move target-independent opcodes out of TargetInstrInfo
[oota-llvm.git] / lib / CodeGen / VirtRegRewriter.cpp
1 //===-- llvm/CodeGen/Rewriter.cpp -  Rewriter -----------------------------===//
2 //
3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
4 //
5 // This file is distributed under the University of Illinois Open Source
6 // License. See LICENSE.TXT for details.
7 //
8 //===----------------------------------------------------------------------===//
9
10 #define DEBUG_TYPE "virtregrewriter"
11 #include "VirtRegRewriter.h"
12 #include "llvm/Function.h"
13 #include "llvm/CodeGen/MachineFrameInfo.h"
14 #include "llvm/CodeGen/MachineInstrBuilder.h"
15 #include "llvm/CodeGen/MachineRegisterInfo.h"
16 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
17 #include "llvm/Support/Debug.h"
18 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
19 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
20 #include "llvm/Target/TargetInstrInfo.h"
21 #include "llvm/Target/TargetLowering.h"
22 #include "llvm/ADT/DepthFirstIterator.h"
23 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
24 #include <algorithm>
25 using namespace llvm;
26
27 STATISTIC(NumDSE     , "Number of dead stores elided");
28 STATISTIC(NumDSS     , "Number of dead spill slots removed");
29 STATISTIC(NumCommutes, "Number of instructions commuted");
30 STATISTIC(NumDRM     , "Number of re-materializable defs elided");
31 STATISTIC(NumStores  , "Number of stores added");
32 STATISTIC(NumPSpills , "Number of physical register spills");
33 STATISTIC(NumOmitted , "Number of reloads omited");
34 STATISTIC(NumAvoided , "Number of reloads deemed unnecessary");
35 STATISTIC(NumCopified, "Number of available reloads turned into copies");
36 STATISTIC(NumReMats  , "Number of re-materialization");
37 STATISTIC(NumLoads   , "Number of loads added");
38 STATISTIC(NumReused  , "Number of values reused");
39 STATISTIC(NumDCE     , "Number of copies elided");
40 STATISTIC(NumSUnfold , "Number of stores unfolded");
41 STATISTIC(NumModRefUnfold, "Number of modref unfolded");
42
43 namespace {
44   enum RewriterName { local, trivial };
45 }
46
47 static cl::opt<RewriterName>
48 RewriterOpt("rewriter",
49             cl::desc("Rewriter to use: (default: local)"),
50             cl::Prefix,
51             cl::values(clEnumVal(local,   "local rewriter"),
52                        clEnumVal(trivial, "trivial rewriter"),
53                        clEnumValEnd),
54             cl::init(local));
55
56 static cl::opt<bool>
57 ScheduleSpills("schedule-spills",
58                cl::desc("Schedule spill code"),
59                cl::init(false));
60
61 VirtRegRewriter::~VirtRegRewriter() {}
62
63 /// substitutePhysReg - Replace virtual register in MachineOperand with a
64 /// physical register. Do the right thing with the sub-register index.
65 static void substitutePhysReg(MachineOperand &MO, unsigned Reg,
66                               const TargetRegisterInfo &TRI) {
67   if (unsigned SubIdx = MO.getSubReg()) {
68     // Insert the physical subreg and reset the subreg field.
69     MO.setReg(TRI.getSubReg(Reg, SubIdx));
70     MO.setSubReg(0);
71
72     // Any def, dead, and kill flags apply to the full virtual register, so they
73     // also apply to the full physical register. Add imp-def/dead and imp-kill
74     // as needed.
75     MachineInstr &MI = *MO.getParent();
76     if (MO.isDef())
77       if (MO.isDead())
78         MI.addRegisterDead(Reg, &TRI, /*AddIfNotFound=*/ true);
79       else
80         MI.addRegisterDefined(Reg, &TRI);
81     else if (!MO.isUndef() &&
82              (MO.isKill() ||
83               MI.isRegTiedToDefOperand(&MO-&MI.getOperand(0))))
84       MI.addRegisterKilled(Reg, &TRI, /*AddIfNotFound=*/ true);
85   } else {
86     MO.setReg(Reg);
87   }
88 }
89
90 namespace {
91
92 /// This class is intended for use with the new spilling framework only. It
93 /// rewrites vreg def/uses to use the assigned preg, but does not insert any
94 /// spill code.
95 struct TrivialRewriter : public VirtRegRewriter {
96
97   bool runOnMachineFunction(MachineFunction &MF, VirtRegMap &VRM,
98                             LiveIntervals* LIs) {
99     DEBUG(dbgs() << "********** REWRITE MACHINE CODE **********\n");
100     DEBUG(dbgs() << "********** Function: " 
101           << MF.getFunction()->getName() << '\n');
102     DEBUG(dbgs() << "**** Machine Instrs"
103           << "(NOTE! Does not include spills and reloads!) ****\n");
104     DEBUG(MF.dump());
105
106     MachineRegisterInfo *mri = &MF.getRegInfo();
107     const TargetRegisterInfo *tri = MF.getTarget().getRegisterInfo();
108
109     bool changed = false;
110
111     for (LiveIntervals::iterator liItr = LIs->begin(), liEnd = LIs->end();
112          liItr != liEnd; ++liItr) {
113
114       const LiveInterval *li = liItr->second;
115       unsigned reg = li->reg;
116
117       if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(reg)) {
118         if (!li->empty())
119           mri->setPhysRegUsed(reg);
120       }
121       else {
122         if (!VRM.hasPhys(reg))
123           continue;
124         unsigned pReg = VRM.getPhys(reg);
125         mri->setPhysRegUsed(pReg);
126         for (MachineRegisterInfo::reg_iterator regItr = mri->reg_begin(reg),
127              regEnd = mri->reg_end(); regItr != regEnd;) {
128           MachineOperand &mop = regItr.getOperand();
129           assert(mop.isReg() && mop.getReg() == reg && "reg_iterator broken?");
130           ++regItr;
131           substitutePhysReg(mop, pReg, *tri);
132           changed = true;
133         }
134       }
135     }
136     
137     DEBUG(dbgs() << "**** Post Machine Instrs ****\n");
138     DEBUG(MF.dump());
139     
140     return changed;
141   }
142
143 };
144
145 }
146
147 // ************************************************************************ //
148
149 namespace {
150
151 /// AvailableSpills - As the local rewriter is scanning and rewriting an MBB
152 /// from top down, keep track of which spill slots or remat are available in
153 /// each register.
154 ///
155 /// Note that not all physregs are created equal here.  In particular, some
156 /// physregs are reloads that we are allowed to clobber or ignore at any time.
157 /// Other physregs are values that the register allocated program is using
158 /// that we cannot CHANGE, but we can read if we like.  We keep track of this
159 /// on a per-stack-slot / remat id basis as the low bit in the value of the
160 /// SpillSlotsAvailable entries.  The predicate 'canClobberPhysReg()' checks
161 /// this bit and addAvailable sets it if.
162 class AvailableSpills {
163   const TargetRegisterInfo *TRI;
164   const TargetInstrInfo *TII;
165
166   // SpillSlotsOrReMatsAvailable - This map keeps track of all of the spilled
167   // or remat'ed virtual register values that are still available, due to
168   // being loaded or stored to, but not invalidated yet.
169   std::map<int, unsigned> SpillSlotsOrReMatsAvailable;
170
171   // PhysRegsAvailable - This is the inverse of SpillSlotsOrReMatsAvailable,
172   // indicating which stack slot values are currently held by a physreg.  This
173   // is used to invalidate entries in SpillSlotsOrReMatsAvailable when a
174   // physreg is modified.
175   std::multimap<unsigned, int> PhysRegsAvailable;
176
177   void disallowClobberPhysRegOnly(unsigned PhysReg);
178
179   void ClobberPhysRegOnly(unsigned PhysReg);
180 public:
181   AvailableSpills(const TargetRegisterInfo *tri, const TargetInstrInfo *tii)
182     : TRI(tri), TII(tii) {
183   }
184
185   /// clear - Reset the state.
186   void clear() {
187     SpillSlotsOrReMatsAvailable.clear();
188     PhysRegsAvailable.clear();
189   }
190
191   const TargetRegisterInfo *getRegInfo() const { return TRI; }
192
193   /// getSpillSlotOrReMatPhysReg - If the specified stack slot or remat is
194   /// available in a physical register, return that PhysReg, otherwise
195   /// return 0.
196   unsigned getSpillSlotOrReMatPhysReg(int Slot) const {
197     std::map<int, unsigned>::const_iterator I =
198       SpillSlotsOrReMatsAvailable.find(Slot);
199     if (I != SpillSlotsOrReMatsAvailable.end()) {
200       return I->second >> 1;  // Remove the CanClobber bit.
201     }
202     return 0;
203   }
204
205   /// addAvailable - Mark that the specified stack slot / remat is available
206   /// in the specified physreg.  If CanClobber is true, the physreg can be
207   /// modified at any time without changing the semantics of the program.
208   void addAvailable(int SlotOrReMat, unsigned Reg, bool CanClobber = true) {
209     // If this stack slot is thought to be available in some other physreg, 
210     // remove its record.
211     ModifyStackSlotOrReMat(SlotOrReMat);
212
213     PhysRegsAvailable.insert(std::make_pair(Reg, SlotOrReMat));
214     SpillSlotsOrReMatsAvailable[SlotOrReMat]= (Reg << 1) |
215                                               (unsigned)CanClobber;
216
217     if (SlotOrReMat > VirtRegMap::MAX_STACK_SLOT)
218       DEBUG(dbgs() << "Remembering RM#"
219                    << SlotOrReMat-VirtRegMap::MAX_STACK_SLOT-1);
220     else
221       DEBUG(dbgs() << "Remembering SS#" << SlotOrReMat);
222     DEBUG(dbgs() << " in physreg " << TRI->getName(Reg) << "\n");
223   }
224
225   /// canClobberPhysRegForSS - Return true if the spiller is allowed to change
226   /// the value of the specified stackslot register if it desires. The
227   /// specified stack slot must be available in a physreg for this query to
228   /// make sense.
229   bool canClobberPhysRegForSS(int SlotOrReMat) const {
230     assert(SpillSlotsOrReMatsAvailable.count(SlotOrReMat) &&
231            "Value not available!");
232     return SpillSlotsOrReMatsAvailable.find(SlotOrReMat)->second & 1;
233   }
234
235   /// canClobberPhysReg - Return true if the spiller is allowed to clobber the
236   /// physical register where values for some stack slot(s) might be
237   /// available.
238   bool canClobberPhysReg(unsigned PhysReg) const {
239     std::multimap<unsigned, int>::const_iterator I =
240       PhysRegsAvailable.lower_bound(PhysReg);
241     while (I != PhysRegsAvailable.end() && I->first == PhysReg) {
242       int SlotOrReMat = I->second;
243       I++;
244       if (!canClobberPhysRegForSS(SlotOrReMat))
245         return false;
246     }
247     return true;
248   }
249
250   /// disallowClobberPhysReg - Unset the CanClobber bit of the specified
251   /// stackslot register. The register is still available but is no longer
252   /// allowed to be modifed.
253   void disallowClobberPhysReg(unsigned PhysReg);
254
255   /// ClobberPhysReg - This is called when the specified physreg changes
256   /// value.  We use this to invalidate any info about stuff that lives in
257   /// it and any of its aliases.
258   void ClobberPhysReg(unsigned PhysReg);
259
260   /// ModifyStackSlotOrReMat - This method is called when the value in a stack
261   /// slot changes.  This removes information about which register the
262   /// previous value for this slot lives in (as the previous value is dead
263   /// now).
264   void ModifyStackSlotOrReMat(int SlotOrReMat);
265
266   /// AddAvailableRegsToLiveIn - Availability information is being kept coming
267   /// into the specified MBB. Add available physical registers as potential
268   /// live-in's. If they are reused in the MBB, they will be added to the
269   /// live-in set to make register scavenger and post-allocation scheduler.
270   void AddAvailableRegsToLiveIn(MachineBasicBlock &MBB, BitVector &RegKills,
271                                 std::vector<MachineOperand*> &KillOps);
272 };
273
274 }
275
276 // ************************************************************************ //
277
278 // Given a location where a reload of a spilled register or a remat of
279 // a constant is to be inserted, attempt to find a safe location to
280 // insert the load at an earlier point in the basic-block, to hide
281 // latency of the load and to avoid address-generation interlock
282 // issues.
283 static MachineBasicBlock::iterator
284 ComputeReloadLoc(MachineBasicBlock::iterator const InsertLoc,
285                  MachineBasicBlock::iterator const Begin,
286                  unsigned PhysReg,
287                  const TargetRegisterInfo *TRI,
288                  bool DoReMat,
289                  int SSorRMId,
290                  const TargetInstrInfo *TII,
291                  const MachineFunction &MF)
292 {
293   if (!ScheduleSpills)
294     return InsertLoc;
295
296   // Spill backscheduling is of primary interest to addresses, so
297   // don't do anything if the register isn't in the register class
298   // used for pointers.
299
300   const TargetLowering *TL = MF.getTarget().getTargetLowering();
301
302   if (!TL->isTypeLegal(TL->getPointerTy()))
303     // Believe it or not, this is true on PIC16.
304     return InsertLoc;
305
306   const TargetRegisterClass *ptrRegClass =
307     TL->getRegClassFor(TL->getPointerTy());
308   if (!ptrRegClass->contains(PhysReg))
309     return InsertLoc;
310
311   // Scan upwards through the preceding instructions. If an instruction doesn't
312   // reference the stack slot or the register we're loading, we can
313   // backschedule the reload up past it.
314   MachineBasicBlock::iterator NewInsertLoc = InsertLoc;
315   while (NewInsertLoc != Begin) {
316     MachineBasicBlock::iterator Prev = prior(NewInsertLoc);
317     for (unsigned i = 0; i < Prev->getNumOperands(); ++i) {
318       MachineOperand &Op = Prev->getOperand(i);
319       if (!DoReMat && Op.isFI() && Op.getIndex() == SSorRMId)
320         goto stop;
321     }
322     if (Prev->findRegisterUseOperandIdx(PhysReg) != -1 ||
323         Prev->findRegisterDefOperand(PhysReg))
324       goto stop;
325     for (const unsigned *Alias = TRI->getAliasSet(PhysReg); *Alias; ++Alias)
326       if (Prev->findRegisterUseOperandIdx(*Alias) != -1 ||
327           Prev->findRegisterDefOperand(*Alias))
328         goto stop;
329     NewInsertLoc = Prev;
330   }
331 stop:;
332
333   // If we made it to the beginning of the block, turn around and move back
334   // down just past any existing reloads. They're likely to be reloads/remats
335   // for instructions earlier than what our current reload/remat is for, so
336   // they should be scheduled earlier.
