1*a06bfe05SJan Sjodin //===- AMDGPUMachineCFGStructurizer.cpp - Machine code if conversion pass. ===//
2*a06bfe05SJan Sjodin //
3*a06bfe05SJan Sjodin //                     The LLVM Compiler Infrastructure
4*a06bfe05SJan Sjodin //
5*a06bfe05SJan Sjodin // This file is distributed under the University of Illinois Open Source
6*a06bfe05SJan Sjodin // License. See LICENSE.TXT for details.
7*a06bfe05SJan Sjodin //
8*a06bfe05SJan Sjodin //===----------------------------------------------------------------------===//
9*a06bfe05SJan Sjodin //
10*a06bfe05SJan Sjodin // This file implements the machine instruction level CFG structurizer pass.
11*a06bfe05SJan Sjodin //
12*a06bfe05SJan Sjodin //===----------------------------------------------------------------------===//
13*a06bfe05SJan Sjodin 
14*a06bfe05SJan Sjodin #include "AMDGPU.h"
15*a06bfe05SJan Sjodin #include "SIInstrInfo.h"
16*a06bfe05SJan Sjodin #include "AMDGPUSubtarget.h"
17*a06bfe05SJan Sjodin #include "llvm/ADT/DenseSet.h"
18*a06bfe05SJan Sjodin #include "llvm/ADT/PostOrderIterator.h"
19*a06bfe05SJan Sjodin #include "llvm/ADT/SetVector.h"
20*a06bfe05SJan Sjodin #include "llvm/ADT/SmallPtrSet.h"
21*a06bfe05SJan Sjodin #include "llvm/ADT/SmallVector.h"
22*a06bfe05SJan Sjodin #include "llvm/Analysis/CFG.h"
23*a06bfe05SJan Sjodin #include "llvm/CodeGen/MachineBasicBlock.h"
24*a06bfe05SJan Sjodin #include "llvm/CodeGen/MachineFunctionPass.h"
25*a06bfe05SJan Sjodin #include "llvm/CodeGen/MachineInstr.h"
26*a06bfe05SJan Sjodin #include "llvm/CodeGen/MachineInstrBuilder.h"
27*a06bfe05SJan Sjodin #include "llvm/CodeGen/MachineRegionInfo.h"
28*a06bfe05SJan Sjodin #include "llvm/CodeGen/MachineRegisterInfo.h"
29*a06bfe05SJan Sjodin #include "llvm/CodeGen/Passes.h"
30*a06bfe05SJan Sjodin #include "llvm/IR/DebugLoc.h"
31*a06bfe05SJan Sjodin #include "llvm/Support/Debug.h"
32*a06bfe05SJan Sjodin #include "llvm/Target/TargetInstrInfo.h"
33*a06bfe05SJan Sjodin #include "llvm/Target/TargetLowering.h"
34*a06bfe05SJan Sjodin #include "llvm/Target/TargetSubtargetInfo.h"
35*a06bfe05SJan Sjodin #include <tuple>
36*a06bfe05SJan Sjodin using namespace llvm;
37*a06bfe05SJan Sjodin 
38*a06bfe05SJan Sjodin #define DEBUG_TYPE "amdgpucfgstructurizer"
39*a06bfe05SJan Sjodin 
40*a06bfe05SJan Sjodin namespace {
41*a06bfe05SJan Sjodin class PHILinearizeDestIterator;
42*a06bfe05SJan Sjodin 
43*a06bfe05SJan Sjodin class PHILinearize {
44*a06bfe05SJan Sjodin   friend class PHILinearizeDestIterator;
45*a06bfe05SJan Sjodin 
46*a06bfe05SJan Sjodin public:
47*a06bfe05SJan Sjodin   typedef std::pair<unsigned, MachineBasicBlock *> PHISourceT;
48*a06bfe05SJan Sjodin 
49*a06bfe05SJan Sjodin private:
50*a06bfe05SJan Sjodin   typedef DenseSet<PHISourceT> PHISourcesT;
51*a06bfe05SJan Sjodin   typedef struct {
52*a06bfe05SJan Sjodin     unsigned DestReg;
53*a06bfe05SJan Sjodin     DebugLoc DL;
54*a06bfe05SJan Sjodin     PHISourcesT Sources;
55*a06bfe05SJan Sjodin   } PHIInfoElementT;
56*a06bfe05SJan Sjodin   typedef SmallPtrSet<PHIInfoElementT *, 2> PHIInfoT;
57*a06bfe05SJan Sjodin   PHIInfoT PHIInfo;
58*a06bfe05SJan Sjodin 
59*a06bfe05SJan Sjodin   static unsigned phiInfoElementGetDest(PHIInfoElementT *Info);
60*a06bfe05SJan Sjodin   static void phiInfoElementSetDef(PHIInfoElementT *Info, unsigned NewDef);
61*a06bfe05SJan Sjodin   static DebugLoc phiInfoElementGetDebugLoc(PHIInfoElementT *Info);
62*a06bfe05SJan Sjodin   static PHISourcesT &phiInfoElementGetSources(PHIInfoElementT *Info);
63*a06bfe05SJan Sjodin   static void phiInfoElementAddSource(PHIInfoElementT *Info, unsigned SourceReg,
64*a06bfe05SJan Sjodin                                       MachineBasicBlock *SourceMBB);
65*a06bfe05SJan Sjodin   static void phiInfoElementRemoveSource(PHIInfoElementT *Info,
66*a06bfe05SJan Sjodin                                          unsigned SourceReg,
67*a06bfe05SJan Sjodin                                          MachineBasicBlock *SourceMBB);
68*a06bfe05SJan Sjodin   PHIInfoElementT *findPHIInfoElement(unsigned DestReg);
69*a06bfe05SJan Sjodin   PHIInfoElementT *findPHIInfoElementFromSource(unsigned SourceReg,
70*a06bfe05SJan Sjodin                                                 MachineBasicBlock *SourceMBB);
71*a06bfe05SJan Sjodin 
72*a06bfe05SJan Sjodin public:
73*a06bfe05SJan Sjodin   bool findSourcesFromMBB(MachineBasicBlock *SourceMBB,
74*a06bfe05SJan Sjodin                           SmallVector<unsigned, 4> &Sources);
75*a06bfe05SJan Sjodin   void addDest(unsigned DestReg, const DebugLoc &DL);
76*a06bfe05SJan Sjodin   void replaceDef(unsigned OldDestReg, unsigned NewDestReg);
77*a06bfe05SJan Sjodin   void deleteDef(unsigned DestReg);
78*a06bfe05SJan Sjodin   void addSource(unsigned DestReg, unsigned SourceReg,
79*a06bfe05SJan Sjodin                  MachineBasicBlock *SourceMBB);
80*a06bfe05SJan Sjodin   void removeSource(unsigned DestReg, unsigned SourceReg,
81*a06bfe05SJan Sjodin                     MachineBasicBlock *SourceMBB = nullptr);
82*a06bfe05SJan Sjodin   bool findDest(unsigned SourceReg, MachineBasicBlock *SourceMBB,
83*a06bfe05SJan Sjodin                 unsigned &DestReg);
84*a06bfe05SJan Sjodin   bool isSource(unsigned Reg, MachineBasicBlock *SourceMBB = nullptr);
85*a06bfe05SJan Sjodin   unsigned getNumSources(unsigned DestReg);
86*a06bfe05SJan Sjodin   void dump(MachineRegisterInfo *MRI);
87*a06bfe05SJan Sjodin   void clear();
88*a06bfe05SJan Sjodin 
89*a06bfe05SJan Sjodin   typedef PHISourcesT::iterator source_iterator;
90*a06bfe05SJan Sjodin   typedef PHILinearizeDestIterator dest_iterator;
91*a06bfe05SJan Sjodin 
92*a06bfe05SJan Sjodin   dest_iterator dests_begin();
93*a06bfe05SJan Sjodin   dest_iterator dests_end();
94*a06bfe05SJan Sjodin 
95*a06bfe05SJan Sjodin   source_iterator sources_begin(unsigned Reg);
96*a06bfe05SJan Sjodin   source_iterator sources_end(unsigned Reg);
97*a06bfe05SJan Sjodin };
98*a06bfe05SJan Sjodin 
99*a06bfe05SJan Sjodin class PHILinearizeDestIterator {
100*a06bfe05SJan Sjodin private:
101*a06bfe05SJan Sjodin   PHILinearize::PHIInfoT::iterator Iter;
102*a06bfe05SJan Sjodin 
103*a06bfe05SJan Sjodin public:
104*a06bfe05SJan Sjodin   unsigned operator*() { return PHILinearize::phiInfoElementGetDest(*Iter); }
105*a06bfe05SJan Sjodin   PHILinearizeDestIterator &operator++() {
106*a06bfe05SJan Sjodin     ++Iter;
107*a06bfe05SJan Sjodin     return *this;
108*a06bfe05SJan Sjodin   }
109*a06bfe05SJan Sjodin   bool operator==(const PHILinearizeDestIterator &I) const {
110*a06bfe05SJan Sjodin     return I.Iter == Iter;
111*a06bfe05SJan Sjodin   }
112*a06bfe05SJan Sjodin   bool operator!=(const PHILinearizeDestIterator &I) const {
113*a06bfe05SJan Sjodin     return I.Iter != Iter;
114*a06bfe05SJan Sjodin   }
115*a06bfe05SJan Sjodin 
116*a06bfe05SJan Sjodin   PHILinearizeDestIterator(PHILinearize::PHIInfoT::iterator I) : Iter(I) {}
117*a06bfe05SJan Sjodin };
118*a06bfe05SJan Sjodin 
119*a06bfe05SJan Sjodin unsigned PHILinearize::phiInfoElementGetDest(PHIInfoElementT *Info) {
120*a06bfe05SJan Sjodin   return Info->DestReg;
121*a06bfe05SJan Sjodin }
122*a06bfe05SJan Sjodin 
123*a06bfe05SJan Sjodin void PHILinearize::phiInfoElementSetDef(PHIInfoElementT *Info,
124*a06bfe05SJan Sjodin                                         unsigned NewDef) {
125*a06bfe05SJan Sjodin   Info->DestReg = NewDef;
126*a06bfe05SJan Sjodin }
127*a06bfe05SJan Sjodin 
128*a06bfe05SJan Sjodin DebugLoc PHILinearize::phiInfoElementGetDebugLoc(PHIInfoElementT *Info) {
129*a06bfe05SJan Sjodin   return Info->DL;
130*a06bfe05SJan Sjodin }
131*a06bfe05SJan Sjodin 
132*a06bfe05SJan Sjodin PHILinearize::PHISourcesT &
133*a06bfe05SJan Sjodin PHILinearize::phiInfoElementGetSources(PHIInfoElementT *Info) {
134*a06bfe05SJan Sjodin   return Info->Sources;
135*a06bfe05SJan Sjodin }
136*a06bfe05SJan Sjodin 
137*a06bfe05SJan Sjodin void PHILinearize::phiInfoElementAddSource(PHIInfoElementT *Info,
138*a06bfe05SJan Sjodin                                            unsigned SourceReg,
139*a06bfe05SJan Sjodin                                            MachineBasicBlock *SourceMBB) {
140*a06bfe05SJan Sjodin   // Assertion ensures we don't use the same SourceMBB for the
141*a06bfe05SJan Sjodin   // sources, because we cannot have different registers with
142*a06bfe05SJan Sjodin   // identical predecessors, but we can have the same register for
143*a06bfe05SJan Sjodin   // multiple predecessors.
144*a06bfe05SJan Sjodin   for (auto SI : phiInfoElementGetSources(Info)) {
145*a06bfe05SJan Sjodin     assert((SI.second != SourceMBB || SourceReg == SI.first));
146*a06bfe05SJan Sjodin   }
147*a06bfe05SJan Sjodin 
148*a06bfe05SJan Sjodin   phiInfoElementGetSources(Info).insert(PHISourceT(SourceReg, SourceMBB));
149*a06bfe05SJan Sjodin }
150*a06bfe05SJan Sjodin 
151*a06bfe05SJan Sjodin void PHILinearize::phiInfoElementRemoveSource(PHIInfoElementT *Info,
152*a06bfe05SJan Sjodin                                               unsigned SourceReg,
153*a06bfe05SJan Sjodin                                               MachineBasicBlock *SourceMBB) {
154*a06bfe05SJan Sjodin   auto &Sources = phiInfoElementGetSources(Info);
155*a06bfe05SJan Sjodin   SmallVector<PHISourceT, 4> ElimiatedSources;
156*a06bfe05SJan Sjodin   for (auto SI : Sources) {
157*a06bfe05SJan Sjodin     if (SI.first == SourceReg &&
158*a06bfe05SJan Sjodin         (SI.second == nullptr || SI.second == SourceMBB)) {
159*a06bfe05SJan Sjodin       ElimiatedSources.push_back(PHISourceT(SI.first, SI.second));
160*a06bfe05SJan Sjodin     }
161*a06bfe05SJan Sjodin   }
162*a06bfe05SJan Sjodin 
163*a06bfe05SJan Sjodin   for (auto &Source : ElimiatedSources) {
164*a06bfe05SJan Sjodin     Sources.erase(Source);
165*a06bfe05SJan Sjodin   }
166*a06bfe05SJan Sjodin }
167*a06bfe05SJan Sjodin 
168*a06bfe05SJan Sjodin PHILinearize::PHIInfoElementT *
169*a06bfe05SJan Sjodin PHILinearize::findPHIInfoElement(unsigned DestReg) {
170*a06bfe05SJan Sjodin   for (auto I : PHIInfo) {
171*a06bfe05SJan Sjodin     if (phiInfoElementGetDest(I) == DestReg) {
172*a06bfe05SJan Sjodin       return I;
173*a06bfe05SJan Sjodin     }
174*a06bfe05SJan Sjodin   }
175*a06bfe05SJan Sjodin   return nullptr;
176*a06bfe05SJan Sjodin }
177*a06bfe05SJan Sjodin 
178*a06bfe05SJan Sjodin PHILinearize::PHIInfoElementT *
179*a06bfe05SJan Sjodin PHILinearize::findPHIInfoElementFromSource(unsigned SourceReg,
180*a06bfe05SJan Sjodin                                            MachineBasicBlock *SourceMBB) {
181*a06bfe05SJan Sjodin   for (auto I : PHIInfo) {
182*a06bfe05SJan Sjodin     for (auto SI : phiInfoElementGetSources(I)) {
183*a06bfe05SJan Sjodin       if (SI.first == SourceReg &&
184*a06bfe05SJan Sjodin           (SI.second == nullptr || SI.second == SourceMBB)) {
185*a06bfe05SJan Sjodin         return I;
186*a06bfe05SJan Sjodin       }
187*a06bfe05SJan Sjodin     }
188*a06bfe05SJan Sjodin   }
189*a06bfe05SJan Sjodin   return nullptr;
190*a06bfe05SJan Sjodin }
191*a06bfe05SJan Sjodin 
192*a06bfe05SJan Sjodin bool PHILinearize::findSourcesFromMBB(MachineBasicBlock *SourceMBB,
193*a06bfe05SJan Sjodin                                       SmallVector<unsigned, 4> &Sources) {
194*a06bfe05SJan Sjodin   bool FoundSource = false;
195*a06bfe05SJan Sjodin   for (auto I : PHIInfo) {
196*a06bfe05SJan Sjodin     for (auto SI : phiInfoElementGetSources(I)) {
197*a06bfe05SJan Sjodin       if (SI.second == SourceMBB) {
198*a06bfe05SJan Sjodin         FoundSource = true;
199*a06bfe05SJan Sjodin         Sources.push_back(SI.first);
200*a06bfe05SJan Sjodin       }
201*a06bfe05SJan Sjodin     }
202*a06bfe05SJan Sjodin   }
203*a06bfe05SJan Sjodin   return FoundSource;
204*a06bfe05SJan Sjodin }
205*a06bfe05SJan Sjodin 
206*a06bfe05SJan Sjodin void PHILinearize::addDest(unsigned DestReg, const DebugLoc &DL) {
207*a06bfe05SJan Sjodin   assert(findPHIInfoElement(DestReg) == nullptr && "Dest already exsists");
208*a06bfe05SJan Sjodin   PHISourcesT EmptySet;
209*a06bfe05SJan Sjodin   PHIInfoElementT *NewElement = new PHIInfoElementT();
210*a06bfe05SJan Sjodin   NewElement->DestReg = DestReg;
211*a06bfe05SJan Sjodin   NewElement->DL = DL;
212*a06bfe05SJan Sjodin   NewElement->Sources = EmptySet;
213*a06bfe05SJan Sjodin   PHIInfo.insert(NewElement);
214*a06bfe05SJan Sjodin }
215*a06bfe05SJan Sjodin 
216*a06bfe05SJan Sjodin void PHILinearize::replaceDef(unsigned OldDestReg, unsigned NewDestReg) {
217*a06bfe05SJan Sjodin   phiInfoElementSetDef(findPHIInfoElement(OldDestReg), NewDestReg);
218*a06bfe05SJan Sjodin }
219*a06bfe05SJan Sjodin 
220*a06bfe05SJan Sjodin void PHILinearize::deleteDef(unsigned DestReg) {
221*a06bfe05SJan Sjodin   PHIInfoElementT *InfoElement = findPHIInfoElement(DestReg);
222*a06bfe05SJan Sjodin   PHIInfo.erase(InfoElement);
223*a06bfe05SJan Sjodin   delete InfoElement;
224*a06bfe05SJan Sjodin }
225*a06bfe05SJan Sjodin 
226*a06bfe05SJan Sjodin void PHILinearize::addSource(unsigned DestReg, unsigned SourceReg,
227*a06bfe05SJan Sjodin                              MachineBasicBlock *SourceMBB) {
228*a06bfe05SJan Sjodin   phiInfoElementAddSource(findPHIInfoElement(DestReg), SourceReg, SourceMBB);
229*a06bfe05SJan Sjodin }
230*a06bfe05SJan Sjodin 
231*a06bfe05SJan Sjodin void PHILinearize::removeSource(unsigned DestReg, unsigned SourceReg,
232*a06bfe05SJan Sjodin                                 MachineBasicBlock *SourceMBB) {
233*a06bfe05SJan Sjodin   phiInfoElementRemoveSource(findPHIInfoElement(DestReg), SourceReg, SourceMBB);
234*a06bfe05SJan Sjodin }
235*a06bfe05SJan Sjodin 
236*a06bfe05SJan Sjodin bool PHILinearize::findDest(unsigned SourceReg, MachineBasicBlock *SourceMBB,
237*a06bfe05SJan Sjodin                             unsigned &DestReg) {
238*a06bfe05SJan Sjodin   PHIInfoElementT *InfoElement =
239*a06bfe05SJan Sjodin       findPHIInfoElementFromSource(SourceReg, SourceMBB);
240*a06bfe05SJan Sjodin   if (InfoElement != nullptr) {
241*a06bfe05SJan Sjodin     DestReg = phiInfoElementGetDest(InfoElement);
242*a06bfe05SJan Sjodin     return true;
243*a06bfe05SJan Sjodin   }
244*a06bfe05SJan Sjodin   return false;
245*a06bfe05SJan Sjodin }
246*a06bfe05SJan Sjodin 
247*a06bfe05SJan Sjodin bool PHILinearize::isSource(unsigned Reg, MachineBasicBlock *SourceMBB) {
248*a06bfe05SJan Sjodin   unsigned DestReg;
249*a06bfe05SJan Sjodin   return findDest(Reg, SourceMBB, DestReg);
250*a06bfe05SJan Sjodin }
251*a06bfe05SJan Sjodin 
252*a06bfe05SJan Sjodin unsigned PHILinearize::getNumSources(unsigned DestReg) {
253*a06bfe05SJan Sjodin   return phiInfoElementGetSources(findPHIInfoElement(DestReg)).size();
254*a06bfe05SJan Sjodin }
255*a06bfe05SJan Sjodin 
256*a06bfe05SJan Sjodin void PHILinearize::dump(MachineRegisterInfo *MRI) {
257*a06bfe05SJan Sjodin   const TargetRegisterInfo *TRI = MRI->getTargetRegisterInfo();
258*a06bfe05SJan Sjodin   dbgs() << "=PHIInfo Start=\n";
259*a06bfe05SJan Sjodin   for (auto PII : this->PHIInfo) {
260*a06bfe05SJan Sjodin     PHIInfoElementT &Element = *PII;
261*a06bfe05SJan Sjodin     dbgs() << "Dest: " << PrintReg(Element.DestReg, TRI)
262*a06bfe05SJan Sjodin            << " Sources: {";
263*a06bfe05SJan Sjodin     for (auto &SI : Element.Sources) {
264*a06bfe05SJan Sjodin       dbgs() << PrintReg(SI.first, TRI) << "(BB#"
265*a06bfe05SJan Sjodin              << SI.second->getNumber() << "),";
266*a06bfe05SJan Sjodin     }
267*a06bfe05SJan Sjodin     dbgs() << "}\n";
268*a06bfe05SJan Sjodin   }
269*a06bfe05SJan Sjodin   dbgs() << "=PHIInfo End=\n";
270*a06bfe05SJan Sjodin }
271*a06bfe05SJan Sjodin 
272*a06bfe05SJan Sjodin void PHILinearize::clear() { PHIInfo = PHIInfoT(); }
273*a06bfe05SJan Sjodin 
274*a06bfe05SJan Sjodin PHILinearize::dest_iterator PHILinearize::dests_begin() {
275*a06bfe05SJan Sjodin   return PHILinearizeDestIterator(PHIInfo.begin());
276*a06bfe05SJan Sjodin }
277*a06bfe05SJan Sjodin 
278*a06bfe05SJan Sjodin PHILinearize::dest_iterator PHILinearize::dests_end() {
279*a06bfe05SJan Sjodin   return PHILinearizeDestIterator(PHIInfo.end());
280*a06bfe05SJan Sjodin }
281*a06bfe05SJan Sjodin 
282*a06bfe05SJan Sjodin PHILinearize::source_iterator PHILinearize::sources_begin(unsigned Reg) {
283*a06bfe05SJan Sjodin   auto InfoElement = findPHIInfoElement(Reg);
284*a06bfe05SJan Sjodin   return phiInfoElementGetSources(InfoElement).begin();
285*a06bfe05SJan Sjodin }
286*a06bfe05SJan Sjodin PHILinearize::source_iterator PHILinearize::sources_end(unsigned Reg) {
287*a06bfe05SJan Sjodin   auto InfoElement = findPHIInfoElement(Reg);
288*a06bfe05SJan Sjodin   return phiInfoElementGetSources(InfoElement).end();
289*a06bfe05SJan Sjodin }
290*a06bfe05SJan Sjodin 
291*a06bfe05SJan Sjodin class RegionMRT;
292*a06bfe05SJan Sjodin class MBBMRT;
293*a06bfe05SJan Sjodin 
294*a06bfe05SJan Sjodin static unsigned getPHINumInputs(MachineInstr &PHI) {
295*a06bfe05SJan Sjodin   assert(PHI.isPHI());
296*a06bfe05SJan Sjodin   return (PHI.getNumOperands() - 1) / 2;
297*a06bfe05SJan Sjodin }
298*a06bfe05SJan Sjodin 
299*a06bfe05SJan Sjodin static MachineBasicBlock *getPHIPred(MachineInstr &PHI, unsigned Index) {
300*a06bfe05SJan Sjodin   assert(PHI.isPHI());
301*a06bfe05SJan Sjodin   return PHI.getOperand(Index * 2 + 2).getMBB();
302*a06bfe05SJan Sjodin }
303*a06bfe05SJan Sjodin 
304*a06bfe05SJan Sjodin static void setPhiPred(MachineInstr &PHI, unsigned Index,
305*a06bfe05SJan Sjodin                        MachineBasicBlock *NewPred) {
306*a06bfe05SJan Sjodin   PHI.getOperand(Index * 2 + 2).setMBB(NewPred);
307*a06bfe05SJan Sjodin }
308*a06bfe05SJan Sjodin 
309*a06bfe05SJan Sjodin static unsigned getPHISourceReg(MachineInstr &PHI, unsigned Index) {
310*a06bfe05SJan Sjodin   assert(PHI.isPHI());
311*a06bfe05SJan Sjodin   return PHI.getOperand(Index * 2 + 1).getReg();
312*a06bfe05SJan Sjodin }
313*a06bfe05SJan Sjodin 
314*a06bfe05SJan Sjodin static unsigned getPHIDestReg(MachineInstr &PHI) {
315*a06bfe05SJan Sjodin   assert(PHI.isPHI());
316*a06bfe05SJan Sjodin   return PHI.getOperand(0).getReg();
317*a06bfe05SJan Sjodin }
318*a06bfe05SJan Sjodin 
319*a06bfe05SJan Sjodin class LinearizedRegion {
320*a06bfe05SJan Sjodin protected:
321*a06bfe05SJan Sjodin   MachineBasicBlock *Entry;
322*a06bfe05SJan Sjodin   // The exit block is part of the region, and is the last
323*a06bfe05SJan Sjodin   // merge block before exiting the region.
