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Viewing changes to libclamav/c++/llvm/lib/CodeGen/PHIElimination.cpp

  • Committer: Bazaar Package Importer
  • Author(s): Kees Cook
  • Date: 2007-02-20 10:33:44 UTC
  • mto: This revision was merged to the branch mainline in revision 16.
  • Revision ID: james.westby@ubuntu.com-20070220103344-zgcu2psnx9d98fpa
Tags: upstream-0.90
ImportĀ upstreamĀ versionĀ 0.90

Show diffs side-by-side

added added

removed removed

Lines of Context:
1
 
//===-- PhiElimination.cpp - Eliminate PHI nodes by inserting copies ------===//
2
 
//
3
 
//                     The LLVM Compiler Infrastructure
4
 
//
5
 
// This file is distributed under the University of Illinois Open Source
6
 
// License. See LICENSE.TXT for details.
7
 
//
8
 
//===----------------------------------------------------------------------===//
9
 
//
10
 
// This pass eliminates machine instruction PHI nodes by inserting copy
11
 
// instructions.  This destroys SSA information, but is the desired input for
12
 
// some register allocators.
13
 
//
14
 
//===----------------------------------------------------------------------===//
15
 
 
16
 
#define DEBUG_TYPE "phielim"
17
 
#include "PHIElimination.h"
18
 
#include "llvm/CodeGen/LiveVariables.h"
19
 
#include "llvm/CodeGen/Passes.h"
20
 
#include "llvm/CodeGen/MachineDominators.h"
21
 
#include "llvm/CodeGen/MachineInstr.h"
22
 
#include "llvm/CodeGen/MachineInstrBuilder.h"
23
 
#include "llvm/CodeGen/MachineLoopInfo.h"
24
 
#include "llvm/CodeGen/MachineRegisterInfo.h"
25
 
#include "llvm/Target/TargetInstrInfo.h"
26
 
#include "llvm/Function.h"
27
 
#include "llvm/Target/TargetMachine.h"
28
 
#include "llvm/ADT/SmallPtrSet.h"
29
 
#include "llvm/ADT/STLExtras.h"
30
 
#include "llvm/ADT/Statistic.h"
31
 
#include "llvm/Support/Compiler.h"
32
 
#include "llvm/Support/Debug.h"
33
 
#include <algorithm>
34
 
#include <map>
35
 
using namespace llvm;
36
 
 
37
 
STATISTIC(NumAtomic, "Number of atomic phis lowered");
38
 
STATISTIC(NumReused, "Number of reused lowered phis");
39
 
 
40
 
char PHIElimination::ID = 0;
41
 
INITIALIZE_PASS(PHIElimination, "phi-node-elimination",
42
 
                "Eliminate PHI nodes for register allocation", false, false);
43
 
 
44
 
char &llvm::PHIEliminationID = PHIElimination::ID;
45
 
 
46
 
void llvm::PHIElimination::getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
47
 