337   if (NewInsertLoc == Begin) {
338     int FrameIdx;
339     while (InsertLoc != NewInsertLoc &&
340            (TII->isLoadFromStackSlot(NewInsertLoc, FrameIdx) ||
341             TII->isTriviallyReMaterializable(NewInsertLoc)))
342       ++NewInsertLoc;
343   }
344
345   return NewInsertLoc;
346 }
347
348 namespace {
349
350 // ReusedOp - For each reused operand, we keep track of a bit of information,
351 // in case we need to rollback upon processing a new operand.  See comments
352 // below.
353 struct ReusedOp {
354   // The MachineInstr operand that reused an available value.
355   unsigned Operand;
356
357   // StackSlotOrReMat - The spill slot or remat id of the value being reused.
358   unsigned StackSlotOrReMat;
359
360   // PhysRegReused - The physical register the value was available in.
361   unsigned PhysRegReused;
362
363   // AssignedPhysReg - The physreg that was assigned for use by the reload.
364   unsigned AssignedPhysReg;
365   
366   // VirtReg - The virtual register itself.
367   unsigned VirtReg;
368
369   ReusedOp(unsigned o, unsigned ss, unsigned prr, unsigned apr,
370            unsigned vreg)
371     : Operand(o), StackSlotOrReMat(ss), PhysRegReused(prr),
372       AssignedPhysReg(apr), VirtReg(vreg) {}
373 };
374
375 /// ReuseInfo - This maintains a collection of ReuseOp's for each operand that
376 /// is reused instead of reloaded.
377 class ReuseInfo {
378   MachineInstr &MI;
379   std::vector<ReusedOp> Reuses;
380   BitVector PhysRegsClobbered;
381 public:
382   ReuseInfo(MachineInstr &mi, const TargetRegisterInfo *tri) : MI(mi) {
383     PhysRegsClobbered.resize(tri->getNumRegs());
384   }
385   
386   bool hasReuses() const {
387     return !Reuses.empty();
388   }
389   
390   /// addReuse - If we choose to reuse a virtual register that is already
391   /// available instead of reloading it, remember that we did so.
392   void addReuse(unsigned OpNo, unsigned StackSlotOrReMat,
393                 unsigned PhysRegReused, unsigned AssignedPhysReg,
394                 unsigned VirtReg) {
395     // If the reload is to the assigned register anyway, no undo will be
396     // required.
397     if (PhysRegReused == AssignedPhysReg) return;
398     
399     // Otherwise, remember this.
400     Reuses.push_back(ReusedOp(OpNo, StackSlotOrReMat, PhysRegReused, 
401                               AssignedPhysReg, VirtReg));
402   }
403
404   void markClobbered(unsigned PhysReg) {
405     PhysRegsClobbered.set(PhysReg);
406   }
407
408   bool isClobbered(unsigned PhysReg) const {
409     return PhysRegsClobbered.test(PhysReg);
410   }
411   
412   /// GetRegForReload - We are about to emit a reload into PhysReg.  If there
413   /// is some other operand that is using the specified register, either pick
414   /// a new register to use, or evict the previous reload and use this reg. 
415   unsigned GetRegForReload(const TargetRegisterClass *RC, unsigned PhysReg,
416                            MachineFunction &MF, MachineInstr *MI,
417                            AvailableSpills &Spills,
418                            std::vector<MachineInstr*> &MaybeDeadStores,
419                            SmallSet<unsigned, 8> &Rejected,
420                            BitVector &RegKills,
421                            std::vector<MachineOperand*> &KillOps,
422                            VirtRegMap &VRM);
423
424   /// GetRegForReload - Helper for the above GetRegForReload(). Add a
425   /// 'Rejected' set to remember which registers have been considered and
426   /// rejected for the reload. This avoids infinite looping in case like
427   /// this:
428   /// t1 := op t2, t3
429   /// t2 <- assigned r0 for use by the reload but ended up reuse r1
430   /// t3 <- assigned r1 for use by the reload but ended up reuse r0
431   /// t1 <- desires r1
432   ///       sees r1 is taken by t2, tries t2's reload register r0
433   ///       sees r0 is taken by t3, tries t3's reload register r1
434   ///       sees r1 is taken by t2, tries t2's reload register r0 ...
435   unsigned GetRegForReload(unsigned VirtReg, unsigned PhysReg, MachineInstr *MI,
436                            AvailableSpills &Spills,
437                            std::vector<MachineInstr*> &MaybeDeadStores,
438                            BitVector &RegKills,
439                            std::vector<MachineOperand*> &KillOps,
440                            VirtRegMap &VRM) {
441     SmallSet<unsigned, 8> Rejected;
442     MachineFunction &MF = *MI->getParent()->getParent();
443     const TargetRegisterClass* RC = MF.getRegInfo().getRegClass(VirtReg);
444     return GetRegForReload(RC, PhysReg, MF, MI, Spills, MaybeDeadStores,
445                            Rejected, RegKills, KillOps, VRM);
446   }
447 };
448
449 }
450
451 // ****************** //
452 // Utility Functions  //
453 // ****************** //
454
455 /// findSinglePredSuccessor - Return via reference a vector of machine basic
456 /// blocks each of which is a successor of the specified BB and has no other
457 /// predecessor.
458 static void findSinglePredSuccessor(MachineBasicBlock *MBB,
459                                    SmallVectorImpl<MachineBasicBlock *> &Succs) {
460   for (MachineBasicBlock::succ_iterator SI = MBB->succ_begin(),
461          SE = MBB->succ_end(); SI != SE; ++SI) {
462     MachineBasicBlock *SuccMBB = *SI;
463     if (SuccMBB->pred_size() == 1)
464       Succs.push_back(SuccMBB);
465   }
466 }
467
468 /// InvalidateKill - Invalidate register kill information for a specific
469 /// register. This also unsets the kills marker on the last kill operand.
470 static void InvalidateKill(unsigned Reg,
471                            const TargetRegisterInfo* TRI,
472                            BitVector &RegKills,
473                            std::vector<MachineOperand*> &KillOps) {
474   if (RegKills[Reg]) {
475     KillOps[Reg]->setIsKill(false);
476     // KillOps[Reg] might be a def of a super-register.
477     unsigned KReg = KillOps[Reg]->getReg();
478     KillOps[KReg] = NULL;
479     RegKills.reset(KReg);
480     for (const unsigned *SR = TRI->getSubRegisters(KReg); *SR; ++SR) {
481       if (RegKills[*SR]) {
482         KillOps[*SR]->setIsKill(false);
483         KillOps[*SR] = NULL;
484         RegKills.reset(*SR);
485       }
486     }
487   }
488 }
489
490 /// InvalidateKills - MI is going to be deleted. If any of its operands are
491 /// marked kill, then invalidate the information.
492 static void InvalidateKills(MachineInstr &MI,
493                             const TargetRegisterInfo* TRI,
494                             BitVector &RegKills,
495                             std::vector<MachineOperand*> &KillOps,
496                             SmallVector<unsigned, 2> *KillRegs = NULL) {
497   for (unsigned i = 0, e = MI.getNumOperands(); i != e; ++i) {
498     MachineOperand &MO = MI.getOperand(i);
499     if (!MO.isReg() || !MO.isUse() || !MO.isKill() || MO.isUndef())
500       continue;
501     unsigned Reg = MO.getReg();
502     if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(Reg))
503       continue;
504     if (KillRegs)
505       KillRegs->push_back(Reg);
506     assert(Reg < KillOps.size());
507     if (KillOps[Reg] == &MO) {
508       KillOps[Reg] = NULL;
509       RegKills.reset(Reg);
510       for (const unsigned *SR = TRI->getSubRegisters(Reg); *SR; ++SR) {
511         if (RegKills[*SR]) {
512           KillOps[*SR] = NULL;
513           RegKills.reset(*SR);
514         }
515       }
516     }
517   }
518 }
519
520 /// InvalidateRegDef - If the def operand of the specified def MI is now dead
521 /// (since its spill instruction is removed), mark it isDead. Also checks if
522 /// the def MI has other definition operands that are not dead. Returns it by
523 /// reference.
524 static bool InvalidateRegDef(MachineBasicBlock::iterator I,
525                              MachineInstr &NewDef, unsigned Reg,
526                              bool &HasLiveDef, 
527                              const TargetRegisterInfo *TRI) {
528   // Due to remat, it's possible this reg isn't being reused. That is,
529   // the def of this reg (by prev MI) is now dead.
530   MachineInstr *DefMI = I;
531   MachineOperand *DefOp = NULL;
532   for (unsigned i = 0, e = DefMI->getNumOperands(); i != e; ++i) {
533     MachineOperand &MO = DefMI->getOperand(i);
534     if (!MO.isReg() || !MO.isDef() || !MO.isKill() || MO.isUndef())
535       continue;
536     if (MO.getReg() == Reg)
537       DefOp = &MO;
538     else if (!MO.isDead())
539       HasLiveDef = true;
540   }
541   if (!DefOp)
542     return false;
543
544   bool FoundUse = false, Done = false;
545   MachineBasicBlock::iterator E = &NewDef;
546   ++I; ++E;
547   for (; !Done && I != E; ++I) {
548     MachineInstr *NMI = I;
549     for (unsigned j = 0, ee = NMI->getNumOperands(); j != ee; ++j) {
550       MachineOperand &MO = NMI->getOperand(j);
551       if (!MO.isReg() || MO.getReg() == 0 ||
552           (MO.getReg() != Reg && !TRI->isSubRegister(Reg, MO.getReg())))
553         continue;
554       if (MO.isUse())
555         FoundUse = true;
556       Done = true; // Stop after scanning all the operands of this MI.
557     }
558   }
559   if (!FoundUse) {
560     // Def is dead!
561     DefOp->setIsDead();
562     return true;
563   }
564   return false;
565 }
566
567 /// UpdateKills - Track and update kill info. If a MI reads a register that is
568 /// marked kill, then it must be due to register reuse. Transfer the kill info
569 /// over.
570 static void UpdateKills(MachineInstr &MI, const TargetRegisterInfo* TRI,
571                         BitVector &RegKills,
572                         std::vector<MachineOperand*> &KillOps) {
573   for (unsigned i = 0, e = MI.getNumOperands(); i != e; ++i) {
574     MachineOperand &MO = MI.getOperand(i);
575     if (!MO.isReg() || !MO.isUse() || MO.isUndef())
576       continue;
577     unsigned Reg = MO.getReg();
578     if (Reg == 0)
579       continue;
580     
581     if (RegKills[Reg] && KillOps[Reg]->getParent() != &MI) {
582       // That can't be right. Register is killed but not re-defined and it's
583       // being reused. Let's fix that.
584       KillOps[Reg]->setIsKill(false);
585       // KillOps[Reg] might be a def of a super-register.
586       unsigned KReg = KillOps[Reg]->getReg();
587       KillOps[KReg] = NULL;
588       RegKills.reset(KReg);
589
590       // Must be a def of a super-register. Its other sub-regsters are no
591       // longer killed as well.
592       for (const unsigned *SR = TRI->getSubRegisters(KReg); *SR; ++SR) {
593         KillOps[*SR] = NULL;
594         RegKills.reset(*SR);
595       }
596     } else {
597       // Check for subreg kills as well.
598       // d4 = 
599       // store d4, fi#0
600       // ...
601       //    = s8<kill>
602       // ...
603       //    = d4  <avoiding reload>
604       for (const unsigned *SR = TRI->getSubRegisters(Reg); *SR; ++SR) {
605         unsigned SReg = *SR;
606         if (RegKills[SReg] && KillOps[SReg]->getParent() != &MI) {
607           KillOps[SReg]->setIsKill(false);
608           unsigned KReg = KillOps[SReg]->getReg();
609           KillOps[KReg] = NULL;
610           RegKills.reset(KReg);
611
612           for (const unsigned *SSR = TRI->getSubRegisters(KReg); *SSR; ++SSR) {
613             KillOps[*SSR] = NULL;
614             RegKills.reset(*SSR);
615           }
616         }
617       }
618     }
619
620     if (MO.isKill()) {
621       RegKills.set(Reg);
622       KillOps[Reg] = &MO;
623       for (const unsigned *SR = TRI->getSubRegisters(Reg); *SR; ++SR) {
624         RegKills.set(*SR);
625         KillOps[*SR] = &MO;
626       }
627     }
628   }
629
630   for (unsigned i = 0, e = MI.getNumOperands(); i != e; ++i) {
631     const MachineOperand &MO = MI.getOperand(i);
632     if (!MO.isReg() || !MO.getReg() || !MO.isDef())
633       continue;
634     unsigned Reg = MO.getReg();
635     RegKills.reset(Reg);
636     KillOps[Reg] = NULL;
637     // It also defines (or partially define) aliases.
638     for (const unsigned *SR = TRI->getSubRegisters(Reg); *SR; ++SR) {
639       RegKills.reset(*SR);
640       KillOps[*SR] = NULL;
641     }
642     for (const unsigned *SR = TRI->getSuperRegisters(Reg); *SR; ++SR) {
643       RegKills.reset(*SR);
644       KillOps[*SR] = NULL;
645     }
646   }
647 }
648
649 /// ReMaterialize - Re-materialize definition for Reg targetting DestReg.
650 ///
651 static void ReMaterialize(MachineBasicBlock &MBB,
652                           MachineBasicBlock::iterator &MII,
653                           unsigned DestReg, unsigned Reg,
654                           const TargetInstrInfo *TII,
655                           const TargetRegisterInfo *TRI,
656                           VirtRegMap &VRM) {
657   MachineInstr *ReMatDefMI = VRM.getReMaterializedMI(Reg);
658 #ifndef NDEBUG
659   const TargetInstrDesc &TID = ReMatDefMI->getDesc();
660   assert(TID.getNumDefs() == 1 &&
661          "Don't know how to remat instructions that define > 1 values!");
662 #endif
663   TII->reMaterialize(MBB, MII, DestReg,
664                      ReMatDefMI->getOperand(0).getSubReg(), ReMatDefMI, TRI);
665   MachineInstr *NewMI = prior(MII);
666   for (unsigned i = 0, e = NewMI->getNumOperands(); i != e; ++i) {
667     MachineOperand &MO = NewMI->getOperand(i);
668     if (!MO.isReg() || MO.getReg() == 0)
669       continue;
670     unsigned VirtReg = MO.getReg();
671     if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(VirtReg))
672       continue;
673     assert(MO.isUse());
674     unsigned Phys = VRM.getPhys(VirtReg);
675     assert(Phys && "Virtual register is not assigned a register?");
676     substitutePhysReg(MO, Phys, *TRI);
677   }
678   ++NumReMats;
679 }
680
681 /// findSuperReg - Find the SubReg's super-register of given register class
682 /// where its SubIdx sub-register is SubReg.
