[PM] Rename the IR printing pass header to a more generic and correct
[oota-llvm.git] / lib / CodeGen / Passes.cpp
index 739ff60d3ab3639f995e0c27d46e0a9daf62beff..dd9cb55b337030665cab687aa79632e0e56990cb 100644 (file)
 //
 //===---------------------------------------------------------------------===//
 
+#include "llvm/CodeGen/Passes.h"
 #include "llvm/Analysis/Passes.h"
 #include "llvm/Analysis/Verifier.h"
-#include "llvm/Transforms/Scalar.h"
-#include "llvm/PassManager.h"
 #include "llvm/CodeGen/GCStrategy.h"
-#include "llvm/CodeGen/MachineFunctionAnalysis.h"
 #include "llvm/CodeGen/MachineFunctionPass.h"
-#include "llvm/CodeGen/MachineModuleInfo.h"
-#include "llvm/CodeGen/Passes.h"
 #include "llvm/CodeGen/RegAllocRegistry.h"
-#include "llvm/Target/TargetLowering.h"
-#include "llvm/Target/TargetLoweringObjectFile.h"
-#include "llvm/Target/TargetOptions.h"
-#include "llvm/Target/TargetRegisterInfo.h"
+#include "llvm/IR/IRPrintingPasses.h"
 #include "llvm/MC/MCAsmInfo.h"
-#include "llvm/Assembly/PrintModulePass.h"
+#include "llvm/PassManager.h"
 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
 #include "llvm/Support/Debug.h"
 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
+#include "llvm/Target/TargetLowering.h"
+#include "llvm/Target/TargetSubtargetInfo.h"
+#include "llvm/Transforms/Scalar.h"
 
 using namespace llvm;
 
+namespace llvm {
+extern cl::opt<bool> EnableStackMapLiveness;
+extern cl::opt<bool> EnablePatchPointLiveness;
+}
+
 static cl::opt<bool> DisablePostRA("disable-post-ra", cl::Hidden,
     cl::desc("Disable Post Regalloc"));
 static cl::opt<bool> DisableBranchFold("disable-branch-fold", cl::Hidden,
@@ -42,20 +43,26 @@ static cl::opt<bool> DisableTailDuplicate("disable-tail-duplicate", cl::Hidden,
     cl::desc("Disable tail duplication"));
 static cl::opt<bool> DisableEarlyTailDup("disable-early-taildup", cl::Hidden,
     cl::desc("Disable pre-register allocation tail duplication"));
-static cl::opt<bool> EnableBlockPlacement("enable-block-placement",
-    cl::Hidden, cl::desc("Enable probability-driven block placement"));
+static cl::opt<bool> DisableBlockPlacement("disable-block-placement",
+    cl::Hidden, cl::desc("Disable probability-driven block placement"));
 static cl::opt<bool> EnableBlockPlacementStats("enable-block-placement-stats",
     cl::Hidden, cl::desc("Collect probability-driven block placement stats"));
-static cl::opt<bool> DisableCodePlace("disable-code-place", cl::Hidden,
-    cl::desc("Disable code placement"));
 static cl::opt<bool> DisableSSC("disable-ssc", cl::Hidden,
     cl::desc("Disable Stack Slot Coloring"));
 static cl::opt<bool> DisableMachineDCE("disable-machine-dce", cl::Hidden,
     cl::desc("Disable Machine Dead Code Elimination"));
+static cl::opt<bool> DisableEarlyIfConversion("disable-early-ifcvt", cl::Hidden,
+    cl::desc("Disable Early If-conversion"));
 static cl::opt<bool> DisableMachineLICM("disable-machine-licm", cl::Hidden,
     cl::desc("Disable Machine LICM"));
 static cl::opt<bool> DisableMachineCSE("disable-machine-cse", cl::Hidden,
     cl::desc("Disable Machine Common Subexpression Elimination"));
+static cl::opt<cl::boolOrDefault>
+OptimizeRegAlloc("optimize-regalloc", cl::Hidden,
+    cl::desc("Enable optimized register allocation compilation path."));
+static cl::opt<cl::boolOrDefault>
+EnableMachineSched("enable-misched", cl::Hidden,
+    cl::desc("Enable the machine instruction scheduling pass."));
 static cl::opt<bool> DisablePostRAMachineLICM("disable-postra-machine-licm",
     cl::Hidden,
     cl::desc("Disable Machine LICM"));
@@ -76,13 +83,114 @@ static cl::opt<bool> PrintGCInfo("print-gc", cl::Hidden,
 static cl::opt<bool> VerifyMachineCode("verify-machineinstrs", cl::Hidden,
     cl::desc("Verify generated machine code"),
     cl::init(getenv("LLVM_VERIFY_MACHINEINSTRS")!=NULL));
+static cl::opt<std::string>
+PrintMachineInstrs("print-machineinstrs", cl::ValueOptional,
+                   cl::desc("Print machine instrs"),
+                   cl::value_desc("pass-name"), cl::init("option-unspecified"));
+
+// Temporary option to allow experimenting with MachineScheduler as a post-RA
+// scheduler. Targets can "properly" enable this with
+// substitutePass(&PostRASchedulerID, &MachineSchedulerID); Ideally it wouldn't
+// be part of the standard pass pipeline, and the target would just add a PostRA
+// scheduling pass wherever it wants.
+static cl::opt<bool> MISchedPostRA("misched-postra", cl::Hidden,
+  cl::desc("Run MachineScheduler post regalloc (independent of preRA sched)"));
+
+// Experimental option to run live interval analysis early.
+static cl::opt<bool> EarlyLiveIntervals("early-live-intervals", cl::Hidden,
+    cl::desc("Run live interval analysis earlier in the pipeline"));
+
+/// Allow standard passes to be disabled by command line options. This supports
+/// simple binary flags that either suppress the pass or do nothing.
+/// i.e. -disable-mypass=false has no effect.
+/// These should be converted to boolOrDefault in order to use applyOverride.
+static IdentifyingPassPtr applyDisable(IdentifyingPassPtr PassID,
+                                       bool Override) {
+  if (Override)
+    return IdentifyingPassPtr();
+  return PassID;
+}
 
