1a06bfe05SJan Sjodin //===- AMDGPUMachineCFGStructurizer.cpp - Machine code if conversion pass. ===//
2a06bfe05SJan Sjodin //
32946cd70SChandler Carruth // Part of the LLVM Project, under the Apache License v2.0 with LLVM Exceptions.
42946cd70SChandler Carruth // See https://llvm.org/LICENSE.txt for license information.
52946cd70SChandler Carruth // SPDX-License-Identifier: Apache-2.0 WITH LLVM-exception
6a06bfe05SJan Sjodin //
7a06bfe05SJan Sjodin //===----------------------------------------------------------------------===//
8a06bfe05SJan Sjodin //
9a06bfe05SJan Sjodin // This file implements the machine instruction level CFG structurizer pass.
10a06bfe05SJan Sjodin //
11a06bfe05SJan Sjodin //===----------------------------------------------------------------------===//
12a06bfe05SJan Sjodin 
13a06bfe05SJan Sjodin #include "AMDGPU.h"
14560d7e04Sdfukalov #include "GCNSubtarget.h"
15a06bfe05SJan Sjodin #include "llvm/ADT/DenseSet.h"
16a06bfe05SJan Sjodin #include "llvm/ADT/PostOrderIterator.h"
17a06bfe05SJan Sjodin #include "llvm/ADT/SetVector.h"
18a06bfe05SJan Sjodin #include "llvm/ADT/SmallPtrSet.h"
19a06bfe05SJan Sjodin #include "llvm/CodeGen/MachineBasicBlock.h"
20a06bfe05SJan Sjodin #include "llvm/CodeGen/MachineInstrBuilder.h"
21a06bfe05SJan Sjodin #include "llvm/CodeGen/MachineRegionInfo.h"
22a06bfe05SJan Sjodin #include "llvm/CodeGen/MachineRegisterInfo.h"
23b3bde2eaSDavid Blaikie #include "llvm/CodeGen/TargetRegisterInfo.h"
2405da2fe5SReid Kleckner #include "llvm/InitializePasses.h"
25d16eff81SEugene Zelenko 
26a06bfe05SJan Sjodin using namespace llvm;
27a06bfe05SJan Sjodin 
28a06bfe05SJan Sjodin #define DEBUG_TYPE "amdgpucfgstructurizer"
29a06bfe05SJan Sjodin 
30a06bfe05SJan Sjodin namespace {
31d16eff81SEugene Zelenko 
32a06bfe05SJan Sjodin class PHILinearizeDestIterator;
33a06bfe05SJan Sjodin 
34a06bfe05SJan Sjodin class PHILinearize {
35a06bfe05SJan Sjodin   friend class PHILinearizeDestIterator;
36a06bfe05SJan Sjodin 
37a06bfe05SJan Sjodin public:
38d16eff81SEugene Zelenko   using PHISourceT = std::pair<unsigned, MachineBasicBlock *>;
39a06bfe05SJan Sjodin 
40a06bfe05SJan Sjodin private:
41d16eff81SEugene Zelenko   using PHISourcesT = DenseSet<PHISourceT>;
42d16eff81SEugene Zelenko   using PHIInfoElementT = struct {
43a06bfe05SJan Sjodin     unsigned DestReg;
44a06bfe05SJan Sjodin     DebugLoc DL;
45a06bfe05SJan Sjodin     PHISourcesT Sources;
46d16eff81SEugene Zelenko   };
47d16eff81SEugene Zelenko   using PHIInfoT = SmallPtrSet<PHIInfoElementT *, 2>;
48a06bfe05SJan Sjodin   PHIInfoT PHIInfo;
49a06bfe05SJan Sjodin 
50a06bfe05SJan Sjodin   static unsigned phiInfoElementGetDest(PHIInfoElementT *Info);
51a06bfe05SJan Sjodin   static void phiInfoElementSetDef(PHIInfoElementT *Info, unsigned NewDef);
52a06bfe05SJan Sjodin   static PHISourcesT &phiInfoElementGetSources(PHIInfoElementT *Info);
53a06bfe05SJan Sjodin   static void phiInfoElementAddSource(PHIInfoElementT *Info, unsigned SourceReg,
54a06bfe05SJan Sjodin                                       MachineBasicBlock *SourceMBB);
55a06bfe05SJan Sjodin   static void phiInfoElementRemoveSource(PHIInfoElementT *Info,
56a06bfe05SJan Sjodin                                          unsigned SourceReg,
57a06bfe05SJan Sjodin                                          MachineBasicBlock *SourceMBB);
58a06bfe05SJan Sjodin   PHIInfoElementT *findPHIInfoElement(unsigned DestReg);
59a06bfe05SJan Sjodin   PHIInfoElementT *findPHIInfoElementFromSource(unsigned SourceReg,
60a06bfe05SJan Sjodin                                                 MachineBasicBlock *SourceMBB);
61a06bfe05SJan Sjodin 
62a06bfe05SJan Sjodin public:
63a06bfe05SJan Sjodin   bool findSourcesFromMBB(MachineBasicBlock *SourceMBB,
64a06bfe05SJan Sjodin                           SmallVector<unsigned, 4> &Sources);
65a06bfe05SJan Sjodin   void addDest(unsigned DestReg, const DebugLoc &DL);
66a06bfe05SJan Sjodin   void replaceDef(unsigned OldDestReg, unsigned NewDestReg);
67a06bfe05SJan Sjodin   void deleteDef(unsigned DestReg);
68a06bfe05SJan Sjodin   void addSource(unsigned DestReg, unsigned SourceReg,
69a06bfe05SJan Sjodin                  MachineBasicBlock *SourceMBB);
70a06bfe05SJan Sjodin   void removeSource(unsigned DestReg, unsigned SourceReg,
71a06bfe05SJan Sjodin                     MachineBasicBlock *SourceMBB = nullptr);
72a06bfe05SJan Sjodin   bool findDest(unsigned SourceReg, MachineBasicBlock *SourceMBB,
73a06bfe05SJan Sjodin                 unsigned &DestReg);
74a06bfe05SJan Sjodin   bool isSource(unsigned Reg, MachineBasicBlock *SourceMBB = nullptr);
75a06bfe05SJan Sjodin   unsigned getNumSources(unsigned DestReg);
76a06bfe05SJan Sjodin   void dump(MachineRegisterInfo *MRI);
77a06bfe05SJan Sjodin   void clear();
78a06bfe05SJan Sjodin 
79d16eff81SEugene Zelenko   using source_iterator = PHISourcesT::iterator;
80d16eff81SEugene Zelenko   using dest_iterator = PHILinearizeDestIterator;
81a06bfe05SJan Sjodin 
82a06bfe05SJan Sjodin   dest_iterator dests_begin();
83a06bfe05SJan Sjodin   dest_iterator dests_end();
84a06bfe05SJan Sjodin 
85a06bfe05SJan Sjodin   source_iterator sources_begin(unsigned Reg);
86a06bfe05SJan Sjodin   source_iterator sources_end(unsigned Reg);
87a06bfe05SJan Sjodin };
88a06bfe05SJan Sjodin 
89a06bfe05SJan Sjodin class PHILinearizeDestIterator {
90a06bfe05SJan Sjodin private:
91a06bfe05SJan Sjodin   PHILinearize::PHIInfoT::iterator Iter;
92a06bfe05SJan Sjodin 
93a06bfe05SJan Sjodin public:
PHILinearizeDestIterator(PHILinearize::PHIInfoT::iterator I)94d16eff81SEugene Zelenko   PHILinearizeDestIterator(PHILinearize::PHIInfoT::iterator I) : Iter(I) {}
95d16eff81SEugene Zelenko 
operator *()96a06bfe05SJan Sjodin   unsigned operator*() { return PHILinearize::phiInfoElementGetDest(*Iter); }
operator ++()97a06bfe05SJan Sjodin   PHILinearizeDestIterator &operator++() {
98a06bfe05SJan Sjodin     ++Iter;
99a06bfe05SJan Sjodin     return *this;
100a06bfe05SJan Sjodin   }
operator ==(const PHILinearizeDestIterator & I) const101a06bfe05SJan Sjodin   bool operator==(const PHILinearizeDestIterator &I) const {
102a06bfe05SJan Sjodin     return I.Iter == Iter;
103a06bfe05SJan Sjodin   }
operator !=(const PHILinearizeDestIterator & I) const104a06bfe05SJan Sjodin   bool operator!=(const PHILinearizeDestIterator &I) const {
105a06bfe05SJan Sjodin     return I.Iter != Iter;
106a06bfe05SJan Sjodin   }
107a06bfe05SJan Sjodin };
108a06bfe05SJan Sjodin 
109d16eff81SEugene Zelenko } // end anonymous namespace
110d16eff81SEugene Zelenko 
phiInfoElementGetDest(PHIInfoElementT * Info)111a06bfe05SJan Sjodin unsigned PHILinearize::phiInfoElementGetDest(PHIInfoElementT *Info) {
112a06bfe05SJan Sjodin   return Info->DestReg;
113a06bfe05SJan Sjodin }
114a06bfe05SJan Sjodin 
phiInfoElementSetDef(PHIInfoElementT * Info,unsigned NewDef)115a06bfe05SJan Sjodin void PHILinearize::phiInfoElementSetDef(PHIInfoElementT *Info,
116a06bfe05SJan Sjodin                                         unsigned NewDef) {
117a06bfe05SJan Sjodin   Info->DestReg = NewDef;
118a06bfe05SJan Sjodin }
119a06bfe05SJan Sjodin 
120a06bfe05SJan Sjodin PHILinearize::PHISourcesT &
phiInfoElementGetSources(PHIInfoElementT * Info)121a06bfe05SJan Sjodin PHILinearize::phiInfoElementGetSources(PHIInfoElementT *Info) {
122a06bfe05SJan Sjodin   return Info->Sources;
123a06bfe05SJan Sjodin }
124a06bfe05SJan Sjodin 
phiInfoElementAddSource(PHIInfoElementT * Info,unsigned SourceReg,MachineBasicBlock * SourceMBB)125a06bfe05SJan Sjodin void PHILinearize::phiInfoElementAddSource(PHIInfoElementT *Info,
126a06bfe05SJan Sjodin                                            unsigned SourceReg,
127a06bfe05SJan Sjodin                                            MachineBasicBlock *SourceMBB) {
128a06bfe05SJan Sjodin   // Assertion ensures we don't use the same SourceMBB for the
129a06bfe05SJan Sjodin   // sources, because we cannot have different registers with
130a06bfe05SJan Sjodin   // identical predecessors, but we can have the same register for
131a06bfe05SJan Sjodin   // multiple predecessors.
132994a43d2SNAKAMURA Takumi #if !defined(NDEBUG)
133a06bfe05SJan Sjodin   for (auto SI : phiInfoElementGetSources(Info)) {
134a06bfe05SJan Sjodin     assert((SI.second != SourceMBB || SourceReg == SI.first));
135a06bfe05SJan Sjodin   }
136994a43d2SNAKAMURA Takumi #endif
137a06bfe05SJan Sjodin 
138a06bfe05SJan Sjodin   phiInfoElementGetSources(Info).insert(PHISourceT(SourceReg, SourceMBB));
139a06bfe05SJan Sjodin }
140a06bfe05SJan Sjodin 
phiInfoElementRemoveSource(PHIInfoElementT * Info,unsigned SourceReg,MachineBasicBlock * SourceMBB)141a06bfe05SJan Sjodin void PHILinearize::phiInfoElementRemoveSource(PHIInfoElementT *Info,
142a06bfe05SJan Sjodin                                               unsigned SourceReg,
143a06bfe05SJan Sjodin                                               MachineBasicBlock *SourceMBB) {
144a06bfe05SJan Sjodin   auto &Sources = phiInfoElementGetSources(Info);
145a06bfe05SJan Sjodin   SmallVector<PHISourceT, 4> ElimiatedSources;
146a06bfe05SJan Sjodin   for (auto SI : Sources) {
147a06bfe05SJan Sjodin     if (SI.first == SourceReg &&
148a06bfe05SJan Sjodin         (SI.second == nullptr || SI.second == SourceMBB)) {
149a06bfe05SJan Sjodin       ElimiatedSources.push_back(PHISourceT(SI.first, SI.second));
150a06bfe05SJan Sjodin     }
151a06bfe05SJan Sjodin   }
152a06bfe05SJan Sjodin 
153a06bfe05SJan Sjodin   for (auto &Source : ElimiatedSources) {
154a06bfe05SJan Sjodin     Sources.erase(Source);
155a06bfe05SJan Sjodin   }
156a06bfe05SJan Sjodin }
157a06bfe05SJan Sjodin 
158a06bfe05SJan Sjodin PHILinearize::PHIInfoElementT *
findPHIInfoElement(unsigned DestReg)159a06bfe05SJan Sjodin PHILinearize::findPHIInfoElement(unsigned DestReg) {
160a06bfe05SJan Sjodin   for (auto I : PHIInfo) {
161a06bfe05SJan Sjodin     if (phiInfoElementGetDest(I) == DestReg) {
162a06bfe05SJan Sjodin       return I;
163a06bfe05SJan Sjodin     }
164a06bfe05SJan Sjodin   }
165a06bfe05SJan Sjodin   return nullptr;
166a06bfe05SJan Sjodin }
167a06bfe05SJan Sjodin 
168a06bfe05SJan Sjodin PHILinearize::PHIInfoElementT *
findPHIInfoElementFromSource(unsigned SourceReg,MachineBasicBlock * SourceMBB)169a06bfe05SJan Sjodin PHILinearize::findPHIInfoElementFromSource(unsigned SourceReg,
170a06bfe05SJan Sjodin                                            MachineBasicBlock *SourceMBB) {
171a06bfe05SJan Sjodin   for (auto I : PHIInfo) {
172a06bfe05SJan Sjodin     for (auto SI : phiInfoElementGetSources(I)) {
173a06bfe05SJan Sjodin       if (SI.first == SourceReg &&
174a06bfe05SJan Sjodin           (SI.second == nullptr || SI.second == SourceMBB)) {
175a06bfe05SJan Sjodin         return I;
176a06bfe05SJan Sjodin       }
177a06bfe05SJan Sjodin     }
178a06bfe05SJan Sjodin   }
179a06bfe05SJan Sjodin   return nullptr;
180a06bfe05SJan Sjodin }
181a06bfe05SJan Sjodin 
findSourcesFromMBB(MachineBasicBlock * SourceMBB,SmallVector<unsigned,4> & Sources)182a06bfe05SJan Sjodin bool PHILinearize::findSourcesFromMBB(MachineBasicBlock *SourceMBB,
183a06bfe05SJan Sjodin                                       SmallVector<unsigned, 4> &Sources) {
184a06bfe05SJan Sjodin   bool FoundSource = false;
185a06bfe05SJan Sjodin   for (auto I : PHIInfo) {
186a06bfe05SJan Sjodin     for (auto SI : phiInfoElementGetSources(I)) {
187a06bfe05SJan Sjodin       if (SI.second == SourceMBB) {
188a06bfe05SJan Sjodin         FoundSource = true;
189a06bfe05SJan Sjodin         Sources.push_back(SI.first);
190a06bfe05SJan Sjodin       }
191a06bfe05SJan Sjodin     }
192a06bfe05SJan Sjodin   }
193a06bfe05SJan Sjodin   return FoundSource;
194a06bfe05SJan Sjodin }
195a06bfe05SJan Sjodin 
addDest(unsigned DestReg,const DebugLoc & DL)196a06bfe05SJan Sjodin void PHILinearize::addDest(unsigned DestReg, const DebugLoc &DL) {
197dc6e8dfdSJacob Lambert   assert(findPHIInfoElement(DestReg) == nullptr && "Dest already exists");
198a06bfe05SJan Sjodin   PHISourcesT EmptySet;
199a06bfe05SJan Sjodin   PHIInfoElementT *NewElement = new PHIInfoElementT();
200a06bfe05SJan Sjodin   NewElement->DestReg = DestReg;
201a06bfe05SJan Sjodin   NewElement->DL = DL;
202a06bfe05SJan Sjodin   NewElement->Sources = EmptySet;
203a06bfe05SJan Sjodin   PHIInfo.insert(NewElement);
204a06bfe05SJan Sjodin }
205a06bfe05SJan Sjodin 
replaceDef(unsigned OldDestReg,unsigned NewDestReg)206a06bfe05SJan Sjodin void PHILinearize::replaceDef(unsigned OldDestReg, unsigned NewDestReg) {
207a06bfe05SJan Sjodin   phiInfoElementSetDef(findPHIInfoElement(OldDestReg), NewDestReg);
208a06bfe05SJan Sjodin }
209a06bfe05SJan Sjodin 
deleteDef(unsigned DestReg)210a06bfe05SJan Sjodin void PHILinearize::deleteDef(unsigned DestReg) {
211a06bfe05SJan Sjodin   PHIInfoElementT *InfoElement = findPHIInfoElement(DestReg);
212a06bfe05SJan Sjodin   PHIInfo.erase(InfoElement);
213a06bfe05SJan Sjodin   delete InfoElement;
214a06bfe05SJan Sjodin }
215a06bfe05SJan Sjodin 
addSource(unsigned DestReg,unsigned SourceReg,MachineBasicBlock * SourceMBB)216a06bfe05SJan Sjodin void PHILinearize::addSource(unsigned DestReg, unsigned SourceReg,
217a06bfe05SJan Sjodin                              MachineBasicBlock *SourceMBB) {
218a06bfe05SJan Sjodin   phiInfoElementAddSource(findPHIInfoElement(DestReg), SourceReg, SourceMBB);
219a06bfe05SJan Sjodin }
220a06bfe05SJan Sjodin 
removeSource(unsigned DestReg,unsigned SourceReg,MachineBasicBlock * SourceMBB)221a06bfe05SJan Sjodin void PHILinearize::removeSource(unsigned DestReg, unsigned SourceReg,
222a06bfe05SJan Sjodin                                 MachineBasicBlock *SourceMBB) {
223a06bfe05SJan Sjodin   phiInfoElementRemoveSource(findPHIInfoElement(DestReg), SourceReg, SourceMBB);
224a06bfe05SJan Sjodin }
225a06bfe05SJan Sjodin 
findDest(unsigned SourceReg,MachineBasicBlock * SourceMBB,unsigned & DestReg)226a06bfe05SJan Sjodin bool PHILinearize::findDest(unsigned SourceReg, MachineBasicBlock *SourceMBB,
227a06bfe05SJan Sjodin                             unsigned &DestReg) {
228a06bfe05SJan Sjodin   PHIInfoElementT *InfoElement =
229a06bfe05SJan Sjodin       findPHIInfoElementFromSource(SourceReg, SourceMBB);
230a06bfe05SJan Sjodin   if (InfoElement != nullptr) {
231a06bfe05SJan Sjodin     DestReg = phiInfoElementGetDest(InfoElement);
232a06bfe05SJan Sjodin     return true;
233a06bfe05SJan Sjodin   }
234a06bfe05SJan Sjodin   return false;
235a06bfe05SJan Sjodin }
236a06bfe05SJan Sjodin 
isSource(unsigned Reg,MachineBasicBlock * SourceMBB)237a06bfe05SJan Sjodin bool PHILinearize::isSource(unsigned Reg, MachineBasicBlock *SourceMBB) {
238a06bfe05SJan Sjodin   unsigned DestReg;
239a06bfe05SJan Sjodin   return findDest(Reg, SourceMBB, DestReg);
240a06bfe05SJan Sjodin }
241a06bfe05SJan Sjodin 
getNumSources(unsigned DestReg)242a06bfe05SJan Sjodin unsigned PHILinearize::getNumSources(unsigned DestReg) {
243a06bfe05SJan Sjodin   return phiInfoElementGetSources(findPHIInfoElement(DestReg)).size();
244a06bfe05SJan Sjodin }
245a06bfe05SJan Sjodin 
246615eb470SAaron Ballman #if !defined(NDEBUG) || defined(LLVM_ENABLE_DUMP)
dump(MachineRegisterInfo * MRI)2476b3216aaSFlorian Hahn LLVM_DUMP_METHOD void PHILinearize::dump(MachineRegisterInfo *MRI) {
248a06bfe05SJan Sjodin   const TargetRegisterInfo *TRI = MRI->getTargetRegisterInfo();
249a06bfe05SJan Sjodin   dbgs() << "=PHIInfo Start=\n";
250a06bfe05SJan Sjodin   for (auto PII : this->PHIInfo) {
251a06bfe05SJan Sjodin     PHIInfoElementT &Element = *PII;
2529d419d3bSFrancis Visoiu Mistrih     dbgs() << "Dest: " << printReg(Element.DestReg, TRI)
253a06bfe05SJan Sjodin            << " Sources: {";
254a06bfe05SJan Sjodin     for (auto &SI : Element.Sources) {
25525528d6dSFrancis Visoiu Mistrih       dbgs() << printReg(SI.first, TRI) << '(' << printMBBReference(*SI.second)
25625528d6dSFrancis Visoiu Mistrih              << "),";
257a06bfe05SJan Sjodin     }
258a06bfe05SJan Sjodin     dbgs() << "}\n";
259a06bfe05SJan Sjodin   }
260a06bfe05SJan Sjodin   dbgs() << "=PHIInfo End=\n";
261a06bfe05SJan Sjodin }
2626b3216aaSFlorian Hahn #endif
263a06bfe05SJan Sjodin 
clear()264a06bfe05SJan Sjodin void PHILinearize::clear() { PHIInfo = PHIInfoT(); }
265a06bfe05SJan Sjodin 
dests_begin()266a06bfe05SJan Sjodin PHILinearize::dest_iterator PHILinearize::dests_begin() {
267a06bfe05SJan Sjodin   return PHILinearizeDestIterator(PHIInfo.begin());
268a06bfe05SJan Sjodin }
269a06bfe05SJan Sjodin 
dests_end()270a06bfe05SJan Sjodin PHILinearize::dest_iterator PHILinearize::dests_end() {
271a06bfe05SJan Sjodin   return PHILinearizeDestIterator(PHIInfo.end());
272a06bfe05SJan Sjodin }
273a06bfe05SJan Sjodin 
sources_begin(unsigned Reg)274a06bfe05SJan Sjodin PHILinearize::source_iterator PHILinearize::sources_begin(unsigned Reg) {
275a06bfe05SJan Sjodin   auto InfoElement = findPHIInfoElement(Reg);
276a06bfe05SJan Sjodin   return phiInfoElementGetSources(InfoElement).begin();
277a06bfe05SJan Sjodin }
278d16eff81SEugene Zelenko 
sources_end(unsigned Reg)279a06bfe05SJan Sjodin PHILinearize::source_iterator PHILinearize::sources_end(unsigned Reg) {
280a06bfe05SJan Sjodin   auto InfoElement = findPHIInfoElement(Reg);
281a06bfe05SJan Sjodin   return phiInfoElementGetSources(InfoElement).end();
282a06bfe05SJan Sjodin }
283a06bfe05SJan Sjodin 
getPHINumInputs(MachineInstr & PHI)284a06bfe05SJan Sjodin static unsigned getPHINumInputs(MachineInstr &PHI) {
285a06bfe05SJan Sjodin   assert(PHI.isPHI());
286a06bfe05SJan Sjodin   return (PHI.getNumOperands() - 1) / 2;
287a06bfe05SJan Sjodin }
288a06bfe05SJan Sjodin 
getPHIPred(MachineInstr & PHI,unsigned Index)289a06bfe05SJan Sjodin static MachineBasicBlock *getPHIPred(MachineInstr &PHI, unsigned Index) {
290a06bfe05SJan Sjodin   assert(PHI.isPHI());
291a06bfe05SJan Sjodin   return PHI.getOperand(Index * 2 + 2).getMBB();
292a06bfe05SJan Sjodin }
293a06bfe05SJan Sjodin 
setPhiPred(MachineInstr & PHI,unsigned Index,MachineBasicBlock * NewPred)294a06bfe05SJan Sjodin static void setPhiPred(MachineInstr &PHI, unsigned Index,
295a06bfe05SJan Sjodin                        MachineBasicBlock *NewPred) {
296a06bfe05SJan Sjodin   PHI.getOperand(Index * 2 + 2).setMBB(NewPred);
297a06bfe05SJan Sjodin }
298a06bfe05SJan Sjodin 
getPHISourceReg(MachineInstr & PHI,unsigned Index)299a06bfe05SJan Sjodin static unsigned getPHISourceReg(MachineInstr &PHI, unsigned Index) {
300a06bfe05SJan Sjodin   assert(PHI.isPHI());
301a06bfe05SJan Sjodin   return PHI.getOperand(Index * 2 + 1).getReg();
302a06bfe05SJan Sjodin }
303a06bfe05SJan Sjodin 
getPHIDestReg(MachineInstr & PHI)304a06bfe05SJan Sjodin static unsigned getPHIDestReg(MachineInstr &PHI) {
305a06bfe05SJan Sjodin   assert(PHI.isPHI());
306a06bfe05SJan Sjodin   return PHI.getOperand(0).getReg();
307a06bfe05SJan Sjodin }
308a06bfe05SJan Sjodin 
309d16eff81SEugene Zelenko namespace {
310d16eff81SEugene Zelenko 
311d16eff81SEugene Zelenko class RegionMRT;
312d16eff81SEugene Zelenko class MBBMRT;
313d16eff81SEugene Zelenko 
314a06bfe05SJan Sjodin class LinearizedRegion {
315a06bfe05SJan Sjodin protected:
316a06bfe05SJan Sjodin   MachineBasicBlock *Entry;
317a06bfe05SJan Sjodin   // The exit block is part of the region, and is the last
318a06bfe05SJan Sjodin   // merge block before exiting the region.