683 static unsigned findSuperReg(const TargetRegisterClass *RC, unsigned SubReg,
684                              unsigned SubIdx, const TargetRegisterInfo *TRI) {
685   for (TargetRegisterClass::iterator I = RC->begin(), E = RC->end();
686        I != E; ++I) {
687     unsigned Reg = *I;
688     if (TRI->getSubReg(Reg, SubIdx) == SubReg)
689       return Reg;
690   }
691   return 0;
692 }
693
694 // ******************************** //
695 // Available Spills Implementation  //
696 // ******************************** //
697
698 /// disallowClobberPhysRegOnly - Unset the CanClobber bit of the specified
699 /// stackslot register. The register is still available but is no longer
700 /// allowed to be modifed.
701 void AvailableSpills::disallowClobberPhysRegOnly(unsigned PhysReg) {
702   std::multimap<unsigned, int>::iterator I =
703     PhysRegsAvailable.lower_bound(PhysReg);
704   while (I != PhysRegsAvailable.end() && I->first == PhysReg) {
705     int SlotOrReMat = I->second;
706     I++;
707     assert((SpillSlotsOrReMatsAvailable[SlotOrReMat] >> 1) == PhysReg &&
708            "Bidirectional map mismatch!");
709     SpillSlotsOrReMatsAvailable[SlotOrReMat] &= ~1;
710     DEBUG(dbgs() << "PhysReg " << TRI->getName(PhysReg)
711          << " copied, it is available for use but can no longer be modified\n");
712   }
713 }
714
715 /// disallowClobberPhysReg - Unset the CanClobber bit of the specified
716 /// stackslot register and its aliases. The register and its aliases may
717 /// still available but is no longer allowed to be modifed.
718 void AvailableSpills::disallowClobberPhysReg(unsigned PhysReg) {
719   for (const unsigned *AS = TRI->getAliasSet(PhysReg); *AS; ++AS)
720     disallowClobberPhysRegOnly(*AS);
721   disallowClobberPhysRegOnly(PhysReg);
722 }
723
724 /// ClobberPhysRegOnly - This is called when the specified physreg changes
725 /// value.  We use this to invalidate any info about stuff we thing lives in it.
726 void AvailableSpills::ClobberPhysRegOnly(unsigned PhysReg) {
727   std::multimap<unsigned, int>::iterator I =
728     PhysRegsAvailable.lower_bound(PhysReg);
729   while (I != PhysRegsAvailable.end() && I->first == PhysReg) {
730     int SlotOrReMat = I->second;
731     PhysRegsAvailable.erase(I++);
732     assert((SpillSlotsOrReMatsAvailable[SlotOrReMat] >> 1) == PhysReg &&
733            "Bidirectional map mismatch!");
734     SpillSlotsOrReMatsAvailable.erase(SlotOrReMat);
735     DEBUG(dbgs() << "PhysReg " << TRI->getName(PhysReg)
736           << " clobbered, invalidating ");
737     if (SlotOrReMat > VirtRegMap::MAX_STACK_SLOT)
738       DEBUG(dbgs() << "RM#" << SlotOrReMat-VirtRegMap::MAX_STACK_SLOT-1 <<"\n");
739     else
740       DEBUG(dbgs() << "SS#" << SlotOrReMat << "\n");
741   }
742 }
743
744 /// ClobberPhysReg - This is called when the specified physreg changes
745 /// value.  We use this to invalidate any info about stuff we thing lives in
746 /// it and any of its aliases.
747 void AvailableSpills::ClobberPhysReg(unsigned PhysReg) {
748   for (const unsigned *AS = TRI->getAliasSet(PhysReg); *AS; ++AS)
749     ClobberPhysRegOnly(*AS);
750   ClobberPhysRegOnly(PhysReg);
751 }
752
753 /// AddAvailableRegsToLiveIn - Availability information is being kept coming
754 /// into the specified MBB. Add available physical registers as potential
755 /// live-in's. If they are reused in the MBB, they will be added to the
756 /// live-in set to make register scavenger and post-allocation scheduler.
757 void AvailableSpills::AddAvailableRegsToLiveIn(MachineBasicBlock &MBB,
758                                         BitVector &RegKills,
759                                         std::vector<MachineOperand*> &KillOps) {
760   std::set<unsigned> NotAvailable;
761   for (std::multimap<unsigned, int>::iterator
762          I = PhysRegsAvailable.begin(), E = PhysRegsAvailable.end();
763        I != E; ++I) {
764     unsigned Reg = I->first;
765     const TargetRegisterClass* RC = TRI->getPhysicalRegisterRegClass(Reg);
766     // FIXME: A temporary workaround. We can't reuse available value if it's
767     // not safe to move the def of the virtual register's class. e.g.
768     // X86::RFP* register classes. Do not add it as a live-in.
769     if (!TII->isSafeToMoveRegClassDefs(RC))
770       // This is no longer available.
771       NotAvailable.insert(Reg);
772     else {
773       MBB.addLiveIn(Reg);
774       InvalidateKill(Reg, TRI, RegKills, KillOps);
775     }
776
777     // Skip over the same register.
778     std::multimap<unsigned, int>::iterator NI = llvm::next(I);
779     while (NI != E && NI->first == Reg) {
780       ++I;
781       ++NI;
782     }
783   }
784
785   for (std::set<unsigned>::iterator I = NotAvailable.begin(),
786          E = NotAvailable.end(); I != E; ++I) {
787     ClobberPhysReg(*I);
788     for (const unsigned *SubRegs = TRI->getSubRegisters(*I);
789        *SubRegs; ++SubRegs)
790       ClobberPhysReg(*SubRegs);
791   }
792 }
793
794 /// ModifyStackSlotOrReMat - This method is called when the value in a stack
795 /// slot changes.  This removes information about which register the previous
796 /// value for this slot lives in (as the previous value is dead now).
797 void AvailableSpills::ModifyStackSlotOrReMat(int SlotOrReMat) {
798   std::map<int, unsigned>::iterator It =
799     SpillSlotsOrReMatsAvailable.find(SlotOrReMat);
800   if (It == SpillSlotsOrReMatsAvailable.end()) return;
801   unsigned Reg = It->second >> 1;
802   SpillSlotsOrReMatsAvailable.erase(It);
803   
804   // This register may hold the value of multiple stack slots, only remove this
805   // stack slot from the set of values the register contains.
806   std::multimap<unsigned, int>::iterator I = PhysRegsAvailable.lower_bound(Reg);
807   for (; ; ++I) {
808     assert(I != PhysRegsAvailable.end() && I->first == Reg &&
809            "Map inverse broken!");
810     if (I->second == SlotOrReMat) break;
811   }
812   PhysRegsAvailable.erase(I);
813 }
814
815 // ************************** //
816 // Reuse Info Implementation  //
817 // ************************** //
818
819 /// GetRegForReload - We are about to emit a reload into PhysReg.  If there
820 /// is some other operand that is using the specified register, either pick
821 /// a new register to use, or evict the previous reload and use this reg.
822 unsigned ReuseInfo::GetRegForReload(const TargetRegisterClass *RC,
823                          unsigned PhysReg,
824                          MachineFunction &MF,
825                          MachineInstr *MI, AvailableSpills &Spills,
826                          std::vector<MachineInstr*> &MaybeDeadStores,
827                          SmallSet<unsigned, 8> &Rejected,
828                          BitVector &RegKills,
829                          std::vector<MachineOperand*> &KillOps,
830                          VirtRegMap &VRM) {
831   const TargetInstrInfo* TII = MF.getTarget().getInstrInfo();
832   const TargetRegisterInfo *TRI = Spills.getRegInfo();
833   
834   if (Reuses.empty()) return PhysReg;  // This is most often empty.
835
836   for (unsigned ro = 0, e = Reuses.size(); ro != e; ++ro) {
837     ReusedOp &Op = Reuses[ro];
838     // If we find some other reuse that was supposed to use this register
839     // exactly for its reload, we can change this reload to use ITS reload
840     // register. That is, unless its reload register has already been
841     // considered and subsequently rejected because it has also been reused
842     // by another operand.
843     if (Op.PhysRegReused == PhysReg &&
844         Rejected.count(Op.AssignedPhysReg) == 0 &&
845         RC->contains(Op.AssignedPhysReg)) {
846       // Yup, use the reload register that we didn't use before.
847       unsigned NewReg = Op.AssignedPhysReg;
848       Rejected.insert(PhysReg);
849       return GetRegForReload(RC, NewReg, MF, MI, Spills, MaybeDeadStores, Rejected,
850                              RegKills, KillOps, VRM);
851     } else {
852       // Otherwise, we might also have a problem if a previously reused
853       // value aliases the new register. If so, codegen the previous reload
854       // and use this one.          
855       unsigned PRRU = Op.PhysRegReused;
856       if (TRI->regsOverlap(PRRU, PhysReg)) {
857         // Okay, we found out that an alias of a reused register
858         // was used.  This isn't good because it means we have
859         // to undo a previous reuse.
860         MachineBasicBlock *MBB = MI->getParent();
861         const TargetRegisterClass *AliasRC =
862           MBB->getParent()->getRegInfo().getRegClass(Op.VirtReg);
863
864         // Copy Op out of the vector and remove it, we're going to insert an
865         // explicit load for it.
866         ReusedOp NewOp = Op;
867         Reuses.erase(Reuses.begin()+ro);
868
869         // MI may be using only a sub-register of PhysRegUsed.
870         unsigned RealPhysRegUsed = MI->getOperand(NewOp.Operand).getReg();
871         unsigned SubIdx = 0;
872         assert(TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(RealPhysRegUsed) &&
873                "A reuse cannot be a virtual register");
874         if (PRRU != RealPhysRegUsed) {
875           // What was the sub-register index?
876           SubIdx = TRI->getSubRegIndex(PRRU, RealPhysRegUsed);
877           assert(SubIdx &&
878                  "Operand physreg is not a sub-register of PhysRegUsed");
879         }
880
881         // Ok, we're going to try to reload the assigned physreg into the
882         // slot that we were supposed to in the first place.  However, that
883         // register could hold a reuse.  Check to see if it conflicts or
884         // would prefer us to use a different register.
885         unsigned NewPhysReg = GetRegForReload(RC, NewOp.AssignedPhysReg,
886                                               MF, MI, Spills, MaybeDeadStores,
887                                               Rejected, RegKills, KillOps, VRM);
888
889         bool DoReMat = NewOp.StackSlotOrReMat > VirtRegMap::MAX_STACK_SLOT;
890         int SSorRMId = DoReMat
891           ? VRM.getReMatId(NewOp.VirtReg) : NewOp.StackSlotOrReMat;
892
893         // Back-schedule reloads and remats.
894         MachineBasicBlock::iterator InsertLoc =
895           ComputeReloadLoc(MI, MBB->begin(), PhysReg, TRI,
896                            DoReMat, SSorRMId, TII, MF);
897
898         if (DoReMat) {
899           ReMaterialize(*MBB, InsertLoc, NewPhysReg, NewOp.VirtReg, TII,
900                         TRI, VRM);
901         } else { 
902           TII->loadRegFromStackSlot(*MBB, InsertLoc, NewPhysReg,
903                                     NewOp.StackSlotOrReMat, AliasRC);
904           MachineInstr *LoadMI = prior(InsertLoc);
905           VRM.addSpillSlotUse(NewOp.StackSlotOrReMat, LoadMI);
906           // Any stores to this stack slot are not dead anymore.
907           MaybeDeadStores[NewOp.StackSlotOrReMat] = NULL;            
908           ++NumLoads;
909         }
910         Spills.ClobberPhysReg(NewPhysReg);
911         Spills.ClobberPhysReg(NewOp.PhysRegReused);
912
913         unsigned RReg = SubIdx ? TRI->getSubReg(NewPhysReg, SubIdx) :NewPhysReg;
914         MI->getOperand(NewOp.Operand).setReg(RReg);
915         MI->getOperand(NewOp.Operand).setSubReg(0);
916
917         Spills.addAvailable(NewOp.StackSlotOrReMat, NewPhysReg);
918         UpdateKills(*prior(InsertLoc), TRI, RegKills, KillOps);
919         DEBUG(dbgs() << '\t' << *prior(InsertLoc));
920         
921         DEBUG(dbgs() << "Reuse undone!\n");
922         --NumReused;
923         
924         // Finally, PhysReg is now available, go ahead and use it.
925         return PhysReg;
926       }
927     }
928   }
929   return PhysReg;
930 }
931
932 // ************************************************************************ //
933
934 /// FoldsStackSlotModRef - Return true if the specified MI folds the specified
935 /// stack slot mod/ref. It also checks if it's possible to unfold the
936 /// instruction by having it define a specified physical register instead.
937 static bool FoldsStackSlotModRef(MachineInstr &MI, int SS, unsigned PhysReg,
938                                  const TargetInstrInfo *TII,
939                                  const TargetRegisterInfo *TRI,
940                                  VirtRegMap &VRM) {
941   if (VRM.hasEmergencySpills(&MI) || VRM.isSpillPt(&MI))
942     return false;
943
944   bool Found = false;
945   VirtRegMap::MI2VirtMapTy::const_iterator I, End;
946   for (tie(I, End) = VRM.getFoldedVirts(&MI); I != End; ++I) {
947     unsigned VirtReg = I->second.first;
948     VirtRegMap::ModRef MR = I->second.second;
949     if (MR & VirtRegMap::isModRef)
950       if (VRM.getStackSlot(VirtReg) == SS) {
951         Found= TII->getOpcodeAfterMemoryUnfold(MI.getOpcode(), true, true) != 0;
952         break;
953       }
954   }
955   if (!Found)
956     return false;
957
958   // Does the instruction uses a register that overlaps the scratch register?
