Do not unnecessarily use AT_specification DIE because it does not add any value.
[oota-llvm.git] / lib / CodeGen / MachineLICM.cpp
index 1f0412498b66ebc021488c3e572123af73ea4b93..d310f252e28b181dfbff24ba9e29c45c1abf3a06 100644 (file)
 #include "llvm/CodeGen/MachineMemOperand.h"
 #include "llvm/CodeGen/MachineRegisterInfo.h"
 #include "llvm/CodeGen/PseudoSourceValue.h"
+#include "llvm/MC/MCInstrItineraries.h"
 #include "llvm/Target/TargetLowering.h"
 #include "llvm/Target/TargetRegisterInfo.h"
 #include "llvm/Target/TargetInstrInfo.h"
-#include "llvm/Target/TargetInstrItineraries.h"
 #include "llvm/Target/TargetMachine.h"
 #include "llvm/Analysis/AliasAnalysis.h"
 #include "llvm/ADT/DenseMap.h"
 #include "llvm/ADT/SmallSet.h"
 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
-#include "llvm/Support/CommandLine.h"
 #include "llvm/Support/Debug.h"
 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
-
 using namespace llvm;
 
 STATISTIC(NumHoisted,
@@ -110,7 +108,6 @@ namespace {
     const char *getPassName() const { return "Machine Instruction LICM"; }
 
     virtual void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
-      AU.setPreservesCFG();
       AU.addRequired<MachineLoopInfo>();
       AU.addRequired<MachineDominatorTree>();
       AU.addRequired<AliasAnalysis>();
@@ -171,15 +168,27 @@ namespace {
     /// 
     bool IsLoopInvariantInst(MachineInstr &I);
 
+    /// HasAnyPHIUse - Return true if the specified register is used by any
+    /// phi node.
+    bool HasAnyPHIUse(unsigned Reg) const;
+
     /// HasHighOperandLatency - Compute operand latency between a def of 'Reg'
     /// and an use in the current loop, return true if the target considered
     /// it 'high'.
-    bool HasHighOperandLatency(MachineInstr &MI, unsigned DefIdx, unsigned Reg);
+    bool HasHighOperandLatency(MachineInstr &MI, unsigned DefIdx,
+                               unsigned Reg) const;
+
+    bool IsCheapInstruction(MachineInstr &MI) const;
 
-    /// IncreaseHighRegPressure - Visit BBs from preheader to current BB, check
-    /// if hoisting an instruction of the given cost matrix can cause high
+    /// CanCauseHighRegPressure - Visit BBs from header to current BB,
+    /// check if hoisting an instruction of the given cost matrix can cause high
     /// register pressure.
-    bool IncreaseHighRegPressure(DenseMap<unsigned, int> &Cost);
+    bool CanCauseHighRegPressure(DenseMap<unsigned, int> &Cost);
+
+    /// UpdateBackTraceRegPressure - Traverse the back trace from header to
+    /// the current block and update their register pressures to reflect the
+    /// effect of hoisting MI from the current block to the preheader.
+    void UpdateBackTraceRegPressure(const MachineInstr *MI);
 
     /// IsProfitableToHoist - Return true if it is potentially profitable to
     /// hoist the given loop invariant.
@@ -193,20 +202,21 @@ namespace {
     ///
     void HoistRegion(MachineDomTreeNode *N, bool IsHeader = false);
 
+    /// getRegisterClassIDAndCost - For a given MI, register, and the operand
+    /// index, return the ID and cost of its representative register class by
+    /// reference.
+    void getRegisterClassIDAndCost(const MachineInstr *MI,
+                                   unsigned Reg, unsigned OpIdx,
+                                   unsigned &RCId, unsigned &RCCost) const;
+
     /// InitRegPressure - Find all virtual register references that are liveout
     /// of the preheader to initialize the starting "register pressure". Note
     /// this does not count live through (livein but not used) registers.
     void InitRegPressure(MachineBasicBlock *BB);
 