324*a06bfe05SJan Sjodin   MachineBasicBlock *Exit;
325*a06bfe05SJan Sjodin   DenseSet<unsigned> LiveOuts;
326*a06bfe05SJan Sjodin   SmallPtrSet<MachineBasicBlock *, 1> MBBs;
327*a06bfe05SJan Sjodin   bool HasLoop;
328*a06bfe05SJan Sjodin   LinearizedRegion *Parent;
329*a06bfe05SJan Sjodin   RegionMRT *RMRT;
330*a06bfe05SJan Sjodin 
331*a06bfe05SJan Sjodin   void storeLiveOutReg(MachineBasicBlock *MBB, unsigned Reg,
332*a06bfe05SJan Sjodin                        MachineInstr *DefInstr, const MachineRegisterInfo *MRI,
333*a06bfe05SJan Sjodin                        const TargetRegisterInfo *TRI, PHILinearize &PHIInfo);
334*a06bfe05SJan Sjodin 
335*a06bfe05SJan Sjodin   void storeLiveOutRegRegion(RegionMRT *Region, unsigned Reg,
336*a06bfe05SJan Sjodin                              MachineInstr *DefInstr,
337*a06bfe05SJan Sjodin                              const MachineRegisterInfo *MRI,
338*a06bfe05SJan Sjodin                              const TargetRegisterInfo *TRI,
339*a06bfe05SJan Sjodin                              PHILinearize &PHIInfo);
340*a06bfe05SJan Sjodin 
341*a06bfe05SJan Sjodin   void storeMBBLiveOuts(MachineBasicBlock *MBB, const MachineRegisterInfo *MRI,
342*a06bfe05SJan Sjodin                         const TargetRegisterInfo *TRI, PHILinearize &PHIInfo,
343*a06bfe05SJan Sjodin                         RegionMRT *TopRegion);
344*a06bfe05SJan Sjodin 
345*a06bfe05SJan Sjodin   void storeLiveOuts(MachineBasicBlock *MBB, const MachineRegisterInfo *MRI,
346*a06bfe05SJan Sjodin                      const TargetRegisterInfo *TRI, PHILinearize &PHIInfo);
347*a06bfe05SJan Sjodin 
348*a06bfe05SJan Sjodin   void storeLiveOuts(RegionMRT *Region, const MachineRegisterInfo *MRI,
349*a06bfe05SJan Sjodin                      const TargetRegisterInfo *TRI, PHILinearize &PHIInfo,
350*a06bfe05SJan Sjodin                      RegionMRT *TopRegion = nullptr);
351*a06bfe05SJan Sjodin 
352*a06bfe05SJan Sjodin public:
353*a06bfe05SJan Sjodin   void setRegionMRT(RegionMRT *Region) { RMRT = Region; }
354*a06bfe05SJan Sjodin 
355*a06bfe05SJan Sjodin   RegionMRT *getRegionMRT() { return RMRT; }
356*a06bfe05SJan Sjodin 
357*a06bfe05SJan Sjodin   void setParent(LinearizedRegion *P) { Parent = P; }
358*a06bfe05SJan Sjodin 
359*a06bfe05SJan Sjodin   LinearizedRegion *getParent() { return Parent; }
360*a06bfe05SJan Sjodin 
361*a06bfe05SJan Sjodin   void print(raw_ostream &OS, const TargetRegisterInfo *TRI = nullptr);
362*a06bfe05SJan Sjodin 
363*a06bfe05SJan Sjodin   void setBBSelectRegIn(unsigned Reg);
364*a06bfe05SJan Sjodin 
365*a06bfe05SJan Sjodin   unsigned getBBSelectRegIn();
366*a06bfe05SJan Sjodin 
367*a06bfe05SJan Sjodin   void setBBSelectRegOut(unsigned Reg, bool IsLiveOut);
368*a06bfe05SJan Sjodin 
369*a06bfe05SJan Sjodin   unsigned getBBSelectRegOut();
370*a06bfe05SJan Sjodin 
371*a06bfe05SJan Sjodin   void setHasLoop(bool Value);
372*a06bfe05SJan Sjodin 
373*a06bfe05SJan Sjodin   bool getHasLoop();
374*a06bfe05SJan Sjodin 
375*a06bfe05SJan Sjodin   void addLiveOut(unsigned VReg);
376*a06bfe05SJan Sjodin 
377*a06bfe05SJan Sjodin   void removeLiveOut(unsigned Reg);
378*a06bfe05SJan Sjodin 
379*a06bfe05SJan Sjodin   void replaceLiveOut(unsigned OldReg, unsigned NewReg);
380*a06bfe05SJan Sjodin 
381*a06bfe05SJan Sjodin   void replaceRegister(unsigned Register, unsigned NewRegister,
382*a06bfe05SJan Sjodin                        MachineRegisterInfo *MRI, bool ReplaceInside,
383*a06bfe05SJan Sjodin                        bool ReplaceOutside, bool IncludeLoopPHIs);
384*a06bfe05SJan Sjodin 
385*a06bfe05SJan Sjodin   void replaceRegisterInsideRegion(unsigned Register, unsigned NewRegister,
386*a06bfe05SJan Sjodin                                    bool IncludeLoopPHIs,
387*a06bfe05SJan Sjodin                                    MachineRegisterInfo *MRI);
388*a06bfe05SJan Sjodin 
389*a06bfe05SJan Sjodin   void replaceRegisterOutsideRegion(unsigned Register, unsigned NewRegister,
390*a06bfe05SJan Sjodin                                     bool IncludeLoopPHIs,
391*a06bfe05SJan Sjodin                                     MachineRegisterInfo *MRI);
392*a06bfe05SJan Sjodin 
393*a06bfe05SJan Sjodin   DenseSet<unsigned> *getLiveOuts();
394*a06bfe05SJan Sjodin 
395*a06bfe05SJan Sjodin   void setEntry(MachineBasicBlock *NewEntry);
396*a06bfe05SJan Sjodin 
397*a06bfe05SJan Sjodin   MachineBasicBlock *getEntry();
398*a06bfe05SJan Sjodin 
399*a06bfe05SJan Sjodin   void setExit(MachineBasicBlock *NewExit);
400*a06bfe05SJan Sjodin 
401*a06bfe05SJan Sjodin   MachineBasicBlock *getExit();
402*a06bfe05SJan Sjodin 
403*a06bfe05SJan Sjodin   void addMBB(MachineBasicBlock *MBB);
404*a06bfe05SJan Sjodin 
405*a06bfe05SJan Sjodin   void addMBBs(LinearizedRegion *InnerRegion);
406*a06bfe05SJan Sjodin 
407*a06bfe05SJan Sjodin   bool contains(MachineBasicBlock *MBB);
408*a06bfe05SJan Sjodin 
409*a06bfe05SJan Sjodin   bool isLiveOut(unsigned Reg);
410*a06bfe05SJan Sjodin 
411*a06bfe05SJan Sjodin   bool hasNoDef(unsigned Reg, MachineRegisterInfo *MRI);
412*a06bfe05SJan Sjodin 
413*a06bfe05SJan Sjodin   void removeFalseRegisterKills(MachineRegisterInfo *MRI);
414*a06bfe05SJan Sjodin 
415*a06bfe05SJan Sjodin   void initLiveOut(RegionMRT *Region, const MachineRegisterInfo *MRI,
416*a06bfe05SJan Sjodin                    const TargetRegisterInfo *TRI, PHILinearize &PHIInfo);
417*a06bfe05SJan Sjodin 
418*a06bfe05SJan Sjodin   LinearizedRegion(MachineBasicBlock *MBB, const MachineRegisterInfo *MRI,
419*a06bfe05SJan Sjodin                    const TargetRegisterInfo *TRI, PHILinearize &PHIInfo);
420*a06bfe05SJan Sjodin 
421*a06bfe05SJan Sjodin   LinearizedRegion();
422*a06bfe05SJan Sjodin 
423*a06bfe05SJan Sjodin   ~LinearizedRegion();
424*a06bfe05SJan Sjodin };
425*a06bfe05SJan Sjodin 
426*a06bfe05SJan Sjodin class MRT {
427*a06bfe05SJan Sjodin protected:
428*a06bfe05SJan Sjodin   RegionMRT *Parent;
429*a06bfe05SJan Sjodin   unsigned BBSelectRegIn;
430*a06bfe05SJan Sjodin   unsigned BBSelectRegOut;
431*a06bfe05SJan Sjodin 
432*a06bfe05SJan Sjodin public:
433*a06bfe05SJan Sjodin   unsigned getBBSelectRegIn() { return BBSelectRegIn; }
434*a06bfe05SJan Sjodin 
435*a06bfe05SJan Sjodin   unsigned getBBSelectRegOut() { return BBSelectRegOut; }
436*a06bfe05SJan Sjodin 
437*a06bfe05SJan Sjodin   void setBBSelectRegIn(unsigned Reg) { BBSelectRegIn = Reg; }
438*a06bfe05SJan Sjodin 
439*a06bfe05SJan Sjodin   void setBBSelectRegOut(unsigned Reg) { BBSelectRegOut = Reg; }
440*a06bfe05SJan Sjodin 
441*a06bfe05SJan Sjodin   virtual RegionMRT *getRegionMRT() { return nullptr; }
442*a06bfe05SJan Sjodin 
443*a06bfe05SJan Sjodin   virtual MBBMRT *getMBBMRT() { return nullptr; }
444*a06bfe05SJan Sjodin 
445*a06bfe05SJan Sjodin   bool isRegion() { return getRegionMRT() != nullptr; }
446*a06bfe05SJan Sjodin 
447*a06bfe05SJan Sjodin   bool isMBB() { return getMBBMRT() != nullptr; }
448*a06bfe05SJan Sjodin 
449*a06bfe05SJan Sjodin   bool isRoot() { return Parent == nullptr; }
450*a06bfe05SJan Sjodin 
451*a06bfe05SJan Sjodin   void setParent(RegionMRT *Region) { Parent = Region; }
452*a06bfe05SJan Sjodin 
453*a06bfe05SJan Sjodin   RegionMRT *getParent() { return Parent; }
454*a06bfe05SJan Sjodin 
455*a06bfe05SJan Sjodin   static MachineBasicBlock *
456*a06bfe05SJan Sjodin   initializeMRT(MachineFunction &MF, const MachineRegionInfo *RegionInfo,
457*a06bfe05SJan Sjodin                 DenseMap<MachineRegion *, RegionMRT *> &RegionMap);
458*a06bfe05SJan Sjodin 
459*a06bfe05SJan Sjodin   static RegionMRT *buildMRT(MachineFunction &MF,
460*a06bfe05SJan Sjodin                              const MachineRegionInfo *RegionInfo,
461*a06bfe05SJan Sjodin                              const SIInstrInfo *TII,
462*a06bfe05SJan Sjodin                              MachineRegisterInfo *MRI);
463*a06bfe05SJan Sjodin 
464*a06bfe05SJan Sjodin   virtual void dump(const TargetRegisterInfo *TRI, int depth = 0) = 0;
465*a06bfe05SJan Sjodin 
466*a06bfe05SJan Sjodin   void dumpDepth(int depth) {
467*a06bfe05SJan Sjodin     for (int i = depth; i > 0; --i) {
468*a06bfe05SJan Sjodin       dbgs() << "  ";
469*a06bfe05SJan Sjodin     }
470*a06bfe05SJan Sjodin   }
471*a06bfe05SJan Sjodin 
472*a06bfe05SJan Sjodin   virtual ~MRT() {}
473*a06bfe05SJan Sjodin };
474*a06bfe05SJan Sjodin 
475*a06bfe05SJan Sjodin class MBBMRT : public MRT {
476*a06bfe05SJan Sjodin   MachineBasicBlock *MBB;
477*a06bfe05SJan Sjodin 
478*a06bfe05SJan Sjodin public:
479*a06bfe05SJan Sjodin   virtual MBBMRT *getMBBMRT() { return this; }
480*a06bfe05SJan Sjodin 
481*a06bfe05SJan Sjodin   MachineBasicBlock *getMBB() { return MBB; }
482*a06bfe05SJan Sjodin 
483*a06bfe05SJan Sjodin   virtual void dump(const TargetRegisterInfo *TRI, int depth = 0) {
484*a06bfe05SJan Sjodin     dumpDepth(depth);
485*a06bfe05SJan Sjodin     dbgs() << "MBB: " << getMBB()->getNumber();
486*a06bfe05SJan Sjodin     dbgs() << " In: " << PrintReg(getBBSelectRegIn(), TRI);
487*a06bfe05SJan Sjodin     dbgs() << ", Out: " << PrintReg(getBBSelectRegOut(), TRI) << "\n";
488*a06bfe05SJan Sjodin   }
489*a06bfe05SJan Sjodin 
490*a06bfe05SJan Sjodin   MBBMRT(MachineBasicBlock *BB) : MBB(BB) {
491*a06bfe05SJan Sjodin     setParent(nullptr);
492*a06bfe05SJan Sjodin     setBBSelectRegOut(0);
493*a06bfe05SJan Sjodin     setBBSelectRegIn(0);
494*a06bfe05SJan Sjodin   }
495*a06bfe05SJan Sjodin };
496*a06bfe05SJan Sjodin 
497*a06bfe05SJan Sjodin class RegionMRT : public MRT {
498*a06bfe05SJan Sjodin protected:
499*a06bfe05SJan Sjodin   MachineRegion *Region;
500*a06bfe05SJan Sjodin   LinearizedRegion *LRegion;
501*a06bfe05SJan Sjodin   MachineBasicBlock *Succ;
502*a06bfe05SJan Sjodin 
503*a06bfe05SJan Sjodin   SetVector<MRT *> Children;
504*a06bfe05SJan Sjodin 
505*a06bfe05SJan Sjodin public:
506*a06bfe05SJan Sjodin   virtual RegionMRT *getRegionMRT() { return this; }
507*a06bfe05SJan Sjodin 
508*a06bfe05SJan Sjodin   void setLinearizedRegion(LinearizedRegion *LinearizeRegion) {
509*a06bfe05SJan Sjodin     LRegion = LinearizeRegion;
510*a06bfe05SJan Sjodin   }
511*a06bfe05SJan Sjodin 
512*a06bfe05SJan Sjodin   LinearizedRegion *getLinearizedRegion() { return LRegion; }
513*a06bfe05SJan Sjodin 
514*a06bfe05SJan Sjodin   MachineRegion *getMachineRegion() { return Region; }
515*a06bfe05SJan Sjodin 
516*a06bfe05SJan Sjodin   unsigned getInnerOutputRegister() {
517*a06bfe05SJan Sjodin     return (*(Children.begin()))->getBBSelectRegOut();
518*a06bfe05SJan Sjodin   }
519*a06bfe05SJan Sjodin 
520*a06bfe05SJan Sjodin   void addChild(MRT *Tree) { Children.insert(Tree); }
521*a06bfe05SJan Sjodin 
522*a06bfe05SJan Sjodin   SetVector<MRT *> *getChildren() { return &Children; }
523*a06bfe05SJan Sjodin 
524*a06bfe05SJan Sjodin   virtual void dump(const TargetRegisterInfo *TRI, int depth = 0) {
525*a06bfe05SJan Sjodin     dumpDepth(depth);
526*a06bfe05SJan Sjodin     dbgs() << "Region: " << (void *)Region;
527*a06bfe05SJan Sjodin     dbgs() << " In: " << PrintReg(getBBSelectRegIn(), TRI);
528*a06bfe05SJan Sjodin     dbgs() << ", Out: " << PrintReg(getBBSelectRegOut(), TRI) << "\n";
529*a06bfe05SJan Sjodin 
530*a06bfe05SJan Sjodin     dumpDepth(depth);
531*a06bfe05SJan Sjodin     if (getSucc())
532*a06bfe05SJan Sjodin       dbgs() << "Succ: " << getSucc()->getNumber() << "\n";
533*a06bfe05SJan Sjodin     else
534*a06bfe05SJan Sjodin       dbgs() << "Succ: none \n";
535*a06bfe05SJan Sjodin     for (auto MRTI : Children) {
536*a06bfe05SJan Sjodin       MRTI->dump(TRI, depth + 1);
537*a06bfe05SJan Sjodin     }
538*a06bfe05SJan Sjodin   }
539*a06bfe05SJan Sjodin 
540*a06bfe05SJan Sjodin   MRT *getEntryTree() { return Children.back(); }
541*a06bfe05SJan Sjodin 
542*a06bfe05SJan Sjodin   MRT *getExitTree() { return Children.front(); }
543*a06bfe05SJan Sjodin 
544*a06bfe05SJan Sjodin   MachineBasicBlock *getEntry() {
545*a06bfe05SJan Sjodin     MRT *Tree = Children.back();
546*a06bfe05SJan Sjodin     return (Tree->isRegion()) ? Tree->getRegionMRT()->getEntry()
547*a06bfe05SJan Sjodin                               : Tree->getMBBMRT()->getMBB();
548*a06bfe05SJan Sjodin   }
549*a06bfe05SJan Sjodin 
550*a06bfe05SJan Sjodin   MachineBasicBlock *getExit() {
551*a06bfe05SJan Sjodin     MRT *Tree = Children.front();
552*a06bfe05SJan Sjodin     return (Tree->isRegion()) ? Tree->getRegionMRT()->getExit()
553*a06bfe05SJan Sjodin                               : Tree->getMBBMRT()->getMBB();
554*a06bfe05SJan Sjodin   }
555*a06bfe05SJan Sjodin 
556*a06bfe05SJan Sjodin   void setSucc(MachineBasicBlock *MBB) { Succ = MBB; }
557*a06bfe05SJan Sjodin 
558*a06bfe05SJan Sjodin   MachineBasicBlock *getSucc() { return Succ; }
559*a06bfe05SJan Sjodin 
560*a06bfe05SJan Sjodin   bool contains(MachineBasicBlock *MBB) {
561*a06bfe05SJan Sjodin     for (auto CI : Children) {
562*a06bfe05SJan Sjodin       if (CI->isMBB()) {
563*a06bfe05SJan Sjodin         if (MBB == CI->getMBBMRT()->getMBB()) {
564*a06bfe05SJan Sjodin           return true;
565*a06bfe05SJan Sjodin         }
566*a06bfe05SJan Sjodin       } else {
567*a06bfe05SJan Sjodin         if (CI->getRegionMRT()->contains(MBB)) {
568*a06bfe05SJan Sjodin           return true;
569*a06bfe05SJan Sjodin         } else if (CI->getRegionMRT()->getLinearizedRegion() != nullptr &&
570*a06bfe05SJan Sjodin                    CI->getRegionMRT()->getLinearizedRegion()->contains(MBB)) {
571*a06bfe05SJan Sjodin           return true;
572*a06bfe05SJan Sjodin         }
573*a06bfe05SJan Sjodin       }
574*a06bfe05SJan Sjodin     }
575*a06bfe05SJan Sjodin     return false;
576*a06bfe05SJan Sjodin   }
577*a06bfe05SJan Sjodin 
578*a06bfe05SJan Sjodin   void replaceLiveOutReg(unsigned Register, unsigned NewRegister) {
579*a06bfe05SJan Sjodin     LinearizedRegion *LRegion = getLinearizedRegion();
580*a06bfe05SJan Sjodin     LRegion->replaceLiveOut(Register, NewRegister);
581*a06bfe05SJan Sjodin     for (auto &CI : Children) {
582*a06bfe05SJan Sjodin       if (CI->isRegion()) {
583*a06bfe05SJan Sjodin         CI->getRegionMRT()->replaceLiveOutReg(Register, NewRegister);
584*a06bfe05SJan Sjodin       }
585*a06bfe05SJan Sjodin     }
586*a06bfe05SJan Sjodin   }
587*a06bfe05SJan Sjodin 
588*a06bfe05SJan Sjodin   RegionMRT(MachineRegion *MachineRegion)
589*a06bfe05SJan Sjodin       : Region(MachineRegion), LRegion(nullptr), Succ(nullptr) {
590*a06bfe05SJan Sjodin     setParent(nullptr);
591*a06bfe05SJan Sjodin     setBBSelectRegOut(0);
592*a06bfe05SJan Sjodin     setBBSelectRegIn(0);
593*a06bfe05SJan Sjodin   }
594*a06bfe05SJan Sjodin 
595*a06bfe05SJan Sjodin   virtual ~RegionMRT() {
596*a06bfe05SJan Sjodin     if (LRegion) {
597*a06bfe05SJan Sjodin       delete LRegion;
598*a06bfe05SJan Sjodin     }
599*a06bfe05SJan Sjodin 
600*a06bfe05SJan Sjodin     for (auto CI : Children) {
601*a06bfe05SJan Sjodin       delete &(*CI);
602*a06bfe05SJan Sjodin     }
603*a06bfe05SJan Sjodin   }
604*a06bfe05SJan Sjodin };
605*a06bfe05SJan Sjodin 
606*a06bfe05SJan Sjodin static unsigned createBBSelectReg(const SIInstrInfo *TII,
607*a06bfe05SJan Sjodin                                   MachineRegisterInfo *MRI) {
608*a06bfe05SJan Sjodin   return MRI->createVirtualRegister(TII->getPreferredSelectRegClass(32));
609*a06bfe05SJan Sjodin }
610*a06bfe05SJan Sjodin 
611*a06bfe05SJan Sjodin MachineBasicBlock *
612*a06bfe05SJan Sjodin MRT::initializeMRT(MachineFunction &MF, const MachineRegionInfo *RegionInfo,
613*a06bfe05SJan Sjodin                    DenseMap<MachineRegion *, RegionMRT *> &RegionMap) {
614*a06bfe05SJan Sjodin   for (auto &MFI : MF) {
615*a06bfe05SJan Sjodin     MachineBasicBlock *ExitMBB = &MFI;
616*a06bfe05SJan Sjodin     if (ExitMBB->succ_size() == 0) {
617*a06bfe05SJan Sjodin       return ExitMBB;
618*a06bfe05SJan Sjodin     }
619*a06bfe05SJan Sjodin   }
620*a06bfe05SJan Sjodin   llvm_unreachable("CFG has no exit block");
621*a06bfe05SJan Sjodin   return nullptr;
622*a06bfe05SJan Sjodin }
623*a06bfe05SJan Sjodin 
624*a06bfe05SJan Sjodin RegionMRT *MRT::buildMRT(MachineFunction &MF,
625*a06bfe05SJan Sjodin                          const MachineRegionInfo *RegionInfo,
626*a06bfe05SJan Sjodin                          const SIInstrInfo *TII, MachineRegisterInfo *MRI) {
627*a06bfe05SJan Sjodin   SmallPtrSet<MachineRegion *, 4> PlacedRegions;
628*a06bfe05SJan Sjodin   DenseMap<MachineRegion *, RegionMRT *> RegionMap;
629*a06bfe05SJan Sjodin   MachineRegion *TopLevelRegion = RegionInfo->getTopLevelRegion();
630*a06bfe05SJan Sjodin   RegionMRT *Result = new RegionMRT(TopLevelRegion);
631*a06bfe05SJan Sjodin   RegionMap[TopLevelRegion] = Result;
632*a06bfe05SJan Sjodin 
633*a06bfe05SJan Sjodin   // Insert the exit block first, we need it to be the merge node
634*a06bfe05SJan Sjodin   // for the top level region.
635*a06bfe05SJan Sjodin   MachineBasicBlock *Exit = initializeMRT(MF, RegionInfo, RegionMap);
636*a06bfe05SJan Sjodin 
637*a06bfe05SJan Sjodin   unsigned BBSelectRegIn = createBBSelectReg(TII, MRI);
638*a06bfe05SJan Sjodin   MBBMRT *ExitMRT = new MBBMRT(Exit);
639*a06bfe05SJan Sjodin   RegionMap[RegionInfo->getRegionFor(Exit)]->addChild(ExitMRT);
640*a06bfe05SJan Sjodin   ExitMRT->setBBSelectRegIn(BBSelectRegIn);
641*a06bfe05SJan Sjodin 
642*a06bfe05SJan Sjodin   for (auto MBBI : post_order(&(MF.front()))) {
643*a06bfe05SJan Sjodin     MachineBasicBlock *MBB = &(*MBBI);
644*a06bfe05SJan Sjodin 
645*a06bfe05SJan Sjodin     // Skip Exit since we already added it
646*a06bfe05SJan Sjodin     if (MBB == Exit) {
647*a06bfe05SJan Sjodin       continue;
648*a06bfe05SJan Sjodin     }
649*a06bfe05SJan Sjodin 
650*a06bfe05SJan Sjodin     DEBUG(dbgs() << "Visiting BB#" << MBB->getNumber() << "\n");
651*a06bfe05SJan Sjodin     MBBMRT *NewMBB = new MBBMRT(MBB);
652*a06bfe05SJan Sjodin     MachineRegion *Region = RegionInfo->getRegionFor(MBB);
653*a06bfe05SJan Sjodin 
654*a06bfe05SJan Sjodin     // Ensure we have the MRT region
655*a06bfe05SJan Sjodin     if (RegionMap.count(Region) == 0) {
656*a06bfe05SJan Sjodin       RegionMRT *NewMRTRegion = new RegionMRT(Region);
657*a06bfe05SJan Sjodin       RegionMap[Region] = NewMRTRegion;
658*a06bfe05SJan Sjodin 
659*a06bfe05SJan Sjodin       // Ensure all parents are in the RegionMap
660*a06bfe05SJan Sjodin       MachineRegion *Parent = Region->getParent();
661*a06bfe05SJan Sjodin       while (RegionMap.count(Parent) == 0) {
662*a06bfe05SJan Sjodin         RegionMRT *NewMRTParent = new RegionMRT(Parent);
663*a06bfe05SJan Sjodin         NewMRTParent->addChild(NewMRTRegion);
664*a06bfe05SJan Sjodin         NewMRTRegion->setParent(NewMRTParent);
665*a06bfe05SJan Sjodin         RegionMap[Parent] = NewMRTParent;
666*a06bfe05SJan Sjodin         NewMRTRegion = NewMRTParent;
667*a06bfe05SJan Sjodin         Parent = Parent->getParent();
668*a06bfe05SJan Sjodin       }
669*a06bfe05SJan Sjodin       RegionMap[Parent]->addChild(NewMRTRegion);
670*a06bfe05SJan Sjodin       NewMRTRegion->setParent(RegionMap[Parent]);
671*a06bfe05SJan Sjodin     }
672*a06bfe05SJan Sjodin 
673*a06bfe05SJan Sjodin     // Add MBB to Region MRT
674*a06bfe05SJan Sjodin     RegionMap[Region]->addChild(NewMBB);
675*a06bfe05SJan Sjodin     NewMBB->setParent(RegionMap[Region]);
676*a06bfe05SJan Sjodin     RegionMap[Region]->setSucc(Region->getExit());
677*a06bfe05SJan Sjodin   }
678*a06bfe05SJan Sjodin   return Result;
679*a06bfe05SJan Sjodin }
680*a06bfe05SJan Sjodin 
681*a06bfe05SJan Sjodin void LinearizedRegion::storeLiveOutReg(MachineBasicBlock *MBB, unsigned Reg,
682*a06bfe05SJan Sjodin                                        MachineInstr *DefInstr,
683*a06bfe05SJan Sjodin                                        const MachineRegisterInfo *MRI,
684*a06bfe05SJan Sjodin                                        const TargetRegisterInfo *TRI,
685*a06bfe05SJan Sjodin                                        PHILinearize &PHIInfo) {
686*a06bfe05SJan Sjodin   if (TRI->isVirtualRegister(Reg)) {
687*a06bfe05SJan Sjodin     DEBUG(dbgs() << "Considering Register: " << PrintReg(Reg, TRI) << "\n");
688*a06bfe05SJan Sjodin     // If this is a source register to a PHI we are chaining, it
689*a06bfe05SJan Sjodin     // must be live out.
690*a06bfe05SJan Sjodin     if (PHIInfo.isSource(Reg)) {
691*a06bfe05SJan Sjodin       DEBUG(dbgs() << "Add LiveOut (PHI): " << PrintReg(Reg, TRI) << "\n");
692*a06bfe05SJan Sjodin       addLiveOut(Reg);
693*a06bfe05SJan Sjodin     } else {
694*a06bfe05SJan Sjodin       // If this is live out of the MBB
695*a06bfe05SJan Sjodin       for (auto &UI : MRI->use_operands(Reg)) {
696*a06bfe05SJan Sjodin         if (UI.getParent()->getParent() != MBB) {
697*a06bfe05SJan Sjodin           DEBUG(dbgs() << "Add LiveOut (MBB BB#" << MBB->getNumber()
698*a06bfe05SJan Sjodin                        << "): " << PrintReg(Reg, TRI) << "\n");
699*a06bfe05SJan Sjodin           addLiveOut(Reg);
700*a06bfe05SJan Sjodin         } else {
701*a06bfe05SJan Sjodin           // If the use is in the same MBB we have to make sure
702*a06bfe05SJan Sjodin           // it is after the def, otherwise it is live out in a loop
703*a06bfe05SJan Sjodin           MachineInstr *UseInstr = UI.getParent();
704*a06bfe05SJan Sjodin           for (MachineBasicBlock::instr_iterator
705*a06bfe05SJan Sjodin                    MII = UseInstr->getIterator(),
706*a06bfe05SJan Sjodin                    MIE = UseInstr->getParent()->instr_end();
707*a06bfe05SJan Sjodin                MII != MIE; ++MII) {
708*a06bfe05SJan Sjodin             if ((&(*MII)) == DefInstr) {
709*a06bfe05SJan Sjodin               DEBUG(dbgs() << "Add LiveOut (Loop): " << PrintReg(Reg, TRI)
710*a06bfe05SJan Sjodin                            << "\n");
711*a06bfe05SJan Sjodin               addLiveOut(Reg);
712*a06bfe05SJan Sjodin             }
713*a06bfe05SJan Sjodin           }
714*a06bfe05SJan Sjodin         }
715*a06bfe05SJan Sjodin       }
716*a06bfe05SJan Sjodin     }
717*a06bfe05SJan Sjodin   }
718*a06bfe05SJan Sjodin }
719*a06bfe05SJan Sjodin 
720*a06bfe05SJan Sjodin void LinearizedRegion::storeLiveOutRegRegion(RegionMRT *Region, unsigned Reg,
721*a06bfe05SJan Sjodin                                              MachineInstr *DefInstr,
722*a06bfe05SJan Sjodin                                              const MachineRegisterInfo *MRI,
723*a06bfe05SJan Sjodin                                              const TargetRegisterInfo *TRI,
724*a06bfe05SJan Sjodin                                              PHILinearize &PHIInfo) {
725*a06bfe05SJan Sjodin   if (TRI->isVirtualRegister(Reg)) {
726*a06bfe05SJan Sjodin     DEBUG(dbgs() << "Considering Register: " << PrintReg(Reg, TRI) << "\n");
727*a06bfe05SJan Sjodin     for (auto &UI : MRI->use_operands(Reg)) {
728*a06bfe05SJan Sjodin       if (!Region->contains(UI.getParent()->getParent())) {
729*a06bfe05SJan Sjodin         DEBUG(dbgs() << "Add LiveOut (Region " << (void *)Region
730*a06bfe05SJan Sjodin                      << "): " << PrintReg(Reg, TRI) << "\n");
731*a06bfe05SJan Sjodin         addLiveOut(Reg);
732*a06bfe05SJan Sjodin       }
733*a06bfe05SJan Sjodin     }
734*a06bfe05SJan Sjodin   }
735*a06bfe05SJan Sjodin }
736*a06bfe05SJan Sjodin 
737*a06bfe05SJan Sjodin void LinearizedRegion::storeLiveOuts(MachineBasicBlock *MBB,
738*a06bfe05SJan Sjodin                                      const MachineRegisterInfo *MRI,
739*a06bfe05SJan Sjodin                                      const TargetRegisterInfo *TRI,
740*a06bfe05SJan Sjodin                                      PHILinearize &PHIInfo) {
741*a06bfe05SJan Sjodin   DEBUG(dbgs() << "-Store Live Outs Begin (BB#" << MBB->getNumber() << ")-\n");
742*a06bfe05SJan Sjodin   for (auto &II : *MBB) {
743*a06bfe05SJan Sjodin     for (auto &RI : II.defs()) {
744*a06bfe05SJan Sjodin       storeLiveOutReg(MBB, RI.getReg(), RI.getParent(), MRI, TRI, PHIInfo);
745*a06bfe05SJan Sjodin     }
746*a06bfe05SJan Sjodin     for (auto &IRI : II.implicit_operands()) {
747*a06bfe05SJan Sjodin       if (IRI.isDef()) {
748*a06bfe05SJan Sjodin         storeLiveOutReg(MBB, IRI.getReg(), IRI.getParent(), MRI, TRI, PHIInfo);
749*a06bfe05SJan Sjodin       }
750*a06bfe05SJan Sjodin     }
751*a06bfe05SJan Sjodin   }
752*a06bfe05SJan Sjodin 
753*a06bfe05SJan Sjodin   // If we have a successor with a PHI, source coming from this MBB we have to
754*a06bfe05SJan Sjodin   // add the register as live out
755*a06bfe05SJan Sjodin   for (MachineBasicBlock::succ_iterator SI = MBB->succ_begin(),
756*a06bfe05SJan Sjodin                                         E = MBB->succ_end();
757*a06bfe05SJan Sjodin        SI != E; ++SI) {
758*a06bfe05SJan Sjodin     for (auto &II : *(*SI)) {
759*a06bfe05SJan Sjodin       if (II.isPHI()) {
760*a06bfe05SJan Sjodin         MachineInstr &PHI = II;
761*a06bfe05SJan Sjodin         int numPreds = getPHINumInputs(PHI);
762*a06bfe05SJan Sjodin         for (int i = 0; i < numPreds; ++i) {
763*a06bfe05SJan Sjodin           if (getPHIPred(PHI, i) == MBB) {
764*a06bfe05SJan Sjodin             unsigned PHIReg = getPHISourceReg(PHI, i);
765*a06bfe05SJan Sjodin             DEBUG(dbgs() << "Add LiveOut (PhiSource BB#" << MBB->getNumber()
766*a06bfe05SJan Sjodin                          << " -> BB#" << (*SI)->getNumber()
767*a06bfe05SJan Sjodin                          << "): " << PrintReg(PHIReg, TRI) << "\n");
768*a06bfe05SJan Sjodin             addLiveOut(PHIReg);
769*a06bfe05SJan Sjodin           }
770*a06bfe05SJan Sjodin         }
771*a06bfe05SJan Sjodin       }
772*a06bfe05SJan Sjodin     }
773*a06bfe05SJan Sjodin   }
774*a06bfe05SJan Sjodin 
775*a06bfe05SJan Sjodin   DEBUG(dbgs() << "-Store Live Outs Endn-\n");
776*a06bfe05SJan Sjodin }
777*a06bfe05SJan Sjodin 
778*a06bfe05SJan Sjodin void LinearizedRegion::storeMBBLiveOuts(MachineBasicBlock *MBB,
779*a06bfe05SJan Sjodin                                         const MachineRegisterInfo *MRI,
780*a06bfe05SJan Sjodin                                         const TargetRegisterInfo *TRI,
781*a06bfe05SJan Sjodin                                         PHILinearize &PHIInfo,
782*a06bfe05SJan Sjodin                                         RegionMRT *TopRegion) {
783*a06bfe05SJan Sjodin   for (auto &II : *MBB) {
784*a06bfe05SJan Sjodin     for (auto &RI : II.defs()) {
785*a06bfe05SJan Sjodin       storeLiveOutRegRegion(TopRegion, RI.getReg(), RI.getParent(), MRI, TRI,
786*a06bfe05SJan Sjodin                             PHIInfo);
787*a06bfe05SJan Sjodin     }
788*a06bfe05SJan Sjodin     for (auto &IRI : II.implicit_operands()) {
789*a06bfe05SJan Sjodin       if (IRI.isDef()) {
790*a06bfe05SJan Sjodin         storeLiveOutRegRegion(TopRegion, IRI.getReg(), IRI.getParent(), MRI,
791*a06bfe05SJan Sjodin                               TRI, PHIInfo);
792*a06bfe05SJan Sjodin       }
793*a06bfe05SJan Sjodin     }
794*a06bfe05SJan Sjodin   }
795*a06bfe05SJan Sjodin }
796*a06bfe05SJan Sjodin 
797*a06bfe05SJan Sjodin void LinearizedRegion::storeLiveOuts(RegionMRT *Region,
798*a06bfe05SJan Sjodin                                      const MachineRegisterInfo *MRI,
799*a06bfe05SJan Sjodin                                      const TargetRegisterInfo *TRI,
800*a06bfe05SJan Sjodin                                      PHILinearize &PHIInfo,
801*a06bfe05SJan Sjodin                                      RegionMRT *CurrentTopRegion) {
802*a06bfe05SJan Sjodin   MachineBasicBlock *Exit = Region->getSucc();
803*a06bfe05SJan Sjodin 
804*a06bfe05SJan Sjodin   RegionMRT *TopRegion =
805*a06bfe05SJan Sjodin       CurrentTopRegion == nullptr ? Region : CurrentTopRegion;
806*a06bfe05SJan Sjodin 
807*a06bfe05SJan Sjodin   // Check if exit is end of function, if so, no live outs.