959   for (unsigned i = 0, e = MI.getNumOperands(); i != e; ++i) {
960     MachineOperand &MO = MI.getOperand(i);
961     if (!MO.isReg() || MO.getReg() == 0)
962       continue;
963     unsigned Reg = MO.getReg();
964     if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(Reg)) {
965       if (!VRM.hasPhys(Reg))
966         continue;
967       Reg = VRM.getPhys(Reg);
968     }
969     if (TRI->regsOverlap(PhysReg, Reg))
970       return false;
971   }
972   return true;
973 }
974
975 /// FindFreeRegister - Find a free register of a given register class by looking
976 /// at (at most) the last two machine instructions.
977 static unsigned FindFreeRegister(MachineBasicBlock::iterator MII,
978                                  MachineBasicBlock &MBB,
979                                  const TargetRegisterClass *RC,
980                                  const TargetRegisterInfo *TRI,
981                                  BitVector &AllocatableRegs) {
982   BitVector Defs(TRI->getNumRegs());
983   BitVector Uses(TRI->getNumRegs());
984   SmallVector<unsigned, 4> LocalUses;
985   SmallVector<unsigned, 4> Kills;
986
987   // Take a look at 2 instructions at most.
988   for (unsigned Count = 0; Count < 2; ++Count) {
989     if (MII == MBB.begin())
990       break;
991     MachineInstr *PrevMI = prior(MII);
992     for (unsigned i = 0, e = PrevMI->getNumOperands(); i != e; ++i) {
993       MachineOperand &MO = PrevMI->getOperand(i);
994       if (!MO.isReg() || MO.getReg() == 0)
995         continue;
996       unsigned Reg = MO.getReg();
997       if (MO.isDef()) {
998         Defs.set(Reg);
999         for (const unsigned *AS = TRI->getAliasSet(Reg); *AS; ++AS)
1000           Defs.set(*AS);
1001       } else  {
1002         LocalUses.push_back(Reg);
1003         if (MO.isKill() && AllocatableRegs[Reg])
1004           Kills.push_back(Reg);
1005       }
1006     }
1007
1008     for (unsigned i = 0, e = Kills.size(); i != e; ++i) {
1009       unsigned Kill = Kills[i];
1010       if (!Defs[Kill] && !Uses[Kill] &&
1011           TRI->getPhysicalRegisterRegClass(Kill) == RC)
1012         return Kill;
1013     }
1014     for (unsigned i = 0, e = LocalUses.size(); i != e; ++i) {
1015       unsigned Reg = LocalUses[i];
1016       Uses.set(Reg);
1017       for (const unsigned *AS = TRI->getAliasSet(Reg); *AS; ++AS)
1018         Uses.set(*AS);
1019     }
1020
1021     MII = PrevMI;
1022   }
1023
1024   return 0;
1025 }
1026
1027 static
1028 void AssignPhysToVirtReg(MachineInstr *MI, unsigned VirtReg, unsigned PhysReg,
1029                          const TargetRegisterInfo &TRI) {
1030   for (unsigned i = 0, e = MI->getNumOperands(); i != e; ++i) {
1031     MachineOperand &MO = MI->getOperand(i);
1032     if (MO.isReg() && MO.getReg() == VirtReg)
1033       substitutePhysReg(MO, PhysReg, TRI);
1034   }
1035 }
1036
1037 namespace {
1038   struct RefSorter {
1039     bool operator()(const std::pair<MachineInstr*, int> &A,
1040                     const std::pair<MachineInstr*, int> &B) {
1041       return A.second < B.second;
1042     }
1043   };
1044 }
1045
1046 // ***************************** //
1047 // Local Spiller Implementation  //
1048 // ***************************** //
1049
1050 namespace {
1051
1052 class LocalRewriter : public VirtRegRewriter {
1053   MachineRegisterInfo *RegInfo;
1054   const TargetRegisterInfo *TRI;
1055   const TargetInstrInfo *TII;
1056   BitVector AllocatableRegs;
1057   DenseMap<MachineInstr*, unsigned> DistanceMap;
1058 public:
1059
1060   bool runOnMachineFunction(MachineFunction &MF, VirtRegMap &VRM,
1061                             LiveIntervals* LIs) {
1062     RegInfo = &MF.getRegInfo(); 
1063     TRI = MF.getTarget().getRegisterInfo();
1064     TII = MF.getTarget().getInstrInfo();
1065     AllocatableRegs = TRI->getAllocatableSet(MF);
1066     DEBUG(dbgs() << "\n**** Local spiller rewriting function '"
1067           << MF.getFunction()->getName() << "':\n");
1068     DEBUG(dbgs() << "**** Machine Instrs (NOTE! Does not include spills and"
1069                     " reloads!) ****\n");
1070     DEBUG(MF.dump());
1071
1072     // Spills - Keep track of which spilled values are available in physregs
1073     // so that we can choose to reuse the physregs instead of emitting
1074     // reloads. This is usually refreshed per basic block.
1075     AvailableSpills Spills(TRI, TII);
1076
1077     // Keep track of kill information.
1078     BitVector RegKills(TRI->getNumRegs());
1079     std::vector<MachineOperand*> KillOps;
1080     KillOps.resize(TRI->getNumRegs(), NULL);
1081
1082     // SingleEntrySuccs - Successor blocks which have a single predecessor.
1083     SmallVector<MachineBasicBlock*, 4> SinglePredSuccs;
1084     SmallPtrSet<MachineBasicBlock*,16> EarlyVisited;
1085
1086     // Traverse the basic blocks depth first.
1087     MachineBasicBlock *Entry = MF.begin();
1088     SmallPtrSet<MachineBasicBlock*,16> Visited;
1089     for (df_ext_iterator<MachineBasicBlock*,
1090            SmallPtrSet<MachineBasicBlock*,16> >
1091            DFI = df_ext_begin(Entry, Visited), E = df_ext_end(Entry, Visited);
1092          DFI != E; ++DFI) {
1093       MachineBasicBlock *MBB = *DFI;
1094       if (!EarlyVisited.count(MBB))
1095         RewriteMBB(*MBB, VRM, LIs, Spills, RegKills, KillOps);
1096
1097       // If this MBB is the only predecessor of a successor. Keep the
1098       // availability information and visit it next.
1099       do {
1100         // Keep visiting single predecessor successor as long as possible.
1101         SinglePredSuccs.clear();
1102         findSinglePredSuccessor(MBB, SinglePredSuccs);
1103         if (SinglePredSuccs.empty())
1104           MBB = 0;
1105         else {
1106           // FIXME: More than one successors, each of which has MBB has
1107           // the only predecessor.
1108           MBB = SinglePredSuccs[0];
1109           if (!Visited.count(MBB) && EarlyVisited.insert(MBB)) {
1110             Spills.AddAvailableRegsToLiveIn(*MBB, RegKills, KillOps);
1111             RewriteMBB(*MBB, VRM, LIs, Spills, RegKills, KillOps);
1112           }
1113         }
1114       } while (MBB);
1115
1116       // Clear the availability info.
1117       Spills.clear();
1118     }
1119
1120     DEBUG(dbgs() << "**** Post Machine Instrs ****\n");
1121     DEBUG(MF.dump());
1122
1123     // Mark unused spill slots.
1124     MachineFrameInfo *MFI = MF.getFrameInfo();
1125     int SS = VRM.getLowSpillSlot();
1126     if (SS != VirtRegMap::NO_STACK_SLOT)
1127       for (int e = VRM.getHighSpillSlot(); SS <= e; ++SS)
1128         if (!VRM.isSpillSlotUsed(SS)) {
1129           MFI->RemoveStackObject(SS);
1130           ++NumDSS;
1131         }
1132
1133     return true;
1134   }
1135
1136 private:
1137
1138   /// OptimizeByUnfold2 - Unfold a series of load / store folding instructions if
1139   /// a scratch register is available.
1140   ///     xorq  %r12<kill>, %r13
1141   ///     addq  %rax, -184(%rbp)
1142   ///     addq  %r13, -184(%rbp)
1143   /// ==>
1144   ///     xorq  %r12<kill>, %r13
1145   ///     movq  -184(%rbp), %r12
1146   ///     addq  %rax, %r12
1147   ///     addq  %r13, %r12
1148   ///     movq  %r12, -184(%rbp)
1149   bool OptimizeByUnfold2(unsigned VirtReg, int SS,
1150                          MachineBasicBlock &MBB,
1151                          MachineBasicBlock::iterator &MII,
1152                          std::vector<MachineInstr*> &MaybeDeadStores,
1153                          AvailableSpills &Spills,
1154                          BitVector &RegKills,
1155                          std::vector<MachineOperand*> &KillOps,
1156                          VirtRegMap &VRM) {
1157
1158     MachineBasicBlock::iterator NextMII = llvm::next(MII);
1159     if (NextMII == MBB.end())
1160       return false;
1161
1162     if (TII->getOpcodeAfterMemoryUnfold(MII->getOpcode(), true, true) == 0)
1163       return false;
1164
1165     // Now let's see if the last couple of instructions happens to have freed up
1166     // a register.
1167     const TargetRegisterClass* RC = RegInfo->getRegClass(VirtReg);
1168     unsigned PhysReg = FindFreeRegister(MII, MBB, RC, TRI, AllocatableRegs);
1169     if (!PhysReg)
1170       return false;
1171
1172     MachineFunction &MF = *MBB.getParent();
1173     TRI = MF.getTarget().getRegisterInfo();
1174     MachineInstr &MI = *MII;
1175     if (!FoldsStackSlotModRef(MI, SS, PhysReg, TII, TRI, VRM))
1176       return false;
1177
1178     // If the next instruction also folds the same SS modref and can be unfoled,
1179     // then it's worthwhile to issue a load from SS into the free register and
1180     // then unfold these instructions.
1181     if (!FoldsStackSlotModRef(*NextMII, SS, PhysReg, TII, TRI, VRM))
1182       return false;
1183
1184     // Back-schedule reloads and remats.
1185     ComputeReloadLoc(MII, MBB.begin(), PhysReg, TRI, false, SS, TII, MF);
1186
1187     // Load from SS to the spare physical register.
1188     TII->loadRegFromStackSlot(MBB, MII, PhysReg, SS, RC);
1189     // This invalidates Phys.
1190     Spills.ClobberPhysReg(PhysReg);
1191     // Remember it's available.
1192     Spills.addAvailable(SS, PhysReg);
1193     MaybeDeadStores[SS] = NULL;
1194
1195     // Unfold current MI.
1196     SmallVector<MachineInstr*, 4> NewMIs;
1197     if (!TII->unfoldMemoryOperand(MF, &MI, VirtReg, false, false, NewMIs))
1198       llvm_unreachable("Unable unfold the load / store folding instruction!");
1199     assert(NewMIs.size() == 1);
1200     AssignPhysToVirtReg(NewMIs[0], VirtReg, PhysReg, *TRI);
1201     VRM.transferRestorePts(&MI, NewMIs[0]);
1202     MII = MBB.insert(MII, NewMIs[0]);
1203     InvalidateKills(MI, TRI, RegKills, KillOps);
1204     VRM.RemoveMachineInstrFromMaps(&MI);
1205     MBB.erase(&MI);
1206     ++NumModRefUnfold;
1207
1208     // Unfold next instructions that fold the same SS.
1209     do {
1210       MachineInstr &NextMI = *NextMII;
1211       NextMII = llvm::next(NextMII);
1212       NewMIs.clear();
1213       if (!TII->unfoldMemoryOperand(MF, &NextMI, VirtReg, false, false, NewMIs))
1214         llvm_unreachable("Unable unfold the load / store folding instruction!");
1215       assert(NewMIs.size() == 1);
1216       AssignPhysToVirtReg(NewMIs[0], VirtReg, PhysReg, *TRI);
1217       VRM.transferRestorePts(&NextMI, NewMIs[0]);
1218       MBB.insert(NextMII, NewMIs[0]);
1219       InvalidateKills(NextMI, TRI, RegKills, KillOps);
1220       VRM.RemoveMachineInstrFromMaps(&NextMI);
1221       MBB.erase(&NextMI);
1222       ++NumModRefUnfold;
1223       if (NextMII == MBB.end())
1224         break;
1225     } while (FoldsStackSlotModRef(*NextMII, SS, PhysReg, TII, TRI, VRM));
1226
1227     // Store the value back into SS.
1228     TII->storeRegToStackSlot(MBB, NextMII, PhysReg, true, SS, RC);
1229     MachineInstr *StoreMI = prior(NextMII);
1230     VRM.addSpillSlotUse(SS, StoreMI);
1231     VRM.virtFolded(VirtReg, StoreMI, VirtRegMap::isMod);
1232
1233     return true;
1234   }
1235
1236   /// OptimizeByUnfold - Turn a store folding instruction into a load folding
1237   /// instruction. e.g.
1238   ///     xorl  %edi, %eax
1239   ///     movl  %eax, -32(%ebp)
1240   ///     movl  -36(%ebp), %eax
1241   ///     orl   %eax, -32(%ebp)
1242   /// ==>
1243   ///     xorl  %edi, %eax
1244   ///     orl   -36(%ebp), %eax
1245   ///     mov   %eax, -32(%ebp)
1246   /// This enables unfolding optimization for a subsequent instruction which will
1247   /// also eliminate the newly introduced store instruction.
1248   bool OptimizeByUnfold(MachineBasicBlock &MBB,
1249                         MachineBasicBlock::iterator &MII,
1250                         std::vector<MachineInstr*> &MaybeDeadStores,
1251                         AvailableSpills &Spills,
1252                         BitVector &RegKills,
1253                         std::vector<MachineOperand*> &KillOps,
1254                         VirtRegMap &VRM) {
1255     MachineFunction &MF = *MBB.getParent();
1256     MachineInstr &MI = *MII;
1257     unsigned UnfoldedOpc = 0;
1258     unsigned UnfoldPR = 0;
1259     unsigned UnfoldVR = 0;
1260     int FoldedSS = VirtRegMap::NO_STACK_SLOT;
1261     VirtRegMap::MI2VirtMapTy::const_iterator I, End;
1262     for (tie(I, End) = VRM.getFoldedVirts(&MI); I != End; ) {
1263       // Only transform a MI that folds a single register.
1264       if (UnfoldedOpc)
1265         return false;
1266       UnfoldVR = I->second.first;
1267       VirtRegMap::ModRef MR = I->second.second;
1268       // MI2VirtMap be can updated which invalidate the iterator.
1269       // Increment the iterator first.
1270       ++I; 
1271       if (VRM.isAssignedReg(UnfoldVR))
1272         continue;
1273       // If this reference is not a use, any previous store is now dead.
1274       // Otherwise, the store to this stack slot is not dead anymore.