-    /// UpdateRegPressureBefore / UpdateRegPressureAfter - Update estimate of
-    /// register pressure before and after executing a specifi instruction.
-    void UpdateRegPressureBefore(const MachineInstr *MI,
-                                 SmallVector<unsigned, 4> &Defs);
-    void UpdateRegPressureAfter(SmallVector<unsigned, 4> &Defs);
-
-    /// isLoadFromConstantMemory - Return true if the given instruction is a
-    /// load from constant memory.
-    bool isLoadFromConstantMemory(MachineInstr *MI);
+    /// UpdateRegPressure - Update estimate of register pressure after the
+    /// specified instruction.
+    void UpdateRegPressure(const MachineInstr *MI);
 
     /// ExtractHoistableLoad - Unfold a load from the given machineinstr if
     /// the load itself could be hoisted. Return the unfolded and hoistable
@@ -228,8 +238,8 @@ namespace {
 
     /// Hoist - When an instruction is found to only use loop invariant operands
     /// that is safe to hoist, this instruction is called to do the dirty work.
-    ///
-    void Hoist(MachineInstr *MI, MachineBasicBlock *Preheader);
+    /// It returns true if the instruction is hoisted.
+    bool Hoist(MachineInstr *MI, MachineBasicBlock *Preheader);
 
     /// InitCSEMap - Initialize the CSE map with instructions that are in the
     /// current loop preheader that may become duplicates of instructions that
@@ -294,7 +304,7 @@ bool MachineLICM::runOnMachineFunction(MachineFunction &MF) {
     RegLimit.resize(NumRC);
     for (TargetRegisterInfo::regclass_iterator I = TRI->regclass_begin(),
            E = TRI->regclass_end(); I != E; ++I)
-      RegLimit[(*I)->getID()] = TLI->getRegPressureLimit(*I, MF);
+      RegLimit[(*I)->getID()] = TRI->getRegPressureLimit(*I, MF);
   }
 
   // Get our Loop information...
@@ -559,7 +569,7 @@ void MachineLICM::HoistRegion(MachineDomTreeNode *N, bool IsHeader) {
     return;
 
   if (IsHeader) {
-    // Compute registers which are liveout of preheader.
+    // Compute registers which are livein into the loop headers.
     RegSeen.clear();
     BackTrace.clear();
     InitRegPressure(Preheader);
@@ -568,17 +578,12 @@ void MachineLICM::HoistRegion(MachineDomTreeNode *N, bool IsHeader) {
   // Remember livein register pressure.
   BackTrace.push_back(RegPressure);
 
-  SmallVector<unsigned, 4> Defs;
   for (MachineBasicBlock::iterator
          MII = BB->begin(), E = BB->end(); MII != E; ) {
     MachineBasicBlock::iterator NextMII = MII; ++NextMII;
     MachineInstr *MI = &*MII;
-
-    assert(Defs.empty());
-    UpdateRegPressureBefore(MI, Defs);
-    Hoist(MI, Preheader);
-    UpdateRegPressureAfter(Defs);
-
+    if (!Hoist(MI, Preheader))
+      UpdateRegPressure(MI);
     MII = NextMII;
   }
 
@@ -594,12 +599,44 @@ void MachineLICM::HoistRegion(MachineDomTreeNode *N, bool IsHeader) {
   BackTrace.pop_back();
 }
 
