]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - contrib/llvm/lib/Target/Hexagon/HexagonExpandCondsets.cpp
Update to tcsh 6.20.00
[FreeBSD/FreeBSD.git] / contrib / llvm / lib / Target / Hexagon / HexagonExpandCondsets.cpp
1 //===--- HexagonExpandCondsets.cpp ----------------------------------------===//
2 //
3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
4 //
5 // This file is distributed under the University of Illinois Open Source
6 // License. See LICENSE.TXT for details.
7 //
8 //===----------------------------------------------------------------------===//
9
10 // Replace mux instructions with the corresponding legal instructions.
11 // It is meant to work post-SSA, but still on virtual registers. It was
12 // originally placed between register coalescing and machine instruction
13 // scheduler.
14 // In this place in the optimization sequence, live interval analysis had
15 // been performed, and the live intervals should be preserved. A large part
16 // of the code deals with preserving the liveness information.
17 //
18 // Liveness tracking aside, the main functionality of this pass is divided
19 // into two steps. The first step is to replace an instruction
20 //   vreg0 = C2_mux vreg1, vreg2, vreg3
21 // with a pair of conditional transfers
22 //   vreg0 = A2_tfrt vreg1, vreg2
23 //   vreg0 = A2_tfrf vreg1, vreg3
24 // It is the intention that the execution of this pass could be terminated
25 // after this step, and the code generated would be functionally correct.
26 //
27 // If the uses of the source values vreg1 and vreg2 are kills, and their
28 // definitions are predicable, then in the second step, the conditional
29 // transfers will then be rewritten as predicated instructions. E.g.
30 //   vreg0 = A2_or vreg1, vreg2
31 //   vreg3 = A2_tfrt vreg99, vreg0<kill>
32 // will be rewritten as
33 //   vreg3 = A2_port vreg99, vreg1, vreg2
34 //
35 // This replacement has two variants: "up" and "down". Consider this case:
36 //   vreg0 = A2_or vreg1, vreg2
37 //   ... [intervening instructions] ...
38 //   vreg3 = A2_tfrt vreg99, vreg0<kill>
39 // variant "up":
40 //   vreg3 = A2_port vreg99, vreg1, vreg2
41 //   ... [intervening instructions, vreg0->vreg3] ...
42 //   [deleted]
43 // variant "down":
44 //   [deleted]
45 //   ... [intervening instructions] ...
46 //   vreg3 = A2_port vreg99, vreg1, vreg2
47 //
48 // Both, one or none of these variants may be valid, and checks are made
49 // to rule out inapplicable variants.
50 //
51 // As an additional optimization, before either of the two steps above is
52 // executed, the pass attempts to coalesce the target register with one of
53 // the source registers, e.g. given an instruction
54 //   vreg3 = C2_mux vreg0, vreg1, vreg2
55 // vreg3 will be coalesced with either vreg1 or vreg2. If this succeeds,
56 // the instruction would then be (for example)
57 //   vreg3 = C2_mux vreg0, vreg3, vreg2
58 // and, under certain circumstances, this could result in only one predicated
59 // instruction:
60 //   vreg3 = A2_tfrf vreg0, vreg2
61 //
62
63 // Splitting a definition of a register into two predicated transfers
64 // creates a complication in liveness tracking. Live interval computation
65 // will see both instructions as actual definitions, and will mark the
66 // first one as dead. The definition is not actually dead, and this
67 // situation will need to be fixed. For example:
68 //   vreg1<def,dead> = A2_tfrt ...  ; marked as dead
69 //   vreg1<def> = A2_tfrf ...
70 //
71 // Since any of the individual predicated transfers may end up getting
72 // removed (in case it is an identity copy), some pre-existing def may
73 // be marked as dead after live interval recomputation:
74 //   vreg1<def,dead> = ...          ; marked as dead
75 //   ...
76 //   vreg1<def> = A2_tfrf ...       ; if A2_tfrt is removed
77 // This case happens if vreg1 was used as a source in A2_tfrt, which means
78 // that is it actually live at the A2_tfrf, and so the now dead definition
79 // of vreg1 will need to be updated to non-dead at some point.
80 //
81 // This issue could be remedied by adding implicit uses to the predicated
82 // transfers, but this will create a problem with subsequent predication,
83 // since the transfers will no longer be possible to reorder. To avoid
84 // that, the initial splitting will not add any implicit uses. These
85 // implicit uses will be added later, after predication. The extra price,
86 // however, is that finding the locations where the implicit uses need
87 // to be added, and updating the live ranges will be more involved.
88
89 #define DEBUG_TYPE "expand-condsets"
90
91 #include "HexagonInstrInfo.h"
92 #include "llvm/ADT/DenseMap.h"
93 #include "llvm/ADT/SetVector.h"
94 #include "llvm/ADT/SmallVector.h"
95 #include "llvm/ADT/StringRef.h"
96 #include "llvm/CodeGen/LiveInterval.h"
97 #include "llvm/CodeGen/LiveIntervalAnalysis.h"
98 #include "llvm/CodeGen/MachineBasicBlock.h"
99 #include "llvm/CodeGen/MachineDominators.h"
100 #include "llvm/CodeGen/MachineFunction.h"
101 #include "llvm/CodeGen/MachineFunctionPass.h"
102 #include "llvm/CodeGen/MachineInstr.h"
103 #include "llvm/CodeGen/MachineInstrBuilder.h"
104 #include "llvm/CodeGen/MachineOperand.h"
105 #include "llvm/CodeGen/MachineRegisterInfo.h"
106 #include "llvm/CodeGen/SlotIndexes.h"
107 #include "llvm/IR/DebugLoc.h"
108 #include "llvm/Pass.h"
109 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
110 #include "llvm/Support/Debug.h"
111 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
112 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
113 #include "llvm/Target/TargetRegisterInfo.h"
114 #include <cassert>
115 #include <iterator>
116 #include <set>
117 #include <utility>
118
119 using namespace llvm;
120
121 static cl::opt<unsigned> OptTfrLimit("expand-condsets-tfr-limit",
122   cl::init(~0U), cl::Hidden, cl::desc("Max number of mux expansions"));
123 static cl::opt<unsigned> OptCoaLimit("expand-condsets-coa-limit",
124   cl::init(~0U), cl::Hidden, cl::desc("Max number of segment coalescings"));
125
126 namespace llvm {
127
128   void initializeHexagonExpandCondsetsPass(PassRegistry&);
129   FunctionPass *createHexagonExpandCondsets();
130
131 } // end namespace llvm
132
133 namespace {
134
135   class HexagonExpandCondsets : public MachineFunctionPass {
136   public:
137     static char ID;
138
139     HexagonExpandCondsets() :
140         MachineFunctionPass(ID), HII(nullptr), TRI(nullptr), MRI(nullptr),
141         LIS(nullptr), CoaLimitActive(false),
142         TfrLimitActive(false), CoaCounter(0), TfrCounter(0) {
143       if (OptCoaLimit.getPosition())
144         CoaLimitActive = true, CoaLimit = OptCoaLimit;
145       if (OptTfrLimit.getPosition())