808*a06bfe05SJan Sjodin   if (Exit == nullptr)
809*a06bfe05SJan Sjodin     return;
810*a06bfe05SJan Sjodin 
811*a06bfe05SJan Sjodin   auto Children = Region->getChildren();
812*a06bfe05SJan Sjodin   for (auto CI : *Children) {
813*a06bfe05SJan Sjodin     if (CI->isMBB()) {
814*a06bfe05SJan Sjodin       auto MBB = CI->getMBBMRT()->getMBB();
815*a06bfe05SJan Sjodin       storeMBBLiveOuts(MBB, MRI, TRI, PHIInfo, TopRegion);
816*a06bfe05SJan Sjodin     } else {
817*a06bfe05SJan Sjodin       LinearizedRegion *SubRegion = CI->getRegionMRT()->getLinearizedRegion();
818*a06bfe05SJan Sjodin       // We should be limited to only store registers that are live out from the
819*a06bfe05SJan Sjodin       // lineaized region
820*a06bfe05SJan Sjodin       for (auto MBBI : SubRegion->MBBs) {
821*a06bfe05SJan Sjodin         storeMBBLiveOuts(MBBI, MRI, TRI, PHIInfo, TopRegion);
822*a06bfe05SJan Sjodin       }
823*a06bfe05SJan Sjodin     }
824*a06bfe05SJan Sjodin   }
825*a06bfe05SJan Sjodin 
826*a06bfe05SJan Sjodin   if (CurrentTopRegion == nullptr) {
827*a06bfe05SJan Sjodin     auto Succ = Region->getSucc();
828*a06bfe05SJan Sjodin     for (auto &II : *Succ) {
829*a06bfe05SJan Sjodin       if (II.isPHI()) {
830*a06bfe05SJan Sjodin         MachineInstr &PHI = II;
831*a06bfe05SJan Sjodin         int numPreds = getPHINumInputs(PHI);
832*a06bfe05SJan Sjodin         for (int i = 0; i < numPreds; ++i) {
833*a06bfe05SJan Sjodin           if (Region->contains(getPHIPred(PHI, i))) {
834*a06bfe05SJan Sjodin             unsigned PHIReg = getPHISourceReg(PHI, i);
835*a06bfe05SJan Sjodin             DEBUG(dbgs() << "Add Region LiveOut (" << (void *)Region
836*a06bfe05SJan Sjodin                          << "): " << PrintReg(PHIReg, TRI) << "\n");
837*a06bfe05SJan Sjodin             addLiveOut(PHIReg);
838*a06bfe05SJan Sjodin           }
839*a06bfe05SJan Sjodin         }
840*a06bfe05SJan Sjodin       }
841*a06bfe05SJan Sjodin     }
842*a06bfe05SJan Sjodin   }
843*a06bfe05SJan Sjodin }
844*a06bfe05SJan Sjodin 
845*a06bfe05SJan Sjodin void LinearizedRegion::print(raw_ostream &OS, const TargetRegisterInfo *TRI) {
846*a06bfe05SJan Sjodin   OS << "Linearized Region {";
847*a06bfe05SJan Sjodin   bool IsFirst = true;
848*a06bfe05SJan Sjodin   for (const auto &MBB : MBBs) {
849*a06bfe05SJan Sjodin     if (IsFirst) {
850*a06bfe05SJan Sjodin       IsFirst = false;
851*a06bfe05SJan Sjodin     } else {
852*a06bfe05SJan Sjodin       OS << " ,";
853*a06bfe05SJan Sjodin     }
854*a06bfe05SJan Sjodin     OS << MBB->getNumber();
855*a06bfe05SJan Sjodin   }
856*a06bfe05SJan Sjodin   OS << "} (" << Entry->getNumber() << ", "
857*a06bfe05SJan Sjodin      << (Exit == nullptr ? -1 : Exit->getNumber())
858*a06bfe05SJan Sjodin      << "): In:" << PrintReg(getBBSelectRegIn(), TRI)
859*a06bfe05SJan Sjodin      << " Out:" << PrintReg(getBBSelectRegOut(), TRI) << " {";
860*a06bfe05SJan Sjodin   for (auto &LI : LiveOuts) {
861*a06bfe05SJan Sjodin     OS << PrintReg(LI, TRI) << " ";
862*a06bfe05SJan Sjodin   }
863*a06bfe05SJan Sjodin   OS << "} \n";
864*a06bfe05SJan Sjodin }
865*a06bfe05SJan Sjodin 
866*a06bfe05SJan Sjodin unsigned LinearizedRegion::getBBSelectRegIn() {
867*a06bfe05SJan Sjodin   return getRegionMRT()->getBBSelectRegIn();
868*a06bfe05SJan Sjodin }
869*a06bfe05SJan Sjodin 
870*a06bfe05SJan Sjodin unsigned LinearizedRegion::getBBSelectRegOut() {
871*a06bfe05SJan Sjodin   return getRegionMRT()->getBBSelectRegOut();
872*a06bfe05SJan Sjodin }
873*a06bfe05SJan Sjodin 
874*a06bfe05SJan Sjodin void LinearizedRegion::setHasLoop(bool Value) { HasLoop = Value; }
875*a06bfe05SJan Sjodin 
876*a06bfe05SJan Sjodin bool LinearizedRegion::getHasLoop() { return HasLoop; }
877*a06bfe05SJan Sjodin 
878*a06bfe05SJan Sjodin void LinearizedRegion::addLiveOut(unsigned VReg) { LiveOuts.insert(VReg); }
879*a06bfe05SJan Sjodin 
880*a06bfe05SJan Sjodin void LinearizedRegion::removeLiveOut(unsigned Reg) {
881*a06bfe05SJan Sjodin   if (isLiveOut(Reg))
882*a06bfe05SJan Sjodin     LiveOuts.erase(Reg);
883*a06bfe05SJan Sjodin }
884*a06bfe05SJan Sjodin 
885*a06bfe05SJan Sjodin void LinearizedRegion::replaceLiveOut(unsigned OldReg, unsigned NewReg) {
886*a06bfe05SJan Sjodin   if (isLiveOut(OldReg)) {
887*a06bfe05SJan Sjodin     removeLiveOut(OldReg);
888*a06bfe05SJan Sjodin     addLiveOut(NewReg);
889*a06bfe05SJan Sjodin   }
890*a06bfe05SJan Sjodin }
891*a06bfe05SJan Sjodin 
892*a06bfe05SJan Sjodin void LinearizedRegion::replaceRegister(unsigned Register, unsigned NewRegister,
893*a06bfe05SJan Sjodin                                        MachineRegisterInfo *MRI,
894*a06bfe05SJan Sjodin                                        bool ReplaceInside, bool ReplaceOutside,
895*a06bfe05SJan Sjodin                                        bool IncludeLoopPHI) {
896*a06bfe05SJan Sjodin   assert(Register != NewRegister && "Cannot replace a reg with itself");
897*a06bfe05SJan Sjodin 
898*a06bfe05SJan Sjodin   DEBUG(dbgs() << "Pepareing to replace register (region): "
899*a06bfe05SJan Sjodin                << PrintReg(Register, MRI->getTargetRegisterInfo()) << " with "
900*a06bfe05SJan Sjodin                << PrintReg(NewRegister, MRI->getTargetRegisterInfo()) << "\n");
901*a06bfe05SJan Sjodin 
902*a06bfe05SJan Sjodin   // If we are replacing outside, we also need to update the LiveOuts
903*a06bfe05SJan Sjodin   if (ReplaceOutside &&
904*a06bfe05SJan Sjodin       (isLiveOut(Register) || this->getParent()->isLiveOut(Register))) {
905*a06bfe05SJan Sjodin     LinearizedRegion *Current = this;
906*a06bfe05SJan Sjodin     while (Current != nullptr && Current->getEntry() != nullptr) {
907*a06bfe05SJan Sjodin       DEBUG(dbgs() << "Region before register replace\n");
908*a06bfe05SJan Sjodin       DEBUG(Current->print(dbgs(), MRI->getTargetRegisterInfo()));
909*a06bfe05SJan Sjodin       Current->replaceLiveOut(Register, NewRegister);
910*a06bfe05SJan Sjodin       DEBUG(dbgs() << "Region after register replace\n");
911*a06bfe05SJan Sjodin       DEBUG(Current->print(dbgs(), MRI->getTargetRegisterInfo()));
912*a06bfe05SJan Sjodin       Current = Current->getParent();
913*a06bfe05SJan Sjodin     }
914*a06bfe05SJan Sjodin   }
915*a06bfe05SJan Sjodin 
916*a06bfe05SJan Sjodin   for (MachineRegisterInfo::reg_iterator I = MRI->reg_begin(Register),
917*a06bfe05SJan Sjodin                                          E = MRI->reg_end();
918*a06bfe05SJan Sjodin        I != E;) {
919*a06bfe05SJan Sjodin     MachineOperand &O = *I;
920*a06bfe05SJan Sjodin     ++I;
921*a06bfe05SJan Sjodin 
922*a06bfe05SJan Sjodin     // We don't rewrite defs.
923*a06bfe05SJan Sjodin     if (O.isDef())
924*a06bfe05SJan Sjodin       continue;
925*a06bfe05SJan Sjodin 
926*a06bfe05SJan Sjodin     bool IsInside = contains(O.getParent()->getParent());
927*a06bfe05SJan Sjodin     bool IsLoopPHI = IsInside && (O.getParent()->isPHI() &&
928*a06bfe05SJan Sjodin                                   O.getParent()->getParent() == getEntry());
929*a06bfe05SJan Sjodin     bool ShouldReplace = (IsInside && ReplaceInside) ||
930*a06bfe05SJan Sjodin                          (!IsInside && ReplaceOutside) ||
931*a06bfe05SJan Sjodin                          (IncludeLoopPHI && IsLoopPHI);
932*a06bfe05SJan Sjodin     if (ShouldReplace) {
933*a06bfe05SJan Sjodin 
934*a06bfe05SJan Sjodin       if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(NewRegister)) {
935*a06bfe05SJan Sjodin         DEBUG(dbgs() << "Trying to substitute physical register: "
936*a06bfe05SJan Sjodin                      << PrintReg(NewRegister, MRI->getTargetRegisterInfo())
937*a06bfe05SJan Sjodin                      << "\n");
938*a06bfe05SJan Sjodin         llvm_unreachable("Cannot substitute physical registers");
939*a06bfe05SJan Sjodin       } else {
940*a06bfe05SJan Sjodin         DEBUG(dbgs() << "Replacing register (region): "
941*a06bfe05SJan Sjodin                      << PrintReg(Register, MRI->getTargetRegisterInfo())
942*a06bfe05SJan Sjodin                      << " with "
943*a06bfe05SJan Sjodin                      << PrintReg(NewRegister, MRI->getTargetRegisterInfo())
944*a06bfe05SJan Sjodin                      << "\n");
945*a06bfe05SJan Sjodin         O.setReg(NewRegister);
946*a06bfe05SJan Sjodin       }
947*a06bfe05SJan Sjodin     }
948*a06bfe05SJan Sjodin   }
949*a06bfe05SJan Sjodin }
950*a06bfe05SJan Sjodin 
951*a06bfe05SJan Sjodin void LinearizedRegion::replaceRegisterInsideRegion(unsigned Register,
952*a06bfe05SJan Sjodin                                                    unsigned NewRegister,
953*a06bfe05SJan Sjodin                                                    bool IncludeLoopPHIs,
954*a06bfe05SJan Sjodin                                                    MachineRegisterInfo *MRI) {
955*a06bfe05SJan Sjodin   replaceRegister(Register, NewRegister, MRI, true, false, IncludeLoopPHIs);
956*a06bfe05SJan Sjodin }
957*a06bfe05SJan Sjodin 
958*a06bfe05SJan Sjodin void LinearizedRegion::replaceRegisterOutsideRegion(unsigned Register,
959*a06bfe05SJan Sjodin                                                     unsigned NewRegister,
960*a06bfe05SJan Sjodin                                                     bool IncludeLoopPHIs,
961*a06bfe05SJan Sjodin                                                     MachineRegisterInfo *MRI) {
962*a06bfe05SJan Sjodin   replaceRegister(Register, NewRegister, MRI, false, true, IncludeLoopPHIs);
963*a06bfe05SJan Sjodin }
964*a06bfe05SJan Sjodin 
965*a06bfe05SJan Sjodin DenseSet<unsigned> *LinearizedRegion::getLiveOuts() { return &LiveOuts; }
966*a06bfe05SJan Sjodin 
967*a06bfe05SJan Sjodin void LinearizedRegion::setEntry(MachineBasicBlock *NewEntry) {
968*a06bfe05SJan Sjodin   Entry = NewEntry;
969*a06bfe05SJan Sjodin }
970*a06bfe05SJan Sjodin 
971*a06bfe05SJan Sjodin MachineBasicBlock *LinearizedRegion::getEntry() { return Entry; }
972*a06bfe05SJan Sjodin 
973*a06bfe05SJan Sjodin void LinearizedRegion::setExit(MachineBasicBlock *NewExit) { Exit = NewExit; }
974*a06bfe05SJan Sjodin 
975*a06bfe05SJan Sjodin MachineBasicBlock *LinearizedRegion::getExit() { return Exit; }
976*a06bfe05SJan Sjodin 
977*a06bfe05SJan Sjodin void LinearizedRegion::addMBB(MachineBasicBlock *MBB) { MBBs.insert(MBB); }
978*a06bfe05SJan Sjodin 
979*a06bfe05SJan Sjodin void LinearizedRegion::addMBBs(LinearizedRegion *InnerRegion) {
980*a06bfe05SJan Sjodin   for (const auto &MBB : InnerRegion->MBBs) {
981*a06bfe05SJan Sjodin     addMBB(MBB);
982*a06bfe05SJan Sjodin   }
983*a06bfe05SJan Sjodin }
984*a06bfe05SJan Sjodin 
985*a06bfe05SJan Sjodin bool LinearizedRegion::contains(MachineBasicBlock *MBB) {
986*a06bfe05SJan Sjodin   return MBBs.count(MBB) == 1;
987*a06bfe05SJan Sjodin }
988*a06bfe05SJan Sjodin 
989*a06bfe05SJan Sjodin bool LinearizedRegion::isLiveOut(unsigned Reg) {
990*a06bfe05SJan Sjodin   return LiveOuts.count(Reg) == 1;
991*a06bfe05SJan Sjodin }
992*a06bfe05SJan Sjodin 
993*a06bfe05SJan Sjodin bool LinearizedRegion::hasNoDef(unsigned Reg, MachineRegisterInfo *MRI) {
994*a06bfe05SJan Sjodin   return MRI->def_begin(Reg) == MRI->def_end();
995*a06bfe05SJan Sjodin }
996*a06bfe05SJan Sjodin 
997*a06bfe05SJan Sjodin // After the code has been structurized, what was flagged as kills
998*a06bfe05SJan Sjodin // before are no longer register kills.
999*a06bfe05SJan Sjodin void LinearizedRegion::removeFalseRegisterKills(MachineRegisterInfo *MRI) {
1000*a06bfe05SJan Sjodin   const TargetRegisterInfo *TRI = MRI->getTargetRegisterInfo();
1001*a06bfe05SJan Sjodin   for (auto MBBI : MBBs) {
1002*a06bfe05SJan Sjodin     MachineBasicBlock *MBB = MBBI;
1003*a06bfe05SJan Sjodin     for (auto &II : *MBB) {
1004*a06bfe05SJan Sjodin       for (auto &RI : II.uses()) {
1005*a06bfe05SJan Sjodin         if (RI.isReg()) {
1006*a06bfe05SJan Sjodin           unsigned Reg = RI.getReg();
1007*a06bfe05SJan Sjodin           if (TRI->isVirtualRegister(Reg)) {
1008*a06bfe05SJan Sjodin             if (hasNoDef(Reg, MRI))
1009*a06bfe05SJan Sjodin               continue;
1010*a06bfe05SJan Sjodin             if (!MRI->hasOneDef(Reg)) {
1011*a06bfe05SJan Sjodin               DEBUG(this->getEntry()->getParent()->dump());
1012*a06bfe05SJan Sjodin               DEBUG(dbgs() << PrintReg(Reg, TRI) << "\n");
1013*a06bfe05SJan Sjodin             }
1014*a06bfe05SJan Sjodin 
1015*a06bfe05SJan Sjodin             if (MRI->def_begin(Reg) == MRI->def_end()) {
1016*a06bfe05SJan Sjodin               DEBUG(dbgs() << "Register "
1017*a06bfe05SJan Sjodin                            << PrintReg(Reg, MRI->getTargetRegisterInfo())
1018*a06bfe05SJan Sjodin                            << " has NO defs\n");
1019*a06bfe05SJan Sjodin             } else if (!MRI->hasOneDef(Reg)) {
1020*a06bfe05SJan Sjodin               DEBUG(dbgs() << "Register "
1021*a06bfe05SJan Sjodin                            << PrintReg(Reg, MRI->getTargetRegisterInfo())
1022*a06bfe05SJan Sjodin                            << " has multiple defs\n");
1023*a06bfe05SJan Sjodin             }
1024*a06bfe05SJan Sjodin 
1025*a06bfe05SJan Sjodin             assert(MRI->hasOneDef(Reg) && "Register has multiple definitions");
1026*a06bfe05SJan Sjodin             MachineOperand *Def = &(*(MRI->def_begin(Reg)));
1027*a06bfe05SJan Sjodin             MachineOperand *UseOperand = &(RI);
1028*a06bfe05SJan Sjodin             bool UseIsOutsideDefMBB = Def->getParent()->getParent() != MBB;
1029*a06bfe05SJan Sjodin             if (UseIsOutsideDefMBB && UseOperand->isKill()) {
1030*a06bfe05SJan Sjodin               DEBUG(dbgs() << "Removing kill flag on register: "
1031*a06bfe05SJan Sjodin                            << PrintReg(Reg, TRI) << "\n");
1032*a06bfe05SJan Sjodin               UseOperand->setIsKill(false);
1033*a06bfe05SJan Sjodin             }
1034*a06bfe05SJan Sjodin           }
1035*a06bfe05SJan Sjodin         }
1036*a06bfe05SJan Sjodin       }
1037*a06bfe05SJan Sjodin     }
1038*a06bfe05SJan Sjodin   }
1039*a06bfe05SJan Sjodin }
1040*a06bfe05SJan Sjodin 
1041*a06bfe05SJan Sjodin void LinearizedRegion::initLiveOut(RegionMRT *Region,
1042*a06bfe05SJan Sjodin                                    const MachineRegisterInfo *MRI,
1043*a06bfe05SJan Sjodin                                    const TargetRegisterInfo *TRI,
1044*a06bfe05SJan Sjodin                                    PHILinearize &PHIInfo) {
1045*a06bfe05SJan Sjodin   storeLiveOuts(Region, MRI, TRI, PHIInfo);
1046*a06bfe05SJan Sjodin }
1047*a06bfe05SJan Sjodin 
1048*a06bfe05SJan Sjodin LinearizedRegion::LinearizedRegion(MachineBasicBlock *MBB,
1049*a06bfe05SJan Sjodin                                    const MachineRegisterInfo *MRI,
1050*a06bfe05SJan Sjodin                                    const TargetRegisterInfo *TRI,
1051*a06bfe05SJan Sjodin                                    PHILinearize &PHIInfo) {
1052*a06bfe05SJan Sjodin   setEntry(MBB);
1053*a06bfe05SJan Sjodin   setExit(MBB);
1054*a06bfe05SJan Sjodin   storeLiveOuts(MBB, MRI, TRI, PHIInfo);
1055*a06bfe05SJan Sjodin   MBBs.insert(MBB);
1056*a06bfe05SJan Sjodin   Parent = nullptr;
1057*a06bfe05SJan Sjodin }
1058*a06bfe05SJan Sjodin 
1059*a06bfe05SJan Sjodin LinearizedRegion::LinearizedRegion() {
1060*a06bfe05SJan Sjodin   setEntry(nullptr);
1061*a06bfe05SJan Sjodin   setExit(nullptr);
1062*a06bfe05SJan Sjodin   Parent = nullptr;
1063*a06bfe05SJan Sjodin }
1064*a06bfe05SJan Sjodin 
1065*a06bfe05SJan Sjodin LinearizedRegion::~LinearizedRegion() {}
1066*a06bfe05SJan Sjodin 
1067*a06bfe05SJan Sjodin class AMDGPUMachineCFGStructurizer : public MachineFunctionPass {
1068*a06bfe05SJan Sjodin private:
1069*a06bfe05SJan Sjodin   const MachineRegionInfo *Regions;
1070*a06bfe05SJan Sjodin   const SIInstrInfo *TII;
1071*a06bfe05SJan Sjodin   const TargetRegisterInfo *TRI;
1072*a06bfe05SJan Sjodin   MachineRegisterInfo *MRI;
1073*a06bfe05SJan Sjodin   unsigned BBSelectRegister;
1074*a06bfe05SJan Sjodin   PHILinearize PHIInfo;
1075*a06bfe05SJan Sjodin   DenseMap<MachineBasicBlock *, MachineBasicBlock *> FallthroughMap;
1076*a06bfe05SJan Sjodin 
1077*a06bfe05SJan Sjodin   void getPHIRegionIndices(RegionMRT *Region, MachineInstr &PHI,
1078*a06bfe05SJan Sjodin                            SmallVector<unsigned, 2> &RegionIndices);
1079*a06bfe05SJan Sjodin   void getPHIRegionIndices(LinearizedRegion *Region, MachineInstr &PHI,
1080*a06bfe05SJan Sjodin                            SmallVector<unsigned, 2> &RegionIndices);
1081*a06bfe05SJan Sjodin   void getPHINonRegionIndices(LinearizedRegion *Region, MachineInstr &PHI,
1082*a06bfe05SJan Sjodin                               SmallVector<unsigned, 2> &PHINonRegionIndices);
1083*a06bfe05SJan Sjodin 
1084*a06bfe05SJan Sjodin   void storePHILinearizationInfoDest(
1085*a06bfe05SJan Sjodin       unsigned LDestReg, MachineInstr &PHI,
1086*a06bfe05SJan Sjodin       SmallVector<unsigned, 2> *RegionIndices = nullptr);
1087*a06bfe05SJan Sjodin 
1088*a06bfe05SJan Sjodin   unsigned storePHILinearizationInfo(MachineInstr &PHI,
1089*a06bfe05SJan Sjodin                                      SmallVector<unsigned, 2> *RegionIndices);
1090*a06bfe05SJan Sjodin 
1091*a06bfe05SJan Sjodin   void extractKilledPHIs(MachineBasicBlock *MBB);
1092*a06bfe05SJan Sjodin 
1093*a06bfe05SJan Sjodin   bool shrinkPHI(MachineInstr &PHI, SmallVector<unsigned, 2> &PHIIndices,
1094*a06bfe05SJan Sjodin                  unsigned *ReplaceReg);
1095*a06bfe05SJan Sjodin 
1096*a06bfe05SJan Sjodin   bool shrinkPHI(MachineInstr &PHI, unsigned CombinedSourceReg,
1097*a06bfe05SJan Sjodin                  MachineBasicBlock *SourceMBB,
1098*a06bfe05SJan Sjodin                  SmallVector<unsigned, 2> &PHIIndices, unsigned *ReplaceReg);
1099*a06bfe05SJan Sjodin 
1100*a06bfe05SJan Sjodin   void replacePHI(MachineInstr &PHI, unsigned CombinedSourceReg,
1101*a06bfe05SJan Sjodin                   MachineBasicBlock *LastMerge,
1102*a06bfe05SJan Sjodin                   SmallVector<unsigned, 2> &PHIRegionIndices);
1103*a06bfe05SJan Sjodin   void replaceEntryPHI(MachineInstr &PHI, unsigned CombinedSourceReg,
1104*a06bfe05SJan Sjodin                        MachineBasicBlock *IfMBB,
1105*a06bfe05SJan Sjodin                        SmallVector<unsigned, 2> &PHIRegionIndices);
1106*a06bfe05SJan Sjodin   void replaceLiveOutRegs(MachineInstr &PHI,
1107*a06bfe05SJan Sjodin                           SmallVector<unsigned, 2> &PHIRegionIndices,
1108*a06bfe05SJan Sjodin                           unsigned CombinedSourceReg,
1109*a06bfe05SJan Sjodin                           LinearizedRegion *LRegion);
1110*a06bfe05SJan Sjodin   void rewriteRegionExitPHI(RegionMRT *Region, MachineBasicBlock *LastMerge,
1111*a06bfe05SJan Sjodin                             MachineInstr &PHI, LinearizedRegion *LRegion);
1112*a06bfe05SJan Sjodin 
1113*a06bfe05SJan Sjodin   void rewriteRegionExitPHIs(RegionMRT *Region, MachineBasicBlock *LastMerge,
1114*a06bfe05SJan Sjodin                              LinearizedRegion *LRegion);
1115*a06bfe05SJan Sjodin   void rewriteRegionEntryPHI(LinearizedRegion *Region, MachineBasicBlock *IfMBB,
1116*a06bfe05SJan Sjodin                              MachineInstr &PHI);
1117*a06bfe05SJan Sjodin   void rewriteRegionEntryPHIs(LinearizedRegion *Region,
1118*a06bfe05SJan Sjodin                               MachineBasicBlock *IfMBB);
1119*a06bfe05SJan Sjodin 
1120*a06bfe05SJan Sjodin   bool regionIsSimpleIf(RegionMRT *Region);
1121*a06bfe05SJan Sjodin 
1122*a06bfe05SJan Sjodin   void transformSimpleIfRegion(RegionMRT *Region);
1123*a06bfe05SJan Sjodin 
1124*a06bfe05SJan Sjodin   void eliminateDeadBranchOperands(MachineBasicBlock::instr_iterator &II);
1125*a06bfe05SJan Sjodin 
1126*a06bfe05SJan Sjodin   void insertUnconditionalBranch(MachineBasicBlock *MBB,
1127*a06bfe05SJan Sjodin                                  MachineBasicBlock *Dest,
1128*a06bfe05SJan Sjodin                                  const DebugLoc &DL = DebugLoc());
