Correctly extract the ValueType from a VTSDNode.
[oota-llvm.git] / lib / CodeGen / RegAllocLinearScan.cpp
index 357a9fcd1a1c2869c78eb23c44b9129b463555d0..8a9eb3de0b505fc10e55bed142547b04977a7cc3 100644 (file)
 // This file implements a linear scan register allocator.
 //
 //===----------------------------------------------------------------------===//
+
 #define DEBUG_TYPE "regalloc"
+#include "llvm/CodeGen/LiveIntervalAnalysis.h"
+#include "PhysRegTracker.h"
+#include "VirtRegMap.h"
 #include "llvm/Function.h"
-#include "llvm/CodeGen/LiveIntervals.h"
-#include "llvm/CodeGen/LiveVariables.h"
-#include "llvm/CodeGen/MachineFrameInfo.h"
 #include "llvm/CodeGen/MachineFunctionPass.h"
 #include "llvm/CodeGen/MachineInstr.h"
 #include "llvm/CodeGen/Passes.h"
+#include "llvm/CodeGen/RegAllocRegistry.h"
+#include "llvm/CodeGen/RegisterCoalescer.h"
 #include "llvm/CodeGen/SSARegMap.h"
 #include "llvm/Target/MRegisterInfo.h"
-#include "llvm/Target/TargetInstrInfo.h"
 #include "llvm/Target/TargetMachine.h"
-#include "llvm/Support/CFG.h"
-#include "Support/Debug.h"
-#include "Support/DepthFirstIterator.h"
-#include "Support/Statistic.h"
-#include "Support/STLExtras.h"
+#include "llvm/ADT/EquivalenceClasses.h"
+#include "llvm/ADT/Statistic.h"
+#include "llvm/ADT/STLExtras.h"
+#include "llvm/Support/Debug.h"
+#include "llvm/Support/Compiler.h"
 #include <algorithm>
+#include <set>
+#include <queue>
+#include <memory>
+#include <cmath>
 using namespace llvm;
 
-namespace {
-    Statistic<> numStores("ra-linearscan", "Number of stores added");
-    Statistic<> numLoads ("ra-linearscan", "Number of loads added");
-
-    class PhysRegTracker {
-    private:
-        const MRegisterInfo* mri_;
-        std::vector<unsigned> regUse_;
-
-    public:
-        PhysRegTracker(MachineFunction* mf)
-            : mri_(mf ? mf->getTarget().getRegisterInfo() : NULL) {
-            if (mri_) {
-                regUse_.assign(mri_->getNumRegs(), 0);
-            }
-        }
+STATISTIC(NumIters     , "Number of iterations performed");
+STATISTIC(NumBacktracks, "Number of times we had to backtrack");
 
-        PhysRegTracker(const PhysRegTracker& rhs)
-            : mri_(rhs.mri_),
-              regUse_(rhs.regUse_) {
-        }
+static RegisterRegAlloc
+linearscanRegAlloc("linearscan", "  linear scan register allocator",
+                   createLinearScanRegisterAllocator);
 
-        const PhysRegTracker& operator=(const PhysRegTracker& rhs) {
-            mri_ = rhs.mri_;
-            regUse_ = rhs.regUse_;
-            return *this;
-        }
+namespace {
+  struct VISIBILITY_HIDDEN RALinScan : public MachineFunctionPass {
+    static char ID;
+    RALinScan() : MachineFunctionPass((intptr_t)&ID) {}
+
+    typedef std::pair<LiveInterval*, LiveInterval::iterator> IntervalPtr;
+    typedef std::vector<IntervalPtr> IntervalPtrs;
+  private:
+    /// RelatedRegClasses - This structure is built the first time a function is
+    /// compiled, and keeps track of which register classes have registers that
+    /// belong to multiple classes or have aliases that are in other classes.
+    EquivalenceClasses<const TargetRegisterClass*> RelatedRegClasses;
+    std::map<unsigned, const TargetRegisterClass*> OneClassForEachPhysReg;
+
+    MachineFunction* mf_;
+    const TargetMachine* tm_;
+    const MRegisterInfo* mri_;
+    LiveIntervals* li_;
+
+    /// handled_ - Intervals are added to the handled_ set in the order of their
+    /// start value.  This is uses for backtracking.
+    std::vector<LiveInterval*> handled_;
+
+    /// fixed_ - Intervals that correspond to machine registers.
+    ///
+    IntervalPtrs fixed_;
+
+    /// active_ - Intervals that are currently being processed, and which have a
+    /// live range active for the current point.
+    IntervalPtrs active_;
+
+    /// inactive_ - Intervals that are currently being processed, but which have
+    /// a hold at the current point.
+    IntervalPtrs inactive_;
+
+    typedef std::priority_queue<LiveInterval*,
+                                std::vector<LiveInterval*>,
+                                greater_ptr<LiveInterval> > IntervalHeap;
+    IntervalHeap unhandled_;
+    std::auto_ptr<PhysRegTracker> prt_;
+    std::auto_ptr<VirtRegMap> vrm_;
+    std::auto_ptr<Spiller> spiller_;
+
+  public:
+    virtual const char* getPassName() const {
+      return "Linear Scan Register Allocator";
+    }
 
-        void addPhysRegUse(unsigned physReg) {
-            ++regUse_[physReg];
-            for (const unsigned* as = mri_->getAliasSet(physReg); *as; ++as) {
-                physReg = *as;
-                ++regUse_[physReg];
-            }
-        }
+    virtual void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
+      AU.addRequired<LiveIntervals>();
+      // Make sure PassManager knows which analyses to make available
+      // to coalescing and which analyses coalescing invalidates.
+      AU.addRequiredTransitive<RegisterCoalescer>();
+      MachineFunctionPass::getAnalysisUsage(AU);
+    }
 
-        void delPhysRegUse(unsigned physReg) {
-            assert(regUse_[physReg] != 0);
-            --regUse_[physReg];
-            for (const unsigned* as = mri_->getAliasSet(physReg); *as; ++as) {
-                physReg = *as;
-                assert(regUse_[physReg] != 0);
-                --regUse_[physReg];
-            }
-        }
+    /// runOnMachineFunction - register allocate the whole function
+    bool runOnMachineFunction(MachineFunction&);
 
-        bool isPhysRegAvail(unsigned physReg) const {
-            return regUse_[physReg] == 0;
-        }
-    };
+  private:
+    /// linearScan - the linear scan algorithm
+    void linearScan();
 
-    class RA : public MachineFunctionPass {
-    private:
-        MachineFunction* mf_;
-        const TargetMachine* tm_;
-        const TargetInstrInfo* tii_;
-        const MRegisterInfo* mri_;
-        LiveIntervals* li_;
-        typedef std::list<LiveIntervals::Interval*> IntervalPtrs;
-        IntervalPtrs unhandled_, fixed_, active_, inactive_, handled_;
+    /// initIntervalSets - initialize the interval sets.
+    ///
+    void initIntervalSets();
 
-        PhysRegTracker prt_;
+    /// processActiveIntervals - expire old intervals and move non-overlapping
+    /// ones to the inactive list.
+    void processActiveIntervals(unsigned CurPoint);
 
-        typedef std::map<unsigned, unsigned> Virt2PhysMap;
-        Virt2PhysMap v2pMap_;
+    /// processInactiveIntervals - expire old intervals and move overlapping
+    /// ones to the active list.
+    void processInactiveIntervals(unsigned CurPoint);
 
-        typedef std::map<unsigned, int> Virt2StackSlotMap;
-        Virt2StackSlotMap v2ssMap_;
+    /// assignRegOrStackSlotAtInterval - assign a register if one
+    /// is available, or spill.
+    void assignRegOrStackSlotAtInterval(LiveInterval* cur);
 
-        int instrAdded_;
+    ///
+    /// register handling helpers
+    ///
 
-        typedef std::vector<float> SpillWeights;
-        SpillWeights spillWeights_;
+    /// getFreePhysReg - return a free physical register for this virtual
+    /// register interval if we have one, otherwise return 0.
+    unsigned getFreePhysReg(LiveInterval* cur);
 