  AU.addPreserved<LiveVariables>();
48
 
  AU.addPreserved<MachineDominatorTree>();
49
 
  AU.addPreserved<MachineLoopInfo>();
50
 
  MachineFunctionPass::getAnalysisUsage(AU);
51
 
}
52
 
 
53
 
bool llvm::PHIElimination::runOnMachineFunction(MachineFunction &MF) {
54
 
  MRI = &MF.getRegInfo();
55
 
 
56
 
  bool Changed = false;
57
 
 
58
 
  // Split critical edges to help the coalescer
59
 
  if (LiveVariables *LV = getAnalysisIfAvailable<LiveVariables>()) {
60
 
    MachineLoopInfo *MLI = getAnalysisIfAvailable<MachineLoopInfo>();
61
 
    for (MachineFunction::iterator I = MF.begin(), E = MF.end(); I != E; ++I)
62
 
      Changed |= SplitPHIEdges(MF, *I, *LV, MLI);
63
 
  }
64
 
 
65
 
  // Populate VRegPHIUseCount
66
 
  analyzePHINodes(MF);
67
 
 
68
 
  // Eliminate PHI instructions by inserting copies into predecessor blocks.
69
 
  for (MachineFunction::iterator I = MF.begin(), E = MF.end(); I != E; ++I)
70
 
    Changed |= EliminatePHINodes(MF, *I);
71
 
 
72
 
  // Remove dead IMPLICIT_DEF instructions.
73
 
  for (SmallPtrSet<MachineInstr*, 4>::iterator I = ImpDefs.begin(),
74
 
         E = ImpDefs.end(); I != E; ++I) {
75
 
    MachineInstr *DefMI = *I;
76
 
    unsigned DefReg = DefMI->getOperand(0).getReg();
77
 
    if (MRI->use_nodbg_empty(DefReg))
78
 
      DefMI->eraseFromParent();
79
 
  }
80
 
 
81
 
  // Clean up the lowered PHI instructions.
82
 
  for (LoweredPHIMap::iterator I = LoweredPHIs.begin(), E = LoweredPHIs.end();
83
 
       I != E; ++I)
84
 
    MF.DeleteMachineInstr(I->first);
85
 
 
86
 
  LoweredPHIs.clear();
87
 
  ImpDefs.clear();
88
 
  VRegPHIUseCount.clear();
89
 
 
90
 
  return Changed;
91
 
}
92
 
 
93
 
/// EliminatePHINodes - Eliminate phi nodes by inserting copy instructions in
94
 
/// predecessor basic blocks.
95
 
///
96
 
bool llvm::PHIElimination::EliminatePHINodes(MachineFunction &MF,
97
 
                                             MachineBasicBlock &MBB) {
98
 
  if (MBB.empty() || !MBB.front().isPHI())
99
 
    return false;   // Quick exit for basic blocks without PHIs.
100
 
 
101
 
  // Get an iterator to the first instruction after the last PHI node (this may
102
 
  // also be the end of the basic block).
103
 
  MachineBasicBlock::iterator AfterPHIsIt = SkipPHIsAndLabels(MBB, MBB.begin());
104
 
 
105
 
  while (MBB.front().isPHI())
106
 
    LowerAtomicPHINode(MBB, AfterPHIsIt);
107
 
 
108
 
  return true;
109
 
}
110
 
 
111
 
/// isSourceDefinedByImplicitDef - Return true if all sources of the phi node
112
 
/// are implicit_def's.
113
 
static bool isSourceDefinedByImplicitDef(const MachineInstr *MPhi,
114
 
                                         const MachineRegisterInfo *MRI) {
115
 
  for (unsigned i = 1; i != MPhi->getNumOperands(); i += 2) {
116
 
    unsigned SrcReg = MPhi->getOperand(i).getReg();
117
 
    const MachineInstr *DefMI = MRI->getVRegDef(SrcReg);
118
 
    if (!DefMI || !DefMI->isImplicitDef())
119
 
      return false;
120
 
  }
121
 
  return true;
122
 
}
123
 
 
124
 
// FindCopyInsertPoint - Find a safe place in MBB to insert a copy from SrcReg
125
 
// when following the CFG edge to SuccMBB. This needs to be after any def of
126
 
// SrcReg, but before any subsequent point where control flow might jump out of
127
 