1129*a06bfe05SJan Sjodin 
1130*a06bfe05SJan Sjodin   MachineBasicBlock *createLinearizedExitBlock(RegionMRT *Region);
1131*a06bfe05SJan Sjodin 
1132*a06bfe05SJan Sjodin   void insertMergePHI(MachineBasicBlock *IfBB, MachineBasicBlock *CodeBB,
1133*a06bfe05SJan Sjodin                       MachineBasicBlock *MergeBB, unsigned DestRegister,
1134*a06bfe05SJan Sjodin                       unsigned IfSourceRegister, unsigned CodeSourceRegister,
1135*a06bfe05SJan Sjodin                       bool IsUndefIfSource = false);
1136*a06bfe05SJan Sjodin 
1137*a06bfe05SJan Sjodin   MachineBasicBlock *createIfBlock(MachineBasicBlock *MergeBB,
1138*a06bfe05SJan Sjodin                                    MachineBasicBlock *CodeBBStart,
1139*a06bfe05SJan Sjodin                                    MachineBasicBlock *CodeBBEnd,
1140*a06bfe05SJan Sjodin                                    MachineBasicBlock *SelectBB, unsigned IfReg,
1141*a06bfe05SJan Sjodin                                    bool InheritPreds);
1142*a06bfe05SJan Sjodin 
1143*a06bfe05SJan Sjodin   void prunePHIInfo(MachineBasicBlock *MBB);
1144*a06bfe05SJan Sjodin   void createEntryPHI(LinearizedRegion *CurrentRegion, unsigned DestReg);
1145*a06bfe05SJan Sjodin 
1146*a06bfe05SJan Sjodin   void createEntryPHIs(LinearizedRegion *CurrentRegion);
1147*a06bfe05SJan Sjodin   void resolvePHIInfos(MachineBasicBlock *FunctionEntry);
1148*a06bfe05SJan Sjodin 
1149*a06bfe05SJan Sjodin   void replaceRegisterWith(unsigned Register, unsigned NewRegister);
1150*a06bfe05SJan Sjodin 
1151*a06bfe05SJan Sjodin   MachineBasicBlock *createIfRegion(MachineBasicBlock *MergeBB,
1152*a06bfe05SJan Sjodin                                     MachineBasicBlock *CodeBB,
1153*a06bfe05SJan Sjodin                                     LinearizedRegion *LRegion,
1154*a06bfe05SJan Sjodin                                     unsigned BBSelectRegIn,
1155*a06bfe05SJan Sjodin                                     unsigned BBSelectRegOut);
1156*a06bfe05SJan Sjodin 
1157*a06bfe05SJan Sjodin   MachineBasicBlock *
1158*a06bfe05SJan Sjodin   createIfRegion(MachineBasicBlock *MergeMBB, LinearizedRegion *InnerRegion,
1159*a06bfe05SJan Sjodin                  LinearizedRegion *CurrentRegion, MachineBasicBlock *SelectBB,
1160*a06bfe05SJan Sjodin                  unsigned BBSelectRegIn, unsigned BBSelectRegOut);
1161*a06bfe05SJan Sjodin   void ensureCondIsNotKilled(SmallVector<MachineOperand, 1> Cond);
1162*a06bfe05SJan Sjodin 
1163*a06bfe05SJan Sjodin   void rewriteCodeBBTerminator(MachineBasicBlock *CodeBB,
1164*a06bfe05SJan Sjodin                                MachineBasicBlock *MergeBB,
1165*a06bfe05SJan Sjodin                                unsigned BBSelectReg);
1166*a06bfe05SJan Sjodin 
1167*a06bfe05SJan Sjodin   MachineInstr *getDefInstr(unsigned Reg);
1168*a06bfe05SJan Sjodin   void insertChainedPHI(MachineBasicBlock *IfBB, MachineBasicBlock *CodeBB,
1169*a06bfe05SJan Sjodin                         MachineBasicBlock *MergeBB,
1170*a06bfe05SJan Sjodin                         LinearizedRegion *InnerRegion, unsigned DestReg,
1171*a06bfe05SJan Sjodin                         unsigned SourceReg);
1172*a06bfe05SJan Sjodin   bool containsDef(MachineBasicBlock *MBB, LinearizedRegion *InnerRegion,
1173*a06bfe05SJan Sjodin                    unsigned Register);
1174*a06bfe05SJan Sjodin   void rewriteLiveOutRegs(MachineBasicBlock *IfBB, MachineBasicBlock *CodeBB,
1175*a06bfe05SJan Sjodin                           MachineBasicBlock *MergeBB,
1176*a06bfe05SJan Sjodin                           LinearizedRegion *InnerRegion,
1177*a06bfe05SJan Sjodin                           LinearizedRegion *LRegion);
1178*a06bfe05SJan Sjodin 
1179*a06bfe05SJan Sjodin   void splitLoopPHI(MachineInstr &PHI, MachineBasicBlock *Entry,
1180*a06bfe05SJan Sjodin                     MachineBasicBlock *EntrySucc, LinearizedRegion *LRegion);
1181*a06bfe05SJan Sjodin   void splitLoopPHIs(MachineBasicBlock *Entry, MachineBasicBlock *EntrySucc,
1182*a06bfe05SJan Sjodin                      LinearizedRegion *LRegion);
1183*a06bfe05SJan Sjodin 
1184*a06bfe05SJan Sjodin   MachineBasicBlock *splitExit(LinearizedRegion *LRegion);
1185*a06bfe05SJan Sjodin 
1186*a06bfe05SJan Sjodin   MachineBasicBlock *splitEntry(LinearizedRegion *LRegion);
1187*a06bfe05SJan Sjodin 
1188*a06bfe05SJan Sjodin   LinearizedRegion *initLinearizedRegion(RegionMRT *Region);
1189*a06bfe05SJan Sjodin 
1190*a06bfe05SJan Sjodin   bool structurizeComplexRegion(RegionMRT *Region);
1191*a06bfe05SJan Sjodin 
1192*a06bfe05SJan Sjodin   bool structurizeRegion(RegionMRT *Region);
1193*a06bfe05SJan Sjodin 
1194*a06bfe05SJan Sjodin   bool structurizeRegions(RegionMRT *Region, bool isTopRegion);
1195*a06bfe05SJan Sjodin 
1196*a06bfe05SJan Sjodin public:
1197*a06bfe05SJan Sjodin   static char ID;
1198*a06bfe05SJan Sjodin 
1199*a06bfe05SJan Sjodin   void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const override {
1200*a06bfe05SJan Sjodin     AU.addRequired<MachineRegionInfoPass>();
1201*a06bfe05SJan Sjodin     MachineFunctionPass::getAnalysisUsage(AU);
1202*a06bfe05SJan Sjodin   }
1203*a06bfe05SJan Sjodin 
1204*a06bfe05SJan Sjodin     AMDGPUMachineCFGStructurizer() : MachineFunctionPass(ID) {
1205*a06bfe05SJan Sjodin       initializeAMDGPUMachineCFGStructurizerPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
1206*a06bfe05SJan Sjodin     }
1207*a06bfe05SJan Sjodin 
1208*a06bfe05SJan Sjodin   void initFallthroughMap(MachineFunction &MF);
1209*a06bfe05SJan Sjodin 
1210*a06bfe05SJan Sjodin   void createLinearizedRegion(RegionMRT *Region, unsigned SelectOut);
1211*a06bfe05SJan Sjodin 
1212*a06bfe05SJan Sjodin   unsigned initializeSelectRegisters(MRT *MRT, unsigned ExistingExitReg,
1213*a06bfe05SJan Sjodin                                      MachineRegisterInfo *MRI,
1214*a06bfe05SJan Sjodin                                      const SIInstrInfo *TII);
1215*a06bfe05SJan Sjodin 
1216*a06bfe05SJan Sjodin   RegionMRT *RMRT;
1217*a06bfe05SJan Sjodin   void setRegionMRT(RegionMRT *RegionTree) { RMRT = RegionTree; }
1218*a06bfe05SJan Sjodin 
1219*a06bfe05SJan Sjodin   RegionMRT *getRegionMRT() { return RMRT; }
1220*a06bfe05SJan Sjodin 
1221*a06bfe05SJan Sjodin   bool runOnMachineFunction(MachineFunction &MF) override;
1222*a06bfe05SJan Sjodin };
1223*a06bfe05SJan Sjodin }
1224*a06bfe05SJan Sjodin 
1225*a06bfe05SJan Sjodin char AMDGPUMachineCFGStructurizer::ID = 0;
1226*a06bfe05SJan Sjodin 
1227*a06bfe05SJan Sjodin bool AMDGPUMachineCFGStructurizer::regionIsSimpleIf(RegionMRT *Region) {
1228*a06bfe05SJan Sjodin   MachineBasicBlock *Entry = Region->getEntry();
1229*a06bfe05SJan Sjodin   MachineBasicBlock *Succ = Region->getSucc();
1230*a06bfe05SJan Sjodin   bool FoundBypass = false;
1231*a06bfe05SJan Sjodin   bool FoundIf = false;
1232*a06bfe05SJan Sjodin 
1233*a06bfe05SJan Sjodin   if (Entry->succ_size() != 2) {
1234*a06bfe05SJan Sjodin     return false;
1235*a06bfe05SJan Sjodin   }
1236*a06bfe05SJan Sjodin 
1237*a06bfe05SJan Sjodin   for (MachineBasicBlock::const_succ_iterator SI = Entry->succ_begin(),
1238*a06bfe05SJan Sjodin                                               E = Entry->succ_end();
1239*a06bfe05SJan Sjodin        SI != E; ++SI) {
1240*a06bfe05SJan Sjodin     MachineBasicBlock *Current = *SI;
1241*a06bfe05SJan Sjodin 
1242*a06bfe05SJan Sjodin     if (Current == Succ) {
1243*a06bfe05SJan Sjodin       FoundBypass = true;
1244*a06bfe05SJan Sjodin     } else if ((Current->succ_size() == 1) &&
1245*a06bfe05SJan Sjodin                *(Current->succ_begin()) == Succ) {
1246*a06bfe05SJan Sjodin       FoundIf = true;
1247*a06bfe05SJan Sjodin     }
1248*a06bfe05SJan Sjodin   }
1249*a06bfe05SJan Sjodin 
1250*a06bfe05SJan Sjodin   return FoundIf && FoundBypass;
1251*a06bfe05SJan Sjodin }
1252*a06bfe05SJan Sjodin 
1253*a06bfe05SJan Sjodin void AMDGPUMachineCFGStructurizer::transformSimpleIfRegion(RegionMRT *Region) {
1254*a06bfe05SJan Sjodin   MachineBasicBlock *Entry = Region->getEntry();
1255*a06bfe05SJan Sjodin   MachineBasicBlock *Exit = Region->getExit();
1256*a06bfe05SJan Sjodin   TII->convertNonUniformIfRegion(Entry, Exit);
1257*a06bfe05SJan Sjodin }
1258*a06bfe05SJan Sjodin 
1259*a06bfe05SJan Sjodin static void fixMBBTerminator(MachineBasicBlock *MBB) {
1260*a06bfe05SJan Sjodin 
1261*a06bfe05SJan Sjodin   if (MBB->succ_size() == 1) {
1262*a06bfe05SJan Sjodin     auto *Succ = *(MBB->succ_begin());
1263*a06bfe05SJan Sjodin     for (auto &TI : MBB->terminators()) {
1264*a06bfe05SJan Sjodin       for (auto &UI : TI.uses()) {
1265*a06bfe05SJan Sjodin         if (UI.isMBB() && UI.getMBB() != Succ) {
1266*a06bfe05SJan Sjodin           UI.setMBB(Succ);
1267*a06bfe05SJan Sjodin         }
1268*a06bfe05SJan Sjodin       }
1269*a06bfe05SJan Sjodin     }
1270*a06bfe05SJan Sjodin   }
1271*a06bfe05SJan Sjodin }
1272*a06bfe05SJan Sjodin 
1273*a06bfe05SJan Sjodin static void fixRegionTerminator(RegionMRT *Region) {
1274*a06bfe05SJan Sjodin   MachineBasicBlock *InternalSucc = nullptr;
1275*a06bfe05SJan Sjodin   MachineBasicBlock *ExternalSucc = nullptr;
1276*a06bfe05SJan Sjodin   LinearizedRegion *LRegion = Region->getLinearizedRegion();
1277*a06bfe05SJan Sjodin   auto Exit = LRegion->getExit();
1278*a06bfe05SJan Sjodin 
1279*a06bfe05SJan Sjodin   SmallPtrSet<MachineBasicBlock *, 2> Successors;
1280*a06bfe05SJan Sjodin   for (MachineBasicBlock::const_succ_iterator SI = Exit->succ_begin(),
1281*a06bfe05SJan Sjodin                                               SE = Exit->succ_end();
1282*a06bfe05SJan Sjodin        SI != SE; ++SI) {
1283*a06bfe05SJan Sjodin     MachineBasicBlock *Succ = *SI;
1284*a06bfe05SJan Sjodin     if (LRegion->contains(Succ)) {
1285*a06bfe05SJan Sjodin       // Do not allow re-assign
1286*a06bfe05SJan Sjodin       assert(InternalSucc == nullptr);
1287*a06bfe05SJan Sjodin       InternalSucc = Succ;
1288*a06bfe05SJan Sjodin     } else {
1289*a06bfe05SJan Sjodin       // Do not allow re-assign
1290*a06bfe05SJan Sjodin       assert(ExternalSucc == nullptr);
1291*a06bfe05SJan Sjodin       ExternalSucc = Succ;
1292*a06bfe05SJan Sjodin     }
1293*a06bfe05SJan Sjodin   }
1294*a06bfe05SJan Sjodin 
1295*a06bfe05SJan Sjodin   for (auto &TI : Exit->terminators()) {
1296*a06bfe05SJan Sjodin     for (auto &UI : TI.uses()) {
1297*a06bfe05SJan Sjodin       if (UI.isMBB()) {
1298*a06bfe05SJan Sjodin         auto Target = UI.getMBB();
1299*a06bfe05SJan Sjodin         if (Target != InternalSucc && Target != ExternalSucc) {
1300*a06bfe05SJan Sjodin           UI.setMBB(ExternalSucc);
1301*a06bfe05SJan Sjodin         }
1302*a06bfe05SJan Sjodin       }
1303*a06bfe05SJan Sjodin     }
1304*a06bfe05SJan Sjodin   }
1305*a06bfe05SJan Sjodin }
1306*a06bfe05SJan Sjodin 
1307*a06bfe05SJan Sjodin // If a region region is just a sequence of regions (and the exit
1308*a06bfe05SJan Sjodin // block in the case of the top level region), we can simply skip
1309*a06bfe05SJan Sjodin // linearizing it, because it is already linear
1310*a06bfe05SJan Sjodin bool regionIsSequence(RegionMRT *Region) {
1311*a06bfe05SJan Sjodin   auto Children = Region->getChildren();
1312*a06bfe05SJan Sjodin   for (auto CI : *Children) {
1313*a06bfe05SJan Sjodin     if (!CI->isRegion()) {
1314*a06bfe05SJan Sjodin       if (CI->getMBBMRT()->getMBB()->succ_size() > 1) {
1315*a06bfe05SJan Sjodin         return false;
1316*a06bfe05SJan Sjodin       }
1317*a06bfe05SJan Sjodin     }
1318*a06bfe05SJan Sjodin   }
1319*a06bfe05SJan Sjodin   return true;
1320*a06bfe05SJan Sjodin }
1321*a06bfe05SJan Sjodin 
1322*a06bfe05SJan Sjodin void fixupRegionExits(RegionMRT *Region) {
1323*a06bfe05SJan Sjodin   auto Children = Region->getChildren();
1324*a06bfe05SJan Sjodin   for (auto CI : *Children) {
1325*a06bfe05SJan Sjodin     if (!CI->isRegion()) {
1326*a06bfe05SJan Sjodin       fixMBBTerminator(CI->getMBBMRT()->getMBB());
1327*a06bfe05SJan Sjodin     } else {
1328*a06bfe05SJan Sjodin       fixRegionTerminator(CI->getRegionMRT());
1329*a06bfe05SJan Sjodin     }
1330*a06bfe05SJan Sjodin   }
1331*a06bfe05SJan Sjodin }
1332*a06bfe05SJan Sjodin 
1333*a06bfe05SJan Sjodin void AMDGPUMachineCFGStructurizer::getPHIRegionIndices(
1334*a06bfe05SJan Sjodin     RegionMRT *Region, MachineInstr &PHI,
1335*a06bfe05SJan Sjodin     SmallVector<unsigned, 2> &PHIRegionIndices) {
1336*a06bfe05SJan Sjodin   unsigned NumInputs = getPHINumInputs(PHI);
1337*a06bfe05SJan Sjodin   for (unsigned i = 0; i < NumInputs; ++i) {
1338*a06bfe05SJan Sjodin     MachineBasicBlock *Pred = getPHIPred(PHI, i);
1339*a06bfe05SJan Sjodin     if (Region->contains(Pred)) {
1340*a06bfe05SJan Sjodin       PHIRegionIndices.push_back(i);
1341*a06bfe05SJan Sjodin     }
1342*a06bfe05SJan Sjodin   }
1343*a06bfe05SJan Sjodin }
1344*a06bfe05SJan Sjodin 
1345*a06bfe05SJan Sjodin void AMDGPUMachineCFGStructurizer::getPHIRegionIndices(
1346*a06bfe05SJan Sjodin     LinearizedRegion *Region, MachineInstr &PHI,
1347*a06bfe05SJan Sjodin     SmallVector<unsigned, 2> &PHIRegionIndices) {
1348*a06bfe05SJan Sjodin   unsigned NumInputs = getPHINumInputs(PHI);
1349*a06bfe05SJan Sjodin   for (unsigned i = 0; i < NumInputs; ++i) {
1350*a06bfe05SJan Sjodin     MachineBasicBlock *Pred = getPHIPred(PHI, i);
1351*a06bfe05SJan Sjodin     if (Region->contains(Pred)) {
1352*a06bfe05SJan Sjodin       PHIRegionIndices.push_back(i);
1353*a06bfe05SJan Sjodin     }
1354*a06bfe05SJan Sjodin   }
1355*a06bfe05SJan Sjodin }
1356*a06bfe05SJan Sjodin 
1357*a06bfe05SJan Sjodin void AMDGPUMachineCFGStructurizer::getPHINonRegionIndices(
1358*a06bfe05SJan Sjodin     LinearizedRegion *Region, MachineInstr &PHI,
1359*a06bfe05SJan Sjodin     SmallVector<unsigned, 2> &PHINonRegionIndices) {
1360*a06bfe05SJan Sjodin   unsigned NumInputs = getPHINumInputs(PHI);
1361*a06bfe05SJan Sjodin   for (unsigned i = 0; i < NumInputs; ++i) {
1362*a06bfe05SJan Sjodin     MachineBasicBlock *Pred = getPHIPred(PHI, i);
1363*a06bfe05SJan Sjodin     if (!Region->contains(Pred)) {
1364*a06bfe05SJan Sjodin       PHINonRegionIndices.push_back(i);
1365*a06bfe05SJan Sjodin     }
1366*a06bfe05SJan Sjodin   }
1367*a06bfe05SJan Sjodin }
1368*a06bfe05SJan Sjodin 
1369*a06bfe05SJan Sjodin void AMDGPUMachineCFGStructurizer::storePHILinearizationInfoDest(
1370*a06bfe05SJan Sjodin     unsigned LDestReg, MachineInstr &PHI,
1371*a06bfe05SJan Sjodin     SmallVector<unsigned, 2> *RegionIndices) {
1372*a06bfe05SJan Sjodin   if (RegionIndices) {
1373*a06bfe05SJan Sjodin     for (auto i : *RegionIndices) {
1374*a06bfe05SJan Sjodin       PHIInfo.addSource(LDestReg, getPHISourceReg(PHI, i), getPHIPred(PHI, i));
1375*a06bfe05SJan Sjodin     }
1376*a06bfe05SJan Sjodin   } else {
1377*a06bfe05SJan Sjodin     unsigned NumInputs = getPHINumInputs(PHI);
1378*a06bfe05SJan Sjodin     for (unsigned i = 0; i < NumInputs; ++i) {
1379*a06bfe05SJan Sjodin       PHIInfo.addSource(LDestReg, getPHISourceReg(PHI, i), getPHIPred(PHI, i));
1380*a06bfe05SJan Sjodin     }
1381*a06bfe05SJan Sjodin   }
1382*a06bfe05SJan Sjodin }
1383*a06bfe05SJan Sjodin 
1384*a06bfe05SJan Sjodin unsigned AMDGPUMachineCFGStructurizer::storePHILinearizationInfo(
1385*a06bfe05SJan Sjodin     MachineInstr &PHI, SmallVector<unsigned, 2> *RegionIndices) {
1386*a06bfe05SJan Sjodin   unsigned DestReg = getPHIDestReg(PHI);
1387*a06bfe05SJan Sjodin   unsigned LinearizeDestReg =
1388*a06bfe05SJan Sjodin       MRI->createVirtualRegister(MRI->getRegClass(DestReg));
1389*a06bfe05SJan Sjodin   PHIInfo.addDest(LinearizeDestReg, PHI.getDebugLoc());
1390*a06bfe05SJan Sjodin   storePHILinearizationInfoDest(LinearizeDestReg, PHI, RegionIndices);
1391*a06bfe05SJan Sjodin   return LinearizeDestReg;
1392*a06bfe05SJan Sjodin }
1393*a06bfe05SJan Sjodin 
1394*a06bfe05SJan Sjodin void AMDGPUMachineCFGStructurizer::extractKilledPHIs(MachineBasicBlock *MBB) {
1395*a06bfe05SJan Sjodin   // We need to create a new chain for the killed phi, but there is no
1396*a06bfe05SJan Sjodin   // need to do the renaming outside or inside the block.
1397*a06bfe05SJan Sjodin   SmallPtrSet<MachineInstr *, 2> PHIs;
1398*a06bfe05SJan Sjodin   for (MachineBasicBlock::instr_iterator I = MBB->instr_begin(),
1399*a06bfe05SJan Sjodin                                          E = MBB->instr_end();
1400*a06bfe05SJan Sjodin        I != E; ++I) {
1401*a06bfe05SJan Sjodin     MachineInstr &Instr = *I;
1402*a06bfe05SJan Sjodin     if (Instr.isPHI()) {
1403*a06bfe05SJan Sjodin       unsigned PHIDestReg = getPHIDestReg(Instr);
1404*a06bfe05SJan Sjodin       DEBUG(dbgs() << "Extractking killed phi:\n");
1405*a06bfe05SJan Sjodin       DEBUG(Instr.dump());
1406*a06bfe05SJan Sjodin       PHIs.insert(&Instr);
1407*a06bfe05SJan Sjodin       PHIInfo.addDest(PHIDestReg, Instr.getDebugLoc());
1408*a06bfe05SJan Sjodin       storePHILinearizationInfoDest(PHIDestReg, Instr);
1409*a06bfe05SJan Sjodin     }
1410*a06bfe05SJan Sjodin   }
1411*a06bfe05SJan Sjodin 
1412*a06bfe05SJan Sjodin   for (auto PI : PHIs) {
1413*a06bfe05SJan Sjodin     PI->eraseFromParent();
1414*a06bfe05SJan Sjodin   }
1415*a06bfe05SJan Sjodin }
1416*a06bfe05SJan Sjodin 
1417*a06bfe05SJan Sjodin static bool isPHIRegionIndex(SmallVector<unsigned, 2> PHIRegionIndices,
1418*a06bfe05SJan Sjodin                              unsigned Index) {
1419*a06bfe05SJan Sjodin   for (auto i : PHIRegionIndices) {
1420*a06bfe05SJan Sjodin     if (i == Index)
1421*a06bfe05SJan Sjodin       return true;
1422*a06bfe05SJan Sjodin   }
1423*a06bfe05SJan Sjodin   return false;
1424*a06bfe05SJan Sjodin }
1425*a06bfe05SJan Sjodin 
1426*a06bfe05SJan Sjodin bool AMDGPUMachineCFGStructurizer::shrinkPHI(MachineInstr &PHI,
1427*a06bfe05SJan Sjodin                                        SmallVector<unsigned, 2> &PHIIndices,
1428*a06bfe05SJan Sjodin                                        unsigned *ReplaceReg) {
1429*a06bfe05SJan Sjodin   return shrinkPHI(PHI, 0, nullptr, PHIIndices, ReplaceReg);
1430*a06bfe05SJan Sjodin }
1431*a06bfe05SJan Sjodin 
1432*a06bfe05SJan Sjodin bool AMDGPUMachineCFGStructurizer::shrinkPHI(MachineInstr &PHI,
1433*a06bfe05SJan Sjodin                                        unsigned CombinedSourceReg,
1434*a06bfe05SJan Sjodin                                        MachineBasicBlock *SourceMBB,
1435*a06bfe05SJan Sjodin                                        SmallVector<unsigned, 2> &PHIIndices,
1436*a06bfe05SJan Sjodin                                        unsigned *ReplaceReg) {
1437*a06bfe05SJan Sjodin   DEBUG(dbgs() << "Shrink PHI: ");
1438*a06bfe05SJan Sjodin   DEBUG(PHI.dump());
1439*a06bfe05SJan Sjodin   DEBUG(dbgs() << " to " << PrintReg(getPHIDestReg(PHI), TRI)
1440*a06bfe05SJan Sjodin                << "<def> = PHI(");
1441*a06bfe05SJan Sjodin 
1442*a06bfe05SJan Sjodin   bool Replaced = false;
1443*a06bfe05SJan Sjodin   unsigned NumInputs = getPHINumInputs(PHI);
1444*a06bfe05SJan Sjodin   int SingleExternalEntryIndex = -1;
1445*a06bfe05SJan Sjodin   for (unsigned i = 0; i < NumInputs; ++i) {
1446*a06bfe05SJan Sjodin     if (!isPHIRegionIndex(PHIIndices, i)) {
1447*a06bfe05SJan Sjodin       if (SingleExternalEntryIndex == -1) {
1448*a06bfe05SJan Sjodin         // Single entry
1449*a06bfe05SJan Sjodin         SingleExternalEntryIndex = i;
1450*a06bfe05SJan Sjodin       } else {
1451*a06bfe05SJan Sjodin         // Multiple entries
1452*a06bfe05SJan Sjodin         SingleExternalEntryIndex = -2;
1453*a06bfe05SJan Sjodin       }
1454*a06bfe05SJan Sjodin     }
1455*a06bfe05SJan Sjodin   }
1456*a06bfe05SJan Sjodin 
1457*a06bfe05SJan Sjodin   if (SingleExternalEntryIndex > -1) {
1458*a06bfe05SJan Sjodin     *ReplaceReg = getPHISourceReg(PHI, SingleExternalEntryIndex);
1459*a06bfe05SJan Sjodin     // We should not rewrite the code, we should only pick up the single value
1460*a06bfe05SJan Sjodin     // that represents the shrunk PHI.