-    public:
-        RA()
-            : prt_(NULL) {
+    /// assignVirt2StackSlot - assigns this virtual register to a
+    /// stack slot. returns the stack slot
+    int assignVirt2StackSlot(unsigned virtReg);
 
-        }
+    void ComputeRelatedRegClasses();
 
-        virtual const char* getPassName() const {
-            return "Linear Scan Register Allocator";
+    template <typename ItTy>
+    void printIntervals(const char* const str, ItTy i, ItTy e) const {
+      if (str) DOUT << str << " intervals:\n";
+      for (; i != e; ++i) {
+        DOUT << "\t" << *i->first << " -> ";
+        unsigned reg = i->first->reg;
+        if (MRegisterInfo::isVirtualRegister(reg)) {
+          reg = vrm_->getPhys(reg);
         }
+        DOUT << mri_->getName(reg) << '\n';
+      }
+    }
+  };
+  char RALinScan::ID = 0;
+}
 
-        virtual void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
-            AU.addRequired<LiveVariables>();
-            AU.addRequired<LiveIntervals>();
-            MachineFunctionPass::getAnalysisUsage(AU);
-        }
+void RALinScan::ComputeRelatedRegClasses() {
+  const MRegisterInfo &MRI = *mri_;
+  
+  // First pass, add all reg classes to the union, and determine at least one
+  // reg class that each register is in.
+  bool HasAliases = false;
+  for (MRegisterInfo::regclass_iterator RCI = MRI.regclass_begin(),
+       E = MRI.regclass_end(); RCI != E; ++RCI) {
+    RelatedRegClasses.insert(*RCI);
+    for (TargetRegisterClass::iterator I = (*RCI)->begin(), E = (*RCI)->end();
+         I != E; ++I) {
+      HasAliases = HasAliases || *MRI.getAliasSet(*I) != 0;
+      
+      const TargetRegisterClass *&PRC = OneClassForEachPhysReg[*I];
+      if (PRC) {
+        // Already processed this register.  Just make sure we know that
+        // multiple register classes share a register.
+        RelatedRegClasses.unionSets(PRC, *RCI);
+      } else {
+        PRC = *RCI;
+      }
+    }
+  }
+  
+  // Second pass, now that we know conservatively what register classes each reg
+  // belongs to, add info about aliases.  We don't need to do this for targets
+  // without register aliases.
+  if (HasAliases)
+    for (std::map<unsigned, const TargetRegisterClass*>::iterator
+         I = OneClassForEachPhysReg.begin(), E = OneClassForEachPhysReg.end();
+         I != E; ++I)
+      for (const unsigned *AS = MRI.getAliasSet(I->first); *AS; ++AS)
+        RelatedRegClasses.unionSets(I->second, OneClassForEachPhysReg[*AS]);
+}
 
-        /// runOnMachineFunction - register allocate the whole function
-        bool runOnMachineFunction(MachineFunction&);
-
-        void releaseMemory();
-
-    private:
-        /// initIntervalSets - initializa the four interval sets:
-        /// unhandled, fixed, active and inactive
-        void initIntervalSets(LiveIntervals::Intervals& li);
-
-        /// processActiveIntervals - expire old intervals and move
-        /// non-overlapping ones to the incative list
-        void processActiveIntervals(IntervalPtrs::value_type cur);
-
-        /// processInactiveIntervals - expire old intervals and move
-        /// overlapping ones to the active list
-        void processInactiveIntervals(IntervalPtrs::value_type cur);
-
-        /// updateSpillWeights - updates the spill weights of the
-        /// specifed physical register and its weight
-        void updateSpillWeights(unsigned reg, SpillWeights::value_type weight);
-
-        /// assignRegOrStackSlotAtInterval - assign a register if one
-        /// is available, or spill.
-        void assignRegOrStackSlotAtInterval(IntervalPtrs::value_type cur);
-
-        /// addSpillCode - adds spill code for interval. The interval
-        /// must be modified by LiveIntervals::updateIntervalForSpill.
-        void addSpillCode(IntervalPtrs::value_type li, int slot);
-
-        ///
-        /// register handling helpers
-        ///
-
-        /// getFreePhysReg - return a free physical register for this
-        /// virtual register interval if we have one, otherwise return
-        /// 0
-        unsigned getFreePhysReg(IntervalPtrs::value_type cur);
-
-        /// assignVirt2PhysReg - assigns the free physical register to
-        /// the virtual register passed as arguments
-        Virt2PhysMap::iterator
-        assignVirt2PhysReg(unsigned virtReg, unsigned physReg);
-
-        /// clearVirtReg - free the physical register associated with this
-        /// virtual register and disassociate virtual->physical and
-        /// physical->virtual mappings
-        void clearVirtReg(Virt2PhysMap::iterator it);
-
-        /// assignVirt2StackSlot - assigns this virtual register to a
-        /// stack slot. returns the stack slot
-        int assignVirt2StackSlot(unsigned virtReg);
-
-        /// getStackSlot - returns the offset of the specified
-        /// register on the stack
-        int getStackSlot(unsigned virtReg);
-
-        void printVirtRegAssignment() const {
-            std::cerr << "register assignment:\n";
-
-            for (Virt2PhysMap::const_iterator
-                     i = v2pMap_.begin(), e = v2pMap_.end(); i != e; ++i) {
-                assert(i->second != 0);
-                std::cerr << "[reg" << i->first << " -> "
-                          << mri_->getName(i->second) << "]\n";
-            }
-            for (Virt2StackSlotMap::const_iterator
-                     i = v2ssMap_.begin(), e = v2ssMap_.end(); i != e; ++i) {
-                std::cerr << '[' << i->first << " -> ss#" << i->second << "]\n";
-            }
-            std::cerr << '\n';
-        }
+bool RALinScan::runOnMachineFunction(MachineFunction &fn) {
+  mf_ = &fn;
+  tm_ = &fn.getTarget();
+  mri_ = tm_->getRegisterInfo();
+  li_ = &getAnalysis<LiveIntervals>();
 
-        void printIntervals(const char* const str,
-                            RA::IntervalPtrs::const_iterator i,
-                            RA::IntervalPtrs::const_iterator e) const {
-            if (str) std::cerr << str << " intervals:\n";
-            for (; i != e; ++i) {
-                std::cerr << "\t" << **i << " -> ";
-                unsigned reg = (*i)->reg;
-                if (MRegisterInfo::isVirtualRegister(reg)) {
-                    Virt2PhysMap::const_iterator it = v2pMap_.find(reg);
-                    reg = (it == v2pMap_.end() ? 0 : it->second);
-                }
-                std::cerr << mri_->getName(reg) << '\n';
-            }
-        }
+  // We don't run the coalescer here because we have no reason to
+  // interact with it.  If the coalescer requires interaction, it
+  // won't do anything.  If it doesn't require interaction, we assume
+  // it was run as a separate pass.
 
-        void verifyAssignment() const {
-            for (Virt2PhysMap::const_iterator i = v2pMap_.begin(),
-                     e = v2pMap_.end(); i != e; ++i)
-                for (Virt2PhysMap::const_iterator i2 = next(i); i2 != e; ++i2)
-                    if (MRegisterInfo::isVirtualRegister(i->second) &&
-                        (i->second == i2->second ||
-                         mri_->areAliases(i->second, i2->second))) {
-                        const LiveIntervals::Interval
-                            &in = li_->getInterval(i->second),
-                            &in2 = li_->getInterval(i2->second);
-                        if (in.overlaps(in2)) {
-                            std::cerr << in << " overlaps " << in2 << '\n';
-                            assert(0);
-                        }
-                    }
-        }
-    };
-}
+  // If this is the first function compiled, compute the related reg classes.
+  if (RelatedRegClasses.empty())
+    ComputeRelatedRegClasses();
+  
+  if (!prt_.get()) prt_.reset(new PhysRegTracker(*mri_));
+  vrm_.reset(new VirtRegMap(*mf_));
+  if (!spiller_.get()) spiller_.reset(createSpiller());
 
-void RA::releaseMemory()
-{
-    v2pMap_.clear();
-    v2ssMap_.clear();
-    unhandled_.clear();
-    active_.clear();
-    inactive_.clear();
-    fixed_.clear();
-    handled_.clear();
-}
+  initIntervalSets();
 