319a06bfe05SJan Sjodin   MachineBasicBlock *Exit;
320a06bfe05SJan Sjodin   DenseSet<unsigned> LiveOuts;
321a06bfe05SJan Sjodin   SmallPtrSet<MachineBasicBlock *, 1> MBBs;
322a06bfe05SJan Sjodin   bool HasLoop;
323a06bfe05SJan Sjodin   LinearizedRegion *Parent;
324a06bfe05SJan Sjodin   RegionMRT *RMRT;
325a06bfe05SJan Sjodin 
32634978602SJay Foad   void storeLiveOutReg(MachineBasicBlock *MBB, Register Reg,
327a06bfe05SJan Sjodin                        MachineInstr *DefInstr, const MachineRegisterInfo *MRI,
328a06bfe05SJan Sjodin                        const TargetRegisterInfo *TRI, PHILinearize &PHIInfo);
329a06bfe05SJan Sjodin 
33034978602SJay Foad   void storeLiveOutRegRegion(RegionMRT *Region, Register Reg,
331a06bfe05SJan Sjodin                              MachineInstr *DefInstr,
332a06bfe05SJan Sjodin                              const MachineRegisterInfo *MRI,
333a06bfe05SJan Sjodin                              const TargetRegisterInfo *TRI,
334a06bfe05SJan Sjodin                              PHILinearize &PHIInfo);
335a06bfe05SJan Sjodin 
336a06bfe05SJan Sjodin   void storeMBBLiveOuts(MachineBasicBlock *MBB, const MachineRegisterInfo *MRI,
337a06bfe05SJan Sjodin                         const TargetRegisterInfo *TRI, PHILinearize &PHIInfo,
338a06bfe05SJan Sjodin                         RegionMRT *TopRegion);
339a06bfe05SJan Sjodin 
340a06bfe05SJan Sjodin   void storeLiveOuts(MachineBasicBlock *MBB, const MachineRegisterInfo *MRI,
341a06bfe05SJan Sjodin                      const TargetRegisterInfo *TRI, PHILinearize &PHIInfo);
342a06bfe05SJan Sjodin 
343a06bfe05SJan Sjodin   void storeLiveOuts(RegionMRT *Region, const MachineRegisterInfo *MRI,
344a06bfe05SJan Sjodin                      const TargetRegisterInfo *TRI, PHILinearize &PHIInfo,
345a06bfe05SJan Sjodin                      RegionMRT *TopRegion = nullptr);
346a06bfe05SJan Sjodin 
347a06bfe05SJan Sjodin public:
348d16eff81SEugene Zelenko   LinearizedRegion();
349d16eff81SEugene Zelenko   LinearizedRegion(MachineBasicBlock *MBB, const MachineRegisterInfo *MRI,
350d16eff81SEugene Zelenko                    const TargetRegisterInfo *TRI, PHILinearize &PHIInfo);
351d16eff81SEugene Zelenko   ~LinearizedRegion() = default;
352d16eff81SEugene Zelenko 
setRegionMRT(RegionMRT * Region)353a06bfe05SJan Sjodin   void setRegionMRT(RegionMRT *Region) { RMRT = Region; }
354a06bfe05SJan Sjodin 
getRegionMRT()355a06bfe05SJan Sjodin   RegionMRT *getRegionMRT() { return RMRT; }
356a06bfe05SJan Sjodin 
setParent(LinearizedRegion * P)357a06bfe05SJan Sjodin   void setParent(LinearizedRegion *P) { Parent = P; }
358a06bfe05SJan Sjodin 
getParent()359a06bfe05SJan Sjodin   LinearizedRegion *getParent() { return Parent; }
360a06bfe05SJan Sjodin 
361a06bfe05SJan Sjodin   void print(raw_ostream &OS, const TargetRegisterInfo *TRI = nullptr);
362a06bfe05SJan Sjodin 
363a06bfe05SJan Sjodin   void setBBSelectRegIn(unsigned Reg);
364a06bfe05SJan Sjodin 
365a06bfe05SJan Sjodin   unsigned getBBSelectRegIn();
366a06bfe05SJan Sjodin 
367a06bfe05SJan Sjodin   void setBBSelectRegOut(unsigned Reg, bool IsLiveOut);
368a06bfe05SJan Sjodin 
369a06bfe05SJan Sjodin   unsigned getBBSelectRegOut();
370a06bfe05SJan Sjodin 
371a06bfe05SJan Sjodin   void setHasLoop(bool Value);
372a06bfe05SJan Sjodin 
373a06bfe05SJan Sjodin   bool getHasLoop();
374a06bfe05SJan Sjodin 
375a06bfe05SJan Sjodin   void addLiveOut(unsigned VReg);
376a06bfe05SJan Sjodin 
377a06bfe05SJan Sjodin   void removeLiveOut(unsigned Reg);
378a06bfe05SJan Sjodin 
379a06bfe05SJan Sjodin   void replaceLiveOut(unsigned OldReg, unsigned NewReg);
380a06bfe05SJan Sjodin 
38134978602SJay Foad   void replaceRegister(unsigned Register, class Register NewRegister,
382a06bfe05SJan Sjodin                        MachineRegisterInfo *MRI, bool ReplaceInside,
383a06bfe05SJan Sjodin                        bool ReplaceOutside, bool IncludeLoopPHIs);
384a06bfe05SJan Sjodin 
385a06bfe05SJan Sjodin   void replaceRegisterInsideRegion(unsigned Register, unsigned NewRegister,
386a06bfe05SJan Sjodin                                    bool IncludeLoopPHIs,
387a06bfe05SJan Sjodin                                    MachineRegisterInfo *MRI);
388a06bfe05SJan Sjodin 
389a06bfe05SJan Sjodin   void replaceRegisterOutsideRegion(unsigned Register, unsigned NewRegister,
390a06bfe05SJan Sjodin                                     bool IncludeLoopPHIs,
391a06bfe05SJan Sjodin                                     MachineRegisterInfo *MRI);
392a06bfe05SJan Sjodin 
393a06bfe05SJan Sjodin   DenseSet<unsigned> *getLiveOuts();
394a06bfe05SJan Sjodin 
395a06bfe05SJan Sjodin   void setEntry(MachineBasicBlock *NewEntry);
396a06bfe05SJan Sjodin 
397a06bfe05SJan Sjodin   MachineBasicBlock *getEntry();
398a06bfe05SJan Sjodin 
399a06bfe05SJan Sjodin   void setExit(MachineBasicBlock *NewExit);
400a06bfe05SJan Sjodin 
401a06bfe05SJan Sjodin   MachineBasicBlock *getExit();
402a06bfe05SJan Sjodin 
403a06bfe05SJan Sjodin   void addMBB(MachineBasicBlock *MBB);
404a06bfe05SJan Sjodin 
405a06bfe05SJan Sjodin   void addMBBs(LinearizedRegion *InnerRegion);
406a06bfe05SJan Sjodin 
407a06bfe05SJan Sjodin   bool contains(MachineBasicBlock *MBB);
408a06bfe05SJan Sjodin 
409a06bfe05SJan Sjodin   bool isLiveOut(unsigned Reg);
410a06bfe05SJan Sjodin 
411a06bfe05SJan Sjodin   bool hasNoDef(unsigned Reg, MachineRegisterInfo *MRI);
412a06bfe05SJan Sjodin 
413a06bfe05SJan Sjodin   void removeFalseRegisterKills(MachineRegisterInfo *MRI);
414a06bfe05SJan Sjodin 
415a06bfe05SJan Sjodin   void initLiveOut(RegionMRT *Region, const MachineRegisterInfo *MRI,
416a06bfe05SJan Sjodin                    const TargetRegisterInfo *TRI, PHILinearize &PHIInfo);
417a06bfe05SJan Sjodin };
418a06bfe05SJan Sjodin 
419a06bfe05SJan Sjodin class MRT {
420a06bfe05SJan Sjodin protected:
421a06bfe05SJan Sjodin   RegionMRT *Parent;
422a06bfe05SJan Sjodin   unsigned BBSelectRegIn;
423a06bfe05SJan Sjodin   unsigned BBSelectRegOut;
424a06bfe05SJan Sjodin 
425a06bfe05SJan Sjodin public:
426d16eff81SEugene Zelenko   virtual ~MRT() = default;
427d16eff81SEugene Zelenko 
getBBSelectRegIn()428a06bfe05SJan Sjodin   unsigned getBBSelectRegIn() { return BBSelectRegIn; }
429a06bfe05SJan Sjodin 
getBBSelectRegOut()430a06bfe05SJan Sjodin   unsigned getBBSelectRegOut() { return BBSelectRegOut; }
431a06bfe05SJan Sjodin 
setBBSelectRegIn(unsigned Reg)432a06bfe05SJan Sjodin   void setBBSelectRegIn(unsigned Reg) { BBSelectRegIn = Reg; }
433a06bfe05SJan Sjodin 
setBBSelectRegOut(unsigned Reg)434a06bfe05SJan Sjodin   void setBBSelectRegOut(unsigned Reg) { BBSelectRegOut = Reg; }
435a06bfe05SJan Sjodin 
getRegionMRT()436a06bfe05SJan Sjodin   virtual RegionMRT *getRegionMRT() { return nullptr; }
437a06bfe05SJan Sjodin 
getMBBMRT()438a06bfe05SJan Sjodin   virtual MBBMRT *getMBBMRT() { return nullptr; }
439a06bfe05SJan Sjodin 
isRegion()440a06bfe05SJan Sjodin   bool isRegion() { return getRegionMRT() != nullptr; }
441a06bfe05SJan Sjodin 
isMBB()442a06bfe05SJan Sjodin   bool isMBB() { return getMBBMRT() != nullptr; }
443a06bfe05SJan Sjodin 
isRoot()444a06bfe05SJan Sjodin   bool isRoot() { return Parent == nullptr; }
445a06bfe05SJan Sjodin 
setParent(RegionMRT * Region)446a06bfe05SJan Sjodin   void setParent(RegionMRT *Region) { Parent = Region; }
447a06bfe05SJan Sjodin 
getParent()448a06bfe05SJan Sjodin   RegionMRT *getParent() { return Parent; }
449a06bfe05SJan Sjodin 
450a06bfe05SJan Sjodin   static MachineBasicBlock *
451a06bfe05SJan Sjodin   initializeMRT(MachineFunction &MF, const MachineRegionInfo *RegionInfo,
452a06bfe05SJan Sjodin                 DenseMap<MachineRegion *, RegionMRT *> &RegionMap);
453a06bfe05SJan Sjodin 
454a06bfe05SJan Sjodin   static RegionMRT *buildMRT(MachineFunction &MF,
455a06bfe05SJan Sjodin                              const MachineRegionInfo *RegionInfo,
456a06bfe05SJan Sjodin                              const SIInstrInfo *TII,
457a06bfe05SJan Sjodin                              MachineRegisterInfo *MRI);
458a06bfe05SJan Sjodin 
459a06bfe05SJan Sjodin   virtual void dump(const TargetRegisterInfo *TRI, int depth = 0) = 0;
460a06bfe05SJan Sjodin 
dumpDepth(int depth)461a06bfe05SJan Sjodin   void dumpDepth(int depth) {
462a06bfe05SJan Sjodin     for (int i = depth; i > 0; --i) {
463a06bfe05SJan Sjodin       dbgs() << "  ";
464a06bfe05SJan Sjodin     }
465a06bfe05SJan Sjodin   }
466a06bfe05SJan Sjodin };
467a06bfe05SJan Sjodin 
468a06bfe05SJan Sjodin class MBBMRT : public MRT {
469a06bfe05SJan Sjodin   MachineBasicBlock *MBB;
470a06bfe05SJan Sjodin 
471a06bfe05SJan Sjodin public:
MBBMRT(MachineBasicBlock * BB)472a06bfe05SJan Sjodin   MBBMRT(MachineBasicBlock *BB) : MBB(BB) {
473a06bfe05SJan Sjodin     setParent(nullptr);
474a06bfe05SJan Sjodin     setBBSelectRegOut(0);
475a06bfe05SJan Sjodin     setBBSelectRegIn(0);
476a06bfe05SJan Sjodin   }
477d16eff81SEugene Zelenko 
getMBBMRT()478d16eff81SEugene Zelenko   MBBMRT *getMBBMRT() override { return this; }
479d16eff81SEugene Zelenko 
getMBB()480d16eff81SEugene Zelenko   MachineBasicBlock *getMBB() { return MBB; }
481d16eff81SEugene Zelenko 
dump(const TargetRegisterInfo * TRI,int depth=0)482d16eff81SEugene Zelenko   void dump(const TargetRegisterInfo *TRI, int depth = 0) override {
483d16eff81SEugene Zelenko     dumpDepth(depth);
484d16eff81SEugene Zelenko     dbgs() << "MBB: " << getMBB()->getNumber();
4859d419d3bSFrancis Visoiu Mistrih     dbgs() << " In: " << printReg(getBBSelectRegIn(), TRI);
4869d419d3bSFrancis Visoiu Mistrih     dbgs() << ", Out: " << printReg(getBBSelectRegOut(), TRI) << "\n";
487d16eff81SEugene Zelenko   }
488a06bfe05SJan Sjodin };
489a06bfe05SJan Sjodin 
490a06bfe05SJan Sjodin class RegionMRT : public MRT {
491a06bfe05SJan Sjodin protected:
492a06bfe05SJan Sjodin   MachineRegion *Region;
493d16eff81SEugene Zelenko   LinearizedRegion *LRegion = nullptr;
494d16eff81SEugene Zelenko   MachineBasicBlock *Succ = nullptr;
495a06bfe05SJan Sjodin   SetVector<MRT *> Children;
496a06bfe05SJan Sjodin 
497a06bfe05SJan Sjodin public:
RegionMRT(MachineRegion * MachineRegion)498d16eff81SEugene Zelenko   RegionMRT(MachineRegion *MachineRegion) : Region(MachineRegion) {
499d16eff81SEugene Zelenko     setParent(nullptr);
500d16eff81SEugene Zelenko     setBBSelectRegOut(0);
501d16eff81SEugene Zelenko     setBBSelectRegIn(0);
502d16eff81SEugene Zelenko   }
503d16eff81SEugene Zelenko 
~RegionMRT()504d16eff81SEugene Zelenko   ~RegionMRT() override {
505d16eff81SEugene Zelenko     if (LRegion) {
506d16eff81SEugene Zelenko       delete LRegion;
507d16eff81SEugene Zelenko     }
508d16eff81SEugene Zelenko 
509d16eff81SEugene Zelenko     for (auto CI : Children) {
510d16eff81SEugene Zelenko       delete &(*CI);
511d16eff81SEugene Zelenko     }
512d16eff81SEugene Zelenko   }
513d16eff81SEugene Zelenko 
getRegionMRT()514d16eff81SEugene Zelenko   RegionMRT *getRegionMRT() override { return this; }
515a06bfe05SJan Sjodin 
setLinearizedRegion(LinearizedRegion * LinearizeRegion)516a06bfe05SJan Sjodin   void setLinearizedRegion(LinearizedRegion *LinearizeRegion) {
517a06bfe05SJan Sjodin     LRegion = LinearizeRegion;
518a06bfe05SJan Sjodin   }
519a06bfe05SJan Sjodin 
getLinearizedRegion()520a06bfe05SJan Sjodin   LinearizedRegion *getLinearizedRegion() { return LRegion; }
521a06bfe05SJan Sjodin 
getMachineRegion()522a06bfe05SJan Sjodin   MachineRegion *getMachineRegion() { return Region; }
523a06bfe05SJan Sjodin 
getInnerOutputRegister()524a06bfe05SJan Sjodin   unsigned getInnerOutputRegister() {
525a06bfe05SJan Sjodin     return (*(Children.begin()))->getBBSelectRegOut();
526a06bfe05SJan Sjodin   }
527a06bfe05SJan Sjodin 
addChild(MRT * Tree)528a06bfe05SJan Sjodin   void addChild(MRT *Tree) { Children.insert(Tree); }
529a06bfe05SJan Sjodin 
getChildren()530a06bfe05SJan Sjodin   SetVector<MRT *> *getChildren() { return &Children; }
531a06bfe05SJan Sjodin 
dump(const TargetRegisterInfo * TRI,int depth=0)532d16eff81SEugene Zelenko   void dump(const TargetRegisterInfo *TRI, int depth = 0) override {
533a06bfe05SJan Sjodin     dumpDepth(depth);
534a06bfe05SJan Sjodin     dbgs() << "Region: " << (void *)Region;
5359d419d3bSFrancis Visoiu Mistrih     dbgs() << " In: " << printReg(getBBSelectRegIn(), TRI);
5369d419d3bSFrancis Visoiu Mistrih     dbgs() << ", Out: " << printReg(getBBSelectRegOut(), TRI) << "\n";
537a06bfe05SJan Sjodin 
538a06bfe05SJan Sjodin     dumpDepth(depth);
539a06bfe05SJan Sjodin     if (getSucc())
540a06bfe05SJan Sjodin       dbgs() << "Succ: " << getSucc()->getNumber() << "\n";
541a06bfe05SJan Sjodin     else
542a06bfe05SJan Sjodin       dbgs() << "Succ: none \n";
543a06bfe05SJan Sjodin     for (auto MRTI : Children) {
544a06bfe05SJan Sjodin       MRTI->dump(TRI, depth + 1);
545a06bfe05SJan Sjodin     }
546a06bfe05SJan Sjodin   }
547a06bfe05SJan Sjodin 
getEntryTree()548a06bfe05SJan Sjodin   MRT *getEntryTree() { return Children.back(); }
549a06bfe05SJan Sjodin 
getExitTree()550a06bfe05SJan Sjodin   MRT *getExitTree() { return Children.front(); }
551a06bfe05SJan Sjodin 
getEntry()552a06bfe05SJan Sjodin   MachineBasicBlock *getEntry() {
553a06bfe05SJan Sjodin     MRT *Tree = Children.back();
554a06bfe05SJan Sjodin     return (Tree->isRegion()) ? Tree->getRegionMRT()->getEntry()
555a06bfe05SJan Sjodin                               : Tree->getMBBMRT()->getMBB();
556a06bfe05SJan Sjodin   }
557a06bfe05SJan Sjodin 
getExit()558a06bfe05SJan Sjodin   MachineBasicBlock *getExit() {
559a06bfe05SJan Sjodin     MRT *Tree = Children.front();
560a06bfe05SJan Sjodin     return (Tree->isRegion()) ? Tree->getRegionMRT()->getExit()
561a06bfe05SJan Sjodin                               : Tree->getMBBMRT()->getMBB();
562a06bfe05SJan Sjodin   }
563a06bfe05SJan Sjodin 
setSucc(MachineBasicBlock * MBB)564a06bfe05SJan Sjodin   void setSucc(MachineBasicBlock *MBB) { Succ = MBB; }
565a06bfe05SJan Sjodin 
getSucc()566a06bfe05SJan Sjodin   MachineBasicBlock *getSucc() { return Succ; }
567a06bfe05SJan Sjodin 
contains(MachineBasicBlock * MBB)568a06bfe05SJan Sjodin   bool contains(MachineBasicBlock *MBB) {
569a06bfe05SJan Sjodin     for (auto CI : Children) {
570a06bfe05SJan Sjodin       if (CI->isMBB()) {
571a06bfe05SJan Sjodin         if (MBB == CI->getMBBMRT()->getMBB()) {
572a06bfe05SJan Sjodin           return true;
573a06bfe05SJan Sjodin         }
574a06bfe05SJan Sjodin       } else {
575a06bfe05SJan Sjodin         if (CI->getRegionMRT()->contains(MBB)) {
576a06bfe05SJan Sjodin           return true;
577a06bfe05SJan Sjodin         } else if (CI->getRegionMRT()->getLinearizedRegion() != nullptr &&
578a06bfe05SJan Sjodin                    CI->getRegionMRT()->getLinearizedRegion()->contains(MBB)) {
579a06bfe05SJan Sjodin           return true;
580a06bfe05SJan Sjodin         }
581a06bfe05SJan Sjodin       }
582a06bfe05SJan Sjodin     }
583a06bfe05SJan Sjodin     return false;
584a06bfe05SJan Sjodin   }
585a06bfe05SJan Sjodin 
replaceLiveOutReg(unsigned Register,unsigned NewRegister)586a06bfe05SJan Sjodin   void replaceLiveOutReg(unsigned Register, unsigned NewRegister) {
587a06bfe05SJan Sjodin     LinearizedRegion *LRegion = getLinearizedRegion();
588a06bfe05SJan Sjodin     LRegion->replaceLiveOut(Register, NewRegister);
589a06bfe05SJan Sjodin     for (auto &CI : Children) {
590a06bfe05SJan Sjodin       if (CI->isRegion()) {
591a06bfe05SJan Sjodin         CI->getRegionMRT()->replaceLiveOutReg(Register, NewRegister);
592a06bfe05SJan Sjodin       }
593a06bfe05SJan Sjodin     }
594a06bfe05SJan Sjodin   }
595a06bfe05SJan Sjodin };
596a06bfe05SJan Sjodin 
597d16eff81SEugene Zelenko } // end anonymous namespace
598d16eff81SEugene Zelenko 
createBBSelectReg(const SIInstrInfo * TII,MachineRegisterInfo * MRI)599a06bfe05SJan Sjodin static unsigned createBBSelectReg(const SIInstrInfo *TII,
600a06bfe05SJan Sjodin                                   MachineRegisterInfo *MRI) {
601a06bfe05SJan Sjodin   return MRI->createVirtualRegister(TII->getPreferredSelectRegClass(32));
602a06bfe05SJan Sjodin }
603a06bfe05SJan Sjodin 
604a06bfe05SJan Sjodin MachineBasicBlock *
initializeMRT(MachineFunction & MF,const MachineRegionInfo * RegionInfo,DenseMap<MachineRegion *,RegionMRT * > & RegionMap)605a06bfe05SJan Sjodin MRT::initializeMRT(MachineFunction &MF, const MachineRegionInfo *RegionInfo,
606a06bfe05SJan Sjodin                    DenseMap<MachineRegion *, RegionMRT *> &RegionMap) {
607a06bfe05SJan Sjodin   for (auto &MFI : MF) {
608a06bfe05SJan Sjodin     MachineBasicBlock *ExitMBB = &MFI;
609c9fca53aSKazu Hirata     if (ExitMBB->succ_empty()) {
610a06bfe05SJan Sjodin       return ExitMBB;
611a06bfe05SJan Sjodin     }
612a06bfe05SJan Sjodin   }
613a06bfe05SJan Sjodin   llvm_unreachable("CFG has no exit block");
614a06bfe05SJan Sjodin   return nullptr;
615a06bfe05SJan Sjodin }
616a06bfe05SJan Sjodin 
buildMRT(MachineFunction & MF,const MachineRegionInfo * RegionInfo,const SIInstrInfo * TII,MachineRegisterInfo * MRI)617a06bfe05SJan Sjodin RegionMRT *MRT::buildMRT(MachineFunction &MF,
618a06bfe05SJan Sjodin                          const MachineRegionInfo *RegionInfo,
619a06bfe05SJan Sjodin                          const SIInstrInfo *TII, MachineRegisterInfo *MRI) {
620a06bfe05SJan Sjodin   SmallPtrSet<MachineRegion *, 4> PlacedRegions;
621a06bfe05SJan Sjodin   DenseMap<MachineRegion *, RegionMRT *> RegionMap;
622a06bfe05SJan Sjodin   MachineRegion *TopLevelRegion = RegionInfo->getTopLevelRegion();
623a06bfe05SJan Sjodin   RegionMRT *Result = new RegionMRT(TopLevelRegion);
624a06bfe05SJan Sjodin   RegionMap[TopLevelRegion] = Result;
625a06bfe05SJan Sjodin 
626a06bfe05SJan Sjodin   // Insert the exit block first, we need it to be the merge node
627a06bfe05SJan Sjodin   // for the top level region.
628a06bfe05SJan Sjodin   MachineBasicBlock *Exit = initializeMRT(MF, RegionInfo, RegionMap);
629a06bfe05SJan Sjodin 
630a06bfe05SJan Sjodin   unsigned BBSelectRegIn = createBBSelectReg(TII, MRI);
631a06bfe05SJan Sjodin   MBBMRT *ExitMRT = new MBBMRT(Exit);
632a06bfe05SJan Sjodin   RegionMap[RegionInfo->getRegionFor(Exit)]->addChild(ExitMRT);
633a06bfe05SJan Sjodin   ExitMRT->setBBSelectRegIn(BBSelectRegIn);
634a06bfe05SJan Sjodin 
635a06bfe05SJan Sjodin   for (auto MBBI : post_order(&(MF.front()))) {
636a06bfe05SJan Sjodin     MachineBasicBlock *MBB = &(*MBBI);
637a06bfe05SJan Sjodin 
638a06bfe05SJan Sjodin     // Skip Exit since we already added it
639a06bfe05SJan Sjodin     if (MBB == Exit) {
640a06bfe05SJan Sjodin       continue;
641a06bfe05SJan Sjodin     }
642a06bfe05SJan Sjodin 
643d34e60caSNicola Zaghen     LLVM_DEBUG(dbgs() << "Visiting " << printMBBReference(*MBB) << "\n");
644a06bfe05SJan Sjodin     MBBMRT *NewMBB = new MBBMRT(MBB);
645a06bfe05SJan Sjodin     MachineRegion *Region = RegionInfo->getRegionFor(MBB);
646a06bfe05SJan Sjodin 
647a06bfe05SJan Sjodin     // Ensure we have the MRT region
648a06bfe05SJan Sjodin     if (RegionMap.count(Region) == 0) {
649a06bfe05SJan Sjodin       RegionMRT *NewMRTRegion = new RegionMRT(Region);
650a06bfe05SJan Sjodin       RegionMap[Region] = NewMRTRegion;
651a06bfe05SJan Sjodin 
652a06bfe05SJan Sjodin       // Ensure all parents are in the RegionMap
653a06bfe05SJan Sjodin       MachineRegion *Parent = Region->getParent();
654a06bfe05SJan Sjodin       while (RegionMap.count(Parent) == 0) {
655a06bfe05SJan Sjodin         RegionMRT *NewMRTParent = new RegionMRT(Parent);
656a06bfe05SJan Sjodin         NewMRTParent->addChild(NewMRTRegion);
657a06bfe05SJan Sjodin         NewMRTRegion->setParent(NewMRTParent);
658a06bfe05SJan Sjodin         RegionMap[Parent] = NewMRTParent;
659a06bfe05SJan Sjodin         NewMRTRegion = NewMRTParent;
660a06bfe05SJan Sjodin         Parent = Parent->getParent();
661a06bfe05SJan Sjodin       }
662a06bfe05SJan Sjodin       RegionMap[Parent]->addChild(NewMRTRegion);
663a06bfe05SJan Sjodin       NewMRTRegion->setParent(RegionMap[Parent]);
664a06bfe05SJan Sjodin     }
665a06bfe05SJan Sjodin 
666a06bfe05SJan Sjodin     // Add MBB to Region MRT
667a06bfe05SJan Sjodin     RegionMap[Region]->addChild(NewMBB);
668a06bfe05SJan Sjodin     NewMBB->setParent(RegionMap[Region]);
669a06bfe05SJan Sjodin     RegionMap[Region]->setSucc(Region->getExit());
670a06bfe05SJan Sjodin   }
671a06bfe05SJan Sjodin   return Result;
672a06bfe05SJan Sjodin }
673a06bfe05SJan Sjodin 
storeLiveOutReg(MachineBasicBlock * MBB,Register Reg,MachineInstr * DefInstr,const MachineRegisterInfo * MRI,const TargetRegisterInfo * TRI,PHILinearize & PHIInfo)67434978602SJay Foad void LinearizedRegion::storeLiveOutReg(MachineBasicBlock *MBB, Register Reg,
675a06bfe05SJan Sjodin                                        MachineInstr *DefInstr,
676a06bfe05SJan Sjodin                                        const MachineRegisterInfo *MRI,
677a06bfe05SJan Sjodin                                        const TargetRegisterInfo *TRI,
678a06bfe05SJan Sjodin                                        PHILinearize &PHIInfo) {
67934978602SJay Foad   if (Reg.isVirtual()) {
680d34e60caSNicola Zaghen     LLVM_DEBUG(dbgs() << "Considering Register: " << printReg(Reg, TRI)
681d34e60caSNicola Zaghen                       << "\n");
682a06bfe05SJan Sjodin     // If this is a source register to a PHI we are chaining, it
683a06bfe05SJan Sjodin     // must be live out.
684a06bfe05SJan Sjodin     if (PHIInfo.isSource(Reg)) {
685d34e60caSNicola Zaghen       LLVM_DEBUG(dbgs() << "Add LiveOut (PHI): " << printReg(Reg, TRI) << "\n");
686a06bfe05SJan Sjodin       addLiveOut(Reg);
687a06bfe05SJan Sjodin     } else {
688a06bfe05SJan Sjodin       // If this is live out of the MBB
689a06bfe05SJan Sjodin       for (auto &UI : MRI->use_operands(Reg)) {
690a06bfe05SJan Sjodin         if (UI.getParent()->getParent() != MBB) {
691d34e60caSNicola Zaghen           LLVM_DEBUG(dbgs() << "Add LiveOut (MBB " << printMBBReference(*MBB)
6929d419d3bSFrancis Visoiu Mistrih                             << "): " << printReg(Reg, TRI) << "\n");
693a06bfe05SJan Sjodin           addLiveOut(Reg);
694a06bfe05SJan Sjodin         } else {
695a06bfe05SJan Sjodin           // If the use is in the same MBB we have to make sure
696a06bfe05SJan Sjodin           // it is after the def, otherwise it is live out in a loop
697a06bfe05SJan Sjodin           MachineInstr *UseInstr = UI.getParent();
698a06bfe05SJan Sjodin           for (MachineBasicBlock::instr_iterator
699a06bfe05SJan Sjodin                    MII = UseInstr->getIterator(),
700a06bfe05SJan Sjodin                    MIE = UseInstr->getParent()->instr_end();
701a06bfe05SJan Sjodin                MII != MIE; ++MII) {
702a06bfe05SJan Sjodin             if ((&(*MII)) == DefInstr) {
703d34e60caSNicola Zaghen               LLVM_DEBUG(dbgs() << "Add LiveOut (Loop): " << printReg(Reg, TRI)
704a06bfe05SJan Sjodin                                 << "\n");
705a06bfe05SJan Sjodin               addLiveOut(Reg);
706a06bfe05SJan Sjodin             }
707a06bfe05SJan Sjodin           }
708a06bfe05SJan Sjodin         }
709a06bfe05SJan Sjodin       }
710a06bfe05SJan Sjodin     }
711a06bfe05SJan Sjodin   }
712a06bfe05SJan Sjodin }
713a06bfe05SJan Sjodin 
storeLiveOutRegRegion(RegionMRT * Region,Register Reg,MachineInstr * DefInstr,const MachineRegisterInfo * MRI,const TargetRegisterInfo * TRI,PHILinearize & PHIInfo)71434978602SJay Foad void LinearizedRegion::storeLiveOutRegRegion(RegionMRT *Region, Register Reg,
715a06bfe05SJan Sjodin                                              MachineInstr *DefInstr,
716a06bfe05SJan Sjodin                                              const MachineRegisterInfo *MRI,
717a06bfe05SJan Sjodin                                              const TargetRegisterInfo *TRI,
718a06bfe05SJan Sjodin                                              PHILinearize &PHIInfo) {
71934978602SJay Foad   if (Reg.isVirtual()) {
720d34e60caSNicola Zaghen     LLVM_DEBUG(dbgs() << "Considering Register: " << printReg(Reg, TRI)
721d34e60caSNicola Zaghen                       << "\n");
722a06bfe05SJan Sjodin     for (auto &UI : MRI->use_operands(Reg)) {
723a06bfe05SJan Sjodin       if (!Region->contains(UI.getParent()->getParent())) {
724d34e60caSNicola Zaghen         LLVM_DEBUG(dbgs() << "Add LiveOut (Region " << (void *)Region
7259d419d3bSFrancis Visoiu Mistrih                           << "): " << printReg(Reg, TRI) << "\n");
726a06bfe05SJan Sjodin         addLiveOut(Reg);
727a06bfe05SJan Sjodin       }
728a06bfe05SJan Sjodin     }
729a06bfe05SJan Sjodin   }
730a06bfe05SJan Sjodin }
731a06bfe05SJan Sjodin 
storeLiveOuts(MachineBasicBlock * MBB,const MachineRegisterInfo * MRI,const TargetRegisterInfo * TRI,PHILinearize & PHIInfo)732a06bfe05SJan Sjodin void LinearizedRegion::storeLiveOuts(MachineBasicBlock *MBB,
733a06bfe05SJan Sjodin                                      const MachineRegisterInfo *MRI,
734a06bfe05SJan Sjodin                                      const TargetRegisterInfo *TRI,
735a06bfe05SJan Sjodin                                      PHILinearize &PHIInfo) {
736d34e60caSNicola Zaghen   LLVM_DEBUG(dbgs() << "-Store Live Outs Begin (" << printMBBReference(*MBB)
73725528d6dSFrancis Visoiu Mistrih                     << ")-\n");
738a06bfe05SJan Sjodin   for (auto &II : *MBB) {
739a06bfe05SJan Sjodin     for (auto &RI : II.defs()) {
740a06bfe05SJan Sjodin       storeLiveOutReg(MBB, RI.getReg(), RI.getParent(), MRI, TRI, PHIInfo);
741a06bfe05SJan Sjodin     }
742a06bfe05SJan Sjodin     for (auto &IRI : II.implicit_operands()) {
743a06bfe05SJan Sjodin       if (IRI.isDef()) {
744a06bfe05SJan Sjodin         storeLiveOutReg(MBB, IRI.getReg(), IRI.getParent(), MRI, TRI, PHIInfo);
745a06bfe05SJan Sjodin       }
746a06bfe05SJan Sjodin     }
747a06bfe05SJan Sjodin   }
748a06bfe05SJan Sjodin 
749a06bfe05SJan Sjodin   // If we have a successor with a PHI, source coming from this MBB we have to
750a06bfe05SJan Sjodin   // add the register as live out
751e4bab218SKazu Hirata   for (MachineBasicBlock *Succ : MBB->successors()) {
752e4bab218SKazu Hirata     for (auto &II : *Succ) {
753a06bfe05SJan Sjodin       if (II.isPHI()) {
754a06bfe05SJan Sjodin         MachineInstr &PHI = II;
755a06bfe05SJan Sjodin         int numPreds = getPHINumInputs(PHI);
756a06bfe05SJan Sjodin         for (int i = 0; i < numPreds; ++i) {
757a06bfe05SJan Sjodin           if (getPHIPred(PHI, i) == MBB) {
758a06bfe05SJan Sjodin             unsigned PHIReg = getPHISourceReg(PHI, i);
759d34e60caSNicola Zaghen             LLVM_DEBUG(dbgs()
760d34e60caSNicola Zaghen                        << "Add LiveOut (PhiSource " << printMBBReference(*MBB)
761e4bab218SKazu Hirata                        << " -> " << printMBBReference(*Succ)
7629d419d3bSFrancis Visoiu Mistrih                        << "): " << printReg(PHIReg, TRI) << "\n");
763a06bfe05SJan Sjodin             addLiveOut(PHIReg);
764a06bfe05SJan Sjodin           }
765a06bfe05SJan Sjodin         }
766a06bfe05SJan Sjodin       }
767a06bfe05SJan Sjodin     }
768a06bfe05SJan Sjodin   }
769a06bfe05SJan Sjodin 
770d34e60caSNicola Zaghen   LLVM_DEBUG(dbgs() << "-Store Live Outs Endn-\n");
771a06bfe05SJan Sjodin }
772a06bfe05SJan Sjodin 
storeMBBLiveOuts(MachineBasicBlock * MBB,const MachineRegisterInfo * MRI,const TargetRegisterInfo * TRI,PHILinearize & PHIInfo,RegionMRT * TopRegion)773a06bfe05SJan Sjodin void LinearizedRegion::storeMBBLiveOuts(MachineBasicBlock *MBB,
774a06bfe05SJan Sjodin                                         const MachineRegisterInfo *MRI,
775a06bfe05SJan Sjodin                                         const TargetRegisterInfo *TRI,
776a06bfe05SJan Sjodin                                         PHILinearize &PHIInfo,
777a06bfe05SJan Sjodin                                         RegionMRT *TopRegion) {
778a06bfe05SJan Sjodin   for (auto &II : *MBB) {
779a06bfe05SJan Sjodin     for (auto &RI : II.defs()) {
780a06bfe05SJan Sjodin       storeLiveOutRegRegion(TopRegion, RI.getReg(), RI.getParent(), MRI, TRI,
781a06bfe05SJan Sjodin                             PHIInfo);
782a06bfe05SJan Sjodin     }
783a06bfe05SJan Sjodin     for (auto &IRI : II.implicit_operands()) {
784a06bfe05SJan Sjodin       if (IRI.isDef()) {
785a06bfe05SJan Sjodin         storeLiveOutRegRegion(TopRegion, IRI.getReg(), IRI.getParent(), MRI,
786a06bfe05SJan Sjodin                               TRI, PHIInfo);
787a06bfe05SJan Sjodin       }
788a06bfe05SJan Sjodin     }
789a06bfe05SJan Sjodin   }
790a06bfe05SJan Sjodin }
791a06bfe05SJan Sjodin 
storeLiveOuts(RegionMRT * Region,const MachineRegisterInfo * MRI,const TargetRegisterInfo * TRI,PHILinearize & PHIInfo,RegionMRT * CurrentTopRegion)792a06bfe05SJan Sjodin void LinearizedRegion::storeLiveOuts(RegionMRT *Region,
793a06bfe05SJan Sjodin                                      const MachineRegisterInfo *MRI,
794a06bfe05SJan Sjodin                                      const TargetRegisterInfo *TRI,
795a06bfe05SJan Sjodin                                      PHILinearize &PHIInfo,
796a06bfe05SJan Sjodin                                      RegionMRT *CurrentTopRegion) {
797a06bfe05SJan Sjodin   MachineBasicBlock *Exit = Region->getSucc();
798a06bfe05SJan Sjodin 
799a06bfe05SJan Sjodin   RegionMRT *TopRegion =
800a06bfe05SJan Sjodin       CurrentTopRegion == nullptr ? Region : CurrentTopRegion;
801a06bfe05SJan Sjodin 
802a06bfe05SJan Sjodin   // Check if exit is end of function, if so, no live outs.