1275       FoldedSS = VRM.getStackSlot(UnfoldVR);
1276       MachineInstr* DeadStore = MaybeDeadStores[FoldedSS];
1277       if (DeadStore && (MR & VirtRegMap::isModRef)) {
1278         unsigned PhysReg = Spills.getSpillSlotOrReMatPhysReg(FoldedSS);
1279         if (!PhysReg || !DeadStore->readsRegister(PhysReg))
1280           continue;
1281         UnfoldPR = PhysReg;
1282         UnfoldedOpc = TII->getOpcodeAfterMemoryUnfold(MI.getOpcode(),
1283                                                       false, true);
1284       }
1285     }
1286
1287     if (!UnfoldedOpc) {
1288       if (!UnfoldVR)
1289         return false;
1290
1291       // Look for other unfolding opportunities.
1292       return OptimizeByUnfold2(UnfoldVR, FoldedSS, MBB, MII,
1293                                MaybeDeadStores, Spills, RegKills, KillOps, VRM);
1294     }
1295
1296     for (unsigned i = 0, e = MI.getNumOperands(); i != e; ++i) {
1297       MachineOperand &MO = MI.getOperand(i);
1298       if (!MO.isReg() || MO.getReg() == 0 || !MO.isUse())
1299         continue;
1300       unsigned VirtReg = MO.getReg();
1301       if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(VirtReg) || MO.getSubReg())
1302         continue;
1303       if (VRM.isAssignedReg(VirtReg)) {
1304         unsigned PhysReg = VRM.getPhys(VirtReg);
1305         if (PhysReg && TRI->regsOverlap(PhysReg, UnfoldPR))
1306           return false;
1307       } else if (VRM.isReMaterialized(VirtReg))
1308         continue;
1309       int SS = VRM.getStackSlot(VirtReg);
1310       unsigned PhysReg = Spills.getSpillSlotOrReMatPhysReg(SS);
1311       if (PhysReg) {
1312         if (TRI->regsOverlap(PhysReg, UnfoldPR))
1313           return false;
1314         continue;
1315       }
1316       if (VRM.hasPhys(VirtReg)) {
1317         PhysReg = VRM.getPhys(VirtReg);
1318         if (!TRI->regsOverlap(PhysReg, UnfoldPR))
1319           continue;
1320       }
1321
1322       // Ok, we'll need to reload the value into a register which makes
1323       // it impossible to perform the store unfolding optimization later.
1324       // Let's see if it is possible to fold the load if the store is
1325       // unfolded. This allows us to perform the store unfolding
1326       // optimization.
1327       SmallVector<MachineInstr*, 4> NewMIs;
1328       if (TII->unfoldMemoryOperand(MF, &MI, UnfoldVR, false, false, NewMIs)) {
1329         assert(NewMIs.size() == 1);
1330         MachineInstr *NewMI = NewMIs.back();
1331         NewMIs.clear();
1332         int Idx = NewMI->findRegisterUseOperandIdx(VirtReg, false);
1333         assert(Idx != -1);
1334         SmallVector<unsigned, 1> Ops;
1335         Ops.push_back(Idx);
1336         MachineInstr *FoldedMI = TII->foldMemoryOperand(MF, NewMI, Ops, SS);
1337         if (FoldedMI) {
1338           VRM.addSpillSlotUse(SS, FoldedMI);
1339           if (!VRM.hasPhys(UnfoldVR))
1340             VRM.assignVirt2Phys(UnfoldVR, UnfoldPR);
1341           VRM.virtFolded(VirtReg, FoldedMI, VirtRegMap::isRef);
1342           MII = MBB.insert(MII, FoldedMI);
1343           InvalidateKills(MI, TRI, RegKills, KillOps);
1344           VRM.RemoveMachineInstrFromMaps(&MI);
1345           MBB.erase(&MI);
1346           MF.DeleteMachineInstr(NewMI);
1347           return true;
1348         }
1349         MF.DeleteMachineInstr(NewMI);
1350       }
1351     }
1352
1353     return false;
1354   }
1355
1356   /// CommuteChangesDestination - We are looking for r0 = op r1, r2 and
1357   /// where SrcReg is r1 and it is tied to r0. Return true if after
1358   /// commuting this instruction it will be r0 = op r2, r1.
1359   static bool CommuteChangesDestination(MachineInstr *DefMI,
1360                                         const TargetInstrDesc &TID,
1361                                         unsigned SrcReg,
1362                                         const TargetInstrInfo *TII,
1363                                         unsigned &DstIdx) {
1364     if (TID.getNumDefs() != 1 && TID.getNumOperands() != 3)
1365       return false;
1366     if (!DefMI->getOperand(1).isReg() ||
1367         DefMI->getOperand(1).getReg() != SrcReg)
1368       return false;
1369     unsigned DefIdx;
1370     if (!DefMI->isRegTiedToDefOperand(1, &DefIdx) || DefIdx != 0)
1371       return false;
1372     unsigned SrcIdx1, SrcIdx2;
1373     if (!TII->findCommutedOpIndices(DefMI, SrcIdx1, SrcIdx2))
1374       return false;
1375     if (SrcIdx1 == 1 && SrcIdx2 == 2) {
1376       DstIdx = 2;
1377       return true;
1378     }
1379     return false;
1380   }
1381
1382   /// CommuteToFoldReload -
1383   /// Look for
1384   /// r1 = load fi#1
1385   /// r1 = op r1, r2<kill>
1386   /// store r1, fi#1
1387   ///
1388   /// If op is commutable and r2 is killed, then we can xform these to
1389   /// r2 = op r2, fi#1
1390   /// store r2, fi#1
1391   bool CommuteToFoldReload(MachineBasicBlock &MBB,
1392                            MachineBasicBlock::iterator &MII,
1393                            unsigned VirtReg, unsigned SrcReg, int SS,
1394                            AvailableSpills &Spills,
1395                            BitVector &RegKills,
1396                            std::vector<MachineOperand*> &KillOps,
1397                            const TargetRegisterInfo *TRI,
1398                            VirtRegMap &VRM) {
1399     if (MII == MBB.begin() || !MII->killsRegister(SrcReg))
1400       return false;
1401
1402     MachineFunction &MF = *MBB.getParent();
1403     MachineInstr &MI = *MII;
1404     MachineBasicBlock::iterator DefMII = prior(MII);
1405     MachineInstr *DefMI = DefMII;
1406     const TargetInstrDesc &TID = DefMI->getDesc();
1407     unsigned NewDstIdx;
1408     if (DefMII != MBB.begin() &&
1409         TID.isCommutable() &&
1410         CommuteChangesDestination(DefMI, TID, SrcReg, TII, NewDstIdx)) {
1411       MachineOperand &NewDstMO = DefMI->getOperand(NewDstIdx);
1412       unsigned NewReg = NewDstMO.getReg();
1413       if (!NewDstMO.isKill() || TRI->regsOverlap(NewReg, SrcReg))
1414         return false;
1415       MachineInstr *ReloadMI = prior(DefMII);
1416       int FrameIdx;
1417       unsigned DestReg = TII->isLoadFromStackSlot(ReloadMI, FrameIdx);
1418       if (DestReg != SrcReg || FrameIdx != SS)
1419         return false;
1420       int UseIdx = DefMI->findRegisterUseOperandIdx(DestReg, false);
1421       if (UseIdx == -1)
1422         return false;
1423       unsigned DefIdx;
1424       if (!MI.isRegTiedToDefOperand(UseIdx, &DefIdx))
1425         return false;
1426       assert(DefMI->getOperand(DefIdx).isReg() &&
1427              DefMI->getOperand(DefIdx).getReg() == SrcReg);
1428
1429       // Now commute def instruction.
1430       MachineInstr *CommutedMI = TII->commuteInstruction(DefMI, true);
1431       if (!CommutedMI)
1432         return false;
1433       SmallVector<unsigned, 1> Ops;
1434       Ops.push_back(NewDstIdx);
1435       MachineInstr *FoldedMI = TII->foldMemoryOperand(MF, CommutedMI, Ops, SS);
1436       // Not needed since foldMemoryOperand returns new MI.
1437       MF.DeleteMachineInstr(CommutedMI);
1438       if (!FoldedMI)
1439         return false;
1440
1441       VRM.addSpillSlotUse(SS, FoldedMI);
1442       VRM.virtFolded(VirtReg, FoldedMI, VirtRegMap::isRef);
1443       // Insert new def MI and spill MI.
1444       const TargetRegisterClass* RC = RegInfo->getRegClass(VirtReg);
1445       TII->storeRegToStackSlot(MBB, &MI, NewReg, true, SS, RC);
1446       MII = prior(MII);
1447       MachineInstr *StoreMI = MII;
1448       VRM.addSpillSlotUse(SS, StoreMI);
1449       VRM.virtFolded(VirtReg, StoreMI, VirtRegMap::isMod);
1450       MII = MBB.insert(MII, FoldedMI);  // Update MII to backtrack.
1451
1452       // Delete all 3 old instructions.
1453       InvalidateKills(*ReloadMI, TRI, RegKills, KillOps);
1454       VRM.RemoveMachineInstrFromMaps(ReloadMI);
1455       MBB.erase(ReloadMI);
1456       InvalidateKills(*DefMI, TRI, RegKills, KillOps);
1457       VRM.RemoveMachineInstrFromMaps(DefMI);
1458       MBB.erase(DefMI);
1459       InvalidateKills(MI, TRI, RegKills, KillOps);
1460       VRM.RemoveMachineInstrFromMaps(&MI);
1461       MBB.erase(&MI);
1462
1463       // If NewReg was previously holding value of some SS, it's now clobbered.
1464       // This has to be done now because it's a physical register. When this
1465       // instruction is re-visited, it's ignored.
1466       Spills.ClobberPhysReg(NewReg);
1467
1468       ++NumCommutes;
1469       return true;
1470     }
1471
1472     return false;
1473   }
1474
1475   /// SpillRegToStackSlot - Spill a register to a specified stack slot. Check if
1476   /// the last store to the same slot is now dead. If so, remove the last store.
1477   void SpillRegToStackSlot(MachineBasicBlock &MBB,
1478                            MachineBasicBlock::iterator &MII,
1479                            int Idx, unsigned PhysReg, int StackSlot,
1480                            const TargetRegisterClass *RC,
1481                            bool isAvailable, MachineInstr *&LastStore,
1482                            AvailableSpills &Spills,
1483                            SmallSet<MachineInstr*, 4> &ReMatDefs,
1484                            BitVector &RegKills,
1485                            std::vector<MachineOperand*> &KillOps,
1486                            VirtRegMap &VRM) {
1487
1488     MachineBasicBlock::iterator oldNextMII = llvm::next(MII);
1489     TII->storeRegToStackSlot(MBB, llvm::next(MII), PhysReg, true, StackSlot, RC);
1490     MachineInstr *StoreMI = prior(oldNextMII);
1491     VRM.addSpillSlotUse(StackSlot, StoreMI);
1492     DEBUG(dbgs() << "Store:\t" << *StoreMI);
1493
1494     // If there is a dead store to this stack slot, nuke it now.
1495     if (LastStore) {
1496       DEBUG(dbgs() << "Removed dead store:\t" << *LastStore);
1497       ++NumDSE;
1498       SmallVector<unsigned, 2> KillRegs;
1499       InvalidateKills(*LastStore, TRI, RegKills, KillOps, &KillRegs);
1500       MachineBasicBlock::iterator PrevMII = LastStore;
1501       bool CheckDef = PrevMII != MBB.begin();
1502       if (CheckDef)
1503         --PrevMII;
1504       VRM.RemoveMachineInstrFromMaps(LastStore);
1505       MBB.erase(LastStore);
1506       if (CheckDef) {
1507         // Look at defs of killed registers on the store. Mark the defs
1508         // as dead since the store has been deleted and they aren't
1509         // being reused.
1510         for (unsigned j = 0, ee = KillRegs.size(); j != ee; ++j) {
1511           bool HasOtherDef = false;
1512           if (InvalidateRegDef(PrevMII, *MII, KillRegs[j], HasOtherDef, TRI)) {
1513             MachineInstr *DeadDef = PrevMII;
1514             if (ReMatDefs.count(DeadDef) && !HasOtherDef) {
1515               // FIXME: This assumes a remat def does not have side effects.
1516               VRM.RemoveMachineInstrFromMaps(DeadDef);
1517               MBB.erase(DeadDef);
1518               ++NumDRM;
1519             }
1520           }
1521         }
1522       }
1523     }
1524
1525     // Allow for multi-instruction spill sequences, as on PPC Altivec.  Presume
1526     // the last of multiple instructions is the actual store.
1527     LastStore = prior(oldNextMII);
1528
1529     // If the stack slot value was previously available in some other
1530     // register, change it now.  Otherwise, make the register available,
1531     // in PhysReg.
1532     Spills.ModifyStackSlotOrReMat(StackSlot);
1533     Spills.ClobberPhysReg(PhysReg);
1534     Spills.addAvailable(StackSlot, PhysReg, isAvailable);
1535     ++NumStores;
1536   }
1537
1538   /// isSafeToDelete - Return true if this instruction doesn't produce any side
1539   /// effect and all of its defs are dead.
1540   static bool isSafeToDelete(MachineInstr &MI) {
1541     const TargetInstrDesc &TID = MI.getDesc();
1542     if (TID.mayLoad() || TID.mayStore() || TID.isCall() || TID.isTerminator() ||
1543         TID.isCall() || TID.isBarrier() || TID.isReturn() ||
1544         TID.hasUnmodeledSideEffects())
1545       return false;
1546     for (unsigned i = 0, e = MI.getNumOperands(); i != e; ++i) {
1547       MachineOperand &MO = MI.getOperand(i);
1548       if (!MO.isReg() || !MO.getReg())
1549         continue;
1550       if (MO.isDef() && !MO.isDead())
1551         return false;
1552       if (MO.isUse() && MO.isKill())
1553         // FIXME: We can't remove kill markers or else the scavenger will assert.
1554         // An alternative is to add a ADD pseudo instruction to replace kill
1555         // markers.
1556         return false;
1557     }
1558     return true;
1559   }
1560
1561   /// TransferDeadness - A identity copy definition is dead and it's being
1562   /// removed. Find the last def or use and mark it as dead / kill.