-bool RA::runOnMachineFunction(MachineFunction &fn) {
-    mf_ = &fn;
-    tm_ = &fn.getTarget();
-    tii_ = &tm_->getInstrInfo();
-    mri_ = tm_->getRegisterInfo();
-    li_ = &getAnalysis<LiveIntervals>();
-    prt_ = PhysRegTracker(mf_);
+  linearScan();
 
-    initIntervalSets(li_->getIntervals());
+  // Rewrite spill code and update the PhysRegsUsed set.
+  spiller_->runOnMachineFunction(*mf_, *vrm_);
+  vrm_.reset();  // Free the VirtRegMap
 
-    // linear scan algorithm
-    DEBUG(std::cerr << "********** LINEAR SCAN **********\n");
-    DEBUG(std::cerr << "********** Function: "
-          << mf_->getFunction()->getName() << '\n');
+  while (!unhandled_.empty()) unhandled_.pop();
+  fixed_.clear();
+  active_.clear();
+  inactive_.clear();
+  handled_.clear();
 
-    DEBUG(printIntervals("unhandled", unhandled_.begin(), unhandled_.end()));
-    DEBUG(printIntervals("fixed", fixed_.begin(), fixed_.end()));
-    DEBUG(printIntervals("active", active_.begin(), active_.end()));
-    DEBUG(printIntervals("inactive", inactive_.begin(), inactive_.end()));
+  return true;
+}
 
-    while (!unhandled_.empty() || !fixed_.empty()) {
-        // pick the interval with the earliest start point
-        IntervalPtrs::value_type cur;
-        if (fixed_.empty()) {
-            cur = unhandled_.front();
-            unhandled_.pop_front();
-        }
-        else if (unhandled_.empty()) {
-            cur = fixed_.front();
-            fixed_.pop_front();
-        }
-        else if (unhandled_.front()->start() < fixed_.front()->start()) {
-            cur = unhandled_.front();
-            unhandled_.pop_front();
-        }
-        else {
-            cur = fixed_.front();
-            fixed_.pop_front();
-        }
+/// initIntervalSets - initialize the interval sets.
+///
+void RALinScan::initIntervalSets()
+{
+  assert(unhandled_.empty() && fixed_.empty() &&
+         active_.empty() && inactive_.empty() &&
+         "interval sets should be empty on initialization");
+
+  for (LiveIntervals::iterator i = li_->begin(), e = li_->end(); i != e; ++i) {
+    if (MRegisterInfo::isPhysicalRegister(i->second.reg)) {
+      mf_->setPhysRegUsed(i->second.reg);
+      fixed_.push_back(std::make_pair(&i->second, i->second.begin()));
+    } else
+      unhandled_.push(&i->second);
+  }
+}
 
-        DEBUG(std::cerr << "\n*** CURRENT ***: " << *cur << '\n');
+void RALinScan::linearScan()
+{
+  // linear scan algorithm
+  DOUT << "********** LINEAR SCAN **********\n";
+  DOUT << "********** Function: " << mf_->getFunction()->getName() << '\n';
 
-        processActiveIntervals(cur);
-        processInactiveIntervals(cur);
+  DEBUG(printIntervals("fixed", fixed_.begin(), fixed_.end()));
 
-        // if this register is fixed we are done
-        if (MRegisterInfo::isPhysicalRegister(cur->reg)) {
-            prt_.addPhysRegUse(cur->reg);
-            active_.push_back(cur);
-            handled_.push_back(cur);
-        }
-        // otherwise we are allocating a virtual register. try to find
-        // a free physical register or spill an interval in order to
-        // assign it one (we could spill the current though).
-        else {
-            assignRegOrStackSlotAtInterval(cur);
-        }
+  while (!unhandled_.empty()) {
+    // pick the interval with the earliest start point
+    LiveInterval* cur = unhandled_.top();
+    unhandled_.pop();
+    ++NumIters;
+    DOUT << "\n*** CURRENT ***: " << *cur << '\n';
 
-        DEBUG(printIntervals("active", active_.begin(), active_.end()));
-        DEBUG(printIntervals("inactive", inactive_.begin(), inactive_.end()));
-        // DEBUG(verifyAssignment());
-    }
+    processActiveIntervals(cur->beginNumber());
+    processInactiveIntervals(cur->beginNumber());
 
-    // expire any remaining active intervals
-    for (IntervalPtrs::iterator i = active_.begin(); i != active_.end(); ++i) {
-        unsigned reg = (*i)->reg;
-        DEBUG(std::cerr << "\tinterval " << **i << " expired\n");
-        if (MRegisterInfo::isVirtualRegister(reg)) {
-            reg = v2pMap_[reg];
-        }
-        prt_.delPhysRegUse(reg);
-    }
+    assert(MRegisterInfo::isVirtualRegister(cur->reg) &&
+           "Can only allocate virtual registers!");
 
-    DEBUG(printVirtRegAssignment());
-
-    DEBUG(std::cerr << "********** REWRITE MACHINE CODE **********\n");
-    DEBUG(std::cerr << "********** Function: "
-          << mf_->getFunction()->getName() << '\n');
-
-    for (MachineFunction::iterator mbbi = mf_->begin(), mbbe = mf_->end();
-         mbbi != mbbe; ++mbbi) {
-        instrAdded_ = 0;
-
-        for (MachineBasicBlock::iterator mii = mbbi->begin(), mie = mbbi->end();
-             mii != mie; ++mii) {
-            DEBUG(
-                std::cerr << '[';
-                unsigned index = li_->getInstructionIndex(mii);
-                if (index == std::numeric_limits<unsigned>::max())
-                    std::cerr << '*';
-                else
-                    std::cerr << index;
-                std::cerr << "]\t";
-                mii->print(std::cerr, *tm_));
-
-            // use our current mapping and actually replace every
-            // virtual register with its allocated physical registers
-            DEBUG(std::cerr << "\t");
-            for (unsigned i = 0, e = mii->getNumOperands();
-                 i != e; ++i) {
-                MachineOperand& op = mii->getOperand(i);
-                if (op.isRegister() &&
-                    MRegisterInfo::isVirtualRegister(op.getReg())) {
-                    unsigned virtReg = op.getReg();
-                    Virt2PhysMap::iterator it = v2pMap_.find(virtReg);
-                    assert(it != v2pMap_.end() &&
-                           "all virtual registers must be allocated");
-                    unsigned physReg = it->second;
-                    assert(MRegisterInfo::isPhysicalRegister(physReg));
-                    DEBUG(std::cerr << "\t[reg" << virtReg
-                          << " -> " << mri_->getName(physReg) << ']');
-                    mii->SetMachineOperandReg(i, physReg);
-                }
-            }
-            DEBUG(std::cerr << '\n');
-        }
+    // Allocating a virtual register. try to find a free
+    // physical register or spill an interval (possibly this one) in order to
+    // assign it one.
+    assignRegOrStackSlotAtInterval(cur);
+
+    DEBUG(printIntervals("active", active_.begin(), active_.end()));
+    DEBUG(printIntervals("inactive", inactive_.begin(), inactive_.end()));
+  }
+
+  // expire any remaining active intervals
+  while (!active_.empty()) {
+    IntervalPtr &IP = active_.back();
+    unsigned reg = IP.first->reg;
+    DOUT << "\tinterval " << *IP.first << " expired\n";
+    assert(MRegisterInfo::isVirtualRegister(reg) &&
+           "Can only allocate virtual registers!");
+    reg = vrm_->getPhys(reg);
+    prt_->delRegUse(reg);
+    active_.pop_back();
+  }
+
+  // expire any remaining inactive intervals
+  DEBUG(for (IntervalPtrs::reverse_iterator
+               i = inactive_.rbegin(); i != inactive_.rend(); )
+        DOUT << "\tinterval " << *i->first << " expired\n");
+  inactive_.clear();
+
+  // Add live-ins to every BB except for entry.
+  MachineFunction::iterator EntryMBB = mf_->begin();
+  SmallVector<MachineBasicBlock*, 8> LiveInMBBs;
+  for (LiveIntervals::iterator i = li_->begin(), e = li_->end(); i != e; ++i) {
+    const LiveInterval &cur = i->second;
+    unsigned Reg = 0;
+    if (MRegisterInfo::isPhysicalRegister(cur.reg))
+      Reg = i->second.reg;
+    else if (vrm_->isAssignedReg(cur.reg))
+      Reg = vrm_->getPhys(cur.reg);
+    if (!Reg)
+      continue;
+    for (LiveInterval::Ranges::const_iterator I = cur.begin(), E = cur.end();
+         I != E; ++I) {
+      const LiveRange &LR = *I;
+      if (li_->findLiveInMBBs(LR, LiveInMBBs)) {
+        for (unsigned i = 0, e = LiveInMBBs.size(); i != e; ++i)
+          if (LiveInMBBs[i] != EntryMBB)
+            LiveInMBBs[i]->addLiveIn(Reg);
+        LiveInMBBs.clear();
+      }
     }
+  }
 