803a06bfe05SJan Sjodin   if (Exit == nullptr)
804a06bfe05SJan Sjodin     return;
805a06bfe05SJan Sjodin 
806a06bfe05SJan Sjodin   auto Children = Region->getChildren();
807a06bfe05SJan Sjodin   for (auto CI : *Children) {
808a06bfe05SJan Sjodin     if (CI->isMBB()) {
809a06bfe05SJan Sjodin       auto MBB = CI->getMBBMRT()->getMBB();
810a06bfe05SJan Sjodin       storeMBBLiveOuts(MBB, MRI, TRI, PHIInfo, TopRegion);
811a06bfe05SJan Sjodin     } else {
812a06bfe05SJan Sjodin       LinearizedRegion *SubRegion = CI->getRegionMRT()->getLinearizedRegion();
813a06bfe05SJan Sjodin       // We should be limited to only store registers that are live out from the
814dc6e8dfdSJacob Lambert       // linearized region
815a06bfe05SJan Sjodin       for (auto MBBI : SubRegion->MBBs) {
816a06bfe05SJan Sjodin         storeMBBLiveOuts(MBBI, MRI, TRI, PHIInfo, TopRegion);
817a06bfe05SJan Sjodin       }
818a06bfe05SJan Sjodin     }
819a06bfe05SJan Sjodin   }
820a06bfe05SJan Sjodin 
821a06bfe05SJan Sjodin   if (CurrentTopRegion == nullptr) {
822a06bfe05SJan Sjodin     auto Succ = Region->getSucc();
823a06bfe05SJan Sjodin     for (auto &II : *Succ) {
824a06bfe05SJan Sjodin       if (II.isPHI()) {
825a06bfe05SJan Sjodin         MachineInstr &PHI = II;
826a06bfe05SJan Sjodin         int numPreds = getPHINumInputs(PHI);
827a06bfe05SJan Sjodin         for (int i = 0; i < numPreds; ++i) {
828a06bfe05SJan Sjodin           if (Region->contains(getPHIPred(PHI, i))) {
829a06bfe05SJan Sjodin             unsigned PHIReg = getPHISourceReg(PHI, i);
830d34e60caSNicola Zaghen             LLVM_DEBUG(dbgs() << "Add Region LiveOut (" << (void *)Region
8319d419d3bSFrancis Visoiu Mistrih                               << "): " << printReg(PHIReg, TRI) << "\n");
832a06bfe05SJan Sjodin             addLiveOut(PHIReg);
833a06bfe05SJan Sjodin           }
834a06bfe05SJan Sjodin         }
835a06bfe05SJan Sjodin       }
836a06bfe05SJan Sjodin     }
837a06bfe05SJan Sjodin   }
838a06bfe05SJan Sjodin }
839a06bfe05SJan Sjodin 
8406b3216aaSFlorian Hahn #ifndef NDEBUG
print(raw_ostream & OS,const TargetRegisterInfo * TRI)841a06bfe05SJan Sjodin void LinearizedRegion::print(raw_ostream &OS, const TargetRegisterInfo *TRI) {
842a06bfe05SJan Sjodin   OS << "Linearized Region {";
843a06bfe05SJan Sjodin   bool IsFirst = true;
8442d903cc9SMark de Wever   for (auto MBB : MBBs) {
845a06bfe05SJan Sjodin     if (IsFirst) {
846a06bfe05SJan Sjodin       IsFirst = false;
847a06bfe05SJan Sjodin     } else {
848a06bfe05SJan Sjodin       OS << " ,";
849a06bfe05SJan Sjodin     }
850a06bfe05SJan Sjodin     OS << MBB->getNumber();
851a06bfe05SJan Sjodin   }
852a06bfe05SJan Sjodin   OS << "} (" << Entry->getNumber() << ", "
853a06bfe05SJan Sjodin      << (Exit == nullptr ? -1 : Exit->getNumber())
8549d419d3bSFrancis Visoiu Mistrih      << "): In:" << printReg(getBBSelectRegIn(), TRI)
8559d419d3bSFrancis Visoiu Mistrih      << " Out:" << printReg(getBBSelectRegOut(), TRI) << " {";
856a06bfe05SJan Sjodin   for (auto &LI : LiveOuts) {
8579d419d3bSFrancis Visoiu Mistrih     OS << printReg(LI, TRI) << " ";
858a06bfe05SJan Sjodin   }
859a06bfe05SJan Sjodin   OS << "} \n";
860a06bfe05SJan Sjodin }
8616b3216aaSFlorian Hahn #endif
862a06bfe05SJan Sjodin 
getBBSelectRegIn()863a06bfe05SJan Sjodin unsigned LinearizedRegion::getBBSelectRegIn() {
864a06bfe05SJan Sjodin   return getRegionMRT()->getBBSelectRegIn();
865a06bfe05SJan Sjodin }
866a06bfe05SJan Sjodin 
getBBSelectRegOut()867a06bfe05SJan Sjodin unsigned LinearizedRegion::getBBSelectRegOut() {
868a06bfe05SJan Sjodin   return getRegionMRT()->getBBSelectRegOut();
869a06bfe05SJan Sjodin }
870a06bfe05SJan Sjodin 
setHasLoop(bool Value)871a06bfe05SJan Sjodin void LinearizedRegion::setHasLoop(bool Value) { HasLoop = Value; }
872a06bfe05SJan Sjodin 
getHasLoop()873a06bfe05SJan Sjodin bool LinearizedRegion::getHasLoop() { return HasLoop; }
874a06bfe05SJan Sjodin 
addLiveOut(unsigned VReg)875a06bfe05SJan Sjodin void LinearizedRegion::addLiveOut(unsigned VReg) { LiveOuts.insert(VReg); }
876a06bfe05SJan Sjodin 
removeLiveOut(unsigned Reg)877a06bfe05SJan Sjodin void LinearizedRegion::removeLiveOut(unsigned Reg) {
878a06bfe05SJan Sjodin   if (isLiveOut(Reg))
879a06bfe05SJan Sjodin     LiveOuts.erase(Reg);
880a06bfe05SJan Sjodin }
881a06bfe05SJan Sjodin 
replaceLiveOut(unsigned OldReg,unsigned NewReg)882a06bfe05SJan Sjodin void LinearizedRegion::replaceLiveOut(unsigned OldReg, unsigned NewReg) {
883a06bfe05SJan Sjodin   if (isLiveOut(OldReg)) {
884a06bfe05SJan Sjodin     removeLiveOut(OldReg);
885a06bfe05SJan Sjodin     addLiveOut(NewReg);
886a06bfe05SJan Sjodin   }
887a06bfe05SJan Sjodin }
888a06bfe05SJan Sjodin 
replaceRegister(unsigned Register,class Register NewRegister,MachineRegisterInfo * MRI,bool ReplaceInside,bool ReplaceOutside,bool IncludeLoopPHI)88934978602SJay Foad void LinearizedRegion::replaceRegister(unsigned Register,
89034978602SJay Foad                                        class Register NewRegister,
891a06bfe05SJan Sjodin                                        MachineRegisterInfo *MRI,
892a06bfe05SJan Sjodin                                        bool ReplaceInside, bool ReplaceOutside,
893a06bfe05SJan Sjodin                                        bool IncludeLoopPHI) {
894a06bfe05SJan Sjodin   assert(Register != NewRegister && "Cannot replace a reg with itself");
895a06bfe05SJan Sjodin 
896d34e60caSNicola Zaghen   LLVM_DEBUG(
897dc6e8dfdSJacob Lambert       dbgs() << "Preparing to replace register (region): "
8989d419d3bSFrancis Visoiu Mistrih              << printReg(Register, MRI->getTargetRegisterInfo()) << " with "
8999d419d3bSFrancis Visoiu Mistrih              << printReg(NewRegister, MRI->getTargetRegisterInfo()) << "\n");
900a06bfe05SJan Sjodin 
901a06bfe05SJan Sjodin   // If we are replacing outside, we also need to update the LiveOuts
902a06bfe05SJan Sjodin   if (ReplaceOutside &&
903a06bfe05SJan Sjodin       (isLiveOut(Register) || this->getParent()->isLiveOut(Register))) {
904a06bfe05SJan Sjodin     LinearizedRegion *Current = this;
905a06bfe05SJan Sjodin     while (Current != nullptr && Current->getEntry() != nullptr) {
906d34e60caSNicola Zaghen       LLVM_DEBUG(dbgs() << "Region before register replace\n");
907d34e60caSNicola Zaghen       LLVM_DEBUG(Current->print(dbgs(), MRI->getTargetRegisterInfo()));
908a06bfe05SJan Sjodin       Current->replaceLiveOut(Register, NewRegister);
909d34e60caSNicola Zaghen       LLVM_DEBUG(dbgs() << "Region after register replace\n");
910d34e60caSNicola Zaghen       LLVM_DEBUG(Current->print(dbgs(), MRI->getTargetRegisterInfo()));
911a06bfe05SJan Sjodin       Current = Current->getParent();
912a06bfe05SJan Sjodin     }
913a06bfe05SJan Sjodin   }
914a06bfe05SJan Sjodin 
915a06bfe05SJan Sjodin   for (MachineRegisterInfo::reg_iterator I = MRI->reg_begin(Register),
916a06bfe05SJan Sjodin                                          E = MRI->reg_end();
917a06bfe05SJan Sjodin        I != E;) {
918a06bfe05SJan Sjodin     MachineOperand &O = *I;
919a06bfe05SJan Sjodin     ++I;
920a06bfe05SJan Sjodin 
921a06bfe05SJan Sjodin     // We don't rewrite defs.
922a06bfe05SJan Sjodin     if (O.isDef())
923a06bfe05SJan Sjodin       continue;
924a06bfe05SJan Sjodin 
925a06bfe05SJan Sjodin     bool IsInside = contains(O.getParent()->getParent());
926a06bfe05SJan Sjodin     bool IsLoopPHI = IsInside && (O.getParent()->isPHI() &&
927a06bfe05SJan Sjodin                                   O.getParent()->getParent() == getEntry());
928a06bfe05SJan Sjodin     bool ShouldReplace = (IsInside && ReplaceInside) ||
929a06bfe05SJan Sjodin                          (!IsInside && ReplaceOutside) ||
930a06bfe05SJan Sjodin                          (IncludeLoopPHI && IsLoopPHI);
931a06bfe05SJan Sjodin     if (ShouldReplace) {
932a06bfe05SJan Sjodin 
93334978602SJay Foad       if (NewRegister.isPhysical()) {
934d34e60caSNicola Zaghen         LLVM_DEBUG(dbgs() << "Trying to substitute physical register: "
9359d419d3bSFrancis Visoiu Mistrih                           << printReg(NewRegister, MRI->getTargetRegisterInfo())
936a06bfe05SJan Sjodin                           << "\n");
937a06bfe05SJan Sjodin         llvm_unreachable("Cannot substitute physical registers");
938a06bfe05SJan Sjodin       } else {
939d34e60caSNicola Zaghen         LLVM_DEBUG(dbgs() << "Replacing register (region): "
9409d419d3bSFrancis Visoiu Mistrih                           << printReg(Register, MRI->getTargetRegisterInfo())
941a06bfe05SJan Sjodin                           << " with "
9429d419d3bSFrancis Visoiu Mistrih                           << printReg(NewRegister, MRI->getTargetRegisterInfo())
943a06bfe05SJan Sjodin                           << "\n");
944a06bfe05SJan Sjodin         O.setReg(NewRegister);
945a06bfe05SJan Sjodin       }
946a06bfe05SJan Sjodin     }
947a06bfe05SJan Sjodin   }
948a06bfe05SJan Sjodin }
949a06bfe05SJan Sjodin 
replaceRegisterInsideRegion(unsigned Register,unsigned NewRegister,bool IncludeLoopPHIs,MachineRegisterInfo * MRI)950a06bfe05SJan Sjodin void LinearizedRegion::replaceRegisterInsideRegion(unsigned Register,
951a06bfe05SJan Sjodin                                                    unsigned NewRegister,
952a06bfe05SJan Sjodin                                                    bool IncludeLoopPHIs,
953a06bfe05SJan Sjodin                                                    MachineRegisterInfo *MRI) {
954a06bfe05SJan Sjodin   replaceRegister(Register, NewRegister, MRI, true, false, IncludeLoopPHIs);
955a06bfe05SJan Sjodin }
956a06bfe05SJan Sjodin 
replaceRegisterOutsideRegion(unsigned Register,unsigned NewRegister,bool IncludeLoopPHIs,MachineRegisterInfo * MRI)957a06bfe05SJan Sjodin void LinearizedRegion::replaceRegisterOutsideRegion(unsigned Register,
958a06bfe05SJan Sjodin                                                     unsigned NewRegister,
959a06bfe05SJan Sjodin                                                     bool IncludeLoopPHIs,
960a06bfe05SJan Sjodin                                                     MachineRegisterInfo *MRI) {
961a06bfe05SJan Sjodin   replaceRegister(Register, NewRegister, MRI, false, true, IncludeLoopPHIs);
962a06bfe05SJan Sjodin }
963a06bfe05SJan Sjodin 
getLiveOuts()964a06bfe05SJan Sjodin DenseSet<unsigned> *LinearizedRegion::getLiveOuts() { return &LiveOuts; }
965a06bfe05SJan Sjodin 
setEntry(MachineBasicBlock * NewEntry)966a06bfe05SJan Sjodin void LinearizedRegion::setEntry(MachineBasicBlock *NewEntry) {
967a06bfe05SJan Sjodin   Entry = NewEntry;
968a06bfe05SJan Sjodin }
969a06bfe05SJan Sjodin 
getEntry()970a06bfe05SJan Sjodin MachineBasicBlock *LinearizedRegion::getEntry() { return Entry; }
971a06bfe05SJan Sjodin 
setExit(MachineBasicBlock * NewExit)972a06bfe05SJan Sjodin void LinearizedRegion::setExit(MachineBasicBlock *NewExit) { Exit = NewExit; }
973a06bfe05SJan Sjodin 
getExit()974a06bfe05SJan Sjodin MachineBasicBlock *LinearizedRegion::getExit() { return Exit; }
975a06bfe05SJan Sjodin 
addMBB(MachineBasicBlock * MBB)976a06bfe05SJan Sjodin void LinearizedRegion::addMBB(MachineBasicBlock *MBB) { MBBs.insert(MBB); }
977a06bfe05SJan Sjodin 
addMBBs(LinearizedRegion * InnerRegion)978a06bfe05SJan Sjodin void LinearizedRegion::addMBBs(LinearizedRegion *InnerRegion) {
9792d903cc9SMark de Wever   for (auto MBB : InnerRegion->MBBs) {
980a06bfe05SJan Sjodin     addMBB(MBB);
981a06bfe05SJan Sjodin   }
982a06bfe05SJan Sjodin }
983a06bfe05SJan Sjodin 
contains(MachineBasicBlock * MBB)984a06bfe05SJan Sjodin bool LinearizedRegion::contains(MachineBasicBlock *MBB) {
985b7c5e0b0SKazu Hirata   return MBBs.contains(MBB);
986a06bfe05SJan Sjodin }
987a06bfe05SJan Sjodin 
isLiveOut(unsigned Reg)988a06bfe05SJan Sjodin bool LinearizedRegion::isLiveOut(unsigned Reg) {
989b7c5e0b0SKazu Hirata   return LiveOuts.contains(Reg);
990a06bfe05SJan Sjodin }
991a06bfe05SJan Sjodin 
hasNoDef(unsigned Reg,MachineRegisterInfo * MRI)992a06bfe05SJan Sjodin bool LinearizedRegion::hasNoDef(unsigned Reg, MachineRegisterInfo *MRI) {
993a06bfe05SJan Sjodin   return MRI->def_begin(Reg) == MRI->def_end();
994a06bfe05SJan Sjodin }
995a06bfe05SJan Sjodin 
996a06bfe05SJan Sjodin // After the code has been structurized, what was flagged as kills
997a06bfe05SJan Sjodin // before are no longer register kills.
removeFalseRegisterKills(MachineRegisterInfo * MRI)998a06bfe05SJan Sjodin void LinearizedRegion::removeFalseRegisterKills(MachineRegisterInfo *MRI) {
999a06bfe05SJan Sjodin   const TargetRegisterInfo *TRI = MRI->getTargetRegisterInfo();
100012961ff0SDaniel Sanders   (void)TRI; // It's used by LLVM_DEBUG.
100112961ff0SDaniel Sanders 
1002a06bfe05SJan Sjodin   for (auto MBBI : MBBs) {
1003a06bfe05SJan Sjodin     MachineBasicBlock *MBB = MBBI;
1004a06bfe05SJan Sjodin     for (auto &II : *MBB) {
1005a06bfe05SJan Sjodin       for (auto &RI : II.uses()) {
1006a06bfe05SJan Sjodin         if (RI.isReg()) {
10070c476111SDaniel Sanders           Register Reg = RI.getReg();
100834978602SJay Foad           if (Reg.isVirtual()) {
1009a06bfe05SJan Sjodin             if (hasNoDef(Reg, MRI))
1010a06bfe05SJan Sjodin               continue;
1011a06bfe05SJan Sjodin             if (!MRI->hasOneDef(Reg)) {
1012d34e60caSNicola Zaghen               LLVM_DEBUG(this->getEntry()->getParent()->dump());
1013d34e60caSNicola Zaghen               LLVM_DEBUG(dbgs() << printReg(Reg, TRI) << "\n");
1014a06bfe05SJan Sjodin             }
1015a06bfe05SJan Sjodin 
1016a06bfe05SJan Sjodin             if (MRI->def_begin(Reg) == MRI->def_end()) {
1017d34e60caSNicola Zaghen               LLVM_DEBUG(dbgs() << "Register "
10189d419d3bSFrancis Visoiu Mistrih                                 << printReg(Reg, MRI->getTargetRegisterInfo())
1019a06bfe05SJan Sjodin                                 << " has NO defs\n");
1020a06bfe05SJan Sjodin             } else if (!MRI->hasOneDef(Reg)) {
1021d34e60caSNicola Zaghen               LLVM_DEBUG(dbgs() << "Register "
10229d419d3bSFrancis Visoiu Mistrih                                 << printReg(Reg, MRI->getTargetRegisterInfo())
1023a06bfe05SJan Sjodin                                 << " has multiple defs\n");
1024a06bfe05SJan Sjodin             }
1025a06bfe05SJan Sjodin 
1026a06bfe05SJan Sjodin             assert(MRI->hasOneDef(Reg) && "Register has multiple definitions");
1027a06bfe05SJan Sjodin             MachineOperand *Def = &(*(MRI->def_begin(Reg)));
1028a06bfe05SJan Sjodin             MachineOperand *UseOperand = &(RI);
1029a06bfe05SJan Sjodin             bool UseIsOutsideDefMBB = Def->getParent()->getParent() != MBB;
1030a06bfe05SJan Sjodin             if (UseIsOutsideDefMBB && UseOperand->isKill()) {
1031d34e60caSNicola Zaghen               LLVM_DEBUG(dbgs() << "Removing kill flag on register: "
10329d419d3bSFrancis Visoiu Mistrih                                 << printReg(Reg, TRI) << "\n");
1033a06bfe05SJan Sjodin               UseOperand->setIsKill(false);
1034a06bfe05SJan Sjodin             }
1035a06bfe05SJan Sjodin           }
1036a06bfe05SJan Sjodin         }
1037a06bfe05SJan Sjodin       }
1038a06bfe05SJan Sjodin     }
1039a06bfe05SJan Sjodin   }
1040a06bfe05SJan Sjodin }
1041a06bfe05SJan Sjodin 
initLiveOut(RegionMRT * Region,const MachineRegisterInfo * MRI,const TargetRegisterInfo * TRI,PHILinearize & PHIInfo)1042a06bfe05SJan Sjodin void LinearizedRegion::initLiveOut(RegionMRT *Region,
1043a06bfe05SJan Sjodin                                    const MachineRegisterInfo *MRI,
1044a06bfe05SJan Sjodin                                    const TargetRegisterInfo *TRI,
1045a06bfe05SJan Sjodin                                    PHILinearize &PHIInfo) {
1046a06bfe05SJan Sjodin   storeLiveOuts(Region, MRI, TRI, PHIInfo);
1047a06bfe05SJan Sjodin }
1048a06bfe05SJan Sjodin 
LinearizedRegion(MachineBasicBlock * MBB,const MachineRegisterInfo * MRI,const TargetRegisterInfo * TRI,PHILinearize & PHIInfo)1049a06bfe05SJan Sjodin LinearizedRegion::LinearizedRegion(MachineBasicBlock *MBB,
1050a06bfe05SJan Sjodin                                    const MachineRegisterInfo *MRI,
1051a06bfe05SJan Sjodin                                    const TargetRegisterInfo *TRI,
1052a06bfe05SJan Sjodin                                    PHILinearize &PHIInfo) {
1053a06bfe05SJan Sjodin   setEntry(MBB);
1054a06bfe05SJan Sjodin   setExit(MBB);
1055a06bfe05SJan Sjodin   storeLiveOuts(MBB, MRI, TRI, PHIInfo);
1056a06bfe05SJan Sjodin   MBBs.insert(MBB);
1057a06bfe05SJan Sjodin   Parent = nullptr;
1058a06bfe05SJan Sjodin }
1059a06bfe05SJan Sjodin 
LinearizedRegion()1060a06bfe05SJan Sjodin LinearizedRegion::LinearizedRegion() {
1061a06bfe05SJan Sjodin   setEntry(nullptr);
1062a06bfe05SJan Sjodin   setExit(nullptr);
1063a06bfe05SJan Sjodin   Parent = nullptr;
1064a06bfe05SJan Sjodin }
1065a06bfe05SJan Sjodin 
1066d16eff81SEugene Zelenko namespace {
1067a06bfe05SJan Sjodin 
1068a06bfe05SJan Sjodin class AMDGPUMachineCFGStructurizer : public MachineFunctionPass {
1069a06bfe05SJan Sjodin private:
1070a06bfe05SJan Sjodin   const MachineRegionInfo *Regions;
1071a06bfe05SJan Sjodin   const SIInstrInfo *TII;
1072a06bfe05SJan Sjodin   const TargetRegisterInfo *TRI;
1073a06bfe05SJan Sjodin   MachineRegisterInfo *MRI;
1074a06bfe05SJan Sjodin   PHILinearize PHIInfo;
1075a06bfe05SJan Sjodin   DenseMap<MachineBasicBlock *, MachineBasicBlock *> FallthroughMap;
1076d16eff81SEugene Zelenko   RegionMRT *RMRT;
1077a06bfe05SJan Sjodin 
1078a06bfe05SJan Sjodin   void getPHIRegionIndices(RegionMRT *Region, MachineInstr &PHI,
1079a06bfe05SJan Sjodin                            SmallVector<unsigned, 2> &RegionIndices);
1080a06bfe05SJan Sjodin   void getPHIRegionIndices(LinearizedRegion *Region, MachineInstr &PHI,
1081a06bfe05SJan Sjodin                            SmallVector<unsigned, 2> &RegionIndices);
1082a06bfe05SJan Sjodin   void getPHINonRegionIndices(LinearizedRegion *Region, MachineInstr &PHI,
1083a06bfe05SJan Sjodin                               SmallVector<unsigned, 2> &PHINonRegionIndices);
1084a06bfe05SJan Sjodin 
1085a06bfe05SJan Sjodin   void storePHILinearizationInfoDest(
1086a06bfe05SJan Sjodin       unsigned LDestReg, MachineInstr &PHI,
1087a06bfe05SJan Sjodin       SmallVector<unsigned, 2> *RegionIndices = nullptr);
1088a06bfe05SJan Sjodin 
1089a06bfe05SJan Sjodin   unsigned storePHILinearizationInfo(MachineInstr &PHI,
1090a06bfe05SJan Sjodin                                      SmallVector<unsigned, 2> *RegionIndices);
1091a06bfe05SJan Sjodin 
1092a06bfe05SJan Sjodin   void extractKilledPHIs(MachineBasicBlock *MBB);
1093a06bfe05SJan Sjodin 
1094a06bfe05SJan Sjodin   bool shrinkPHI(MachineInstr &PHI, SmallVector<unsigned, 2> &PHIIndices,
1095a06bfe05SJan Sjodin                  unsigned *ReplaceReg);
1096a06bfe05SJan Sjodin 
1097a06bfe05SJan Sjodin   bool shrinkPHI(MachineInstr &PHI, unsigned CombinedSourceReg,
1098a06bfe05SJan Sjodin                  MachineBasicBlock *SourceMBB,
1099a06bfe05SJan Sjodin                  SmallVector<unsigned, 2> &PHIIndices, unsigned *ReplaceReg);
1100a06bfe05SJan Sjodin 
1101a06bfe05SJan Sjodin   void replacePHI(MachineInstr &PHI, unsigned CombinedSourceReg,
1102a06bfe05SJan Sjodin                   MachineBasicBlock *LastMerge,
1103a06bfe05SJan Sjodin                   SmallVector<unsigned, 2> &PHIRegionIndices);
1104a06bfe05SJan Sjodin   void replaceEntryPHI(MachineInstr &PHI, unsigned CombinedSourceReg,
1105a06bfe05SJan Sjodin                        MachineBasicBlock *IfMBB,
1106a06bfe05SJan Sjodin                        SmallVector<unsigned, 2> &PHIRegionIndices);
1107a06bfe05SJan Sjodin   void replaceLiveOutRegs(MachineInstr &PHI,
1108a06bfe05SJan Sjodin                           SmallVector<unsigned, 2> &PHIRegionIndices,
1109a06bfe05SJan Sjodin                           unsigned CombinedSourceReg,
1110a06bfe05SJan Sjodin                           LinearizedRegion *LRegion);
1111a06bfe05SJan Sjodin   void rewriteRegionExitPHI(RegionMRT *Region, MachineBasicBlock *LastMerge,
1112a06bfe05SJan Sjodin                             MachineInstr &PHI, LinearizedRegion *LRegion);
1113a06bfe05SJan Sjodin 
1114a06bfe05SJan Sjodin   void rewriteRegionExitPHIs(RegionMRT *Region, MachineBasicBlock *LastMerge,
1115a06bfe05SJan Sjodin                              LinearizedRegion *LRegion);
1116a06bfe05SJan Sjodin   void rewriteRegionEntryPHI(LinearizedRegion *Region, MachineBasicBlock *IfMBB,
1117a06bfe05SJan Sjodin                              MachineInstr &PHI);
1118a06bfe05SJan Sjodin   void rewriteRegionEntryPHIs(LinearizedRegion *Region,
1119a06bfe05SJan Sjodin                               MachineBasicBlock *IfMBB);