1563   void TransferDeadness(MachineBasicBlock *MBB, unsigned CurDist,
1564                         unsigned Reg, BitVector &RegKills,
1565                         std::vector<MachineOperand*> &KillOps,
1566                         VirtRegMap &VRM) {
1567     SmallPtrSet<MachineInstr*, 4> Seens;
1568     SmallVector<std::pair<MachineInstr*, int>,8> Refs;
1569     for (MachineRegisterInfo::reg_iterator RI = RegInfo->reg_begin(Reg),
1570            RE = RegInfo->reg_end(); RI != RE; ++RI) {
1571       MachineInstr *UDMI = &*RI;
1572       if (UDMI->getParent() != MBB)
1573         continue;
1574       DenseMap<MachineInstr*, unsigned>::iterator DI = DistanceMap.find(UDMI);
1575       if (DI == DistanceMap.end() || DI->second > CurDist)
1576         continue;
1577       if (Seens.insert(UDMI))
1578         Refs.push_back(std::make_pair(UDMI, DI->second));
1579     }
1580
1581     if (Refs.empty())
1582       return;
1583     std::sort(Refs.begin(), Refs.end(), RefSorter());
1584
1585     while (!Refs.empty()) {
1586       MachineInstr *LastUDMI = Refs.back().first;
1587       Refs.pop_back();
1588
1589       MachineOperand *LastUD = NULL;
1590       for (unsigned i = 0, e = LastUDMI->getNumOperands(); i != e; ++i) {
1591         MachineOperand &MO = LastUDMI->getOperand(i);
1592         if (!MO.isReg() || MO.getReg() != Reg)
1593           continue;
1594         if (!LastUD || (LastUD->isUse() && MO.isDef()))
1595           LastUD = &MO;
1596         if (LastUDMI->isRegTiedToDefOperand(i))
1597           break;
1598       }
1599       if (LastUD->isDef()) {
1600         // If the instruction has no side effect, delete it and propagate
1601         // backward further. Otherwise, mark is dead and we are done.
1602         if (!isSafeToDelete(*LastUDMI)) {
1603           LastUD->setIsDead();
1604           break;
1605         }
1606         VRM.RemoveMachineInstrFromMaps(LastUDMI);
1607         MBB->erase(LastUDMI);
1608       } else {
1609         LastUD->setIsKill();
1610         RegKills.set(Reg);
1611         KillOps[Reg] = LastUD;
1612         break;
1613       }
1614     }
1615   }
1616
1617   /// rewriteMBB - Keep track of which spills are available even after the
1618   /// register allocator is done with them.  If possible, avid reloading vregs.
1619   void RewriteMBB(MachineBasicBlock &MBB, VirtRegMap &VRM,
1620                   LiveIntervals *LIs,
1621                   AvailableSpills &Spills, BitVector &RegKills,
1622                   std::vector<MachineOperand*> &KillOps) {
1623
1624     DEBUG(dbgs() << "\n**** Local spiller rewriting MBB '"
1625           << MBB.getName() << "':\n");
1626
1627     MachineFunction &MF = *MBB.getParent();
1628     
1629     // MaybeDeadStores - When we need to write a value back into a stack slot,
1630     // keep track of the inserted store.  If the stack slot value is never read
1631     // (because the value was used from some available register, for example), and
1632     // subsequently stored to, the original store is dead.  This map keeps track
1633     // of inserted stores that are not used.  If we see a subsequent store to the
1634     // same stack slot, the original store is deleted.
1635     std::vector<MachineInstr*> MaybeDeadStores;
1636     MaybeDeadStores.resize(MF.getFrameInfo()->getObjectIndexEnd(), NULL);
1637
1638     // ReMatDefs - These are rematerializable def MIs which are not deleted.
1639     SmallSet<MachineInstr*, 4> ReMatDefs;
1640
1641     // Clear kill info.
1642     SmallSet<unsigned, 2> KilledMIRegs;
1643     RegKills.reset();
1644     KillOps.clear();
1645     KillOps.resize(TRI->getNumRegs(), NULL);
1646
1647     unsigned Dist = 0;
1648     DistanceMap.clear();
1649     for (MachineBasicBlock::iterator MII = MBB.begin(), E = MBB.end();
1650          MII != E; ) {
1651       MachineBasicBlock::iterator NextMII = llvm::next(MII);
1652
1653       VirtRegMap::MI2VirtMapTy::const_iterator I, End;
1654       bool Erased = false;
1655       bool BackTracked = false;
1656       if (OptimizeByUnfold(MBB, MII,
1657                            MaybeDeadStores, Spills, RegKills, KillOps, VRM))
1658         NextMII = llvm::next(MII);
1659
1660       MachineInstr &MI = *MII;
1661
1662       if (VRM.hasEmergencySpills(&MI)) {
1663         // Spill physical register(s) in the rare case the allocator has run out
1664         // of registers to allocate.
1665         SmallSet<int, 4> UsedSS;
1666         std::vector<unsigned> &EmSpills = VRM.getEmergencySpills(&MI);
1667         for (unsigned i = 0, e = EmSpills.size(); i != e; ++i) {
1668           unsigned PhysReg = EmSpills[i];
1669           const TargetRegisterClass *RC =
1670             TRI->getPhysicalRegisterRegClass(PhysReg);
1671           assert(RC && "Unable to determine register class!");
1672           int SS = VRM.getEmergencySpillSlot(RC);
1673           if (UsedSS.count(SS))
1674             llvm_unreachable("Need to spill more than one physical registers!");
1675           UsedSS.insert(SS);
1676           TII->storeRegToStackSlot(MBB, MII, PhysReg, true, SS, RC);
1677           MachineInstr *StoreMI = prior(MII);
1678           VRM.addSpillSlotUse(SS, StoreMI);
1679
1680           // Back-schedule reloads and remats.
1681           MachineBasicBlock::iterator InsertLoc =
1682             ComputeReloadLoc(llvm::next(MII), MBB.begin(), PhysReg, TRI, false,
1683                              SS, TII, MF);
1684
1685           TII->loadRegFromStackSlot(MBB, InsertLoc, PhysReg, SS, RC);
1686
1687           MachineInstr *LoadMI = prior(InsertLoc);
1688           VRM.addSpillSlotUse(SS, LoadMI);
1689           ++NumPSpills;
1690           DistanceMap.insert(std::make_pair(LoadMI, Dist++));
1691         }
1692         NextMII = llvm::next(MII);
1693       }
1694
1695       // Insert restores here if asked to.
1696       if (VRM.isRestorePt(&MI)) {
1697         std::vector<unsigned> &RestoreRegs = VRM.getRestorePtRestores(&MI);
1698         for (unsigned i = 0, e = RestoreRegs.size(); i != e; ++i) {
1699           unsigned VirtReg = RestoreRegs[e-i-1];  // Reverse order.
1700           if (!VRM.getPreSplitReg(VirtReg))
1701             continue; // Split interval spilled again.
1702           unsigned Phys = VRM.getPhys(VirtReg);
1703           RegInfo->setPhysRegUsed(Phys);
1704
1705           // Check if the value being restored if available. If so, it must be
1706           // from a predecessor BB that fallthrough into this BB. We do not
1707           // expect:
1708           // BB1:
1709           // r1 = load fi#1
1710           // ...
1711           //    = r1<kill>
1712           // ... # r1 not clobbered
1713           // ...
1714           //    = load fi#1
1715           bool DoReMat = VRM.isReMaterialized(VirtReg);
1716           int SSorRMId = DoReMat
1717             ? VRM.getReMatId(VirtReg) : VRM.getStackSlot(VirtReg);
1718           const TargetRegisterClass* RC = RegInfo->getRegClass(VirtReg);
1719           unsigned InReg = Spills.getSpillSlotOrReMatPhysReg(SSorRMId);
1720           if (InReg == Phys) {
1721             // If the value is already available in the expected register, save
1722             // a reload / remat.
1723             if (SSorRMId)
1724               DEBUG(dbgs() << "Reusing RM#"
1725                            << SSorRMId-VirtRegMap::MAX_STACK_SLOT-1);
1726             else
1727               DEBUG(dbgs() << "Reusing SS#" << SSorRMId);
1728             DEBUG(dbgs() << " from physreg "
1729                          << TRI->getName(InReg) << " for vreg"
1730                          << VirtReg <<" instead of reloading into physreg "
1731                          << TRI->getName(Phys) << '\n');
1732             ++NumOmitted;
1733             continue;
1734           } else if (InReg && InReg != Phys) {
1735             if (SSorRMId)
1736               DEBUG(dbgs() << "Reusing RM#"
1737                            << SSorRMId-VirtRegMap::MAX_STACK_SLOT-1);
1738             else
1739               DEBUG(dbgs() << "Reusing SS#" << SSorRMId);
1740             DEBUG(dbgs() << " from physreg "
1741                          << TRI->getName(InReg) << " for vreg"
1742                          << VirtReg <<" by copying it into physreg "
1743                          << TRI->getName(Phys) << '\n');
1744
1745             // If the reloaded / remat value is available in another register,
1746             // copy it to the desired register.
1747
1748             // Back-schedule reloads and remats.
1749             MachineBasicBlock::iterator InsertLoc =
1750               ComputeReloadLoc(MII, MBB.begin(), Phys, TRI, DoReMat,
1751                                SSorRMId, TII, MF);
1752
1753             TII->copyRegToReg(MBB, InsertLoc, Phys, InReg, RC, RC);
1754
1755             // This invalidates Phys.
1756             Spills.ClobberPhysReg(Phys);
1757             // Remember it's available.
1758             Spills.addAvailable(SSorRMId, Phys);
1759
1760             // Mark is killed.
1761             MachineInstr *CopyMI = prior(InsertLoc);
1762             CopyMI->setAsmPrinterFlag(AsmPrinter::ReloadReuse);
1763             MachineOperand *KillOpnd = CopyMI->findRegisterUseOperand(InReg);
1764             KillOpnd->setIsKill();
1765             UpdateKills(*CopyMI, TRI, RegKills, KillOps);
1766
1767             DEBUG(dbgs() << '\t' << *CopyMI);
1768             ++NumCopified;
1769             continue;
1770           }
1771
1772           // Back-schedule reloads and remats.
1773           MachineBasicBlock::iterator InsertLoc =
1774             ComputeReloadLoc(MII, MBB.begin(), Phys, TRI, DoReMat,
1775                              SSorRMId, TII, MF);
1776
1777           if (VRM.isReMaterialized(VirtReg)) {
1778             ReMaterialize(MBB, InsertLoc, Phys, VirtReg, TII, TRI, VRM);
1779           } else {
1780             const TargetRegisterClass* RC = RegInfo->getRegClass(VirtReg);
1781             TII->loadRegFromStackSlot(MBB, InsertLoc, Phys, SSorRMId, RC);
1782             MachineInstr *LoadMI = prior(InsertLoc);
1783             VRM.addSpillSlotUse(SSorRMId, LoadMI);
1784             ++NumLoads;
1785             DistanceMap.insert(std::make_pair(LoadMI, Dist++));
1786           }
1787
1788           // This invalidates Phys.
1789           Spills.ClobberPhysReg(Phys);
1790           // Remember it's available.
1791           Spills.addAvailable(SSorRMId, Phys);
1792
1793           UpdateKills(*prior(InsertLoc), TRI, RegKills, KillOps);
1794           DEBUG(dbgs() << '\t' << *prior(MII));
1795         }
1796       }
1797
1798       // Insert spills here if asked to.
1799       if (VRM.isSpillPt(&MI)) {
1800         std::vector<std::pair<unsigned,bool> > &SpillRegs =
1801           VRM.getSpillPtSpills(&MI);
1802         for (unsigned i = 0, e = SpillRegs.size(); i != e; ++i) {
1803           unsigned VirtReg = SpillRegs[i].first;
1804           bool isKill = SpillRegs[i].second;
1805           if (!VRM.getPreSplitReg(VirtReg))
1806             continue; // Split interval spilled again.
1807           const TargetRegisterClass *RC = RegInfo->getRegClass(VirtReg);
1808           unsigned Phys = VRM.getPhys(VirtReg);
1809           int StackSlot = VRM.getStackSlot(VirtReg);
1810           MachineBasicBlock::iterator oldNextMII = llvm::next(MII);
1811           TII->storeRegToStackSlot(MBB, llvm::next(MII), Phys, isKill, StackSlot, RC);
1812           MachineInstr *StoreMI = prior(oldNextMII);
1813           VRM.addSpillSlotUse(StackSlot, StoreMI);
1814           DEBUG(dbgs() << "Store:\t" << *StoreMI);
1815           VRM.virtFolded(VirtReg, StoreMI, VirtRegMap::isMod);
1816         }
1817         NextMII = llvm::next(MII);
1818       }
1819
1820       /// ReusedOperands - Keep track of operand reuse in case we need to undo
1821       /// reuse.
1822       ReuseInfo ReusedOperands(MI, TRI);
1823       SmallVector<unsigned, 4> VirtUseOps;
1824       for (unsigned i = 0, e = MI.getNumOperands(); i != e; ++i) {
1825         MachineOperand &MO = MI.getOperand(i);
1826         if (!MO.isReg() || MO.getReg() == 0)
1827           continue;   // Ignore non-register operands.
1828         
1829         unsigned VirtReg = MO.getReg();
1830         if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(VirtReg)) {
1831           // Ignore physregs for spilling, but remember that it is used by this
1832           // function.
1833           RegInfo->setPhysRegUsed(VirtReg);
1834           continue;
1835         }
1836
1837         // We want to process implicit virtual register uses first.
1838         if (MO.isImplicit())
1839           // If the virtual register is implicitly defined, emit a implicit_def
1840           // before so scavenger knows it's "defined".
1841           // FIXME: This is a horrible hack done the by register allocator to
1842           // remat a definition with virtual register operand.
1843           VirtUseOps.insert(VirtUseOps.begin(), i);
1844         else
1845           VirtUseOps.push_back(i);
1846       }
1847
1848       // Process all of the spilled uses and all non spilled reg references.
1849       SmallVector<int, 2> PotentialDeadStoreSlots;
1850       KilledMIRegs.clear();
1851       for (unsigned j = 0, e = VirtUseOps.size(); j != e; ++j) {
1852         unsigned i = VirtUseOps[j];
1853         MachineOperand &MO = MI.getOperand(i);
1854         unsigned VirtReg = MO.getReg();
1855         assert(TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(VirtReg) &&
1856                "Not a virtual register?");
1857
1858         unsigned SubIdx = MO.getSubReg();
1859         if (VRM.isAssignedReg(VirtReg)) {
1860           // This virtual register was assigned a physreg!
1861           unsigned Phys = VRM.getPhys(VirtReg);
1862           RegInfo->setPhysRegUsed(Phys);
1863           if (MO.isDef())
1864             ReusedOperands.markClobbered(Phys);
1865           substitutePhysReg(MO, Phys, *TRI);
1866           if (VRM.isImplicitlyDefined(VirtReg))
1867             // FIXME: Is this needed?
