Remove duplicated #include.
[oota-llvm.git] / lib / CodeGen / VirtRegRewriter.cpp
index b4c8bc12979ad4e22e1daf12c065510b59301c63..dd0714976720b335cff4c9add9c04a3ac006138d 100644 (file)
@@ -9,10 +9,19 @@
 
 #define DEBUG_TYPE "virtregrewriter"
 #include "VirtRegRewriter.h"
-#include "llvm/Support/Compiler.h"
+#include "llvm/Function.h"
+#include "llvm/CodeGen/AsmPrinter.h"  // FIXME: Layering!
+#include "llvm/CodeGen/MachineFrameInfo.h"
+#include "llvm/CodeGen/MachineInstrBuilder.h"
+#include "llvm/CodeGen/MachineRegisterInfo.h"
+#include "llvm/Support/CommandLine.h"
+#include "llvm/Support/Debug.h"
+#include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
+#include "llvm/Support/raw_ostream.h"
+#include "llvm/Target/TargetInstrInfo.h"
+#include "llvm/Target/TargetLowering.h"
 #include "llvm/ADT/DepthFirstIterator.h"
 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
-#include "llvm/ADT/STLExtras.h"
 #include <algorithm>
 using namespace llvm;
 
@@ -33,138 +42,113 @@ STATISTIC(NumSUnfold , "Number of stores unfolded");
 STATISTIC(NumModRefUnfold, "Number of modref unfolded");
 
 namespace {
-  enum RewriterName { simple, local, trivial };
+  enum RewriterName { local, trivial };
 }
 
 static cl::opt<RewriterName>
 RewriterOpt("rewriter",
             cl::desc("Rewriter to use: (default: local)"),
             cl::Prefix,
-            cl::values(clEnumVal(simple,  "simple rewriter"),
-                       clEnumVal(local,   "local rewriter"),
+            cl::values(clEnumVal(local,   "local rewriter"),
                        clEnumVal(trivial, "trivial rewriter"),
                        clEnumValEnd),
             cl::init(local));
 
-VirtRegRewriter::~VirtRegRewriter() {}
-
-// ****************************** //
-// Simple Spiller Implementation  //
-// ****************************** //
+static cl::opt<bool>
+ScheduleSpills("schedule-spills",
+               cl::desc("Schedule spill code"),
+               cl::init(false));
 
-struct VISIBILITY_HIDDEN SimpleRewriter : public VirtRegRewriter {
-
-  bool runOnMachineFunction(MachineFunction &MF, VirtRegMap &VRM,
-                            LiveIntervals* LIs) {
-    DOUT << "********** REWRITE MACHINE CODE **********\n";
-    DOUT << "********** Function: " << MF.getFunction()->getName() << '\n';
-    const TargetMachine &TM = MF.getTarget();
-    const TargetInstrInfo &TII = *TM.getInstrInfo();
-    const TargetRegisterInfo &TRI = *TM.getRegisterInfo();
-
-
-    // LoadedRegs - Keep track of which vregs are loaded, so that we only load
-    // each vreg once (in the case where a spilled vreg is used by multiple
-    // operands).  This is always smaller than the number of operands to the
-    // current machine instr, so it should be small.
-    std::vector<unsigned> LoadedRegs;
-
-    for (MachineFunction::iterator MBBI = MF.begin(), E = MF.end();
-         MBBI != E; ++MBBI) {
-      DOUT << MBBI->getBasicBlock()->getName() << ":\n";
-      MachineBasicBlock &MBB = *MBBI;
-      for (MachineBasicBlock::iterator MII = MBB.begin(), E = MBB.end();
-           MII != E; ++MII) {
-        MachineInstr &MI = *MII;
-        for (unsigned i = 0, e = MI.getNumOperands(); i != e; ++i) {
-          MachineOperand &MO = MI.getOperand(i);
-          if (MO.isReg() && MO.getReg()) {
-            if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(MO.getReg())) {
-              unsigned VirtReg = MO.getReg();
-              unsigned SubIdx = MO.getSubReg();
-              unsigned PhysReg = VRM.getPhys(VirtReg);
-              unsigned RReg = SubIdx ? TRI.getSubReg(PhysReg, SubIdx) : PhysReg;
-              if (!VRM.isAssignedReg(VirtReg)) {
-                int StackSlot = VRM.getStackSlot(VirtReg);
-                const TargetRegisterClass* RC = 
-                                             MF.getRegInfo().getRegClass(VirtReg);
-                
-                if (MO.isUse() &&
-                    std::find(LoadedRegs.begin(), LoadedRegs.end(), VirtReg)
-                             == LoadedRegs.end()) {
-                  TII.loadRegFromStackSlot(MBB, &MI, PhysReg, StackSlot, RC);
-                  MachineInstr *LoadMI = prior(MII);
-                  VRM.addSpillSlotUse(StackSlot, LoadMI);
-                  LoadedRegs.push_back(VirtReg);
-                  ++NumLoads;
-                  DOUT << '\t' << *LoadMI;
-                }
+VirtRegRewriter::~VirtRegRewriter() {}
 
-                if (MO.isDef()) {
-                  TII.storeRegToStackSlot(MBB, next(MII), PhysReg, true,   
-                                          StackSlot, RC);
-                  MachineInstr *StoreMI = next(MII);
-                  VRM.addSpillSlotUse(StackSlot, StoreMI);
-                  ++NumStores;
-                }
-              }
-              MF.getRegInfo().setPhysRegUsed(RReg);
-              MI.getOperand(i).setReg(RReg);
-              MI.getOperand(i).setSubReg(0);
-            } else {
-              MF.getRegInfo().setPhysRegUsed(MO.getReg());
-            }
-          }
-        }
+/// substitutePhysReg - Replace virtual register in MachineOperand with a
+/// physical register. Do the right thing with the sub-register index.
+static void substitutePhysReg(MachineOperand &MO, unsigned Reg,
+                              const TargetRegisterInfo &TRI) {
+  if (unsigned SubIdx = MO.getSubReg()) {
+    // Insert the physical subreg and reset the subreg field.
+    MO.setReg(TRI.getSubReg(Reg, SubIdx));
+    MO.setSubReg(0);
 
-        DOUT << '\t' << MI;
-        LoadedRegs.clear();
-      }
-    }
-    return true;
+    // Any def, dead, and kill flags apply to the full virtual register, so they
+    // also apply to the full physical register. Add imp-def/dead and imp-kill
+    // as needed.
+    MachineInstr &MI = *MO.getParent();
+    if (MO.isDef())
+      if (MO.isDead())
+        MI.addRegisterDead(Reg, &TRI, /*AddIfNotFound=*/ true);
+      else
+        MI.addRegisterDefined(Reg, &TRI);
+    else if (!MO.isUndef() &&
+             (MO.isKill() ||
+              MI.isRegTiedToDefOperand(&MO-&MI.getOperand(0))))
+      MI.addRegisterKilled(Reg, &TRI, /*AddIfNotFound=*/ true);
+  } else {
+    MO.setReg(Reg);
   }
+}
+
+namespace {
 
-};
 /// This class is intended for use with the new spilling framework only. It
 /// rewrites vreg def/uses to use the assigned preg, but does not insert any
 /// spill code.
-struct VISIBILITY_HIDDEN TrivialRewriter : public VirtRegRewriter {
+struct TrivialRewriter : public VirtRegRewriter {
 
   bool runOnMachineFunction(MachineFunction &MF, VirtRegMap &VRM,
                             LiveIntervals* LIs) {
-    DOUT << "********** REWRITE MACHINE CODE **********\n";
-    DOUT << "********** Function: " << MF.getFunction()->getName() << '\n';
+    DEBUG(dbgs() << "********** REWRITE MACHINE CODE **********\n");
+    DEBUG(dbgs() << "********** Function: " 
+          << MF.getFunction()->getName() << '\n');
+    DEBUG(dbgs() << "**** Machine Instrs"
+          << "(NOTE! Does not include spills and reloads!) ****\n");
+    DEBUG(MF.dump());
+
     MachineRegisterInfo *mri = &MF.getRegInfo();
+    const TargetRegisterInfo *tri = MF.getTarget().getRegisterInfo();
 
     bool changed = false;
 
     for (LiveIntervals::iterator liItr = LIs->begin(), liEnd = LIs->end();
          liItr != liEnd; ++liItr) {
 
-      if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(liItr->first)) {
-        if (VRM.hasPhys(liItr->first)) {
-          unsigned preg = VRM.getPhys(liItr->first);
-          mri->replaceRegWith(liItr->first, preg);
-          mri->setPhysRegUsed(preg);
-          changed = true;
-        }
+      const LiveInterval *li = liItr->second;
+      unsigned reg = li->reg;
+
+      if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(reg)) {
+        if (!li->empty())
+          mri->setPhysRegUsed(reg);
       }
       else {
-        if (!liItr->second->empty()) {
-          mri->setPhysRegUsed(liItr->first);
+        if (!VRM.hasPhys(reg))
+          continue;
+        unsigned pReg = VRM.getPhys(reg);
+        mri->setPhysRegUsed(pReg);
+        for (MachineRegisterInfo::reg_iterator regItr = mri->reg_begin(reg),
+             regEnd = mri->reg_end(); regItr != regEnd;) {
+          MachineOperand &mop = regItr.getOperand();
+          assert(mop.isReg() && mop.getReg() == reg && "reg_iterator broken?");
+          ++regItr;
+          substitutePhysReg(mop, pReg, *tri);
+          changed = true;
         }
       }
     }
     