// the basic block.
128
 
MachineBasicBlock::iterator
129
 
llvm::PHIElimination::FindCopyInsertPoint(MachineBasicBlock &MBB,
130
 
                                          MachineBasicBlock &SuccMBB,
131
 
                                          unsigned SrcReg) {
132
 
  // Handle the trivial case trivially.
133
 
  if (MBB.empty())
134
 
    return MBB.begin();
135
 
 
136
 
  // Usually, we just want to insert the copy before the first terminator
137
 
  // instruction. However, for the edge going to a landing pad, we must insert
138
 
  // the copy before the call/invoke instruction.
139
 
  if (!SuccMBB.isLandingPad())
140
 
    return MBB.getFirstTerminator();
141
 
 
142
 
  // Discover any defs/uses in this basic block.
143
 
  SmallPtrSet<MachineInstr*, 8> DefUsesInMBB;
144
 
  for (MachineRegisterInfo::reg_iterator RI = MRI->reg_begin(SrcReg),
145
 
         RE = MRI->reg_end(); RI != RE; ++RI) {
146
 
    MachineInstr *DefUseMI = &*RI;
147
 
    if (DefUseMI->getParent() == &MBB)
148
 
      DefUsesInMBB.insert(DefUseMI);
149
 
  }
150
 
 
151
 
  MachineBasicBlock::iterator InsertPoint;
152
 
  if (DefUsesInMBB.empty()) {
153
 
    // No defs.  Insert the copy at the start of the basic block.
154
 
    InsertPoint = MBB.begin();
155
 
  } else if (DefUsesInMBB.size() == 1) {
156
 
    // Insert the copy immediately after the def/use.
157
 
    InsertPoint = *DefUsesInMBB.begin();
158
 
    ++InsertPoint;
159
 
  } else {
160
 
    // Insert the copy immediately after the last def/use.
161
 
    InsertPoint = MBB.end();
162
 
    while (!DefUsesInMBB.count(&*--InsertPoint)) {}
163
 
    ++InsertPoint;
164
 
  }
165
 
 
166
 
  // Make sure the copy goes after any phi nodes however.
167
 
  return SkipPHIsAndLabels(MBB, InsertPoint);
168
 
}
169
 
 
170
 
/// LowerAtomicPHINode - Lower the PHI node at the top of the specified block,
171
 
/// under the assuption that it needs to be lowered in a way that supports
172
 
/// atomic execution of PHIs.  This lowering method is always correct all of the
173
 