+static bool isOperandKill(const MachineOperand &MO, MachineRegisterInfo *MRI) {
+  return MO.isKill() || MRI->hasOneNonDBGUse(MO.getReg());
+}
+
+/// getRegisterClassIDAndCost - For a given MI, register, and the operand
+/// index, return the ID and cost of its representative register class.
+void
+MachineLICM::getRegisterClassIDAndCost(const MachineInstr *MI,
+                                       unsigned Reg, unsigned OpIdx,
+                                       unsigned &RCId, unsigned &RCCost) const {
+  const TargetRegisterClass *RC = MRI->getRegClass(Reg);
+  EVT VT = *RC->vt_begin();
+  if (VT == MVT::untyped) {
+    RCId = RC->getID();
+    RCCost = 1;
+  } else {
+    RCId = TLI->getRepRegClassFor(VT)->getID();
+    RCCost = TLI->getRepRegClassCostFor(VT);
+  }
+}
+                                      
 /// InitRegPressure - Find all virtual register references that are liveout of
 /// the preheader to initialize the starting "register pressure". Note this
 /// does not count live through (livein but not used) registers.
 void MachineLICM::InitRegPressure(MachineBasicBlock *BB) {
   std::fill(RegPressure.begin(), RegPressure.end(), 0);
 
+  // If the preheader has only a single predecessor and it ends with a
+  // fallthrough or an unconditional branch, then scan its predecessor for live
+  // defs as well. This happens whenever the preheader is created by splitting
+  // the critical edge from the loop predecessor to the loop header.
+  if (BB->pred_size() == 1) {
+    MachineBasicBlock *TBB = 0, *FBB = 0;
+    SmallVector<MachineOperand, 4> Cond;
+    if (!TII->AnalyzeBranch(*BB, TBB, FBB, Cond, false) && Cond.empty())
+      InitRegPressure(*BB->pred_begin());
+  }
+
   for (MachineBasicBlock::iterator MII = BB->begin(), E = BB->end();
        MII != E; ++MII) {
     MachineInstr *MI = &*MII;
@@ -608,69 +645,61 @@ void MachineLICM::InitRegPressure(MachineBasicBlock *BB) {
       if (!MO.isReg() || MO.isImplicit())
         continue;
       unsigned Reg = MO.getReg();
-      if (!Reg || TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(Reg))
+      if (!TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(Reg))
         continue;
 
       bool isNew = RegSeen.insert(Reg);
-      const TargetRegisterClass *RC = MRI->getRegClass(Reg);
-      EVT VT = *RC->vt_begin();
-      unsigned RCId = TLI->getRepRegClassFor(VT)->getID();
+      unsigned RCId, RCCost;
+      getRegisterClassIDAndCost(MI, Reg, i, RCId, RCCost);
       if (MO.isDef())
-        RegPressure[RCId] += TLI->getRepRegClassCostFor(VT);
+        RegPressure[RCId] += RCCost;
       else {
-        if (isNew && !MO.isKill())
+        bool isKill = isOperandKill(MO, MRI);
+        if (isNew && !isKill)
           // Haven't seen this, it must be a livein.
-          RegPressure[RCId] += TLI->getRepRegClassCostFor(VT);
-        else if (!isNew && MO.isKill())
-          RegPressure[RCId] -= TLI->getRepRegClassCostFor(VT);
+          RegPressure[RCId] += RCCost;
+        else if (!isNew && isKill)
+          RegPressure[RCId] -= RCCost;
       }
     }
   }
 }
 
-/// UpdateRegPressureBefore / UpdateRegPressureAfter - Update estimate of
-/// register pressure before and after executing a specifi instruction.
-void MachineLICM::UpdateRegPressureBefore(const MachineInstr *MI,
-                                          SmallVector<unsigned, 4> &Defs) {
-  bool NoImpact = MI->isImplicitDef() || MI->isPHI();
+/// UpdateRegPressure - Update estimate of register pressure after the
+/// specified instruction.
+void MachineLICM::UpdateRegPressure(const MachineInstr *MI) {
+  if (MI->isImplicitDef())
+    return;
 