+    DEBUG(dbgs() << "**** Post Machine Instrs ****\n");
+    DEBUG(MF.dump());
+    
     return changed;
   }
 
 };
 
+}
+
 // ************************************************************************ //
 
+namespace {
+
 /// AvailableSpills - As the local rewriter is scanning and rewriting an MBB
 /// from top down, keep track of which spill slots or remat are available in
 /// each register.
@@ -176,7 +160,7 @@ struct VISIBILITY_HIDDEN TrivialRewriter : public VirtRegRewriter {
 /// on a per-stack-slot / remat id basis as the low bit in the value of the
 /// SpillSlotsAvailable entries.  The predicate 'canClobberPhysReg()' checks
 /// this bit and addAvailable sets it if.
-class VISIBILITY_HIDDEN AvailableSpills {
+class AvailableSpills {
   const TargetRegisterInfo *TRI;
   const TargetInstrInfo *TII;
 
@@ -232,10 +216,11 @@ public:
                                               (unsigned)CanClobber;
 
     if (SlotOrReMat > VirtRegMap::MAX_STACK_SLOT)
-      DOUT << "Remembering RM#" << SlotOrReMat-VirtRegMap::MAX_STACK_SLOT-1;
+      DEBUG(dbgs() << "Remembering RM#"
+                   << SlotOrReMat-VirtRegMap::MAX_STACK_SLOT-1);
     else
-      DOUT << "Remembering SS#" << SlotOrReMat;
-    DOUT << " in physreg " << TRI->getName(Reg) << "\n";
+      DEBUG(dbgs() << "Remembering SS#" << SlotOrReMat);
+    DEBUG(dbgs() << " in physreg " << TRI->getName(Reg) << "\n");
   }
 
   /// canClobberPhysRegForSS - Return true if the spiller is allowed to change
@@ -287,8 +272,82 @@ public:
                                 std::vector<MachineOperand*> &KillOps);
 };
 
+}
+
 // ************************************************************************ //
 
+// Given a location where a reload of a spilled register or a remat of
+// a constant is to be inserted, attempt to find a safe location to
+// insert the load at an earlier point in the basic-block, to hide
+// latency of the load and to avoid address-generation interlock
+// issues.
+static MachineBasicBlock::iterator
+ComputeReloadLoc(MachineBasicBlock::iterator const InsertLoc,
+                 MachineBasicBlock::iterator const Begin,
+                 unsigned PhysReg,
+                 const TargetRegisterInfo *TRI,
+                 bool DoReMat,
+                 int SSorRMId,
+                 const TargetInstrInfo *TII,
+                 const MachineFunction &MF)
+{
+  if (!ScheduleSpills)
+    return InsertLoc;
+
+  // Spill backscheduling is of primary interest to addresses, so
+  // don't do anything if the register isn't in the register class
+  // used for pointers.
+
+  const TargetLowering *TL = MF.getTarget().getTargetLowering();
+
+  if (!TL->isTypeLegal(TL->getPointerTy()))
+    // Believe it or not, this is true on PIC16.
+    return InsertLoc;
+
+  const TargetRegisterClass *ptrRegClass =
+    TL->getRegClassFor(TL->getPointerTy());
+  if (!ptrRegClass->contains(PhysReg))
+    return InsertLoc;
+
+  // Scan upwards through the preceding instructions. If an instruction doesn't
+  // reference the stack slot or the register we're loading, we can
+  // backschedule the reload up past it.
+  MachineBasicBlock::iterator NewInsertLoc = InsertLoc;
+  while (NewInsertLoc != Begin) {
+    MachineBasicBlock::iterator Prev = prior(NewInsertLoc);
+    for (unsigned i = 0; i < Prev->getNumOperands(); ++i) {
+      MachineOperand &Op = Prev->getOperand(i);
+      if (!DoReMat && Op.isFI() && Op.getIndex() == SSorRMId)
+        goto stop;
+    }
+    if (Prev->findRegisterUseOperandIdx(PhysReg) != -1 ||
+        Prev->findRegisterDefOperand(PhysReg))
+      goto stop;
+    for (const unsigned *Alias = TRI->getAliasSet(PhysReg); *Alias; ++Alias)
+      if (Prev->findRegisterUseOperandIdx(*Alias) != -1 ||
+          Prev->findRegisterDefOperand(*Alias))
+        goto stop;
+    NewInsertLoc = Prev;
+  }
+stop:;
+
+  // If we made it to the beginning of the block, turn around and move back
+  // down just past any existing reloads. They're likely to be reloads/remats
+  // for instructions earlier than what our current reload/remat is for, so
+  // they should be scheduled earlier.
+  if (NewInsertLoc == Begin) {
+    int FrameIdx;
+    while (InsertLoc != NewInsertLoc &&
+           (TII->isLoadFromStackSlot(NewInsertLoc, FrameIdx) ||
+            TII->isTriviallyReMaterializable(NewInsertLoc)))
+      ++NewInsertLoc;
+  }
+
+  return NewInsertLoc;
+}
+
+namespace {
+
 // ReusedOp - For each reused operand, we keep track of a bit of information,
 // in case we need to rollback upon processing a new operand.  See comments
 // below.
@@ -316,7 +375,7 @@ struct ReusedOp {
 
 /// ReuseInfo - This maintains a collection of ReuseOp's for each operand that
 /// is reused instead of reloaded.
-class VISIBILITY_HIDDEN ReuseInfo {
+class ReuseInfo {
   MachineInstr &MI;
   std::vector<ReusedOp> Reuses;
   BitVector PhysRegsClobbered;
@@ -354,7 +413,8 @@ public:
   /// GetRegForReload - We are about to emit a reload into PhysReg.  If there
   /// is some other operand that is using the specified register, either pick
   /// a new register to use, or evict the previous reload and use this reg. 
-  unsigned GetRegForReload(unsigned PhysReg, MachineInstr *MI,
+  unsigned GetRegForReload(const TargetRegisterClass *RC, unsigned PhysReg,
+                           MachineFunction &MF, MachineInstr *MI,
                            AvailableSpills &Spills,
                            std::vector<MachineInstr*> &MaybeDeadStores,
                            SmallSet<unsigned, 8> &Rejected,
@@ -373,18 +433,21 @@ public:
   ///       sees r1 is taken by t2, tries t2's reload register r0
   ///       sees r0 is taken by t3, tries t3's reload register r1
   ///       sees r1 is taken by t2, tries t2's reload register r0 ...
-  unsigned GetRegForReload(unsigned PhysReg, MachineInstr *MI,
+  unsigned GetRegForReload(unsigned VirtReg, unsigned PhysReg, MachineInstr *MI,
                            AvailableSpills &Spills,
                            std::vector<MachineInstr*> &MaybeDeadStores,
                            BitVector &RegKills,
                            std::vector<MachineOperand*> &KillOps,
                            VirtRegMap &VRM) {
     SmallSet<unsigned, 8> Rejected;
-    return GetRegForReload(PhysReg, MI, Spills, MaybeDeadStores, Rejected,
-                           RegKills, KillOps, VRM);
+    MachineFunction &MF = *MI->getParent()->getParent();
+    const TargetRegisterClass* RC = MF.getRegInfo().getRegClass(VirtReg);
+    return GetRegForReload(RC, PhysReg, MF, MI, Spills, MaybeDeadStores,
+                           Rejected, RegKills, KillOps, VRM);
   }
 };
 
+}
 
 // ****************** //
 // Utility Functions  //
@@ -411,9 +474,11 @@ static void InvalidateKill(unsigned Reg,
                            std::vector<MachineOperand*> &KillOps) {
   if (RegKills[Reg]) {
     KillOps[Reg]->setIsKill(false);
-    KillOps[Reg] = NULL;
-    RegKills.reset(Reg);
-    for (const unsigned *SR = TRI->getSubRegisters(Reg); *SR; ++SR) {
+    // KillOps[Reg] might be a def of a super-register.
+    unsigned KReg = KillOps[Reg]->getReg();
+    KillOps[KReg] = NULL;
+    RegKills.reset(KReg);
+    for (const unsigned *SR = TRI->getSubRegisters(KReg); *SR; ++SR) {
       if (RegKills[*SR]) {
         KillOps[*SR]->setIsKill(false);
         KillOps[*SR] = NULL;
@@ -432,7 +497,7 @@ static void InvalidateKills(MachineInstr &MI,
                             SmallVector<unsigned, 2> *KillRegs = NULL) {
   for (unsigned i = 0, e = MI.getNumOperands(); i != e; ++i) {
     MachineOperand &MO = MI.getOperand(i);
-    if (!MO.isReg() || !MO.isUse() || !MO.isKill())
+    if (!MO.isReg() || !MO.isUse() || !MO.isKill() || MO.isUndef())
       continue;
     unsigned Reg = MO.getReg();
     if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(Reg))
@@ -454,24 +519,25 @@ static void InvalidateKills(MachineInstr &MI,
 }
 