/// time.
174
 
///
175
 
void llvm::PHIElimination::LowerAtomicPHINode(
176
 
                                      MachineBasicBlock &MBB,
177
 
                                      MachineBasicBlock::iterator AfterPHIsIt) {
178
 
  ++NumAtomic;
179
 
  // Unlink the PHI node from the basic block, but don't delete the PHI yet.
180
 
  MachineInstr *MPhi = MBB.remove(MBB.begin());
181
 
 
182
 
  unsigned NumSrcs = (MPhi->getNumOperands() - 1) / 2;
183
 
  unsigned DestReg = MPhi->getOperand(0).getReg();
184
 
  assert(MPhi->getOperand(0).getSubReg() == 0 && "Can't handle sub-reg PHIs");
185
 
  bool isDead = MPhi->getOperand(0).isDead();
186
 
 
187
 
  // Create a new register for the incoming PHI arguments.
188
 
  MachineFunction &MF = *MBB.getParent();
189
 
  unsigned IncomingReg = 0;
190
 
  bool reusedIncoming = false;  // Is IncomingReg reused from an earlier PHI?
191
 
 
192
 
  // Insert a register to register copy at the top of the current block (but
193
 
  // after any remaining phi nodes) which copies the new incoming register
194
 
  // into the phi node destination.
195
 
  const TargetInstrInfo *TII = MF.getTarget().getInstrInfo();
196
 
  if (isSourceDefinedByImplicitDef(MPhi, MRI))
197
 
    // If all sources of a PHI node are implicit_def, just emit an
198
 
    // implicit_def instead of a copy.
199
 
    BuildMI(MBB, AfterPHIsIt, MPhi->getDebugLoc(),
200
 
            TII->get(TargetOpcode::IMPLICIT_DEF), DestReg);
201
 
  else {
202
 
    // Can we reuse an earlier PHI node? This only happens for critical edges,
203
 
    // typically those created by tail duplication.
204
 
    unsigned &entry = LoweredPHIs[MPhi];
205
 
    if (entry) {
206
 
      // An identical PHI node was already lowered. Reuse the incoming register.
207
 
      IncomingReg = entry;
208
 
      reusedIncoming = true;
209
 
      ++NumReused;
210
 
      DEBUG(dbgs() << "Reusing %reg" << IncomingReg << " for " << *MPhi);
211
 
    } else {
212
 
      const TargetRegisterClass *RC = MF.getRegInfo().getRegClass(DestReg);
213
 
      entry = IncomingReg = MF.getRegInfo().createVirtualRegister(RC);
214
 
    }
215
 
    BuildMI(MBB, AfterPHIsIt, MPhi->getDebugLoc(),
216
 
            TII->get(TargetOpcode::COPY), DestReg)
217
 
      .addReg(IncomingReg);
218
 
  }
219
 
 
220
 
  // Update live variable information if there is any.
221
 
  LiveVariables *LV = getAnalysisIfAvailable<LiveVariables>();
222
 
  if (LV) {
223
 
    MachineInstr *PHICopy = prior(AfterPHIsIt);
224
 
 
225
 
    if (IncomingReg) {
226
 
      LiveVariables::VarInfo &VI = LV->getVarInfo(IncomingReg);
227
 
 
228
 
      // Increment use count of the newly created virtual register.
229
 
      VI.NumUses++;
230
 
      LV->setPHIJoin(IncomingReg);
231
 
 
232
 
      // When we are reusing the incoming register, it may already have been
233
 
      // killed in this block. The old kill will also have been inserted at
234
 
      // AfterPHIsIt, so it appears before the current PHICopy.
235
 
      if (reusedIncoming)
236
 
        if (MachineInstr *OldKill = VI.findKill(&MBB)) {
237
 
          DEBUG(dbgs() << "Remove old kill from " << *OldKill);
238
 
          LV->removeVirtualRegisterKilled(IncomingReg, OldKill);
239
 
          DEBUG(MBB.dump());
240
 
        }
241
 
 
242
 
      // Add information to LiveVariables to know that the incoming value is
243
 
      // killed.  Note that because the value is defined in several places (once
244
 
      // each for each incoming block), the "def" block and instruction fields
245
 
      // for the VarInfo is not filled in.
246
 
      LV->addVirtualRegisterKilled(IncomingReg, PHICopy);
247
 
    }
248
 
 
249
 
    // Since we are going to be deleting the PHI node, if it is the last use of
250
 
    // any registers, or if the value itself is dead, we need to move this
251
 
    // information over to the new copy we just inserted.
252
 
    LV->removeVirtualRegistersKilled(MPhi);
253
 
 
254
 
    // If the result is dead, update LV.
255
 
    if (isDead) {
256
 
      LV->addVirtualRegisterDead(DestReg, PHICopy);
257
 
      LV->removeVirtualRegisterDead(DestReg, MPhi);
258
 
    }
259
 
  }
260
 
 
261
 
  // Adjust the VRegPHIUseCount map to account for the removal of this PHI node.
262
 
  for (unsigned i = 1; i != MPhi->getNumOperands(); i += 2)
263
 
    --VRegPHIUseCount[BBVRegPair(MPhi->getOperand(i+1).getMBB()->getNumber(),
264
 
                                 MPhi->getOperand(i).getReg())];
265
 
 
266
 
  // Now loop over all of the incoming arguments, changing them to copy into the
267
 