146         TfrLimitActive = true, TfrLimit = OptTfrLimit;
147       initializeHexagonExpandCondsetsPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
148     }
149
150     StringRef getPassName() const override { return "Hexagon Expand Condsets"; }
151
152     void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const override {
153       AU.addRequired<LiveIntervals>();
154       AU.addPreserved<LiveIntervals>();
155       AU.addPreserved<SlotIndexes>();
156       AU.addRequired<MachineDominatorTree>();
157       AU.addPreserved<MachineDominatorTree>();
158       MachineFunctionPass::getAnalysisUsage(AU);
159     }
160
161     bool runOnMachineFunction(MachineFunction &MF) override;
162
163   private:
164     const HexagonInstrInfo *HII;
165     const TargetRegisterInfo *TRI;
166     MachineDominatorTree *MDT;
167     MachineRegisterInfo *MRI;
168     LiveIntervals *LIS;
169
170     bool CoaLimitActive, TfrLimitActive;
171     unsigned CoaLimit, TfrLimit, CoaCounter, TfrCounter;
172
173     struct RegisterRef {
174       RegisterRef(const MachineOperand &Op) : Reg(Op.getReg()),
175           Sub(Op.getSubReg()) {}
176       RegisterRef(unsigned R = 0, unsigned S = 0) : Reg(R), Sub(S) {}
177
178       bool operator== (RegisterRef RR) const {
179         return Reg == RR.Reg && Sub == RR.Sub;
180       }
181       bool operator!= (RegisterRef RR) const { return !operator==(RR); }
182       bool operator< (RegisterRef RR) const {
183         return Reg < RR.Reg || (Reg == RR.Reg && Sub < RR.Sub);
184       }
185
186       unsigned Reg, Sub;
187     };
188
189     typedef DenseMap<unsigned,unsigned> ReferenceMap;
190     enum { Sub_Low = 0x1, Sub_High = 0x2, Sub_None = (Sub_Low | Sub_High) };
191     enum { Exec_Then = 0x10, Exec_Else = 0x20 };
192     unsigned getMaskForSub(unsigned Sub);
193     bool isCondset(const MachineInstr &MI);
194     LaneBitmask getLaneMask(unsigned Reg, unsigned Sub);
195
196     void addRefToMap(RegisterRef RR, ReferenceMap &Map, unsigned Exec);
197     bool isRefInMap(RegisterRef, ReferenceMap &Map, unsigned Exec);
198
199     void updateDeadsInRange(unsigned Reg, LaneBitmask LM, LiveRange &Range);
200     void updateKillFlags(unsigned Reg);
201     void updateDeadFlags(unsigned Reg);
202     void recalculateLiveInterval(unsigned Reg);
203     void removeInstr(MachineInstr &MI);
204     void updateLiveness(std::set<unsigned> &RegSet, bool Recalc,
205         bool UpdateKills, bool UpdateDeads);
206
207     unsigned getCondTfrOpcode(const MachineOperand &SO, bool Cond);
208     MachineInstr *genCondTfrFor(MachineOperand &SrcOp,
209         MachineBasicBlock::iterator At, unsigned DstR,
210         unsigned DstSR, const MachineOperand &PredOp, bool PredSense,
211         bool ReadUndef, bool ImpUse);
212     bool split(MachineInstr &MI, std::set<unsigned> &UpdRegs);
213
214     bool isPredicable(MachineInstr *MI);
215     MachineInstr *getReachingDefForPred(RegisterRef RD,
216         MachineBasicBlock::iterator UseIt, unsigned PredR, bool Cond);
217     bool canMoveOver(MachineInstr &MI, ReferenceMap &Defs, ReferenceMap &Uses);
218     bool canMoveMemTo(MachineInstr &MI, MachineInstr &ToI, bool IsDown);
219     void predicateAt(const MachineOperand &DefOp, MachineInstr &MI,
220                      MachineBasicBlock::iterator Where,
221                      const MachineOperand &PredOp, bool Cond,
222                      std::set<unsigned> &UpdRegs);
223     void renameInRange(RegisterRef RO, RegisterRef RN, unsigned PredR,
224         bool Cond, MachineBasicBlock::iterator First,
225         MachineBasicBlock::iterator Last);
226     bool predicate(MachineInstr &TfrI, bool Cond, std::set<unsigned> &UpdRegs);
227     bool predicateInBlock(MachineBasicBlock &B,
228         std::set<unsigned> &UpdRegs);
229
230     bool isIntReg(RegisterRef RR, unsigned &BW);
231     bool isIntraBlocks(LiveInterval &LI);
232     bool coalesceRegisters(RegisterRef R1, RegisterRef R2);
233     bool coalesceSegments(const SmallVectorImpl<MachineInstr*> &Condsets,
234                           std::set<unsigned> &UpdRegs);
235   };
236
237 } // end anonymous namespace
238
239 char HexagonExpandCondsets::ID = 0;
240
241 namespace llvm {
242
243   char &HexagonExpandCondsetsID = HexagonExpandCondsets::ID;
244
245 } // end namespace llvm
246
247 INITIALIZE_PASS_BEGIN(HexagonExpandCondsets, "expand-condsets",
248   "Hexagon Expand Condsets", false, false)
249 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(MachineDominatorTree)
250 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(SlotIndexes)
251 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(LiveIntervals)
252 INITIALIZE_PASS_END(HexagonExpandCondsets, "expand-condsets",
253   "Hexagon Expand Condsets", false, false)
254
255 unsigned HexagonExpandCondsets::getMaskForSub(unsigned Sub) {
256   switch (Sub) {
257     case Hexagon::isub_lo:
258     case Hexagon::vsub_lo:
259       return Sub_Low;
260     case Hexagon::isub_hi:
261     case Hexagon::vsub_hi:
262       return Sub_High;
263     case Hexagon::NoSubRegister:
264       return Sub_None;
265   }
266   llvm_unreachable("Invalid subregister");
267 }
268
269 bool HexagonExpandCondsets::isCondset(const MachineInstr &MI) {
270   unsigned Opc = MI.getOpcode();
271   switch (Opc) {
272     case Hexagon::C2_mux:
273     case Hexagon::C2_muxii:
274     case Hexagon::C2_muxir:
275     case Hexagon::C2_muxri:
276     case Hexagon::PS_pselect:
277         return true;
278       break;
279   }
280   return false;
281 }
282
283 LaneBitmask HexagonExpandCondsets::getLaneMask(unsigned Reg, unsigned Sub) {
284   assert(TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(Reg));
285   return Sub != 0 ? TRI->getSubRegIndexLaneMask(Sub)
286                   : MRI->getMaxLaneMaskForVReg(Reg);
287 }
288
289 void HexagonExpandCondsets::addRefToMap(RegisterRef RR, ReferenceMap &Map,
290       unsigned Exec) {
291   unsigned Mask = getMaskForSub(RR.Sub) | Exec;
292   ReferenceMap::iterator F = Map.find(RR.Reg);
293   if (F == Map.end())
294     Map.insert(std::make_pair(RR.Reg, Mask));
295   else
296     F->second |= Mask;
297 }
298
299 bool HexagonExpandCondsets::isRefInMap(RegisterRef RR, ReferenceMap &Map,
300       unsigned Exec) {
301   ReferenceMap::iterator F = Map.find(RR.Reg);
302   if (F == Map.end())
303     return false;
304   unsigned Mask = getMaskForSub(RR.Sub) | Exec;
305   if (Mask & F->second)
306     return true;
307   return false;
308 }
309
310 void HexagonExpandCondsets::updateKillFlags(unsigned Reg) {
311   auto KillAt = [this,Reg] (SlotIndex K, LaneBitmask LM) -> void {
312     // Set the <kill> flag on a use of Reg whose lane mask is contained in LM.