1120a06bfe05SJan Sjodin 
1121a06bfe05SJan Sjodin   bool regionIsSimpleIf(RegionMRT *Region);
1122a06bfe05SJan Sjodin 
1123a06bfe05SJan Sjodin   void transformSimpleIfRegion(RegionMRT *Region);
1124a06bfe05SJan Sjodin 
1125a06bfe05SJan Sjodin   void insertUnconditionalBranch(MachineBasicBlock *MBB,
1126a06bfe05SJan Sjodin                                  MachineBasicBlock *Dest,
1127a06bfe05SJan Sjodin                                  const DebugLoc &DL = DebugLoc());
1128a06bfe05SJan Sjodin 
1129a06bfe05SJan Sjodin   MachineBasicBlock *createLinearizedExitBlock(RegionMRT *Region);
1130a06bfe05SJan Sjodin 
1131a06bfe05SJan Sjodin   void insertMergePHI(MachineBasicBlock *IfBB, MachineBasicBlock *CodeBB,
1132a06bfe05SJan Sjodin                       MachineBasicBlock *MergeBB, unsigned DestRegister,
1133a06bfe05SJan Sjodin                       unsigned IfSourceRegister, unsigned CodeSourceRegister,
1134a06bfe05SJan Sjodin                       bool IsUndefIfSource = false);
1135a06bfe05SJan Sjodin 
1136a06bfe05SJan Sjodin   MachineBasicBlock *createIfBlock(MachineBasicBlock *MergeBB,
1137a06bfe05SJan Sjodin                                    MachineBasicBlock *CodeBBStart,
1138a06bfe05SJan Sjodin                                    MachineBasicBlock *CodeBBEnd,
1139a06bfe05SJan Sjodin                                    MachineBasicBlock *SelectBB, unsigned IfReg,
1140a06bfe05SJan Sjodin                                    bool InheritPreds);
1141a06bfe05SJan Sjodin 
1142a06bfe05SJan Sjodin   void prunePHIInfo(MachineBasicBlock *MBB);
1143a06bfe05SJan Sjodin   void createEntryPHI(LinearizedRegion *CurrentRegion, unsigned DestReg);
1144a06bfe05SJan Sjodin 
1145a06bfe05SJan Sjodin   void createEntryPHIs(LinearizedRegion *CurrentRegion);
1146a06bfe05SJan Sjodin   void resolvePHIInfos(MachineBasicBlock *FunctionEntry);
1147a06bfe05SJan Sjodin 
114834978602SJay Foad   void replaceRegisterWith(unsigned Register, class Register NewRegister);
1149a06bfe05SJan Sjodin 
1150a06bfe05SJan Sjodin   MachineBasicBlock *createIfRegion(MachineBasicBlock *MergeBB,
1151a06bfe05SJan Sjodin                                     MachineBasicBlock *CodeBB,
1152a06bfe05SJan Sjodin                                     LinearizedRegion *LRegion,
1153a06bfe05SJan Sjodin                                     unsigned BBSelectRegIn,
1154a06bfe05SJan Sjodin                                     unsigned BBSelectRegOut);
1155a06bfe05SJan Sjodin 
1156a06bfe05SJan Sjodin   MachineBasicBlock *
1157a06bfe05SJan Sjodin   createIfRegion(MachineBasicBlock *MergeMBB, LinearizedRegion *InnerRegion,
1158a06bfe05SJan Sjodin                  LinearizedRegion *CurrentRegion, MachineBasicBlock *SelectBB,
1159a06bfe05SJan Sjodin                  unsigned BBSelectRegIn, unsigned BBSelectRegOut);
1160a06bfe05SJan Sjodin   void ensureCondIsNotKilled(SmallVector<MachineOperand, 1> Cond);
1161a06bfe05SJan Sjodin 
1162a06bfe05SJan Sjodin   void rewriteCodeBBTerminator(MachineBasicBlock *CodeBB,
1163a06bfe05SJan Sjodin                                MachineBasicBlock *MergeBB,
1164a06bfe05SJan Sjodin                                unsigned BBSelectReg);
1165a06bfe05SJan Sjodin 
1166a06bfe05SJan Sjodin   MachineInstr *getDefInstr(unsigned Reg);
1167a06bfe05SJan Sjodin   void insertChainedPHI(MachineBasicBlock *IfBB, MachineBasicBlock *CodeBB,
1168a06bfe05SJan Sjodin                         MachineBasicBlock *MergeBB,
1169a06bfe05SJan Sjodin                         LinearizedRegion *InnerRegion, unsigned DestReg,
1170a06bfe05SJan Sjodin                         unsigned SourceReg);
1171a06bfe05SJan Sjodin   bool containsDef(MachineBasicBlock *MBB, LinearizedRegion *InnerRegion,
1172a06bfe05SJan Sjodin                    unsigned Register);
1173a06bfe05SJan Sjodin   void rewriteLiveOutRegs(MachineBasicBlock *IfBB, MachineBasicBlock *CodeBB,
1174a06bfe05SJan Sjodin                           MachineBasicBlock *MergeBB,
1175a06bfe05SJan Sjodin                           LinearizedRegion *InnerRegion,
1176a06bfe05SJan Sjodin                           LinearizedRegion *LRegion);
1177a06bfe05SJan Sjodin 
1178a06bfe05SJan Sjodin   void splitLoopPHI(MachineInstr &PHI, MachineBasicBlock *Entry,
1179a06bfe05SJan Sjodin                     MachineBasicBlock *EntrySucc, LinearizedRegion *LRegion);
1180a06bfe05SJan Sjodin   void splitLoopPHIs(MachineBasicBlock *Entry, MachineBasicBlock *EntrySucc,
1181a06bfe05SJan Sjodin                      LinearizedRegion *LRegion);
1182a06bfe05SJan Sjodin 
1183a06bfe05SJan Sjodin   MachineBasicBlock *splitExit(LinearizedRegion *LRegion);
1184a06bfe05SJan Sjodin 
1185a06bfe05SJan Sjodin   MachineBasicBlock *splitEntry(LinearizedRegion *LRegion);
1186a06bfe05SJan Sjodin 
1187a06bfe05SJan Sjodin   LinearizedRegion *initLinearizedRegion(RegionMRT *Region);
1188a06bfe05SJan Sjodin 
1189a06bfe05SJan Sjodin   bool structurizeComplexRegion(RegionMRT *Region);
1190a06bfe05SJan Sjodin 
1191a06bfe05SJan Sjodin   bool structurizeRegion(RegionMRT *Region);
1192a06bfe05SJan Sjodin 
1193a06bfe05SJan Sjodin   bool structurizeRegions(RegionMRT *Region, bool isTopRegion);
1194a06bfe05SJan Sjodin 
1195a06bfe05SJan Sjodin public:
1196a06bfe05SJan Sjodin   static char ID;
1197a06bfe05SJan Sjodin 
AMDGPUMachineCFGStructurizer()1198d16eff81SEugene Zelenko   AMDGPUMachineCFGStructurizer() : MachineFunctionPass(ID) {
1199d16eff81SEugene Zelenko     initializeAMDGPUMachineCFGStructurizerPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
1200d16eff81SEugene Zelenko   }
1201d16eff81SEugene Zelenko 
getAnalysisUsage(AnalysisUsage & AU) const1202a06bfe05SJan Sjodin   void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const override {
1203a06bfe05SJan Sjodin     AU.addRequired<MachineRegionInfoPass>();
1204a06bfe05SJan Sjodin     MachineFunctionPass::getAnalysisUsage(AU);
1205a06bfe05SJan Sjodin   }
1206a06bfe05SJan Sjodin 
1207a06bfe05SJan Sjodin   void initFallthroughMap(MachineFunction &MF);
1208a06bfe05SJan Sjodin 
1209a06bfe05SJan Sjodin   void createLinearizedRegion(RegionMRT *Region, unsigned SelectOut);
1210a06bfe05SJan Sjodin 
1211a06bfe05SJan Sjodin   unsigned initializeSelectRegisters(MRT *MRT, unsigned ExistingExitReg,
1212a06bfe05SJan Sjodin                                      MachineRegisterInfo *MRI,
1213a06bfe05SJan Sjodin                                      const SIInstrInfo *TII);
1214a06bfe05SJan Sjodin 
setRegionMRT(RegionMRT * RegionTree)1215a06bfe05SJan Sjodin   void setRegionMRT(RegionMRT *RegionTree) { RMRT = RegionTree; }
1216a06bfe05SJan Sjodin 
getRegionMRT()1217a06bfe05SJan Sjodin   RegionMRT *getRegionMRT() { return RMRT; }
1218a06bfe05SJan Sjodin 
1219a06bfe05SJan Sjodin   bool runOnMachineFunction(MachineFunction &MF) override;
1220a06bfe05SJan Sjodin };
1221d16eff81SEugene Zelenko 
1222d16eff81SEugene Zelenko } // end anonymous namespace
1223a06bfe05SJan Sjodin 
1224a06bfe05SJan Sjodin char AMDGPUMachineCFGStructurizer::ID = 0;
1225a06bfe05SJan Sjodin 
regionIsSimpleIf(RegionMRT * Region)1226a06bfe05SJan Sjodin bool AMDGPUMachineCFGStructurizer::regionIsSimpleIf(RegionMRT *Region) {
1227a06bfe05SJan Sjodin   MachineBasicBlock *Entry = Region->getEntry();
1228a06bfe05SJan Sjodin   MachineBasicBlock *Succ = Region->getSucc();
1229a06bfe05SJan Sjodin   bool FoundBypass = false;
1230a06bfe05SJan Sjodin   bool FoundIf = false;
1231a06bfe05SJan Sjodin 
1232a06bfe05SJan Sjodin   if (Entry->succ_size() != 2) {
1233a06bfe05SJan Sjodin     return false;
1234a06bfe05SJan Sjodin   }
1235a06bfe05SJan Sjodin 
1236e4bab218SKazu Hirata   for (MachineBasicBlock *Current : Entry->successors()) {
1237a06bfe05SJan Sjodin     if (Current == Succ) {
1238a06bfe05SJan Sjodin       FoundBypass = true;
1239a06bfe05SJan Sjodin     } else if ((Current->succ_size() == 1) &&
1240a06bfe05SJan Sjodin                *(Current->succ_begin()) == Succ) {
1241a06bfe05SJan Sjodin       FoundIf = true;
1242a06bfe05SJan Sjodin     }
1243a06bfe05SJan Sjodin   }
1244a06bfe05SJan Sjodin 
1245a06bfe05SJan Sjodin   return FoundIf && FoundBypass;
1246a06bfe05SJan Sjodin }
1247a06bfe05SJan Sjodin 
transformSimpleIfRegion(RegionMRT * Region)1248a06bfe05SJan Sjodin void AMDGPUMachineCFGStructurizer::transformSimpleIfRegion(RegionMRT *Region) {
1249a06bfe05SJan Sjodin   MachineBasicBlock *Entry = Region->getEntry();
1250a06bfe05SJan Sjodin   MachineBasicBlock *Exit = Region->getExit();
1251a06bfe05SJan Sjodin   TII->convertNonUniformIfRegion(Entry, Exit);
1252a06bfe05SJan Sjodin }
1253a06bfe05SJan Sjodin 
fixMBBTerminator(MachineBasicBlock * MBB)1254a06bfe05SJan Sjodin static void fixMBBTerminator(MachineBasicBlock *MBB) {
1255a06bfe05SJan Sjodin   if (MBB->succ_size() == 1) {
1256a06bfe05SJan Sjodin     auto *Succ = *(MBB->succ_begin());
1257a06bfe05SJan Sjodin     for (auto &TI : MBB->terminators()) {
1258a06bfe05SJan Sjodin       for (auto &UI : TI.uses()) {
1259a06bfe05SJan Sjodin         if (UI.isMBB() && UI.getMBB() != Succ) {
1260a06bfe05SJan Sjodin           UI.setMBB(Succ);
1261a06bfe05SJan Sjodin         }
1262a06bfe05SJan Sjodin       }
1263a06bfe05SJan Sjodin     }
1264a06bfe05SJan Sjodin   }
1265a06bfe05SJan Sjodin }
1266a06bfe05SJan Sjodin 
fixRegionTerminator(RegionMRT * Region)1267a06bfe05SJan Sjodin static void fixRegionTerminator(RegionMRT *Region) {
1268a06bfe05SJan Sjodin   MachineBasicBlock *InternalSucc = nullptr;
1269a06bfe05SJan Sjodin   MachineBasicBlock *ExternalSucc = nullptr;
1270a06bfe05SJan Sjodin   LinearizedRegion *LRegion = Region->getLinearizedRegion();
1271a06bfe05SJan Sjodin   auto Exit = LRegion->getExit();
1272a06bfe05SJan Sjodin 
1273a06bfe05SJan Sjodin   SmallPtrSet<MachineBasicBlock *, 2> Successors;
1274e4bab218SKazu Hirata   for (MachineBasicBlock *Succ : Exit->successors()) {
1275a06bfe05SJan Sjodin     if (LRegion->contains(Succ)) {
1276a06bfe05SJan Sjodin       // Do not allow re-assign
1277a06bfe05SJan Sjodin       assert(InternalSucc == nullptr);
1278a06bfe05SJan Sjodin       InternalSucc = Succ;
1279a06bfe05SJan Sjodin     } else {
1280a06bfe05SJan Sjodin       // Do not allow re-assign
1281a06bfe05SJan Sjodin       assert(ExternalSucc == nullptr);
1282a06bfe05SJan Sjodin       ExternalSucc = Succ;
1283a06bfe05SJan Sjodin     }
1284a06bfe05SJan Sjodin   }
1285a06bfe05SJan Sjodin 
1286a06bfe05SJan Sjodin   for (auto &TI : Exit->terminators()) {
1287a06bfe05SJan Sjodin     for (auto &UI : TI.uses()) {
1288a06bfe05SJan Sjodin       if (UI.isMBB()) {
1289a06bfe05SJan Sjodin         auto Target = UI.getMBB();
1290a06bfe05SJan Sjodin         if (Target != InternalSucc && Target != ExternalSucc) {
1291a06bfe05SJan Sjodin           UI.setMBB(ExternalSucc);
1292a06bfe05SJan Sjodin         }
1293a06bfe05SJan Sjodin       }
1294a06bfe05SJan Sjodin     }
1295a06bfe05SJan Sjodin   }
1296a06bfe05SJan Sjodin }
1297a06bfe05SJan Sjodin 
1298*6527b2a4SSebastian Neubauer // If a region is just a sequence of regions (and the exit
1299a06bfe05SJan Sjodin // block in the case of the top level region), we can simply skip
1300a06bfe05SJan Sjodin // linearizing it, because it is already linear
regionIsSequence(RegionMRT * Region)1301a06bfe05SJan Sjodin bool regionIsSequence(RegionMRT *Region) {
1302a06bfe05SJan Sjodin   auto Children = Region->getChildren();
1303a06bfe05SJan Sjodin   for (auto CI : *Children) {
1304a06bfe05SJan Sjodin     if (!CI->isRegion()) {
1305a06bfe05SJan Sjodin       if (CI->getMBBMRT()->getMBB()->succ_size() > 1) {
1306a06bfe05SJan Sjodin         return false;
1307a06bfe05SJan Sjodin       }
1308a06bfe05SJan Sjodin     }
1309a06bfe05SJan Sjodin   }
1310a06bfe05SJan Sjodin   return true;
1311a06bfe05SJan Sjodin }
1312a06bfe05SJan Sjodin 
fixupRegionExits(RegionMRT * Region)1313a06bfe05SJan Sjodin void fixupRegionExits(RegionMRT *Region) {
1314a06bfe05SJan Sjodin   auto Children = Region->getChildren();
1315a06bfe05SJan Sjodin   for (auto CI : *Children) {
1316a06bfe05SJan Sjodin     if (!CI->isRegion()) {
1317a06bfe05SJan Sjodin       fixMBBTerminator(CI->getMBBMRT()->getMBB());
1318a06bfe05SJan Sjodin     } else {
1319a06bfe05SJan Sjodin       fixRegionTerminator(CI->getRegionMRT());
1320a06bfe05SJan Sjodin     }
1321a06bfe05SJan Sjodin   }
1322a06bfe05SJan Sjodin }
1323a06bfe05SJan Sjodin 
getPHIRegionIndices(RegionMRT * Region,MachineInstr & PHI,SmallVector<unsigned,2> & PHIRegionIndices)1324a06bfe05SJan Sjodin void AMDGPUMachineCFGStructurizer::getPHIRegionIndices(
1325a06bfe05SJan Sjodin     RegionMRT *Region, MachineInstr &PHI,
1326a06bfe05SJan Sjodin     SmallVector<unsigned, 2> &PHIRegionIndices) {
1327a06bfe05SJan Sjodin   unsigned NumInputs = getPHINumInputs(PHI);
1328a06bfe05SJan Sjodin   for (unsigned i = 0; i < NumInputs; ++i) {
1329a06bfe05SJan Sjodin     MachineBasicBlock *Pred = getPHIPred(PHI, i);
1330a06bfe05SJan Sjodin     if (Region->contains(Pred)) {
1331a06bfe05SJan Sjodin       PHIRegionIndices.push_back(i);
1332a06bfe05SJan Sjodin     }
1333a06bfe05SJan Sjodin   }
1334a06bfe05SJan Sjodin }
1335a06bfe05SJan Sjodin 
getPHIRegionIndices(LinearizedRegion * Region,MachineInstr & PHI,SmallVector<unsigned,2> & PHIRegionIndices)1336a06bfe05SJan Sjodin void AMDGPUMachineCFGStructurizer::getPHIRegionIndices(
1337a06bfe05SJan Sjodin     LinearizedRegion *Region, MachineInstr &PHI,
1338a06bfe05SJan Sjodin     SmallVector<unsigned, 2> &PHIRegionIndices) {
1339a06bfe05SJan Sjodin   unsigned NumInputs = getPHINumInputs(PHI);
1340a06bfe05SJan Sjodin   for (unsigned i = 0; i < NumInputs; ++i) {
1341a06bfe05SJan Sjodin     MachineBasicBlock *Pred = getPHIPred(PHI, i);
1342a06bfe05SJan Sjodin     if (Region->contains(Pred)) {
1343a06bfe05SJan Sjodin       PHIRegionIndices.push_back(i);
1344a06bfe05SJan Sjodin     }
1345a06bfe05SJan Sjodin   }
1346a06bfe05SJan Sjodin }
1347a06bfe05SJan Sjodin 
getPHINonRegionIndices(LinearizedRegion * Region,MachineInstr & PHI,SmallVector<unsigned,2> & PHINonRegionIndices)1348a06bfe05SJan Sjodin void AMDGPUMachineCFGStructurizer::getPHINonRegionIndices(
1349a06bfe05SJan Sjodin     LinearizedRegion *Region, MachineInstr &PHI,
1350a06bfe05SJan Sjodin     SmallVector<unsigned, 2> &PHINonRegionIndices) {
1351a06bfe05SJan Sjodin   unsigned NumInputs = getPHINumInputs(PHI);
1352a06bfe05SJan Sjodin   for (unsigned i = 0; i < NumInputs; ++i) {
1353a06bfe05SJan Sjodin     MachineBasicBlock *Pred = getPHIPred(PHI, i);
1354a06bfe05SJan Sjodin     if (!Region->contains(Pred)) {
1355a06bfe05SJan Sjodin       PHINonRegionIndices.push_back(i);
1356a06bfe05SJan Sjodin     }
1357a06bfe05SJan Sjodin   }
1358a06bfe05SJan Sjodin }
1359a06bfe05SJan Sjodin 
storePHILinearizationInfoDest(unsigned LDestReg,MachineInstr & PHI,SmallVector<unsigned,2> * RegionIndices)1360a06bfe05SJan Sjodin void AMDGPUMachineCFGStructurizer::storePHILinearizationInfoDest(
1361a06bfe05SJan Sjodin     unsigned LDestReg, MachineInstr &PHI,
1362a06bfe05SJan Sjodin     SmallVector<unsigned, 2> *RegionIndices) {
1363a06bfe05SJan Sjodin   if (RegionIndices) {
1364a06bfe05SJan Sjodin     for (auto i : *RegionIndices) {
1365a06bfe05SJan Sjodin       PHIInfo.addSource(LDestReg, getPHISourceReg(PHI, i), getPHIPred(PHI, i));
1366a06bfe05SJan Sjodin     }
1367a06bfe05SJan Sjodin   } else {
1368a06bfe05SJan Sjodin     unsigned NumInputs = getPHINumInputs(PHI);
1369a06bfe05SJan Sjodin     for (unsigned i = 0; i < NumInputs; ++i) {
1370a06bfe05SJan Sjodin       PHIInfo.addSource(LDestReg, getPHISourceReg(PHI, i), getPHIPred(PHI, i));
1371a06bfe05SJan Sjodin     }
1372a06bfe05SJan Sjodin   }
1373a06bfe05SJan Sjodin }
1374a06bfe05SJan Sjodin 
storePHILinearizationInfo(MachineInstr & PHI,SmallVector<unsigned,2> * RegionIndices)1375a06bfe05SJan Sjodin unsigned AMDGPUMachineCFGStructurizer::storePHILinearizationInfo(
1376a06bfe05SJan Sjodin     MachineInstr &PHI, SmallVector<unsigned, 2> *RegionIndices) {
1377a06bfe05SJan Sjodin   unsigned DestReg = getPHIDestReg(PHI);
13780c476111SDaniel Sanders   Register LinearizeDestReg =
1379a06bfe05SJan Sjodin       MRI->createVirtualRegister(MRI->getRegClass(DestReg));
1380a06bfe05SJan Sjodin   PHIInfo.addDest(LinearizeDestReg, PHI.getDebugLoc());
1381a06bfe05SJan Sjodin   storePHILinearizationInfoDest(LinearizeDestReg, PHI, RegionIndices);
1382a06bfe05SJan Sjodin   return LinearizeDestReg;
1383a06bfe05SJan Sjodin }
1384a06bfe05SJan Sjodin 
extractKilledPHIs(MachineBasicBlock * MBB)1385a06bfe05SJan Sjodin void AMDGPUMachineCFGStructurizer::extractKilledPHIs(MachineBasicBlock *MBB) {
1386a06bfe05SJan Sjodin   // We need to create a new chain for the killed phi, but there is no
1387a06bfe05SJan Sjodin   // need to do the renaming outside or inside the block.
1388a06bfe05SJan Sjodin   SmallPtrSet<MachineInstr *, 2> PHIs;
1389a06bfe05SJan Sjodin   for (MachineBasicBlock::instr_iterator I = MBB->instr_begin(),
1390a06bfe05SJan Sjodin                                          E = MBB->instr_end();
1391a06bfe05SJan Sjodin        I != E; ++I) {
1392a06bfe05SJan Sjodin     MachineInstr &Instr = *I;
1393a06bfe05SJan Sjodin     if (Instr.isPHI()) {
1394a06bfe05SJan Sjodin       unsigned PHIDestReg = getPHIDestReg(Instr);
1395dc6e8dfdSJacob Lambert       LLVM_DEBUG(dbgs() << "Extracting killed phi:\n");
1396d34e60caSNicola Zaghen       LLVM_DEBUG(Instr.dump());
1397a06bfe05SJan Sjodin       PHIs.insert(&Instr);
1398a06bfe05SJan Sjodin       PHIInfo.addDest(PHIDestReg, Instr.getDebugLoc());
1399a06bfe05SJan Sjodin       storePHILinearizationInfoDest(PHIDestReg, Instr);
1400a06bfe05SJan Sjodin     }
1401a06bfe05SJan Sjodin   }
1402a06bfe05SJan Sjodin 
1403a06bfe05SJan Sjodin   for (auto PI : PHIs) {
1404a06bfe05SJan Sjodin     PI->eraseFromParent();
1405a06bfe05SJan Sjodin   }
1406a06bfe05SJan Sjodin }
1407a06bfe05SJan Sjodin 
isPHIRegionIndex(SmallVector<unsigned,2> PHIRegionIndices,unsigned Index)1408a06bfe05SJan Sjodin static bool isPHIRegionIndex(SmallVector<unsigned, 2> PHIRegionIndices,
1409a06bfe05SJan Sjodin                              unsigned Index) {
1410b4c0d610SKazu Hirata   return llvm::is_contained(PHIRegionIndices, Index);
1411a06bfe05SJan Sjodin }
1412a06bfe05SJan Sjodin 
shrinkPHI(MachineInstr & PHI,SmallVector<unsigned,2> & PHIIndices,unsigned * ReplaceReg)1413a06bfe05SJan Sjodin bool AMDGPUMachineCFGStructurizer::shrinkPHI(MachineInstr &PHI,
1414a06bfe05SJan Sjodin                                        SmallVector<unsigned, 2> &PHIIndices,
1415a06bfe05SJan Sjodin                                        unsigned *ReplaceReg) {
1416a06bfe05SJan Sjodin   return shrinkPHI(PHI, 0, nullptr, PHIIndices, ReplaceReg);
1417a06bfe05SJan Sjodin }
1418a06bfe05SJan Sjodin 
shrinkPHI(MachineInstr & PHI,unsigned CombinedSourceReg,MachineBasicBlock * SourceMBB,SmallVector<unsigned,2> & PHIIndices,unsigned * ReplaceReg)1419a06bfe05SJan Sjodin bool AMDGPUMachineCFGStructurizer::shrinkPHI(MachineInstr &PHI,
1420a06bfe05SJan Sjodin                                        unsigned CombinedSourceReg,
1421a06bfe05SJan Sjodin                                        MachineBasicBlock *SourceMBB,
1422a06bfe05SJan Sjodin                                        SmallVector<unsigned, 2> &PHIIndices,
1423a06bfe05SJan Sjodin                                        unsigned *ReplaceReg) {
1424d34e60caSNicola Zaghen   LLVM_DEBUG(dbgs() << "Shrink PHI: ");
1425d34e60caSNicola Zaghen   LLVM_DEBUG(PHI.dump());
1426d34e60caSNicola Zaghen   LLVM_DEBUG(dbgs() << " to " << printReg(getPHIDestReg(PHI), TRI)
1427d34e60caSNicola Zaghen                     << " = PHI(");
1428a06bfe05SJan Sjodin 
1429a06bfe05SJan Sjodin   bool Replaced = false;
1430a06bfe05SJan Sjodin   unsigned NumInputs = getPHINumInputs(PHI);
1431a06bfe05SJan Sjodin   int SingleExternalEntryIndex = -1;
1432a06bfe05SJan Sjodin   for (unsigned i = 0; i < NumInputs; ++i) {
1433a06bfe05SJan Sjodin     if (!isPHIRegionIndex(PHIIndices, i)) {
1434a06bfe05SJan Sjodin       if (SingleExternalEntryIndex == -1) {
1435a06bfe05SJan Sjodin         // Single entry
1436a06bfe05SJan Sjodin         SingleExternalEntryIndex = i;
1437a06bfe05SJan Sjodin       } else {
1438a06bfe05SJan Sjodin         // Multiple entries
1439a06bfe05SJan Sjodin         SingleExternalEntryIndex = -2;
1440a06bfe05SJan Sjodin       }
1441a06bfe05SJan Sjodin     }
1442a06bfe05SJan Sjodin   }
1443a06bfe05SJan Sjodin 
1444a06bfe05SJan Sjodin   if (SingleExternalEntryIndex > -1) {
1445a06bfe05SJan Sjodin     *ReplaceReg = getPHISourceReg(PHI, SingleExternalEntryIndex);
1446a06bfe05SJan Sjodin     // We should not rewrite the code, we should only pick up the single value
1447a06bfe05SJan Sjodin     // that represents the shrunk PHI.