+  SmallVector<unsigned, 4> Defs;
   for (unsigned i = 0, e = MI->getDesc().getNumOperands(); i != e; ++i) {
     const MachineOperand &MO = MI->getOperand(i);
     if (!MO.isReg() || MO.isImplicit())
       continue;
     unsigned Reg = MO.getReg();
-    if (!Reg || TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(Reg))
+    if (!TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(Reg))
       continue;
 
     bool isNew = RegSeen.insert(Reg);
-    if (NoImpact)
-      continue;
-
     if (MO.isDef())
       Defs.push_back(Reg);
-    else {
-      if (!isNew && MO.isKill()) {
-        const TargetRegisterClass *RC = MRI->getRegClass(Reg);
-        EVT VT = *RC->vt_begin();
-        unsigned RCId = TLI->getRepRegClassFor(VT)->getID();
-        unsigned RCCost = TLI->getRepRegClassCostFor(VT);
-
-        assert(RCCost <= RegPressure[RCId]);
+    else if (!isNew && isOperandKill(MO, MRI)) {
+      unsigned RCId, RCCost;
+      getRegisterClassIDAndCost(MI, Reg, i, RCId, RCCost);
+      if (RCCost > RegPressure[RCId])
+        RegPressure[RCId] = 0;
+      else
         RegPressure[RCId] -= RCCost;
-      }
     }
   }
-}
 
-void MachineLICM::UpdateRegPressureAfter(SmallVector<unsigned, 4> &Defs) {
+  unsigned Idx = 0;
   while (!Defs.empty()) {
     unsigned Reg = Defs.pop_back_val();
-    RegSeen.insert(Reg);
-    const TargetRegisterClass *RC = MRI->getRegClass(Reg);
-    EVT VT = *RC->vt_begin();
-    unsigned RCId = TLI->getRepRegClassFor(VT)->getID();
-    unsigned RCCost = TLI->getRepRegClassCostFor(VT);
+    unsigned RCId, RCCost;
+    getRegisterClassIDAndCost(MI, Reg, Idx, RCId, RCCost);
     RegPressure[RCId] += RCCost;
+    ++Idx;
   }
 }
 
@@ -752,46 +781,38 @@ bool MachineLICM::IsLoopInvariantInst(MachineInstr &I) {
 }
 
 
-/// HasPHIUses - Return true if the specified register has any PHI use.
-static bool HasPHIUses(unsigned Reg, MachineRegisterInfo *MRI) {
+/// HasAnyPHIUse - Return true if the specified register is used by any
+/// phi node.
+bool MachineLICM::HasAnyPHIUse(unsigned Reg) const {
   for (MachineRegisterInfo::use_iterator UI = MRI->use_begin(Reg),
          UE = MRI->use_end(); UI != UE; ++UI) {
     MachineInstr *UseMI = &*UI;
     if (UseMI->isPHI())
       return true;
+    // Look pass copies as well.
+    if (UseMI->isCopy()) {
+      unsigned Def = UseMI->getOperand(0).getReg();
+      if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(Def) &&
+          HasAnyPHIUse(Def))
+        return true;
+    }
   }
   return false;
 }
 
-/// isLoadFromConstantMemory - Return true if the given instruction is a
-/// load from constant memory. Machine LICM will hoist these even if they are
-/// not re-materializable.
-bool MachineLICM::isLoadFromConstantMemory(MachineInstr *MI) {
-  if (!MI->getDesc().mayLoad()) return false;
-  if (!MI->hasOneMemOperand()) return false;
-  MachineMemOperand *MMO = *MI->memoperands_begin();
-  if (MMO->isVolatile()) return false;
-  if (!MMO->getValue()) return false;
-  const PseudoSourceValue *PSV = dyn_cast<PseudoSourceValue>(MMO->getValue());
-  if (PSV) {
-    MachineFunction &MF = *MI->getParent()->getParent();
-    return PSV->isConstant(MF.getFrameInfo());
-  } else {
-    return AA->pointsToConstantMemory(MMO->getValue());
-  }
-}
-
 /// HasHighOperandLatency - Compute operand latency between a def of 'Reg'
 /// and an use in the current loop, return true if the target considered
 /// it 'high'.
 bool MachineLICM::HasHighOperandLatency(MachineInstr &MI,
-                                        unsigned DefIdx, unsigned Reg) {
-  if (MRI->use_nodbg_empty(Reg))
+                                        unsigned DefIdx, unsigned Reg) const {
+  if (!InstrItins || InstrItins->isEmpty() || MRI->use_nodbg_empty(Reg))
     return false;
 