313     MachineInstr *MI = LIS->getInstructionFromIndex(K);
314     for (auto &Op : MI->operands()) {
315       if (!Op.isReg() || !Op.isUse() || Op.getReg() != Reg)
316         continue;
317       LaneBitmask SLM = getLaneMask(Reg, Op.getSubReg());
318       if ((SLM & LM) == SLM) {
319         // Only set the kill flag on the first encountered use of Reg in this
320         // instruction.
321         Op.setIsKill(true);
322         break;
323       }
324     }
325   };
326
327   LiveInterval &LI = LIS->getInterval(Reg);
328   for (auto I = LI.begin(), E = LI.end(); I != E; ++I) {
329     if (!I->end.isRegister())
330       continue;
331     // Do not mark the end of the segment as <kill>, if the next segment
332     // starts with a predicated instruction.
333     auto NextI = std::next(I);
334     if (NextI != E && NextI->start.isRegister()) {
335       MachineInstr *DefI = LIS->getInstructionFromIndex(NextI->start);
336       if (HII->isPredicated(*DefI))
337         continue;
338     }
339     bool WholeReg = true;
340     if (LI.hasSubRanges()) {
341       auto EndsAtI = [I] (LiveInterval::SubRange &S) -> bool {
342         LiveRange::iterator F = S.find(I->end);
343         return F != S.end() && I->end == F->end;
344       };
345       // Check if all subranges end at I->end. If so, make sure to kill
346       // the whole register.
347       for (LiveInterval::SubRange &S : LI.subranges()) {
348         if (EndsAtI(S))
349           KillAt(I->end, S.LaneMask);
350         else
351           WholeReg = false;
352       }
353     }
354     if (WholeReg)
355       KillAt(I->end, MRI->getMaxLaneMaskForVReg(Reg));
356   }
357 }
358
359 void HexagonExpandCondsets::updateDeadsInRange(unsigned Reg, LaneBitmask LM,
360       LiveRange &Range) {
361   assert(TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(Reg));
362   if (Range.empty())
363     return;
364
365   auto IsRegDef = [this,Reg,LM] (MachineOperand &Op) -> bool {
366     if (!Op.isReg() || !Op.isDef())
367       return false;
368     unsigned DR = Op.getReg(), DSR = Op.getSubReg();
369     if (!TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(DR) || DR != Reg)
370       return false;
371     LaneBitmask SLM = getLaneMask(DR, DSR);
372     return (SLM & LM).any();
373   };
374
375   // The splitting step will create pairs of predicated definitions without
376   // any implicit uses (since implicit uses would interfere with predication).
377   // This can cause the reaching defs to become dead after live range
378   // recomputation, even though they are not really dead.
379   // We need to identify predicated defs that need implicit uses, and
380   // dead defs that are not really dead, and correct both problems.
381
382   auto Dominate = [this] (SetVector<MachineBasicBlock*> &Defs,
383                           MachineBasicBlock *Dest) -> bool {
384     for (MachineBasicBlock *D : Defs)
385       if (D != Dest && MDT->dominates(D, Dest))
386         return true;
387
388     MachineBasicBlock *Entry = &Dest->getParent()->front();
389     SetVector<MachineBasicBlock*> Work(Dest->pred_begin(), Dest->pred_end());
390     for (unsigned i = 0; i < Work.size(); ++i) {
391       MachineBasicBlock *B = Work[i];
392       if (Defs.count(B))
393         continue;
394       if (B == Entry)
395         return false;
396       for (auto *P : B->predecessors())
397         Work.insert(P);
398     }
399     return true;
400   };
401
402   // First, try to extend live range within individual basic blocks. This
403   // will leave us only with dead defs that do not reach any predicated
404   // defs in the same block.
405   SetVector<MachineBasicBlock*> Defs;
406   SmallVector<SlotIndex,4> PredDefs;
407   for (auto &Seg : Range) {
408     if (!Seg.start.isRegister())
409       continue;
410     MachineInstr *DefI = LIS->getInstructionFromIndex(Seg.start);
411     Defs.insert(DefI->getParent());
412     if (HII->isPredicated(*DefI))
413       PredDefs.push_back(Seg.start);
414   }
415
416   SmallVector<SlotIndex,8> Undefs;
417   LiveInterval &LI = LIS->getInterval(Reg);
418   LI.computeSubRangeUndefs(Undefs, LM, *MRI, *LIS->getSlotIndexes());
419
420   for (auto &SI : PredDefs) {
421     MachineBasicBlock *BB = LIS->getMBBFromIndex(SI);
422     auto P = Range.extendInBlock(Undefs, LIS->getMBBStartIdx(BB), SI);
423     if (P.first != nullptr || P.second)
424       SI = SlotIndex();
425   }
426
427   // Calculate reachability for those predicated defs that were not handled
428   // by the in-block extension.
429   SmallVector<SlotIndex,4> ExtTo;
430   for (auto &SI : PredDefs) {
431     if (!SI.isValid())
432       continue;
433     MachineBasicBlock *BB = LIS->getMBBFromIndex(SI);
434     if (BB->pred_empty())
435       continue;
436     // If the defs from this range reach SI via all predecessors, it is live.
437     // It can happen that SI is reached by the defs through some paths, but
438     // not all. In the IR coming into this optimization, SI would not be
439     // considered live, since the defs would then not jointly dominate SI.
440     // That means that SI is an overwriting def, and no implicit use is
441     // needed at this point. Do not add SI to the extension points, since
442     // extendToIndices will abort if there is no joint dominance.
443     // If the abort was avoided by adding extra undefs added to Undefs,
444     // extendToIndices could actually indicate that SI is live, contrary
445     // to the original IR.
446     if (Dominate(Defs, BB))
447       ExtTo.push_back(SI);
448   }
449
450   if (!ExtTo.empty())
451     LIS->extendToIndices(Range, ExtTo, Undefs);
452
453   // Remove <dead> flags from all defs that are not dead after live range
454   // extension, and collect all def operands. They will be used to generate
455   // the necessary implicit uses.
456   std::set<RegisterRef> DefRegs;
457   for (auto &Seg : Range) {
458     if (!Seg.start.isRegister())
459       continue;
460     MachineInstr *DefI = LIS->getInstructionFromIndex(Seg.start);
461     for (auto &Op : DefI->operands()) {
462       if (Seg.start.isDead() || !IsRegDef(Op))
463         continue;
464       DefRegs.insert(Op);
465       Op.setIsDead(false);
466     }
467   }
468
469   // Finally, add implicit uses to each predicated def that is reached
470   // by other defs.
471   for (auto &Seg : Range) {
472     if (!Seg.start.isRegister() || !Range.liveAt(Seg.start.getPrevSlot()))
473       continue;
474     MachineInstr *DefI = LIS->getInstructionFromIndex(Seg.start);
475     if (!HII->isPredicated(*DefI))
476       continue;
477     // Construct the set of all necessary implicit uses, based on the def
478     // operands in the instruction.