1448a06bfe05SJan Sjodin     Replaced = true;
1449a06bfe05SJan Sjodin   } else {
1450a06bfe05SJan Sjodin     MachineBasicBlock *MBB = PHI.getParent();
1451a06bfe05SJan Sjodin     MachineInstrBuilder MIB =
1452a06bfe05SJan Sjodin         BuildMI(*MBB, PHI, PHI.getDebugLoc(), TII->get(TargetOpcode::PHI),
1453a06bfe05SJan Sjodin                 getPHIDestReg(PHI));
1454a06bfe05SJan Sjodin     if (SourceMBB) {
1455a06bfe05SJan Sjodin       MIB.addReg(CombinedSourceReg);
1456a06bfe05SJan Sjodin       MIB.addMBB(SourceMBB);
1457d34e60caSNicola Zaghen       LLVM_DEBUG(dbgs() << printReg(CombinedSourceReg, TRI) << ", "
145825528d6dSFrancis Visoiu Mistrih                         << printMBBReference(*SourceMBB));
1459a06bfe05SJan Sjodin     }
1460a06bfe05SJan Sjodin 
1461a06bfe05SJan Sjodin     for (unsigned i = 0; i < NumInputs; ++i) {
1462a06bfe05SJan Sjodin       if (isPHIRegionIndex(PHIIndices, i)) {
1463a06bfe05SJan Sjodin         continue;
1464a06bfe05SJan Sjodin       }
1465a06bfe05SJan Sjodin       unsigned SourceReg = getPHISourceReg(PHI, i);
1466a06bfe05SJan Sjodin       MachineBasicBlock *SourcePred = getPHIPred(PHI, i);
1467a06bfe05SJan Sjodin       MIB.addReg(SourceReg);
1468a06bfe05SJan Sjodin       MIB.addMBB(SourcePred);
1469d34e60caSNicola Zaghen       LLVM_DEBUG(dbgs() << printReg(SourceReg, TRI) << ", "
147025528d6dSFrancis Visoiu Mistrih                         << printMBBReference(*SourcePred));
1471a06bfe05SJan Sjodin     }
1472d34e60caSNicola Zaghen     LLVM_DEBUG(dbgs() << ")\n");
1473a06bfe05SJan Sjodin   }
1474a06bfe05SJan Sjodin   PHI.eraseFromParent();
1475a06bfe05SJan Sjodin   return Replaced;
1476a06bfe05SJan Sjodin }
1477a06bfe05SJan Sjodin 
replacePHI(MachineInstr & PHI,unsigned CombinedSourceReg,MachineBasicBlock * LastMerge,SmallVector<unsigned,2> & PHIRegionIndices)1478a06bfe05SJan Sjodin void AMDGPUMachineCFGStructurizer::replacePHI(
1479a06bfe05SJan Sjodin     MachineInstr &PHI, unsigned CombinedSourceReg, MachineBasicBlock *LastMerge,
1480a06bfe05SJan Sjodin     SmallVector<unsigned, 2> &PHIRegionIndices) {
1481d34e60caSNicola Zaghen   LLVM_DEBUG(dbgs() << "Replace PHI: ");
1482d34e60caSNicola Zaghen   LLVM_DEBUG(PHI.dump());
1483d34e60caSNicola Zaghen   LLVM_DEBUG(dbgs() << " with " << printReg(getPHIDestReg(PHI), TRI)
1484d34e60caSNicola Zaghen                     << " = PHI(");
1485a06bfe05SJan Sjodin 
1486a06bfe05SJan Sjodin   bool HasExternalEdge = false;
1487a06bfe05SJan Sjodin   unsigned NumInputs = getPHINumInputs(PHI);
1488a06bfe05SJan Sjodin   for (unsigned i = 0; i < NumInputs; ++i) {
1489a06bfe05SJan Sjodin     if (!isPHIRegionIndex(PHIRegionIndices, i)) {
1490a06bfe05SJan Sjodin       HasExternalEdge = true;
1491a06bfe05SJan Sjodin     }
1492a06bfe05SJan Sjodin   }
1493a06bfe05SJan Sjodin 
1494a06bfe05SJan Sjodin   if (HasExternalEdge) {
1495a06bfe05SJan Sjodin     MachineBasicBlock *MBB = PHI.getParent();
1496a06bfe05SJan Sjodin     MachineInstrBuilder MIB =
1497a06bfe05SJan Sjodin         BuildMI(*MBB, PHI, PHI.getDebugLoc(), TII->get(TargetOpcode::PHI),
1498a06bfe05SJan Sjodin                 getPHIDestReg(PHI));
1499a06bfe05SJan Sjodin     MIB.addReg(CombinedSourceReg);
1500a06bfe05SJan Sjodin     MIB.addMBB(LastMerge);
1501d34e60caSNicola Zaghen     LLVM_DEBUG(dbgs() << printReg(CombinedSourceReg, TRI) << ", "
150225528d6dSFrancis Visoiu Mistrih                       << printMBBReference(*LastMerge));
1503a06bfe05SJan Sjodin     for (unsigned i = 0; i < NumInputs; ++i) {
1504a06bfe05SJan Sjodin       if (isPHIRegionIndex(PHIRegionIndices, i)) {
1505a06bfe05SJan Sjodin         continue;
1506a06bfe05SJan Sjodin       }
1507a06bfe05SJan Sjodin       unsigned SourceReg = getPHISourceReg(PHI, i);
1508a06bfe05SJan Sjodin       MachineBasicBlock *SourcePred = getPHIPred(PHI, i);
1509a06bfe05SJan Sjodin       MIB.addReg(SourceReg);
1510a06bfe05SJan Sjodin       MIB.addMBB(SourcePred);
1511d34e60caSNicola Zaghen       LLVM_DEBUG(dbgs() << printReg(SourceReg, TRI) << ", "
151225528d6dSFrancis Visoiu Mistrih                         << printMBBReference(*SourcePred));
1513a06bfe05SJan Sjodin     }
1514d34e60caSNicola Zaghen     LLVM_DEBUG(dbgs() << ")\n");
1515a06bfe05SJan Sjodin   } else {
1516a06bfe05SJan Sjodin     replaceRegisterWith(getPHIDestReg(PHI), CombinedSourceReg);
1517a06bfe05SJan Sjodin   }
1518a06bfe05SJan Sjodin   PHI.eraseFromParent();
1519a06bfe05SJan Sjodin }
1520a06bfe05SJan Sjodin 
replaceEntryPHI(MachineInstr & PHI,unsigned CombinedSourceReg,MachineBasicBlock * IfMBB,SmallVector<unsigned,2> & PHIRegionIndices)1521a06bfe05SJan Sjodin void AMDGPUMachineCFGStructurizer::replaceEntryPHI(
1522a06bfe05SJan Sjodin     MachineInstr &PHI, unsigned CombinedSourceReg, MachineBasicBlock *IfMBB,
1523a06bfe05SJan Sjodin     SmallVector<unsigned, 2> &PHIRegionIndices) {
1524d34e60caSNicola Zaghen   LLVM_DEBUG(dbgs() << "Replace entry PHI: ");
1525d34e60caSNicola Zaghen   LLVM_DEBUG(PHI.dump());
1526d34e60caSNicola Zaghen   LLVM_DEBUG(dbgs() << " with ");
1527a06bfe05SJan Sjodin 
1528a06bfe05SJan Sjodin   unsigned NumInputs = getPHINumInputs(PHI);
1529a06bfe05SJan Sjodin   unsigned NumNonRegionInputs = NumInputs;
1530a06bfe05SJan Sjodin   for (unsigned i = 0; i < NumInputs; ++i) {
1531a06bfe05SJan Sjodin     if (isPHIRegionIndex(PHIRegionIndices, i)) {
1532a06bfe05SJan Sjodin       NumNonRegionInputs--;
1533a06bfe05SJan Sjodin     }
1534a06bfe05SJan Sjodin   }
1535a06bfe05SJan Sjodin 
1536a06bfe05SJan Sjodin   if (NumNonRegionInputs == 0) {
1537a06bfe05SJan Sjodin     auto DestReg = getPHIDestReg(PHI);
1538a06bfe05SJan Sjodin     replaceRegisterWith(DestReg, CombinedSourceReg);
1539d34e60caSNicola Zaghen     LLVM_DEBUG(dbgs() << " register " << printReg(CombinedSourceReg, TRI)
1540d34e60caSNicola Zaghen                       << "\n");
1541a06bfe05SJan Sjodin     PHI.eraseFromParent();
1542a06bfe05SJan Sjodin   } else {
1543d34e60caSNicola Zaghen     LLVM_DEBUG(dbgs() << printReg(getPHIDestReg(PHI), TRI) << " = PHI(");
1544a06bfe05SJan Sjodin     MachineBasicBlock *MBB = PHI.getParent();
1545a06bfe05SJan Sjodin     MachineInstrBuilder MIB =
1546a06bfe05SJan Sjodin         BuildMI(*MBB, PHI, PHI.getDebugLoc(), TII->get(TargetOpcode::PHI),
1547a06bfe05SJan Sjodin                 getPHIDestReg(PHI));
1548a06bfe05SJan Sjodin     MIB.addReg(CombinedSourceReg);
1549a06bfe05SJan Sjodin     MIB.addMBB(IfMBB);
1550d34e60caSNicola Zaghen     LLVM_DEBUG(dbgs() << printReg(CombinedSourceReg, TRI) << ", "
155125528d6dSFrancis Visoiu Mistrih                       << printMBBReference(*IfMBB));
1552a06bfe05SJan Sjodin     unsigned NumInputs = getPHINumInputs(PHI);
1553a06bfe05SJan Sjodin     for (unsigned i = 0; i < NumInputs; ++i) {
1554a06bfe05SJan Sjodin       if (isPHIRegionIndex(PHIRegionIndices, i)) {
1555a06bfe05SJan Sjodin         continue;
1556a06bfe05SJan Sjodin       }
1557a06bfe05SJan Sjodin       unsigned SourceReg = getPHISourceReg(PHI, i);
1558a06bfe05SJan Sjodin       MachineBasicBlock *SourcePred = getPHIPred(PHI, i);
1559a06bfe05SJan Sjodin       MIB.addReg(SourceReg);
1560a06bfe05SJan Sjodin       MIB.addMBB(SourcePred);
1561d34e60caSNicola Zaghen       LLVM_DEBUG(dbgs() << printReg(SourceReg, TRI) << ", "
156225528d6dSFrancis Visoiu Mistrih                         << printMBBReference(*SourcePred));
1563a06bfe05SJan Sjodin     }
1564d34e60caSNicola Zaghen     LLVM_DEBUG(dbgs() << ")\n");
1565a06bfe05SJan Sjodin     PHI.eraseFromParent();
1566a06bfe05SJan Sjodin   }
1567a06bfe05SJan Sjodin }
1568a06bfe05SJan Sjodin 
replaceLiveOutRegs(MachineInstr & PHI,SmallVector<unsigned,2> & PHIRegionIndices,unsigned CombinedSourceReg,LinearizedRegion * LRegion)1569a06bfe05SJan Sjodin void AMDGPUMachineCFGStructurizer::replaceLiveOutRegs(
1570a06bfe05SJan Sjodin     MachineInstr &PHI, SmallVector<unsigned, 2> &PHIRegionIndices,
1571a06bfe05SJan Sjodin     unsigned CombinedSourceReg, LinearizedRegion *LRegion) {
1572a06bfe05SJan Sjodin   bool WasLiveOut = false;
1573a06bfe05SJan Sjodin   for (auto PII : PHIRegionIndices) {
1574a06bfe05SJan Sjodin     unsigned Reg = getPHISourceReg(PHI, PII);
1575a06bfe05SJan Sjodin     if (LRegion->isLiveOut(Reg)) {
1576a06bfe05SJan Sjodin       bool IsDead = true;
1577a06bfe05SJan Sjodin 
1578a06bfe05SJan Sjodin       // Check if register is live out of the basic block
1579a06bfe05SJan Sjodin       MachineBasicBlock *DefMBB = getDefInstr(Reg)->getParent();
15802ca45adfSKazu Hirata       for (const MachineOperand &MO : MRI->use_operands(Reg))
15812ca45adfSKazu Hirata         if (MO.getParent()->getParent() != DefMBB)
1582a06bfe05SJan Sjodin           IsDead = false;
1583a06bfe05SJan Sjodin 
1584d34e60caSNicola Zaghen       LLVM_DEBUG(dbgs() << "Register " << printReg(Reg, TRI) << " is "
1585d34e60caSNicola Zaghen                         << (IsDead ? "dead" : "alive")
1586d34e60caSNicola Zaghen                         << " after PHI replace\n");
1587a06bfe05SJan Sjodin       if (IsDead) {
1588a06bfe05SJan Sjodin         LRegion->removeLiveOut(Reg);
1589a06bfe05SJan Sjodin       }
1590a06bfe05SJan Sjodin       WasLiveOut = true;
1591a06bfe05SJan Sjodin     }
1592a06bfe05SJan Sjodin   }
1593a06bfe05SJan Sjodin 
1594a06bfe05SJan Sjodin   if (WasLiveOut)
1595a06bfe05SJan Sjodin     LRegion->addLiveOut(CombinedSourceReg);
1596a06bfe05SJan Sjodin }
1597a06bfe05SJan Sjodin 
rewriteRegionExitPHI(RegionMRT * Region,MachineBasicBlock * LastMerge,MachineInstr & PHI,LinearizedRegion * LRegion)1598a06bfe05SJan Sjodin void AMDGPUMachineCFGStructurizer::rewriteRegionExitPHI(RegionMRT *Region,
1599a06bfe05SJan Sjodin                                                   MachineBasicBlock *LastMerge,
1600a06bfe05SJan Sjodin                                                   MachineInstr &PHI,
1601a06bfe05SJan Sjodin                                                   LinearizedRegion *LRegion) {
1602a06bfe05SJan Sjodin   SmallVector<unsigned, 2> PHIRegionIndices;
1603a06bfe05SJan Sjodin   getPHIRegionIndices(Region, PHI, PHIRegionIndices);
1604a06bfe05SJan Sjodin   unsigned LinearizedSourceReg =
1605a06bfe05SJan Sjodin       storePHILinearizationInfo(PHI, &PHIRegionIndices);
1606a06bfe05SJan Sjodin 
1607a06bfe05SJan Sjodin   replacePHI(PHI, LinearizedSourceReg, LastMerge, PHIRegionIndices);
1608a06bfe05SJan Sjodin   replaceLiveOutRegs(PHI, PHIRegionIndices, LinearizedSourceReg, LRegion);
1609a06bfe05SJan Sjodin }
1610a06bfe05SJan Sjodin 
rewriteRegionEntryPHI(LinearizedRegion * Region,MachineBasicBlock * IfMBB,MachineInstr & PHI)1611a06bfe05SJan Sjodin void AMDGPUMachineCFGStructurizer::rewriteRegionEntryPHI(LinearizedRegion *Region,
1612a06bfe05SJan Sjodin                                                    MachineBasicBlock *IfMBB,
1613a06bfe05SJan Sjodin                                                    MachineInstr &PHI) {
1614a06bfe05SJan Sjodin   SmallVector<unsigned, 2> PHINonRegionIndices;
1615a06bfe05SJan Sjodin   getPHINonRegionIndices(Region, PHI, PHINonRegionIndices);
1616a06bfe05SJan Sjodin   unsigned LinearizedSourceReg =
1617a06bfe05SJan Sjodin       storePHILinearizationInfo(PHI, &PHINonRegionIndices);
1618a06bfe05SJan Sjodin   replaceEntryPHI(PHI, LinearizedSourceReg, IfMBB, PHINonRegionIndices);
1619a06bfe05SJan Sjodin }
1620a06bfe05SJan Sjodin 
collectPHIs(MachineBasicBlock * MBB,SmallVector<MachineInstr *,2> & PHIs)1621a06bfe05SJan Sjodin static void collectPHIs(MachineBasicBlock *MBB,
1622a06bfe05SJan Sjodin                         SmallVector<MachineInstr *, 2> &PHIs) {
1623a06bfe05SJan Sjodin   for (auto &BBI : *MBB) {
1624a06bfe05SJan Sjodin     if (BBI.isPHI()) {
1625a06bfe05SJan Sjodin       PHIs.push_back(&BBI);
1626a06bfe05SJan Sjodin     }
1627a06bfe05SJan Sjodin   }
1628a06bfe05SJan Sjodin }
1629a06bfe05SJan Sjodin 
rewriteRegionExitPHIs(RegionMRT * Region,MachineBasicBlock * LastMerge,LinearizedRegion * LRegion)1630a06bfe05SJan Sjodin void AMDGPUMachineCFGStructurizer::rewriteRegionExitPHIs(RegionMRT *Region,
1631a06bfe05SJan Sjodin                                                    MachineBasicBlock *LastMerge,
1632a06bfe05SJan Sjodin                                                    LinearizedRegion *LRegion) {
1633a06bfe05SJan Sjodin   SmallVector<MachineInstr *, 2> PHIs;
1634a06bfe05SJan Sjodin   auto Exit = Region->getSucc();
1635a06bfe05SJan Sjodin   if (Exit == nullptr)
1636a06bfe05SJan Sjodin     return;
1637a06bfe05SJan Sjodin 
1638a06bfe05SJan Sjodin   collectPHIs(Exit, PHIs);
1639a06bfe05SJan Sjodin 
1640a06bfe05SJan Sjodin   for (auto PHII : PHIs) {
1641a06bfe05SJan Sjodin     rewriteRegionExitPHI(Region, LastMerge, *PHII, LRegion);
1642a06bfe05SJan Sjodin   }
1643a06bfe05SJan Sjodin }
1644a06bfe05SJan Sjodin 
rewriteRegionEntryPHIs(LinearizedRegion * Region,MachineBasicBlock * IfMBB)1645a06bfe05SJan Sjodin void AMDGPUMachineCFGStructurizer::rewriteRegionEntryPHIs(LinearizedRegion *Region,
1646a06bfe05SJan Sjodin                                                     MachineBasicBlock *IfMBB) {
1647a06bfe05SJan Sjodin   SmallVector<MachineInstr *, 2> PHIs;
1648a06bfe05SJan Sjodin   auto Entry = Region->getEntry();
1649a06bfe05SJan Sjodin 
1650a06bfe05SJan Sjodin   collectPHIs(Entry, PHIs);
1651a06bfe05SJan Sjodin 
1652a06bfe05SJan Sjodin   for (auto PHII : PHIs) {
1653a06bfe05SJan Sjodin     rewriteRegionEntryPHI(Region, IfMBB, *PHII);
1654a06bfe05SJan Sjodin   }
1655a06bfe05SJan Sjodin }
1656a06bfe05SJan Sjodin 
insertUnconditionalBranch(MachineBasicBlock * MBB,MachineBasicBlock * Dest,const DebugLoc & DL)1657a06bfe05SJan Sjodin void AMDGPUMachineCFGStructurizer::insertUnconditionalBranch(MachineBasicBlock *MBB,
1658a06bfe05SJan Sjodin                                                        MachineBasicBlock *Dest,
1659a06bfe05SJan Sjodin                                                        const DebugLoc &DL) {
1660d34e60caSNicola Zaghen   LLVM_DEBUG(dbgs() << "Inserting unconditional branch: " << MBB->getNumber()
1661a06bfe05SJan Sjodin                     << " -> " << Dest->getNumber() << "\n");
1662a06bfe05SJan Sjodin   MachineBasicBlock::instr_iterator Terminator = MBB->getFirstInstrTerminator();
1663a06bfe05SJan Sjodin   bool HasTerminator = Terminator != MBB->instr_end();
1664a06bfe05SJan Sjodin   if (HasTerminator) {
1665a06bfe05SJan Sjodin     TII->ReplaceTailWithBranchTo(Terminator, Dest);
1666a06bfe05SJan Sjodin   }
1667a06bfe05SJan Sjodin   if (++MachineFunction::iterator(MBB) != MachineFunction::iterator(Dest)) {
1668a06bfe05SJan Sjodin     TII->insertUnconditionalBranch(*MBB, Dest, DL);
1669a06bfe05SJan Sjodin   }
1670a06bfe05SJan Sjodin }
1671a06bfe05SJan Sjodin 
getSingleExitNode(MachineFunction & MF)1672a06bfe05SJan Sjodin static MachineBasicBlock *getSingleExitNode(MachineFunction &MF) {
1673a06bfe05SJan Sjodin   MachineBasicBlock *result = nullptr;
1674a06bfe05SJan Sjodin   for (auto &MFI : MF) {
1675c9fca53aSKazu Hirata     if (MFI.succ_empty()) {
1676a06bfe05SJan Sjodin       if (result == nullptr) {
1677a06bfe05SJan Sjodin         result = &MFI;
1678a06bfe05SJan Sjodin       } else {
1679a06bfe05SJan Sjodin         return nullptr;
1680a06bfe05SJan Sjodin       }
1681a06bfe05SJan Sjodin     }
1682a06bfe05SJan Sjodin   }
1683a06bfe05SJan Sjodin 
1684a06bfe05SJan Sjodin   return result;
1685a06bfe05SJan Sjodin }
1686a06bfe05SJan Sjodin 
hasOneExitNode(MachineFunction & MF)1687a06bfe05SJan Sjodin static bool hasOneExitNode(MachineFunction &MF) {
1688a06bfe05SJan Sjodin   return getSingleExitNode(MF) != nullptr;
1689a06bfe05SJan Sjodin }
1690a06bfe05SJan Sjodin 
1691a06bfe05SJan Sjodin MachineBasicBlock *
createLinearizedExitBlock(RegionMRT * Region)1692a06bfe05SJan Sjodin AMDGPUMachineCFGStructurizer::createLinearizedExitBlock(RegionMRT *Region) {
1693a06bfe05SJan Sjodin   auto Exit = Region->getSucc();
1694a06bfe05SJan Sjodin 
1695a06bfe05SJan Sjodin   // If the exit is the end of the function, we just use the existing
1696a06bfe05SJan Sjodin   MachineFunction *MF = Region->getEntry()->getParent();
1697a06bfe05SJan Sjodin   if (Exit == nullptr && hasOneExitNode(*MF)) {
1698a06bfe05SJan Sjodin     return &(*(--(Region->getEntry()->getParent()->end())));
1699a06bfe05SJan Sjodin   }
1700a06bfe05SJan Sjodin 
1701a06bfe05SJan Sjodin   MachineBasicBlock *LastMerge = MF->CreateMachineBasicBlock();
1702a06bfe05SJan Sjodin   if (Exit == nullptr) {
1703a06bfe05SJan Sjodin     MachineFunction::iterator ExitIter = MF->end();
1704a06bfe05SJan Sjodin     MF->insert(ExitIter, LastMerge);
1705a06bfe05SJan Sjodin   } else {
1706a06bfe05SJan Sjodin     MachineFunction::iterator ExitIter = Exit->getIterator();
1707a06bfe05SJan Sjodin     MF->insert(ExitIter, LastMerge);
1708a06bfe05SJan Sjodin     LastMerge->addSuccessor(Exit);
1709a06bfe05SJan Sjodin     insertUnconditionalBranch(LastMerge, Exit);
1710d34e60caSNicola Zaghen     LLVM_DEBUG(dbgs() << "Created exit block: " << LastMerge->getNumber()
1711d34e60caSNicola Zaghen                       << "\n");
1712a06bfe05SJan Sjodin   }
1713a06bfe05SJan Sjodin   return LastMerge;
1714a06bfe05SJan Sjodin }
1715a06bfe05SJan Sjodin 
insertMergePHI(MachineBasicBlock * IfBB,MachineBasicBlock * CodeBB,MachineBasicBlock * MergeBB,unsigned DestRegister,unsigned IfSourceRegister,unsigned CodeSourceRegister,bool IsUndefIfSource)1716a06bfe05SJan Sjodin void AMDGPUMachineCFGStructurizer::insertMergePHI(MachineBasicBlock *IfBB,
1717a06bfe05SJan Sjodin                                             MachineBasicBlock *CodeBB,
1718a06bfe05SJan Sjodin                                             MachineBasicBlock *MergeBB,
1719a06bfe05SJan Sjodin                                             unsigned DestRegister,
1720a06bfe05SJan Sjodin                                             unsigned IfSourceRegister,
1721a06bfe05SJan Sjodin                                             unsigned CodeSourceRegister,
1722a06bfe05SJan Sjodin                                             bool IsUndefIfSource) {
1723a06bfe05SJan Sjodin   // If this is the function exit block, we don't need a phi.
1724a06bfe05SJan Sjodin   if (MergeBB->succ_begin() == MergeBB->succ_end()) {
1725a06bfe05SJan Sjodin     return;
1726a06bfe05SJan Sjodin   }
1727d34e60caSNicola Zaghen   LLVM_DEBUG(dbgs() << "Merge PHI (" << printMBBReference(*MergeBB)
1728a8a83d15SFrancis Visoiu Mistrih                     << "): " << printReg(DestRegister, TRI) << " = PHI("
172925528d6dSFrancis Visoiu Mistrih                     << printReg(IfSourceRegister, TRI) << ", "
1730d34e60caSNicola Zaghen                     << printMBBReference(*IfBB)
1731d34e60caSNicola Zaghen                     << printReg(CodeSourceRegister, TRI) << ", "
1732d34e60caSNicola Zaghen                     << printMBBReference(*CodeBB) << ")\n");
1733a06bfe05SJan Sjodin   const DebugLoc &DL = MergeBB->findDebugLoc(MergeBB->begin());
1734a06bfe05SJan Sjodin   MachineInstrBuilder MIB = BuildMI(*MergeBB, MergeBB->instr_begin(), DL,
1735a06bfe05SJan Sjodin                                     TII->get(TargetOpcode::PHI), DestRegister);
1736a06bfe05SJan Sjodin   if (IsUndefIfSource && false) {
1737a06bfe05SJan Sjodin     MIB.addReg(IfSourceRegister, RegState::Undef);
1738a06bfe05SJan Sjodin   } else {
1739a06bfe05SJan Sjodin     MIB.addReg(IfSourceRegister);
1740a06bfe05SJan Sjodin   }
1741a06bfe05SJan Sjodin   MIB.addMBB(IfBB);
1742a06bfe05SJan Sjodin   MIB.addReg(CodeSourceRegister);
1743a06bfe05SJan Sjodin   MIB.addMBB(CodeBB);
1744a06bfe05SJan Sjodin }
1745a06bfe05SJan Sjodin 
removeExternalCFGSuccessors(MachineBasicBlock * MBB)1746a06bfe05SJan Sjodin static void removeExternalCFGSuccessors(MachineBasicBlock *MBB) {
1747a06bfe05SJan Sjodin   for (MachineBasicBlock::succ_iterator PI = MBB->succ_begin(),
1748a06bfe05SJan Sjodin                                         E = MBB->succ_end();
1749a06bfe05SJan Sjodin        PI != E; ++PI) {
1750a06bfe05SJan Sjodin     if ((*PI) != MBB) {
1751a06bfe05SJan Sjodin       (MBB)->removeSuccessor(*PI);
1752a06bfe05SJan Sjodin     }
1753a06bfe05SJan Sjodin   }
1754a06bfe05SJan Sjodin }
1755a06bfe05SJan Sjodin 
removeExternalCFGEdges(MachineBasicBlock * StartMBB,MachineBasicBlock * EndMBB)1756a06bfe05SJan Sjodin static void removeExternalCFGEdges(MachineBasicBlock *StartMBB,
1757a06bfe05SJan Sjodin                                    MachineBasicBlock *EndMBB) {
1758a06bfe05SJan Sjodin 
1759dc6e8dfdSJacob Lambert   // We have to check against the StartMBB successor because a
1760a06bfe05SJan Sjodin   // structurized region with a loop will have the entry block split,
1761a06bfe05SJan Sjodin   // and the backedge will go to the entry successor.
1762a06bfe05SJan Sjodin   DenseSet<std::pair<MachineBasicBlock *, MachineBasicBlock *>> Succs;
1763a06bfe05SJan Sjodin   unsigned SuccSize = StartMBB->succ_size();
1764a06bfe05SJan Sjodin   if (SuccSize > 0) {
1765a06bfe05SJan Sjodin     MachineBasicBlock *StartMBBSucc = *(StartMBB->succ_begin());
1766e4bab218SKazu Hirata     for (MachineBasicBlock *Succ : EndMBB->successors()) {
1767a06bfe05SJan Sjodin       // Either we have a back-edge to the entry block, or a back-edge to the
17686a391bbfSHiroshi Inoue       // successor of the entry block since the block may be split.
1769e4bab218SKazu Hirata       if (Succ != StartMBB &&
1770e4bab218SKazu Hirata           !(Succ == StartMBBSucc && StartMBB != EndMBB && SuccSize == 1)) {
1771a06bfe05SJan Sjodin         Succs.insert(
1772e4bab218SKazu Hirata             std::pair<MachineBasicBlock *, MachineBasicBlock *>(EndMBB, Succ));
1773a06bfe05SJan Sjodin       }
1774a06bfe05SJan Sjodin     }
1775a06bfe05SJan Sjodin   }
1776a06bfe05SJan Sjodin 
1777e4bab218SKazu Hirata   for (MachineBasicBlock *Pred : StartMBB->predecessors())
1778e4bab218SKazu Hirata     if (Pred != EndMBB)
1779e4bab218SKazu Hirata       Succs.insert(std::make_pair(Pred, StartMBB));
1780a06bfe05SJan Sjodin 
1781a06bfe05SJan Sjodin   for (auto SI : Succs) {
1782a06bfe05SJan Sjodin     std::pair<MachineBasicBlock *, MachineBasicBlock *> Edge = SI;
1783d34e60caSNicola Zaghen     LLVM_DEBUG(dbgs() << "Removing edge: " << printMBBReference(*Edge.first)
178425528d6dSFrancis Visoiu Mistrih                       << " -> " << printMBBReference(*Edge.second) << "\n");
1785a06bfe05SJan Sjodin     Edge.first->removeSuccessor(Edge.second);
1786a06bfe05SJan Sjodin   }
1787a06bfe05SJan Sjodin }
1788a06bfe05SJan Sjodin 
createIfBlock(MachineBasicBlock * MergeBB,MachineBasicBlock * CodeBBStart,MachineBasicBlock * CodeBBEnd,MachineBasicBlock * SelectBB,unsigned IfReg,bool InheritPreds)1789a06bfe05SJan Sjodin MachineBasicBlock *AMDGPUMachineCFGStructurizer::createIfBlock(
1790a06bfe05SJan Sjodin     MachineBasicBlock *MergeBB, MachineBasicBlock *CodeBBStart,
1791a06bfe05SJan Sjodin     MachineBasicBlock *CodeBBEnd, MachineBasicBlock *SelectBB, unsigned IfReg,
1792a06bfe05SJan Sjodin     bool InheritPreds) {
1793a06bfe05SJan Sjodin   MachineFunction *MF = MergeBB->getParent();
1794a06bfe05SJan Sjodin   MachineBasicBlock *IfBB = MF->CreateMachineBasicBlock();
1795a06bfe05SJan Sjodin 
1796a06bfe05SJan Sjodin   if (InheritPreds) {
1797e4bab218SKazu Hirata     for (MachineBasicBlock *Pred : CodeBBStart->predecessors())
1798e4bab218SKazu Hirata       if (Pred != CodeBBEnd)
1799a06bfe05SJan Sjodin         Pred->addSuccessor(IfBB);
1800a06bfe05SJan Sjodin   }
1801a06bfe05SJan Sjodin 
1802a06bfe05SJan Sjodin   removeExternalCFGEdges(CodeBBStart, CodeBBEnd);
1803a06bfe05SJan Sjodin 
1804a06bfe05SJan Sjodin   auto CodeBBStartI = CodeBBStart->getIterator();
1805a06bfe05SJan Sjodin   auto CodeBBEndI = CodeBBEnd->getIterator();
1806a06bfe05SJan Sjodin   auto MergeIter = MergeBB->getIterator();
1807a06bfe05SJan Sjodin   MF->insert(MergeIter, IfBB);
1808a06bfe05SJan Sjodin   MF->splice(MergeIter, CodeBBStartI, ++CodeBBEndI);
1809a06bfe05SJan Sjodin   IfBB->addSuccessor(MergeBB);
1810a06bfe05SJan Sjodin   IfBB->addSuccessor(CodeBBStart);
1811a06bfe05SJan Sjodin 
1812d34e60caSNicola Zaghen   LLVM_DEBUG(dbgs() << "Created If block: " << IfBB->getNumber() << "\n");
18136a391bbfSHiroshi Inoue   // Ensure that the MergeBB is a successor of the CodeEndBB.