1868             BuildMI(MBB, &MI, MI.getDebugLoc(),
1869                     TII->get(TargetOpcode::IMPLICIT_DEF), Phys);
1870           continue;
1871         }
1872
1873         // This virtual register is now known to be a spilled value.
1874         if (!MO.isUse())
1875           continue;  // Handle defs in the loop below (handle use&def here though)
1876
1877         bool AvoidReload = MO.isUndef();
1878         // Check if it is defined by an implicit def. It should not be spilled.
1879         // Note, this is for correctness reason. e.g.
1880         // 8   %reg1024<def> = IMPLICIT_DEF
1881         // 12  %reg1024<def> = INSERT_SUBREG %reg1024<kill>, %reg1025, 2
1882         // The live range [12, 14) are not part of the r1024 live interval since
1883         // it's defined by an implicit def. It will not conflicts with live
1884         // interval of r1025. Now suppose both registers are spilled, you can
1885         // easily see a situation where both registers are reloaded before
1886         // the INSERT_SUBREG and both target registers that would overlap.
1887         bool DoReMat = VRM.isReMaterialized(VirtReg);
1888         int SSorRMId = DoReMat
1889           ? VRM.getReMatId(VirtReg) : VRM.getStackSlot(VirtReg);
1890         int ReuseSlot = SSorRMId;
1891
1892         // Check to see if this stack slot is available.
1893         unsigned PhysReg = Spills.getSpillSlotOrReMatPhysReg(SSorRMId);
1894
1895         // If this is a sub-register use, make sure the reuse register is in the
1896         // right register class. For example, for x86 not all of the 32-bit
1897         // registers have accessible sub-registers.
1898         // Similarly so for EXTRACT_SUBREG. Consider this:
1899         // EDI = op
1900         // MOV32_mr fi#1, EDI
1901         // ...
1902         //       = EXTRACT_SUBREG fi#1
1903         // fi#1 is available in EDI, but it cannot be reused because it's not in
1904         // the right register file.
1905         if (PhysReg && !AvoidReload && (SubIdx || MI.isExtractSubreg())) {
1906           const TargetRegisterClass* RC = RegInfo->getRegClass(VirtReg);
1907           if (!RC->contains(PhysReg))
1908             PhysReg = 0;
1909         }
1910
1911         if (PhysReg && !AvoidReload) {
1912           // This spilled operand might be part of a two-address operand.  If this
1913           // is the case, then changing it will necessarily require changing the 
1914           // def part of the instruction as well.  However, in some cases, we
1915           // aren't allowed to modify the reused register.  If none of these cases
1916           // apply, reuse it.
1917           bool CanReuse = true;
1918           bool isTied = MI.isRegTiedToDefOperand(i);
1919           if (isTied) {
1920             // Okay, we have a two address operand.  We can reuse this physreg as
1921             // long as we are allowed to clobber the value and there isn't an
1922             // earlier def that has already clobbered the physreg.
1923             CanReuse = !ReusedOperands.isClobbered(PhysReg) &&
1924               Spills.canClobberPhysReg(PhysReg);
1925           }
1926           
1927           if (CanReuse) {
1928             // If this stack slot value is already available, reuse it!
1929             if (ReuseSlot > VirtRegMap::MAX_STACK_SLOT)
1930               DEBUG(dbgs() << "Reusing RM#"
1931                            << ReuseSlot-VirtRegMap::MAX_STACK_SLOT-1);
1932             else
1933               DEBUG(dbgs() << "Reusing SS#" << ReuseSlot);
1934             DEBUG(dbgs() << " from physreg "
1935                          << TRI->getName(PhysReg) << " for vreg"
1936                          << VirtReg <<" instead of reloading into physreg "
1937                          << TRI->getName(VRM.getPhys(VirtReg)) << '\n');
1938             unsigned RReg = SubIdx ? TRI->getSubReg(PhysReg, SubIdx) : PhysReg;
1939             MI.getOperand(i).setReg(RReg);
1940             MI.getOperand(i).setSubReg(0);
1941
1942             // The only technical detail we have is that we don't know that
1943             // PhysReg won't be clobbered by a reloaded stack slot that occurs
1944             // later in the instruction.  In particular, consider 'op V1, V2'.
1945             // If V1 is available in physreg R0, we would choose to reuse it
1946             // here, instead of reloading it into the register the allocator
1947             // indicated (say R1).  However, V2 might have to be reloaded
1948             // later, and it might indicate that it needs to live in R0.  When
1949             // this occurs, we need to have information available that
1950             // indicates it is safe to use R1 for the reload instead of R0.
1951             //
1952             // To further complicate matters, we might conflict with an alias,
1953             // or R0 and R1 might not be compatible with each other.  In this
1954             // case, we actually insert a reload for V1 in R1, ensuring that
1955             // we can get at R0 or its alias.
1956             ReusedOperands.addReuse(i, ReuseSlot, PhysReg,
1957                                     VRM.getPhys(VirtReg), VirtReg);
1958             if (isTied)
1959               // Only mark it clobbered if this is a use&def operand.
1960               ReusedOperands.markClobbered(PhysReg);
1961             ++NumReused;
1962
1963             if (MI.getOperand(i).isKill() &&
1964                 ReuseSlot <= VirtRegMap::MAX_STACK_SLOT) {
1965
1966               // The store of this spilled value is potentially dead, but we
1967               // won't know for certain until we've confirmed that the re-use
1968               // above is valid, which means waiting until the other operands
1969               // are processed. For now we just track the spill slot, we'll
1970               // remove it after the other operands are processed if valid.
1971
1972               PotentialDeadStoreSlots.push_back(ReuseSlot);
1973             }
1974
1975             // Mark is isKill if it's there no other uses of the same virtual
1976             // register and it's not a two-address operand. IsKill will be
1977             // unset if reg is reused.
1978             if (!isTied && KilledMIRegs.count(VirtReg) == 0) {
1979               MI.getOperand(i).setIsKill();
1980               KilledMIRegs.insert(VirtReg);
1981             }
1982
1983             continue;
1984           }  // CanReuse
1985           
1986           // Otherwise we have a situation where we have a two-address instruction
1987           // whose mod/ref operand needs to be reloaded.  This reload is already
1988           // available in some register "PhysReg", but if we used PhysReg as the
1989           // operand to our 2-addr instruction, the instruction would modify
1990           // PhysReg.  This isn't cool if something later uses PhysReg and expects
1991           // to get its initial value.
1992           //
1993           // To avoid this problem, and to avoid doing a load right after a store,
1994           // we emit a copy from PhysReg into the designated register for this
1995           // operand.
1996           unsigned DesignatedReg = VRM.getPhys(VirtReg);
1997           assert(DesignatedReg && "Must map virtreg to physreg!");
1998
1999           // Note that, if we reused a register for a previous operand, the
2000           // register we want to reload into might not actually be
2001           // available.  If this occurs, use the register indicated by the
2002           // reuser.
2003           if (ReusedOperands.hasReuses())
2004             DesignatedReg = ReusedOperands.GetRegForReload(VirtReg,
2005                                                            DesignatedReg, &MI, 
2006                                Spills, MaybeDeadStores, RegKills, KillOps, VRM);
2007           
2008           // If the mapped designated register is actually the physreg we have
2009           // incoming, we don't need to inserted a dead copy.
2010           if (DesignatedReg == PhysReg) {
2011             // If this stack slot value is already available, reuse it!
2012             if (ReuseSlot > VirtRegMap::MAX_STACK_SLOT)
2013               DEBUG(dbgs() << "Reusing RM#"
2014                     << ReuseSlot-VirtRegMap::MAX_STACK_SLOT-1);
2015             else
2016               DEBUG(dbgs() << "Reusing SS#" << ReuseSlot);
2017             DEBUG(dbgs() << " from physreg " << TRI->getName(PhysReg)
2018                          << " for vreg" << VirtReg
2019                          << " instead of reloading into same physreg.\n");
2020             unsigned RReg = SubIdx ? TRI->getSubReg(PhysReg, SubIdx) : PhysReg;
2021             MI.getOperand(i).setReg(RReg);
2022             MI.getOperand(i).setSubReg(0);
2023             ReusedOperands.markClobbered(RReg);
2024             ++NumReused;
2025             continue;
2026           }
2027           
2028           const TargetRegisterClass* RC = RegInfo->getRegClass(VirtReg);
2029           RegInfo->setPhysRegUsed(DesignatedReg);
2030           ReusedOperands.markClobbered(DesignatedReg);
2031
2032           // Back-schedule reloads and remats.
2033           MachineBasicBlock::iterator InsertLoc =
2034             ComputeReloadLoc(&MI, MBB.begin(), PhysReg, TRI, DoReMat,
2035                              SSorRMId, TII, MF);
2036
2037           TII->copyRegToReg(MBB, InsertLoc, DesignatedReg, PhysReg, RC, RC);
2038
2039           MachineInstr *CopyMI = prior(InsertLoc);
2040           CopyMI->setAsmPrinterFlag(AsmPrinter::ReloadReuse);
2041           UpdateKills(*CopyMI, TRI, RegKills, KillOps);
2042
2043           // This invalidates DesignatedReg.
2044           Spills.ClobberPhysReg(DesignatedReg);
2045           
2046           Spills.addAvailable(ReuseSlot, DesignatedReg);
2047           unsigned RReg =
2048             SubIdx ? TRI->getSubReg(DesignatedReg, SubIdx) : DesignatedReg;
2049           MI.getOperand(i).setReg(RReg);
2050           MI.getOperand(i).setSubReg(0);
2051           DEBUG(dbgs() << '\t' << *prior(MII));
2052           ++NumReused;
2053           continue;
2054         } // if (PhysReg)
2055         
2056         // Otherwise, reload it and remember that we have it.
2057         PhysReg = VRM.getPhys(VirtReg);
2058         assert(PhysReg && "Must map virtreg to physreg!");
2059
2060         // Note that, if we reused a register for a previous operand, the
2061         // register we want to reload into might not actually be
2062         // available.  If this occurs, use the register indicated by the
2063         // reuser.
2064         if (ReusedOperands.hasReuses())
2065           PhysReg = ReusedOperands.GetRegForReload(VirtReg, PhysReg, &MI, 
2066                                Spills, MaybeDeadStores, RegKills, KillOps, VRM);
2067         
2068         RegInfo->setPhysRegUsed(PhysReg);
2069         ReusedOperands.markClobbered(PhysReg);
2070         if (AvoidReload)
2071           ++NumAvoided;
2072         else {
2073           // Back-schedule reloads and remats.
2074           MachineBasicBlock::iterator InsertLoc =
2075             ComputeReloadLoc(MII, MBB.begin(), PhysReg, TRI, DoReMat,
2076                              SSorRMId, TII, MF);
2077
2078           if (DoReMat) {
2079             ReMaterialize(MBB, InsertLoc, PhysReg, VirtReg, TII, TRI, VRM);
2080           } else {
2081             const TargetRegisterClass* RC = RegInfo->getRegClass(VirtReg);
2082             TII->loadRegFromStackSlot(MBB, InsertLoc, PhysReg, SSorRMId, RC);
2083             MachineInstr *LoadMI = prior(InsertLoc);
2084             VRM.addSpillSlotUse(SSorRMId, LoadMI);
2085             ++NumLoads;
2086             DistanceMap.insert(std::make_pair(LoadMI, Dist++));
2087           }
2088           // This invalidates PhysReg.
2089           Spills.ClobberPhysReg(PhysReg);
2090
2091           // Any stores to this stack slot are not dead anymore.
2092           if (!DoReMat)
2093             MaybeDeadStores[SSorRMId] = NULL;
2094           Spills.addAvailable(SSorRMId, PhysReg);
2095           // Assumes this is the last use. IsKill will be unset if reg is reused
2096           // unless it's a two-address operand.
2097           if (!MI.isRegTiedToDefOperand(i) &&
2098               KilledMIRegs.count(VirtReg) == 0) {
2099             MI.getOperand(i).setIsKill();
2100             KilledMIRegs.insert(VirtReg);
2101           }
2102
2103           UpdateKills(*prior(InsertLoc), TRI, RegKills, KillOps);
2104           DEBUG(dbgs() << '\t' << *prior(InsertLoc));
2105         }
2106         unsigned RReg = SubIdx ? TRI->getSubReg(PhysReg, SubIdx) : PhysReg;
2107         MI.getOperand(i).setReg(RReg);
2108         MI.getOperand(i).setSubReg(0);
2109       }
2110
2111       // Ok - now we can remove stores that have been confirmed dead.
2112       for (unsigned j = 0, e = PotentialDeadStoreSlots.size(); j != e; ++j) {
2113         // This was the last use and the spilled value is still available
2114         // for reuse. That means the spill was unnecessary!
2115         int PDSSlot = PotentialDeadStoreSlots[j];
2116         MachineInstr* DeadStore = MaybeDeadStores[PDSSlot];
2117         if (DeadStore) {
2118           DEBUG(dbgs() << "Removed dead store:\t" << *DeadStore);
2119           InvalidateKills(*DeadStore, TRI, RegKills, KillOps);
2120           VRM.RemoveMachineInstrFromMaps(DeadStore);
2121           MBB.erase(DeadStore);
2122           MaybeDeadStores[PDSSlot] = NULL;
2123           ++NumDSE;
2124         }
2125       }
2126
2127
2128       DEBUG(dbgs() << '\t' << MI);
2129
2130
2131       // If we have folded references to memory operands, make sure we clear all
2132       // physical registers that may contain the value of the spilled virtual
2133       // register
2134       SmallSet<int, 2> FoldedSS;
2135       for (tie(I, End) = VRM.getFoldedVirts(&MI); I != End; ) {
2136         unsigned VirtReg = I->second.first;
2137         VirtRegMap::ModRef MR = I->second.second;
2138         DEBUG(dbgs() << "Folded vreg: " << VirtReg << "  MR: " << MR);
2139
2140         // MI2VirtMap be can updated which invalidate the iterator.
2141         // Increment the iterator first.
2142         ++I;
2143         int SS = VRM.getStackSlot(VirtReg);
2144         if (SS == VirtRegMap::NO_STACK_SLOT)
2145           continue;
2146         FoldedSS.insert(SS);
2147         DEBUG(dbgs() << " - StackSlot: " << SS << "\n");
2148         
2149         // If this folded instruction is just a use, check to see if it's a
2150         // straight load from the virt reg slot.