479     std::set<RegisterRef> ImpUses;
480     for (auto &Op : DefI->operands())
481       if (Op.isReg() && Op.isDef() && DefRegs.count(Op))
482         ImpUses.insert(Op);
483     if (ImpUses.empty())
484       continue;
485     MachineFunction &MF = *DefI->getParent()->getParent();
486     for (RegisterRef R : ImpUses)
487       MachineInstrBuilder(MF, DefI).addReg(R.Reg, RegState::Implicit, R.Sub);
488   }
489 }
490
491 void HexagonExpandCondsets::updateDeadFlags(unsigned Reg) {
492   LiveInterval &LI = LIS->getInterval(Reg);
493   if (LI.hasSubRanges()) {
494     for (LiveInterval::SubRange &S : LI.subranges()) {
495       updateDeadsInRange(Reg, S.LaneMask, S);
496       LIS->shrinkToUses(S, Reg);
497     }
498     LI.clear();
499     LIS->constructMainRangeFromSubranges(LI);
500   } else {
501     updateDeadsInRange(Reg, MRI->getMaxLaneMaskForVReg(Reg), LI);
502   }
503 }
504
505 void HexagonExpandCondsets::recalculateLiveInterval(unsigned Reg) {
506   LIS->removeInterval(Reg);
507   LIS->createAndComputeVirtRegInterval(Reg);
508 }
509
510 void HexagonExpandCondsets::removeInstr(MachineInstr &MI) {
511   LIS->RemoveMachineInstrFromMaps(MI);
512   MI.eraseFromParent();
513 }
514
515 void HexagonExpandCondsets::updateLiveness(std::set<unsigned> &RegSet,
516       bool Recalc, bool UpdateKills, bool UpdateDeads) {
517   UpdateKills |= UpdateDeads;
518   for (auto R : RegSet) {
519     if (Recalc)
520       recalculateLiveInterval(R);
521     if (UpdateKills)
522       MRI->clearKillFlags(R);
523     if (UpdateDeads)
524       updateDeadFlags(R);
525     // Fixing <dead> flags may extend live ranges, so reset <kill> flags
526     // after that.
527     if (UpdateKills)
528       updateKillFlags(R);
529     LIS->getInterval(R).verify();
530   }
531 }
532
533 /// Get the opcode for a conditional transfer of the value in SO (source
534 /// operand). The condition (true/false) is given in Cond.
535 unsigned HexagonExpandCondsets::getCondTfrOpcode(const MachineOperand &SO,
536       bool IfTrue) {
537   using namespace Hexagon;
538
539   if (SO.isReg()) {
540     unsigned PhysR;
541     RegisterRef RS = SO;
542     if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(RS.Reg)) {
543       const TargetRegisterClass *VC = MRI->getRegClass(RS.Reg);
544       assert(VC->begin() != VC->end() && "Empty register class");
545       PhysR = *VC->begin();
546     } else {
547       assert(TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(RS.Reg));
548       PhysR = RS.Reg;
549     }
550     unsigned PhysS = (RS.Sub == 0) ? PhysR : TRI->getSubReg(PhysR, RS.Sub);
551     const TargetRegisterClass *RC = TRI->getMinimalPhysRegClass(PhysS);
552     switch (RC->getSize()) {
553       case 4:
554         return IfTrue ? A2_tfrt : A2_tfrf;
555       case 8:
556         return IfTrue ? A2_tfrpt : A2_tfrpf;
557     }
558     llvm_unreachable("Invalid register operand");
559   }
560   if (SO.isImm() || SO.isFPImm())
561     return IfTrue ? C2_cmoveit : C2_cmoveif;
562   llvm_unreachable("Unexpected source operand");
563 }
564
565 /// Generate a conditional transfer, copying the value SrcOp to the
566 /// destination register DstR:DstSR, and using the predicate register from
567 /// PredOp. The Cond argument specifies whether the predicate is to be
568 /// if(PredOp), or if(!PredOp).
569 MachineInstr *HexagonExpandCondsets::genCondTfrFor(MachineOperand &SrcOp,
570       MachineBasicBlock::iterator At,
571       unsigned DstR, unsigned DstSR, const MachineOperand &PredOp,
572       bool PredSense, bool ReadUndef, bool ImpUse) {
573   MachineInstr *MI = SrcOp.getParent();
574   MachineBasicBlock &B = *At->getParent();
575   const DebugLoc &DL = MI->getDebugLoc();
576
577   // Don't avoid identity copies here (i.e. if the source and the destination
578   // are the same registers). It is actually better to generate them here,
579   // since this would cause the copy to potentially be predicated in the next
580   // step. The predication will remove such a copy if it is unable to
581   /// predicate.
582
583   unsigned Opc = getCondTfrOpcode(SrcOp, PredSense);
584   unsigned DstState = RegState::Define | (ReadUndef ? RegState::Undef : 0);
585   unsigned PredState = getRegState(PredOp) & ~RegState::Kill;
586   MachineInstrBuilder MIB;
587
588   if (SrcOp.isReg()) {
589     unsigned SrcState = getRegState(SrcOp);
590     if (RegisterRef(SrcOp) == RegisterRef(DstR, DstSR))
591       SrcState &= ~RegState::Kill;
592     MIB = BuildMI(B, At, DL, HII->get(Opc))
593           .addReg(DstR, DstState, DstSR)
594           .addReg(PredOp.getReg(), PredState, PredOp.getSubReg())
595           .addReg(SrcOp.getReg(), SrcState, SrcOp.getSubReg());
596   } else {
597     MIB = BuildMI(B, At, DL, HII->get(Opc))
598           .addReg(DstR, DstState, DstSR)
599           .addReg(PredOp.getReg(), PredState, PredOp.getSubReg())
600           .addOperand(SrcOp);
601   }
602
603   DEBUG(dbgs() << "created an initial copy: " << *MIB);
604   return &*MIB;
605 }
606
607 /// Replace a MUX instruction MI with a pair A2_tfrt/A2_tfrf. This function
608 /// performs all necessary changes to complete the replacement.
609 bool HexagonExpandCondsets::split(MachineInstr &MI,
610                                   std::set<unsigned> &UpdRegs) {
611   if (TfrLimitActive) {
612     if (TfrCounter >= TfrLimit)
613       return false;
614     TfrCounter++;
615   }
616   DEBUG(dbgs() << "\nsplitting BB#" << MI.getParent()->getNumber() << ": "
617                << MI);
618   MachineOperand &MD = MI.getOperand(0);  // Definition
619   MachineOperand &MP = MI.getOperand(1);  // Predicate register
620   assert(MD.isDef());
621   unsigned DR = MD.getReg(), DSR = MD.getSubReg();
622   bool ReadUndef = MD.isUndef();
623   MachineBasicBlock::iterator At = MI;
624
625   // If this is a mux of the same register, just replace it with COPY.
626   // Ideally, this would happen earlier, so that register coalescing would
627   // see it.
628   MachineOperand &ST = MI.getOperand(2);
629   MachineOperand &SF = MI.getOperand(3);
630   if (ST.isReg() && SF.isReg()) {
631     RegisterRef RT(ST);
632     if (RT == RegisterRef(SF)) {
633       MI.setDesc(HII->get(TargetOpcode::COPY));
634       unsigned S = getRegState(ST);
635       while (MI.getNumOperands() > 1)
636         MI.RemoveOperand(MI.getNumOperands()-1);
637       MachineFunction &MF = *MI.getParent()->getParent();
638       MachineInstrBuilder(MF, MI).addReg(RT.Reg, S, RT.Sub);
639       return true;
640     }
641   }
642
643   // First, create the two invididual conditional transfers, and add each
644   // of them to the live intervals information. Do that first and then remove
645   // the old instruction from live intervals.