-// Enable or disable FastISel. Both options are needed, because
-// FastISel is enabled by default with -fast, and we wish to be
-// able to enable or disable fast-isel independently from -O0.
-static cl::opt<cl::boolOrDefault>
-EnableFastISelOption("fast-isel", cl::Hidden,
-  cl::desc("Enable the \"fast\" instruction selector"));
+/// Allow Pass selection to be overriden by command line options. This supports
+/// flags with ternary conditions. TargetID is passed through by default. The
+/// pass is suppressed when the option is false. When the option is true, the
+/// StandardID is selected if the target provides no default.
+static IdentifyingPassPtr applyOverride(IdentifyingPassPtr TargetID,
+                                        cl::boolOrDefault Override,
+                                        AnalysisID StandardID) {
+  switch (Override) {
+  case cl::BOU_UNSET:
+    return TargetID;
+  case cl::BOU_TRUE:
+    if (TargetID.isValid())
+      return TargetID;
+    if (StandardID == 0)
+      report_fatal_error("Target cannot enable pass");
+    return StandardID;
+  case cl::BOU_FALSE:
+    return IdentifyingPassPtr();
+  }
+  llvm_unreachable("Invalid command line option state");
+}
+
+/// Allow standard passes to be disabled by the command line, regardless of who
+/// is adding the pass.
+///
+/// StandardID is the pass identified in the standard pass pipeline and provided
+/// to addPass(). It may be a target-specific ID in the case that the target
+/// directly adds its own pass, but in that case we harmlessly fall through.
+///
+/// TargetID is the pass that the target has configured to override StandardID.
+///
+/// StandardID may be a pseudo ID. In that case TargetID is the name of the real
+/// pass to run. This allows multiple options to control a single pass depending
+/// on where in the pipeline that pass is added.
+static IdentifyingPassPtr overridePass(AnalysisID StandardID,
+                                       IdentifyingPassPtr TargetID) {
+  if (StandardID == &PostRASchedulerID)
+    return applyDisable(TargetID, DisablePostRA);
+
+  if (StandardID == &BranchFolderPassID)
+    return applyDisable(TargetID, DisableBranchFold);
+
+  if (StandardID == &TailDuplicateID)
+    return applyDisable(TargetID, DisableTailDuplicate);
+
+  if (StandardID == &TargetPassConfig::EarlyTailDuplicateID)
+    return applyDisable(TargetID, DisableEarlyTailDup);
+
+  if (StandardID == &MachineBlockPlacementID)
+    return applyDisable(TargetID, DisableBlockPlacement);
+
+  if (StandardID == &StackSlotColoringID)
+    return applyDisable(TargetID, DisableSSC);
+
+  if (StandardID == &DeadMachineInstructionElimID)
+    return applyDisable(TargetID, DisableMachineDCE);
+
+  if (StandardID == &EarlyIfConverterID)
+    return applyDisable(TargetID, DisableEarlyIfConversion);
+
+  if (StandardID == &MachineLICMID)
+    return applyDisable(TargetID, DisableMachineLICM);
+
+  if (StandardID == &MachineCSEID)
+    return applyDisable(TargetID, DisableMachineCSE);
+
+  if (StandardID == &MachineSchedulerID)
+    return applyOverride(TargetID, EnableMachineSched, StandardID);
+
+  if (StandardID == &TargetPassConfig::PostRAMachineLICMID)
+    return applyDisable(TargetID, DisablePostRAMachineLICM);
+
+  if (StandardID == &MachineSinkingID)
+    return applyDisable(TargetID, DisableMachineSink);
+
+  if (StandardID == &MachineCopyPropagationID)
+    return applyDisable(TargetID, DisableCopyProp);
+
+  return TargetID;
+}
 