-    DEBUG(std::cerr << "********** MACHINEINSTRS **********\n");
-    DEBUG(
-        for (MachineFunction::iterator mbbi = mf_->begin(), mbbe = mf_->end();
-             mbbi != mbbe; ++mbbi) {
-            std::cerr << mbbi->getBasicBlock()->getName() << ":\n";
-            for (MachineBasicBlock::iterator mii = mbbi->begin(),
-                     mie = mbbi->end(); mii != mie; ++mii) {
-                unsigned index = li_->getInstructionIndex(mii);
-                if (index == std::numeric_limits<unsigned>::max())
-                    std::cerr << "*\t";
-                else
-                    std::cerr << index << '\t';
-                mii->print(std::cerr, *tm_);
-            }
-        });
-
-    return true;
+  DOUT << *vrm_;
 }
 
-void RA::initIntervalSets(LiveIntervals::Intervals& li)
+/// processActiveIntervals - expire old intervals and move non-overlapping ones
+/// to the inactive list.
+void RALinScan::processActiveIntervals(unsigned CurPoint)
 {
-    assert(unhandled_.empty() && fixed_.empty() &&
-           active_.empty() && inactive_.empty() &&
-           "interval sets should be empty on initialization");
-
-    for (LiveIntervals::Intervals::iterator i = li.begin(), e = li.end();
-         i != e; ++i) {
-        if (MRegisterInfo::isPhysicalRegister(i->reg))
-            fixed_.push_back(&*i);
-        else
-            unhandled_.push_back(&*i);
+  DOUT << "\tprocessing active intervals:\n";
+
+  for (unsigned i = 0, e = active_.size(); i != e; ++i) {
+    LiveInterval *Interval = active_[i].first;
+    LiveInterval::iterator IntervalPos = active_[i].second;
+    unsigned reg = Interval->reg;
+
+    IntervalPos = Interval->advanceTo(IntervalPos, CurPoint);
+
+    if (IntervalPos == Interval->end()) {     // Remove expired intervals.
+      DOUT << "\t\tinterval " << *Interval << " expired\n";
+      assert(MRegisterInfo::isVirtualRegister(reg) &&
+             "Can only allocate virtual registers!");
+      reg = vrm_->getPhys(reg);
+      prt_->delRegUse(reg);
+
+      // Pop off the end of the list.
+      active_[i] = active_.back();
+      active_.pop_back();
+      --i; --e;
+
+    } else if (IntervalPos->start > CurPoint) {
+      // Move inactive intervals to inactive list.
+      DOUT << "\t\tinterval " << *Interval << " inactive\n";
+      assert(MRegisterInfo::isVirtualRegister(reg) &&
+             "Can only allocate virtual registers!");
+      reg = vrm_->getPhys(reg);
+      prt_->delRegUse(reg);
+      // add to inactive.
+      inactive_.push_back(std::make_pair(Interval, IntervalPos));
+
+      // Pop off the end of the list.
+      active_[i] = active_.back();
+      active_.pop_back();
+      --i; --e;
+    } else {
+      // Otherwise, just update the iterator position.
+      active_[i].second = IntervalPos;
     }
+  }
 }
 
-void RA::processActiveIntervals(IntervalPtrs::value_type cur)
+/// processInactiveIntervals - expire old intervals and move overlapping
+/// ones to the active list.
+void RALinScan::processInactiveIntervals(unsigned CurPoint)
 {
-    DEBUG(std::cerr << "\tprocessing active intervals:\n");
-    for (IntervalPtrs::iterator i = active_.begin(); i != active_.end();) {
-        unsigned reg = (*i)->reg;
-        // remove expired intervals
-        if ((*i)->expiredAt(cur->start())) {
-            DEBUG(std::cerr << "\t\tinterval " << **i << " expired\n");
-            if (MRegisterInfo::isVirtualRegister(reg)) {
-                reg = v2pMap_[reg];
-            }
-            prt_.delPhysRegUse(reg);
-            // remove from active
-            i = active_.erase(i);
-        }
-        // move inactive intervals to inactive list
-        else if (!(*i)->liveAt(cur->start())) {
-            DEBUG(std::cerr << "\t\tinterval " << **i << " inactive\n");
-            if (MRegisterInfo::isVirtualRegister(reg)) {
-                reg = v2pMap_[reg];
-            }
-            prt_.delPhysRegUse(reg);
-            // add to inactive
-            inactive_.push_back(*i);
-            // remove from active
-            i = active_.erase(i);
-        }
-        else {
-            ++i;
-        }
+  DOUT << "\tprocessing inactive intervals:\n";
+
+  for (unsigned i = 0, e = inactive_.size(); i != e; ++i) {
+    LiveInterval *Interval = inactive_[i].first;
+    LiveInterval::iterator IntervalPos = inactive_[i].second;
+    unsigned reg = Interval->reg;
+
+    IntervalPos = Interval->advanceTo(IntervalPos, CurPoint);
+
+    if (IntervalPos == Interval->end()) {       // remove expired intervals.
+      DOUT << "\t\tinterval " << *Interval << " expired\n";
+
+      // Pop off the end of the list.
+      inactive_[i] = inactive_.back();
+      inactive_.pop_back();
+      --i; --e;
+    } else if (IntervalPos->start <= CurPoint) {
+      // move re-activated intervals in active list
+      DOUT << "\t\tinterval " << *Interval << " active\n";
+      assert(MRegisterInfo::isVirtualRegister(reg) &&
+             "Can only allocate virtual registers!");
+      reg = vrm_->getPhys(reg);
+      prt_->addRegUse(reg);
+      // add to active
+      active_.push_back(std::make_pair(Interval, IntervalPos));
+
+      // Pop off the end of the list.
+      inactive_[i] = inactive_.back();
+      inactive_.pop_back();
+      --i; --e;
+    } else {
+      // Otherwise, just update the iterator position.
+      inactive_[i].second = IntervalPos;
     }
+  }
 }
 
-void RA::processInactiveIntervals(IntervalPtrs::value_type cur)
-{
-    DEBUG(std::cerr << "\tprocessing inactive intervals:\n");
-    for (IntervalPtrs::iterator i = inactive_.begin(); i != inactive_.end();) {
-        unsigned reg = (*i)->reg;
-
-        // remove expired intervals
-        if ((*i)->expiredAt(cur->start())) {
-            DEBUG(std::cerr << "\t\tinterval " << **i << " expired\n");
-            // remove from inactive
-            i = inactive_.erase(i);
-        }
-        // move re-activated intervals in active list
-        else if ((*i)->liveAt(cur->start())) {
-            DEBUG(std::cerr << "\t\tinterval " << **i << " active\n");
-            if (MRegisterInfo::isVirtualRegister(reg)) {
-                reg = v2pMap_[reg];
-            }
-            prt_.addPhysRegUse(reg);
-            // add to active
-            active_.push_back(*i);
-            // remove from inactive
-            i = inactive_.erase(i);
-        }
-        else {
-            ++i;
-        }
-    }
+/// updateSpillWeights - updates the spill weights of the specifed physical
+/// register and its weight.
+static void updateSpillWeights(std::vector<float> &Weights,
+                               unsigned reg, float weight,
+                               const MRegisterInfo *MRI) {
+  Weights[reg] += weight;
+  for (const unsigned* as = MRI->getAliasSet(reg); *as; ++as)
+    Weights[*as] += weight;
 }
 