646   MachineInstr *TfrT =
647       genCondTfrFor(ST, At, DR, DSR, MP, true, ReadUndef, false);
648   MachineInstr *TfrF =
649       genCondTfrFor(SF, At, DR, DSR, MP, false, ReadUndef, true);
650   LIS->InsertMachineInstrInMaps(*TfrT);
651   LIS->InsertMachineInstrInMaps(*TfrF);
652
653   // Will need to recalculate live intervals for all registers in MI.
654   for (auto &Op : MI.operands())
655     if (Op.isReg())
656       UpdRegs.insert(Op.getReg());
657
658   removeInstr(MI);
659   return true;
660 }
661
662 bool HexagonExpandCondsets::isPredicable(MachineInstr *MI) {
663   if (HII->isPredicated(*MI) || !HII->isPredicable(*MI))
664     return false;
665   if (MI->hasUnmodeledSideEffects() || MI->mayStore())
666     return false;
667   // Reject instructions with multiple defs (e.g. post-increment loads).
668   bool HasDef = false;
669   for (auto &Op : MI->operands()) {
670     if (!Op.isReg() || !Op.isDef())
671       continue;
672     if (HasDef)
673       return false;
674     HasDef = true;
675   }
676   for (auto &Mo : MI->memoperands())
677     if (Mo->isVolatile())
678       return false;
679   return true;
680 }
681
682 /// Find the reaching definition for a predicated use of RD. The RD is used
683 /// under the conditions given by PredR and Cond, and this function will ignore
684 /// definitions that set RD under the opposite conditions.
685 MachineInstr *HexagonExpandCondsets::getReachingDefForPred(RegisterRef RD,
686       MachineBasicBlock::iterator UseIt, unsigned PredR, bool Cond) {
687   MachineBasicBlock &B = *UseIt->getParent();
688   MachineBasicBlock::iterator I = UseIt, S = B.begin();
689   if (I == S)
690     return nullptr;
691
692   bool PredValid = true;
693   do {
694     --I;
695     MachineInstr *MI = &*I;
696     // Check if this instruction can be ignored, i.e. if it is predicated
697     // on the complementary condition.
698     if (PredValid && HII->isPredicated(*MI)) {
699       if (MI->readsRegister(PredR) && (Cond != HII->isPredicatedTrue(*MI)))
700         continue;
701     }
702
703     // Check the defs. If the PredR is defined, invalidate it. If RD is
704     // defined, return the instruction or 0, depending on the circumstances.
705     for (auto &Op : MI->operands()) {
706       if (!Op.isReg() || !Op.isDef())
707         continue;
708       RegisterRef RR = Op;
709       if (RR.Reg == PredR) {
710         PredValid = false;
711         continue;
712       }
713       if (RR.Reg != RD.Reg)
714         continue;
715       // If the "Reg" part agrees, there is still the subregister to check.
716       // If we are looking for vreg1:loreg, we can skip vreg1:hireg, but
717       // not vreg1 (w/o subregisters).
718       if (RR.Sub == RD.Sub)
719         return MI;
720       if (RR.Sub == 0 || RD.Sub == 0)
721         return nullptr;
722       // We have different subregisters, so we can continue looking.
723     }
724   } while (I != S);
725
726   return nullptr;
727 }
728
729 /// Check if the instruction MI can be safely moved over a set of instructions
730 /// whose side-effects (in terms of register defs and uses) are expressed in
731 /// the maps Defs and Uses. These maps reflect the conditional defs and uses
732 /// that depend on the same predicate register to allow moving instructions
733 /// over instructions predicated on the opposite condition.
734 bool HexagonExpandCondsets::canMoveOver(MachineInstr &MI, ReferenceMap &Defs,
735                                         ReferenceMap &Uses) {
736   // In order to be able to safely move MI over instructions that define
737   // "Defs" and use "Uses", no def operand from MI can be defined or used
738   // and no use operand can be defined.
739   for (auto &Op : MI.operands()) {
740     if (!Op.isReg())
741       continue;
742     RegisterRef RR = Op;
743     // For physical register we would need to check register aliases, etc.
744     // and we don't want to bother with that. It would be of little value
745     // before the actual register rewriting (from virtual to physical).
746     if (!TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(RR.Reg))
747       return false;
748     // No redefs for any operand.
749     if (isRefInMap(RR, Defs, Exec_Then))
750       return false;
751     // For defs, there cannot be uses.
752     if (Op.isDef() && isRefInMap(RR, Uses, Exec_Then))
753       return false;
754   }
755   return true;
756 }
757
758 /// Check if the instruction accessing memory (TheI) can be moved to the
759 /// location ToI.
760 bool HexagonExpandCondsets::canMoveMemTo(MachineInstr &TheI, MachineInstr &ToI,
761                                          bool IsDown) {
762   bool IsLoad = TheI.mayLoad(), IsStore = TheI.mayStore();
763   if (!IsLoad && !IsStore)
764     return true;
765   if (HII->areMemAccessesTriviallyDisjoint(TheI, ToI))
766     return true;
767   if (TheI.hasUnmodeledSideEffects())
768     return false;
769
770   MachineBasicBlock::iterator StartI = IsDown ? TheI : ToI;
771   MachineBasicBlock::iterator EndI = IsDown ? ToI : TheI;
772   bool Ordered = TheI.hasOrderedMemoryRef();
773
774   // Search for aliased memory reference in (StartI, EndI).
775   for (MachineBasicBlock::iterator I = std::next(StartI); I != EndI; ++I) {
776     MachineInstr *MI = &*I;
777     if (MI->hasUnmodeledSideEffects())
778       return false;
779     bool L = MI->mayLoad(), S = MI->mayStore();
780     if (!L && !S)
781       continue;
782     if (Ordered && MI->hasOrderedMemoryRef())
783       return false;
784
785     bool Conflict = (L && IsStore) || S;
786     if (Conflict)
787       return false;
788   }
789   return true;
790 }
791
792 /// Generate a predicated version of MI (where the condition is given via
793 /// PredR and Cond) at the point indicated by Where.
794 void HexagonExpandCondsets::predicateAt(const MachineOperand &DefOp,
795                                         MachineInstr &MI,
796                                         MachineBasicBlock::iterator Where,
797                                         const MachineOperand &PredOp, bool Cond,
798                                         std::set<unsigned> &UpdRegs) {
799   // The problem with updating live intervals is that we can move one def
800   // past another def. In particular, this can happen when moving an A2_tfrt
801   // over an A2_tfrf defining the same register. From the point of view of
802   // live intervals, these two instructions are two separate definitions,
803   // and each one starts another live segment. LiveIntervals's "handleMove"
804   // does not allow such moves, so we need to handle it ourselves. To avoid
805   // invalidating liveness data while we are using it, the move will be
806   // implemented in 4 steps: (1) add a clone of the instruction MI at the
807   // target location, (2) update liveness, (3) delete the old instruction,
808   // and (4) update liveness again.