 /// InvalidateRegDef - If the def operand of the specified def MI is now dead
-/// (since it's spill instruction is removed), mark it isDead. Also checks if
+/// (since its spill instruction is removed), mark it isDead. Also checks if
 /// the def MI has other definition operands that are not dead. Returns it by
 /// reference.
 static bool InvalidateRegDef(MachineBasicBlock::iterator I,
                              MachineInstr &NewDef, unsigned Reg,
-                             bool &HasLiveDef) {
+                             bool &HasLiveDef, 
+                             const TargetRegisterInfo *TRI) {
   // Due to remat, it's possible this reg isn't being reused. That is,
   // the def of this reg (by prev MI) is now dead.
   MachineInstr *DefMI = I;
   MachineOperand *DefOp = NULL;
   for (unsigned i = 0, e = DefMI->getNumOperands(); i != e; ++i) {
     MachineOperand &MO = DefMI->getOperand(i);
-    if (MO.isReg() && MO.isDef()) {
-      if (MO.getReg() == Reg)
-        DefOp = &MO;
-      else if (!MO.isDead())
-        HasLiveDef = true;
-    }
+    if (!MO.isReg() || !MO.isDef() || !MO.isKill() || MO.isUndef())
+      continue;
+    if (MO.getReg() == Reg)
+      DefOp = &MO;
+    else if (!MO.isDead())
+      HasLiveDef = true;
   }
   if (!DefOp)
     return false;
@@ -483,7 +549,8 @@ static bool InvalidateRegDef(MachineBasicBlock::iterator I,
     MachineInstr *NMI = I;
     for (unsigned j = 0, ee = NMI->getNumOperands(); j != ee; ++j) {
       MachineOperand &MO = NMI->getOperand(j);
-      if (!MO.isReg() || MO.getReg() != Reg)
+      if (!MO.isReg() || MO.getReg() == 0 ||
+          (MO.getReg() != Reg && !TRI->isSubRegister(Reg, MO.getReg())))
         continue;
       if (MO.isUse())
         FoundUse = true;
@@ -506,7 +573,7 @@ static void UpdateKills(MachineInstr &MI, const TargetRegisterInfo* TRI,
                         std::vector<MachineOperand*> &KillOps) {
   for (unsigned i = 0, e = MI.getNumOperands(); i != e; ++i) {
     MachineOperand &MO = MI.getOperand(i);
-    if (!MO.isReg() || !MO.isUse())
+    if (!MO.isReg() || !MO.isUse() || MO.isUndef())
       continue;
     unsigned Reg = MO.getReg();
     if (Reg == 0)
@@ -516,12 +583,41 @@ static void UpdateKills(MachineInstr &MI, const TargetRegisterInfo* TRI,
       // That can't be right. Register is killed but not re-defined and it's
       // being reused. Let's fix that.
       KillOps[Reg]->setIsKill(false);
-      KillOps[Reg] = NULL;
-      RegKills.reset(Reg);
-      if (!MI.isRegTiedToDefOperand(i))
-        // Unless it's a two-address operand, this is the new kill.
-        MO.setIsKill();
+      // KillOps[Reg] might be a def of a super-register.
+      unsigned KReg = KillOps[Reg]->getReg();
+      KillOps[KReg] = NULL;
+      RegKills.reset(KReg);
+
+      // Must be a def of a super-register. Its other sub-regsters are no
+      // longer killed as well.
+      for (const unsigned *SR = TRI->getSubRegisters(KReg); *SR; ++SR) {
+        KillOps[*SR] = NULL;
+        RegKills.reset(*SR);
+      }
+    } else {
+      // Check for subreg kills as well.
+      // d4 = 
+      // store d4, fi#0
+      // ...
+      //    = s8<kill>
+      // ...
+      //    = d4  <avoiding reload>
+      for (const unsigned *SR = TRI->getSubRegisters(Reg); *SR; ++SR) {
+        unsigned SReg = *SR;
+        if (RegKills[SReg] && KillOps[SReg]->getParent() != &MI) {
+          KillOps[SReg]->setIsKill(false);
+          unsigned KReg = KillOps[SReg]->getReg();
+          KillOps[KReg] = NULL;
+          RegKills.reset(KReg);
+
+          for (const unsigned *SSR = TRI->getSubRegisters(KReg); *SSR; ++SSR) {
+            KillOps[*SSR] = NULL;
+            RegKills.reset(*SSR);
+          }
+        }
+      }
     }
+
     if (MO.isKill()) {
       RegKills.set(Reg);
       KillOps[Reg] = &MO;
@@ -534,7 +630,7 @@ static void UpdateKills(MachineInstr &MI, const TargetRegisterInfo* TRI,
 
   for (unsigned i = 0, e = MI.getNumOperands(); i != e; ++i) {
     const MachineOperand &MO = MI.getOperand(i);
-    if (!MO.isReg() || !MO.isDef())
+    if (!MO.isReg() || !MO.getReg() || !MO.isDef())
       continue;
     unsigned Reg = MO.getReg();
     RegKills.reset(Reg);
@@ -544,6 +640,10 @@ static void UpdateKills(MachineInstr &MI, const TargetRegisterInfo* TRI,
       RegKills.reset(*SR);
       KillOps[*SR] = NULL;
     }
+    for (const unsigned *SR = TRI->getSuperRegisters(Reg); *SR; ++SR) {
+      RegKills.reset(*SR);
+      KillOps[*SR] = NULL;
+    }
   }
 }
 
@@ -555,7 +655,14 @@ static void ReMaterialize(MachineBasicBlock &MBB,
                           const TargetInstrInfo *TII,
                           const TargetRegisterInfo *TRI,
                           VirtRegMap &VRM) {
-  TII->reMaterialize(MBB, MII, DestReg, VRM.getReMaterializedMI(Reg));
+  MachineInstr *ReMatDefMI = VRM.getReMaterializedMI(Reg);
+#ifndef NDEBUG
+  const TargetInstrDesc &TID = ReMatDefMI->getDesc();
+  assert(TID.getNumDefs() == 1 &&
+         "Don't know how to remat instructions that define > 1 values!");
+#endif
+  TII->reMaterialize(MBB, MII, DestReg,
+                     ReMatDefMI->getOperand(0).getSubReg(), ReMatDefMI, TRI);
   MachineInstr *NewMI = prior(MII);
   for (unsigned i = 0, e = NewMI->getNumOperands(); i != e; ++i) {
     MachineOperand &MO = NewMI->getOperand(i);
@@ -565,12 +672,9 @@ static void ReMaterialize(MachineBasicBlock &MBB,
     if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(VirtReg))
       continue;
     assert(MO.isUse());
-    unsigned SubIdx = MO.getSubReg();
     unsigned Phys = VRM.getPhys(VirtReg);
-    assert(Phys);
-    unsigned RReg = SubIdx ? TRI->getSubReg(Phys, SubIdx) : Phys;
-    MO.setReg(RReg);
-    MO.setSubReg(0);
+    assert(Phys && "Virtual register is not assigned a register?");
+    substitutePhysReg(MO, Phys, *TRI);
   }
   ++NumReMats;
 }
@@ -604,8 +708,8 @@ void AvailableSpills::disallowClobberPhysRegOnly(unsigned PhysReg) {
     assert((SpillSlotsOrReMatsAvailable[SlotOrReMat] >> 1) == PhysReg &&
            "Bidirectional map mismatch!");
     SpillSlotsOrReMatsAvailable[SlotOrReMat] &= ~1;
-    DOUT << "PhysReg " << TRI->getName(PhysReg)
-         << " copied, it is available for use but can no longer be modified\n";
+    DEBUG(dbgs() << "PhysReg " << TRI->getName(PhysReg)
+         << " copied, it is available for use but can no longer be modified\n");
   }
 }
 
@@ -629,12 +733,12 @@ void AvailableSpills::ClobberPhysRegOnly(unsigned PhysReg) {
     assert((SpillSlotsOrReMatsAvailable[SlotOrReMat] >> 1) == PhysReg &&
            "Bidirectional map mismatch!");
     SpillSlotsOrReMatsAvailable.erase(SlotOrReMat);
-    DOUT << "PhysReg " << TRI->getName(PhysReg)
-         << " clobbered, invalidating ";
+    DEBUG(dbgs() << "PhysReg " << TRI->getName(PhysReg)
+          << " clobbered, invalidating ");
     if (SlotOrReMat > VirtRegMap::MAX_STACK_SLOT)
-      DOUT << "RM#" << SlotOrReMat-VirtRegMap::MAX_STACK_SLOT-1 << "\n";
+      DEBUG(dbgs() << "RM#" << SlotOrReMat-VirtRegMap::MAX_STACK_SLOT-1 <<"\n");
     else
-      DOUT << "SS#" << SlotOrReMat << "\n";
+      DEBUG(dbgs() << "SS#" << SlotOrReMat << "\n");
   }
 }
 
@@ -672,7 +776,7 @@ void AvailableSpills::AddAvailableRegsToLiveIn(MachineBasicBlock &MBB,
     }
 
     // Skip over the same register.
-    std::multimap<unsigned, int>::iterator NI = next(I);
+    std::multimap<unsigned, int>::iterator NI = llvm::next(I);
     while (NI != E && NI->first == Reg) {
       ++I;
       ++NI;
@@ -716,15 +820,17 @@ void AvailableSpills::ModifyStackSlotOrReMat(int SlotOrReMat) {
 /// GetRegForReload - We are about to emit a reload into PhysReg.  If there
 /// is some other operand that is using the specified register, either pick
 /// a new register to use, or evict the previous reload and use this reg.
-unsigned ReuseInfo::GetRegForReload(unsigned PhysReg, MachineInstr *MI,
-                         AvailableSpills &Spills,
+unsigned ReuseInfo::GetRegForReload(const TargetRegisterClass *RC,
+                         unsigned PhysReg,
+                         MachineFunction &MF,
+                         MachineInstr *MI, AvailableSpills &Spills,
                          std::vector<MachineInstr*> &MaybeDeadStores,
                          SmallSet<unsigned, 8> &Rejected,
                          BitVector &RegKills,
                          std::vector<MachineOperand*> &KillOps,
                          VirtRegMap &VRM) {
-  const TargetInstrInfo* TII = MI->getParent()->getParent()->getTarget()
-                               .getInstrInfo();
+  const TargetInstrInfo* TII = MF.getTarget().getInstrInfo();
+  const TargetRegisterInfo *TRI = Spills.getRegInfo();
   
   if (Reuses.empty()) return PhysReg;  // This is most often empty.
 