-void RA::updateSpillWeights(unsigned reg, SpillWeights::value_type weight)
-{
-    spillWeights_[reg] += weight;
-    for (const unsigned* as = mri_->getAliasSet(reg); *as; ++as)
-        spillWeights_[*as] += weight;
+static
+RALinScan::IntervalPtrs::iterator
+FindIntervalInVector(RALinScan::IntervalPtrs &IP, LiveInterval *LI) {
+  for (RALinScan::IntervalPtrs::iterator I = IP.begin(), E = IP.end();
+       I != E; ++I)
+    if (I->first == LI) return I;
+  return IP.end();
 }
 
-void RA::assignRegOrStackSlotAtInterval(IntervalPtrs::value_type cur)
-{
-    DEBUG(std::cerr << "\tallocating current interval: ");
-
-    PhysRegTracker backupPrt = prt_;
-
-    spillWeights_.assign(mri_->getNumRegs(), 0.0);
-
-    // for each interval in active update spill weights
-    for (IntervalPtrs::const_iterator i = active_.begin(), e = active_.end();
-         i != e; ++i) {
-        unsigned reg = (*i)->reg;
-        if (MRegisterInfo::isVirtualRegister(reg))
-            reg = v2pMap_[reg];
-        updateSpillWeights(reg, (*i)->weight);
-    }
+static void RevertVectorIteratorsTo(RALinScan::IntervalPtrs &V, unsigned Point){
+  for (unsigned i = 0, e = V.size(); i != e; ++i) {
+    RALinScan::IntervalPtr &IP = V[i];
+    LiveInterval::iterator I = std::upper_bound(IP.first->begin(),
+                                                IP.second, Point);
+    if (I != IP.first->begin()) --I;
+    IP.second = I;
+  }
+}
 
-    // for every interval in inactive we overlap with, mark the
-    // register as not free and update spill weights
-    for (IntervalPtrs::const_iterator i = inactive_.begin(),
-             e = inactive_.end(); i != e; ++i) {
-        if (cur->overlaps(**i)) {
-            unsigned reg = (*i)->reg;
-            if (MRegisterInfo::isVirtualRegister(reg))
-                reg = v2pMap_[reg];
-            prt_.addPhysRegUse(reg);
-            updateSpillWeights(reg, (*i)->weight);
-        }
+/// assignRegOrStackSlotAtInterval - assign a register if one is available, or
+/// spill.
+void RALinScan::assignRegOrStackSlotAtInterval(LiveInterval* cur)
+{
+  DOUT << "\tallocating current interval: ";
+
+  PhysRegTracker backupPrt = *prt_;
+
+  std::vector<std::pair<unsigned, float> > SpillWeightsToAdd;
+  unsigned StartPosition = cur->beginNumber();
+  const TargetRegisterClass *RC = mf_->getSSARegMap()->getRegClass(cur->reg);
+  const TargetRegisterClass *RCLeader = RelatedRegClasses.getLeaderValue(RC);
+      
+  // for every interval in inactive we overlap with, mark the
+  // register as not free and update spill weights.
+  for (IntervalPtrs::const_iterator i = inactive_.begin(),
+         e = inactive_.end(); i != e; ++i) {
+    unsigned Reg = i->first->reg;
+    assert(MRegisterInfo::isVirtualRegister(Reg) &&
+           "Can only allocate virtual registers!");
+    const TargetRegisterClass *RegRC = mf_->getSSARegMap()->getRegClass(Reg);
+    // If this is not in a related reg class to the register we're allocating, 
+    // don't check it.
+    if (RelatedRegClasses.getLeaderValue(RegRC) == RCLeader &&
+        cur->overlapsFrom(*i->first, i->second-1)) {
+      Reg = vrm_->getPhys(Reg);
+      prt_->addRegUse(Reg);
+      SpillWeightsToAdd.push_back(std::make_pair(Reg, i->first->weight));
     }
-
-    // for every interval in fixed we overlap with,
-    // mark the register as not free and update spill weights
-    for (IntervalPtrs::const_iterator i = fixed_.begin(),
-             e = fixed_.end(); i != e; ++i) {
-        if (cur->overlaps(**i)) {
-            unsigned reg = (*i)->reg;
-            prt_.addPhysRegUse(reg);
-            updateSpillWeights(reg, (*i)->weight);
+  }
+  
+  // Speculatively check to see if we can get a register right now.  If not,
+  // we know we won't be able to by adding more constraints.  If so, we can
+  // check to see if it is valid.  Doing an exhaustive search of the fixed_ list
+  // is very bad (it contains all callee clobbered registers for any functions
+  // with a call), so we want to avoid doing that if possible.
+  unsigned physReg = getFreePhysReg(cur);
+  if (physReg) {
+    // We got a register.  However, if it's in the fixed_ list, we might
+    // conflict with it.  Check to see if we conflict with it or any of its
+    // aliases.
+    std::set<unsigned> RegAliases;
+    for (const unsigned *AS = mri_->getAliasSet(physReg); *AS; ++AS)
+      RegAliases.insert(*AS);
+    
+    bool ConflictsWithFixed = false;
+    for (unsigned i = 0, e = fixed_.size(); i != e; ++i) {
+      IntervalPtr &IP = fixed_[i];
+      if (physReg == IP.first->reg || RegAliases.count(IP.first->reg)) {
+        // Okay, this reg is on the fixed list.  Check to see if we actually
+        // conflict.
+        LiveInterval *I = IP.first;
+        if (I->endNumber() > StartPosition) {
+          LiveInterval::iterator II = I->advanceTo(IP.second, StartPosition);
+          IP.second = II;
+          if (II != I->begin() && II->start > StartPosition)
+            --II;
+          if (cur->overlapsFrom(*I, II)) {
+            ConflictsWithFixed = true;
+            break;
+          }
         }
+      }
     }
-
-    unsigned physReg = getFreePhysReg(cur);
-    // restore the physical register tracker
-    prt_ = backupPrt;
-    // if we find a free register, we are done: assign this virtual to
-    // the free physical register and add this interval to the active
-    // list.
-    if (physReg) {
-        DEBUG(std::cerr <<  mri_->getName(physReg) << '\n');
-        assignVirt2PhysReg(cur->reg, physReg);
-        active_.push_back(cur);
-        handled_.push_back(cur);
-        return;
+    
+    // Okay, the register picked by our speculative getFreePhysReg call turned
+    // out to be in use.  Actually add all of the conflicting fixed registers to
+    // prt so we can do an accurate query.
+    if (ConflictsWithFixed) {
+      // For every interval in fixed we overlap with, mark the register as not
+      // free and update spill weights.
+      for (unsigned i = 0, e = fixed_.size(); i != e; ++i) {
+        IntervalPtr &IP = fixed_[i];
+        LiveInterval *I = IP.first;
+
+        const TargetRegisterClass *RegRC = OneClassForEachPhysReg[I->reg];
+        if (RelatedRegClasses.getLeaderValue(RegRC) == RCLeader &&       
+            I->endNumber() > StartPosition) {
+          LiveInterval::iterator II = I->advanceTo(IP.second, StartPosition);
+          IP.second = II;
+          if (II != I->begin() && II->start > StartPosition)
+            --II;
+          if (cur->overlapsFrom(*I, II)) {
+            unsigned reg = I->reg;
+            prt_->addRegUse(reg);
+            SpillWeightsToAdd.push_back(std::make_pair(reg, I->weight));
+          }
+        }
+      }
+
+      // Using the newly updated prt_ object, which includes conflicts in the
+      // future, see if there are any registers available.
+      physReg = getFreePhysReg(cur);
     }
-    DEBUG(std::cerr << "no free registers\n");
-
-    DEBUG(std::cerr << "\tassigning stack slot at interval "<< *cur << ":\n");
-
-    float minWeight = std::numeric_limits<float>::infinity();
-    unsigned minReg = 0;
-    const TargetRegisterClass* rc = mf_->getSSARegMap()->getRegClass(cur->reg);
-    for (TargetRegisterClass::iterator i = rc->allocation_order_begin(*mf_);
-         i != rc->allocation_order_end(*mf_); ++i) {
-        unsigned reg = *i;
-        if (minWeight > spillWeights_[reg]) {
-            minWeight = spillWeights_[reg];
-            minReg = reg;
-        }
+  }
+    
+  // Restore the physical register tracker, removing information about the
+  // future.
+  *prt_ = backupPrt;
+  
+  // if we find a free register, we are done: assign this virtual to
+  // the free physical register and add this interval to the active
+  // list.
+  if (physReg) {
+    DOUT <<  mri_->getName(physReg) << '\n';
+    vrm_->assignVirt2Phys(cur->reg, physReg);
+    prt_->addRegUse(physReg);
+    active_.push_back(std::make_pair(cur, cur->begin()));
+    handled_.push_back(cur);
+    return;
+  }
+  DOUT << "no free registers\n";
+
+  // Compile the spill weights into an array that is better for scanning.
+  std::vector<float> SpillWeights(mri_->getNumRegs(), 0.0);
+  for (std::vector<std::pair<unsigned, float> >::iterator
+       I = SpillWeightsToAdd.begin(), E = SpillWeightsToAdd.end(); I != E; ++I)
+    updateSpillWeights(SpillWeights, I->first, I->second, mri_);
+  
+  // for each interval in active, update spill weights.
+  for (IntervalPtrs::const_iterator i = active_.begin(), e = active_.end();
+       i != e; ++i) {
+    unsigned reg = i->first->reg;
+    assert(MRegisterInfo::isVirtualRegister(reg) &&
+           "Can only allocate virtual registers!");
+    reg = vrm_->getPhys(reg);
+    updateSpillWeights(SpillWeights, reg, i->first->weight, mri_);
+  }
+  DOUT << "\tassigning stack slot at interval "<< *cur << ":\n";
+
+  // Find a register to spill.
+  float minWeight = HUGE_VALF;
+  unsigned minReg = cur->preference;  // Try the preferred register first.
+  
+  if (!minReg || SpillWeights[minReg] == HUGE_VALF)
+    for (TargetRegisterClass::iterator i = RC->allocation_order_begin(*mf_),
+           e = RC->allocation_order_end(*mf_); i != e; ++i) {
+      unsigned reg = *i;
+      if (minWeight > SpillWeights[reg]) {
+        minWeight = SpillWeights[reg];
+        minReg = reg;
+      }
     }
-    DEBUG(std::cerr << "\t\tregister with min weight: "
-          << mri_->getName(minReg) << " (" << minWeight << ")\n");
-
-    // if the current has the minimum weight, we need to modify it,
-    // push it back in unhandled and let the linear scan algorithm run
-    // again
-    if (cur->weight <= minWeight) {
-        DEBUG(std::cerr << "\t\t\tspilling(c): " << *cur << '\n';);
-        int slot = assignVirt2StackSlot(cur->reg);
-        li_->updateSpilledInterval(*cur, slot);
-
-        // if we didn't eliminate the interval find where to add it
-        // back to unhandled. We need to scan since unhandled are
-        // sorted on earliest start point and we may have changed our
-        // start point.
-        if (!cur->empty()) {
-            addSpillCode(cur, slot);
-            IntervalPtrs::iterator it = unhandled_.begin();
-            while (it != unhandled_.end() && (*it)->start() < cur->start())
-                ++it;
-            unhandled_.insert(it, cur);
-        }
-        return;
+  
+  // If we didn't find a register that is spillable, try aliases?
+  if (!minReg) {
+    for (TargetRegisterClass::iterator i = RC->allocation_order_begin(*mf_),
+           e = RC->allocation_order_end(*mf_); i != e; ++i) {
+      unsigned reg = *i;
+      // No need to worry about if the alias register size < regsize of RC.
+      // We are going to spill all registers that alias it anyway.
+      for (const unsigned* as = mri_->getAliasSet(reg); *as; ++as) {
+        if (minWeight > SpillWeights[*as]) {
+          minWeight = SpillWeights[*as];
+          minReg = *as;
+        }
+      }
     }
 