1461*a06bfe05SJan Sjodin     Replaced = true;
1462*a06bfe05SJan Sjodin   } else {
1463*a06bfe05SJan Sjodin     MachineBasicBlock *MBB = PHI.getParent();
1464*a06bfe05SJan Sjodin     MachineInstrBuilder MIB =
1465*a06bfe05SJan Sjodin         BuildMI(*MBB, PHI, PHI.getDebugLoc(), TII->get(TargetOpcode::PHI),
1466*a06bfe05SJan Sjodin                 getPHIDestReg(PHI));
1467*a06bfe05SJan Sjodin     if (SourceMBB) {
1468*a06bfe05SJan Sjodin       MIB.addReg(CombinedSourceReg);
1469*a06bfe05SJan Sjodin       MIB.addMBB(SourceMBB);
1470*a06bfe05SJan Sjodin       DEBUG(dbgs() << PrintReg(CombinedSourceReg, TRI) << ", BB#"
1471*a06bfe05SJan Sjodin                    << SourceMBB->getNumber());
1472*a06bfe05SJan Sjodin     }
1473*a06bfe05SJan Sjodin 
1474*a06bfe05SJan Sjodin     for (unsigned i = 0; i < NumInputs; ++i) {
1475*a06bfe05SJan Sjodin       if (isPHIRegionIndex(PHIIndices, i)) {
1476*a06bfe05SJan Sjodin         continue;
1477*a06bfe05SJan Sjodin       }
1478*a06bfe05SJan Sjodin       unsigned SourceReg = getPHISourceReg(PHI, i);
1479*a06bfe05SJan Sjodin       MachineBasicBlock *SourcePred = getPHIPred(PHI, i);
1480*a06bfe05SJan Sjodin       MIB.addReg(SourceReg);
1481*a06bfe05SJan Sjodin       MIB.addMBB(SourcePred);
1482*a06bfe05SJan Sjodin       DEBUG(dbgs() << PrintReg(SourceReg, TRI) << ", BB#"
1483*a06bfe05SJan Sjodin                    << SourcePred->getNumber());
1484*a06bfe05SJan Sjodin     }
1485*a06bfe05SJan Sjodin     DEBUG(dbgs() << ")\n");
1486*a06bfe05SJan Sjodin   }
1487*a06bfe05SJan Sjodin   PHI.eraseFromParent();
1488*a06bfe05SJan Sjodin   return Replaced;
1489*a06bfe05SJan Sjodin }
1490*a06bfe05SJan Sjodin 
1491*a06bfe05SJan Sjodin void AMDGPUMachineCFGStructurizer::replacePHI(
1492*a06bfe05SJan Sjodin     MachineInstr &PHI, unsigned CombinedSourceReg, MachineBasicBlock *LastMerge,
1493*a06bfe05SJan Sjodin     SmallVector<unsigned, 2> &PHIRegionIndices) {
1494*a06bfe05SJan Sjodin   DEBUG(dbgs() << "Replace PHI: ");
1495*a06bfe05SJan Sjodin   DEBUG(PHI.dump());
1496*a06bfe05SJan Sjodin   DEBUG(dbgs() << " with " << PrintReg(getPHIDestReg(PHI), TRI)
1497*a06bfe05SJan Sjodin                << "<def> = PHI(");
1498*a06bfe05SJan Sjodin 
1499*a06bfe05SJan Sjodin   bool HasExternalEdge = false;
1500*a06bfe05SJan Sjodin   unsigned NumInputs = getPHINumInputs(PHI);
1501*a06bfe05SJan Sjodin   for (unsigned i = 0; i < NumInputs; ++i) {
1502*a06bfe05SJan Sjodin     if (!isPHIRegionIndex(PHIRegionIndices, i)) {
1503*a06bfe05SJan Sjodin       HasExternalEdge = true;
1504*a06bfe05SJan Sjodin     }
1505*a06bfe05SJan Sjodin   }
1506*a06bfe05SJan Sjodin 
1507*a06bfe05SJan Sjodin   if (HasExternalEdge) {
1508*a06bfe05SJan Sjodin     MachineBasicBlock *MBB = PHI.getParent();
1509*a06bfe05SJan Sjodin     MachineInstrBuilder MIB =
1510*a06bfe05SJan Sjodin         BuildMI(*MBB, PHI, PHI.getDebugLoc(), TII->get(TargetOpcode::PHI),
1511*a06bfe05SJan Sjodin                 getPHIDestReg(PHI));
1512*a06bfe05SJan Sjodin     MIB.addReg(CombinedSourceReg);
1513*a06bfe05SJan Sjodin     MIB.addMBB(LastMerge);
1514*a06bfe05SJan Sjodin     DEBUG(dbgs() << PrintReg(CombinedSourceReg, TRI) << ", BB#"
1515*a06bfe05SJan Sjodin                  << LastMerge->getNumber());
1516*a06bfe05SJan Sjodin     for (unsigned i = 0; i < NumInputs; ++i) {
1517*a06bfe05SJan Sjodin       if (isPHIRegionIndex(PHIRegionIndices, i)) {
1518*a06bfe05SJan Sjodin         continue;
1519*a06bfe05SJan Sjodin       }
1520*a06bfe05SJan Sjodin       unsigned SourceReg = getPHISourceReg(PHI, i);
1521*a06bfe05SJan Sjodin       MachineBasicBlock *SourcePred = getPHIPred(PHI, i);
1522*a06bfe05SJan Sjodin       MIB.addReg(SourceReg);
1523*a06bfe05SJan Sjodin       MIB.addMBB(SourcePred);
1524*a06bfe05SJan Sjodin       DEBUG(dbgs() << PrintReg(SourceReg, TRI) << ", BB#"
1525*a06bfe05SJan Sjodin                    << SourcePred->getNumber());
1526*a06bfe05SJan Sjodin     }
1527*a06bfe05SJan Sjodin     DEBUG(dbgs() << ")\n");
1528*a06bfe05SJan Sjodin   } else {
1529*a06bfe05SJan Sjodin     replaceRegisterWith(getPHIDestReg(PHI), CombinedSourceReg);
1530*a06bfe05SJan Sjodin   }
1531*a06bfe05SJan Sjodin   PHI.eraseFromParent();
1532*a06bfe05SJan Sjodin }
1533*a06bfe05SJan Sjodin 
1534*a06bfe05SJan Sjodin void AMDGPUMachineCFGStructurizer::replaceEntryPHI(
1535*a06bfe05SJan Sjodin     MachineInstr &PHI, unsigned CombinedSourceReg, MachineBasicBlock *IfMBB,
1536*a06bfe05SJan Sjodin     SmallVector<unsigned, 2> &PHIRegionIndices) {
1537*a06bfe05SJan Sjodin 
1538*a06bfe05SJan Sjodin   DEBUG(dbgs() << "Replace entry PHI: ");
1539*a06bfe05SJan Sjodin   DEBUG(PHI.dump());
1540*a06bfe05SJan Sjodin   DEBUG(dbgs() << " with ");
1541*a06bfe05SJan Sjodin 
1542*a06bfe05SJan Sjodin   unsigned NumInputs = getPHINumInputs(PHI);
1543*a06bfe05SJan Sjodin   unsigned NumNonRegionInputs = NumInputs;
1544*a06bfe05SJan Sjodin   for (unsigned i = 0; i < NumInputs; ++i) {
1545*a06bfe05SJan Sjodin     if (isPHIRegionIndex(PHIRegionIndices, i)) {
1546*a06bfe05SJan Sjodin       NumNonRegionInputs--;
1547*a06bfe05SJan Sjodin     }
1548*a06bfe05SJan Sjodin   }
1549*a06bfe05SJan Sjodin 
1550*a06bfe05SJan Sjodin   if (NumNonRegionInputs == 0) {
1551*a06bfe05SJan Sjodin     auto DestReg = getPHIDestReg(PHI);
1552*a06bfe05SJan Sjodin     replaceRegisterWith(DestReg, CombinedSourceReg);
1553*a06bfe05SJan Sjodin     DEBUG(dbgs() << " register " << PrintReg(CombinedSourceReg, TRI) << "\n");
1554*a06bfe05SJan Sjodin     PHI.eraseFromParent();
1555*a06bfe05SJan Sjodin   } else {
1556*a06bfe05SJan Sjodin     DEBUG(dbgs() << PrintReg(getPHIDestReg(PHI), TRI) << "<def> = PHI(");
1557*a06bfe05SJan Sjodin     MachineBasicBlock *MBB = PHI.getParent();
1558*a06bfe05SJan Sjodin     MachineInstrBuilder MIB =
1559*a06bfe05SJan Sjodin         BuildMI(*MBB, PHI, PHI.getDebugLoc(), TII->get(TargetOpcode::PHI),
1560*a06bfe05SJan Sjodin                 getPHIDestReg(PHI));
1561*a06bfe05SJan Sjodin     MIB.addReg(CombinedSourceReg);
1562*a06bfe05SJan Sjodin     MIB.addMBB(IfMBB);
1563*a06bfe05SJan Sjodin     DEBUG(dbgs() << PrintReg(CombinedSourceReg, TRI) << ", BB#"
1564*a06bfe05SJan Sjodin                  << IfMBB->getNumber());
1565*a06bfe05SJan Sjodin     unsigned NumInputs = getPHINumInputs(PHI);
1566*a06bfe05SJan Sjodin     for (unsigned i = 0; i < NumInputs; ++i) {
1567*a06bfe05SJan Sjodin       if (isPHIRegionIndex(PHIRegionIndices, i)) {
1568*a06bfe05SJan Sjodin         continue;
1569*a06bfe05SJan Sjodin       }
1570*a06bfe05SJan Sjodin       unsigned SourceReg = getPHISourceReg(PHI, i);
1571*a06bfe05SJan Sjodin       MachineBasicBlock *SourcePred = getPHIPred(PHI, i);
1572*a06bfe05SJan Sjodin       MIB.addReg(SourceReg);
1573*a06bfe05SJan Sjodin       MIB.addMBB(SourcePred);
1574*a06bfe05SJan Sjodin       DEBUG(dbgs() << PrintReg(SourceReg, TRI) << ", BB#"
1575*a06bfe05SJan Sjodin                    << SourcePred->getNumber());
1576*a06bfe05SJan Sjodin     }
1577*a06bfe05SJan Sjodin     DEBUG(dbgs() << ")\n");
1578*a06bfe05SJan Sjodin     PHI.eraseFromParent();
1579*a06bfe05SJan Sjodin   }
1580*a06bfe05SJan Sjodin }
1581*a06bfe05SJan Sjodin 
1582*a06bfe05SJan Sjodin void AMDGPUMachineCFGStructurizer::replaceLiveOutRegs(
1583*a06bfe05SJan Sjodin     MachineInstr &PHI, SmallVector<unsigned, 2> &PHIRegionIndices,
1584*a06bfe05SJan Sjodin     unsigned CombinedSourceReg, LinearizedRegion *LRegion) {
1585*a06bfe05SJan Sjodin   bool WasLiveOut = false;
1586*a06bfe05SJan Sjodin   for (auto PII : PHIRegionIndices) {
1587*a06bfe05SJan Sjodin     unsigned Reg = getPHISourceReg(PHI, PII);
1588*a06bfe05SJan Sjodin     if (LRegion->isLiveOut(Reg)) {
1589*a06bfe05SJan Sjodin       bool IsDead = true;
1590*a06bfe05SJan Sjodin 
1591*a06bfe05SJan Sjodin       // Check if register is live out of the basic block
1592*a06bfe05SJan Sjodin       MachineBasicBlock *DefMBB = getDefInstr(Reg)->getParent();
1593*a06bfe05SJan Sjodin       for (auto UI = MRI->use_begin(Reg), E = MRI->use_end(); UI != E; ++UI) {
1594*a06bfe05SJan Sjodin         if ((*UI).getParent()->getParent() != DefMBB) {
1595*a06bfe05SJan Sjodin           IsDead = false;
1596*a06bfe05SJan Sjodin         }
1597*a06bfe05SJan Sjodin       }
1598*a06bfe05SJan Sjodin 
1599*a06bfe05SJan Sjodin       DEBUG(dbgs() << "Register " << PrintReg(Reg, TRI) << " is "
1600*a06bfe05SJan Sjodin                    << (IsDead ? "dead" : "alive") << " after PHI replace\n");
1601*a06bfe05SJan Sjodin       if (IsDead) {
1602*a06bfe05SJan Sjodin         LRegion->removeLiveOut(Reg);
1603*a06bfe05SJan Sjodin       }
1604*a06bfe05SJan Sjodin       WasLiveOut = true;
1605*a06bfe05SJan Sjodin     }
1606*a06bfe05SJan Sjodin   }
1607*a06bfe05SJan Sjodin 
1608*a06bfe05SJan Sjodin   if (WasLiveOut)
1609*a06bfe05SJan Sjodin     LRegion->addLiveOut(CombinedSourceReg);
1610*a06bfe05SJan Sjodin }
1611*a06bfe05SJan Sjodin 
1612*a06bfe05SJan Sjodin void AMDGPUMachineCFGStructurizer::rewriteRegionExitPHI(RegionMRT *Region,
1613*a06bfe05SJan Sjodin                                                   MachineBasicBlock *LastMerge,
1614*a06bfe05SJan Sjodin                                                   MachineInstr &PHI,
1615*a06bfe05SJan Sjodin                                                   LinearizedRegion *LRegion) {
1616*a06bfe05SJan Sjodin   SmallVector<unsigned, 2> PHIRegionIndices;
1617*a06bfe05SJan Sjodin   getPHIRegionIndices(Region, PHI, PHIRegionIndices);
1618*a06bfe05SJan Sjodin   unsigned LinearizedSourceReg =
1619*a06bfe05SJan Sjodin       storePHILinearizationInfo(PHI, &PHIRegionIndices);
1620*a06bfe05SJan Sjodin 
1621*a06bfe05SJan Sjodin   replacePHI(PHI, LinearizedSourceReg, LastMerge, PHIRegionIndices);
1622*a06bfe05SJan Sjodin   replaceLiveOutRegs(PHI, PHIRegionIndices, LinearizedSourceReg, LRegion);
1623*a06bfe05SJan Sjodin }
1624*a06bfe05SJan Sjodin 
1625*a06bfe05SJan Sjodin void AMDGPUMachineCFGStructurizer::rewriteRegionEntryPHI(LinearizedRegion *Region,
1626*a06bfe05SJan Sjodin                                                    MachineBasicBlock *IfMBB,
1627*a06bfe05SJan Sjodin                                                    MachineInstr &PHI) {
1628*a06bfe05SJan Sjodin   SmallVector<unsigned, 2> PHINonRegionIndices;
1629*a06bfe05SJan Sjodin   getPHINonRegionIndices(Region, PHI, PHINonRegionIndices);
1630*a06bfe05SJan Sjodin   unsigned LinearizedSourceReg =
1631*a06bfe05SJan Sjodin       storePHILinearizationInfo(PHI, &PHINonRegionIndices);
1632*a06bfe05SJan Sjodin   replaceEntryPHI(PHI, LinearizedSourceReg, IfMBB, PHINonRegionIndices);
1633*a06bfe05SJan Sjodin }
1634*a06bfe05SJan Sjodin 
1635*a06bfe05SJan Sjodin static void collectPHIs(MachineBasicBlock *MBB,
1636*a06bfe05SJan Sjodin                         SmallVector<MachineInstr *, 2> &PHIs) {
1637*a06bfe05SJan Sjodin   for (auto &BBI : *MBB) {
1638*a06bfe05SJan Sjodin     if (BBI.isPHI()) {
1639*a06bfe05SJan Sjodin       PHIs.push_back(&BBI);
1640*a06bfe05SJan Sjodin     }
1641*a06bfe05SJan Sjodin   }
1642*a06bfe05SJan Sjodin }
1643*a06bfe05SJan Sjodin 
1644*a06bfe05SJan Sjodin void AMDGPUMachineCFGStructurizer::rewriteRegionExitPHIs(RegionMRT *Region,
1645*a06bfe05SJan Sjodin                                                    MachineBasicBlock *LastMerge,
1646*a06bfe05SJan Sjodin                                                    LinearizedRegion *LRegion) {
1647*a06bfe05SJan Sjodin   SmallVector<MachineInstr *, 2> PHIs;
1648*a06bfe05SJan Sjodin   auto Exit = Region->getSucc();
1649*a06bfe05SJan Sjodin   if (Exit == nullptr)
1650*a06bfe05SJan Sjodin     return;
1651*a06bfe05SJan Sjodin 
1652*a06bfe05SJan Sjodin   collectPHIs(Exit, PHIs);
1653*a06bfe05SJan Sjodin 
1654*a06bfe05SJan Sjodin   for (auto PHII : PHIs) {
1655*a06bfe05SJan Sjodin     rewriteRegionExitPHI(Region, LastMerge, *PHII, LRegion);
1656*a06bfe05SJan Sjodin   }
1657*a06bfe05SJan Sjodin }
1658*a06bfe05SJan Sjodin 
1659*a06bfe05SJan Sjodin void AMDGPUMachineCFGStructurizer::rewriteRegionEntryPHIs(LinearizedRegion *Region,
1660*a06bfe05SJan Sjodin                                                     MachineBasicBlock *IfMBB) {
1661*a06bfe05SJan Sjodin   SmallVector<MachineInstr *, 2> PHIs;
1662*a06bfe05SJan Sjodin   auto Entry = Region->getEntry();
1663*a06bfe05SJan Sjodin 
1664*a06bfe05SJan Sjodin   collectPHIs(Entry, PHIs);
1665*a06bfe05SJan Sjodin 
1666*a06bfe05SJan Sjodin   for (auto PHII : PHIs) {
1667*a06bfe05SJan Sjodin     rewriteRegionEntryPHI(Region, IfMBB, *PHII);
1668*a06bfe05SJan Sjodin   }
1669*a06bfe05SJan Sjodin }
1670*a06bfe05SJan Sjodin 
1671*a06bfe05SJan Sjodin void AMDGPUMachineCFGStructurizer::insertUnconditionalBranch(MachineBasicBlock *MBB,
1672*a06bfe05SJan Sjodin                                                        MachineBasicBlock *Dest,
1673*a06bfe05SJan Sjodin                                                        const DebugLoc &DL) {
1674*a06bfe05SJan Sjodin   DEBUG(dbgs() << "Inserting unconditional branch: " << MBB->getNumber()
1675*a06bfe05SJan Sjodin                << " -> " << Dest->getNumber() << "\n");
1676*a06bfe05SJan Sjodin   MachineBasicBlock::instr_iterator Terminator = MBB->getFirstInstrTerminator();
1677*a06bfe05SJan Sjodin   bool HasTerminator = Terminator != MBB->instr_end();
1678*a06bfe05SJan Sjodin   if (HasTerminator) {
1679*a06bfe05SJan Sjodin     TII->ReplaceTailWithBranchTo(Terminator, Dest);
1680*a06bfe05SJan Sjodin   }
1681*a06bfe05SJan Sjodin   if (++MachineFunction::iterator(MBB) != MachineFunction::iterator(Dest)) {
1682*a06bfe05SJan Sjodin     TII->insertUnconditionalBranch(*MBB, Dest, DL);
1683*a06bfe05SJan Sjodin   }
1684*a06bfe05SJan Sjodin }
1685*a06bfe05SJan Sjodin 
1686*a06bfe05SJan Sjodin static MachineBasicBlock *getSingleExitNode(MachineFunction &MF) {
1687*a06bfe05SJan Sjodin   MachineBasicBlock *result = nullptr;
1688*a06bfe05SJan Sjodin   for (auto &MFI : MF) {
1689*a06bfe05SJan Sjodin     if (MFI.succ_size() == 0) {
1690*a06bfe05SJan Sjodin       if (result == nullptr) {
1691*a06bfe05SJan Sjodin         result = &MFI;
1692*a06bfe05SJan Sjodin       } else {
1693*a06bfe05SJan Sjodin         return nullptr;
1694*a06bfe05SJan Sjodin       }
1695*a06bfe05SJan Sjodin     }
1696*a06bfe05SJan Sjodin   }
1697*a06bfe05SJan Sjodin 
1698*a06bfe05SJan Sjodin   return result;
1699*a06bfe05SJan Sjodin }
1700*a06bfe05SJan Sjodin 
1701*a06bfe05SJan Sjodin static bool hasOneExitNode(MachineFunction &MF) {
1702*a06bfe05SJan Sjodin   return getSingleExitNode(MF) != nullptr;
1703*a06bfe05SJan Sjodin }
1704*a06bfe05SJan Sjodin 
1705*a06bfe05SJan Sjodin MachineBasicBlock *
1706*a06bfe05SJan Sjodin AMDGPUMachineCFGStructurizer::createLinearizedExitBlock(RegionMRT *Region) {
1707*a06bfe05SJan Sjodin   auto Exit = Region->getSucc();
1708*a06bfe05SJan Sjodin 
1709*a06bfe05SJan Sjodin   // If the exit is the end of the function, we just use the existing
1710*a06bfe05SJan Sjodin   MachineFunction *MF = Region->getEntry()->getParent();
1711*a06bfe05SJan Sjodin   if (Exit == nullptr && hasOneExitNode(*MF)) {
1712*a06bfe05SJan Sjodin     return &(*(--(Region->getEntry()->getParent()->end())));
1713*a06bfe05SJan Sjodin   }
1714*a06bfe05SJan Sjodin 
1715*a06bfe05SJan Sjodin   MachineBasicBlock *LastMerge = MF->CreateMachineBasicBlock();
1716*a06bfe05SJan Sjodin   if (Exit == nullptr) {
1717*a06bfe05SJan Sjodin     MachineFunction::iterator ExitIter = MF->end();
1718*a06bfe05SJan Sjodin     MF->insert(ExitIter, LastMerge);
1719*a06bfe05SJan Sjodin   } else {
1720*a06bfe05SJan Sjodin     MachineFunction::iterator ExitIter = Exit->getIterator();
1721*a06bfe05SJan Sjodin     MF->insert(ExitIter, LastMerge);
1722*a06bfe05SJan Sjodin     LastMerge->addSuccessor(Exit);
1723*a06bfe05SJan Sjodin     insertUnconditionalBranch(LastMerge, Exit);
1724*a06bfe05SJan Sjodin     DEBUG(dbgs() << "Created exit block: " << LastMerge->getNumber() << "\n");
1725*a06bfe05SJan Sjodin   }
1726*a06bfe05SJan Sjodin   return LastMerge;
1727*a06bfe05SJan Sjodin }
1728*a06bfe05SJan Sjodin 
1729*a06bfe05SJan Sjodin void AMDGPUMachineCFGStructurizer::insertMergePHI(MachineBasicBlock *IfBB,
1730*a06bfe05SJan Sjodin                                             MachineBasicBlock *CodeBB,
1731*a06bfe05SJan Sjodin                                             MachineBasicBlock *MergeBB,
1732*a06bfe05SJan Sjodin                                             unsigned DestRegister,
1733*a06bfe05SJan Sjodin                                             unsigned IfSourceRegister,
1734*a06bfe05SJan Sjodin                                             unsigned CodeSourceRegister,
1735*a06bfe05SJan Sjodin                                             bool IsUndefIfSource) {
1736*a06bfe05SJan Sjodin   // If this is the function exit block, we don't need a phi.
1737*a06bfe05SJan Sjodin   if (MergeBB->succ_begin() == MergeBB->succ_end()) {
1738*a06bfe05SJan Sjodin     return;
1739*a06bfe05SJan Sjodin   }
1740*a06bfe05SJan Sjodin   DEBUG(dbgs() << "Merge PHI (BB#" << MergeBB->getNumber()
1741*a06bfe05SJan Sjodin                << "): " << PrintReg(DestRegister, TRI) << "<def> = PHI("
1742*a06bfe05SJan Sjodin                << PrintReg(IfSourceRegister, TRI) << ", BB#"
1743*a06bfe05SJan Sjodin                << IfBB->getNumber() << PrintReg(CodeSourceRegister, TRI)
1744*a06bfe05SJan Sjodin                << ", BB#" << CodeBB->getNumber() << ")\n");
1745*a06bfe05SJan Sjodin   const DebugLoc &DL = MergeBB->findDebugLoc(MergeBB->begin());
1746*a06bfe05SJan Sjodin   MachineInstrBuilder MIB = BuildMI(*MergeBB, MergeBB->instr_begin(), DL,
1747*a06bfe05SJan Sjodin                                     TII->get(TargetOpcode::PHI), DestRegister);
1748*a06bfe05SJan Sjodin   if (IsUndefIfSource && false) {
1749*a06bfe05SJan Sjodin     MIB.addReg(IfSourceRegister, RegState::Undef);
1750*a06bfe05SJan Sjodin   } else {
1751*a06bfe05SJan Sjodin     MIB.addReg(IfSourceRegister);
1752*a06bfe05SJan Sjodin   }
1753*a06bfe05SJan Sjodin   MIB.addMBB(IfBB);
1754*a06bfe05SJan Sjodin   MIB.addReg(CodeSourceRegister);
1755*a06bfe05SJan Sjodin   MIB.addMBB(CodeBB);
1756*a06bfe05SJan Sjodin }
1757*a06bfe05SJan Sjodin 
1758*a06bfe05SJan Sjodin static void removeExternalCFGSuccessors(MachineBasicBlock *MBB) {
1759*a06bfe05SJan Sjodin   for (MachineBasicBlock::succ_iterator PI = MBB->succ_begin(),
1760*a06bfe05SJan Sjodin                                         E = MBB->succ_end();
1761*a06bfe05SJan Sjodin        PI != E; ++PI) {
1762*a06bfe05SJan Sjodin     if ((*PI) != MBB) {
1763*a06bfe05SJan Sjodin       (MBB)->removeSuccessor(*PI);
1764*a06bfe05SJan Sjodin     }
1765*a06bfe05SJan Sjodin   }
1766*a06bfe05SJan Sjodin }
1767*a06bfe05SJan Sjodin 
1768*a06bfe05SJan Sjodin static void removeExternalCFGEdges(MachineBasicBlock *StartMBB,
1769*a06bfe05SJan Sjodin                                    MachineBasicBlock *EndMBB) {
1770*a06bfe05SJan Sjodin 
1771*a06bfe05SJan Sjodin   // We have to check against the StartMBB successor becasuse a
1772*a06bfe05SJan Sjodin   // structurized region with a loop will have the entry block split,
1773*a06bfe05SJan Sjodin   // and the backedge will go to the entry successor.
1774*a06bfe05SJan Sjodin   DenseSet<std::pair<MachineBasicBlock *, MachineBasicBlock *>> Succs;
1775*a06bfe05SJan Sjodin   unsigned SuccSize = StartMBB->succ_size();
1776*a06bfe05SJan Sjodin   if (SuccSize > 0) {
1777*a06bfe05SJan Sjodin     MachineBasicBlock *StartMBBSucc = *(StartMBB->succ_begin());
1778*a06bfe05SJan Sjodin     for (MachineBasicBlock::succ_iterator PI = EndMBB->succ_begin(),
1779*a06bfe05SJan Sjodin                                           E = EndMBB->succ_end();
1780*a06bfe05SJan Sjodin          PI != E; ++PI) {
1781*a06bfe05SJan Sjodin       // Either we have a back-edge to the entry block, or a back-edge to the
1782*a06bfe05SJan Sjodin       // succesor of the entry block since the block may be split.
1783*a06bfe05SJan Sjodin       if ((*PI) != StartMBB &&
1784*a06bfe05SJan Sjodin           !((*PI) == StartMBBSucc && StartMBB != EndMBB && SuccSize == 1)) {
1785*a06bfe05SJan Sjodin         Succs.insert(
1786*a06bfe05SJan Sjodin             std::pair<MachineBasicBlock *, MachineBasicBlock *>(EndMBB, *PI));
1787*a06bfe05SJan Sjodin       }
1788*a06bfe05SJan Sjodin     }
1789*a06bfe05SJan Sjodin   }
1790*a06bfe05SJan Sjodin 
1791*a06bfe05SJan Sjodin   for (MachineBasicBlock::pred_iterator PI = StartMBB->pred_begin(),
1792*a06bfe05SJan Sjodin                                         E = StartMBB->pred_end();
1793*a06bfe05SJan Sjodin        PI != E; ++PI) {
1794*a06bfe05SJan Sjodin     if ((*PI) != EndMBB) {
1795*a06bfe05SJan Sjodin       Succs.insert(
1796*a06bfe05SJan Sjodin           std::pair<MachineBasicBlock *, MachineBasicBlock *>(*PI, StartMBB));
1797*a06bfe05SJan Sjodin     }
1798*a06bfe05SJan Sjodin   }
1799*a06bfe05SJan Sjodin 
1800*a06bfe05SJan Sjodin   for (auto SI : Succs) {
1801*a06bfe05SJan Sjodin     std::pair<MachineBasicBlock *, MachineBasicBlock *> Edge = SI;
1802*a06bfe05SJan Sjodin     DEBUG(dbgs() << "Removing edge: BB#" << Edge.first->getNumber() << " -> BB#"
1803*a06bfe05SJan Sjodin                  << Edge.second->getNumber() << "\n");
1804*a06bfe05SJan Sjodin     Edge.first->removeSuccessor(Edge.second);
1805*a06bfe05SJan Sjodin   }
1806*a06bfe05SJan Sjodin }
1807*a06bfe05SJan Sjodin 
1808*a06bfe05SJan Sjodin MachineBasicBlock *AMDGPUMachineCFGStructurizer::createIfBlock(
1809*a06bfe05SJan Sjodin     MachineBasicBlock *MergeBB, MachineBasicBlock *CodeBBStart,
1810*a06bfe05SJan Sjodin     MachineBasicBlock *CodeBBEnd, MachineBasicBlock *SelectBB, unsigned IfReg,
1811*a06bfe05SJan Sjodin     bool InheritPreds) {
1812*a06bfe05SJan Sjodin   MachineFunction *MF = MergeBB->getParent();
1813*a06bfe05SJan Sjodin   MachineBasicBlock *IfBB = MF->CreateMachineBasicBlock();
1814*a06bfe05SJan Sjodin 
1815*a06bfe05SJan Sjodin   if (InheritPreds) {
1816*a06bfe05SJan Sjodin     for (MachineBasicBlock::pred_iterator PI = CodeBBStart->pred_begin(),
1817*a06bfe05SJan Sjodin                                           E = CodeBBStart->pred_end();
1818*a06bfe05SJan Sjodin          PI != E; ++PI) {
1819*a06bfe05SJan Sjodin       if ((*PI) != CodeBBEnd) {
1820*a06bfe05SJan Sjodin         MachineBasicBlock *Pred = (*PI);
1821*a06bfe05SJan Sjodin         Pred->addSuccessor(IfBB);
1822*a06bfe05SJan Sjodin       }
1823*a06bfe05SJan Sjodin     }
1824*a06bfe05SJan Sjodin   }
1825*a06bfe05SJan Sjodin 
1826*a06bfe05SJan Sjodin   removeExternalCFGEdges(CodeBBStart, CodeBBEnd);
1827*a06bfe05SJan Sjodin 
1828*a06bfe05SJan Sjodin   auto CodeBBStartI = CodeBBStart->getIterator();
1829*a06bfe05SJan Sjodin   auto CodeBBEndI = CodeBBEnd->getIterator();
1830*a06bfe05SJan Sjodin   auto MergeIter = MergeBB->getIterator();
1831*a06bfe05SJan Sjodin   MF->insert(MergeIter, IfBB);
1832*a06bfe05SJan Sjodin   MF->splice(MergeIter, CodeBBStartI, ++CodeBBEndI);
1833*a06bfe05SJan Sjodin   IfBB->addSuccessor(MergeBB);
1834*a06bfe05SJan Sjodin   IfBB->addSuccessor(CodeBBStart);
1835*a06bfe05SJan Sjodin 
1836*a06bfe05SJan Sjodin   DEBUG(dbgs() << "Created If block: " << IfBB->getNumber() << "\n");
1837*a06bfe05SJan Sjodin   // Ensure that the MergeBB is a succesor of the CodeEndBB.