@@ -736,19 +842,19 @@ unsigned ReuseInfo::GetRegForReload(unsigned PhysReg, MachineInstr *MI,
     // considered and subsequently rejected because it has also been reused
     // by another operand.
     if (Op.PhysRegReused == PhysReg &&
-        Rejected.count(Op.AssignedPhysReg) == 0) {
+        Rejected.count(Op.AssignedPhysReg) == 0 &&
+        RC->contains(Op.AssignedPhysReg)) {
       // Yup, use the reload register that we didn't use before.
       unsigned NewReg = Op.AssignedPhysReg;
       Rejected.insert(PhysReg);
-      return GetRegForReload(NewReg, MI, Spills, MaybeDeadStores, Rejected,
+      return GetRegForReload(RC, NewReg, MF, MI, Spills, MaybeDeadStores, Rejected,
                              RegKills, KillOps, VRM);
     } else {
       // Otherwise, we might also have a problem if a previously reused
-      // value aliases the new register.  If so, codegen the previous reload
+      // value aliases the new register. If so, codegen the previous reload
       // and use this one.          
       unsigned PRRU = Op.PhysRegReused;
-      const TargetRegisterInfo *TRI = Spills.getRegInfo();
-      if (TRI->areAliases(PRRU, PhysReg)) {
+      if (TRI->regsOverlap(PRRU, PhysReg)) {
         // Okay, we found out that an alias of a reused register
         // was used.  This isn't good because it means we have
         // to undo a previous reuse.
@@ -761,21 +867,42 @@ unsigned ReuseInfo::GetRegForReload(unsigned PhysReg, MachineInstr *MI,
         ReusedOp NewOp = Op;
         Reuses.erase(Reuses.begin()+ro);
 
+        // MI may be using only a sub-register of PhysRegUsed.
+        unsigned RealPhysRegUsed = MI->getOperand(NewOp.Operand).getReg();
+        unsigned SubIdx = 0;
+        assert(TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(RealPhysRegUsed) &&
+               "A reuse cannot be a virtual register");
+        if (PRRU != RealPhysRegUsed) {
+          // What was the sub-register index?
+          SubIdx = TRI->getSubRegIndex(PRRU, RealPhysRegUsed);
+          assert(SubIdx &&
+                 "Operand physreg is not a sub-register of PhysRegUsed");
+        }
+
         // Ok, we're going to try to reload the assigned physreg into the
         // slot that we were supposed to in the first place.  However, that
         // register could hold a reuse.  Check to see if it conflicts or
         // would prefer us to use a different register.
-        unsigned NewPhysReg = GetRegForReload(NewOp.AssignedPhysReg,
-                                              MI, Spills, MaybeDeadStores,
-                                          Rejected, RegKills, KillOps, VRM);
-        
-        MachineBasicBlock::iterator MII = MI;
-        if (NewOp.StackSlotOrReMat > VirtRegMap::MAX_STACK_SLOT) {
-          ReMaterialize(*MBB, MII, NewPhysReg, NewOp.VirtReg, TII, TRI,VRM);
-        } else {
-          TII->loadRegFromStackSlot(*MBB, MII, NewPhysReg,
+        unsigned NewPhysReg = GetRegForReload(RC, NewOp.AssignedPhysReg,
+                                              MF, MI, Spills, MaybeDeadStores,
+                                              Rejected, RegKills, KillOps, VRM);
+
+        bool DoReMat = NewOp.StackSlotOrReMat > VirtRegMap::MAX_STACK_SLOT;
+        int SSorRMId = DoReMat
+          ? VRM.getReMatId(NewOp.VirtReg) : NewOp.StackSlotOrReMat;
+
+        // Back-schedule reloads and remats.
+        MachineBasicBlock::iterator InsertLoc =
+          ComputeReloadLoc(MI, MBB->begin(), PhysReg, TRI,
+                           DoReMat, SSorRMId, TII, MF);
+
+        if (DoReMat) {
+          ReMaterialize(*MBB, InsertLoc, NewPhysReg, NewOp.VirtReg, TII,
+                        TRI, VRM);
+        } else { 
+          TII->loadRegFromStackSlot(*MBB, InsertLoc, NewPhysReg,
                                     NewOp.StackSlotOrReMat, AliasRC);
-          MachineInstr *LoadMI = prior(MII);
+          MachineInstr *LoadMI = prior(InsertLoc);
           VRM.addSpillSlotUse(NewOp.StackSlotOrReMat, LoadMI);
           // Any stores to this stack slot are not dead anymore.
           MaybeDeadStores[NewOp.StackSlotOrReMat] = NULL;            
@@ -784,17 +911,15 @@ unsigned ReuseInfo::GetRegForReload(unsigned PhysReg, MachineInstr *MI,
         Spills.ClobberPhysReg(NewPhysReg);
         Spills.ClobberPhysReg(NewOp.PhysRegReused);
 
-        unsigned SubIdx = MI->getOperand(NewOp.Operand).getSubReg();
-        unsigned RReg = SubIdx ? TRI->getSubReg(NewPhysReg, SubIdx) : NewPhysReg;
+        unsigned RReg = SubIdx ? TRI->getSubReg(NewPhysReg, SubIdx) :NewPhysReg;
         MI->getOperand(NewOp.Operand).setReg(RReg);
         MI->getOperand(NewOp.Operand).setSubReg(0);
 
         Spills.addAvailable(NewOp.StackSlotOrReMat, NewPhysReg);
-        --MII;
-        UpdateKills(*MII, TRI, RegKills, KillOps);
-        DOUT << '\t' << *MII;
+        UpdateKills(*prior(InsertLoc), TRI, RegKills, KillOps);
+        DEBUG(dbgs() << '\t' << *prior(InsertLoc));
         
-        DOUT << "Reuse undone!\n";
+        DEBUG(dbgs() << "Reuse undone!\n");
         --NumReused;
         
         // Finally, PhysReg is now available, go ahead and use it.
@@ -901,11 +1026,12 @@ static unsigned FindFreeRegister(MachineBasicBlock::iterator MII,
 }
 
 static
-void AssignPhysToVirtReg(MachineInstr *MI, unsigned VirtReg, unsigned PhysReg) {
+void AssignPhysToVirtReg(MachineInstr *MI, unsigned VirtReg, unsigned PhysReg,
+                         const TargetRegisterInfo &TRI) {
   for (unsigned i = 0, e = MI->getNumOperands(); i != e; ++i) {
     MachineOperand &MO = MI->getOperand(i);
     if (MO.isReg() && MO.getReg() == VirtReg)
-      MO.setReg(PhysReg);
+      substitutePhysReg(MO, PhysReg, TRI);
   }
 }
 
@@ -922,7 +1048,9 @@ namespace {
 // Local Spiller Implementation  //
 // ***************************** //
 
-class VISIBILITY_HIDDEN LocalRewriter : public VirtRegRewriter {
+namespace {
+
+class LocalRewriter : public VirtRegRewriter {
   MachineRegisterInfo *RegInfo;
   const TargetRegisterInfo *TRI;
   const TargetInstrInfo *TII;
@@ -936,10 +1064,10 @@ public:
     TRI = MF.getTarget().getRegisterInfo();
     TII = MF.getTarget().getInstrInfo();
     AllocatableRegs = TRI->getAllocatableSet(MF);
-    DOUT << "\n**** Local spiller rewriting function '"
-         << MF.getFunction()->getName() << "':\n";
-    DOUT << "**** Machine Instrs (NOTE! Does not include spills and reloads!)"
-            " ****\n";
+    DEBUG(dbgs() << "\n**** Local spiller rewriting function '"
+          << MF.getFunction()->getName() << "':\n");
+    DEBUG(dbgs() << "**** Machine Instrs (NOTE! Does not include spills and"
+                    " reloads!) ****\n");
     DEBUG(MF.dump());
 
     // Spills - Keep track of which spilled values are available in physregs
@@ -990,7 +1118,7 @@ public:
       Spills.clear();
     }
 