-    // push the current interval back to unhandled since we are going
-    // to re-run at least this iteration. Since we didn't modify it it
-    // should go back right in the front of the list
-    unhandled_.push_front(cur);
-
-    // otherwise we spill all intervals aliasing the register with
-    // minimum weight, rollback to the interval with the earliest
-    // start point and let the linear scan algorithm run again
-    std::vector<bool> toSpill(mri_->getNumRegs(), false);
-    toSpill[minReg] = true;
-    for (const unsigned* as = mri_->getAliasSet(minReg); *as; ++as)
-        toSpill[*as] = true;
-    unsigned earliestStart = cur->start();
-
-    for (IntervalPtrs::iterator i = active_.begin(); i != active_.end(); ++i) {
-        unsigned reg = (*i)->reg;
-        if (MRegisterInfo::isVirtualRegister(reg) &&
-            toSpill[v2pMap_[reg]] &&
-            cur->overlaps(**i)) {
-            DEBUG(std::cerr << "\t\t\tspilling(a): " << **i << '\n');
-            earliestStart = std::min(earliestStart, (*i)->start());
-            int slot = assignVirt2StackSlot((*i)->reg);
-            li_->updateSpilledInterval(**i, slot);
-            addSpillCode(*i, slot);
-        }
+    // All registers must have inf weight. Just grab one!
+    if (!minReg)
+      minReg = *RC->allocation_order_begin(*mf_);
+  }
+  
+  DOUT << "\t\tregister with min weight: "
+       << mri_->getName(minReg) << " (" << minWeight << ")\n";
+
+  // if the current has the minimum weight, we need to spill it and
+  // add any added intervals back to unhandled, and restart
+  // linearscan.
+  if (cur->weight != HUGE_VALF && cur->weight <= minWeight) {
+    DOUT << "\t\t\tspilling(c): " << *cur << '\n';
+    std::vector<LiveInterval*> added =
+      li_->addIntervalsForSpills(*cur, *vrm_, cur->reg);
+    if (added.empty())
+      return;  // Early exit if all spills were folded.
+
+    // Merge added with unhandled.  Note that we know that
+    // addIntervalsForSpills returns intervals sorted by their starting
+    // point.
+    for (unsigned i = 0, e = added.size(); i != e; ++i)
+      unhandled_.push(added[i]);
+    return;
+  }
+
+  ++NumBacktracks;
+
+  // push the current interval back to unhandled since we are going
+  // to re-run at least this iteration. Since we didn't modify it it
+  // should go back right in the front of the list
+  unhandled_.push(cur);
+
+  // otherwise we spill all intervals aliasing the register with
+  // minimum weight, rollback to the interval with the earliest
+  // start point and let the linear scan algorithm run again
+  std::vector<LiveInterval*> added;
+  assert(MRegisterInfo::isPhysicalRegister(minReg) &&
+         "did not choose a register to spill?");
+  BitVector toSpill(mri_->getNumRegs());
+
+  // We are going to spill minReg and all its aliases.
+  toSpill[minReg] = true;
+  for (const unsigned* as = mri_->getAliasSet(minReg); *as; ++as)
+    toSpill[*as] = true;
+
+  // the earliest start of a spilled interval indicates up to where
+  // in handled we need to roll back
+  unsigned earliestStart = cur->beginNumber();
+
+  // set of spilled vregs (used later to rollback properly)
+  std::set<unsigned> spilled;
+
+  // spill live intervals of virtual regs mapped to the physical register we
+  // want to clear (and its aliases).  We only spill those that overlap with the
+  // current interval as the rest do not affect its allocation. we also keep
+  // track of the earliest start of all spilled live intervals since this will
+  // mark our rollback point.
+  for (IntervalPtrs::iterator i = active_.begin(); i != active_.end(); ++i) {
+    unsigned reg = i->first->reg;
+    if (//MRegisterInfo::isVirtualRegister(reg) &&
+        toSpill[vrm_->getPhys(reg)] &&
+        cur->overlapsFrom(*i->first, i->second)) {
+      DOUT << "\t\t\tspilling(a): " << *i->first << '\n';
+      earliestStart = std::min(earliestStart, i->first->beginNumber());
+      std::vector<LiveInterval*> newIs =
+        li_->addIntervalsForSpills(*i->first, *vrm_, reg);
+      std::copy(newIs.begin(), newIs.end(), std::back_inserter(added));
+      spilled.insert(reg);
     }
-    for (IntervalPtrs::iterator i = inactive_.begin();
-         i != inactive_.end(); ++i) {
-        unsigned reg = (*i)->reg;
-        if (MRegisterInfo::isVirtualRegister(reg) &&
-            toSpill[v2pMap_[reg]] &&
-            cur->overlaps(**i)) {
-            DEBUG(std::cerr << "\t\t\tspilling(i): " << **i << '\n');
-            earliestStart = std::min(earliestStart, (*i)->start());
-            int slot = assignVirt2StackSlot((*i)->reg);
-            li_->updateSpilledInterval(**i, slot);
-            addSpillCode(*i, slot);
-        }
+  }
+  for (IntervalPtrs::iterator i = inactive_.begin(); i != inactive_.end(); ++i){
+    unsigned reg = i->first->reg;
+    if (//MRegisterInfo::isVirtualRegister(reg) &&
+        toSpill[vrm_->getPhys(reg)] &&
+        cur->overlapsFrom(*i->first, i->second-1)) {
+      DOUT << "\t\t\tspilling(i): " << *i->first << '\n';
+      earliestStart = std::min(earliestStart, i->first->beginNumber());
+      std::vector<LiveInterval*> newIs =
+        li_->addIntervalsForSpills(*i->first, *vrm_, reg);
+      std::copy(newIs.begin(), newIs.end(), std::back_inserter(added));
+      spilled.insert(reg);
     }
-
-    DEBUG(std::cerr << "\t\trolling back to: " << earliestStart << '\n');
-    // scan handled in reverse order and undo each one, restoring the
-    // state of unhandled and fixed
-    while (!handled_.empty()) {
-        IntervalPtrs::value_type i = handled_.back();
-        // if this interval starts before t we are done
-        if (!i->empty() && i->start() < earliestStart)
-            break;
-        DEBUG(std::cerr << "\t\t\tundo changes for: " << *i << '\n');
-        handled_.pop_back();
-        IntervalPtrs::iterator it;
-        if ((it = find(active_.begin(), active_.end(), i)) != active_.end()) {
-            active_.erase(it);
-            if (MRegisterInfo::isPhysicalRegister(i->reg)) {
-                fixed_.push_front(i);
-                prt_.delPhysRegUse(i->reg);
-            }
-            else {
-                Virt2PhysMap::iterator v2pIt = v2pMap_.find(i->reg);
-                clearVirtReg(v2pIt);
-                prt_.delPhysRegUse(v2pIt->second);
-                if (i->spilled()) {
-                    if (!i->empty()) {
-                        IntervalPtrs::iterator it = unhandled_.begin();
-                        while (it != unhandled_.end() &&
-                               (*it)->start() < i->start())
-                            ++it;
-                        unhandled_.insert(it, i);
-                    }
-                }
-                else
-                    unhandled_.push_front(i);
-
-            }
-        }
-        else if ((it = find(inactive_.begin(), inactive_.end(), i)) != inactive_.end()) {
-            inactive_.erase(it);
-            if (MRegisterInfo::isPhysicalRegister(i->reg))
-                fixed_.push_front(i);
-            else {
-                Virt2PhysMap::iterator v2pIt = v2pMap_.find(i->reg);
-                clearVirtReg(v2pIt);
-                if (i->spilled()) {
-                    if (!i->empty()) {
-                        IntervalPtrs::iterator it = unhandled_.begin();
-                        while (it != unhandled_.end() &&
-                               (*it)->start() < i->start())
-                            ++it;
-                        unhandled_.insert(it, i);
-                    }
-                }
-                else
-                    unhandled_.push_front(i);
-            }
-        }
-        else {
-            if (MRegisterInfo::isPhysicalRegister(i->reg))
-                fixed_.push_front(i);
-            else {
-                Virt2PhysMap::iterator v2pIt = v2pMap_.find(i->reg);
-                clearVirtReg(v2pIt);
-                unhandled_.push_front(i);
-            }
-        }
+  }
+
+  DOUT << "\t\trolling back to: " << earliestStart << '\n';
+
+  // Scan handled in reverse order up to the earliest start of a
+  // spilled live interval and undo each one, restoring the state of
+  // unhandled.
+  while (!handled_.empty()) {
+    LiveInterval* i = handled_.back();
+    // If this interval starts before t we are done.
+    if (i->beginNumber() < earliestStart)
+      break;
+    DOUT << "\t\t\tundo changes for: " << *i << '\n';
+    handled_.pop_back();
+
+    // When undoing a live interval allocation we must know if it is active or
+    // inactive to properly update the PhysRegTracker and the VirtRegMap.
+    IntervalPtrs::iterator it;
+    if ((it = FindIntervalInVector(active_, i)) != active_.end()) {
+      active_.erase(it);
+      assert(!MRegisterInfo::isPhysicalRegister(i->reg));
+      if (!spilled.count(i->reg))
+        unhandled_.push(i);
+      prt_->delRegUse(vrm_->getPhys(i->reg));
+      vrm_->clearVirt(i->reg);
+    } else if ((it = FindIntervalInVector(inactive_, i)) != inactive_.end()) {
+      inactive_.erase(it);
+      assert(!MRegisterInfo::isPhysicalRegister(i->reg));
+      if (!spilled.count(i->reg))
+        unhandled_.push(i);
+      vrm_->clearVirt(i->reg);
+    } else {
+      assert(MRegisterInfo::isVirtualRegister(i->reg) &&
+             "Can only allocate virtual registers!");
+      vrm_->clearVirt(i->reg);
+      unhandled_.push(i);
     }
-
-    // scan the rest and undo each interval that expired after t and
-    // insert it in active (the next iteration of the algorithm will
-    // put it in inactive if required)
-    IntervalPtrs::iterator i = handled_.begin(), e = handled_.end();
-    for (; i != e; ++i) {
-        if (!(*i)->expiredAt(earliestStart) && (*i)->expiredAt(cur->start())) {
-            DEBUG(std::cerr << "\t\t\tundo changes for: " << **i << '\n');
-            active_.push_back(*i);
-            if (MRegisterInfo::isPhysicalRegister((*i)->reg))
-                prt_.addPhysRegUse((*i)->reg);
-            else {
-                assert(v2pMap_.count((*i)->reg));
-                prt_.addPhysRegUse(v2pMap_.find((*i)->reg)->second);
-            }
-        }
+  }
+
+  // Rewind the iterators in the active, inactive, and fixed lists back to the
+  // point we reverted to.
+  RevertVectorIteratorsTo(active_, earliestStart);
+  RevertVectorIteratorsTo(inactive_, earliestStart);
+  RevertVectorIteratorsTo(fixed_, earliestStart);
+
+  // scan the rest and undo each interval that expired after t and
+  // insert it in active (the next iteration of the algorithm will
+  // put it in inactive if required)
+  for (unsigned i = 0, e = handled_.size(); i != e; ++i) {
+    LiveInterval *HI = handled_[i];
+    if (!HI->expiredAt(earliestStart) &&
+        HI->expiredAt(cur->beginNumber())) {
+      DOUT << "\t\t\tundo changes for: " << *HI << '\n';
+      active_.push_back(std::make_pair(HI, HI->begin()));
+      assert(!MRegisterInfo::isPhysicalRegister(HI->reg));
+      prt_->addRegUse(vrm_->getPhys(HI->reg));
     }
-}
+  }
 