1814a06bfe05SJan Sjodin   if (!CodeBBEnd->isSuccessor(MergeBB))
1815a06bfe05SJan Sjodin     CodeBBEnd->addSuccessor(MergeBB);
1816a06bfe05SJan Sjodin 
1817d34e60caSNicola Zaghen   LLVM_DEBUG(dbgs() << "Moved " << printMBBReference(*CodeBBStart)
1818d34e60caSNicola Zaghen                     << " through " << printMBBReference(*CodeBBEnd) << "\n");
1819a06bfe05SJan Sjodin 
1820a06bfe05SJan Sjodin   // If we have a single predecessor we can find a reasonable debug location
1821a06bfe05SJan Sjodin   MachineBasicBlock *SinglePred =
1822a06bfe05SJan Sjodin       CodeBBStart->pred_size() == 1 ? *(CodeBBStart->pred_begin()) : nullptr;
1823a06bfe05SJan Sjodin   const DebugLoc &DL = SinglePred
1824a06bfe05SJan Sjodin                     ? SinglePred->findDebugLoc(SinglePred->getFirstTerminator())
1825a06bfe05SJan Sjodin                     : DebugLoc();
1826a06bfe05SJan Sjodin 
182798de0d22SJay Foad   Register Reg =
1828a06bfe05SJan Sjodin       TII->insertEQ(IfBB, IfBB->begin(), DL, IfReg,
1829a06bfe05SJan Sjodin                     SelectBB->getNumber() /* CodeBBStart->getNumber() */);
1830a06bfe05SJan Sjodin   if (&(*(IfBB->getParent()->begin())) == IfBB) {
1831a06bfe05SJan Sjodin     TII->materializeImmediate(*IfBB, IfBB->begin(), DL, IfReg,
1832a06bfe05SJan Sjodin                               CodeBBStart->getNumber());
1833a06bfe05SJan Sjodin   }
1834a06bfe05SJan Sjodin   MachineOperand RegOp = MachineOperand::CreateReg(Reg, false, false, true);
1835a06bfe05SJan Sjodin   ArrayRef<MachineOperand> Cond(RegOp);
1836a06bfe05SJan Sjodin   TII->insertBranch(*IfBB, MergeBB, CodeBBStart, Cond, DL);
1837a06bfe05SJan Sjodin 
1838a06bfe05SJan Sjodin   return IfBB;
1839a06bfe05SJan Sjodin }
1840a06bfe05SJan Sjodin 
ensureCondIsNotKilled(SmallVector<MachineOperand,1> Cond)1841a06bfe05SJan Sjodin void AMDGPUMachineCFGStructurizer::ensureCondIsNotKilled(
1842a06bfe05SJan Sjodin     SmallVector<MachineOperand, 1> Cond) {
1843a06bfe05SJan Sjodin   if (Cond.size() != 1)
1844a06bfe05SJan Sjodin     return;
1845a06bfe05SJan Sjodin   if (!Cond[0].isReg())
1846a06bfe05SJan Sjodin     return;
1847a06bfe05SJan Sjodin 
18480c476111SDaniel Sanders   Register CondReg = Cond[0].getReg();
18492ca45adfSKazu Hirata   for (MachineOperand &MO : MRI->use_operands(CondReg))
18502ca45adfSKazu Hirata     MO.setIsKill(false);
1851a06bfe05SJan Sjodin }
1852a06bfe05SJan Sjodin 
rewriteCodeBBTerminator(MachineBasicBlock * CodeBB,MachineBasicBlock * MergeBB,unsigned BBSelectReg)1853a06bfe05SJan Sjodin void AMDGPUMachineCFGStructurizer::rewriteCodeBBTerminator(MachineBasicBlock *CodeBB,
1854a06bfe05SJan Sjodin                                                      MachineBasicBlock *MergeBB,
1855a06bfe05SJan Sjodin                                                      unsigned BBSelectReg) {
1856a06bfe05SJan Sjodin   MachineBasicBlock *TrueBB = nullptr;
1857a06bfe05SJan Sjodin   MachineBasicBlock *FalseBB = nullptr;
1858a06bfe05SJan Sjodin   SmallVector<MachineOperand, 1> Cond;
1859a06bfe05SJan Sjodin   MachineBasicBlock *FallthroughBB = FallthroughMap[CodeBB];
1860a06bfe05SJan Sjodin   TII->analyzeBranch(*CodeBB, TrueBB, FalseBB, Cond);
1861a06bfe05SJan Sjodin 
1862a06bfe05SJan Sjodin   const DebugLoc &DL = CodeBB->findDebugLoc(CodeBB->getFirstTerminator());
1863a06bfe05SJan Sjodin 
1864a06bfe05SJan Sjodin   if (FalseBB == nullptr && TrueBB == nullptr && FallthroughBB == nullptr) {
1865a06bfe05SJan Sjodin     // This is an exit block, hence no successors. We will assign the
1866a06bfe05SJan Sjodin     // bb select register to the entry block.
1867a06bfe05SJan Sjodin     TII->materializeImmediate(*CodeBB, CodeBB->getFirstTerminator(), DL,
1868a06bfe05SJan Sjodin                               BBSelectReg,
1869a06bfe05SJan Sjodin                               CodeBB->getParent()->begin()->getNumber());
1870a06bfe05SJan Sjodin     insertUnconditionalBranch(CodeBB, MergeBB, DL);
1871a06bfe05SJan Sjodin     return;
1872a06bfe05SJan Sjodin   }
1873a06bfe05SJan Sjodin 
1874a06bfe05SJan Sjodin   if (FalseBB == nullptr && TrueBB == nullptr) {
1875a06bfe05SJan Sjodin     TrueBB = FallthroughBB;
1876a06bfe05SJan Sjodin   } else if (TrueBB != nullptr) {
1877a06bfe05SJan Sjodin     FalseBB =
1878a06bfe05SJan Sjodin         (FallthroughBB && (FallthroughBB != TrueBB)) ? FallthroughBB : FalseBB;
1879a06bfe05SJan Sjodin   }
1880a06bfe05SJan Sjodin 
1881a06bfe05SJan Sjodin   if ((TrueBB != nullptr && FalseBB == nullptr) || (TrueBB == FalseBB)) {
1882a06bfe05SJan Sjodin     TII->materializeImmediate(*CodeBB, CodeBB->getFirstTerminator(), DL,
1883a06bfe05SJan Sjodin                               BBSelectReg, TrueBB->getNumber());
1884a06bfe05SJan Sjodin   } else {
1885a06bfe05SJan Sjodin     const TargetRegisterClass *RegClass = MRI->getRegClass(BBSelectReg);
18860c476111SDaniel Sanders     Register TrueBBReg = MRI->createVirtualRegister(RegClass);
18870c476111SDaniel Sanders     Register FalseBBReg = MRI->createVirtualRegister(RegClass);
1888a06bfe05SJan Sjodin     TII->materializeImmediate(*CodeBB, CodeBB->getFirstTerminator(), DL,
1889a06bfe05SJan Sjodin                               TrueBBReg, TrueBB->getNumber());
1890a06bfe05SJan Sjodin     TII->materializeImmediate(*CodeBB, CodeBB->getFirstTerminator(), DL,
1891a06bfe05SJan Sjodin                               FalseBBReg, FalseBB->getNumber());
1892a06bfe05SJan Sjodin     ensureCondIsNotKilled(Cond);
1893a06bfe05SJan Sjodin     TII->insertVectorSelect(*CodeBB, CodeBB->getFirstTerminator(), DL,
1894a06bfe05SJan Sjodin                             BBSelectReg, Cond, TrueBBReg, FalseBBReg);
1895a06bfe05SJan Sjodin   }
1896a06bfe05SJan Sjodin 
1897a06bfe05SJan Sjodin   insertUnconditionalBranch(CodeBB, MergeBB, DL);
1898a06bfe05SJan Sjodin }
1899a06bfe05SJan Sjodin 
getDefInstr(unsigned Reg)1900a06bfe05SJan Sjodin MachineInstr *AMDGPUMachineCFGStructurizer::getDefInstr(unsigned Reg) {
1901a06bfe05SJan Sjodin   if (MRI->def_begin(Reg) == MRI->def_end()) {
1902d34e60caSNicola Zaghen     LLVM_DEBUG(dbgs() << "Register "
1903d34e60caSNicola Zaghen                       << printReg(Reg, MRI->getTargetRegisterInfo())
1904a06bfe05SJan Sjodin                       << " has NO defs\n");
1905a06bfe05SJan Sjodin   } else if (!MRI->hasOneDef(Reg)) {
1906d34e60caSNicola Zaghen     LLVM_DEBUG(dbgs() << "Register "
1907d34e60caSNicola Zaghen                       << printReg(Reg, MRI->getTargetRegisterInfo())
1908a06bfe05SJan Sjodin                       << " has multiple defs\n");
1909d34e60caSNicola Zaghen     LLVM_DEBUG(dbgs() << "DEFS BEGIN:\n");
1910a06bfe05SJan Sjodin     for (auto DI = MRI->def_begin(Reg), DE = MRI->def_end(); DI != DE; ++DI) {
1911d34e60caSNicola Zaghen       LLVM_DEBUG(DI->getParent()->dump());
1912a06bfe05SJan Sjodin     }
1913d34e60caSNicola Zaghen     LLVM_DEBUG(dbgs() << "DEFS END\n");
1914a06bfe05SJan Sjodin   }
1915a06bfe05SJan Sjodin 
1916a06bfe05SJan Sjodin   assert(MRI->hasOneDef(Reg) && "Register has multiple definitions");
1917a06bfe05SJan Sjodin   return (*(MRI->def_begin(Reg))).getParent();
1918a06bfe05SJan Sjodin }
1919a06bfe05SJan Sjodin 
insertChainedPHI(MachineBasicBlock * IfBB,MachineBasicBlock * CodeBB,MachineBasicBlock * MergeBB,LinearizedRegion * InnerRegion,unsigned DestReg,unsigned SourceReg)1920a06bfe05SJan Sjodin void AMDGPUMachineCFGStructurizer::insertChainedPHI(MachineBasicBlock *IfBB,
1921a06bfe05SJan Sjodin                                               MachineBasicBlock *CodeBB,
1922a06bfe05SJan Sjodin                                               MachineBasicBlock *MergeBB,
1923a06bfe05SJan Sjodin                                               LinearizedRegion *InnerRegion,
1924a06bfe05SJan Sjodin                                               unsigned DestReg,
1925a06bfe05SJan Sjodin                                               unsigned SourceReg) {
1926a06bfe05SJan Sjodin   // In this function we know we are part of a chain already, so we need
1927a06bfe05SJan Sjodin   // to add the registers to the existing chain, and rename the register
1928a06bfe05SJan Sjodin   // inside the region.
1929a06bfe05SJan Sjodin   bool IsSingleBB = InnerRegion->getEntry() == InnerRegion->getExit();
1930a06bfe05SJan Sjodin   MachineInstr *DefInstr = getDefInstr(SourceReg);
1931a06bfe05SJan Sjodin   if (DefInstr->isPHI() && DefInstr->getParent() == CodeBB && IsSingleBB) {
1932a06bfe05SJan Sjodin     // Handle the case where the def is a PHI-def inside a basic
1933a06bfe05SJan Sjodin     // block, then we only need to do renaming. Special care needs to
1934a06bfe05SJan Sjodin     // be taken if the PHI-def is part of an existing chain, or if a
1935a06bfe05SJan Sjodin     // new one needs to be created.
1936a06bfe05SJan Sjodin     InnerRegion->replaceRegisterInsideRegion(SourceReg, DestReg, true, MRI);
1937a06bfe05SJan Sjodin 
1938a06bfe05SJan Sjodin     // We collect all PHI Information, and if we are at the region entry,
1939a06bfe05SJan Sjodin     // all PHIs will be removed, and then re-introduced if needed.
1940a06bfe05SJan Sjodin     storePHILinearizationInfoDest(DestReg, *DefInstr);
1941a06bfe05SJan Sjodin     // We have picked up all the information we need now and can remove
1942a06bfe05SJan Sjodin     // the PHI
1943a06bfe05SJan Sjodin     PHIInfo.removeSource(DestReg, SourceReg, CodeBB);
1944a06bfe05SJan Sjodin     DefInstr->eraseFromParent();
1945a06bfe05SJan Sjodin   } else {
1946a06bfe05SJan Sjodin     // If this is not a phi-def, or it is a phi-def but from a linearized region
1947a06bfe05SJan Sjodin     if (IsSingleBB && DefInstr->getParent() == InnerRegion->getEntry()) {
1948a06bfe05SJan Sjodin       // If this is a single BB and the definition is in this block we
1949a06bfe05SJan Sjodin       // need to replace any uses outside the region.
1950a06bfe05SJan Sjodin       InnerRegion->replaceRegisterOutsideRegion(SourceReg, DestReg, false, MRI);
1951a06bfe05SJan Sjodin     }
1952a06bfe05SJan Sjodin     const TargetRegisterClass *RegClass = MRI->getRegClass(DestReg);
19530c476111SDaniel Sanders     Register NextDestReg = MRI->createVirtualRegister(RegClass);
1954a06bfe05SJan Sjodin     bool IsLastDef = PHIInfo.getNumSources(DestReg) == 1;
1955d34e60caSNicola Zaghen     LLVM_DEBUG(dbgs() << "Insert Chained PHI\n");
1956a06bfe05SJan Sjodin     insertMergePHI(IfBB, InnerRegion->getExit(), MergeBB, DestReg, NextDestReg,
1957a06bfe05SJan Sjodin                    SourceReg, IsLastDef);
1958a06bfe05SJan Sjodin 
1959a06bfe05SJan Sjodin     PHIInfo.removeSource(DestReg, SourceReg, CodeBB);
1960a06bfe05SJan Sjodin     if (IsLastDef) {
1961a06bfe05SJan Sjodin       const DebugLoc &DL = IfBB->findDebugLoc(IfBB->getFirstTerminator());
1962a06bfe05SJan Sjodin       TII->materializeImmediate(*IfBB, IfBB->getFirstTerminator(), DL,
1963a06bfe05SJan Sjodin                                 NextDestReg, 0);
1964a06bfe05SJan Sjodin       PHIInfo.deleteDef(DestReg);
1965a06bfe05SJan Sjodin     } else {
1966a06bfe05SJan Sjodin       PHIInfo.replaceDef(DestReg, NextDestReg);
1967a06bfe05SJan Sjodin     }
1968a06bfe05SJan Sjodin   }
1969a06bfe05SJan Sjodin }
1970a06bfe05SJan Sjodin 
containsDef(MachineBasicBlock * MBB,LinearizedRegion * InnerRegion,unsigned Register)1971a06bfe05SJan Sjodin bool AMDGPUMachineCFGStructurizer::containsDef(MachineBasicBlock *MBB,
1972a06bfe05SJan Sjodin                                          LinearizedRegion *InnerRegion,
1973a06bfe05SJan Sjodin                                          unsigned Register) {
1974a06bfe05SJan Sjodin   return getDefInstr(Register)->getParent() == MBB ||
1975a06bfe05SJan Sjodin          InnerRegion->contains(getDefInstr(Register)->getParent());
1976a06bfe05SJan Sjodin }
1977a06bfe05SJan Sjodin 
rewriteLiveOutRegs(MachineBasicBlock * IfBB,MachineBasicBlock * CodeBB,MachineBasicBlock * MergeBB,LinearizedRegion * InnerRegion,LinearizedRegion * LRegion)1978a06bfe05SJan Sjodin void AMDGPUMachineCFGStructurizer::rewriteLiveOutRegs(MachineBasicBlock *IfBB,
1979a06bfe05SJan Sjodin                                                 MachineBasicBlock *CodeBB,
1980a06bfe05SJan Sjodin                                                 MachineBasicBlock *MergeBB,
1981a06bfe05SJan Sjodin                                                 LinearizedRegion *InnerRegion,
1982a06bfe05SJan Sjodin                                                 LinearizedRegion *LRegion) {
1983a06bfe05SJan Sjodin   DenseSet<unsigned> *LiveOuts = InnerRegion->getLiveOuts();
1984a06bfe05SJan Sjodin   SmallVector<unsigned, 4> OldLiveOuts;
1985a06bfe05SJan Sjodin   bool IsSingleBB = InnerRegion->getEntry() == InnerRegion->getExit();
1986a06bfe05SJan Sjodin   for (auto OLI : *LiveOuts) {
1987a06bfe05SJan Sjodin     OldLiveOuts.push_back(OLI);
1988a06bfe05SJan Sjodin   }
1989a06bfe05SJan Sjodin 
1990a06bfe05SJan Sjodin   for (auto LI : OldLiveOuts) {
1991d34e60caSNicola Zaghen     LLVM_DEBUG(dbgs() << "LiveOut: " << printReg(LI, TRI));
1992a06bfe05SJan Sjodin     if (!containsDef(CodeBB, InnerRegion, LI) ||
1993a06bfe05SJan Sjodin         (!IsSingleBB && (getDefInstr(LI)->getParent() == LRegion->getExit()))) {
1994dc6e8dfdSJacob Lambert       // If the register simply lives through the CodeBB, we don't have
1995a06bfe05SJan Sjodin       // to rewrite anything since the register is not defined in this
1996a06bfe05SJan Sjodin       // part of the code.
1997d34e60caSNicola Zaghen       LLVM_DEBUG(dbgs() << "- through");
1998a06bfe05SJan Sjodin       continue;
1999a06bfe05SJan Sjodin     }
2000d34e60caSNicola Zaghen     LLVM_DEBUG(dbgs() << "\n");
2001a06bfe05SJan Sjodin     unsigned Reg = LI;
2002a06bfe05SJan Sjodin     if (/*!PHIInfo.isSource(Reg) &&*/ Reg != InnerRegion->getBBSelectRegOut()) {
2003a06bfe05SJan Sjodin       // If the register is live out, we do want to create a phi,
2004dc6e8dfdSJacob Lambert       // unless it is from the Exit block, because in that case there
2005a06bfe05SJan Sjodin       // is already a PHI, and no need to create a new one.
2006a06bfe05SJan Sjodin 
2007a06bfe05SJan Sjodin       // If the register is just a live out def and not part of a phi
2008a06bfe05SJan Sjodin       // chain, we need to create a PHI node to handle the if region,
2009a06bfe05SJan Sjodin       // and replace all uses outside of the region with the new dest
2010a06bfe05SJan Sjodin       // register, unless it is the outgoing BB select register. We have
2011dc6e8dfdSJacob Lambert       // already created phi nodes for these.
2012a06bfe05SJan Sjodin       const TargetRegisterClass *RegClass = MRI->getRegClass(Reg);
20130c476111SDaniel Sanders       Register PHIDestReg = MRI->createVirtualRegister(RegClass);
20140c476111SDaniel Sanders       Register IfSourceReg = MRI->createVirtualRegister(RegClass);
2015a06bfe05SJan Sjodin       // Create initializer, this value is never used, but is needed
2016a06bfe05SJan Sjodin       // to satisfy SSA.
2017d34e60caSNicola Zaghen       LLVM_DEBUG(dbgs() << "Initializer for reg: " << printReg(Reg) << "\n");
2018a06bfe05SJan Sjodin       TII->materializeImmediate(*IfBB, IfBB->getFirstTerminator(), DebugLoc(),
2019a06bfe05SJan Sjodin                         IfSourceReg, 0);
2020a06bfe05SJan Sjodin 
2021a06bfe05SJan Sjodin       InnerRegion->replaceRegisterOutsideRegion(Reg, PHIDestReg, true, MRI);
2022d34e60caSNicola Zaghen       LLVM_DEBUG(dbgs() << "Insert Non-Chained Live out PHI\n");
2023a06bfe05SJan Sjodin       insertMergePHI(IfBB, InnerRegion->getExit(), MergeBB, PHIDestReg,
2024a06bfe05SJan Sjodin                      IfSourceReg, Reg, true);
2025a06bfe05SJan Sjodin     }
2026a06bfe05SJan Sjodin   }
2027a06bfe05SJan Sjodin 
2028a06bfe05SJan Sjodin   // Handle the chained definitions in PHIInfo, checking if this basic block
2029a06bfe05SJan Sjodin   // is a source block for a definition.
2030a06bfe05SJan Sjodin   SmallVector<unsigned, 4> Sources;
2031a06bfe05SJan Sjodin   if (PHIInfo.findSourcesFromMBB(CodeBB, Sources)) {
2032d34e60caSNicola Zaghen     LLVM_DEBUG(dbgs() << "Inserting PHI Live Out from "
2033d34e60caSNicola Zaghen                       << printMBBReference(*CodeBB) << "\n");
2034a06bfe05SJan Sjodin     for (auto SI : Sources) {
2035a06bfe05SJan Sjodin       unsigned DestReg;
2036a06bfe05SJan Sjodin       PHIInfo.findDest(SI, CodeBB, DestReg);
2037a06bfe05SJan Sjodin       insertChainedPHI(IfBB, CodeBB, MergeBB, InnerRegion, DestReg, SI);
2038a06bfe05SJan Sjodin     }
2039d34e60caSNicola Zaghen     LLVM_DEBUG(dbgs() << "Insertion done.\n");
2040a06bfe05SJan Sjodin   }
2041a06bfe05SJan Sjodin 
2042d34e60caSNicola Zaghen   LLVM_DEBUG(PHIInfo.dump(MRI));
2043a06bfe05SJan Sjodin }
2044a06bfe05SJan Sjodin 
prunePHIInfo(MachineBasicBlock * MBB)2045a06bfe05SJan Sjodin void AMDGPUMachineCFGStructurizer::prunePHIInfo(MachineBasicBlock *MBB) {
2046d34e60caSNicola Zaghen   LLVM_DEBUG(dbgs() << "Before PHI Prune\n");
2047d34e60caSNicola Zaghen   LLVM_DEBUG(PHIInfo.dump(MRI));
2048a06bfe05SJan Sjodin   SmallVector<std::tuple<unsigned, unsigned, MachineBasicBlock *>, 4>
2049a06bfe05SJan Sjodin       ElimiatedSources;
2050a06bfe05SJan Sjodin   for (auto DRI = PHIInfo.dests_begin(), DE = PHIInfo.dests_end(); DRI != DE;
2051a06bfe05SJan Sjodin        ++DRI) {
2052a06bfe05SJan Sjodin 
2053a06bfe05SJan Sjodin     unsigned DestReg = *DRI;
2054a06bfe05SJan Sjodin     auto SE = PHIInfo.sources_end(DestReg);
2055a06bfe05SJan Sjodin 
2056a06bfe05SJan Sjodin     bool MBBContainsPHISource = false;
2057a06bfe05SJan Sjodin     // Check if there is a PHI source in this MBB
2058a06bfe05SJan Sjodin     for (auto SRI = PHIInfo.sources_begin(DestReg); SRI != SE; ++SRI) {
2059a06bfe05SJan Sjodin       unsigned SourceReg = (*SRI).first;
2060a06bfe05SJan Sjodin       MachineOperand *Def = &(*(MRI->def_begin(SourceReg)));
2061a06bfe05SJan Sjodin       if (Def->getParent()->getParent() == MBB) {
2062a06bfe05SJan Sjodin         MBBContainsPHISource = true;
2063a06bfe05SJan Sjodin       }
2064a06bfe05SJan Sjodin     }
2065a06bfe05SJan Sjodin 
2066a06bfe05SJan Sjodin     // If so, all other sources are useless since we know this block
2067a06bfe05SJan Sjodin     // is always executed when the region is executed.