-    DOUT << "**** Post Machine Instrs ****\n";
+    DEBUG(dbgs() << "**** Post Machine Instrs ****\n");
     DEBUG(MF.dump());
 
     // Mark unused spill slots.
@@ -1028,7 +1156,7 @@ private:
                          std::vector<MachineOperand*> &KillOps,
                          VirtRegMap &VRM) {
 
-    MachineBasicBlock::iterator NextMII = next(MII);
+    MachineBasicBlock::iterator NextMII = llvm::next(MII);
     if (NextMII == MBB.end())
       return false;
 
@@ -1054,6 +1182,9 @@ private:
     if (!FoldsStackSlotModRef(*NextMII, SS, PhysReg, TII, TRI, VRM))
       return false;
 
+    // Back-schedule reloads and remats.
+    ComputeReloadLoc(MII, MBB.begin(), PhysReg, TRI, false, SS, TII, MF);
+
     // Load from SS to the spare physical register.
     TII->loadRegFromStackSlot(MBB, MII, PhysReg, SS, RC);
     // This invalidates Phys.
@@ -1065,9 +1196,9 @@ private:
     // Unfold current MI.
     SmallVector<MachineInstr*, 4> NewMIs;
     if (!TII->unfoldMemoryOperand(MF, &MI, VirtReg, false, false, NewMIs))
-      assert(0 && "Unable unfold the load / store folding instruction!");
+      llvm_unreachable("Unable unfold the load / store folding instruction!");
     assert(NewMIs.size() == 1);
-    AssignPhysToVirtReg(NewMIs[0], VirtReg, PhysReg);
+    AssignPhysToVirtReg(NewMIs[0], VirtReg, PhysReg, *TRI);
     VRM.transferRestorePts(&MI, NewMIs[0]);
     MII = MBB.insert(MII, NewMIs[0]);
     InvalidateKills(MI, TRI, RegKills, KillOps);
@@ -1078,18 +1209,20 @@ private:
     // Unfold next instructions that fold the same SS.
     do {
       MachineInstr &NextMI = *NextMII;
-      NextMII = next(NextMII);
+      NextMII = llvm::next(NextMII);
       NewMIs.clear();
       if (!TII->unfoldMemoryOperand(MF, &NextMI, VirtReg, false, false, NewMIs))
-        assert(0 && "Unable unfold the load / store folding instruction!");
+        llvm_unreachable("Unable unfold the load / store folding instruction!");
       assert(NewMIs.size() == 1);
-      AssignPhysToVirtReg(NewMIs[0], VirtReg, PhysReg);
+      AssignPhysToVirtReg(NewMIs[0], VirtReg, PhysReg, *TRI);
       VRM.transferRestorePts(&NextMI, NewMIs[0]);
       MBB.insert(NextMII, NewMIs[0]);
       InvalidateKills(NextMI, TRI, RegKills, KillOps);
       VRM.RemoveMachineInstrFromMaps(&NextMI);
       MBB.erase(&NextMI);
       ++NumModRefUnfold;
+      if (NextMII == MBB.end())
+        break;
     } while (FoldsStackSlotModRef(*NextMII, SS, PhysReg, TII, TRI, VRM));
 
     // Store the value back into SS.
@@ -1221,6 +1354,32 @@ private:
     return false;
   }
 
+  /// CommuteChangesDestination - We are looking for r0 = op r1, r2 and
+  /// where SrcReg is r1 and it is tied to r0. Return true if after
+  /// commuting this instruction it will be r0 = op r2, r1.
+  static bool CommuteChangesDestination(MachineInstr *DefMI,
+                                        const TargetInstrDesc &TID,
+                                        unsigned SrcReg,
+                                        const TargetInstrInfo *TII,
+                                        unsigned &DstIdx) {
+    if (TID.getNumDefs() != 1 && TID.getNumOperands() != 3)
+      return false;
+    if (!DefMI->getOperand(1).isReg() ||
+        DefMI->getOperand(1).getReg() != SrcReg)
+      return false;
+    unsigned DefIdx;
+    if (!DefMI->isRegTiedToDefOperand(1, &DefIdx) || DefIdx != 0)
+      return false;
+    unsigned SrcIdx1, SrcIdx2;
+    if (!TII->findCommutedOpIndices(DefMI, SrcIdx1, SrcIdx2))
+      return false;
+    if (SrcIdx1 == 1 && SrcIdx2 == 2) {
+      DstIdx = 2;
+      return true;
+    }
+    return false;
+  }
+
   /// CommuteToFoldReload -
   /// Look for
   /// r1 = load fi#1
@@ -1249,7 +1408,7 @@ private:
     unsigned NewDstIdx;
     if (DefMII != MBB.begin() &&
         TID.isCommutable() &&
-        TII->CommuteChangesDestination(DefMI, NewDstIdx)) {
+        CommuteChangesDestination(DefMI, TID, SrcReg, TII, NewDstIdx)) {
       MachineOperand &NewDstMO = DefMI->getOperand(NewDstIdx);
       unsigned NewReg = NewDstMO.getReg();
       if (!NewDstMO.isKill() || TRI->regsOverlap(NewReg, SrcReg))
@@ -1327,14 +1486,15 @@ private:
                            std::vector<MachineOperand*> &KillOps,
                            VirtRegMap &VRM) {
 
-    TII->storeRegToStackSlot(MBB, next(MII), PhysReg, true, StackSlot, RC);
-    MachineInstr *StoreMI = next(MII);
+    MachineBasicBlock::iterator oldNextMII = llvm::next(MII);
+    TII->storeRegToStackSlot(MBB, llvm::next(MII), PhysReg, true, StackSlot, RC);
+    MachineInstr *StoreMI = prior(oldNextMII);
     VRM.addSpillSlotUse(StackSlot, StoreMI);
-    DOUT << "Store:\t" << *StoreMI;
+    DEBUG(dbgs() << "Store:\t" << *StoreMI);
 
     // If there is a dead store to this stack slot, nuke it now.
     if (LastStore) {
-      DOUT << "Removed dead store:\t" << *LastStore;
+      DEBUG(dbgs() << "Removed dead store:\t" << *LastStore);
       ++NumDSE;
       SmallVector<unsigned, 2> KillRegs;
       InvalidateKills(*LastStore, TRI, RegKills, KillOps, &KillRegs);
@@ -1350,11 +1510,10 @@ private:
         // being reused.
         for (unsigned j = 0, ee = KillRegs.size(); j != ee; ++j) {
           bool HasOtherDef = false;
-          if (InvalidateRegDef(PrevMII, *MII, KillRegs[j], HasOtherDef)) {
+          if (InvalidateRegDef(PrevMII, *MII, KillRegs[j], HasOtherDef, TRI)) {
             MachineInstr *DeadDef = PrevMII;
             if (ReMatDefs.count(DeadDef) && !HasOtherDef) {
-              // FIXME: This assumes a remat def does not have side
-              // effects.
+              // FIXME: This assumes a remat def does not have side effects.
               VRM.RemoveMachineInstrFromMaps(DeadDef);
               MBB.erase(DeadDef);
               ++NumDRM;
@@ -1364,7 +1523,9 @@ private:
       }
     }
 
-    LastStore = next(MII);
+    // Allow for multi-instruction spill sequences, as on PPC Altivec.  Presume
+    // the last of multiple instructions is the actual store.
+    LastStore = prior(oldNextMII);
 
     // If the stack slot value was previously available in some other
     // register, change it now.  Otherwise, make the register available,
@@ -1375,6 +1536,29 @@ private:
     ++NumStores;
   }
 
+  /// isSafeToDelete - Return true if this instruction doesn't produce any side
+  /// effect and all of its defs are dead.
+  static bool isSafeToDelete(MachineInstr &MI) {
+    const TargetInstrDesc &TID = MI.getDesc();
+    if (TID.mayLoad() || TID.mayStore() || TID.isCall() || TID.isTerminator() ||
+        TID.isCall() || TID.isBarrier() || TID.isReturn() ||
+        TID.hasUnmodeledSideEffects())
+      return false;
+    for (unsigned i = 0, e = MI.getNumOperands(); i != e; ++i) {
+      MachineOperand &MO = MI.getOperand(i);
+      if (!MO.isReg() || !MO.getReg())
+        continue;
+      if (MO.isDef() && !MO.isDead())
+        return false;
+      if (MO.isUse() && MO.isKill())
+        // FIXME: We can't remove kill markers or else the scavenger will assert.
+        // An alternative is to add a ADD pseudo instruction to replace kill
+        // markers.
+        return false;
+    }
+    return true;
+  }
+
   /// TransferDeadness - A identity copy definition is dead and it's being
   /// removed. Find the last def or use and mark it as dead / kill.
   void TransferDeadness(MachineBasicBlock *MBB, unsigned CurDist,
@@ -1416,9 +1600,7 @@ private:
       if (LastUD->isDef()) {
         // If the instruction has no side effect, delete it and propagate
         // backward further. Otherwise, mark is dead and we are done.
-        const TargetInstrDesc &TID = LastUDMI->getDesc();
-        if (TID.mayStore() || TID.isCall() || TID.isTerminator() ||
-            TID.hasUnmodeledSideEffects()) {
+        if (!isSafeToDelete(*LastUDMI)) {
           LastUD->setIsDead();
           break;
         }
@@ -1440,8 +1622,8 @@ private:
                   AvailableSpills &Spills, BitVector &RegKills,
                   std::vector<MachineOperand*> &KillOps) {
 