-void RA::addSpillCode(IntervalPtrs::value_type li, int slot)
-{
-    // We scan the instructions corresponding to each range. We load
-    // when we have a use and spill at end of basic blocks or end of
-    // ranges only if the register was modified.
-    const TargetRegisterClass* rc = mf_->getSSARegMap()->getRegClass(li->reg);
-
-    for (LiveIntervals::Interval::Ranges::iterator i = li->ranges.begin(),
-             e = li->ranges.end(); i != e; ++i) {
-        unsigned index = i->first;
-        unsigned end = i->second;
-
-        bool loaded = false;
-
-        // skip deleted instructions. getInstructionFromIndex returns
-        // null if the instruction was deleted (because of coalescing
-        // for example)
-        while (!li_->getInstructionFromIndex(index))
-            index += LiveIntervals::InstrSlots::NUM;
-        MachineBasicBlock::iterator mi = li_->getInstructionFromIndex(index);
-        MachineBasicBlock* mbb = mi->getParent();
-        assert(mbb && "machine instruction not bound to basic block");
-
-        for (; index < end; index += LiveIntervals::InstrSlots::NUM) {
-            // ignore deleted instructions
-            while (!li_->getInstructionFromIndex(index)) index += 2;
-            mi = li_->getInstructionFromIndex(index);
-            DEBUG(std::cerr << "\t\t\t\texamining: \t\t\t\t\t"
-                  << LiveIntervals::getBaseIndex(index) << '\t';
-                  mi->print(std::cerr, *tm_));
-
-            // if it is used in this instruction load it
-            for (unsigned i = 0; i < mi->getNumOperands(); ++i) {
-                MachineOperand& mop = mi->getOperand(i);
-                if (mop.isRegister() && mop.getReg() == li->reg &&
-                    mop.isUse() && !loaded) {
-                    loaded = true;
-                    mri_->loadRegFromStackSlot(*mbb, mi, li->reg, slot, rc);
-                    ++numLoads;
-                    DEBUG(std::cerr << "\t\t\t\tadded load for reg" << li->reg
-                          << " from ss#" << slot << " before: \t"
-                          << LiveIntervals::getBaseIndex(index) << '\t';
-                          mi->print(std::cerr, *tm_));
-                }
-            }
-
-            // if it is defined in this instruction mark as dirty
-            for (unsigned i = 0; i < mi->getNumOperands(); ++i) {
-                MachineOperand& mop = mi->getOperand(i);
-                if (mop.isRegister() && mop.getReg() == li->reg &&
-                    mop.isDef()) {
-                    loaded = true;
-
-                    mri_->storeRegToStackSlot(*mbb, next(mi), li->reg, slot,rc);
-                    ++numStores;
-                    DEBUG(std::cerr << "\t\t\t\tadded store for reg" << li->reg
-                          << " to ss#" << slot << " after: \t\t"
-                          << LiveIntervals::getBaseIndex(index) << " \t";
-                          mi->print(std::cerr, *tm_));
-                }
-            }
-        }
-    }
+  // merge added with unhandled
+  for (unsigned i = 0, e = added.size(); i != e; ++i)
+    unhandled_.push(added[i]);
 }
 