  // IncomingReg register in the corresponding predecessor basic block.
268
 
  SmallPtrSet<MachineBasicBlock*, 8> MBBsInsertedInto;
269
 
  for (int i = NumSrcs - 1; i >= 0; --i) {
270
 
    unsigned SrcReg = MPhi->getOperand(i*2+1).getReg();
271
 
    unsigned SrcSubReg = MPhi->getOperand(i*2+1).getSubReg();
272
 
 
273
 
    assert(TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(SrcReg) &&
274
 
           "Machine PHI Operands must all be virtual registers!");
275
 
 
276
 
    // Get the MachineBasicBlock equivalent of the BasicBlock that is the source
277
 
    // path the PHI.
278
 
    MachineBasicBlock &opBlock = *MPhi->getOperand(i*2+2).getMBB();
279
 
 
280
 
    // If source is defined by an implicit def, there is no need to insert a
281
 
    // copy.
282
 
    MachineInstr *DefMI = MRI->getVRegDef(SrcReg);
283
 
    if (DefMI->isImplicitDef()) {
284
 
      ImpDefs.insert(DefMI);
285
 
      continue;
286
 
    }
287
 
 
288
 
    // Check to make sure we haven't already emitted the copy for this block.
289
 
    // This can happen because PHI nodes may have multiple entries for the same
290
 
    // basic block.
291
 
    if (!MBBsInsertedInto.insert(&opBlock))
292
 
      continue;  // If the copy has already been emitted, we're done.
293
 
 
294
 
    // Find a safe location to insert the copy, this may be the first terminator
295
 
    // in the block (or end()).
296
 
    MachineBasicBlock::iterator InsertPos =
297
 
      FindCopyInsertPoint(opBlock, MBB, SrcReg);
298
 
 
299
 
    // Insert the copy.
300
 
    if (!reusedIncoming && IncomingReg)
301
 
      BuildMI(opBlock, InsertPos, MPhi->getDebugLoc(),
302
 
              TII->get(TargetOpcode::COPY), IncomingReg).addReg(SrcReg, 0, SrcSubReg);
303
 
 
304
 
    // Now update live variable information if we have it.  Otherwise we're done
305
 
    if (!LV) continue;
306
 
 
307
 
    // We want to be able to insert a kill of the register if this PHI (aka, the
308
 
    // copy we just inserted) is the last use of the source value.  Live
309
 
    // variable analysis conservatively handles this by saying that the value is
310
 
    // live until the end of the block the PHI entry lives in.  If the value
311
 
    // really is dead at the PHI copy, there will be no successor blocks which
312
 
    // have the value live-in.
313
 
 
314
 
    // Also check to see if this register is in use by another PHI node which
315
 
    // has not yet been eliminated.  If so, it will be killed at an appropriate
316
 
    // point later.
317
 
 
318
 
    // Is it used by any PHI instructions in this block?
319
 
    bool ValueIsUsed = VRegPHIUseCount[BBVRegPair(opBlock.getNumber(), SrcReg)];
320
 
 
321
 
    // Okay, if we now know that the value is not live out of the block, we can
322
 
    // add a kill marker in this block saying that it kills the incoming value!
323
 
    if (!ValueIsUsed && !LV->isLiveOut(SrcReg, opBlock)) {
324
 
      // In our final twist, we have to decide which instruction kills the
325
 
      // register.  In most cases this is the copy, however, the first
326
 
      // terminator instruction at the end of the block may also use the value.
327
 
      // In this case, we should mark *it* as being the killing block, not the
328
 
      // copy.
329
 
      MachineBasicBlock::iterator KillInst;
330
 
      MachineBasicBlock::iterator Term = opBlock.getFirstTerminator();
331
 
      if (Term != opBlock.end() && Term->readsRegister(SrcReg)) {
332
 
        KillInst = Term;
333
 
 
334
 
        // Check that no other terminators use values.
335
 
#ifndef NDEBUG
336
 
        for (MachineBasicBlock::iterator TI = llvm::next(Term);
337
 
             TI != opBlock.end(); ++TI) {