   for (MachineRegisterInfo::use_nodbg_iterator I = MRI->use_nodbg_begin(Reg),
          E = MRI->use_nodbg_end(); I != E; ++I) {
     MachineInstr *UseMI = &*I;
+    if (UseMI->isCopyLike())
+      continue;
     if (!CurLoop->contains(UseMI->getParent()))
       continue;
     for (unsigned i = 0, e = UseMI->getNumOperands(); i != e; ++i) {
@@ -813,31 +834,99 @@ bool MachineLICM::HasHighOperandLatency(MachineInstr &MI,
   return false;
 }
 
-/// IncreaseHighRegPressure - Visit BBs from preheader to current BB, check
+/// IsCheapInstruction - Return true if the instruction is marked "cheap" or
+/// the operand latency between its def and a use is one or less.
+bool MachineLICM::IsCheapInstruction(MachineInstr &MI) const {
+  if (MI.getDesc().isAsCheapAsAMove() || MI.isCopyLike())
+    return true;
+  if (!InstrItins || InstrItins->isEmpty())
+    return false;
+
+  bool isCheap = false;
+  unsigned NumDefs = MI.getDesc().getNumDefs();
+  for (unsigned i = 0, e = MI.getNumOperands(); NumDefs && i != e; ++i) {
+    MachineOperand &DefMO = MI.getOperand(i);
+    if (!DefMO.isReg() || !DefMO.isDef())
+      continue;
+    --NumDefs;
+    unsigned Reg = DefMO.getReg();
+    if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(Reg))
+      continue;
+
+    if (!TII->hasLowDefLatency(InstrItins, &MI, i))
+      return false;
+    isCheap = true;
+  }
+
+  return isCheap;
+}
+
+/// CanCauseHighRegPressure - Visit BBs from header to current BB, check
 /// if hoisting an instruction of the given cost matrix can cause high
 /// register pressure.
-bool MachineLICM::IncreaseHighRegPressure(DenseMap<unsigned, int> &Cost) {
-  for (unsigned i = BackTrace.size(); i != 0; --i) {
-    bool AnyIncrease = false;
-    SmallVector<unsigned, 8> &RP = BackTrace[i-1];
-    for (DenseMap<unsigned, int>::iterator CI = Cost.begin(), CE = Cost.end();
-         CI != CE; ++CI) {
-      if (CI->second <= 0) 
-        continue;
-      AnyIncrease = true;
-      unsigned RCId = CI->first;
+bool MachineLICM::CanCauseHighRegPressure(DenseMap<unsigned, int> &Cost) {
+  for (DenseMap<unsigned, int>::iterator CI = Cost.begin(), CE = Cost.end();
+       CI != CE; ++CI) {
+    if (CI->second <= 0) 
+      continue;
+
+    unsigned RCId = CI->first;
+    for (unsigned i = BackTrace.size(); i != 0; --i) {
+      SmallVector<unsigned, 8> &RP = BackTrace[i-1];
       if (RP[RCId] + CI->second >= RegLimit[RCId])
         return true;
     }
-
-    if (!AnyIncrease)
-      // Hoisting the instruction doesn't increase register pressure.
-      return false;
   }
 