-unsigned RA::getFreePhysReg(IntervalPtrs::value_type cur)
-{
-    const TargetRegisterClass* rc = mf_->getSSARegMap()->getRegClass(cur->reg);
-
-    for (TargetRegisterClass::iterator i = rc->allocation_order_begin(*mf_);
-         i != rc->allocation_order_end(*mf_); ++i) {
-        unsigned reg = *i;
-        if (prt_.isPhysRegAvail(reg))
-            return reg;
+/// getFreePhysReg - return a free physical register for this virtual register
+/// interval if we have one, otherwise return 0.
+unsigned RALinScan::getFreePhysReg(LiveInterval *cur) {
+  std::vector<unsigned> inactiveCounts(mri_->getNumRegs(), 0);
+  unsigned MaxInactiveCount = 0;
+  
+  const TargetRegisterClass *RC = mf_->getSSARegMap()->getRegClass(cur->reg);
+  const TargetRegisterClass *RCLeader = RelatedRegClasses.getLeaderValue(RC);
+  for (IntervalPtrs::iterator i = inactive_.begin(), e = inactive_.end();
+       i != e; ++i) {
+    unsigned reg = i->first->reg;
+    assert(MRegisterInfo::isVirtualRegister(reg) &&
+           "Can only allocate virtual registers!");
+
+    // If this is not in a related reg class to the register we're allocating, 
+    // don't check it.
+    const TargetRegisterClass *RegRC = mf_->getSSARegMap()->getRegClass(reg);
+    if (RelatedRegClasses.getLeaderValue(RegRC) == RCLeader) {
+      reg = vrm_->getPhys(reg);
+      ++inactiveCounts[reg];
+      MaxInactiveCount = std::max(MaxInactiveCount, inactiveCounts[reg]);
     }
-    return 0;
-}
-
-RA::Virt2PhysMap::iterator
-RA::assignVirt2PhysReg(unsigned virtReg, unsigned physReg)
-{
-    bool inserted;
-    Virt2PhysMap::iterator it;
-    tie(it, inserted) = v2pMap_.insert(std::make_pair(virtReg, physReg));
-    assert(inserted && "attempting to assign a virt->phys mapping to an "
-           "already mapped register");
-    prt_.addPhysRegUse(physReg);
-    return it;
-}
-
-void RA::clearVirtReg(Virt2PhysMap::iterator it)
-{
-    assert(it != v2pMap_.end() &&
-           "attempting to clear a not allocated virtual register");
-    unsigned physReg = it->second;
-    v2pMap_.erase(it);
-    DEBUG(std::cerr << "\t\t\tcleared register " << mri_->getName(physReg)
-          << "\n");
-}
-
-
-int RA::assignVirt2StackSlot(unsigned virtReg)
-{
-    const TargetRegisterClass* rc = mf_->getSSARegMap()->getRegClass(virtReg);
-    int frameIndex = mf_->getFrameInfo()->CreateStackObject(rc);
-
-    bool inserted = v2ssMap_.insert(std::make_pair(virtReg, frameIndex)).second;
-    assert(inserted && "attempt to assign stack slot to spilled register!");
-    return frameIndex;
-}
-
-int RA::getStackSlot(unsigned virtReg)
-{
-    assert(v2ssMap_.count(virtReg) &&
-           "attempt to get stack slot for a non spilled register");
-    return v2ssMap_.find(virtReg)->second;
+  }
+
+  unsigned FreeReg = 0;
+  unsigned FreeRegInactiveCount = 0;
+
+  // If copy coalescer has assigned a "preferred" register, check if it's
+  // available first.
+  if (cur->preference)
+    if (prt_->isRegAvail(cur->preference)) {
+      DOUT << "\t\tassigned the preferred register: "
+           << mri_->getName(cur->preference) << "\n";
+      return cur->preference;
+    } else
+      DOUT << "\t\tunable to assign the preferred register: "
+           << mri_->getName(cur->preference) << "\n";
+
+  // Scan for the first available register.
+  TargetRegisterClass::iterator I = RC->allocation_order_begin(*mf_);
+  TargetRegisterClass::iterator E = RC->allocation_order_end(*mf_);
+  for (; I != E; ++I)
+    if (prt_->isRegAvail(*I)) {
+      FreeReg = *I;
+      FreeRegInactiveCount = inactiveCounts[FreeReg];
+      break;
+    }
+  
+  // If there are no free regs, or if this reg has the max inactive count,
+  // return this register.
+  if (FreeReg == 0 || FreeRegInactiveCount == MaxInactiveCount) return FreeReg;
+  
+  // Continue scanning the registers, looking for the one with the highest
+  // inactive count.  Alkis found that this reduced register pressure very
+  // slightly on X86 (in rev 1.94 of this file), though this should probably be
+  // reevaluated now.
+  for (; I != E; ++I) {
+    unsigned Reg = *I;
+    if (prt_->isRegAvail(Reg) && FreeRegInactiveCount < inactiveCounts[Reg]) {
+      FreeReg = Reg;
+      FreeRegInactiveCount = inactiveCounts[Reg];
+      if (FreeRegInactiveCount == MaxInactiveCount)
+        break;    // We found the one with the max inactive count.
+    }
+  }
+  
+  return FreeReg;
 }
 
 FunctionPass* llvm::createLinearScanRegisterAllocator() {
-    return new RA();
+  return new RALinScan();
 }