-    DOUT << "\n**** Local spiller rewriting MBB '"
-         << MBB.getBasicBlock()->getName() << "':\n";
+    DEBUG(dbgs() << "\n**** Local spiller rewriting MBB '"
+          << MBB.getName() << "':\n");
 
     MachineFunction &MF = *MBB.getParent();
     
@@ -1467,14 +1649,14 @@ private:
     DistanceMap.clear();
     for (MachineBasicBlock::iterator MII = MBB.begin(), E = MBB.end();
          MII != E; ) {
-      MachineBasicBlock::iterator NextMII = next(MII);
+      MachineBasicBlock::iterator NextMII = llvm::next(MII);
 
       VirtRegMap::MI2VirtMapTy::const_iterator I, End;
       bool Erased = false;
       bool BackTracked = false;
       if (OptimizeByUnfold(MBB, MII,
                            MaybeDeadStores, Spills, RegKills, KillOps, VRM))
-        NextMII = next(MII);
+        NextMII = llvm::next(MII);
 
       MachineInstr &MI = *MII;
 
@@ -1490,17 +1672,25 @@ private:
           assert(RC && "Unable to determine register class!");
           int SS = VRM.getEmergencySpillSlot(RC);
           if (UsedSS.count(SS))
-            assert(0 && "Need to spill more than one physical registers!");
+            llvm_unreachable("Need to spill more than one physical registers!");
           UsedSS.insert(SS);
           TII->storeRegToStackSlot(MBB, MII, PhysReg, true, SS, RC);
           MachineInstr *StoreMI = prior(MII);
           VRM.addSpillSlotUse(SS, StoreMI);
-          TII->loadRegFromStackSlot(MBB, next(MII), PhysReg, SS, RC);
-          MachineInstr *LoadMI = next(MII);
+
+          // Back-schedule reloads and remats.
+          MachineBasicBlock::iterator InsertLoc =
+            ComputeReloadLoc(llvm::next(MII), MBB.begin(), PhysReg, TRI, false,
+                             SS, TII, MF);
+
+          TII->loadRegFromStackSlot(MBB, InsertLoc, PhysReg, SS, RC);
+
+          MachineInstr *LoadMI = prior(InsertLoc);
           VRM.addSpillSlotUse(SS, LoadMI);
           ++NumPSpills;
+          DistanceMap.insert(std::make_pair(LoadMI, Dist++));
         }
-        NextMII = next(MII);
+        NextMII = llvm::next(MII);
       }
 
       // Insert restores here if asked to.
@@ -1532,28 +1722,36 @@ private:
             // If the value is already available in the expected register, save
             // a reload / remat.
             if (SSorRMId)
-              DOUT << "Reusing RM#" << SSorRMId-VirtRegMap::MAX_STACK_SLOT-1;
+              DEBUG(dbgs() << "Reusing RM#"
+                           << SSorRMId-VirtRegMap::MAX_STACK_SLOT-1);
             else
-              DOUT << "Reusing SS#" << SSorRMId;
-            DOUT << " from physreg "
-                 << TRI->getName(InReg) << " for vreg"
-                 << VirtReg <<" instead of reloading into physreg "
-                 << TRI->getName(Phys) << "\n";
+              DEBUG(dbgs() << "Reusing SS#" << SSorRMId);
+            DEBUG(dbgs() << " from physreg "
+                         << TRI->getName(InReg) << " for vreg"
+                         << VirtReg <<" instead of reloading into physreg "
+                         << TRI->getName(Phys) << '\n');
             ++NumOmitted;
             continue;
           } else if (InReg && InReg != Phys) {
             if (SSorRMId)
-              DOUT << "Reusing RM#" << SSorRMId-VirtRegMap::MAX_STACK_SLOT-1;
+              DEBUG(dbgs() << "Reusing RM#"
+                           << SSorRMId-VirtRegMap::MAX_STACK_SLOT-1);
             else
-              DOUT << "Reusing SS#" << SSorRMId;
-            DOUT << " from physreg "
-                 << TRI->getName(InReg) << " for vreg"
-                 << VirtReg <<" by copying it into physreg "
-                 << TRI->getName(Phys) << "\n";
+              DEBUG(dbgs() << "Reusing SS#" << SSorRMId);
+            DEBUG(dbgs() << " from physreg "
+                         << TRI->getName(InReg) << " for vreg"
+                         << VirtReg <<" by copying it into physreg "
+                         << TRI->getName(Phys) << '\n');
 
             // If the reloaded / remat value is available in another register,
             // copy it to the desired register.
-            TII->copyRegToReg(MBB, &MI, Phys, InReg, RC, RC);
+
+            // Back-schedule reloads and remats.
+            MachineBasicBlock::iterator InsertLoc =
+              ComputeReloadLoc(MII, MBB.begin(), Phys, TRI, DoReMat,
+                               SSorRMId, TII, MF);
+
+            TII->copyRegToReg(MBB, InsertLoc, Phys, InReg, RC, RC);
 
             // This invalidates Phys.
             Spills.ClobberPhysReg(Phys);
@@ -1561,24 +1759,31 @@ private:
             Spills.addAvailable(SSorRMId, Phys);
 
             // Mark is killed.
-            MachineInstr *CopyMI = prior(MII);
+            MachineInstr *CopyMI = prior(InsertLoc);
+            CopyMI->setAsmPrinterFlag(AsmPrinter::ReloadReuse);
             MachineOperand *KillOpnd = CopyMI->findRegisterUseOperand(InReg);
             KillOpnd->setIsKill();
             UpdateKills(*CopyMI, TRI, RegKills, KillOps);
 
-            DOUT << '\t' << *CopyMI;
+            DEBUG(dbgs() << '\t' << *CopyMI);
             ++NumCopified;
             continue;
           }
 
+          // Back-schedule reloads and remats.
+          MachineBasicBlock::iterator InsertLoc =
+            ComputeReloadLoc(MII, MBB.begin(), Phys, TRI, DoReMat,
+                             SSorRMId, TII, MF);
+
           if (VRM.isReMaterialized(VirtReg)) {
-            ReMaterialize(MBB, MII, Phys, VirtReg, TII, TRI, VRM);
+            ReMaterialize(MBB, InsertLoc, Phys, VirtReg, TII, TRI, VRM);
           } else {
             const TargetRegisterClass* RC = RegInfo->getRegClass(VirtReg);
-            TII->loadRegFromStackSlot(MBB, &MI, Phys, SSorRMId, RC);
-            MachineInstr *LoadMI = prior(MII);
+            TII->loadRegFromStackSlot(MBB, InsertLoc, Phys, SSorRMId, RC);
+            MachineInstr *LoadMI = prior(InsertLoc);
             VRM.addSpillSlotUse(SSorRMId, LoadMI);
             ++NumLoads;
+            DistanceMap.insert(std::make_pair(LoadMI, Dist++));
           }
 
           // This invalidates Phys.
@@ -1586,8 +1791,8 @@ private:
           // Remember it's available.
           Spills.addAvailable(SSorRMId, Phys);
 
-          UpdateKills(*prior(MII), TRI, RegKills, KillOps);
-          DOUT << '\t' << *prior(MII);
+          UpdateKills(*prior(InsertLoc), TRI, RegKills, KillOps);
+          DEBUG(dbgs() << '\t' << *prior(MII));
         }
       }
 
@@ -1603,13 +1808,14 @@ private:
           const TargetRegisterClass *RC = RegInfo->getRegClass(VirtReg);
           unsigned Phys = VRM.getPhys(VirtReg);
           int StackSlot = VRM.getStackSlot(VirtReg);
-          TII->storeRegToStackSlot(MBB, next(MII), Phys, isKill, StackSlot, RC);
-          MachineInstr *StoreMI = next(MII);
+          MachineBasicBlock::iterator oldNextMII = llvm::next(MII);
+          TII->storeRegToStackSlot(MBB, llvm::next(MII), Phys, isKill, StackSlot, RC);
+          MachineInstr *StoreMI = prior(oldNextMII);
           VRM.addSpillSlotUse(StackSlot, StoreMI);
-          DOUT << "Store:\t" << *StoreMI;
+          DEBUG(dbgs() << "Store:\t" << *StoreMI);
           VRM.virtFolded(VirtReg, StoreMI, VirtRegMap::isMod);
         }
-        NextMII = next(MII);
+        NextMII = llvm::next(MII);
       }
 