2068a06bfe05SJan Sjodin     if (MBBContainsPHISource) {
2069a06bfe05SJan Sjodin       for (auto SRI = PHIInfo.sources_begin(DestReg); SRI != SE; ++SRI) {
2070a06bfe05SJan Sjodin         PHILinearize::PHISourceT Source = *SRI;
2071a06bfe05SJan Sjodin         unsigned SourceReg = Source.first;
2072a06bfe05SJan Sjodin         MachineBasicBlock *SourceMBB = Source.second;
2073a06bfe05SJan Sjodin         MachineOperand *Def = &(*(MRI->def_begin(SourceReg)));
2074a06bfe05SJan Sjodin         if (Def->getParent()->getParent() != MBB) {
2075a06bfe05SJan Sjodin           ElimiatedSources.push_back(
2076a06bfe05SJan Sjodin               std::make_tuple(DestReg, SourceReg, SourceMBB));
2077a06bfe05SJan Sjodin         }
2078a06bfe05SJan Sjodin       }
2079a06bfe05SJan Sjodin     }
2080a06bfe05SJan Sjodin   }
2081a06bfe05SJan Sjodin 
2082a06bfe05SJan Sjodin   // Remove the PHI sources that are in the given MBB
2083a06bfe05SJan Sjodin   for (auto &SourceInfo : ElimiatedSources) {
2084a06bfe05SJan Sjodin     PHIInfo.removeSource(std::get<0>(SourceInfo), std::get<1>(SourceInfo),
2085a06bfe05SJan Sjodin                          std::get<2>(SourceInfo));
2086a06bfe05SJan Sjodin   }
2087d34e60caSNicola Zaghen   LLVM_DEBUG(dbgs() << "After PHI Prune\n");
2088d34e60caSNicola Zaghen   LLVM_DEBUG(PHIInfo.dump(MRI));
2089a06bfe05SJan Sjodin }
2090a06bfe05SJan Sjodin 
createEntryPHI(LinearizedRegion * CurrentRegion,unsigned DestReg)2091a06bfe05SJan Sjodin void AMDGPUMachineCFGStructurizer::createEntryPHI(LinearizedRegion *CurrentRegion,
2092a06bfe05SJan Sjodin                                             unsigned DestReg) {
2093a06bfe05SJan Sjodin   MachineBasicBlock *Entry = CurrentRegion->getEntry();
2094a06bfe05SJan Sjodin   MachineBasicBlock *Exit = CurrentRegion->getExit();
2095a06bfe05SJan Sjodin 
2096d34e60caSNicola Zaghen   LLVM_DEBUG(dbgs() << "RegionExit: " << Exit->getNumber() << " Pred: "
2097d34e60caSNicola Zaghen                     << (*(Entry->pred_begin()))->getNumber() << "\n");
2098a06bfe05SJan Sjodin 
2099a06bfe05SJan Sjodin   int NumSources = 0;
2100a06bfe05SJan Sjodin   auto SE = PHIInfo.sources_end(DestReg);
2101a06bfe05SJan Sjodin 
2102a06bfe05SJan Sjodin   for (auto SRI = PHIInfo.sources_begin(DestReg); SRI != SE; ++SRI) {
2103a06bfe05SJan Sjodin     NumSources++;
2104a06bfe05SJan Sjodin   }
2105a06bfe05SJan Sjodin 
2106a06bfe05SJan Sjodin   if (NumSources == 1) {
2107a06bfe05SJan Sjodin     auto SRI = PHIInfo.sources_begin(DestReg);
2108a06bfe05SJan Sjodin     unsigned SourceReg = (*SRI).first;
2109a06bfe05SJan Sjodin     replaceRegisterWith(DestReg, SourceReg);
2110a06bfe05SJan Sjodin   } else {
2111a06bfe05SJan Sjodin     const DebugLoc &DL = Entry->findDebugLoc(Entry->begin());
2112a06bfe05SJan Sjodin     MachineInstrBuilder MIB = BuildMI(*Entry, Entry->instr_begin(), DL,
2113a06bfe05SJan Sjodin                                       TII->get(TargetOpcode::PHI), DestReg);
2114d34e60caSNicola Zaghen     LLVM_DEBUG(dbgs() << "Entry PHI " << printReg(DestReg, TRI) << " = PHI(");
2115a06bfe05SJan Sjodin 
2116a06bfe05SJan Sjodin     unsigned CurrentBackedgeReg = 0;
2117a06bfe05SJan Sjodin 
2118a06bfe05SJan Sjodin     for (auto SRI = PHIInfo.sources_begin(DestReg); SRI != SE; ++SRI) {
2119a06bfe05SJan Sjodin       unsigned SourceReg = (*SRI).first;
2120a06bfe05SJan Sjodin 
2121a06bfe05SJan Sjodin       if (CurrentRegion->contains((*SRI).second)) {
2122a06bfe05SJan Sjodin         if (CurrentBackedgeReg == 0) {
2123a06bfe05SJan Sjodin           CurrentBackedgeReg = SourceReg;
2124a06bfe05SJan Sjodin         } else {
2125a06bfe05SJan Sjodin           MachineInstr *PHIDefInstr = getDefInstr(SourceReg);
2126a06bfe05SJan Sjodin           MachineBasicBlock *PHIDefMBB = PHIDefInstr->getParent();
2127a06bfe05SJan Sjodin           const TargetRegisterClass *RegClass =
2128a06bfe05SJan Sjodin               MRI->getRegClass(CurrentBackedgeReg);
21290c476111SDaniel Sanders           Register NewBackedgeReg = MRI->createVirtualRegister(RegClass);
2130a06bfe05SJan Sjodin           MachineInstrBuilder BackedgePHI =
2131a06bfe05SJan Sjodin               BuildMI(*PHIDefMBB, PHIDefMBB->instr_begin(), DL,
2132a06bfe05SJan Sjodin                       TII->get(TargetOpcode::PHI), NewBackedgeReg);
2133a06bfe05SJan Sjodin           BackedgePHI.addReg(CurrentBackedgeReg);
2134a06bfe05SJan Sjodin           BackedgePHI.addMBB(getPHIPred(*PHIDefInstr, 0));
2135a06bfe05SJan Sjodin           BackedgePHI.addReg(getPHISourceReg(*PHIDefInstr, 1));
2136a06bfe05SJan Sjodin           BackedgePHI.addMBB((*SRI).second);
2137a06bfe05SJan Sjodin           CurrentBackedgeReg = NewBackedgeReg;
2138d34e60caSNicola Zaghen           LLVM_DEBUG(dbgs()
2139d34e60caSNicola Zaghen                      << "Inserting backedge PHI: "
2140a8a83d15SFrancis Visoiu Mistrih                      << printReg(NewBackedgeReg, TRI) << " = PHI("
214125528d6dSFrancis Visoiu Mistrih                      << printReg(CurrentBackedgeReg, TRI) << ", "
2142d34e60caSNicola Zaghen                      << printMBBReference(*getPHIPred(*PHIDefInstr, 0)) << ", "
2143d34e60caSNicola Zaghen                      << printReg(getPHISourceReg(*PHIDefInstr, 1), TRI) << ", "
2144d34e60caSNicola Zaghen                      << printMBBReference(*(*SRI).second));
2145a06bfe05SJan Sjodin         }
2146a06bfe05SJan Sjodin       } else {
2147a06bfe05SJan Sjodin         MIB.addReg(SourceReg);
2148a06bfe05SJan Sjodin         MIB.addMBB((*SRI).second);
2149d34e60caSNicola Zaghen         LLVM_DEBUG(dbgs() << printReg(SourceReg, TRI) << ", "
215025528d6dSFrancis Visoiu Mistrih                           << printMBBReference(*(*SRI).second) << ", ");
2151a06bfe05SJan Sjodin       }
2152a06bfe05SJan Sjodin     }
2153a06bfe05SJan Sjodin 
2154a06bfe05SJan Sjodin     // Add the final backedge register source to the entry phi
2155a06bfe05SJan Sjodin     if (CurrentBackedgeReg != 0) {
2156a06bfe05SJan Sjodin       MIB.addReg(CurrentBackedgeReg);
2157a06bfe05SJan Sjodin       MIB.addMBB(Exit);
2158d34e60caSNicola Zaghen       LLVM_DEBUG(dbgs() << printReg(CurrentBackedgeReg, TRI) << ", "
215925528d6dSFrancis Visoiu Mistrih                         << printMBBReference(*Exit) << ")\n");
2160a06bfe05SJan Sjodin     } else {
2161d34e60caSNicola Zaghen       LLVM_DEBUG(dbgs() << ")\n");
2162a06bfe05SJan Sjodin     }
2163a06bfe05SJan Sjodin   }
2164a06bfe05SJan Sjodin }
2165a06bfe05SJan Sjodin 
createEntryPHIs(LinearizedRegion * CurrentRegion)2166a06bfe05SJan Sjodin void AMDGPUMachineCFGStructurizer::createEntryPHIs(LinearizedRegion *CurrentRegion) {
2167d34e60caSNicola Zaghen   LLVM_DEBUG(PHIInfo.dump(MRI));
2168a06bfe05SJan Sjodin 
2169a06bfe05SJan Sjodin   for (auto DRI = PHIInfo.dests_begin(), DE = PHIInfo.dests_end(); DRI != DE;
2170a06bfe05SJan Sjodin        ++DRI) {
2171a06bfe05SJan Sjodin 
2172a06bfe05SJan Sjodin     unsigned DestReg = *DRI;
2173a06bfe05SJan Sjodin     createEntryPHI(CurrentRegion, DestReg);
2174a06bfe05SJan Sjodin   }
2175a06bfe05SJan Sjodin   PHIInfo.clear();
2176a06bfe05SJan Sjodin }
2177a06bfe05SJan Sjodin 
replaceRegisterWith(unsigned Register,class Register NewRegister)217834978602SJay Foad void AMDGPUMachineCFGStructurizer::replaceRegisterWith(
217934978602SJay Foad     unsigned Register, class Register NewRegister) {
2180a06bfe05SJan Sjodin   assert(Register != NewRegister && "Cannot replace a reg with itself");
2181a06bfe05SJan Sjodin 
2182a06bfe05SJan Sjodin   for (MachineRegisterInfo::reg_iterator I = MRI->reg_begin(Register),
2183a06bfe05SJan Sjodin                                          E = MRI->reg_end();
2184a06bfe05SJan Sjodin        I != E;) {
2185a06bfe05SJan Sjodin     MachineOperand &O = *I;
2186a06bfe05SJan Sjodin     ++I;
218734978602SJay Foad     if (NewRegister.isPhysical()) {
2188d34e60caSNicola Zaghen       LLVM_DEBUG(dbgs() << "Trying to substitute physical register: "
21899d419d3bSFrancis Visoiu Mistrih                         << printReg(NewRegister, MRI->getTargetRegisterInfo())
2190a06bfe05SJan Sjodin                         << "\n");
2191a06bfe05SJan Sjodin       llvm_unreachable("Cannot substitute physical registers");
2192a06bfe05SJan Sjodin       // We don't handle physical registers, but if we need to
2193a06bfe05SJan Sjodin       // in the future This is how we do it:
2194a06bfe05SJan Sjodin       // O.substPhysReg(NewRegister, *TRI);
2195a06bfe05SJan Sjodin     } else {
2196d34e60caSNicola Zaghen       LLVM_DEBUG(dbgs() << "Replacing register: "
21979d419d3bSFrancis Visoiu Mistrih                         << printReg(Register, MRI->getTargetRegisterInfo())
2198a06bfe05SJan Sjodin                         << " with "
21999d419d3bSFrancis Visoiu Mistrih                         << printReg(NewRegister, MRI->getTargetRegisterInfo())
2200a06bfe05SJan Sjodin                         << "\n");
2201a06bfe05SJan Sjodin       O.setReg(NewRegister);
2202a06bfe05SJan Sjodin     }
2203a06bfe05SJan Sjodin   }
2204a06bfe05SJan Sjodin   PHIInfo.deleteDef(Register);
2205a06bfe05SJan Sjodin 
2206a06bfe05SJan Sjodin   getRegionMRT()->replaceLiveOutReg(Register, NewRegister);
2207a06bfe05SJan Sjodin 
2208d34e60caSNicola Zaghen   LLVM_DEBUG(PHIInfo.dump(MRI));
2209a06bfe05SJan Sjodin }
2210a06bfe05SJan Sjodin 
resolvePHIInfos(MachineBasicBlock * FunctionEntry)2211a06bfe05SJan Sjodin void AMDGPUMachineCFGStructurizer::resolvePHIInfos(MachineBasicBlock *FunctionEntry) {
2212d34e60caSNicola Zaghen   LLVM_DEBUG(dbgs() << "Resolve PHI Infos\n");
2213d34e60caSNicola Zaghen   LLVM_DEBUG(PHIInfo.dump(MRI));
2214a06bfe05SJan Sjodin   for (auto DRI = PHIInfo.dests_begin(), DE = PHIInfo.dests_end(); DRI != DE;
2215a06bfe05SJan Sjodin        ++DRI) {
2216a06bfe05SJan Sjodin     unsigned DestReg = *DRI;
2217d34e60caSNicola Zaghen     LLVM_DEBUG(dbgs() << "DestReg: " << printReg(DestReg, TRI) << "\n");
2218a06bfe05SJan Sjodin     auto SRI = PHIInfo.sources_begin(DestReg);
2219a06bfe05SJan Sjodin     unsigned SourceReg = (*SRI).first;
2220d34e60caSNicola Zaghen     LLVM_DEBUG(dbgs() << "DestReg: " << printReg(DestReg, TRI)
22219d419d3bSFrancis Visoiu Mistrih                       << " SourceReg: " << printReg(SourceReg, TRI) << "\n");
2222a06bfe05SJan Sjodin 
2223a06bfe05SJan Sjodin     assert(PHIInfo.sources_end(DestReg) == ++SRI &&
2224a06bfe05SJan Sjodin            "More than one phi source in entry node");
2225a06bfe05SJan Sjodin     replaceRegisterWith(DestReg, SourceReg);
2226a06bfe05SJan Sjodin   }
2227a06bfe05SJan Sjodin }
2228a06bfe05SJan Sjodin 
isFunctionEntryBlock(MachineBasicBlock * MBB)2229a06bfe05SJan Sjodin static bool isFunctionEntryBlock(MachineBasicBlock *MBB) {
2230a06bfe05SJan Sjodin   return ((&(*(MBB->getParent()->begin()))) == MBB);
2231a06bfe05SJan Sjodin }
2232a06bfe05SJan Sjodin 
createIfRegion(MachineBasicBlock * MergeBB,MachineBasicBlock * CodeBB,LinearizedRegion * CurrentRegion,unsigned BBSelectRegIn,unsigned BBSelectRegOut)2233a06bfe05SJan Sjodin MachineBasicBlock *AMDGPUMachineCFGStructurizer::createIfRegion(
2234a06bfe05SJan Sjodin     MachineBasicBlock *MergeBB, MachineBasicBlock *CodeBB,
2235a06bfe05SJan Sjodin     LinearizedRegion *CurrentRegion, unsigned BBSelectRegIn,
2236a06bfe05SJan Sjodin     unsigned BBSelectRegOut) {
2237a06bfe05SJan Sjodin   if (isFunctionEntryBlock(CodeBB) && !CurrentRegion->getHasLoop()) {
2238a06bfe05SJan Sjodin     // Handle non-loop function entry block.
2239a06bfe05SJan Sjodin     // We need to allow loops to the entry block and then
2240a06bfe05SJan Sjodin     rewriteCodeBBTerminator(CodeBB, MergeBB, BBSelectRegOut);
2241a06bfe05SJan Sjodin     resolvePHIInfos(CodeBB);
2242a06bfe05SJan Sjodin     removeExternalCFGSuccessors(CodeBB);
2243a06bfe05SJan Sjodin     CodeBB->addSuccessor(MergeBB);
2244a06bfe05SJan Sjodin     CurrentRegion->addMBB(CodeBB);
2245a06bfe05SJan Sjodin     return nullptr;
2246a06bfe05SJan Sjodin   }
2247a06bfe05SJan Sjodin   if (CurrentRegion->getEntry() == CodeBB && !CurrentRegion->getHasLoop()) {
2248a06bfe05SJan Sjodin     // Handle non-loop region entry block.
2249a06bfe05SJan Sjodin     MachineFunction *MF = MergeBB->getParent();
2250a06bfe05SJan Sjodin     auto MergeIter = MergeBB->getIterator();
2251a06bfe05SJan Sjodin     auto CodeBBStartIter = CodeBB->getIterator();
2252a06bfe05SJan Sjodin     auto CodeBBEndIter = ++(CodeBB->getIterator());
2253a06bfe05SJan Sjodin     if (CodeBBEndIter != MergeIter) {
2254a06bfe05SJan Sjodin       MF->splice(MergeIter, CodeBBStartIter, CodeBBEndIter);
2255a06bfe05SJan Sjodin     }
2256a06bfe05SJan Sjodin     rewriteCodeBBTerminator(CodeBB, MergeBB, BBSelectRegOut);
2257a06bfe05SJan Sjodin     prunePHIInfo(CodeBB);
2258a06bfe05SJan Sjodin     createEntryPHIs(CurrentRegion);
2259a06bfe05SJan Sjodin     removeExternalCFGSuccessors(CodeBB);
2260a06bfe05SJan Sjodin     CodeBB->addSuccessor(MergeBB);
2261a06bfe05SJan Sjodin     CurrentRegion->addMBB(CodeBB);
2262a06bfe05SJan Sjodin     return nullptr;
2263a06bfe05SJan Sjodin   } else {
2264a06bfe05SJan Sjodin     // Handle internal block.
2265a06bfe05SJan Sjodin     const TargetRegisterClass *RegClass = MRI->getRegClass(BBSelectRegIn);
22660c476111SDaniel Sanders     Register CodeBBSelectReg = MRI->createVirtualRegister(RegClass);
2267a06bfe05SJan Sjodin     rewriteCodeBBTerminator(CodeBB, MergeBB, CodeBBSelectReg);
2268a06bfe05SJan Sjodin     bool IsRegionEntryBB = CurrentRegion->getEntry() == CodeBB;
2269a06bfe05SJan Sjodin     MachineBasicBlock *IfBB = createIfBlock(MergeBB, CodeBB, CodeBB, CodeBB,
2270a06bfe05SJan Sjodin                                             BBSelectRegIn, IsRegionEntryBB);
2271a06bfe05SJan Sjodin     CurrentRegion->addMBB(IfBB);
2272a06bfe05SJan Sjodin     // If this is the entry block we need to make the If block the new
2273a06bfe05SJan Sjodin     // linearized region entry.
2274a06bfe05SJan Sjodin     if (IsRegionEntryBB) {
2275a06bfe05SJan Sjodin       CurrentRegion->setEntry(IfBB);
2276a06bfe05SJan Sjodin 
2277a06bfe05SJan Sjodin       if (CurrentRegion->getHasLoop()) {
2278a06bfe05SJan Sjodin         MachineBasicBlock *RegionExit = CurrentRegion->getExit();
2279a06bfe05SJan Sjodin         MachineBasicBlock *ETrueBB = nullptr;
2280a06bfe05SJan Sjodin         MachineBasicBlock *EFalseBB = nullptr;
2281a06bfe05SJan Sjodin         SmallVector<MachineOperand, 1> ECond;
2282a06bfe05SJan Sjodin 
2283a06bfe05SJan Sjodin         const DebugLoc &DL = DebugLoc();
2284a06bfe05SJan Sjodin         TII->analyzeBranch(*RegionExit, ETrueBB, EFalseBB, ECond);
2285a06bfe05SJan Sjodin         TII->removeBranch(*RegionExit);
2286a06bfe05SJan Sjodin 
2287a06bfe05SJan Sjodin         // We need to create a backedge if there is a loop
228898de0d22SJay Foad         Register Reg = TII->insertNE(
2289a06bfe05SJan Sjodin             RegionExit, RegionExit->instr_end(), DL,
2290a06bfe05SJan Sjodin             CurrentRegion->getRegionMRT()->getInnerOutputRegister(),
2291a06bfe05SJan Sjodin             CurrentRegion->getRegionMRT()->getEntry()->getNumber());
2292a06bfe05SJan Sjodin         MachineOperand RegOp =
2293a06bfe05SJan Sjodin             MachineOperand::CreateReg(Reg, false, false, true);
2294a06bfe05SJan Sjodin         ArrayRef<MachineOperand> Cond(RegOp);
2295d34e60caSNicola Zaghen         LLVM_DEBUG(dbgs() << "RegionExitReg: ");
2296d34e60caSNicola Zaghen         LLVM_DEBUG(Cond[0].print(dbgs(), TRI));
2297d34e60caSNicola Zaghen         LLVM_DEBUG(dbgs() << "\n");
2298a06bfe05SJan Sjodin         TII->insertBranch(*RegionExit, CurrentRegion->getEntry(), RegionExit,
2299a06bfe05SJan Sjodin                           Cond, DebugLoc());
2300a06bfe05SJan Sjodin         RegionExit->addSuccessor(CurrentRegion->getEntry());
2301a06bfe05SJan Sjodin       }
2302a06bfe05SJan Sjodin     }
2303a06bfe05SJan Sjodin     CurrentRegion->addMBB(CodeBB);
2304a06bfe05SJan Sjodin     LinearizedRegion InnerRegion(CodeBB, MRI, TRI, PHIInfo);
2305a06bfe05SJan Sjodin 
2306a06bfe05SJan Sjodin     InnerRegion.setParent(CurrentRegion);
2307d34e60caSNicola Zaghen     LLVM_DEBUG(dbgs() << "Insert BB Select PHI (BB)\n");
2308a06bfe05SJan Sjodin     insertMergePHI(IfBB, CodeBB, MergeBB, BBSelectRegOut, BBSelectRegIn,
2309a06bfe05SJan Sjodin                    CodeBBSelectReg);
2310a06bfe05SJan Sjodin     InnerRegion.addMBB(MergeBB);
2311a06bfe05SJan Sjodin 
2312d34e60caSNicola Zaghen     LLVM_DEBUG(InnerRegion.print(dbgs(), TRI));
2313a06bfe05SJan Sjodin     rewriteLiveOutRegs(IfBB, CodeBB, MergeBB, &InnerRegion, CurrentRegion);
2314a06bfe05SJan Sjodin     extractKilledPHIs(CodeBB);
2315a06bfe05SJan Sjodin     if (IsRegionEntryBB) {
2316a06bfe05SJan Sjodin       createEntryPHIs(CurrentRegion);
2317a06bfe05SJan Sjodin     }
2318a06bfe05SJan Sjodin     return IfBB;
2319a06bfe05SJan Sjodin   }
2320a06bfe05SJan Sjodin }
2321a06bfe05SJan Sjodin 
createIfRegion(MachineBasicBlock * MergeBB,LinearizedRegion * InnerRegion,LinearizedRegion * CurrentRegion,MachineBasicBlock * SelectBB,unsigned BBSelectRegIn,unsigned BBSelectRegOut)2322a06bfe05SJan Sjodin MachineBasicBlock *AMDGPUMachineCFGStructurizer::createIfRegion(
2323a06bfe05SJan Sjodin     MachineBasicBlock *MergeBB, LinearizedRegion *InnerRegion,
2324a06bfe05SJan Sjodin     LinearizedRegion *CurrentRegion, MachineBasicBlock *SelectBB,
2325a06bfe05SJan Sjodin     unsigned BBSelectRegIn, unsigned BBSelectRegOut) {
2326a06bfe05SJan Sjodin   unsigned CodeBBSelectReg =
2327a06bfe05SJan Sjodin       InnerRegion->getRegionMRT()->getInnerOutputRegister();
2328a06bfe05SJan Sjodin   MachineBasicBlock *CodeEntryBB = InnerRegion->getEntry();
2329a06bfe05SJan Sjodin   MachineBasicBlock *CodeExitBB = InnerRegion->getExit();
2330a06bfe05SJan Sjodin   MachineBasicBlock *IfBB = createIfBlock(MergeBB, CodeEntryBB, CodeExitBB,
2331a06bfe05SJan Sjodin                                           SelectBB, BBSelectRegIn, true);
2332a06bfe05SJan Sjodin   CurrentRegion->addMBB(IfBB);
2333a06bfe05SJan Sjodin   bool isEntry = CurrentRegion->getEntry() == InnerRegion->getEntry();
2334a06bfe05SJan Sjodin   if (isEntry) {
2335a06bfe05SJan Sjodin 
2336a06bfe05SJan Sjodin     if (CurrentRegion->getHasLoop()) {
2337a06bfe05SJan Sjodin       MachineBasicBlock *RegionExit = CurrentRegion->getExit();
2338a06bfe05SJan Sjodin       MachineBasicBlock *ETrueBB = nullptr;
2339a06bfe05SJan Sjodin       MachineBasicBlock *EFalseBB = nullptr;
2340a06bfe05SJan Sjodin       SmallVector<MachineOperand, 1> ECond;
2341a06bfe05SJan Sjodin 
2342a06bfe05SJan Sjodin       const DebugLoc &DL = DebugLoc();
2343a06bfe05SJan Sjodin       TII->analyzeBranch(*RegionExit, ETrueBB, EFalseBB, ECond);
2344a06bfe05SJan Sjodin       TII->removeBranch(*RegionExit);
2345a06bfe05SJan Sjodin 
2346a06bfe05SJan Sjodin       // We need to create a backedge if there is a loop
234798de0d22SJay Foad       Register Reg =
2348a06bfe05SJan Sjodin           TII->insertNE(RegionExit, RegionExit->instr_end(), DL,
2349a06bfe05SJan Sjodin                         CurrentRegion->getRegionMRT()->getInnerOutputRegister(),
2350a06bfe05SJan Sjodin                         CurrentRegion->getRegionMRT()->getEntry()->getNumber());
2351a06bfe05SJan Sjodin       MachineOperand RegOp = MachineOperand::CreateReg(Reg, false, false, true);
2352a06bfe05SJan Sjodin       ArrayRef<MachineOperand> Cond(RegOp);
2353d34e60caSNicola Zaghen       LLVM_DEBUG(dbgs() << "RegionExitReg: ");
2354d34e60caSNicola Zaghen       LLVM_DEBUG(Cond[0].print(dbgs(), TRI));
2355d34e60caSNicola Zaghen       LLVM_DEBUG(dbgs() << "\n");
2356a06bfe05SJan Sjodin       TII->insertBranch(*RegionExit, CurrentRegion->getEntry(), RegionExit,
2357a06bfe05SJan Sjodin                         Cond, DebugLoc());
2358a06bfe05SJan Sjodin       RegionExit->addSuccessor(IfBB);
2359a06bfe05SJan Sjodin     }
2360a06bfe05SJan Sjodin   }
2361a06bfe05SJan Sjodin   CurrentRegion->addMBBs(InnerRegion);
2362d34e60caSNicola Zaghen   LLVM_DEBUG(dbgs() << "Insert BB Select PHI (region)\n");
2363a06bfe05SJan Sjodin   insertMergePHI(IfBB, CodeExitBB, MergeBB, BBSelectRegOut, BBSelectRegIn,
2364a06bfe05SJan Sjodin                  CodeBBSelectReg);
2365a06bfe05SJan Sjodin 
2366a06bfe05SJan Sjodin   rewriteLiveOutRegs(IfBB, /* CodeEntryBB */ CodeExitBB, MergeBB, InnerRegion,
2367a06bfe05SJan Sjodin                      CurrentRegion);
2368a06bfe05SJan Sjodin 
2369a06bfe05SJan Sjodin   rewriteRegionEntryPHIs(InnerRegion, IfBB);
2370a06bfe05SJan Sjodin 
2371a06bfe05SJan Sjodin   if (isEntry) {
2372a06bfe05SJan Sjodin     CurrentRegion->setEntry(IfBB);
2373a06bfe05SJan Sjodin   }
2374a06bfe05SJan Sjodin 
2375a06bfe05SJan Sjodin   if (isEntry) {
2376a06bfe05SJan Sjodin     createEntryPHIs(CurrentRegion);
2377a06bfe05SJan Sjodin   }
2378a06bfe05SJan Sjodin 
2379a06bfe05SJan Sjodin   return IfBB;
2380a06bfe05SJan Sjodin }
2381a06bfe05SJan Sjodin 
splitLoopPHI(MachineInstr & PHI,MachineBasicBlock * Entry,MachineBasicBlock * EntrySucc,LinearizedRegion * LRegion)2382a06bfe05SJan Sjodin void AMDGPUMachineCFGStructurizer::splitLoopPHI(MachineInstr &PHI,
2383a06bfe05SJan Sjodin                                           MachineBasicBlock *Entry,
2384a06bfe05SJan Sjodin                                           MachineBasicBlock *EntrySucc,
2385a06bfe05SJan Sjodin                                           LinearizedRegion *LRegion) {
2386a06bfe05SJan Sjodin   SmallVector<unsigned, 2> PHIRegionIndices;
2387a06bfe05SJan Sjodin   getPHIRegionIndices(LRegion, PHI, PHIRegionIndices);
2388a06bfe05SJan Sjodin 
2389a06bfe05SJan Sjodin   assert(PHIRegionIndices.size() == 1);
2390a06bfe05SJan Sjodin 
2391a06bfe05SJan Sjodin   unsigned RegionIndex = PHIRegionIndices[0];
2392a06bfe05SJan Sjodin   unsigned RegionSourceReg = getPHISourceReg(PHI, RegionIndex);
2393a06bfe05SJan Sjodin   MachineBasicBlock *RegionSourceMBB = getPHIPred(PHI, RegionIndex);
2394a06bfe05SJan Sjodin   unsigned PHIDest = getPHIDestReg(PHI);
2395a06bfe05SJan Sjodin   unsigned PHISource = PHIDest;
2396a06bfe05SJan Sjodin   unsigned ReplaceReg;
2397a06bfe05SJan Sjodin 
2398a06bfe05SJan Sjodin   if (shrinkPHI(PHI, PHIRegionIndices, &ReplaceReg)) {
2399a06bfe05SJan Sjodin     PHISource = ReplaceReg;
2400a06bfe05SJan Sjodin   }
2401a06bfe05SJan Sjodin 
2402a06bfe05SJan Sjodin   const TargetRegisterClass *RegClass = MRI->getRegClass(PHIDest);
24030c476111SDaniel Sanders   Register NewDestReg = MRI->createVirtualRegister(RegClass);
2404a06bfe05SJan Sjodin   LRegion->replaceRegisterInsideRegion(PHIDest, NewDestReg, false, MRI);
2405a06bfe05SJan Sjodin   MachineInstrBuilder MIB =
2406a06bfe05SJan Sjodin       BuildMI(*EntrySucc, EntrySucc->instr_begin(), PHI.getDebugLoc(),
2407a06bfe05SJan Sjodin               TII->get(TargetOpcode::PHI), NewDestReg);
2408d34e60caSNicola Zaghen   LLVM_DEBUG(dbgs() << "Split Entry PHI " << printReg(NewDestReg, TRI)
2409d34e60caSNicola Zaghen                     << " = PHI(");
2410a06bfe05SJan Sjodin   MIB.addReg(PHISource);
2411a06bfe05SJan Sjodin   MIB.addMBB(Entry);
2412d34e60caSNicola Zaghen   LLVM_DEBUG(dbgs() << printReg(PHISource, TRI) << ", "
241325528d6dSFrancis Visoiu Mistrih                     << printMBBReference(*Entry));
2414a06bfe05SJan Sjodin   MIB.addReg(RegionSourceReg);
2415a06bfe05SJan Sjodin   MIB.addMBB(RegionSourceMBB);
2416d34e60caSNicola Zaghen   LLVM_DEBUG(dbgs() << " ," << printReg(RegionSourceReg, TRI) << ", "
241725528d6dSFrancis Visoiu Mistrih                     << printMBBReference(*RegionSourceMBB) << ")\n");
2418a06bfe05SJan Sjodin }
2419a06bfe05SJan Sjodin 
splitLoopPHIs(MachineBasicBlock * Entry,MachineBasicBlock * EntrySucc,LinearizedRegion * LRegion)2420a06bfe05SJan Sjodin void AMDGPUMachineCFGStructurizer::splitLoopPHIs(MachineBasicBlock *Entry,
2421a06bfe05SJan Sjodin                                            MachineBasicBlock *EntrySucc,
2422a06bfe05SJan Sjodin                                            LinearizedRegion *LRegion) {
2423a06bfe05SJan Sjodin   SmallVector<MachineInstr *, 2> PHIs;
2424a06bfe05SJan Sjodin   collectPHIs(Entry, PHIs);
2425a06bfe05SJan Sjodin 
2426a06bfe05SJan Sjodin   for (auto PHII : PHIs) {
2427a06bfe05SJan Sjodin     splitLoopPHI(*PHII, Entry, EntrySucc, LRegion);
2428a06bfe05SJan Sjodin   }
2429a06bfe05SJan Sjodin }
2430a06bfe05SJan Sjodin 
2431a06bfe05SJan Sjodin // Split the exit block so that we can insert a end control flow
2432a06bfe05SJan Sjodin MachineBasicBlock *
splitExit(LinearizedRegion * LRegion)2433a06bfe05SJan Sjodin AMDGPUMachineCFGStructurizer::splitExit(LinearizedRegion *LRegion) {
2434a06bfe05SJan Sjodin   auto MRTRegion = LRegion->getRegionMRT();
2435a06bfe05SJan Sjodin   auto Exit = LRegion->getExit();
2436a06bfe05SJan Sjodin   auto MF = Exit->getParent();
2437a06bfe05SJan Sjodin   auto Succ = MRTRegion->getSucc();
2438a06bfe05SJan Sjodin 
2439a06bfe05SJan Sjodin   auto NewExit = MF->CreateMachineBasicBlock();
2440a06bfe05SJan Sjodin   auto AfterExitIter = Exit->getIterator();
2441a06bfe05SJan Sjodin   AfterExitIter++;
2442a06bfe05SJan Sjodin   MF->insert(AfterExitIter, NewExit);
2443a06bfe05SJan Sjodin   Exit->removeSuccessor(Succ);
2444a06bfe05SJan Sjodin   Exit->addSuccessor(NewExit);
2445a06bfe05SJan Sjodin   NewExit->addSuccessor(Succ);
2446a06bfe05SJan Sjodin   insertUnconditionalBranch(NewExit, Succ);
2447a06bfe05SJan Sjodin   LRegion->addMBB(NewExit);
2448a06bfe05SJan Sjodin   LRegion->setExit(NewExit);
2449a06bfe05SJan Sjodin 
2450d34e60caSNicola Zaghen   LLVM_DEBUG(dbgs() << "Created new exit block: " << NewExit->getNumber()
2451d34e60caSNicola Zaghen                     << "\n");
2452a06bfe05SJan Sjodin 
2453a06bfe05SJan Sjodin   // Replace any PHI Predecessors in the successor with NewExit
2454a06bfe05SJan Sjodin   for (auto &II : *Succ) {
2455a06bfe05SJan Sjodin     MachineInstr &Instr = II;
2456a06bfe05SJan Sjodin 
2457a06bfe05SJan Sjodin     // If we are past the PHI instructions we are done
2458a06bfe05SJan Sjodin     if (!Instr.isPHI())
2459a06bfe05SJan Sjodin       break;
2460a06bfe05SJan Sjodin 
2461a06bfe05SJan Sjodin     int numPreds = getPHINumInputs(Instr);
2462a06bfe05SJan Sjodin     for (int i = 0; i < numPreds; ++i) {
2463a06bfe05SJan Sjodin       auto Pred = getPHIPred(Instr, i);
2464a06bfe05SJan Sjodin       if (Pred == Exit) {
2465a06bfe05SJan Sjodin         setPhiPred(Instr, i, NewExit);
2466a06bfe05SJan Sjodin       }
2467a06bfe05SJan Sjodin     }
2468a06bfe05SJan Sjodin   }
2469a06bfe05SJan Sjodin 
2470a06bfe05SJan Sjodin   return NewExit;
2471a06bfe05SJan Sjodin }
2472a06bfe05SJan Sjodin 
split(MachineBasicBlock::iterator I)2473a06bfe05SJan Sjodin static MachineBasicBlock *split(MachineBasicBlock::iterator I) {
2474a06bfe05SJan Sjodin   // Create the fall-through block.
2475a06bfe05SJan Sjodin   MachineBasicBlock *MBB = (*I).getParent();
2476a06bfe05SJan Sjodin   MachineFunction *MF = MBB->getParent();
2477a06bfe05SJan Sjodin   MachineBasicBlock *SuccMBB = MF->CreateMachineBasicBlock();
2478a06bfe05SJan Sjodin   auto MBBIter = ++(MBB->getIterator());
2479a06bfe05SJan Sjodin   MF->insert(MBBIter, SuccMBB);
2480a06bfe05SJan Sjodin   SuccMBB->transferSuccessorsAndUpdatePHIs(MBB);
2481a06bfe05SJan Sjodin   MBB->addSuccessor(SuccMBB);
2482a06bfe05SJan Sjodin 
2483a06bfe05SJan Sjodin   // Splice the code over.
2484a06bfe05SJan Sjodin   SuccMBB->splice(SuccMBB->end(), MBB, I, MBB->end());
2485a06bfe05SJan Sjodin 
2486a06bfe05SJan Sjodin   return SuccMBB;
2487a06bfe05SJan Sjodin }
2488a06bfe05SJan Sjodin 
2489a06bfe05SJan Sjodin // Split the entry block separating PHI-nodes and the rest of the code
2490a06bfe05SJan Sjodin // This is needed to insert an initializer for the bb select register
2491a06bfe05SJan Sjodin // inloop regions.