809
810   MachineBasicBlock &B = *MI.getParent();
811   DebugLoc DL = Where->getDebugLoc();  // "Where" points to an instruction.
812   unsigned Opc = MI.getOpcode();
813   unsigned PredOpc = HII->getCondOpcode(Opc, !Cond);
814   MachineInstrBuilder MB = BuildMI(B, Where, DL, HII->get(PredOpc));
815   unsigned Ox = 0, NP = MI.getNumOperands();
816   // Skip all defs from MI first.
817   while (Ox < NP) {
818     MachineOperand &MO = MI.getOperand(Ox);
819     if (!MO.isReg() || !MO.isDef())
820       break;
821     Ox++;
822   }
823   // Add the new def, then the predicate register, then the rest of the
824   // operands.
825   MB.addReg(DefOp.getReg(), getRegState(DefOp), DefOp.getSubReg());
826   MB.addReg(PredOp.getReg(), PredOp.isUndef() ? RegState::Undef : 0,
827             PredOp.getSubReg());
828   while (Ox < NP) {
829     MachineOperand &MO = MI.getOperand(Ox);
830     if (!MO.isReg() || !MO.isImplicit())
831       MB.addOperand(MO);
832     Ox++;
833   }
834
835   MachineFunction &MF = *B.getParent();
836   MachineInstr::mmo_iterator I = MI.memoperands_begin();
837   unsigned NR = std::distance(I, MI.memoperands_end());
838   MachineInstr::mmo_iterator MemRefs = MF.allocateMemRefsArray(NR);
839   for (unsigned i = 0; i < NR; ++i)
840     MemRefs[i] = *I++;
841   MB.setMemRefs(MemRefs, MemRefs+NR);
842
843   MachineInstr *NewI = MB;
844   NewI->clearKillInfo();
845   LIS->InsertMachineInstrInMaps(*NewI);
846
847   for (auto &Op : NewI->operands())
848     if (Op.isReg())
849       UpdRegs.insert(Op.getReg());
850 }
851
852 /// In the range [First, Last], rename all references to the "old" register RO
853 /// to the "new" register RN, but only in instructions predicated on the given
854 /// condition.
855 void HexagonExpandCondsets::renameInRange(RegisterRef RO, RegisterRef RN,
856       unsigned PredR, bool Cond, MachineBasicBlock::iterator First,
857       MachineBasicBlock::iterator Last) {
858   MachineBasicBlock::iterator End = std::next(Last);
859   for (MachineBasicBlock::iterator I = First; I != End; ++I) {
860     MachineInstr *MI = &*I;
861     // Do not touch instructions that are not predicated, or are predicated
862     // on the opposite condition.
863     if (!HII->isPredicated(*MI))
864       continue;
865     if (!MI->readsRegister(PredR) || (Cond != HII->isPredicatedTrue(*MI)))
866       continue;
867
868     for (auto &Op : MI->operands()) {
869       if (!Op.isReg() || RO != RegisterRef(Op))
870         continue;
871       Op.setReg(RN.Reg);
872       Op.setSubReg(RN.Sub);
873       // In practice, this isn't supposed to see any defs.
874       assert(!Op.isDef() && "Not expecting a def");
875     }
876   }
877 }
878
879 /// For a given conditional copy, predicate the definition of the source of
880 /// the copy under the given condition (using the same predicate register as
881 /// the copy).
882 bool HexagonExpandCondsets::predicate(MachineInstr &TfrI, bool Cond,
883                                       std::set<unsigned> &UpdRegs) {
884   // TfrI - A2_tfr[tf] Instruction (not A2_tfrsi).
885   unsigned Opc = TfrI.getOpcode();
886   (void)Opc;
887   assert(Opc == Hexagon::A2_tfrt || Opc == Hexagon::A2_tfrf);
888   DEBUG(dbgs() << "\nattempt to predicate if-" << (Cond ? "true" : "false")
889                << ": " << TfrI);
890
891   MachineOperand &MD = TfrI.getOperand(0);
892   MachineOperand &MP = TfrI.getOperand(1);
893   MachineOperand &MS = TfrI.getOperand(2);
894   // The source operand should be a <kill>. This is not strictly necessary,
895   // but it makes things a lot simpler. Otherwise, we would need to rename
896   // some registers, which would complicate the transformation considerably.
897   if (!MS.isKill())
898     return false;
899   // Avoid predicating instructions that define a subregister if subregister
900   // liveness tracking is not enabled.
901   if (MD.getSubReg() && !MRI->shouldTrackSubRegLiveness(MD.getReg()))
902     return false;
903
904   RegisterRef RT(MS);
905   unsigned PredR = MP.getReg();
906   MachineInstr *DefI = getReachingDefForPred(RT, TfrI, PredR, Cond);
907   if (!DefI || !isPredicable(DefI))
908     return false;
909
910   DEBUG(dbgs() << "Source def: " << *DefI);
911
912   // Collect the information about registers defined and used between the
913   // DefI and the TfrI.
914   // Map: reg -> bitmask of subregs
915   ReferenceMap Uses, Defs;
916   MachineBasicBlock::iterator DefIt = DefI, TfrIt = TfrI;
917
918   // Check if the predicate register is valid between DefI and TfrI.
919   // If it is, we can then ignore instructions predicated on the negated
920   // conditions when collecting def and use information.
921   bool PredValid = true;
922   for (MachineBasicBlock::iterator I = std::next(DefIt); I != TfrIt; ++I) {
923     if (!I->modifiesRegister(PredR, nullptr))
924       continue;
925     PredValid = false;
926     break;
927   }
928
929   for (MachineBasicBlock::iterator I = std::next(DefIt); I != TfrIt; ++I) {
930     MachineInstr *MI = &*I;
931     // If this instruction is predicated on the same register, it could
932     // potentially be ignored.
933     // By default assume that the instruction executes on the same condition
934     // as TfrI (Exec_Then), and also on the opposite one (Exec_Else).
935     unsigned Exec = Exec_Then | Exec_Else;
936     if (PredValid && HII->isPredicated(*MI) && MI->readsRegister(PredR))
937       Exec = (Cond == HII->isPredicatedTrue(*MI)) ? Exec_Then : Exec_Else;
938
939     for (auto &Op : MI->operands()) {
940       if (!Op.isReg())
941         continue;
942       // We don't want to deal with physical registers. The reason is that
943       // they can be aliased with other physical registers. Aliased virtual
944       // registers must share the same register number, and can only differ
945       // in the subregisters, which we are keeping track of. Physical
946       // registers ters no longer have subregisters---their super- and
947       // subregisters are other physical registers, and we are not checking
948       // that.
949       RegisterRef RR = Op;
950       if (!TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(RR.Reg))
951         return false;
952
953       ReferenceMap &Map = Op.isDef() ? Defs : Uses;
954       if (Op.isDef() && Op.isUndef()) {
955         assert(RR.Sub && "Expecting a subregister on <def,read-undef>");
956         // If this is a <def,read-undef>, then it invalidates the non-written
957         // part of the register. For the purpose of checking the validity of
958         // the move, assume that it modifies the whole register.
959         RR.Sub = 0;
960       }
961       addRefToMap(RR, Map, Exec);
962     }
963   }
964
965   // The situation:
966   //   RT = DefI
967   //   ...