       /// ReusedOperands - Keep track of operand reuse in case we need to undo
@@ -1633,6 +1839,8 @@ private:
         if (MO.isImplicit())
           // If the virtual register is implicitly defined, emit a implicit_def
           // before so scavenger knows it's "defined".
+          // FIXME: This is a horrible hack done the by register allocator to
+          // remat a definition with virtual register operand.
           VirtUseOps.insert(VirtUseOps.begin(), i);
         else
           VirtUseOps.push_back(i);
@@ -1655,35 +1863,28 @@ private:
           RegInfo->setPhysRegUsed(Phys);
           if (MO.isDef())
             ReusedOperands.markClobbered(Phys);
-          unsigned RReg = SubIdx ? TRI->getSubReg(Phys, SubIdx) : Phys;
-          MI.getOperand(i).setReg(RReg);
-          MI.getOperand(i).setSubReg(0);
+          substitutePhysReg(MO, Phys, *TRI);
           if (VRM.isImplicitlyDefined(VirtReg))
+            // FIXME: Is this needed?
             BuildMI(MBB, &MI, MI.getDebugLoc(),
-                    TII->get(TargetInstrInfo::IMPLICIT_DEF), RReg);
+                    TII->get(TargetOpcode::IMPLICIT_DEF), Phys);
           continue;
         }
-        
+
         // This virtual register is now known to be a spilled value.
         if (!MO.isUse())
           continue;  // Handle defs in the loop below (handle use&def here though)
 
-        bool AvoidReload = false;
-        if (LIs->hasInterval(VirtReg)) {
-          LiveInterval &LI = LIs->getInterval(VirtReg);
-          if (!LI.liveAt(LIs->getUseIndex(LI.beginNumber())))
-            // Must be defined by an implicit def. It should not be spilled. Note,
-            // this is for correctness reason. e.g.
-            // 8   %reg1024<def> = IMPLICIT_DEF
-            // 12  %reg1024<def> = INSERT_SUBREG %reg1024<kill>, %reg1025, 2
-            // The live range [12, 14) are not part of the r1024 live interval since
-            // it's defined by an implicit def. It will not conflicts with live
-            // interval of r1025. Now suppose both registers are spilled, you can
-            // easily see a situation where both registers are reloaded before
-            // the INSERT_SUBREG and both target registers that would overlap.
-            AvoidReload = true;
-        }
-
+        bool AvoidReload = MO.isUndef();
+        // Check if it is defined by an implicit def. It should not be spilled.
+        // Note, this is for correctness reason. e.g.
+        // 8   %reg1024<def> = IMPLICIT_DEF
+        // 12  %reg1024<def> = INSERT_SUBREG %reg1024<kill>, %reg1025, 2
+        // The live range [12, 14) are not part of the r1024 live interval since
+        // it's defined by an implicit def. It will not conflicts with live
+        // interval of r1025. Now suppose both registers are spilled, you can
+        // easily see a situation where both registers are reloaded before
+        // the INSERT_SUBREG and both target registers that would overlap.
         bool DoReMat = VRM.isReMaterialized(VirtReg);
         int SSorRMId = DoReMat
           ? VRM.getReMatId(VirtReg) : VRM.getStackSlot(VirtReg);
@@ -1702,8 +1903,7 @@ private:
         //       = EXTRACT_SUBREG fi#1
         // fi#1 is available in EDI, but it cannot be reused because it's not in
         // the right register file.
-        if (PhysReg && !AvoidReload &&
-            (SubIdx || MI.getOpcode() == TargetInstrInfo::EXTRACT_SUBREG)) {
+        if (PhysReg && !AvoidReload && (SubIdx || MI.isExtractSubreg())) {
           const TargetRegisterClass* RC = RegInfo->getRegClass(VirtReg);
           if (!RC->contains(PhysReg))
             PhysReg = 0;
@@ -1728,13 +1928,14 @@ private:
           if (CanReuse) {
             // If this stack slot value is already available, reuse it!
             if (ReuseSlot > VirtRegMap::MAX_STACK_SLOT)
-              DOUT << "Reusing RM#" << ReuseSlot-VirtRegMap::MAX_STACK_SLOT-1;
+              DEBUG(dbgs() << "Reusing RM#"
+                           << ReuseSlot-VirtRegMap::MAX_STACK_SLOT-1);
             else
-              DOUT << "Reusing SS#" << ReuseSlot;
-            DOUT << " from physreg "
-                 << TRI->getName(PhysReg) << " for vreg"
-                 << VirtReg <<" instead of reloading into physreg "
-                 << TRI->getName(VRM.getPhys(VirtReg)) << "\n";
+              DEBUG(dbgs() << "Reusing SS#" << ReuseSlot);
+            DEBUG(dbgs() << " from physreg "
+                         << TRI->getName(PhysReg) << " for vreg"
+                         << VirtReg <<" instead of reloading into physreg "
+                         << TRI->getName(VRM.getPhys(VirtReg)) << '\n');
             unsigned RReg = SubIdx ? TRI->getSubReg(PhysReg, SubIdx) : PhysReg;
             MI.getOperand(i).setReg(RReg);
             MI.getOperand(i).setSubReg(0);
@@ -1801,20 +2002,22 @@ private:
           // available.  If this occurs, use the register indicated by the
           // reuser.
           if (ReusedOperands.hasReuses())
-            DesignatedReg = ReusedOperands.GetRegForReload(DesignatedReg, &MI, 
-                                 Spills, MaybeDeadStores, RegKills, KillOps, VRM);
+            DesignatedReg = ReusedOperands.GetRegForReload(VirtReg,
+                                                           DesignatedReg, &MI, 
+                               Spills, MaybeDeadStores, RegKills, KillOps, VRM);
           
           // If the mapped designated register is actually the physreg we have
           // incoming, we don't need to inserted a dead copy.
           if (DesignatedReg == PhysReg) {
             // If this stack slot value is already available, reuse it!
             if (ReuseSlot > VirtRegMap::MAX_STACK_SLOT)
-              DOUT << "Reusing RM#" << ReuseSlot-VirtRegMap::MAX_STACK_SLOT-1;
+              DEBUG(dbgs() << "Reusing RM#"
+                    << ReuseSlot-VirtRegMap::MAX_STACK_SLOT-1);
             else
-              DOUT << "Reusing SS#" << ReuseSlot;
-            DOUT << " from physreg " << TRI->getName(PhysReg)
-                 << " for vreg" << VirtReg
-                 << " instead of reloading into same physreg.\n";
+              DEBUG(dbgs() << "Reusing SS#" << ReuseSlot);
+            DEBUG(dbgs() << " from physreg " << TRI->getName(PhysReg)
+                         << " for vreg" << VirtReg
+                         << " instead of reloading into same physreg.\n");
             unsigned RReg = SubIdx ? TRI->getSubReg(PhysReg, SubIdx) : PhysReg;
             MI.getOperand(i).setReg(RReg);
             MI.getOperand(i).setSubReg(0);
@@ -1826,9 +2029,16 @@ private:
           const TargetRegisterClass* RC = RegInfo->getRegClass(VirtReg);
           RegInfo->setPhysRegUsed(DesignatedReg);
           ReusedOperands.markClobbered(DesignatedReg);
-          TII->copyRegToReg(MBB, &MI, DesignatedReg, PhysReg, RC, RC);
 
-          MachineInstr *CopyMI = prior(MII);
+          // Back-schedule reloads and remats.
+          MachineBasicBlock::iterator InsertLoc =
+            ComputeReloadLoc(&MI, MBB.begin(), PhysReg, TRI, DoReMat,
+                             SSorRMId, TII, MF);
+
+          TII->copyRegToReg(MBB, InsertLoc, DesignatedReg, PhysReg, RC, RC);
+
+          MachineInstr *CopyMI = prior(InsertLoc);
+          CopyMI->setAsmPrinterFlag(AsmPrinter::ReloadReuse);
           UpdateKills(*CopyMI, TRI, RegKills, KillOps);
 
           // This invalidates DesignatedReg.
@@ -1839,7 +2049,7 @@ private:
             SubIdx ? TRI->getSubReg(DesignatedReg, SubIdx) : DesignatedReg;
           MI.getOperand(i).setReg(RReg);
           MI.getOperand(i).setSubReg(0);
-          DOUT << '\t' << *prior(MII);
+          DEBUG(dbgs() << '\t' << *prior(MII));
           ++NumReused;
           continue;
         } // if (PhysReg)
@@ -1853,22 +2063,28 @@ private:
         // available.  If this occurs, use the register indicated by the
         // reuser.
         if (ReusedOperands.hasReuses())
-          PhysReg = ReusedOperands.GetRegForReload(PhysReg, &MI, 
-                                 Spills, MaybeDeadStores, RegKills, KillOps, VRM);
+          PhysReg = ReusedOperands.GetRegForReload(VirtReg, PhysReg, &MI, 
+                               Spills, MaybeDeadStores, RegKills, KillOps, VRM);
         
         RegInfo->setPhysRegUsed(PhysReg);
         ReusedOperands.markClobbered(PhysReg);
         if (AvoidReload)
           ++NumAvoided;
         else {
+          // Back-schedule reloads and remats.
+          MachineBasicBlock::iterator InsertLoc =
+            ComputeReloadLoc(MII, MBB.begin(), PhysReg, TRI, DoReMat,
+                             SSorRMId, TII, MF);
+
           if (DoReMat) {
-            ReMaterialize(MBB, MII, PhysReg, VirtReg, TII, TRI, VRM);
+            ReMaterialize(MBB, InsertLoc, PhysReg, VirtReg, TII, TRI, VRM);
           } else {
             const TargetRegisterClass* RC = RegInfo->getRegClass(VirtReg);
-            TII->loadRegFromStackSlot(MBB, &MI, PhysReg, SSorRMId, RC);
-            MachineInstr *LoadMI = prior(MII);
+            TII->loadRegFromStackSlot(MBB, InsertLoc, PhysReg, SSorRMId, RC);
+            MachineInstr *LoadMI = prior(InsertLoc);
             VRM.addSpillSlotUse(SSorRMId, LoadMI);
             ++NumLoads;
+            DistanceMap.insert(std::make_pair(LoadMI, Dist++));
           }
           // This invalidates PhysReg.
           Spills.ClobberPhysReg(PhysReg);
@@ -1885,8 +2101,8 @@ private:
             KilledMIRegs.insert(VirtReg);
           }
 