   return false;
 }
 
+/// UpdateBackTraceRegPressure - Traverse the back trace from header to the
+/// current block and update their register pressures to reflect the effect
+/// of hoisting MI from the current block to the preheader.
+void MachineLICM::UpdateBackTraceRegPressure(const MachineInstr *MI) {
+  if (MI->isImplicitDef())
+    return;
+
+  // First compute the 'cost' of the instruction, i.e. its contribution
+  // to register pressure.
+  DenseMap<unsigned, int> Cost;
+  for (unsigned i = 0, e = MI->getDesc().getNumOperands(); i != e; ++i) {
+    const MachineOperand &MO = MI->getOperand(i);
+    if (!MO.isReg() || MO.isImplicit())
+      continue;
+    unsigned Reg = MO.getReg();
+    if (!TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(Reg))
+      continue;
+
+    unsigned RCId, RCCost;
+    getRegisterClassIDAndCost(MI, Reg, i, RCId, RCCost);
+    if (MO.isDef()) {
+      DenseMap<unsigned, int>::iterator CI = Cost.find(RCId);
+      if (CI != Cost.end())
+        CI->second += RCCost;
+      else
+        Cost.insert(std::make_pair(RCId, RCCost));
+    } else if (isOperandKill(MO, MRI)) {
+      DenseMap<unsigned, int>::iterator CI = Cost.find(RCId);
+      if (CI != Cost.end())
+        CI->second -= RCCost;
+      else
+        Cost.insert(std::make_pair(RCId, -RCCost));
+    }
+  }
+
+  // Update register pressure of blocks from loop header to current block.
+  for (unsigned i = 0, e = BackTrace.size(); i != e; ++i) {
+    SmallVector<unsigned, 8> &RP = BackTrace[i];
+    for (DenseMap<unsigned, int>::iterator CI = Cost.begin(), CE = Cost.end();
+         CI != CE; ++CI) {
+      unsigned RCId = CI->first;
+      RP[RCId] += CI->second;
+    }
+  }
+}
+
 /// IsProfitableToHoist - Return true if it is potentially profitable to hoist
 /// the given loop invariant.
 bool MachineLICM::IsProfitableToHoist(MachineInstr &MI) {
@@ -852,7 +941,7 @@ bool MachineLICM::IsProfitableToHoist(MachineInstr &MI) {
   // trade off is it may cause spill in high pressure situation. It will end up
   // adding a store in the loop preheader. But the reload is no more expensive.
   // The side benefit is these loads are frequently CSE'ed.
-  if (MI.getDesc().isAsCheapAsAMove()) {
+  if (IsCheapInstruction(MI)) {
     if (!TII->isTriviallyReMaterializable(&MI, AA))
       return false;
   } else {
@@ -860,40 +949,34 @@ bool MachineLICM::IsProfitableToHoist(MachineInstr &MI) {
     // In low register pressure situation, we can be more aggressive about 
     // hoisting. Also, favors hoisting long latency instructions even in
     // moderately high pressure situation.
+    // FIXME: If there are long latency loop-invariant instructions inside the
+    // loop at this point, why didn't the optimizer's LICM hoist them?
     DenseMap<unsigned, int> Cost;
     for (unsigned i = 0, e = MI.getDesc().getNumOperands(); i != e; ++i) {
       const MachineOperand &MO = MI.getOperand(i);
       if (!MO.isReg() || MO.isImplicit())
         continue;
       unsigned Reg = MO.getReg();
-      if (!Reg || TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(Reg))
+      if (!TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(Reg))
         continue;
+
+      unsigned RCId, RCCost;
+      getRegisterClassIDAndCost(&MI, Reg, i, RCId, RCCost);
       if (MO.isDef()) {
         if (HasHighOperandLatency(MI, i, Reg)) {
           ++NumHighLatency;
           return true;
         }
 
