterval(Reg);
3726       if (LI.hasSubRanges()) {
3727         // If the inflated register class does not support subregisters anymore
3728         // remove the subranges.
3729         if (!MRI->shouldTrackSubRegLiveness(Reg)) {
3730           LI.clearSubRanges();
3731         } else {
3732 #ifndef NDEBUG
3733           LaneBitmask MaxMask = MRI->getMaxLaneMaskForVReg(Reg);
3734           // If subranges are still supported, then the same subregs
3735           // should still be supported.
3736           for (LiveInterval::SubRange &S : LI.subranges()) {
3737             assert((S.LaneMask & ~MaxMask).none());
3738           }
3739 #endif
3740         }
3741       }
3742     }
3743   }
3744
3745   LLVM_DEBUG(dump());
3746   if (VerifyCoalescing)
3747     MF->verify(this, "After register coalescing");
3748   return true;
3749 }
3750
3751 void RegisterCoalescer::print(raw_ostream &O, const Module* m) const {
3752    LIS->print(O, m);
3753 }