338
 
          assert(!TI->readsRegister(SrcReg) &&
339
 
                 "Terminator instructions cannot use virtual registers unless"
340
 
                 "they are the first terminator in a block!");
341
 
        }
342
 
#endif
343
 
      } else if (reusedIncoming || !IncomingReg) {
344
 
        // We may have to rewind a bit if we didn't insert a copy this time.
345
 
        KillInst = Term;
346
 
        while (KillInst != opBlock.begin())
347
 
          if ((--KillInst)->readsRegister(SrcReg))
348
 
            break;
349
 
      } else {
350
 
        // We just inserted this copy.
351
 
        KillInst = prior(InsertPos);
352
 
      }
353
 
      assert(KillInst->readsRegister(SrcReg) && "Cannot find kill instruction");
354
 
 
355
 
      // Finally, mark it killed.
356
 
      LV->addVirtualRegisterKilled(SrcReg, KillInst);
357
 
 
358
 
      // This vreg no longer lives all of the way through opBlock.
359
 
      unsigned opBlockNum = opBlock.getNumber();
360
 
      LV->getVarInfo(SrcReg).AliveBlocks.reset(opBlockNum);
361
 
    }
362
 
  }
363
 
 
364
 
  // Really delete the PHI instruction now, if it is not in the LoweredPHIs map.
365
 
  if (reusedIncoming || !IncomingReg)
366
 
    MF.DeleteMachineInstr(MPhi);
367
 
}
368
 
 
369
 
/// analyzePHINodes - Gather information about the PHI nodes in here. In
370
 
/// particular, we want to map the number of uses of a virtual register which is
371
 
/// used in a PHI node. We map that to the BB the vreg is coming from. This is
372
 
/// used later to determine when the vreg is killed in the BB.
373
 
///
374
 
void llvm::PHIElimination::analyzePHINodes(const MachineFunction& MF) {
375
 
  for (MachineFunction::const_iterator I = MF.begin(), E = MF.end();
376
 
       I != E; ++I)
377
 
    for (MachineBasicBlock::const_iterator BBI = I->begin(), BBE = I->end();
378
 
         BBI != BBE && BBI->isPHI(); ++BBI)
379
 
      for (unsigned i = 1, e = BBI->getNumOperands(); i != e; i += 2)
380
 
        ++VRegPHIUseCount[BBVRegPair(BBI->getOperand(i+1).getMBB()->getNumber(),
381
 
                                     BBI->getOperand(i).getReg())];
382
 
}
383
 
 
384
 
bool llvm::PHIElimination::SplitPHIEdges(MachineFunction &MF,
385
 
                                         MachineBasicBlock &MBB,
386
 
                                         LiveVariables &LV,
387
 
                                         MachineLoopInfo *MLI) {
388
 
  if (MBB.empty() || !MBB.front().isPHI() || MBB.isLandingPad())
389
 
    return false;   // Quick exit for basic blocks without PHIs.
390
 
 
391
 
  bool Changed = false;
392
 
  for (MachineBasicBlock::const_iterator BBI = MBB.begin(), BBE = MBB.end();
393
 
       BBI != BBE && BBI->isPHI(); ++BBI) {
394
 
    for (unsigned i = 1, e = BBI->getNumOperands(); i != e; i += 2) {
395
 
      unsigned Reg = BBI->getOperand(i).getReg();
396
 
      MachineBasicBlock *PreMBB = BBI->getOperand(i+1).getMBB();
397
 
      // We break edges when registers are live out from the predecessor block
398
 
      // (not considering PHI nodes). If the register is live in to this block
399
 
      // anyway, we would gain nothing from splitting.
400
 
      // Avoid splitting backedges of loops. It would introduce small
401
 
      // out-of-line blocks into the loop which is very bad for code placement.
402
 
      if (PreMBB != &MBB &&
403
 
          !LV.isLiveIn(Reg, MBB) && LV.isLiveOut(Reg, *PreMBB)) {
404
 
        if (!MLI ||
405
 
            !(MLI->getLoopFor(PreMBB) == MLI->getLoopFor(&MBB) &&
406
 
              MLI->isLoopHeader(&MBB)))
407
 
          Changed |= PreMBB->SplitCriticalEdge(&MBB, this) != 0;
408
 
      }
409
 
    }
410
 
  }
411
 
  return true;
412
 
}