968   //   RD = TfrI ..., RT
969
970   // If the register-in-the-middle (RT) is used or redefined between
971   // DefI and TfrI, we may not be able proceed with this transformation.
972   // We can ignore a def that will not execute together with TfrI, and a
973   // use that will. If there is such a use (that does execute together with
974   // TfrI), we will not be able to move DefI down. If there is a use that
975   // executed if TfrI's condition is false, then RT must be available
976   // unconditionally (cannot be predicated).
977   // Essentially, we need to be able to rename RT to RD in this segment.
978   if (isRefInMap(RT, Defs, Exec_Then) || isRefInMap(RT, Uses, Exec_Else))
979     return false;
980   RegisterRef RD = MD;
981   // If the predicate register is defined between DefI and TfrI, the only
982   // potential thing to do would be to move the DefI down to TfrI, and then
983   // predicate. The reaching def (DefI) must be movable down to the location
984   // of the TfrI.
985   // If the target register of the TfrI (RD) is not used or defined between
986   // DefI and TfrI, consider moving TfrI up to DefI.
987   bool CanUp =   canMoveOver(TfrI, Defs, Uses);
988   bool CanDown = canMoveOver(*DefI, Defs, Uses);
989   // The TfrI does not access memory, but DefI could. Check if it's safe
990   // to move DefI down to TfrI.
991   if (DefI->mayLoad() || DefI->mayStore())
992     if (!canMoveMemTo(*DefI, TfrI, true))
993       CanDown = false;
994
995   DEBUG(dbgs() << "Can move up: " << (CanUp ? "yes" : "no")
996                << ", can move down: " << (CanDown ? "yes\n" : "no\n"));
997   MachineBasicBlock::iterator PastDefIt = std::next(DefIt);
998   if (CanUp)
999     predicateAt(MD, *DefI, PastDefIt, MP, Cond, UpdRegs);
1000   else if (CanDown)
1001     predicateAt(MD, *DefI, TfrIt, MP, Cond, UpdRegs);
1002   else
1003     return false;
1004
1005   if (RT != RD) {
1006     renameInRange(RT, RD, PredR, Cond, PastDefIt, TfrIt);
1007     UpdRegs.insert(RT.Reg);
1008   }
1009
1010   removeInstr(TfrI);
1011   removeInstr(*DefI);
1012   return true;
1013 }
1014
1015 /// Predicate all cases of conditional copies in the specified block.
1016 bool HexagonExpandCondsets::predicateInBlock(MachineBasicBlock &B,
1017       std::set<unsigned> &UpdRegs) {
1018   bool Changed = false;
1019   MachineBasicBlock::iterator I, E, NextI;
1020   for (I = B.begin(), E = B.end(); I != E; I = NextI) {
1021     NextI = std::next(I);
1022     unsigned Opc = I->getOpcode();
1023     if (Opc == Hexagon::A2_tfrt || Opc == Hexagon::A2_tfrf) {
1024       bool Done = predicate(*I, (Opc == Hexagon::A2_tfrt), UpdRegs);
1025       if (!Done) {
1026         // If we didn't predicate I, we may need to remove it in case it is
1027         // an "identity" copy, e.g.  vreg1 = A2_tfrt vreg2, vreg1.
1028         if (RegisterRef(I->getOperand(0)) == RegisterRef(I->getOperand(2))) {
1029           for (auto &Op : I->operands())
1030             if (Op.isReg())
1031               UpdRegs.insert(Op.getReg());
1032           removeInstr(*I);
1033         }
1034       }
1035       Changed |= Done;
1036     }
1037   }
1038   return Changed;
1039 }
1040
1041 bool HexagonExpandCondsets::isIntReg(RegisterRef RR, unsigned &BW) {
1042   if (!TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(RR.Reg))
1043     return false;
1044   const TargetRegisterClass *RC = MRI->getRegClass(RR.Reg);
1045   if (RC == &Hexagon::IntRegsRegClass) {
1046     BW = 32;
1047     return true;
1048   }
1049   if (RC == &Hexagon::DoubleRegsRegClass) {
1050     BW = (RR.Sub != 0) ? 32 : 64;
1051     return true;
1052   }
1053   return false;
1054 }
1055
1056 bool HexagonExpandCondsets::isIntraBlocks(LiveInterval &LI) {
1057   for (LiveInterval::iterator I = LI.begin(), E = LI.end(); I != E; ++I) {
1058     LiveRange::Segment &LR = *I;
1059     // Range must start at a register...
1060     if (!LR.start.isRegister())
1061       return false;
1062     // ...and end in a register or in a dead slot.
1063     if (!LR.end.isRegister() && !LR.end.isDead())
1064       return false;
1065   }
1066   return true;
1067 }
1068
1069 bool HexagonExpandCondsets::coalesceRegisters(RegisterRef R1, RegisterRef R2) {
1070   if (CoaLimitActive) {
1071     if (CoaCounter >= CoaLimit)
1072       return false;
1073     CoaCounter++;
1074   }
1075   unsigned BW1, BW2;
1076   if (!isIntReg(R1, BW1) || !isIntReg(R2, BW2) || BW1 != BW2)
1077     return false;
1078   if (MRI->isLiveIn(R1.Reg))
1079     return false;
1080   if (MRI->isLiveIn(R2.Reg))
1081     return false;
1082
1083   LiveInterval &L1 = LIS->getInterval(R1.Reg);
1084   LiveInterval &L2 = LIS->getInterval(R2.Reg);
1085   if (L2.empty())
1086     return false;
1087   if (L1.hasSubRanges() || L2.hasSubRanges())
1088     return false;
1089   bool Overlap = L1.overlaps(L2);
1090
1091   DEBUG(dbgs() << "compatible registers: ("
1092                << (Overlap ? "overlap" : "disjoint") << ")\n  "
1093                << PrintReg(R1.Reg, TRI, R1.Sub) << "  " << L1 << "\n  "
1094                << PrintReg(R2.Reg, TRI, R2.Sub) << "  " << L2 << "\n");
1095   if (R1.Sub || R2.Sub)
1096     return false;
1097   if (Overlap)
1098     return false;
1099
1100   // Coalescing could have a negative impact on scheduling, so try to limit
1101   // to some reasonable extent. Only consider coalescing segments, when one
1102   // of them does not cross basic block boundaries.
1103   if (!isIntraBlocks(L1) && !isIntraBlocks(L2))
1104     return false;
1105
1106   MRI->replaceRegWith(R2.Reg, R1.Reg);
1107
1108   // Move all live segments from L2 to L1.
1109   typedef DenseMap<VNInfo*,VNInfo*> ValueInfoMap;
1110   ValueInfoMap VM;
1111   for (LiveInterval::iterator I = L2.begin(), E = L2.end(); I != E; ++I) {
1112     VNInfo *NewVN, *OldVN = I->valno;
1113     ValueInfoMap::iterator F = VM.find(OldVN);
1114     if (F == VM.end()) {
1115       NewVN = L1.getNextValue(I->valno->def, LIS->getVNInfoAllocator());
1116       VM.insert(std::make_pair(OldVN, NewVN));
1117     } else {
1118       NewVN = F->second;
1119     }
1120     L1.addSegment(LiveRange::Segment(I->start, I->end, NewVN));
1121   }
1122   while (L2.begin() != L2.end())
1123     L2.removeSegment(*L2.begin());
1124   LIS->removeInterval(R2.Reg);
1125
1126   updateKillFlags(R1.Reg);
1127   DEBUG(dbgs() << "coalesced: " << L1 << "\n");
1128   L1.verify();
1129
1130   return true;
1131 }
1132
1133 /// Attempt to coalesce one of the source registers to a MUX instruction with
1134 /// the destination register. This could lead to having only one predicated
1135 /// instruction in the end instead of two.