1838*a06bfe05SJan Sjodin   if (!CodeBBEnd->isSuccessor(MergeBB))
1839*a06bfe05SJan Sjodin     CodeBBEnd->addSuccessor(MergeBB);
1840*a06bfe05SJan Sjodin 
1841*a06bfe05SJan Sjodin   DEBUG(dbgs() << "Moved MBB#" << CodeBBStart->getNumber() << " through MBB#"
1842*a06bfe05SJan Sjodin                << CodeBBEnd->getNumber() << "\n");
1843*a06bfe05SJan Sjodin 
1844*a06bfe05SJan Sjodin   // If we have a single predecessor we can find a reasonable debug location
1845*a06bfe05SJan Sjodin   MachineBasicBlock *SinglePred =
1846*a06bfe05SJan Sjodin       CodeBBStart->pred_size() == 1 ? *(CodeBBStart->pred_begin()) : nullptr;
1847*a06bfe05SJan Sjodin   const DebugLoc &DL = SinglePred
1848*a06bfe05SJan Sjodin                     ? SinglePred->findDebugLoc(SinglePred->getFirstTerminator())
1849*a06bfe05SJan Sjodin                     : DebugLoc();
1850*a06bfe05SJan Sjodin 
1851*a06bfe05SJan Sjodin   unsigned Reg =
1852*a06bfe05SJan Sjodin       TII->insertEQ(IfBB, IfBB->begin(), DL, IfReg,
1853*a06bfe05SJan Sjodin                     SelectBB->getNumber() /* CodeBBStart->getNumber() */);
1854*a06bfe05SJan Sjodin   if (&(*(IfBB->getParent()->begin())) == IfBB) {
1855*a06bfe05SJan Sjodin     TII->materializeImmediate(*IfBB, IfBB->begin(), DL, IfReg,
1856*a06bfe05SJan Sjodin                               CodeBBStart->getNumber());
1857*a06bfe05SJan Sjodin   }
1858*a06bfe05SJan Sjodin   MachineOperand RegOp = MachineOperand::CreateReg(Reg, false, false, true);
1859*a06bfe05SJan Sjodin   ArrayRef<MachineOperand> Cond(RegOp);
1860*a06bfe05SJan Sjodin   TII->insertBranch(*IfBB, MergeBB, CodeBBStart, Cond, DL);
1861*a06bfe05SJan Sjodin 
1862*a06bfe05SJan Sjodin   return IfBB;
1863*a06bfe05SJan Sjodin }
1864*a06bfe05SJan Sjodin 
1865*a06bfe05SJan Sjodin void AMDGPUMachineCFGStructurizer::ensureCondIsNotKilled(
1866*a06bfe05SJan Sjodin     SmallVector<MachineOperand, 1> Cond) {
1867*a06bfe05SJan Sjodin   if (Cond.size() != 1)
1868*a06bfe05SJan Sjodin     return;
1869*a06bfe05SJan Sjodin   if (!Cond[0].isReg())
1870*a06bfe05SJan Sjodin     return;
1871*a06bfe05SJan Sjodin 
1872*a06bfe05SJan Sjodin   unsigned CondReg = Cond[0].getReg();
1873*a06bfe05SJan Sjodin   for (auto UI = MRI->use_begin(CondReg), E = MRI->use_end(); UI != E; ++UI) {
1874*a06bfe05SJan Sjodin     (*UI).setIsKill(false);
1875*a06bfe05SJan Sjodin   }
1876*a06bfe05SJan Sjodin }
1877*a06bfe05SJan Sjodin 
1878*a06bfe05SJan Sjodin void AMDGPUMachineCFGStructurizer::rewriteCodeBBTerminator(MachineBasicBlock *CodeBB,
1879*a06bfe05SJan Sjodin                                                      MachineBasicBlock *MergeBB,
1880*a06bfe05SJan Sjodin                                                      unsigned BBSelectReg) {
1881*a06bfe05SJan Sjodin   MachineBasicBlock *TrueBB = nullptr;
1882*a06bfe05SJan Sjodin   MachineBasicBlock *FalseBB = nullptr;
1883*a06bfe05SJan Sjodin   SmallVector<MachineOperand, 1> Cond;
1884*a06bfe05SJan Sjodin   MachineBasicBlock *FallthroughBB = FallthroughMap[CodeBB];
1885*a06bfe05SJan Sjodin   TII->analyzeBranch(*CodeBB, TrueBB, FalseBB, Cond);
1886*a06bfe05SJan Sjodin 
1887*a06bfe05SJan Sjodin   const DebugLoc &DL = CodeBB->findDebugLoc(CodeBB->getFirstTerminator());
1888*a06bfe05SJan Sjodin 
1889*a06bfe05SJan Sjodin   if (FalseBB == nullptr && TrueBB == nullptr && FallthroughBB == nullptr) {
1890*a06bfe05SJan Sjodin     // This is an exit block, hence no successors. We will assign the
1891*a06bfe05SJan Sjodin     // bb select register to the entry block.
1892*a06bfe05SJan Sjodin     TII->materializeImmediate(*CodeBB, CodeBB->getFirstTerminator(), DL,
1893*a06bfe05SJan Sjodin                               BBSelectReg,
1894*a06bfe05SJan Sjodin                               CodeBB->getParent()->begin()->getNumber());
1895*a06bfe05SJan Sjodin     insertUnconditionalBranch(CodeBB, MergeBB, DL);
1896*a06bfe05SJan Sjodin     return;
1897*a06bfe05SJan Sjodin   }
1898*a06bfe05SJan Sjodin 
1899*a06bfe05SJan Sjodin   if (FalseBB == nullptr && TrueBB == nullptr) {
1900*a06bfe05SJan Sjodin     TrueBB = FallthroughBB;
1901*a06bfe05SJan Sjodin   } else if (TrueBB != nullptr) {
1902*a06bfe05SJan Sjodin     FalseBB =
1903*a06bfe05SJan Sjodin         (FallthroughBB && (FallthroughBB != TrueBB)) ? FallthroughBB : FalseBB;
1904*a06bfe05SJan Sjodin   }
1905*a06bfe05SJan Sjodin 
1906*a06bfe05SJan Sjodin   if ((TrueBB != nullptr && FalseBB == nullptr) || (TrueBB == FalseBB)) {
1907*a06bfe05SJan Sjodin     TII->materializeImmediate(*CodeBB, CodeBB->getFirstTerminator(), DL,
1908*a06bfe05SJan Sjodin                               BBSelectReg, TrueBB->getNumber());
1909*a06bfe05SJan Sjodin   } else {
1910*a06bfe05SJan Sjodin     const TargetRegisterClass *RegClass = MRI->getRegClass(BBSelectReg);
1911*a06bfe05SJan Sjodin     unsigned TrueBBReg = MRI->createVirtualRegister(RegClass);
1912*a06bfe05SJan Sjodin     unsigned FalseBBReg = MRI->createVirtualRegister(RegClass);
1913*a06bfe05SJan Sjodin     TII->materializeImmediate(*CodeBB, CodeBB->getFirstTerminator(), DL,
1914*a06bfe05SJan Sjodin                               TrueBBReg, TrueBB->getNumber());
1915*a06bfe05SJan Sjodin     TII->materializeImmediate(*CodeBB, CodeBB->getFirstTerminator(), DL,
1916*a06bfe05SJan Sjodin                               FalseBBReg, FalseBB->getNumber());
1917*a06bfe05SJan Sjodin     ensureCondIsNotKilled(Cond);
1918*a06bfe05SJan Sjodin     TII->insertVectorSelect(*CodeBB, CodeBB->getFirstTerminator(), DL,
1919*a06bfe05SJan Sjodin                             BBSelectReg, Cond, TrueBBReg, FalseBBReg);
1920*a06bfe05SJan Sjodin   }
1921*a06bfe05SJan Sjodin 
1922*a06bfe05SJan Sjodin   insertUnconditionalBranch(CodeBB, MergeBB, DL);
1923*a06bfe05SJan Sjodin }
1924*a06bfe05SJan Sjodin 
1925*a06bfe05SJan Sjodin MachineInstr *AMDGPUMachineCFGStructurizer::getDefInstr(unsigned Reg) {
1926*a06bfe05SJan Sjodin   if (MRI->def_begin(Reg) == MRI->def_end()) {
1927*a06bfe05SJan Sjodin     DEBUG(dbgs() << "Register " << PrintReg(Reg, MRI->getTargetRegisterInfo())
1928*a06bfe05SJan Sjodin                  << " has NO defs\n");
1929*a06bfe05SJan Sjodin   } else if (!MRI->hasOneDef(Reg)) {
1930*a06bfe05SJan Sjodin     DEBUG(dbgs() << "Register " << PrintReg(Reg, MRI->getTargetRegisterInfo())
1931*a06bfe05SJan Sjodin                  << " has multiple defs\n");
1932*a06bfe05SJan Sjodin     DEBUG(dbgs() << "DEFS BEGIN:\n");
1933*a06bfe05SJan Sjodin     for (auto DI = MRI->def_begin(Reg), DE = MRI->def_end(); DI != DE; ++DI) {
1934*a06bfe05SJan Sjodin       DEBUG(DI->getParent()->dump());
1935*a06bfe05SJan Sjodin     }
1936*a06bfe05SJan Sjodin     DEBUG(dbgs() << "DEFS END\n");
1937*a06bfe05SJan Sjodin   }
1938*a06bfe05SJan Sjodin 
1939*a06bfe05SJan Sjodin   assert(MRI->hasOneDef(Reg) && "Register has multiple definitions");
1940*a06bfe05SJan Sjodin   return (*(MRI->def_begin(Reg))).getParent();
1941*a06bfe05SJan Sjodin }
1942*a06bfe05SJan Sjodin 
1943*a06bfe05SJan Sjodin void AMDGPUMachineCFGStructurizer::insertChainedPHI(MachineBasicBlock *IfBB,
1944*a06bfe05SJan Sjodin                                               MachineBasicBlock *CodeBB,
1945*a06bfe05SJan Sjodin                                               MachineBasicBlock *MergeBB,
1946*a06bfe05SJan Sjodin                                               LinearizedRegion *InnerRegion,
1947*a06bfe05SJan Sjodin                                               unsigned DestReg,
1948*a06bfe05SJan Sjodin                                               unsigned SourceReg) {
1949*a06bfe05SJan Sjodin   // In this function we know we are part of a chain already, so we need
1950*a06bfe05SJan Sjodin   // to add the registers to the existing chain, and rename the register
1951*a06bfe05SJan Sjodin   // inside the region.
1952*a06bfe05SJan Sjodin   bool IsSingleBB = InnerRegion->getEntry() == InnerRegion->getExit();
1953*a06bfe05SJan Sjodin   MachineInstr *DefInstr = getDefInstr(SourceReg);
1954*a06bfe05SJan Sjodin   if (DefInstr->isPHI() && DefInstr->getParent() == CodeBB && IsSingleBB) {
1955*a06bfe05SJan Sjodin     // Handle the case where the def is a PHI-def inside a basic
1956*a06bfe05SJan Sjodin     // block, then we only need to do renaming. Special care needs to
1957*a06bfe05SJan Sjodin     // be taken if the PHI-def is part of an existing chain, or if a
1958*a06bfe05SJan Sjodin     // new one needs to be created.
1959*a06bfe05SJan Sjodin     InnerRegion->replaceRegisterInsideRegion(SourceReg, DestReg, true, MRI);
1960*a06bfe05SJan Sjodin 
1961*a06bfe05SJan Sjodin     // We collect all PHI Information, and if we are at the region entry,
1962*a06bfe05SJan Sjodin     // all PHIs will be removed, and then re-introduced if needed.
1963*a06bfe05SJan Sjodin     storePHILinearizationInfoDest(DestReg, *DefInstr);
1964*a06bfe05SJan Sjodin     // We have picked up all the information we need now and can remove
1965*a06bfe05SJan Sjodin     // the PHI
1966*a06bfe05SJan Sjodin     PHIInfo.removeSource(DestReg, SourceReg, CodeBB);
1967*a06bfe05SJan Sjodin     DefInstr->eraseFromParent();
1968*a06bfe05SJan Sjodin   } else {
1969*a06bfe05SJan Sjodin     // If this is not a phi-def, or it is a phi-def but from a linearized region
1970*a06bfe05SJan Sjodin     if (IsSingleBB && DefInstr->getParent() == InnerRegion->getEntry()) {
1971*a06bfe05SJan Sjodin       // If this is a single BB and the definition is in this block we
1972*a06bfe05SJan Sjodin       // need to replace any uses outside the region.
1973*a06bfe05SJan Sjodin       InnerRegion->replaceRegisterOutsideRegion(SourceReg, DestReg, false, MRI);
1974*a06bfe05SJan Sjodin     }
1975*a06bfe05SJan Sjodin     const TargetRegisterClass *RegClass = MRI->getRegClass(DestReg);
1976*a06bfe05SJan Sjodin     unsigned NextDestReg = MRI->createVirtualRegister(RegClass);
1977*a06bfe05SJan Sjodin     bool IsLastDef = PHIInfo.getNumSources(DestReg) == 1;
1978*a06bfe05SJan Sjodin     DEBUG(dbgs() << "Insert Chained PHI\n");
1979*a06bfe05SJan Sjodin     insertMergePHI(IfBB, InnerRegion->getExit(), MergeBB, DestReg, NextDestReg,
1980*a06bfe05SJan Sjodin                    SourceReg, IsLastDef);
1981*a06bfe05SJan Sjodin 
1982*a06bfe05SJan Sjodin     PHIInfo.removeSource(DestReg, SourceReg, CodeBB);
1983*a06bfe05SJan Sjodin     if (IsLastDef) {
1984*a06bfe05SJan Sjodin       const DebugLoc &DL = IfBB->findDebugLoc(IfBB->getFirstTerminator());
1985*a06bfe05SJan Sjodin       TII->materializeImmediate(*IfBB, IfBB->getFirstTerminator(), DL,
1986*a06bfe05SJan Sjodin                                 NextDestReg, 0);
1987*a06bfe05SJan Sjodin       PHIInfo.deleteDef(DestReg);
1988*a06bfe05SJan Sjodin     } else {
1989*a06bfe05SJan Sjodin       PHIInfo.replaceDef(DestReg, NextDestReg);
1990*a06bfe05SJan Sjodin     }
1991*a06bfe05SJan Sjodin   }
1992*a06bfe05SJan Sjodin }
1993*a06bfe05SJan Sjodin 
1994*a06bfe05SJan Sjodin bool AMDGPUMachineCFGStructurizer::containsDef(MachineBasicBlock *MBB,
1995*a06bfe05SJan Sjodin                                          LinearizedRegion *InnerRegion,
1996*a06bfe05SJan Sjodin                                          unsigned Register) {
1997*a06bfe05SJan Sjodin   return getDefInstr(Register)->getParent() == MBB ||
1998*a06bfe05SJan Sjodin          InnerRegion->contains(getDefInstr(Register)->getParent());
1999*a06bfe05SJan Sjodin }
2000*a06bfe05SJan Sjodin 
2001*a06bfe05SJan Sjodin void AMDGPUMachineCFGStructurizer::rewriteLiveOutRegs(MachineBasicBlock *IfBB,
2002*a06bfe05SJan Sjodin                                                 MachineBasicBlock *CodeBB,
2003*a06bfe05SJan Sjodin                                                 MachineBasicBlock *MergeBB,
2004*a06bfe05SJan Sjodin                                                 LinearizedRegion *InnerRegion,
2005*a06bfe05SJan Sjodin                                                 LinearizedRegion *LRegion) {
2006*a06bfe05SJan Sjodin   DenseSet<unsigned> *LiveOuts = InnerRegion->getLiveOuts();
2007*a06bfe05SJan Sjodin   SmallVector<unsigned, 4> OldLiveOuts;
2008*a06bfe05SJan Sjodin   bool IsSingleBB = InnerRegion->getEntry() == InnerRegion->getExit();
2009*a06bfe05SJan Sjodin   for (auto OLI : *LiveOuts) {
2010*a06bfe05SJan Sjodin     OldLiveOuts.push_back(OLI);
2011*a06bfe05SJan Sjodin   }
2012*a06bfe05SJan Sjodin 
2013*a06bfe05SJan Sjodin   for (auto LI : OldLiveOuts) {
2014*a06bfe05SJan Sjodin     DEBUG(dbgs() << "LiveOut: " << PrintReg(LI, TRI));
2015*a06bfe05SJan Sjodin     if (!containsDef(CodeBB, InnerRegion, LI) ||
2016*a06bfe05SJan Sjodin         (!IsSingleBB && (getDefInstr(LI)->getParent() == LRegion->getExit()))) {
2017*a06bfe05SJan Sjodin       // If the register simly lives through the CodeBB, we don't have
2018*a06bfe05SJan Sjodin       // to rewrite anything since the register is not defined in this
2019*a06bfe05SJan Sjodin       // part of the code.
2020*a06bfe05SJan Sjodin       DEBUG(dbgs() << "- through");
2021*a06bfe05SJan Sjodin       continue;
2022*a06bfe05SJan Sjodin     }
2023*a06bfe05SJan Sjodin     DEBUG(dbgs() << "\n");
2024*a06bfe05SJan Sjodin     unsigned Reg = LI;
2025*a06bfe05SJan Sjodin     if (/*!PHIInfo.isSource(Reg) &&*/ Reg != InnerRegion->getBBSelectRegOut()) {
2026*a06bfe05SJan Sjodin       // If the register is live out, we do want to create a phi,
2027*a06bfe05SJan Sjodin       // unless it is from the Exit block, becasuse in that case there
2028*a06bfe05SJan Sjodin       // is already a PHI, and no need to create a new one.
2029*a06bfe05SJan Sjodin 
2030*a06bfe05SJan Sjodin       // If the register is just a live out def and not part of a phi
2031*a06bfe05SJan Sjodin       // chain, we need to create a PHI node to handle the if region,
2032*a06bfe05SJan Sjodin       // and replace all uses outside of the region with the new dest
2033*a06bfe05SJan Sjodin       // register, unless it is the outgoing BB select register. We have
2034*a06bfe05SJan Sjodin       // already creaed phi nodes for these.
2035*a06bfe05SJan Sjodin       const TargetRegisterClass *RegClass = MRI->getRegClass(Reg);
2036*a06bfe05SJan Sjodin       unsigned PHIDestReg = MRI->createVirtualRegister(RegClass);
2037*a06bfe05SJan Sjodin       unsigned IfSourceReg = MRI->createVirtualRegister(RegClass);
2038*a06bfe05SJan Sjodin       // Create initializer, this value is never used, but is needed
2039*a06bfe05SJan Sjodin       // to satisfy SSA.
2040*a06bfe05SJan Sjodin       DEBUG(dbgs() << "Initializer for reg: " << PrintReg(Reg) << "\n");
2041*a06bfe05SJan Sjodin       TII->materializeImmediate(*IfBB, IfBB->getFirstTerminator(), DebugLoc(),
2042*a06bfe05SJan Sjodin                         IfSourceReg, 0);
2043*a06bfe05SJan Sjodin 
2044*a06bfe05SJan Sjodin       InnerRegion->replaceRegisterOutsideRegion(Reg, PHIDestReg, true, MRI);
2045*a06bfe05SJan Sjodin       DEBUG(dbgs() << "Insert Non-Chained Live out PHI\n");
2046*a06bfe05SJan Sjodin       insertMergePHI(IfBB, InnerRegion->getExit(), MergeBB, PHIDestReg,
2047*a06bfe05SJan Sjodin                      IfSourceReg, Reg, true);
2048*a06bfe05SJan Sjodin     }
2049*a06bfe05SJan Sjodin   }
2050*a06bfe05SJan Sjodin 
2051*a06bfe05SJan Sjodin   // Handle the chained definitions in PHIInfo, checking if this basic block
2052*a06bfe05SJan Sjodin   // is a source block for a definition.
2053*a06bfe05SJan Sjodin   SmallVector<unsigned, 4> Sources;
2054*a06bfe05SJan Sjodin   if (PHIInfo.findSourcesFromMBB(CodeBB, Sources)) {
2055*a06bfe05SJan Sjodin     DEBUG(dbgs() << "Inserting PHI Live Out from BB#" << CodeBB->getNumber()
2056*a06bfe05SJan Sjodin                  << "\n");
2057*a06bfe05SJan Sjodin     for (auto SI : Sources) {
2058*a06bfe05SJan Sjodin       unsigned DestReg;
2059*a06bfe05SJan Sjodin       PHIInfo.findDest(SI, CodeBB, DestReg);
2060*a06bfe05SJan Sjodin       insertChainedPHI(IfBB, CodeBB, MergeBB, InnerRegion, DestReg, SI);
2061*a06bfe05SJan Sjodin     }
2062*a06bfe05SJan Sjodin     DEBUG(dbgs() << "Insertion done.\n");
2063*a06bfe05SJan Sjodin   }
2064*a06bfe05SJan Sjodin 
2065*a06bfe05SJan Sjodin   DEBUG(PHIInfo.dump(MRI));
2066*a06bfe05SJan Sjodin }
2067*a06bfe05SJan Sjodin 
2068*a06bfe05SJan Sjodin void AMDGPUMachineCFGStructurizer::prunePHIInfo(MachineBasicBlock *MBB) {
2069*a06bfe05SJan Sjodin   DEBUG(dbgs() << "Before PHI Prune\n");
2070*a06bfe05SJan Sjodin   DEBUG(PHIInfo.dump(MRI));
2071*a06bfe05SJan Sjodin   SmallVector<std::tuple<unsigned, unsigned, MachineBasicBlock *>, 4>
2072*a06bfe05SJan Sjodin       ElimiatedSources;
2073*a06bfe05SJan Sjodin   for (auto DRI = PHIInfo.dests_begin(), DE = PHIInfo.dests_end(); DRI != DE;
2074*a06bfe05SJan Sjodin        ++DRI) {
2075*a06bfe05SJan Sjodin 
2076*a06bfe05SJan Sjodin     unsigned DestReg = *DRI;
2077*a06bfe05SJan Sjodin     auto SE = PHIInfo.sources_end(DestReg);
2078*a06bfe05SJan Sjodin 
2079*a06bfe05SJan Sjodin     bool MBBContainsPHISource = false;
2080*a06bfe05SJan Sjodin     // Check if there is a PHI source in this MBB
2081*a06bfe05SJan Sjodin     for (auto SRI = PHIInfo.sources_begin(DestReg); SRI != SE; ++SRI) {
2082*a06bfe05SJan Sjodin       unsigned SourceReg = (*SRI).first;
2083*a06bfe05SJan Sjodin       MachineOperand *Def = &(*(MRI->def_begin(SourceReg)));
2084*a06bfe05SJan Sjodin       if (Def->getParent()->getParent() == MBB) {
2085*a06bfe05SJan Sjodin         MBBContainsPHISource = true;
2086*a06bfe05SJan Sjodin       }
2087*a06bfe05SJan Sjodin     }
2088*a06bfe05SJan Sjodin 
2089*a06bfe05SJan Sjodin     // If so, all other sources are useless since we know this block
2090*a06bfe05SJan Sjodin     // is always executed when the region is executed.
2091*a06bfe05SJan Sjodin     if (MBBContainsPHISource) {
2092*a06bfe05SJan Sjodin       for (auto SRI = PHIInfo.sources_begin(DestReg); SRI != SE; ++SRI) {
2093*a06bfe05SJan Sjodin         PHILinearize::PHISourceT Source = *SRI;
2094*a06bfe05SJan Sjodin         unsigned SourceReg = Source.first;
2095*a06bfe05SJan Sjodin         MachineBasicBlock *SourceMBB = Source.second;
2096*a06bfe05SJan Sjodin         MachineOperand *Def = &(*(MRI->def_begin(SourceReg)));
2097*a06bfe05SJan Sjodin         if (Def->getParent()->getParent() != MBB) {
2098*a06bfe05SJan Sjodin           ElimiatedSources.push_back(
2099*a06bfe05SJan Sjodin               std::make_tuple(DestReg, SourceReg, SourceMBB));
2100*a06bfe05SJan Sjodin         }
2101*a06bfe05SJan Sjodin       }
2102*a06bfe05SJan Sjodin     }
2103*a06bfe05SJan Sjodin   }
2104*a06bfe05SJan Sjodin 
2105*a06bfe05SJan Sjodin   // Remove the PHI sources that are in the given MBB
2106*a06bfe05SJan Sjodin   for (auto &SourceInfo : ElimiatedSources) {
2107*a06bfe05SJan Sjodin     PHIInfo.removeSource(std::get<0>(SourceInfo), std::get<1>(SourceInfo),
2108*a06bfe05SJan Sjodin                          std::get<2>(SourceInfo));
2109*a06bfe05SJan Sjodin   }
2110*a06bfe05SJan Sjodin   DEBUG(dbgs() << "After PHI Prune\n");
2111*a06bfe05SJan Sjodin   DEBUG(PHIInfo.dump(MRI));
2112*a06bfe05SJan Sjodin }
2113*a06bfe05SJan Sjodin 
2114*a06bfe05SJan Sjodin void AMDGPUMachineCFGStructurizer::createEntryPHI(LinearizedRegion *CurrentRegion,
2115*a06bfe05SJan Sjodin                                             unsigned DestReg) {
2116*a06bfe05SJan Sjodin   MachineBasicBlock *Entry = CurrentRegion->getEntry();
2117*a06bfe05SJan Sjodin   MachineBasicBlock *Exit = CurrentRegion->getExit();
2118*a06bfe05SJan Sjodin 
2119*a06bfe05SJan Sjodin   DEBUG(dbgs() << "RegionExit: " << Exit->getNumber()
2120*a06bfe05SJan Sjodin                << " Pred: " << (*(Entry->pred_begin()))->getNumber() << "\n");
2121*a06bfe05SJan Sjodin 
2122*a06bfe05SJan Sjodin   int NumSources = 0;
2123*a06bfe05SJan Sjodin   auto SE = PHIInfo.sources_end(DestReg);
2124*a06bfe05SJan Sjodin 
2125*a06bfe05SJan Sjodin   for (auto SRI = PHIInfo.sources_begin(DestReg); SRI != SE; ++SRI) {
2126*a06bfe05SJan Sjodin     NumSources++;
2127*a06bfe05SJan Sjodin   }
2128*a06bfe05SJan Sjodin 
2129*a06bfe05SJan Sjodin   if (NumSources == 1) {
2130*a06bfe05SJan Sjodin     auto SRI = PHIInfo.sources_begin(DestReg);
2131*a06bfe05SJan Sjodin     unsigned SourceReg = (*SRI).first;
2132*a06bfe05SJan Sjodin     replaceRegisterWith(DestReg, SourceReg);
2133*a06bfe05SJan Sjodin   } else {
2134*a06bfe05SJan Sjodin     const DebugLoc &DL = Entry->findDebugLoc(Entry->begin());
2135*a06bfe05SJan Sjodin     MachineInstrBuilder MIB = BuildMI(*Entry, Entry->instr_begin(), DL,
2136*a06bfe05SJan Sjodin                                       TII->get(TargetOpcode::PHI), DestReg);
2137*a06bfe05SJan Sjodin     DEBUG(dbgs() << "Entry PHI " << PrintReg(DestReg, TRI) << "<def> = PHI(");
2138*a06bfe05SJan Sjodin 
2139*a06bfe05SJan Sjodin     unsigned CurrentBackedgeReg = 0;
2140*a06bfe05SJan Sjodin 
2141*a06bfe05SJan Sjodin     for (auto SRI = PHIInfo.sources_begin(DestReg); SRI != SE; ++SRI) {
2142*a06bfe05SJan Sjodin       unsigned SourceReg = (*SRI).first;
2143*a06bfe05SJan Sjodin 
2144*a06bfe05SJan Sjodin       if (CurrentRegion->contains((*SRI).second)) {
2145*a06bfe05SJan Sjodin         if (CurrentBackedgeReg == 0) {
2146*a06bfe05SJan Sjodin           CurrentBackedgeReg = SourceReg;
2147*a06bfe05SJan Sjodin         } else {
2148*a06bfe05SJan Sjodin           MachineInstr *PHIDefInstr = getDefInstr(SourceReg);
2149*a06bfe05SJan Sjodin           MachineBasicBlock *PHIDefMBB = PHIDefInstr->getParent();
2150*a06bfe05SJan Sjodin           const TargetRegisterClass *RegClass =
2151*a06bfe05SJan Sjodin               MRI->getRegClass(CurrentBackedgeReg);
2152*a06bfe05SJan Sjodin           unsigned NewBackedgeReg = MRI->createVirtualRegister(RegClass);
2153*a06bfe05SJan Sjodin           MachineInstrBuilder BackedgePHI =
2154*a06bfe05SJan Sjodin               BuildMI(*PHIDefMBB, PHIDefMBB->instr_begin(), DL,
2155*a06bfe05SJan Sjodin                       TII->get(TargetOpcode::PHI), NewBackedgeReg);
2156*a06bfe05SJan Sjodin           BackedgePHI.addReg(CurrentBackedgeReg);
2157*a06bfe05SJan Sjodin           BackedgePHI.addMBB(getPHIPred(*PHIDefInstr, 0));
2158*a06bfe05SJan Sjodin           BackedgePHI.addReg(getPHISourceReg(*PHIDefInstr, 1));
2159*a06bfe05SJan Sjodin           BackedgePHI.addMBB((*SRI).second);
2160*a06bfe05SJan Sjodin           CurrentBackedgeReg = NewBackedgeReg;
2161*a06bfe05SJan Sjodin           DEBUG(dbgs() << "Inserting backedge PHI: "
2162*a06bfe05SJan Sjodin                        << PrintReg(NewBackedgeReg, TRI) << "<def> = PHI("
2163*a06bfe05SJan Sjodin                        << PrintReg(CurrentBackedgeReg, TRI) << ", BB#"
2164*a06bfe05SJan Sjodin                        << getPHIPred(*PHIDefInstr, 0)->getNumber() << ", "
2165*a06bfe05SJan Sjodin                        << PrintReg(getPHISourceReg(*PHIDefInstr, 1), TRI)
2166*a06bfe05SJan Sjodin                        << ", BB#" << (*SRI).second->getNumber());
2167*a06bfe05SJan Sjodin         }
2168*a06bfe05SJan Sjodin       } else {
2169*a06bfe05SJan Sjodin         MIB.addReg(SourceReg);
2170*a06bfe05SJan Sjodin         MIB.addMBB((*SRI).second);
2171*a06bfe05SJan Sjodin         DEBUG(dbgs() << PrintReg(SourceReg, TRI) << ", BB#"
2172*a06bfe05SJan Sjodin                      << (*SRI).second->getNumber() << ", ");
2173*a06bfe05SJan Sjodin       }
2174*a06bfe05SJan Sjodin     }
2175*a06bfe05SJan Sjodin 
2176*a06bfe05SJan Sjodin     // Add the final backedge register source to the entry phi
2177*a06bfe05SJan Sjodin     if (CurrentBackedgeReg != 0) {
2178*a06bfe05SJan Sjodin       MIB.addReg(CurrentBackedgeReg);
2179*a06bfe05SJan Sjodin       MIB.addMBB(Exit);
2180*a06bfe05SJan Sjodin       DEBUG(dbgs() << PrintReg(CurrentBackedgeReg, TRI) << ", BB#"
2181*a06bfe05SJan Sjodin                    << Exit->getNumber() << ")\n");
2182*a06bfe05SJan Sjodin     } else {
2183*a06bfe05SJan Sjodin       DEBUG(dbgs() << ")\n");
2184*a06bfe05SJan Sjodin     }
2185*a06bfe05SJan Sjodin   }
2186*a06bfe05SJan Sjodin }
2187*a06bfe05SJan Sjodin 
2188*a06bfe05SJan Sjodin void AMDGPUMachineCFGStructurizer::createEntryPHIs(LinearizedRegion *CurrentRegion) {
2189*a06bfe05SJan Sjodin   DEBUG(PHIInfo.dump(MRI));
2190*a06bfe05SJan Sjodin 
2191*a06bfe05SJan Sjodin   for (auto DRI = PHIInfo.dests_begin(), DE = PHIInfo.dests_end(); DRI != DE;
2192*a06bfe05SJan Sjodin        ++DRI) {
2193*a06bfe05SJan Sjodin 
2194*a06bfe05SJan Sjodin     unsigned DestReg = *DRI;
2195*a06bfe05SJan Sjodin     createEntryPHI(CurrentRegion, DestReg);
2196*a06bfe05SJan Sjodin   }
2197*a06bfe05SJan Sjodin   PHIInfo.clear();
2198*a06bfe05SJan Sjodin }
2199*a06bfe05SJan Sjodin 
2200*a06bfe05SJan Sjodin void AMDGPUMachineCFGStructurizer::replaceRegisterWith(unsigned Register,
2201*a06bfe05SJan Sjodin                                                  unsigned NewRegister) {
2202*a06bfe05SJan Sjodin   assert(Register != NewRegister && "Cannot replace a reg with itself");
2203*a06bfe05SJan Sjodin 
2204*a06bfe05SJan Sjodin   for (MachineRegisterInfo::reg_iterator I = MRI->reg_begin(Register),
2205*a06bfe05SJan Sjodin                                          E = MRI->reg_end();
2206*a06bfe05SJan Sjodin        I != E;) {
2207*a06bfe05SJan Sjodin     MachineOperand &O = *I;
2208*a06bfe05SJan Sjodin     ++I;
2209*a06bfe05SJan Sjodin     if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(NewRegister)) {
2210*a06bfe05SJan Sjodin       DEBUG(dbgs() << "Trying to substitute physical register: "
2211*a06bfe05SJan Sjodin                    << PrintReg(NewRegister, MRI->getTargetRegisterInfo())
2212*a06bfe05SJan Sjodin                    << "\n");
2213*a06bfe05SJan Sjodin       llvm_unreachable("Cannot substitute physical registers");
2214*a06bfe05SJan Sjodin       // We don't handle physical registers, but if we need to
2215*a06bfe05SJan Sjodin       // in the future This is how we do it:
2216*a06bfe05SJan Sjodin       // O.substPhysReg(NewRegister, *TRI);
2217*a06bfe05SJan Sjodin     } else {
2218*a06bfe05SJan Sjodin       DEBUG(dbgs() << "Replacing register: "
2219*a06bfe05SJan Sjodin                    << PrintReg(Register, MRI->getTargetRegisterInfo())
2220*a06bfe05SJan Sjodin                    << " with "
2221*a06bfe05SJan Sjodin                    << PrintReg(NewRegister, MRI->getTargetRegisterInfo())
2222*a06bfe05SJan Sjodin                    << "\n");
2223*a06bfe05SJan Sjodin       O.setReg(NewRegister);
2224*a06bfe05SJan Sjodin     }
2225*a06bfe05SJan Sjodin   }
2226*a06bfe05SJan Sjodin   PHIInfo.deleteDef(Register);
2227*a06bfe05SJan Sjodin 
2228*a06bfe05SJan Sjodin   getRegionMRT()->replaceLiveOutReg(Register, NewRegister);
2229*a06bfe05SJan Sjodin 
2230*a06bfe05SJan Sjodin   DEBUG(PHIInfo.dump(MRI));
2231*a06bfe05SJan Sjodin }
2232*a06bfe05SJan Sjodin 
2233*a06bfe05SJan Sjodin void AMDGPUMachineCFGStructurizer::resolvePHIInfos(MachineBasicBlock *FunctionEntry) {
2234*a06bfe05SJan Sjodin   DEBUG(dbgs() << "Resolve PHI Infos\n");
2235*a06bfe05SJan Sjodin   DEBUG(PHIInfo.dump(MRI));
2236*a06bfe05SJan Sjodin   for (auto DRI = PHIInfo.dests_begin(), DE = PHIInfo.dests_end(); DRI != DE;
2237*a06bfe05SJan Sjodin        ++DRI) {
2238*a06bfe05SJan Sjodin     unsigned DestReg = *DRI;
2239*a06bfe05SJan Sjodin     DEBUG(dbgs() << "DestReg: " << PrintReg(DestReg, TRI) << "\n");
2240*a06bfe05SJan Sjodin     auto SRI = PHIInfo.sources_begin(DestReg);
2241*a06bfe05SJan Sjodin     unsigned SourceReg = (*SRI).first;
2242*a06bfe05SJan Sjodin     DEBUG(dbgs() << "DestReg: " << PrintReg(DestReg, TRI)
2243*a06bfe05SJan Sjodin                  << " SourceReg: " << PrintReg(SourceReg, TRI) << "\n");
2244*a06bfe05SJan Sjodin 
2245*a06bfe05SJan Sjodin     assert(PHIInfo.sources_end(DestReg) == ++SRI &&
2246*a06bfe05SJan Sjodin            "More than one phi source in entry node");
2247*a06bfe05SJan Sjodin     replaceRegisterWith(DestReg, SourceReg);
2248*a06bfe05SJan Sjodin   }
2249*a06bfe05SJan Sjodin }
2250*a06bfe05SJan Sjodin 
2251*a06bfe05SJan Sjodin static bool isFunctionEntryBlock(MachineBasicBlock *MBB) {
2252*a06bfe05SJan Sjodin   return ((&(*(MBB->getParent()->begin()))) == MBB);
2253*a06bfe05SJan Sjodin }
2254*a06bfe05SJan Sjodin 
2255*a06bfe05SJan Sjodin MachineBasicBlock *AMDGPUMachineCFGStructurizer::createIfRegion(
2256*a06bfe05SJan Sjodin     MachineBasicBlock *MergeBB, MachineBasicBlock *CodeBB,
2257*a06bfe05SJan Sjodin     LinearizedRegion *CurrentRegion, unsigned BBSelectRegIn,
2258*a06bfe05SJan Sjodin     unsigned BBSelectRegOut) {
2259*a06bfe05SJan Sjodin   if (isFunctionEntryBlock(CodeBB) && !CurrentRegion->getHasLoop()) {
2260*a06bfe05SJan Sjodin     // Handle non-loop function entry block.