-        const TargetRegisterClass *RC = MRI->getRegClass(Reg);
-        EVT VT = *RC->vt_begin();
-        unsigned RCId = TLI->getRepRegClassFor(VT)->getID();
-        unsigned RCCost = TLI->getRepRegClassCostFor(VT);
         DenseMap<unsigned, int>::iterator CI = Cost.find(RCId);
-        // If the instruction is not register pressure neutrail (or better),
-        // check if hoisting it will cause high register pressure in BB's
-        // leading up to this point.
         if (CI != Cost.end())
           CI->second += RCCost;
         else
           Cost.insert(std::make_pair(RCId, RCCost));
-      } else if (MO.isKill()) {
+      } else if (isOperandKill(MO, MRI)) {
         // Is a virtual register use is a kill, hoisting it out of the loop
         // may actually reduce register pressure or be register pressure
-        // neutral
-        const TargetRegisterClass *RC = MRI->getRegClass(Reg);
-        EVT VT = *RC->vt_begin();
-        unsigned RCId = TLI->getRepRegClassFor(VT)->getID();
-        unsigned RCCost = TLI->getRepRegClassCostFor(VT);
+        // neutral.
         DenseMap<unsigned, int>::iterator CI = Cost.find(RCId);
         if (CI != Cost.end())
           CI->second -= RCCost;
@@ -902,9 +985,9 @@ bool MachineLICM::IsProfitableToHoist(MachineInstr &MI) {
       }
     }
 
-    // Visit BBs from preheader to current BB, if hoisting this doesn't cause
+    // Visit BBs from header to current BB, if hoisting this doesn't cause
     // high register pressure, then it's safe to proceed.
-    if (!IncreaseHighRegPressure(Cost)) {
+    if (!CanCauseHighRegPressure(Cost)) {
       ++NumLowRP;
       return true;
     }
@@ -912,18 +995,17 @@ bool MachineLICM::IsProfitableToHoist(MachineInstr &MI) {
     // High register pressure situation, only hoist if the instruction is going to
     // be remat'ed.
     if (!TII->isTriviallyReMaterializable(&MI, AA) &&
-        !isLoadFromConstantMemory(&MI))
+        !MI.isInvariantLoad(AA))
       return false;
   }
 
-  // If result(s) of this instruction is used by PHIs, then don't hoist it.
-  // The presence of joins makes it difficult for current register allocator
-  // implementation to perform remat.
+  // If result(s) of this instruction is used by PHIs outside of the loop, then
+  // don't hoist it if the instruction because it will introduce an extra copy.
   for (unsigned i = 0, e = MI.getNumOperands(); i != e; ++i) {
     const MachineOperand &MO = MI.getOperand(i);
     if (!MO.isReg() || !MO.isDef())
       continue;
-    if (HasPHIUses(MO.getReg(), MRI))
+    if (HasAnyPHIUse(MO.getReg()))
       return false;
   }
 
@@ -938,7 +1020,7 @@ MachineInstr *MachineLICM::ExtractHoistableLoad(MachineInstr *MI) {
   // If not, we may be able to unfold a load and hoist that.
   // First test whether the instruction is loading from an amenable
   // memory location.
-  if (!isLoadFromConstantMemory(MI))
+  if (!MI->isInvariantLoad(AA))
     return 0;
 
   // Next determine the register class for a temporary register.
@@ -949,9 +1031,9 @@ MachineInstr *MachineLICM::ExtractHoistableLoad(MachineInstr *MI) {
                                     /*UnfoldStore=*/false,
                                     &LoadRegIndex);
   if (NewOpc == 0) return 0;
-  const TargetInstrDesc &TID = TII->get(NewOpc);
-  if (TID.getNumDefs() != 1) return 0;
-  const TargetRegisterClass *RC = TID.OpInfo[LoadRegIndex].getRegClass(TRI);
+  const MCInstrDesc &MID = TII->get(NewOpc);
+  if (MID.getNumDefs() != 1) return 0;
+  const TargetRegisterClass *RC = TII->getRegClass(MID, LoadRegIndex, TRI);
   // Ok, we're unfolding. Create a temporary register and do the unfold.
   unsigned Reg = MRI->createVirtualRegister(RC);
 