1136 bool HexagonExpandCondsets::coalesceSegments(
1137       const SmallVectorImpl<MachineInstr*> &Condsets,
1138       std::set<unsigned> &UpdRegs) {
1139   SmallVector<MachineInstr*,16> TwoRegs;
1140   for (MachineInstr *MI : Condsets) {
1141     MachineOperand &S1 = MI->getOperand(2), &S2 = MI->getOperand(3);
1142     if (!S1.isReg() && !S2.isReg())
1143       continue;
1144     TwoRegs.push_back(MI);
1145   }
1146
1147   bool Changed = false;
1148   for (MachineInstr *CI : TwoRegs) {
1149     RegisterRef RD = CI->getOperand(0);
1150     RegisterRef RP = CI->getOperand(1);
1151     MachineOperand &S1 = CI->getOperand(2), &S2 = CI->getOperand(3);
1152     bool Done = false;
1153     // Consider this case:
1154     //   vreg1 = instr1 ...
1155     //   vreg2 = instr2 ...
1156     //   vreg0 = C2_mux ..., vreg1, vreg2
1157     // If vreg0 was coalesced with vreg1, we could end up with the following
1158     // code:
1159     //   vreg0 = instr1 ...
1160     //   vreg2 = instr2 ...
1161     //   vreg0 = A2_tfrf ..., vreg2
1162     // which will later become:
1163     //   vreg0 = instr1 ...
1164     //   vreg0 = instr2_cNotPt ...
1165     // i.e. there will be an unconditional definition (instr1) of vreg0
1166     // followed by a conditional one. The output dependency was there before
1167     // and it unavoidable, but if instr1 is predicable, we will no longer be
1168     // able to predicate it here.
1169     // To avoid this scenario, don't coalesce the destination register with
1170     // a source register that is defined by a predicable instruction.
1171     if (S1.isReg()) {
1172       RegisterRef RS = S1;
1173       MachineInstr *RDef = getReachingDefForPred(RS, CI, RP.Reg, true);
1174       if (!RDef || !HII->isPredicable(*RDef)) {
1175         Done = coalesceRegisters(RD, RegisterRef(S1));
1176         if (Done) {
1177           UpdRegs.insert(RD.Reg);
1178           UpdRegs.insert(S1.getReg());
1179         }
1180       }
1181     }
1182     if (!Done && S2.isReg()) {
1183       RegisterRef RS = S2;
1184       MachineInstr *RDef = getReachingDefForPred(RS, CI, RP.Reg, false);
1185       if (!RDef || !HII->isPredicable(*RDef)) {
1186         Done = coalesceRegisters(RD, RegisterRef(S2));
1187         if (Done) {
1188           UpdRegs.insert(RD.Reg);
1189           UpdRegs.insert(S2.getReg());
1190         }
1191       }
1192     }
1193     Changed |= Done;
1194   }
1195   return Changed;
1196 }
1197
1198 bool HexagonExpandCondsets::runOnMachineFunction(MachineFunction &MF) {
1199   if (skipFunction(*MF.getFunction()))
1200     return false;
1201
1202   HII = static_cast<const HexagonInstrInfo*>(MF.getSubtarget().getInstrInfo());
1203   TRI = MF.getSubtarget().getRegisterInfo();
1204   MDT = &getAnalysis<MachineDominatorTree>();
1205   LIS = &getAnalysis<LiveIntervals>();
1206   MRI = &MF.getRegInfo();
1207
1208   DEBUG(LIS->print(dbgs() << "Before expand-condsets\n",
1209                    MF.getFunction()->getParent()));
1210
1211   bool Changed = false;
1212   std::set<unsigned> CoalUpd, PredUpd;
1213
1214   SmallVector<MachineInstr*,16> Condsets;
1215   for (auto &B : MF)
1216     for (auto &I : B)
1217       if (isCondset(I))
1218         Condsets.push_back(&I);
1219
1220   // Try to coalesce the target of a mux with one of its sources.
1221   // This could eliminate a register copy in some circumstances.
1222   Changed |= coalesceSegments(Condsets, CoalUpd);
1223
1224   // Update kill flags on all source operands. This is done here because
1225   // at this moment (when expand-condsets runs), there are no kill flags
1226   // in the IR (they have been removed by live range analysis).
1227   // Updating them right before we split is the easiest, because splitting
1228   // adds definitions which would interfere with updating kills afterwards.
1229   std::set<unsigned> KillUpd;
1230   for (MachineInstr *MI : Condsets)
1231     for (MachineOperand &Op : MI->operands())
1232       if (Op.isReg() && Op.isUse())
1233         if (!CoalUpd.count(Op.getReg()))
1234           KillUpd.insert(Op.getReg());
1235   updateLiveness(KillUpd, false, true, false);
1236   DEBUG(LIS->print(dbgs() << "After coalescing\n",
1237                    MF.getFunction()->getParent()));
1238
1239   // First, simply split all muxes into a pair of conditional transfers
1240   // and update the live intervals to reflect the new arrangement. The
1241   // goal is to update the kill flags, since predication will rely on
1242   // them.
1243   for (MachineInstr *MI : Condsets)
1244     Changed |= split(*MI, PredUpd);
1245   Condsets.clear(); // The contents of Condsets are invalid here anyway.
1246
1247   // Do not update live ranges after splitting. Recalculation of live
1248   // intervals removes kill flags, which were preserved by splitting on
1249   // the source operands of condsets. These kill flags are needed by
1250   // predication, and after splitting they are difficult to recalculate
1251   // (because of predicated defs), so make sure they are left untouched.
1252   // Predication does not use live intervals.
1253   DEBUG(LIS->print(dbgs() << "After splitting\n",
1254                    MF.getFunction()->getParent()));
1255
1256   // Traverse all blocks and collapse predicable instructions feeding
1257   // conditional transfers into predicated instructions.
1258   // Walk over all the instructions again, so we may catch pre-existing
1259   // cases that were not created in the previous step.
1260   for (auto &B : MF)
1261     Changed |= predicateInBlock(B, PredUpd);
1262   DEBUG(LIS->print(dbgs() << "After predicating\n",
1263                    MF.getFunction()->getParent()));
1264
1265   PredUpd.insert(CoalUpd.begin(), CoalUpd.end());
1266   updateLiveness(PredUpd, true, true, true);
1267
1268   DEBUG({
1269     if (Changed)
1270       LIS->print(dbgs() << "After expand-condsets\n",
1271                  MF.getFunction()->getParent());
1272   });
1273
1274   return Changed;
1275 }
1276
1277 //===----------------------------------------------------------------------===//
1278 //                         Public Constructor Functions
1279 //===----------------------------------------------------------------------===//
1280
1281 FunctionPass *llvm::createHexagonExpandCondsets() {
1282   return new HexagonExpandCondsets();
1283 }