2261*a06bfe05SJan Sjodin     // We need to allow loops to the entry block and then
2262*a06bfe05SJan Sjodin     rewriteCodeBBTerminator(CodeBB, MergeBB, BBSelectRegOut);
2263*a06bfe05SJan Sjodin     resolvePHIInfos(CodeBB);
2264*a06bfe05SJan Sjodin     removeExternalCFGSuccessors(CodeBB);
2265*a06bfe05SJan Sjodin     CodeBB->addSuccessor(MergeBB);
2266*a06bfe05SJan Sjodin     CurrentRegion->addMBB(CodeBB);
2267*a06bfe05SJan Sjodin     return nullptr;
2268*a06bfe05SJan Sjodin   }
2269*a06bfe05SJan Sjodin   if (CurrentRegion->getEntry() == CodeBB && !CurrentRegion->getHasLoop()) {
2270*a06bfe05SJan Sjodin     // Handle non-loop region entry block.
2271*a06bfe05SJan Sjodin     MachineFunction *MF = MergeBB->getParent();
2272*a06bfe05SJan Sjodin     auto MergeIter = MergeBB->getIterator();
2273*a06bfe05SJan Sjodin     auto CodeBBStartIter = CodeBB->getIterator();
2274*a06bfe05SJan Sjodin     auto CodeBBEndIter = ++(CodeBB->getIterator());
2275*a06bfe05SJan Sjodin     if (CodeBBEndIter != MergeIter) {
2276*a06bfe05SJan Sjodin       MF->splice(MergeIter, CodeBBStartIter, CodeBBEndIter);
2277*a06bfe05SJan Sjodin     }
2278*a06bfe05SJan Sjodin     rewriteCodeBBTerminator(CodeBB, MergeBB, BBSelectRegOut);
2279*a06bfe05SJan Sjodin     prunePHIInfo(CodeBB);
2280*a06bfe05SJan Sjodin     createEntryPHIs(CurrentRegion);
2281*a06bfe05SJan Sjodin     removeExternalCFGSuccessors(CodeBB);
2282*a06bfe05SJan Sjodin     CodeBB->addSuccessor(MergeBB);
2283*a06bfe05SJan Sjodin     CurrentRegion->addMBB(CodeBB);
2284*a06bfe05SJan Sjodin     return nullptr;
2285*a06bfe05SJan Sjodin   } else {
2286*a06bfe05SJan Sjodin     // Handle internal block.
2287*a06bfe05SJan Sjodin     const TargetRegisterClass *RegClass = MRI->getRegClass(BBSelectRegIn);
2288*a06bfe05SJan Sjodin     unsigned CodeBBSelectReg = MRI->createVirtualRegister(RegClass);
2289*a06bfe05SJan Sjodin     rewriteCodeBBTerminator(CodeBB, MergeBB, CodeBBSelectReg);
2290*a06bfe05SJan Sjodin     bool IsRegionEntryBB = CurrentRegion->getEntry() == CodeBB;
2291*a06bfe05SJan Sjodin     MachineBasicBlock *IfBB = createIfBlock(MergeBB, CodeBB, CodeBB, CodeBB,
2292*a06bfe05SJan Sjodin                                             BBSelectRegIn, IsRegionEntryBB);
2293*a06bfe05SJan Sjodin     CurrentRegion->addMBB(IfBB);
2294*a06bfe05SJan Sjodin     // If this is the entry block we need to make the If block the new
2295*a06bfe05SJan Sjodin     // linearized region entry.
2296*a06bfe05SJan Sjodin     if (IsRegionEntryBB) {
2297*a06bfe05SJan Sjodin       CurrentRegion->setEntry(IfBB);
2298*a06bfe05SJan Sjodin 
2299*a06bfe05SJan Sjodin       if (CurrentRegion->getHasLoop()) {
2300*a06bfe05SJan Sjodin         MachineBasicBlock *RegionExit = CurrentRegion->getExit();
2301*a06bfe05SJan Sjodin         MachineBasicBlock *ETrueBB = nullptr;
2302*a06bfe05SJan Sjodin         MachineBasicBlock *EFalseBB = nullptr;
2303*a06bfe05SJan Sjodin         SmallVector<MachineOperand, 1> ECond;
2304*a06bfe05SJan Sjodin 
2305*a06bfe05SJan Sjodin         const DebugLoc &DL = DebugLoc();
2306*a06bfe05SJan Sjodin         TII->analyzeBranch(*RegionExit, ETrueBB, EFalseBB, ECond);
2307*a06bfe05SJan Sjodin         TII->removeBranch(*RegionExit);
2308*a06bfe05SJan Sjodin 
2309*a06bfe05SJan Sjodin         // We need to create a backedge if there is a loop
2310*a06bfe05SJan Sjodin         unsigned Reg = TII->insertNE(
2311*a06bfe05SJan Sjodin             RegionExit, RegionExit->instr_end(), DL,
2312*a06bfe05SJan Sjodin             CurrentRegion->getRegionMRT()->getInnerOutputRegister(),
2313*a06bfe05SJan Sjodin             CurrentRegion->getRegionMRT()->getEntry()->getNumber());
2314*a06bfe05SJan Sjodin         MachineOperand RegOp =
2315*a06bfe05SJan Sjodin             MachineOperand::CreateReg(Reg, false, false, true);
2316*a06bfe05SJan Sjodin         ArrayRef<MachineOperand> Cond(RegOp);
2317*a06bfe05SJan Sjodin         DEBUG(dbgs() << "RegionExitReg: ");
2318*a06bfe05SJan Sjodin         DEBUG(Cond[0].print(dbgs(), TRI));
2319*a06bfe05SJan Sjodin         DEBUG(dbgs() << "\n");
2320*a06bfe05SJan Sjodin         TII->insertBranch(*RegionExit, CurrentRegion->getEntry(), RegionExit,
2321*a06bfe05SJan Sjodin                           Cond, DebugLoc());
2322*a06bfe05SJan Sjodin         RegionExit->addSuccessor(CurrentRegion->getEntry());
2323*a06bfe05SJan Sjodin       }
2324*a06bfe05SJan Sjodin     }
2325*a06bfe05SJan Sjodin     CurrentRegion->addMBB(CodeBB);
2326*a06bfe05SJan Sjodin     LinearizedRegion InnerRegion(CodeBB, MRI, TRI, PHIInfo);
2327*a06bfe05SJan Sjodin 
2328*a06bfe05SJan Sjodin     InnerRegion.setParent(CurrentRegion);
2329*a06bfe05SJan Sjodin     DEBUG(dbgs() << "Insert BB Select PHI (BB)\n");
2330*a06bfe05SJan Sjodin     insertMergePHI(IfBB, CodeBB, MergeBB, BBSelectRegOut, BBSelectRegIn,
2331*a06bfe05SJan Sjodin                    CodeBBSelectReg);
2332*a06bfe05SJan Sjodin     InnerRegion.addMBB(MergeBB);
2333*a06bfe05SJan Sjodin 
2334*a06bfe05SJan Sjodin     DEBUG(InnerRegion.print(dbgs(), TRI));
2335*a06bfe05SJan Sjodin     rewriteLiveOutRegs(IfBB, CodeBB, MergeBB, &InnerRegion, CurrentRegion);
2336*a06bfe05SJan Sjodin     extractKilledPHIs(CodeBB);
2337*a06bfe05SJan Sjodin     if (IsRegionEntryBB) {
2338*a06bfe05SJan Sjodin       createEntryPHIs(CurrentRegion);
2339*a06bfe05SJan Sjodin     }
2340*a06bfe05SJan Sjodin     return IfBB;
2341*a06bfe05SJan Sjodin   }
2342*a06bfe05SJan Sjodin }
2343*a06bfe05SJan Sjodin 
2344*a06bfe05SJan Sjodin MachineBasicBlock *AMDGPUMachineCFGStructurizer::createIfRegion(
2345*a06bfe05SJan Sjodin     MachineBasicBlock *MergeBB, LinearizedRegion *InnerRegion,
2346*a06bfe05SJan Sjodin     LinearizedRegion *CurrentRegion, MachineBasicBlock *SelectBB,
2347*a06bfe05SJan Sjodin     unsigned BBSelectRegIn, unsigned BBSelectRegOut) {
2348*a06bfe05SJan Sjodin   unsigned CodeBBSelectReg =
2349*a06bfe05SJan Sjodin       InnerRegion->getRegionMRT()->getInnerOutputRegister();
2350*a06bfe05SJan Sjodin   MachineBasicBlock *CodeEntryBB = InnerRegion->getEntry();
2351*a06bfe05SJan Sjodin   MachineBasicBlock *CodeExitBB = InnerRegion->getExit();
2352*a06bfe05SJan Sjodin   MachineBasicBlock *IfBB = createIfBlock(MergeBB, CodeEntryBB, CodeExitBB,
2353*a06bfe05SJan Sjodin                                           SelectBB, BBSelectRegIn, true);
2354*a06bfe05SJan Sjodin   CurrentRegion->addMBB(IfBB);
2355*a06bfe05SJan Sjodin   bool isEntry = CurrentRegion->getEntry() == InnerRegion->getEntry();
2356*a06bfe05SJan Sjodin   if (isEntry) {
2357*a06bfe05SJan Sjodin 
2358*a06bfe05SJan Sjodin     if (CurrentRegion->getHasLoop()) {
2359*a06bfe05SJan Sjodin       MachineBasicBlock *RegionExit = CurrentRegion->getExit();
2360*a06bfe05SJan Sjodin       MachineBasicBlock *ETrueBB = nullptr;
2361*a06bfe05SJan Sjodin       MachineBasicBlock *EFalseBB = nullptr;
2362*a06bfe05SJan Sjodin       SmallVector<MachineOperand, 1> ECond;
2363*a06bfe05SJan Sjodin 
2364*a06bfe05SJan Sjodin       const DebugLoc &DL = DebugLoc();
2365*a06bfe05SJan Sjodin       TII->analyzeBranch(*RegionExit, ETrueBB, EFalseBB, ECond);
2366*a06bfe05SJan Sjodin       TII->removeBranch(*RegionExit);
2367*a06bfe05SJan Sjodin 
2368*a06bfe05SJan Sjodin       // We need to create a backedge if there is a loop
2369*a06bfe05SJan Sjodin       unsigned Reg =
2370*a06bfe05SJan Sjodin           TII->insertNE(RegionExit, RegionExit->instr_end(), DL,
2371*a06bfe05SJan Sjodin                         CurrentRegion->getRegionMRT()->getInnerOutputRegister(),
2372*a06bfe05SJan Sjodin                         CurrentRegion->getRegionMRT()->getEntry()->getNumber());
2373*a06bfe05SJan Sjodin       MachineOperand RegOp = MachineOperand::CreateReg(Reg, false, false, true);
2374*a06bfe05SJan Sjodin       ArrayRef<MachineOperand> Cond(RegOp);
2375*a06bfe05SJan Sjodin       DEBUG(dbgs() << "RegionExitReg: ");
2376*a06bfe05SJan Sjodin       DEBUG(Cond[0].print(dbgs(), TRI));
2377*a06bfe05SJan Sjodin       DEBUG(dbgs() << "\n");
2378*a06bfe05SJan Sjodin       TII->insertBranch(*RegionExit, CurrentRegion->getEntry(), RegionExit,
2379*a06bfe05SJan Sjodin                         Cond, DebugLoc());
2380*a06bfe05SJan Sjodin       RegionExit->addSuccessor(IfBB);
2381*a06bfe05SJan Sjodin     }
2382*a06bfe05SJan Sjodin   }
2383*a06bfe05SJan Sjodin   CurrentRegion->addMBBs(InnerRegion);
2384*a06bfe05SJan Sjodin   DEBUG(dbgs() << "Insert BB Select PHI (region)\n");
2385*a06bfe05SJan Sjodin   insertMergePHI(IfBB, CodeExitBB, MergeBB, BBSelectRegOut, BBSelectRegIn,
2386*a06bfe05SJan Sjodin                  CodeBBSelectReg);
2387*a06bfe05SJan Sjodin 
2388*a06bfe05SJan Sjodin   rewriteLiveOutRegs(IfBB, /* CodeEntryBB */ CodeExitBB, MergeBB, InnerRegion,
2389*a06bfe05SJan Sjodin                      CurrentRegion);
2390*a06bfe05SJan Sjodin 
2391*a06bfe05SJan Sjodin   rewriteRegionEntryPHIs(InnerRegion, IfBB);
2392*a06bfe05SJan Sjodin 
2393*a06bfe05SJan Sjodin   if (isEntry) {
2394*a06bfe05SJan Sjodin     CurrentRegion->setEntry(IfBB);
2395*a06bfe05SJan Sjodin   }
2396*a06bfe05SJan Sjodin 
2397*a06bfe05SJan Sjodin   if (isEntry) {
2398*a06bfe05SJan Sjodin     createEntryPHIs(CurrentRegion);
2399*a06bfe05SJan Sjodin   }
2400*a06bfe05SJan Sjodin 
2401*a06bfe05SJan Sjodin   return IfBB;
2402*a06bfe05SJan Sjodin }
2403*a06bfe05SJan Sjodin 
2404*a06bfe05SJan Sjodin void AMDGPUMachineCFGStructurizer::splitLoopPHI(MachineInstr &PHI,
2405*a06bfe05SJan Sjodin                                           MachineBasicBlock *Entry,
2406*a06bfe05SJan Sjodin                                           MachineBasicBlock *EntrySucc,
2407*a06bfe05SJan Sjodin                                           LinearizedRegion *LRegion) {
2408*a06bfe05SJan Sjodin   SmallVector<unsigned, 2> PHIRegionIndices;
2409*a06bfe05SJan Sjodin   getPHIRegionIndices(LRegion, PHI, PHIRegionIndices);
2410*a06bfe05SJan Sjodin 
2411*a06bfe05SJan Sjodin   assert(PHIRegionIndices.size() == 1);
2412*a06bfe05SJan Sjodin 
2413*a06bfe05SJan Sjodin   unsigned RegionIndex = PHIRegionIndices[0];
2414*a06bfe05SJan Sjodin   unsigned RegionSourceReg = getPHISourceReg(PHI, RegionIndex);
2415*a06bfe05SJan Sjodin   MachineBasicBlock *RegionSourceMBB = getPHIPred(PHI, RegionIndex);
2416*a06bfe05SJan Sjodin   unsigned PHIDest = getPHIDestReg(PHI);
2417*a06bfe05SJan Sjodin   unsigned PHISource = PHIDest;
2418*a06bfe05SJan Sjodin   unsigned ReplaceReg;
2419*a06bfe05SJan Sjodin 
2420*a06bfe05SJan Sjodin   if (shrinkPHI(PHI, PHIRegionIndices, &ReplaceReg)) {
2421*a06bfe05SJan Sjodin     PHISource = ReplaceReg;
2422*a06bfe05SJan Sjodin   }
2423*a06bfe05SJan Sjodin 
2424*a06bfe05SJan Sjodin   const TargetRegisterClass *RegClass = MRI->getRegClass(PHIDest);
2425*a06bfe05SJan Sjodin   unsigned NewDestReg = MRI->createVirtualRegister(RegClass);
2426*a06bfe05SJan Sjodin   LRegion->replaceRegisterInsideRegion(PHIDest, NewDestReg, false, MRI);
2427*a06bfe05SJan Sjodin   MachineInstrBuilder MIB =
2428*a06bfe05SJan Sjodin       BuildMI(*EntrySucc, EntrySucc->instr_begin(), PHI.getDebugLoc(),
2429*a06bfe05SJan Sjodin               TII->get(TargetOpcode::PHI), NewDestReg);
2430*a06bfe05SJan Sjodin   DEBUG(dbgs() << "Split Entry PHI " << PrintReg(NewDestReg, TRI)
2431*a06bfe05SJan Sjodin                << "<def> = PHI(");
2432*a06bfe05SJan Sjodin   MIB.addReg(PHISource);
2433*a06bfe05SJan Sjodin   MIB.addMBB(Entry);
2434*a06bfe05SJan Sjodin   DEBUG(dbgs() << PrintReg(PHISource, TRI) << ", BB#" << Entry->getNumber());
2435*a06bfe05SJan Sjodin   MIB.addReg(RegionSourceReg);
2436*a06bfe05SJan Sjodin   MIB.addMBB(RegionSourceMBB);
2437*a06bfe05SJan Sjodin   DEBUG(dbgs() << " ," << PrintReg(RegionSourceReg, TRI) << ", BB#"
2438*a06bfe05SJan Sjodin                << RegionSourceMBB->getNumber() << ")\n");
2439*a06bfe05SJan Sjodin }
2440*a06bfe05SJan Sjodin 
2441*a06bfe05SJan Sjodin void AMDGPUMachineCFGStructurizer::splitLoopPHIs(MachineBasicBlock *Entry,
2442*a06bfe05SJan Sjodin                                            MachineBasicBlock *EntrySucc,
2443*a06bfe05SJan Sjodin                                            LinearizedRegion *LRegion) {
2444*a06bfe05SJan Sjodin   SmallVector<MachineInstr *, 2> PHIs;
2445*a06bfe05SJan Sjodin   collectPHIs(Entry, PHIs);
2446*a06bfe05SJan Sjodin 
2447*a06bfe05SJan Sjodin   for (auto PHII : PHIs) {
2448*a06bfe05SJan Sjodin     splitLoopPHI(*PHII, Entry, EntrySucc, LRegion);
2449*a06bfe05SJan Sjodin   }
2450*a06bfe05SJan Sjodin }
2451*a06bfe05SJan Sjodin 
2452*a06bfe05SJan Sjodin // Split the exit block so that we can insert a end control flow
2453*a06bfe05SJan Sjodin MachineBasicBlock *
2454*a06bfe05SJan Sjodin AMDGPUMachineCFGStructurizer::splitExit(LinearizedRegion *LRegion) {
2455*a06bfe05SJan Sjodin   auto MRTRegion = LRegion->getRegionMRT();
2456*a06bfe05SJan Sjodin   auto Exit = LRegion->getExit();
2457*a06bfe05SJan Sjodin   auto MF = Exit->getParent();
2458*a06bfe05SJan Sjodin   auto Succ = MRTRegion->getSucc();
2459*a06bfe05SJan Sjodin 
2460*a06bfe05SJan Sjodin   auto NewExit = MF->CreateMachineBasicBlock();
2461*a06bfe05SJan Sjodin   auto AfterExitIter = Exit->getIterator();
2462*a06bfe05SJan Sjodin   AfterExitIter++;
2463*a06bfe05SJan Sjodin   MF->insert(AfterExitIter, NewExit);
2464*a06bfe05SJan Sjodin   Exit->removeSuccessor(Succ);
2465*a06bfe05SJan Sjodin   Exit->addSuccessor(NewExit);
2466*a06bfe05SJan Sjodin   NewExit->addSuccessor(Succ);
2467*a06bfe05SJan Sjodin   insertUnconditionalBranch(NewExit, Succ);
2468*a06bfe05SJan Sjodin   LRegion->addMBB(NewExit);
2469*a06bfe05SJan Sjodin   LRegion->setExit(NewExit);
2470*a06bfe05SJan Sjodin 
2471*a06bfe05SJan Sjodin   DEBUG(dbgs() << "Created new exit block: " << NewExit->getNumber() << "\n");
2472*a06bfe05SJan Sjodin 
2473*a06bfe05SJan Sjodin   // Replace any PHI Predecessors in the successor with NewExit
2474*a06bfe05SJan Sjodin   for (auto &II : *Succ) {
2475*a06bfe05SJan Sjodin     MachineInstr &Instr = II;
2476*a06bfe05SJan Sjodin 
2477*a06bfe05SJan Sjodin     // If we are past the PHI instructions we are done
2478*a06bfe05SJan Sjodin     if (!Instr.isPHI())
2479*a06bfe05SJan Sjodin       break;
2480*a06bfe05SJan Sjodin 
2481*a06bfe05SJan Sjodin     int numPreds = getPHINumInputs(Instr);
2482*a06bfe05SJan Sjodin     for (int i = 0; i < numPreds; ++i) {
2483*a06bfe05SJan Sjodin       auto Pred = getPHIPred(Instr, i);
2484*a06bfe05SJan Sjodin       if (Pred == Exit) {
2485*a06bfe05SJan Sjodin         setPhiPred(Instr, i, NewExit);
2486*a06bfe05SJan Sjodin       }
2487*a06bfe05SJan Sjodin     }
2488*a06bfe05SJan Sjodin   }
2489*a06bfe05SJan Sjodin 
2490*a06bfe05SJan Sjodin   return NewExit;
2491*a06bfe05SJan Sjodin }
2492*a06bfe05SJan Sjodin 
2493*a06bfe05SJan Sjodin 
2494*a06bfe05SJan Sjodin static MachineBasicBlock *split(MachineBasicBlock::iterator I) {
2495*a06bfe05SJan Sjodin   // Create the fall-through block.
2496*a06bfe05SJan Sjodin   MachineBasicBlock *MBB = (*I).getParent();
2497*a06bfe05SJan Sjodin   MachineFunction *MF = MBB->getParent();
2498*a06bfe05SJan Sjodin   MachineBasicBlock *SuccMBB = MF->CreateMachineBasicBlock();
2499*a06bfe05SJan Sjodin   auto MBBIter = ++(MBB->getIterator());
2500*a06bfe05SJan Sjodin   MF->insert(MBBIter, SuccMBB);
2501*a06bfe05SJan Sjodin   SuccMBB->transferSuccessorsAndUpdatePHIs(MBB);
2502*a06bfe05SJan Sjodin   MBB->addSuccessor(SuccMBB);
2503*a06bfe05SJan Sjodin 
2504*a06bfe05SJan Sjodin   // Splice the code over.
2505*a06bfe05SJan Sjodin   SuccMBB->splice(SuccMBB->end(), MBB, I, MBB->end());
2506*a06bfe05SJan Sjodin 
2507*a06bfe05SJan Sjodin   return SuccMBB;
2508*a06bfe05SJan Sjodin }
2509*a06bfe05SJan Sjodin 
2510*a06bfe05SJan Sjodin // Split the entry block separating PHI-nodes and the rest of the code
2511*a06bfe05SJan Sjodin // This is needed to insert an initializer for the bb select register
2512*a06bfe05SJan Sjodin // inloop regions.