@@ -977,6 +1059,10 @@ MachineInstr *MachineLICM::ExtractHoistableLoad(MachineInstr *MI) {
     NewMIs[1]->eraseFromParent();
     return 0;
   }
+
+  // Update register pressure for the unfolded instruction.
+  UpdateRegPressure(NewMIs[1]);
+
   // Otherwise we successfully unfolded a load that we can hoist.
   MI->eraseFromParent();
   return NewMIs[0];
@@ -985,20 +1071,15 @@ MachineInstr *MachineLICM::ExtractHoistableLoad(MachineInstr *MI) {
 void MachineLICM::InitCSEMap(MachineBasicBlock *BB) {
   for (MachineBasicBlock::iterator I = BB->begin(),E = BB->end(); I != E; ++I) {
     const MachineInstr *MI = &*I;
-    // FIXME: For now, only hoist re-materilizable instructions. LICM will
-    // increase register pressure. We want to make sure it doesn't increase
-    // spilling.
-    if (TII->isTriviallyReMaterializable(MI, AA)) {
-      unsigned Opcode = MI->getOpcode();
-      DenseMap<unsigned, std::vector<const MachineInstr*> >::iterator
-        CI = CSEMap.find(Opcode);
-      if (CI != CSEMap.end())
-        CI->second.push_back(MI);
-      else {
-        std::vector<const MachineInstr*> CSEMIs;
-        CSEMIs.push_back(MI);
-        CSEMap.insert(std::make_pair(Opcode, CSEMIs));
-      }
+    unsigned Opcode = MI->getOpcode();
+    DenseMap<unsigned, std::vector<const MachineInstr*> >::iterator
+      CI = CSEMap.find(Opcode);
+    if (CI != CSEMap.end())
+      CI->second.push_back(MI);
+    else {
+      std::vector<const MachineInstr*> CSEMIs;
+      CSEMIs.push_back(MI);
+      CSEMap.insert(std::make_pair(Opcode, CSEMIs));
     }
   }
 }
@@ -1008,7 +1089,7 @@ MachineLICM::LookForDuplicate(const MachineInstr *MI,
                               std::vector<const MachineInstr*> &PrevMIs) {
   for (unsigned i = 0, e = PrevMIs.size(); i != e; ++i) {
     const MachineInstr *PrevMI = PrevMIs[i];
-    if (TII->produceSameValue(MI, PrevMI))
+    if (TII->produceSameValue(MI, PrevMI, (PreRegAlloc ? MRI : 0)))
       return PrevMI;
   }
   return 0;
@@ -1051,12 +1132,12 @@ bool MachineLICM::EliminateCSE(MachineInstr *MI,
 /// Hoist - When an instruction is found to use only loop invariant operands
 /// that are safe to hoist, this instruction is called to do the dirty work.
 ///
-void MachineLICM::Hoist(MachineInstr *MI, MachineBasicBlock *Preheader) {
+bool MachineLICM::Hoist(MachineInstr *MI, MachineBasicBlock *Preheader) {
   // First check whether we should hoist this instruction.
   if (!IsLoopInvariantInst(*MI) || !IsProfitableToHoist(*MI)) {
     // If not, try unfolding a hoistable load.
     MI = ExtractHoistableLoad(MI);
-    if (!MI) return;
+    if (!MI) return false;
   }
 
   // Now move the instructions to the predecessor, inserting it before any
@@ -1087,6 +1168,9 @@ void MachineLICM::Hoist(MachineInstr *MI, MachineBasicBlock *Preheader) {
     // Otherwise, splice the instruction to the preheader.
     Preheader->splice(Preheader->getFirstTerminator(),MI->getParent(),MI);
 
+    // Update register pressure for BBs from header to this block.
+    UpdateBackTraceRegPressure(MI);
+
     // Clear the kill flags of any register this instruction defines,
     // since they may need to be live throughout the entire loop
     // rather than just live for part of it.
@@ -1108,6 +1192,8 @@ void MachineLICM::Hoist(MachineInstr *MI, MachineBasicBlock *Preheader) {
 
   ++NumHoisted;
   Changed = true;
+
+  return true;
 }
 
 MachineBasicBlock *MachineLICM::getCurPreheader() {