-          UpdateKills(*prior(MII), TRI, RegKills, KillOps);
-          DOUT << '\t' << *prior(MII);
+          UpdateKills(*prior(InsertLoc), TRI, RegKills, KillOps);
+          DEBUG(dbgs() << '\t' << *prior(InsertLoc));
         }
         unsigned RReg = SubIdx ? TRI->getSubReg(PhysReg, SubIdx) : PhysReg;
         MI.getOperand(i).setReg(RReg);
@@ -1900,7 +2116,7 @@ private:
         int PDSSlot = PotentialDeadStoreSlots[j];
         MachineInstr* DeadStore = MaybeDeadStores[PDSSlot];
         if (DeadStore) {
-          DOUT << "Removed dead store:\t" << *DeadStore;
+          DEBUG(dbgs() << "Removed dead store:\t" << *DeadStore);
           InvalidateKills(*DeadStore, TRI, RegKills, KillOps);
           VRM.RemoveMachineInstrFromMaps(DeadStore);
           MBB.erase(DeadStore);
@@ -1910,7 +2126,7 @@ private:
       }
 
 
-      DOUT << '\t' << MI;
+      DEBUG(dbgs() << '\t' << MI);
 
 
       // If we have folded references to memory operands, make sure we clear all
@@ -1920,7 +2136,7 @@ private:
       for (tie(I, End) = VRM.getFoldedVirts(&MI); I != End; ) {
         unsigned VirtReg = I->second.first;
         VirtRegMap::ModRef MR = I->second.second;
-        DOUT << "Folded vreg: " << VirtReg << "  MR: " << MR;
+        DEBUG(dbgs() << "Folded vreg: " << VirtReg << "  MR: " << MR);
 
         // MI2VirtMap be can updated which invalidate the iterator.
         // Increment the iterator first.
@@ -1929,7 +2145,7 @@ private:
         if (SS == VirtRegMap::NO_STACK_SLOT)
           continue;
         FoldedSS.insert(SS);
-        DOUT << " - StackSlot: " << SS << "\n";
+        DEBUG(dbgs() << " - StackSlot: " << SS << "\n");
         
         // If this folded instruction is just a use, check to see if it's a
         // straight load from the virt reg slot.
@@ -1940,7 +2156,7 @@ private:
             // If this spill slot is available, turn it into a copy (or nothing)
             // instead of leaving it as a load!
             if (unsigned InReg = Spills.getSpillSlotOrReMatPhysReg(SS)) {
-              DOUT << "Promoted Load To Copy: " << MI;
+              DEBUG(dbgs() << "Promoted Load To Copy: " << MI);
               if (DestReg != InReg) {
                 const TargetRegisterClass *RC = RegInfo->getRegClass(VirtReg);
                 TII->copyRegToReg(MBB, &MI, DestReg, InReg, RC, RC);
@@ -1951,6 +2167,7 @@ private:
                 // virtual or needing to clobber any values if it's physical).
                 NextMII = &MI;
                 --NextMII;  // backtrack to the copy.
+                NextMII->setAsmPrinterFlag(AsmPrinter::ReloadReuse);
                 // Propagate the sub-register index over.
                 if (SubIdx) {
                   DefMO = NextMII->findRegisterDefOperand(DestReg);
@@ -1963,7 +2180,7 @@ private:
 
                 BackTracked = true;
               } else {
-                DOUT << "Removing now-noop copy: " << MI;
+                DEBUG(dbgs() << "Removing now-noop copy: " << MI);
                 // Unset last kill since it's being reused.
                 InvalidateKill(InReg, TRI, RegKills, KillOps);
                 Spills.disallowClobberPhysReg(InReg);
@@ -2033,7 +2250,7 @@ private:
 
           if (isDead) {  // Previous store is dead.
             // If we get here, the store is dead, nuke it now.
-            DOUT << "Removed dead store:\t" << *DeadStore;
+            DEBUG(dbgs() << "Removed dead store:\t" << *DeadStore);
             InvalidateKills(*DeadStore, TRI, RegKills, KillOps);
             VRM.RemoveMachineInstrFromMaps(DeadStore);
             MBB.erase(DeadStore);
@@ -2068,7 +2285,7 @@ private:
 
               if (CommuteToFoldReload(MBB, MII, VirtReg, SrcReg, StackSlot,
                                       Spills, RegKills, KillOps, TRI, VRM)) {
-                NextMII = next(MII);
+                NextMII = llvm::next(MII);
                 BackTracked = true;
                 goto ProcessNextInst;
               }
@@ -2097,10 +2314,14 @@ private:
         if (!TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(VirtReg)) {
           // Check to see if this is a noop copy.  If so, eliminate the
           // instruction before considering the dest reg to be changed.
+          // Also check if it's copying from an "undef", if so, we can't
+          // eliminate this or else the undef marker is lost and it will
+          // confuses the scavenger. This is extremely rare.
           unsigned Src, Dst, SrcSR, DstSR;
-          if (TII->isMoveInstr(MI, Src, Dst, SrcSR, DstSR) && Src == Dst) {
+          if (TII->isMoveInstr(MI, Src, Dst, SrcSR, DstSR) && Src == Dst &&
+              !MI.findRegisterUseOperand(Src)->isUndef()) {
             ++NumDCE;
-            DOUT << "Removing now-noop copy: " << MI;
+            DEBUG(dbgs() << "Removing now-noop copy: " << MI);
             SmallVector<unsigned, 2> KillRegs;
             InvalidateKills(MI, TRI, RegKills, KillOps, &KillRegs);
             if (MO.isDead() && !KillRegs.empty()) {
@@ -2117,7 +2338,7 @@ private:
             Spills.disallowClobberPhysReg(VirtReg);
             goto ProcessNextInst;
           }
-            
+
           // If it's not a no-op copy, it clobbers the value in the destreg.
           Spills.ClobberPhysReg(VirtReg);
           ReusedOperands.markClobbered(VirtReg);
@@ -2164,8 +2385,8 @@ private:
           if (ReusedOperands.isClobbered(PhysReg)) {
             // Another def has taken the assigned physreg. It must have been a
             // use&def which got it due to reuse. Undo the reuse!
-            PhysReg = ReusedOperands.GetRegForReload(PhysReg, &MI, 
-                                 Spills, MaybeDeadStores, RegKills, KillOps, VRM);
+            PhysReg = ReusedOperands.GetRegForReload(VirtReg, PhysReg, &MI, 
+                               Spills, MaybeDeadStores, RegKills, KillOps, VRM);
           }
         }
 
@@ -2180,7 +2401,7 @@ private:
           MachineInstr *&LastStore = MaybeDeadStores[StackSlot];
           SpillRegToStackSlot(MBB, MII, -1, PhysReg, StackSlot, RC, true,
                             LastStore, Spills, ReMatDefs, RegKills, KillOps, VRM);
-          NextMII = next(MII);
+          NextMII = llvm::next(MII);
 
           // Check to see if this is a noop copy.  If so, eliminate the
           // instruction before considering the dest reg to be changed.
@@ -2188,7 +2409,7 @@ private:
             unsigned Src, Dst, SrcSR, DstSR;
             if (TII->isMoveInstr(MI, Src, Dst, SrcSR, DstSR) && Src == Dst) {
               ++NumDCE;
-              DOUT << "Removing now-noop copy: " << MI;
+              DEBUG(dbgs() << "Removing now-noop copy: " << MI);
               InvalidateKills(MI, TRI, RegKills, KillOps);
               VRM.RemoveMachineInstrFromMaps(&MI);
               MBB.erase(&MI);
@@ -2200,7 +2421,15 @@ private:
         }    
       }
     ProcessNextInst:
-      DistanceMap.insert(std::make_pair(&MI, Dist++));
+      // Delete dead instructions without side effects.
+      if (!Erased && !BackTracked && isSafeToDelete(MI)) {
+        InvalidateKills(MI, TRI, RegKills, KillOps);
+        VRM.RemoveMachineInstrFromMaps(&MI);
+        MBB.erase(&MI);
+        Erased = true;
+      }
+      if (!Erased)
+        DistanceMap.insert(std::make_pair(&MI, Dist++));
       if (!Erased && !BackTracked) {
         for (MachineBasicBlock::iterator II = &MI; II != NextMII; ++II)
           UpdateKills(*II, TRI, RegKills, KillOps);
@@ -2212,13 +2441,13 @@ private:
 
 };
 
+}
+
 llvm::VirtRegRewriter* llvm::createVirtRegRewriter() {
   switch (RewriterOpt) {
-  default: assert(0 && "Unreachable!");
+  default: llvm_unreachable("Unreachable!");
   case local:
     return new LocalRewriter();
-  case simple:
-    return new SimpleRewriter();
   case trivial:
     return new TrivialRewriter();
   }