2492a06bfe05SJan Sjodin 
2493a06bfe05SJan Sjodin MachineBasicBlock *
splitEntry(LinearizedRegion * LRegion)2494a06bfe05SJan Sjodin AMDGPUMachineCFGStructurizer::splitEntry(LinearizedRegion *LRegion) {
2495a06bfe05SJan Sjodin   MachineBasicBlock *Entry = LRegion->getEntry();
2496a06bfe05SJan Sjodin   MachineBasicBlock *EntrySucc = split(Entry->getFirstNonPHI());
2497a06bfe05SJan Sjodin   MachineBasicBlock *Exit = LRegion->getExit();
2498a06bfe05SJan Sjodin 
2499d34e60caSNicola Zaghen   LLVM_DEBUG(dbgs() << "Split " << printMBBReference(*Entry) << " to "
250025528d6dSFrancis Visoiu Mistrih                     << printMBBReference(*Entry) << " -> "
250125528d6dSFrancis Visoiu Mistrih                     << printMBBReference(*EntrySucc) << "\n");
2502a06bfe05SJan Sjodin   LRegion->addMBB(EntrySucc);
2503a06bfe05SJan Sjodin 
2504a06bfe05SJan Sjodin   // Make the backedge go to Entry Succ
2505a06bfe05SJan Sjodin   if (Exit->isSuccessor(Entry)) {
2506a06bfe05SJan Sjodin     Exit->removeSuccessor(Entry);
2507a06bfe05SJan Sjodin   }
2508a06bfe05SJan Sjodin   Exit->addSuccessor(EntrySucc);
2509a06bfe05SJan Sjodin   MachineInstr &Branch = *(Exit->instr_rbegin());
2510a06bfe05SJan Sjodin   for (auto &UI : Branch.uses()) {
2511a06bfe05SJan Sjodin     if (UI.isMBB() && UI.getMBB() == Entry) {
2512a06bfe05SJan Sjodin       UI.setMBB(EntrySucc);
2513a06bfe05SJan Sjodin     }
2514a06bfe05SJan Sjodin   }
2515a06bfe05SJan Sjodin 
2516a06bfe05SJan Sjodin   splitLoopPHIs(Entry, EntrySucc, LRegion);
2517a06bfe05SJan Sjodin 
2518a06bfe05SJan Sjodin   return EntrySucc;
2519a06bfe05SJan Sjodin }
2520a06bfe05SJan Sjodin 
2521a06bfe05SJan Sjodin LinearizedRegion *
initLinearizedRegion(RegionMRT * Region)2522a06bfe05SJan Sjodin AMDGPUMachineCFGStructurizer::initLinearizedRegion(RegionMRT *Region) {
2523a06bfe05SJan Sjodin   LinearizedRegion *LRegion = Region->getLinearizedRegion();
2524a06bfe05SJan Sjodin   LRegion->initLiveOut(Region, MRI, TRI, PHIInfo);
2525a06bfe05SJan Sjodin   LRegion->setEntry(Region->getEntry());
2526a06bfe05SJan Sjodin   return LRegion;
2527a06bfe05SJan Sjodin }
2528a06bfe05SJan Sjodin 
removeOldExitPreds(RegionMRT * Region)2529a06bfe05SJan Sjodin static void removeOldExitPreds(RegionMRT *Region) {
2530a06bfe05SJan Sjodin   MachineBasicBlock *Exit = Region->getSucc();
2531a06bfe05SJan Sjodin   if (Exit == nullptr) {
2532a06bfe05SJan Sjodin     return;
2533a06bfe05SJan Sjodin   }
2534a06bfe05SJan Sjodin   for (MachineBasicBlock::pred_iterator PI = Exit->pred_begin(),
2535a06bfe05SJan Sjodin                                         E = Exit->pred_end();
2536a06bfe05SJan Sjodin        PI != E; ++PI) {
2537a06bfe05SJan Sjodin     if (Region->contains(*PI)) {
2538a06bfe05SJan Sjodin       (*PI)->removeSuccessor(Exit);
2539a06bfe05SJan Sjodin     }
2540a06bfe05SJan Sjodin   }
2541a06bfe05SJan Sjodin }
2542a06bfe05SJan Sjodin 
mbbHasBackEdge(MachineBasicBlock * MBB,SmallPtrSet<MachineBasicBlock *,8> & MBBs)2543a06bfe05SJan Sjodin static bool mbbHasBackEdge(MachineBasicBlock *MBB,
2544a06bfe05SJan Sjodin                            SmallPtrSet<MachineBasicBlock *, 8> &MBBs) {
2545e4bab218SKazu Hirata   for (MachineBasicBlock *Succ : MBB->successors())
2546e4bab218SKazu Hirata     if (MBBs.contains(Succ))
2547a06bfe05SJan Sjodin       return true;
2548a06bfe05SJan Sjodin   return false;
2549a06bfe05SJan Sjodin }
2550a06bfe05SJan Sjodin 
containsNewBackedge(MRT * Tree,SmallPtrSet<MachineBasicBlock *,8> & MBBs)2551a06bfe05SJan Sjodin static bool containsNewBackedge(MRT *Tree,
2552a06bfe05SJan Sjodin                                 SmallPtrSet<MachineBasicBlock *, 8> &MBBs) {
2553a06bfe05SJan Sjodin   // Need to traverse this in reverse since it is in post order.
2554a06bfe05SJan Sjodin   if (Tree == nullptr)
2555a06bfe05SJan Sjodin     return false;
2556a06bfe05SJan Sjodin 
2557a06bfe05SJan Sjodin   if (Tree->isMBB()) {
2558a06bfe05SJan Sjodin     MachineBasicBlock *MBB = Tree->getMBBMRT()->getMBB();
2559a06bfe05SJan Sjodin     MBBs.insert(MBB);
2560a06bfe05SJan Sjodin     if (mbbHasBackEdge(MBB, MBBs)) {
2561a06bfe05SJan Sjodin       return true;
2562a06bfe05SJan Sjodin     }
2563a06bfe05SJan Sjodin   } else {
2564a06bfe05SJan Sjodin     RegionMRT *Region = Tree->getRegionMRT();
256514d656b3SKazu Hirata     for (MRT *C : llvm::reverse(*Region->getChildren()))
256614d656b3SKazu Hirata       if (containsNewBackedge(C, MBBs))
2567a06bfe05SJan Sjodin         return true;
2568a06bfe05SJan Sjodin   }
2569a06bfe05SJan Sjodin   return false;
2570a06bfe05SJan Sjodin }
2571a06bfe05SJan Sjodin 
containsNewBackedge(RegionMRT * Region)2572a06bfe05SJan Sjodin static bool containsNewBackedge(RegionMRT *Region) {
2573a06bfe05SJan Sjodin   SmallPtrSet<MachineBasicBlock *, 8> MBBs;
2574a06bfe05SJan Sjodin   return containsNewBackedge(Region, MBBs);
2575a06bfe05SJan Sjodin }
2576a06bfe05SJan Sjodin 
structurizeComplexRegion(RegionMRT * Region)2577a06bfe05SJan Sjodin bool AMDGPUMachineCFGStructurizer::structurizeComplexRegion(RegionMRT *Region) {
2578a06bfe05SJan Sjodin   auto *LRegion = initLinearizedRegion(Region);
2579a06bfe05SJan Sjodin   LRegion->setHasLoop(containsNewBackedge(Region));
2580a06bfe05SJan Sjodin   MachineBasicBlock *LastMerge = createLinearizedExitBlock(Region);
2581a06bfe05SJan Sjodin   MachineBasicBlock *CurrentMerge = LastMerge;
2582a06bfe05SJan Sjodin   LRegion->addMBB(LastMerge);
2583a06bfe05SJan Sjodin   LRegion->setExit(LastMerge);
2584a06bfe05SJan Sjodin 
2585a06bfe05SJan Sjodin   rewriteRegionExitPHIs(Region, LastMerge, LRegion);
2586a06bfe05SJan Sjodin   removeOldExitPreds(Region);
2587a06bfe05SJan Sjodin 
2588d34e60caSNicola Zaghen   LLVM_DEBUG(PHIInfo.dump(MRI));
2589a06bfe05SJan Sjodin 
2590a06bfe05SJan Sjodin   SetVector<MRT *> *Children = Region->getChildren();
2591d34e60caSNicola Zaghen   LLVM_DEBUG(dbgs() << "===========If Region Start===============\n");
2592a06bfe05SJan Sjodin   if (LRegion->getHasLoop()) {
2593d34e60caSNicola Zaghen     LLVM_DEBUG(dbgs() << "Has Backedge: Yes\n");
2594a06bfe05SJan Sjodin   } else {
2595d34e60caSNicola Zaghen     LLVM_DEBUG(dbgs() << "Has Backedge: No\n");
2596a06bfe05SJan Sjodin   }
2597a06bfe05SJan Sjodin 
2598a06bfe05SJan Sjodin   unsigned BBSelectRegIn;
2599a06bfe05SJan Sjodin   unsigned BBSelectRegOut;
2600a06bfe05SJan Sjodin   for (auto CI = Children->begin(), CE = Children->end(); CI != CE; ++CI) {
2601d34e60caSNicola Zaghen     LLVM_DEBUG(dbgs() << "CurrentRegion: \n");
2602d34e60caSNicola Zaghen     LLVM_DEBUG(LRegion->print(dbgs(), TRI));
2603a06bfe05SJan Sjodin 
2604a06bfe05SJan Sjodin     auto CNI = CI;
2605a06bfe05SJan Sjodin     ++CNI;
2606a06bfe05SJan Sjodin 
2607a06bfe05SJan Sjodin     MRT *Child = (*CI);
2608a06bfe05SJan Sjodin 
2609a06bfe05SJan Sjodin     if (Child->isRegion()) {
2610a06bfe05SJan Sjodin 
2611a06bfe05SJan Sjodin       LinearizedRegion *InnerLRegion =
2612a06bfe05SJan Sjodin           Child->getRegionMRT()->getLinearizedRegion();
2613a06bfe05SJan Sjodin       // We found the block is the exit of an inner region, we need
2614a06bfe05SJan Sjodin       // to put it in the current linearized region.
2615a06bfe05SJan Sjodin 
2616d34e60caSNicola Zaghen       LLVM_DEBUG(dbgs() << "Linearizing region: ");
2617d34e60caSNicola Zaghen       LLVM_DEBUG(InnerLRegion->print(dbgs(), TRI));
2618d34e60caSNicola Zaghen       LLVM_DEBUG(dbgs() << "\n");
2619a06bfe05SJan Sjodin 
2620a06bfe05SJan Sjodin       MachineBasicBlock *InnerEntry = InnerLRegion->getEntry();
2621a06bfe05SJan Sjodin       if ((&(*(InnerEntry->getParent()->begin()))) == InnerEntry) {
2622a06bfe05SJan Sjodin         // Entry has already been linearized, no need to do this region.
2623a06bfe05SJan Sjodin         unsigned OuterSelect = InnerLRegion->getBBSelectRegOut();
2624a06bfe05SJan Sjodin         unsigned InnerSelectReg =
2625a06bfe05SJan Sjodin             InnerLRegion->getRegionMRT()->getInnerOutputRegister();
2626a06bfe05SJan Sjodin         replaceRegisterWith(InnerSelectReg, OuterSelect),
2627a06bfe05SJan Sjodin             resolvePHIInfos(InnerEntry);
2628a06bfe05SJan Sjodin         if (!InnerLRegion->getExit()->isSuccessor(CurrentMerge))
2629a06bfe05SJan Sjodin           InnerLRegion->getExit()->addSuccessor(CurrentMerge);
2630a06bfe05SJan Sjodin         continue;
2631a06bfe05SJan Sjodin       }
2632a06bfe05SJan Sjodin 
2633a06bfe05SJan Sjodin       BBSelectRegOut = Child->getBBSelectRegOut();
2634a06bfe05SJan Sjodin       BBSelectRegIn = Child->getBBSelectRegIn();
2635a06bfe05SJan Sjodin 
2636d34e60caSNicola Zaghen       LLVM_DEBUG(dbgs() << "BBSelectRegIn: " << printReg(BBSelectRegIn, TRI)
2637a06bfe05SJan Sjodin                         << "\n");
2638d34e60caSNicola Zaghen       LLVM_DEBUG(dbgs() << "BBSelectRegOut: " << printReg(BBSelectRegOut, TRI)
2639a06bfe05SJan Sjodin                         << "\n");
2640a06bfe05SJan Sjodin 
2641a06bfe05SJan Sjodin       MachineBasicBlock *IfEnd = CurrentMerge;
2642a06bfe05SJan Sjodin       CurrentMerge = createIfRegion(CurrentMerge, InnerLRegion, LRegion,
2643a06bfe05SJan Sjodin                                     Child->getRegionMRT()->getEntry(),
2644a06bfe05SJan Sjodin                                     BBSelectRegIn, BBSelectRegOut);
2645a06bfe05SJan Sjodin       TII->convertNonUniformIfRegion(CurrentMerge, IfEnd);
2646a06bfe05SJan Sjodin     } else {
2647a06bfe05SJan Sjodin       MachineBasicBlock *MBB = Child->getMBBMRT()->getMBB();
2648d34e60caSNicola Zaghen       LLVM_DEBUG(dbgs() << "Linearizing block: " << MBB->getNumber() << "\n");
2649a06bfe05SJan Sjodin 
2650a06bfe05SJan Sjodin       if (MBB == getSingleExitNode(*(MBB->getParent()))) {
2651a06bfe05SJan Sjodin         // If this is the exit block then we need to skip to the next.
2652a06bfe05SJan Sjodin         // The "in" register will be transferred to "out" in the next
2653a06bfe05SJan Sjodin         // iteration.
2654a06bfe05SJan Sjodin         continue;
2655a06bfe05SJan Sjodin       }
2656a06bfe05SJan Sjodin 
2657a06bfe05SJan Sjodin       BBSelectRegOut = Child->getBBSelectRegOut();
2658a06bfe05SJan Sjodin       BBSelectRegIn = Child->getBBSelectRegIn();
2659a06bfe05SJan Sjodin 
2660d34e60caSNicola Zaghen       LLVM_DEBUG(dbgs() << "BBSelectRegIn: " << printReg(BBSelectRegIn, TRI)
2661a06bfe05SJan Sjodin                         << "\n");
2662d34e60caSNicola Zaghen       LLVM_DEBUG(dbgs() << "BBSelectRegOut: " << printReg(BBSelectRegOut, TRI)
2663a06bfe05SJan Sjodin                         << "\n");
2664a06bfe05SJan Sjodin 
2665a06bfe05SJan Sjodin       MachineBasicBlock *IfEnd = CurrentMerge;
2666a06bfe05SJan Sjodin       // This is a basic block that is not part of an inner region, we
2667a06bfe05SJan Sjodin       // need to put it in the current linearized region.
2668a06bfe05SJan Sjodin       CurrentMerge = createIfRegion(CurrentMerge, MBB, LRegion, BBSelectRegIn,
2669a06bfe05SJan Sjodin                                     BBSelectRegOut);
2670a06bfe05SJan Sjodin       if (CurrentMerge) {
2671a06bfe05SJan Sjodin         TII->convertNonUniformIfRegion(CurrentMerge, IfEnd);
2672a06bfe05SJan Sjodin       }
2673a06bfe05SJan Sjodin 
2674d34e60caSNicola Zaghen       LLVM_DEBUG(PHIInfo.dump(MRI));
2675a06bfe05SJan Sjodin     }
2676a06bfe05SJan Sjodin   }
2677a06bfe05SJan Sjodin 
2678a06bfe05SJan Sjodin   LRegion->removeFalseRegisterKills(MRI);
2679a06bfe05SJan Sjodin 
2680a06bfe05SJan Sjodin   if (LRegion->getHasLoop()) {
2681a06bfe05SJan Sjodin     MachineBasicBlock *NewSucc = splitEntry(LRegion);
2682a06bfe05SJan Sjodin     if (isFunctionEntryBlock(LRegion->getEntry())) {
2683a06bfe05SJan Sjodin       resolvePHIInfos(LRegion->getEntry());
2684a06bfe05SJan Sjodin     }
2685a06bfe05SJan Sjodin     const DebugLoc &DL = NewSucc->findDebugLoc(NewSucc->getFirstNonPHI());
2686a06bfe05SJan Sjodin     unsigned InReg = LRegion->getBBSelectRegIn();
26870c476111SDaniel Sanders     Register InnerSelectReg =
2688a06bfe05SJan Sjodin         MRI->createVirtualRegister(MRI->getRegClass(InReg));
26890c476111SDaniel Sanders     Register NewInReg = MRI->createVirtualRegister(MRI->getRegClass(InReg));
2690a06bfe05SJan Sjodin     TII->materializeImmediate(*(LRegion->getEntry()),
2691a06bfe05SJan Sjodin                               LRegion->getEntry()->getFirstTerminator(), DL,
2692a06bfe05SJan Sjodin                               NewInReg, Region->getEntry()->getNumber());
2693a06bfe05SJan Sjodin     // Need to be careful about updating the registers inside the region.
2694a06bfe05SJan Sjodin     LRegion->replaceRegisterInsideRegion(InReg, InnerSelectReg, false, MRI);
2695d34e60caSNicola Zaghen     LLVM_DEBUG(dbgs() << "Loop BBSelect Merge PHI:\n");
2696a06bfe05SJan Sjodin     insertMergePHI(LRegion->getEntry(), LRegion->getExit(), NewSucc,
2697a06bfe05SJan Sjodin                    InnerSelectReg, NewInReg,
2698a06bfe05SJan Sjodin                    LRegion->getRegionMRT()->getInnerOutputRegister());
2699a06bfe05SJan Sjodin     splitExit(LRegion);
2700a06bfe05SJan Sjodin     TII->convertNonUniformLoopRegion(NewSucc, LastMerge);
2701a06bfe05SJan Sjodin   }
2702a06bfe05SJan Sjodin 
2703a06bfe05SJan Sjodin   if (Region->isRoot()) {
2704a06bfe05SJan Sjodin     TII->insertReturn(*LastMerge);
2705a06bfe05SJan Sjodin   }
2706a06bfe05SJan Sjodin 
2707d34e60caSNicola Zaghen   LLVM_DEBUG(Region->getEntry()->getParent()->dump());
2708d34e60caSNicola Zaghen   LLVM_DEBUG(LRegion->print(dbgs(), TRI));
2709d34e60caSNicola Zaghen   LLVM_DEBUG(PHIInfo.dump(MRI));
2710a06bfe05SJan Sjodin 
2711d34e60caSNicola Zaghen   LLVM_DEBUG(dbgs() << "===========If Region End===============\n");
2712a06bfe05SJan Sjodin 
2713a06bfe05SJan Sjodin   Region->setLinearizedRegion(LRegion);
2714a06bfe05SJan Sjodin   return true;
2715a06bfe05SJan Sjodin }
2716a06bfe05SJan Sjodin 
structurizeRegion(RegionMRT * Region)2717a06bfe05SJan Sjodin bool AMDGPUMachineCFGStructurizer::structurizeRegion(RegionMRT *Region) {
2718a06bfe05SJan Sjodin   if (false && regionIsSimpleIf(Region)) {
2719a06bfe05SJan Sjodin     transformSimpleIfRegion(Region);
2720a06bfe05SJan Sjodin     return true;
2721a06bfe05SJan Sjodin   } else if (regionIsSequence(Region)) {
2722a06bfe05SJan Sjodin     fixupRegionExits(Region);
2723a06bfe05SJan Sjodin     return false;
2724a06bfe05SJan Sjodin   } else {
2725a06bfe05SJan Sjodin     structurizeComplexRegion(Region);
2726a06bfe05SJan Sjodin   }
2727a06bfe05SJan Sjodin   return false;
2728a06bfe05SJan Sjodin }
2729a06bfe05SJan Sjodin 
2730a06bfe05SJan Sjodin static int structurize_once = 0;
2731a06bfe05SJan Sjodin 
structurizeRegions(RegionMRT * Region,bool isTopRegion)2732a06bfe05SJan Sjodin bool AMDGPUMachineCFGStructurizer::structurizeRegions(RegionMRT *Region,
2733a06bfe05SJan Sjodin                                                 bool isTopRegion) {
2734a06bfe05SJan Sjodin   bool Changed = false;
2735a06bfe05SJan Sjodin 
2736a06bfe05SJan Sjodin   auto Children = Region->getChildren();
2737a06bfe05SJan Sjodin   for (auto CI : *Children) {
2738a06bfe05SJan Sjodin     if (CI->isRegion()) {
2739a06bfe05SJan Sjodin       Changed |= structurizeRegions(CI->getRegionMRT(), false);
2740a06bfe05SJan Sjodin     }
2741a06bfe05SJan Sjodin   }
2742a06bfe05SJan Sjodin 
2743a06bfe05SJan Sjodin   if (structurize_once < 2 || true) {
2744a06bfe05SJan Sjodin     Changed |= structurizeRegion(Region);
2745a06bfe05SJan Sjodin     structurize_once++;
2746a06bfe05SJan Sjodin   }
2747a06bfe05SJan Sjodin   return Changed;
2748a06bfe05SJan Sjodin }
2749a06bfe05SJan Sjodin 
initFallthroughMap(MachineFunction & MF)2750a06bfe05SJan Sjodin void AMDGPUMachineCFGStructurizer::initFallthroughMap(MachineFunction &MF) {
2751d34e60caSNicola Zaghen   LLVM_DEBUG(dbgs() << "Fallthrough Map:\n");
2752a06bfe05SJan Sjodin   for (auto &MBBI : MF) {
2753a06bfe05SJan Sjodin     MachineBasicBlock *MBB = MBBI.getFallThrough();
2754a06bfe05SJan Sjodin     if (MBB != nullptr) {
2755d34e60caSNicola Zaghen       LLVM_DEBUG(dbgs() << "Fallthrough: " << MBBI.getNumber() << " -> "
2756a06bfe05SJan Sjodin                         << MBB->getNumber() << "\n");
2757a06bfe05SJan Sjodin     }
2758a06bfe05SJan Sjodin     FallthroughMap[&MBBI] = MBB;
2759a06bfe05SJan Sjodin   }
2760a06bfe05SJan Sjodin }
2761a06bfe05SJan Sjodin 
createLinearizedRegion(RegionMRT * Region,unsigned SelectOut)2762a06bfe05SJan Sjodin void AMDGPUMachineCFGStructurizer::createLinearizedRegion(RegionMRT *Region,
2763a06bfe05SJan Sjodin                                                     unsigned SelectOut) {
2764a06bfe05SJan Sjodin   LinearizedRegion *LRegion = new LinearizedRegion();
2765a06bfe05SJan Sjodin   if (SelectOut) {
2766a06bfe05SJan Sjodin     LRegion->addLiveOut(SelectOut);
2767d34e60caSNicola Zaghen     LLVM_DEBUG(dbgs() << "Add LiveOut (BBSelect): " << printReg(SelectOut, TRI)
2768a06bfe05SJan Sjodin                       << "\n");
2769a06bfe05SJan Sjodin   }
2770a06bfe05SJan Sjodin   LRegion->setRegionMRT(Region);
2771a06bfe05SJan Sjodin   Region->setLinearizedRegion(LRegion);
2772a06bfe05SJan Sjodin   LRegion->setParent(Region->getParent()
2773a06bfe05SJan Sjodin                          ? Region->getParent()->getLinearizedRegion()
2774a06bfe05SJan Sjodin                          : nullptr);
2775a06bfe05SJan Sjodin }
2776a06bfe05SJan Sjodin 
2777a06bfe05SJan Sjodin unsigned
initializeSelectRegisters(MRT * MRT,unsigned SelectOut,MachineRegisterInfo * MRI,const SIInstrInfo * TII)2778a06bfe05SJan Sjodin AMDGPUMachineCFGStructurizer::initializeSelectRegisters(MRT *MRT, unsigned SelectOut,
2779a06bfe05SJan Sjodin                                                   MachineRegisterInfo *MRI,
2780a06bfe05SJan Sjodin                                                   const SIInstrInfo *TII) {
2781a06bfe05SJan Sjodin   if (MRT->isRegion()) {
2782a06bfe05SJan Sjodin     RegionMRT *Region = MRT->getRegionMRT();
2783a06bfe05SJan Sjodin     Region->setBBSelectRegOut(SelectOut);
2784a06bfe05SJan Sjodin     unsigned InnerSelectOut = createBBSelectReg(TII, MRI);
2785a06bfe05SJan Sjodin 
2786a06bfe05SJan Sjodin     // Fixme: Move linearization creation to the original spot
2787a06bfe05SJan Sjodin     createLinearizedRegion(Region, SelectOut);
2788a06bfe05SJan Sjodin 
2789d395befaSKazu Hirata     for (auto *CI : *Region->getChildren())
2790d395befaSKazu Hirata       InnerSelectOut = initializeSelectRegisters(CI, InnerSelectOut, MRI, TII);
2791a06bfe05SJan Sjodin     MRT->setBBSelectRegIn(InnerSelectOut);
2792a06bfe05SJan Sjodin     return InnerSelectOut;
2793a06bfe05SJan Sjodin   } else {
2794a06bfe05SJan Sjodin     MRT->setBBSelectRegOut(SelectOut);
2795a06bfe05SJan Sjodin     unsigned NewSelectIn = createBBSelectReg(TII, MRI);
2796a06bfe05SJan Sjodin     MRT->setBBSelectRegIn(NewSelectIn);
2797a06bfe05SJan Sjodin     return NewSelectIn;
2798a06bfe05SJan Sjodin   }
2799a06bfe05SJan Sjodin }
2800a06bfe05SJan Sjodin 
checkRegOnlyPHIInputs(MachineFunction & MF)2801a06bfe05SJan Sjodin static void checkRegOnlyPHIInputs(MachineFunction &MF) {
2802a06bfe05SJan Sjodin   for (auto &MBBI : MF) {
2803a06bfe05SJan Sjodin     for (MachineBasicBlock::instr_iterator I = MBBI.instr_begin(),
2804a06bfe05SJan Sjodin                                            E = MBBI.instr_end();
2805a06bfe05SJan Sjodin          I != E; ++I) {
2806a06bfe05SJan Sjodin       MachineInstr &Instr = *I;
2807a06bfe05SJan Sjodin       if (Instr.isPHI()) {
2808a06bfe05SJan Sjodin         int numPreds = getPHINumInputs(Instr);
2809a06bfe05SJan Sjodin         for (int i = 0; i < numPreds; ++i) {
2810a06bfe05SJan Sjodin           assert(Instr.getOperand(i * 2 + 1).isReg() &&
2811a06bfe05SJan Sjodin                  "PHI Operand not a register");
2812a06bfe05SJan Sjodin         }
2813a06bfe05SJan Sjodin       }
2814a06bfe05SJan Sjodin     }
2815a06bfe05SJan Sjodin   }
2816a06bfe05SJan Sjodin }
2817a06bfe05SJan Sjodin 
runOnMachineFunction(MachineFunction & MF)2818a06bfe05SJan Sjodin bool AMDGPUMachineCFGStructurizer::runOnMachineFunction(MachineFunction &MF) {
28195bfbae5cSTom Stellard   const GCNSubtarget &ST = MF.getSubtarget<GCNSubtarget>();
2820a06bfe05SJan Sjodin   const SIInstrInfo *TII = ST.getInstrInfo();
2821a06bfe05SJan Sjodin   TRI = ST.getRegisterInfo();
2822a06bfe05SJan Sjodin   MRI = &(MF.getRegInfo());
2823a06bfe05SJan Sjodin   initFallthroughMap(MF);
2824a06bfe05SJan Sjodin 
2825a06bfe05SJan Sjodin   checkRegOnlyPHIInputs(MF);
2826d34e60caSNicola Zaghen   LLVM_DEBUG(dbgs() << "----STRUCTURIZER START----\n");
2827d34e60caSNicola Zaghen   LLVM_DEBUG(MF.dump());
2828a06bfe05SJan Sjodin 
2829a06bfe05SJan Sjodin   Regions = &(getAnalysis<MachineRegionInfoPass>().getRegionInfo());
2830d34e60caSNicola Zaghen   LLVM_DEBUG(Regions->dump());
2831a06bfe05SJan Sjodin 
2832a06bfe05SJan Sjodin   RegionMRT *RTree = MRT::buildMRT(MF, Regions, TII, MRI);
2833a06bfe05SJan Sjodin   setRegionMRT(RTree);
2834a06bfe05SJan Sjodin   initializeSelectRegisters(RTree, 0, MRI, TII);
2835d34e60caSNicola Zaghen   LLVM_DEBUG(RTree->dump(TRI));
2836a06bfe05SJan Sjodin   bool result = structurizeRegions(RTree, true);
2837a06bfe05SJan Sjodin   delete RTree;
2838d34e60caSNicola Zaghen   LLVM_DEBUG(dbgs() << "----STRUCTURIZER END----\n");
2839a06bfe05SJan Sjodin   initFallthroughMap(MF);
2840a06bfe05SJan Sjodin   return result;
2841a06bfe05SJan Sjodin }
2842a06bfe05SJan Sjodin 
2843d16eff81SEugene Zelenko char AMDGPUMachineCFGStructurizerID = AMDGPUMachineCFGStructurizer::ID;
2844d16eff81SEugene Zelenko 
2845d16eff81SEugene Zelenko INITIALIZE_PASS_BEGIN(AMDGPUMachineCFGStructurizer, "amdgpu-machine-cfg-structurizer",
2846d16eff81SEugene Zelenko                       "AMDGPU Machine CFG Structurizer", false, false)
INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(MachineRegionInfoPass)2847d16eff81SEugene Zelenko INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(MachineRegionInfoPass)
2848d16eff81SEugene Zelenko INITIALIZE_PASS_END(AMDGPUMachineCFGStructurizer, "amdgpu-machine-cfg-structurizer",
2849d16eff81SEugene Zelenko                     "AMDGPU Machine CFG Structurizer", false, false)
2850d16eff81SEugene Zelenko 
2851a06bfe05SJan Sjodin FunctionPass *llvm::createAMDGPUMachineCFGStructurizerPass() {
2852a06bfe05SJan Sjodin   return new AMDGPUMachineCFGStructurizer();
2853a06bfe05SJan Sjodin }
2854