2151         if ((MR & VirtRegMap::isRef) && !(MR & VirtRegMap::isMod)) {
2152           int FrameIdx;
2153           unsigned DestReg = TII->isLoadFromStackSlot(&MI, FrameIdx);
2154           if (DestReg && FrameIdx == SS) {
2155             // If this spill slot is available, turn it into a copy (or nothing)
2156             // instead of leaving it as a load!
2157             if (unsigned InReg = Spills.getSpillSlotOrReMatPhysReg(SS)) {
2158               DEBUG(dbgs() << "Promoted Load To Copy: " << MI);
2159               if (DestReg != InReg) {
2160                 const TargetRegisterClass *RC = RegInfo->getRegClass(VirtReg);
2161                 TII->copyRegToReg(MBB, &MI, DestReg, InReg, RC, RC);
2162                 MachineOperand *DefMO = MI.findRegisterDefOperand(DestReg);
2163                 unsigned SubIdx = DefMO->getSubReg();
2164                 // Revisit the copy so we make sure to notice the effects of the
2165                 // operation on the destreg (either needing to RA it if it's 
2166                 // virtual or needing to clobber any values if it's physical).
2167                 NextMII = &MI;
2168                 --NextMII;  // backtrack to the copy.
2169                 NextMII->setAsmPrinterFlag(AsmPrinter::ReloadReuse);
2170                 // Propagate the sub-register index over.
2171                 if (SubIdx) {
2172                   DefMO = NextMII->findRegisterDefOperand(DestReg);
2173                   DefMO->setSubReg(SubIdx);
2174                 }
2175
2176                 // Mark is killed.
2177                 MachineOperand *KillOpnd = NextMII->findRegisterUseOperand(InReg);
2178                 KillOpnd->setIsKill();
2179
2180                 BackTracked = true;
2181               } else {
2182                 DEBUG(dbgs() << "Removing now-noop copy: " << MI);
2183                 // Unset last kill since it's being reused.
2184                 InvalidateKill(InReg, TRI, RegKills, KillOps);
2185                 Spills.disallowClobberPhysReg(InReg);
2186               }
2187
2188               InvalidateKills(MI, TRI, RegKills, KillOps);
2189               VRM.RemoveMachineInstrFromMaps(&MI);
2190               MBB.erase(&MI);
2191               Erased = true;
2192               goto ProcessNextInst;
2193             }
2194           } else {
2195             unsigned PhysReg = Spills.getSpillSlotOrReMatPhysReg(SS);
2196             SmallVector<MachineInstr*, 4> NewMIs;
2197             if (PhysReg &&
2198                 TII->unfoldMemoryOperand(MF, &MI, PhysReg, false, false, NewMIs)) {
2199               MBB.insert(MII, NewMIs[0]);
2200               InvalidateKills(MI, TRI, RegKills, KillOps);
2201               VRM.RemoveMachineInstrFromMaps(&MI);
2202               MBB.erase(&MI);
2203               Erased = true;
2204               --NextMII;  // backtrack to the unfolded instruction.
2205               BackTracked = true;
2206               goto ProcessNextInst;
2207             }
2208           }
2209         }
2210
2211         // If this reference is not a use, any previous store is now dead.
2212         // Otherwise, the store to this stack slot is not dead anymore.
2213         MachineInstr* DeadStore = MaybeDeadStores[SS];
2214         if (DeadStore) {
2215           bool isDead = !(MR & VirtRegMap::isRef);
2216           MachineInstr *NewStore = NULL;
2217           if (MR & VirtRegMap::isModRef) {
2218             unsigned PhysReg = Spills.getSpillSlotOrReMatPhysReg(SS);
2219             SmallVector<MachineInstr*, 4> NewMIs;
2220             // We can reuse this physreg as long as we are allowed to clobber
2221             // the value and there isn't an earlier def that has already clobbered
2222             // the physreg.
2223             if (PhysReg &&
2224                 !ReusedOperands.isClobbered(PhysReg) &&
2225                 Spills.canClobberPhysReg(PhysReg) &&
2226                 !TII->isStoreToStackSlot(&MI, SS)) { // Not profitable!
2227               MachineOperand *KillOpnd =
2228                 DeadStore->findRegisterUseOperand(PhysReg, true);
2229               // Note, if the store is storing a sub-register, it's possible the
2230               // super-register is needed below.
2231               if (KillOpnd && !KillOpnd->getSubReg() &&
2232                   TII->unfoldMemoryOperand(MF, &MI, PhysReg, false, true,NewMIs)){
2233                 MBB.insert(MII, NewMIs[0]);
2234                 NewStore = NewMIs[1];
2235                 MBB.insert(MII, NewStore);
2236                 VRM.addSpillSlotUse(SS, NewStore);
2237                 InvalidateKills(MI, TRI, RegKills, KillOps);
2238                 VRM.RemoveMachineInstrFromMaps(&MI);
2239                 MBB.erase(&MI);
2240                 Erased = true;
2241                 --NextMII;
2242                 --NextMII;  // backtrack to the unfolded instruction.
2243                 BackTracked = true;
2244                 isDead = true;
2245                 ++NumSUnfold;
2246               }
2247             }
2248           }
2249
2250           if (isDead) {  // Previous store is dead.
2251             // If we get here, the store is dead, nuke it now.
2252             DEBUG(dbgs() << "Removed dead store:\t" << *DeadStore);
2253             InvalidateKills(*DeadStore, TRI, RegKills, KillOps);
2254             VRM.RemoveMachineInstrFromMaps(DeadStore);
2255             MBB.erase(DeadStore);
2256             if (!NewStore)
2257               ++NumDSE;
2258           }
2259
2260           MaybeDeadStores[SS] = NULL;
2261           if (NewStore) {
2262             // Treat this store as a spill merged into a copy. That makes the
2263             // stack slot value available.
2264             VRM.virtFolded(VirtReg, NewStore, VirtRegMap::isMod);
2265             goto ProcessNextInst;
2266           }
2267         }
2268
2269         // If the spill slot value is available, and this is a new definition of
2270         // the value, the value is not available anymore.
2271         if (MR & VirtRegMap::isMod) {
2272           // Notice that the value in this stack slot has been modified.
2273           Spills.ModifyStackSlotOrReMat(SS);
2274           
2275           // If this is *just* a mod of the value, check to see if this is just a
2276           // store to the spill slot (i.e. the spill got merged into the copy). If
2277           // so, realize that the vreg is available now, and add the store to the
2278           // MaybeDeadStore info.
2279           int StackSlot;
2280           if (!(MR & VirtRegMap::isRef)) {
2281             if (unsigned SrcReg = TII->isStoreToStackSlot(&MI, StackSlot)) {
2282               assert(TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(SrcReg) &&
2283                      "Src hasn't been allocated yet?");
2284
2285               if (CommuteToFoldReload(MBB, MII, VirtReg, SrcReg, StackSlot,
2286                                       Spills, RegKills, KillOps, TRI, VRM)) {
2287                 NextMII = llvm::next(MII);
2288                 BackTracked = true;
2289                 goto ProcessNextInst;
2290               }
2291
2292               // Okay, this is certainly a store of SrcReg to [StackSlot].  Mark
2293               // this as a potentially dead store in case there is a subsequent
2294               // store into the stack slot without a read from it.
2295               MaybeDeadStores[StackSlot] = &MI;
2296
2297               // If the stack slot value was previously available in some other
2298               // register, change it now.  Otherwise, make the register
2299               // available in PhysReg.
2300               Spills.addAvailable(StackSlot, SrcReg, MI.killsRegister(SrcReg));
2301             }
2302           }
2303         }
2304       }
2305
2306       // Process all of the spilled defs.
2307       for (unsigned i = 0, e = MI.getNumOperands(); i != e; ++i) {
2308         MachineOperand &MO = MI.getOperand(i);
2309         if (!(MO.isReg() && MO.getReg() && MO.isDef()))
2310           continue;
2311
2312         unsigned VirtReg = MO.getReg();
2313         if (!TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(VirtReg)) {
2314           // Check to see if this is a noop copy.  If so, eliminate the
2315           // instruction before considering the dest reg to be changed.
2316           // Also check if it's copying from an "undef", if so, we can't
2317           // eliminate this or else the undef marker is lost and it will
2318           // confuses the scavenger. This is extremely rare.
2319           unsigned Src, Dst, SrcSR, DstSR;
2320           if (TII->isMoveInstr(MI, Src, Dst, SrcSR, DstSR) && Src == Dst &&
2321               !MI.findRegisterUseOperand(Src)->isUndef()) {
2322             ++NumDCE;
2323             DEBUG(dbgs() << "Removing now-noop copy: " << MI);
2324             SmallVector<unsigned, 2> KillRegs;
2325             InvalidateKills(MI, TRI, RegKills, KillOps, &KillRegs);
2326             if (MO.isDead() && !KillRegs.empty()) {
2327               // Source register or an implicit super/sub-register use is killed.
2328               assert(KillRegs[0] == Dst ||
2329                      TRI->isSubRegister(KillRegs[0], Dst) ||
2330                      TRI->isSuperRegister(KillRegs[0], Dst));
2331               // Last def is now dead.
2332               TransferDeadness(&MBB, Dist, Src, RegKills, KillOps, VRM);
2333             }
2334             VRM.RemoveMachineInstrFromMaps(&MI);
2335             MBB.erase(&MI);
2336             Erased = true;
2337             Spills.disallowClobberPhysReg(VirtReg);
2338             goto ProcessNextInst;
2339           }
2340
2341           // If it's not a no-op copy, it clobbers the value in the destreg.
2342           Spills.ClobberPhysReg(VirtReg);
2343           ReusedOperands.markClobbered(VirtReg);
2344    
2345           // Check to see if this instruction is a load from a stack slot into
2346           // a register.  If so, this provides the stack slot value in the reg.
2347           int FrameIdx;
2348           if (unsigned DestReg = TII->isLoadFromStackSlot(&MI, FrameIdx)) {
2349             assert(DestReg == VirtReg && "Unknown load situation!");
2350
2351             // If it is a folded reference, then it's not safe to clobber.
2352             bool Folded = FoldedSS.count(FrameIdx);
2353             // Otherwise, if it wasn't available, remember that it is now!
2354             Spills.addAvailable(FrameIdx, DestReg, !Folded);
2355             goto ProcessNextInst;
2356           }
2357               
2358           continue;
2359         }
2360
2361         unsigned SubIdx = MO.getSubReg();
2362         bool DoReMat = VRM.isReMaterialized(VirtReg);
2363         if (DoReMat)
2364           ReMatDefs.insert(&MI);
2365
2366         // The only vregs left are stack slot definitions.
2367         int StackSlot = VRM.getStackSlot(VirtReg);
2368         const TargetRegisterClass *RC = RegInfo->getRegClass(VirtReg);
2369
2370         // If this def is part of a two-address operand, make sure to execute
2371         // the store from the correct physical register.
2372         unsigned PhysReg;
2373         unsigned TiedOp;
2374         if (MI.isRegTiedToUseOperand(i, &TiedOp)) {
2375           PhysReg = MI.getOperand(TiedOp).getReg();
2376           if (SubIdx) {
2377             unsigned SuperReg = findSuperReg(RC, PhysReg, SubIdx, TRI);
2378             assert(SuperReg && TRI->getSubReg(SuperReg, SubIdx) == PhysReg &&
2379                    "Can't find corresponding super-register!");
2380             PhysReg = SuperReg;
2381           }
2382         } else {
2383           PhysReg = VRM.getPhys(VirtReg);
2384           if (ReusedOperands.isClobbered(PhysReg)) {
2385             // Another def has taken the assigned physreg. It must have been a
2386             // use&def which got it due to reuse. Undo the reuse!
2387             PhysReg = ReusedOperands.GetRegForReload(VirtReg, PhysReg, &MI, 
2388                                Spills, MaybeDeadStores, RegKills, KillOps, VRM);
2389           }
2390         }
2391
2392         assert(PhysReg && "VR not assigned a physical register?");
2393         RegInfo->setPhysRegUsed(PhysReg);
2394         unsigned RReg = SubIdx ? TRI->getSubReg(PhysReg, SubIdx) : PhysReg;
2395         ReusedOperands.markClobbered(RReg);
2396         MI.getOperand(i).setReg(RReg);
2397         MI.getOperand(i).setSubReg(0);
2398
2399         if (!MO.isDead()) {
2400           MachineInstr *&LastStore = MaybeDeadStores[StackSlot];
2401           SpillRegToStackSlot(MBB, MII, -1, PhysReg, StackSlot, RC, true,
2402                             LastStore, Spills, ReMatDefs, RegKills, KillOps, VRM);
2403           NextMII = llvm::next(MII);
2404
2405           // Check to see if this is a noop copy.  If so, eliminate the
2406           // instruction before considering the dest reg to be changed.
2407           {
2408             unsigned Src, Dst, SrcSR, DstSR;
2409             if (TII->isMoveInstr(MI, Src, Dst, SrcSR, DstSR) && Src == Dst) {
2410               ++NumDCE;
2411               DEBUG(dbgs() << "Removing now-noop copy: " << MI);
2412               InvalidateKills(MI, TRI, RegKills, KillOps);
2413               VRM.RemoveMachineInstrFromMaps(&MI);
2414               MBB.erase(&MI);
2415               Erased = true;
2416               UpdateKills(*LastStore, TRI, RegKills, KillOps);
2417               goto ProcessNextInst;
2418             }
2419           }
2420         }    
2421       }
2422     ProcessNextInst:
2423       // Delete dead instructions without side effects.
2424       if (!Erased && !BackTracked && isSafeToDelete(MI)) {
2425         InvalidateKills(MI, TRI, RegKills, KillOps);
2426         VRM.RemoveMachineInstrFromMaps(&MI);
2427         MBB.erase(&MI);
2428         Erased = true;
2429       }
2430       if (!Erased)
2431         DistanceMap.insert(std::make_pair(&MI, Dist++));
2432       if (!Erased && !BackTracked) {
2433         for (MachineBasicBlock::iterator II = &MI; II != NextMII; ++II)
2434           UpdateKills(*II, TRI, RegKills, KillOps);
2435       }
2436       MII = NextMII;
2437     }
2438
2439   }
2440
2441 };
2442
2443 }
2444
2445 llvm::VirtRegRewriter* llvm::createVirtRegRewriter() {
2446   switch (RewriterOpt) {
2447   default: llvm_unreachable("Unreachable!");
2448   case local:
2449     return new LocalRewriter();
2450   case trivial:
2451     return new TrivialRewriter();
2452   }
2453 }