2513*a06bfe05SJan Sjodin 
2514*a06bfe05SJan Sjodin MachineBasicBlock *
2515*a06bfe05SJan Sjodin AMDGPUMachineCFGStructurizer::splitEntry(LinearizedRegion *LRegion) {
2516*a06bfe05SJan Sjodin   MachineBasicBlock *Entry = LRegion->getEntry();
2517*a06bfe05SJan Sjodin   MachineBasicBlock *EntrySucc = split(Entry->getFirstNonPHI());
2518*a06bfe05SJan Sjodin   MachineBasicBlock *Exit = LRegion->getExit();
2519*a06bfe05SJan Sjodin 
2520*a06bfe05SJan Sjodin   DEBUG(dbgs() << "Split BB#" << Entry->getNumber() << " to BB#"
2521*a06bfe05SJan Sjodin                << Entry->getNumber() << " -> BB#" << EntrySucc->getNumber()
2522*a06bfe05SJan Sjodin                << "\n");
2523*a06bfe05SJan Sjodin   LRegion->addMBB(EntrySucc);
2524*a06bfe05SJan Sjodin 
2525*a06bfe05SJan Sjodin   // Make the backedge go to Entry Succ
2526*a06bfe05SJan Sjodin   if (Exit->isSuccessor(Entry)) {
2527*a06bfe05SJan Sjodin     Exit->removeSuccessor(Entry);
2528*a06bfe05SJan Sjodin   }
2529*a06bfe05SJan Sjodin   Exit->addSuccessor(EntrySucc);
2530*a06bfe05SJan Sjodin   MachineInstr &Branch = *(Exit->instr_rbegin());
2531*a06bfe05SJan Sjodin   for (auto &UI : Branch.uses()) {
2532*a06bfe05SJan Sjodin     if (UI.isMBB() && UI.getMBB() == Entry) {
2533*a06bfe05SJan Sjodin       UI.setMBB(EntrySucc);
2534*a06bfe05SJan Sjodin     }
2535*a06bfe05SJan Sjodin   }
2536*a06bfe05SJan Sjodin 
2537*a06bfe05SJan Sjodin   splitLoopPHIs(Entry, EntrySucc, LRegion);
2538*a06bfe05SJan Sjodin 
2539*a06bfe05SJan Sjodin   return EntrySucc;
2540*a06bfe05SJan Sjodin }
2541*a06bfe05SJan Sjodin 
2542*a06bfe05SJan Sjodin LinearizedRegion *
2543*a06bfe05SJan Sjodin AMDGPUMachineCFGStructurizer::initLinearizedRegion(RegionMRT *Region) {
2544*a06bfe05SJan Sjodin   LinearizedRegion *LRegion = Region->getLinearizedRegion();
2545*a06bfe05SJan Sjodin   LRegion->initLiveOut(Region, MRI, TRI, PHIInfo);
2546*a06bfe05SJan Sjodin   LRegion->setEntry(Region->getEntry());
2547*a06bfe05SJan Sjodin   return LRegion;
2548*a06bfe05SJan Sjodin }
2549*a06bfe05SJan Sjodin 
2550*a06bfe05SJan Sjodin static void removeOldExitPreds(RegionMRT *Region) {
2551*a06bfe05SJan Sjodin   MachineBasicBlock *Exit = Region->getSucc();
2552*a06bfe05SJan Sjodin   if (Exit == nullptr) {
2553*a06bfe05SJan Sjodin     return;
2554*a06bfe05SJan Sjodin   }
2555*a06bfe05SJan Sjodin   for (MachineBasicBlock::pred_iterator PI = Exit->pred_begin(),
2556*a06bfe05SJan Sjodin                                         E = Exit->pred_end();
2557*a06bfe05SJan Sjodin        PI != E; ++PI) {
2558*a06bfe05SJan Sjodin     if (Region->contains(*PI)) {
2559*a06bfe05SJan Sjodin       (*PI)->removeSuccessor(Exit);
2560*a06bfe05SJan Sjodin     }
2561*a06bfe05SJan Sjodin   }
2562*a06bfe05SJan Sjodin }
2563*a06bfe05SJan Sjodin 
2564*a06bfe05SJan Sjodin static bool mbbHasBackEdge(MachineBasicBlock *MBB,
2565*a06bfe05SJan Sjodin                            SmallPtrSet<MachineBasicBlock *, 8> &MBBs) {
2566*a06bfe05SJan Sjodin   for (auto SI = MBB->succ_begin(), SE = MBB->succ_end(); SI != SE; ++SI) {
2567*a06bfe05SJan Sjodin     if (MBBs.count(*SI) != 0) {
2568*a06bfe05SJan Sjodin       return true;
2569*a06bfe05SJan Sjodin     }
2570*a06bfe05SJan Sjodin   }
2571*a06bfe05SJan Sjodin   return false;
2572*a06bfe05SJan Sjodin }
2573*a06bfe05SJan Sjodin 
2574*a06bfe05SJan Sjodin static bool containsNewBackedge(MRT *Tree,
2575*a06bfe05SJan Sjodin                                 SmallPtrSet<MachineBasicBlock *, 8> &MBBs) {
2576*a06bfe05SJan Sjodin   // Need to traverse this in reverse since it is in post order.
2577*a06bfe05SJan Sjodin   if (Tree == nullptr)
2578*a06bfe05SJan Sjodin     return false;
2579*a06bfe05SJan Sjodin 
2580*a06bfe05SJan Sjodin   if (Tree->isMBB()) {
2581*a06bfe05SJan Sjodin     MachineBasicBlock *MBB = Tree->getMBBMRT()->getMBB();
2582*a06bfe05SJan Sjodin     MBBs.insert(MBB);
2583*a06bfe05SJan Sjodin     if (mbbHasBackEdge(MBB, MBBs)) {
2584*a06bfe05SJan Sjodin       return true;
2585*a06bfe05SJan Sjodin     }
2586*a06bfe05SJan Sjodin   } else {
2587*a06bfe05SJan Sjodin     RegionMRT *Region = Tree->getRegionMRT();
2588*a06bfe05SJan Sjodin     SetVector<MRT *> *Children = Region->getChildren();
2589*a06bfe05SJan Sjodin     for (auto CI = Children->rbegin(), CE = Children->rend(); CI != CE; ++CI) {
2590*a06bfe05SJan Sjodin       if (containsNewBackedge(*CI, MBBs))
2591*a06bfe05SJan Sjodin         return true;
2592*a06bfe05SJan Sjodin     }
2593*a06bfe05SJan Sjodin   }
2594*a06bfe05SJan Sjodin   return false;
2595*a06bfe05SJan Sjodin }
2596*a06bfe05SJan Sjodin 
2597*a06bfe05SJan Sjodin static bool containsNewBackedge(RegionMRT *Region) {
2598*a06bfe05SJan Sjodin   SmallPtrSet<MachineBasicBlock *, 8> MBBs;
2599*a06bfe05SJan Sjodin   return containsNewBackedge(Region, MBBs);
2600*a06bfe05SJan Sjodin }
2601*a06bfe05SJan Sjodin 
2602*a06bfe05SJan Sjodin bool AMDGPUMachineCFGStructurizer::structurizeComplexRegion(RegionMRT *Region) {
2603*a06bfe05SJan Sjodin   auto *LRegion = initLinearizedRegion(Region);
2604*a06bfe05SJan Sjodin   LRegion->setHasLoop(containsNewBackedge(Region));
2605*a06bfe05SJan Sjodin   MachineBasicBlock *LastMerge = createLinearizedExitBlock(Region);
2606*a06bfe05SJan Sjodin   MachineBasicBlock *CurrentMerge = LastMerge;
2607*a06bfe05SJan Sjodin   LRegion->addMBB(LastMerge);
2608*a06bfe05SJan Sjodin   LRegion->setExit(LastMerge);
2609*a06bfe05SJan Sjodin 
2610*a06bfe05SJan Sjodin   rewriteRegionExitPHIs(Region, LastMerge, LRegion);
2611*a06bfe05SJan Sjodin   removeOldExitPreds(Region);
2612*a06bfe05SJan Sjodin 
2613*a06bfe05SJan Sjodin   DEBUG(PHIInfo.dump(MRI));
2614*a06bfe05SJan Sjodin 
2615*a06bfe05SJan Sjodin   SetVector<MRT *> *Children = Region->getChildren();
2616*a06bfe05SJan Sjodin   DEBUG(dbgs() << "===========If Region Start===============\n");
2617*a06bfe05SJan Sjodin   if (LRegion->getHasLoop()) {
2618*a06bfe05SJan Sjodin     DEBUG(dbgs() << "Has Backedge: Yes\n");
2619*a06bfe05SJan Sjodin   } else {
2620*a06bfe05SJan Sjodin     DEBUG(dbgs() << "Has Backedge: No\n");
2621*a06bfe05SJan Sjodin   }
2622*a06bfe05SJan Sjodin 
2623*a06bfe05SJan Sjodin   unsigned BBSelectRegIn;
2624*a06bfe05SJan Sjodin   unsigned BBSelectRegOut;
2625*a06bfe05SJan Sjodin   for (auto CI = Children->begin(), CE = Children->end(); CI != CE; ++CI) {
2626*a06bfe05SJan Sjodin     DEBUG(dbgs() << "CurrentRegion: \n");
2627*a06bfe05SJan Sjodin     DEBUG(LRegion->print(dbgs(), TRI));
2628*a06bfe05SJan Sjodin 
2629*a06bfe05SJan Sjodin     auto CNI = CI;
2630*a06bfe05SJan Sjodin     ++CNI;
2631*a06bfe05SJan Sjodin 
2632*a06bfe05SJan Sjodin     MRT *Child = (*CI);
2633*a06bfe05SJan Sjodin 
2634*a06bfe05SJan Sjodin     if (Child->isRegion()) {
2635*a06bfe05SJan Sjodin 
2636*a06bfe05SJan Sjodin       LinearizedRegion *InnerLRegion =
2637*a06bfe05SJan Sjodin           Child->getRegionMRT()->getLinearizedRegion();
2638*a06bfe05SJan Sjodin       // We found the block is the exit of an inner region, we need
2639*a06bfe05SJan Sjodin       // to put it in the current linearized region.
2640*a06bfe05SJan Sjodin 
2641*a06bfe05SJan Sjodin       DEBUG(dbgs() << "Linearizing region: ");
2642*a06bfe05SJan Sjodin       DEBUG(InnerLRegion->print(dbgs(), TRI));
2643*a06bfe05SJan Sjodin       DEBUG(dbgs() << "\n");
2644*a06bfe05SJan Sjodin 
2645*a06bfe05SJan Sjodin       MachineBasicBlock *InnerEntry = InnerLRegion->getEntry();
2646*a06bfe05SJan Sjodin       if ((&(*(InnerEntry->getParent()->begin()))) == InnerEntry) {
2647*a06bfe05SJan Sjodin         // Entry has already been linearized, no need to do this region.
2648*a06bfe05SJan Sjodin         unsigned OuterSelect = InnerLRegion->getBBSelectRegOut();
2649*a06bfe05SJan Sjodin         unsigned InnerSelectReg =
2650*a06bfe05SJan Sjodin             InnerLRegion->getRegionMRT()->getInnerOutputRegister();
2651*a06bfe05SJan Sjodin         replaceRegisterWith(InnerSelectReg, OuterSelect),
2652*a06bfe05SJan Sjodin             resolvePHIInfos(InnerEntry);
2653*a06bfe05SJan Sjodin         if (!InnerLRegion->getExit()->isSuccessor(CurrentMerge))
2654*a06bfe05SJan Sjodin           InnerLRegion->getExit()->addSuccessor(CurrentMerge);
2655*a06bfe05SJan Sjodin         continue;
2656*a06bfe05SJan Sjodin       }
2657*a06bfe05SJan Sjodin 
2658*a06bfe05SJan Sjodin       BBSelectRegOut = Child->getBBSelectRegOut();
2659*a06bfe05SJan Sjodin       BBSelectRegIn = Child->getBBSelectRegIn();
2660*a06bfe05SJan Sjodin 
2661*a06bfe05SJan Sjodin       DEBUG(dbgs() << "BBSelectRegIn: " << PrintReg(BBSelectRegIn, TRI)
2662*a06bfe05SJan Sjodin                    << "\n");
2663*a06bfe05SJan Sjodin       DEBUG(dbgs() << "BBSelectRegOut: " << PrintReg(BBSelectRegOut, TRI)
2664*a06bfe05SJan Sjodin                    << "\n");
2665*a06bfe05SJan Sjodin 
2666*a06bfe05SJan Sjodin       MachineBasicBlock *IfEnd = CurrentMerge;
2667*a06bfe05SJan Sjodin       CurrentMerge = createIfRegion(CurrentMerge, InnerLRegion, LRegion,
2668*a06bfe05SJan Sjodin                                     Child->getRegionMRT()->getEntry(),
2669*a06bfe05SJan Sjodin                                     BBSelectRegIn, BBSelectRegOut);
2670*a06bfe05SJan Sjodin       TII->convertNonUniformIfRegion(CurrentMerge, IfEnd);
2671*a06bfe05SJan Sjodin     } else {
2672*a06bfe05SJan Sjodin       MachineBasicBlock *MBB = Child->getMBBMRT()->getMBB();
2673*a06bfe05SJan Sjodin       DEBUG(dbgs() << "Linearizing block: " << MBB->getNumber() << "\n");
2674*a06bfe05SJan Sjodin 
2675*a06bfe05SJan Sjodin       if (MBB == getSingleExitNode(*(MBB->getParent()))) {
2676*a06bfe05SJan Sjodin         // If this is the exit block then we need to skip to the next.
2677*a06bfe05SJan Sjodin         // The "in" register will be transferred to "out" in the next
2678*a06bfe05SJan Sjodin         // iteration.
2679*a06bfe05SJan Sjodin         continue;
2680*a06bfe05SJan Sjodin       }
2681*a06bfe05SJan Sjodin 
2682*a06bfe05SJan Sjodin       BBSelectRegOut = Child->getBBSelectRegOut();
2683*a06bfe05SJan Sjodin       BBSelectRegIn = Child->getBBSelectRegIn();
2684*a06bfe05SJan Sjodin 
2685*a06bfe05SJan Sjodin       DEBUG(dbgs() << "BBSelectRegIn: " << PrintReg(BBSelectRegIn, TRI)
2686*a06bfe05SJan Sjodin                    << "\n");
2687*a06bfe05SJan Sjodin       DEBUG(dbgs() << "BBSelectRegOut: " << PrintReg(BBSelectRegOut, TRI)
2688*a06bfe05SJan Sjodin                    << "\n");
2689*a06bfe05SJan Sjodin 
2690*a06bfe05SJan Sjodin       MachineBasicBlock *IfEnd = CurrentMerge;
2691*a06bfe05SJan Sjodin       // This is a basic block that is not part of an inner region, we
2692*a06bfe05SJan Sjodin       // need to put it in the current linearized region.
2693*a06bfe05SJan Sjodin       CurrentMerge = createIfRegion(CurrentMerge, MBB, LRegion, BBSelectRegIn,
2694*a06bfe05SJan Sjodin                                     BBSelectRegOut);
2695*a06bfe05SJan Sjodin       if (CurrentMerge) {
2696*a06bfe05SJan Sjodin         TII->convertNonUniformIfRegion(CurrentMerge, IfEnd);
2697*a06bfe05SJan Sjodin       }
2698*a06bfe05SJan Sjodin 
2699*a06bfe05SJan Sjodin       DEBUG(PHIInfo.dump(MRI));
2700*a06bfe05SJan Sjodin     }
2701*a06bfe05SJan Sjodin   }
2702*a06bfe05SJan Sjodin 
2703*a06bfe05SJan Sjodin   LRegion->removeFalseRegisterKills(MRI);
2704*a06bfe05SJan Sjodin 
2705*a06bfe05SJan Sjodin   if (LRegion->getHasLoop()) {
2706*a06bfe05SJan Sjodin     MachineBasicBlock *NewSucc = splitEntry(LRegion);
2707*a06bfe05SJan Sjodin     if (isFunctionEntryBlock(LRegion->getEntry())) {
2708*a06bfe05SJan Sjodin       resolvePHIInfos(LRegion->getEntry());
2709*a06bfe05SJan Sjodin     }
2710*a06bfe05SJan Sjodin     const DebugLoc &DL = NewSucc->findDebugLoc(NewSucc->getFirstNonPHI());
2711*a06bfe05SJan Sjodin     unsigned InReg = LRegion->getBBSelectRegIn();
2712*a06bfe05SJan Sjodin     unsigned InnerSelectReg =
2713*a06bfe05SJan Sjodin         MRI->createVirtualRegister(MRI->getRegClass(InReg));
2714*a06bfe05SJan Sjodin     unsigned NewInReg = MRI->createVirtualRegister(MRI->getRegClass(InReg));
2715*a06bfe05SJan Sjodin     TII->materializeImmediate(*(LRegion->getEntry()),
2716*a06bfe05SJan Sjodin                               LRegion->getEntry()->getFirstTerminator(), DL,
2717*a06bfe05SJan Sjodin                               NewInReg, Region->getEntry()->getNumber());
2718*a06bfe05SJan Sjodin     // Need to be careful about updating the registers inside the region.
2719*a06bfe05SJan Sjodin     LRegion->replaceRegisterInsideRegion(InReg, InnerSelectReg, false, MRI);
2720*a06bfe05SJan Sjodin     DEBUG(dbgs() << "Loop BBSelect Merge PHI:\n");
2721*a06bfe05SJan Sjodin     insertMergePHI(LRegion->getEntry(), LRegion->getExit(), NewSucc,
2722*a06bfe05SJan Sjodin                    InnerSelectReg, NewInReg,
2723*a06bfe05SJan Sjodin                    LRegion->getRegionMRT()->getInnerOutputRegister());
2724*a06bfe05SJan Sjodin     splitExit(LRegion);
2725*a06bfe05SJan Sjodin     TII->convertNonUniformLoopRegion(NewSucc, LastMerge);
2726*a06bfe05SJan Sjodin   }
2727*a06bfe05SJan Sjodin 
2728*a06bfe05SJan Sjodin   if (Region->isRoot()) {
2729*a06bfe05SJan Sjodin     TII->insertReturn(*LastMerge);
2730*a06bfe05SJan Sjodin   }
2731*a06bfe05SJan Sjodin 
2732*a06bfe05SJan Sjodin   DEBUG(Region->getEntry()->getParent()->dump());
2733*a06bfe05SJan Sjodin   DEBUG(LRegion->print(dbgs(), TRI));
2734*a06bfe05SJan Sjodin   DEBUG(PHIInfo.dump(MRI));
2735*a06bfe05SJan Sjodin 
2736*a06bfe05SJan Sjodin   DEBUG(dbgs() << "===========If Region End===============\n");
2737*a06bfe05SJan Sjodin 
2738*a06bfe05SJan Sjodin   Region->setLinearizedRegion(LRegion);
2739*a06bfe05SJan Sjodin   return true;
2740*a06bfe05SJan Sjodin }
2741*a06bfe05SJan Sjodin 
2742*a06bfe05SJan Sjodin bool AMDGPUMachineCFGStructurizer::structurizeRegion(RegionMRT *Region) {
2743*a06bfe05SJan Sjodin   if (false && regionIsSimpleIf(Region)) {
2744*a06bfe05SJan Sjodin     transformSimpleIfRegion(Region);
2745*a06bfe05SJan Sjodin     return true;
2746*a06bfe05SJan Sjodin   } else if (regionIsSequence(Region)) {
2747*a06bfe05SJan Sjodin     fixupRegionExits(Region);
2748*a06bfe05SJan Sjodin     return false;
2749*a06bfe05SJan Sjodin   } else {
2750*a06bfe05SJan Sjodin     structurizeComplexRegion(Region);
2751*a06bfe05SJan Sjodin   }
2752*a06bfe05SJan Sjodin   return false;
2753*a06bfe05SJan Sjodin }
2754*a06bfe05SJan Sjodin 
2755*a06bfe05SJan Sjodin static int structurize_once = 0;
2756*a06bfe05SJan Sjodin 
2757*a06bfe05SJan Sjodin bool AMDGPUMachineCFGStructurizer::structurizeRegions(RegionMRT *Region,
2758*a06bfe05SJan Sjodin                                                 bool isTopRegion) {
2759*a06bfe05SJan Sjodin   bool Changed = false;
2760*a06bfe05SJan Sjodin 
2761*a06bfe05SJan Sjodin   auto Children = Region->getChildren();
2762*a06bfe05SJan Sjodin   for (auto CI : *Children) {
2763*a06bfe05SJan Sjodin     if (CI->isRegion()) {
2764*a06bfe05SJan Sjodin       Changed |= structurizeRegions(CI->getRegionMRT(), false);
2765*a06bfe05SJan Sjodin     }
2766*a06bfe05SJan Sjodin   }
2767*a06bfe05SJan Sjodin 
2768*a06bfe05SJan Sjodin   if (structurize_once < 2 || true) {
2769*a06bfe05SJan Sjodin     Changed |= structurizeRegion(Region);
2770*a06bfe05SJan Sjodin     structurize_once++;
2771*a06bfe05SJan Sjodin   }
2772*a06bfe05SJan Sjodin   return Changed;
2773*a06bfe05SJan Sjodin }
2774*a06bfe05SJan Sjodin 
2775*a06bfe05SJan Sjodin void AMDGPUMachineCFGStructurizer::initFallthroughMap(MachineFunction &MF) {
2776*a06bfe05SJan Sjodin   DEBUG(dbgs() << "Fallthrough Map:\n");
2777*a06bfe05SJan Sjodin   for (auto &MBBI : MF) {
2778*a06bfe05SJan Sjodin     MachineBasicBlock *MBB = MBBI.getFallThrough();
2779*a06bfe05SJan Sjodin     if (MBB != nullptr) {
2780*a06bfe05SJan Sjodin       DEBUG(dbgs() << "Fallthrough: " << MBBI.getNumber() << " -> "
2781*a06bfe05SJan Sjodin                    << MBB->getNumber() << "\n");
2782*a06bfe05SJan Sjodin     }
2783*a06bfe05SJan Sjodin     FallthroughMap[&MBBI] = MBB;
2784*a06bfe05SJan Sjodin   }
2785*a06bfe05SJan Sjodin }
2786*a06bfe05SJan Sjodin 
2787*a06bfe05SJan Sjodin void AMDGPUMachineCFGStructurizer::createLinearizedRegion(RegionMRT *Region,
2788*a06bfe05SJan Sjodin                                                     unsigned SelectOut) {
2789*a06bfe05SJan Sjodin   LinearizedRegion *LRegion = new LinearizedRegion();
2790*a06bfe05SJan Sjodin   if (SelectOut) {
2791*a06bfe05SJan Sjodin     LRegion->addLiveOut(SelectOut);
2792*a06bfe05SJan Sjodin     DEBUG(dbgs() << "Add LiveOut (BBSelect): " << PrintReg(SelectOut, TRI)
2793*a06bfe05SJan Sjodin                  << "\n");
2794*a06bfe05SJan Sjodin   }
2795*a06bfe05SJan Sjodin   LRegion->setRegionMRT(Region);
2796*a06bfe05SJan Sjodin   Region->setLinearizedRegion(LRegion);
2797*a06bfe05SJan Sjodin   LRegion->setParent(Region->getParent()
2798*a06bfe05SJan Sjodin                          ? Region->getParent()->getLinearizedRegion()
2799*a06bfe05SJan Sjodin                          : nullptr);
2800*a06bfe05SJan Sjodin }
2801*a06bfe05SJan Sjodin 
2802*a06bfe05SJan Sjodin unsigned
2803*a06bfe05SJan Sjodin AMDGPUMachineCFGStructurizer::initializeSelectRegisters(MRT *MRT, unsigned SelectOut,
2804*a06bfe05SJan Sjodin                                                   MachineRegisterInfo *MRI,
2805*a06bfe05SJan Sjodin                                                   const SIInstrInfo *TII) {
2806*a06bfe05SJan Sjodin   if (MRT->isRegion()) {
2807*a06bfe05SJan Sjodin     RegionMRT *Region = MRT->getRegionMRT();
2808*a06bfe05SJan Sjodin     Region->setBBSelectRegOut(SelectOut);
2809*a06bfe05SJan Sjodin     unsigned InnerSelectOut = createBBSelectReg(TII, MRI);
2810*a06bfe05SJan Sjodin 
2811*a06bfe05SJan Sjodin     // Fixme: Move linearization creation to the original spot
2812*a06bfe05SJan Sjodin     createLinearizedRegion(Region, SelectOut);
2813*a06bfe05SJan Sjodin 
2814*a06bfe05SJan Sjodin     for (auto CI = Region->getChildren()->begin(),
2815*a06bfe05SJan Sjodin               CE = Region->getChildren()->end();
2816*a06bfe05SJan Sjodin          CI != CE; ++CI) {
2817*a06bfe05SJan Sjodin       InnerSelectOut =
2818*a06bfe05SJan Sjodin           initializeSelectRegisters((*CI), InnerSelectOut, MRI, TII);
2819*a06bfe05SJan Sjodin     }
2820*a06bfe05SJan Sjodin     MRT->setBBSelectRegIn(InnerSelectOut);
2821*a06bfe05SJan Sjodin     return InnerSelectOut;
2822*a06bfe05SJan Sjodin   } else {
2823*a06bfe05SJan Sjodin     MRT->setBBSelectRegOut(SelectOut);
2824*a06bfe05SJan Sjodin     unsigned NewSelectIn = createBBSelectReg(TII, MRI);
2825*a06bfe05SJan Sjodin     MRT->setBBSelectRegIn(NewSelectIn);
2826*a06bfe05SJan Sjodin     return NewSelectIn;
2827*a06bfe05SJan Sjodin   }
2828*a06bfe05SJan Sjodin }
2829*a06bfe05SJan Sjodin 
2830*a06bfe05SJan Sjodin static void checkRegOnlyPHIInputs(MachineFunction &MF) {
2831*a06bfe05SJan Sjodin   for (auto &MBBI : MF) {
2832*a06bfe05SJan Sjodin     for (MachineBasicBlock::instr_iterator I = MBBI.instr_begin(),
2833*a06bfe05SJan Sjodin                                            E = MBBI.instr_end();
2834*a06bfe05SJan Sjodin          I != E; ++I) {
2835*a06bfe05SJan Sjodin       MachineInstr &Instr = *I;
2836*a06bfe05SJan Sjodin       if (Instr.isPHI()) {
2837*a06bfe05SJan Sjodin         int numPreds = getPHINumInputs(Instr);
2838*a06bfe05SJan Sjodin         for (int i = 0; i < numPreds; ++i) {
2839*a06bfe05SJan Sjodin           assert(Instr.getOperand(i * 2 + 1).isReg() &&
2840*a06bfe05SJan Sjodin                  "PHI Operand not a register");
2841*a06bfe05SJan Sjodin         }
2842*a06bfe05SJan Sjodin       }
2843*a06bfe05SJan Sjodin     }
2844*a06bfe05SJan Sjodin   }
2845*a06bfe05SJan Sjodin }
2846*a06bfe05SJan Sjodin 
2847*a06bfe05SJan Sjodin 
2848*a06bfe05SJan Sjodin INITIALIZE_PASS_BEGIN(AMDGPUMachineCFGStructurizer, "amdgpu-machine-cfg-structurizer",
2849*a06bfe05SJan Sjodin                       "AMDGPU Machine CFG Structurizer", false, false)
2850*a06bfe05SJan Sjodin INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(MachineRegionInfoPass)
2851*a06bfe05SJan Sjodin INITIALIZE_PASS_END(AMDGPUMachineCFGStructurizer, "amdgpu-machine-cfg-structurizer",
2852*a06bfe05SJan Sjodin                     "AMDGPU Machine CFG Structurizer", false, false)
2853*a06bfe05SJan Sjodin 
2854*a06bfe05SJan Sjodin char AMDGPUMachineCFGStructurizerID = AMDGPUMachineCFGStructurizer::ID;
2855*a06bfe05SJan Sjodin 
2856*a06bfe05SJan Sjodin 
2857*a06bfe05SJan Sjodin bool AMDGPUMachineCFGStructurizer::runOnMachineFunction(MachineFunction &MF) {
2858*a06bfe05SJan Sjodin   const SISubtarget &ST = MF.getSubtarget<SISubtarget>();
2859*a06bfe05SJan Sjodin   const SIInstrInfo *TII = ST.getInstrInfo();
2860*a06bfe05SJan Sjodin   TRI = ST.getRegisterInfo();
2861*a06bfe05SJan Sjodin   MRI = &(MF.getRegInfo());
2862*a06bfe05SJan Sjodin   initFallthroughMap(MF);
2863*a06bfe05SJan Sjodin 
2864*a06bfe05SJan Sjodin   checkRegOnlyPHIInputs(MF);
2865*a06bfe05SJan Sjodin   DEBUG(dbgs() << "----STRUCTURIZER START----\n");
2866*a06bfe05SJan Sjodin   DEBUG(MF.dump());
2867*a06bfe05SJan Sjodin 
2868*a06bfe05SJan Sjodin   Regions = &(getAnalysis<MachineRegionInfoPass>().getRegionInfo());
2869*a06bfe05SJan Sjodin   DEBUG(Regions->dump());
2870*a06bfe05SJan Sjodin 
2871*a06bfe05SJan Sjodin   RegionMRT *RTree = MRT::buildMRT(MF, Regions, TII, MRI);
2872*a06bfe05SJan Sjodin   setRegionMRT(RTree);
2873*a06bfe05SJan Sjodin   initializeSelectRegisters(RTree, 0, MRI, TII);
2874*a06bfe05SJan Sjodin   DEBUG(RTree->dump(TRI));
2875*a06bfe05SJan Sjodin   bool result = structurizeRegions(RTree, true);
2876*a06bfe05SJan Sjodin   delete RTree;
2877*a06bfe05SJan Sjodin   DEBUG(dbgs() << "----STRUCTURIZER END----\n");
2878*a06bfe05SJan Sjodin   initFallthroughMap(MF);
2879*a06bfe05SJan Sjodin   return result;
2880*a06bfe05SJan Sjodin }
2881*a06bfe05SJan Sjodin 
2882*a06bfe05SJan Sjodin FunctionPass *llvm::createAMDGPUMachineCFGStructurizerPass() {
2883*a06bfe05SJan Sjodin   return new AMDGPUMachineCFGStructurizer();
2884*a06bfe05SJan Sjodin }
2885