 //===---------------------------------------------------------------------===//
 /// TargetPassConfig
@@ -92,77 +200,207 @@ INITIALIZE_PASS(TargetPassConfig, "targetpassconfig",
                 "Target Pass Configuration", false, false)
 char TargetPassConfig::ID = 0;
 
+// Pseudo Pass IDs.
+char TargetPassConfig::EarlyTailDuplicateID = 0;
+char TargetPassConfig::PostRAMachineLICMID = 0;
+
+namespace llvm {
+class PassConfigImpl {
+public:
+  // List of passes explicitly substituted by this target. Normally this is
+  // empty, but it is a convenient way to suppress or replace specific passes
+  // that are part of a standard pass pipeline without overridding the entire
+  // pipeline. This mechanism allows target options to inherit a standard pass's
+  // user interface. For example, a target may disable a standard pass by
+  // default by substituting a pass ID of zero, and the user may still enable
+  // that standard pass with an explicit command line option.
+  DenseMap<AnalysisID,IdentifyingPassPtr> TargetPasses;
+
+  /// Store the pairs of <AnalysisID, AnalysisID> of which the second pass
+  /// is inserted after each instance of the first one.
+  SmallVector<std::pair<AnalysisID, IdentifyingPassPtr>, 4> InsertedPasses;
+};
+} // namespace llvm
+
 // Out of line virtual method.
-TargetPassConfig::~TargetPassConfig() {}
+TargetPassConfig::~TargetPassConfig() {
+  delete Impl;
+}
+
+// Out of line constructor provides default values for pass options and
+// registers all common codegen passes.
+TargetPassConfig::TargetPassConfig(TargetMachine *tm, PassManagerBase &pm)
+  : ImmutablePass(ID), PM(&pm), StartAfter(0), StopAfter(0),
+    Started(true), Stopped(false), TM(tm), Impl(0), Initialized(false),
+    DisableVerify(false),
+    EnableTailMerge(true) {
+
+  Impl = new PassConfigImpl();
 
-TargetPassConfig::TargetPassConfig(TargetMachine *tm, PassManagerBase &pm,
-                                   bool DisableVerifyFlag)
-  : ImmutablePass(ID), TM(tm), PM(pm), DisableVerify(DisableVerifyFlag) {
   // Register all target independent codegen passes to activate their PassIDs,
   // including this pass itself.
   initializeCodeGen(*PassRegistry::getPassRegistry());
+
+  // Substitute Pseudo Pass IDs for real ones.
+  substitutePass(&EarlyTailDuplicateID, &TailDuplicateID);
+  substitutePass(&PostRAMachineLICMID, &MachineLICMID);
+
+  // Temporarily disable experimental passes.
+  const TargetSubtargetInfo &ST = TM->getSubtarget<TargetSubtargetInfo>();
+  if (!ST.useMachineScheduler())
+    disablePass(&MachineSchedulerID);
+}
+
+/// Insert InsertedPassID pass after TargetPassID.
+void TargetPassConfig::insertPass(AnalysisID TargetPassID,
+                                  IdentifyingPassPtr InsertedPassID) {
+  assert(((!InsertedPassID.isInstance() &&
+           TargetPassID != InsertedPassID.getID()) ||
+          (InsertedPassID.isInstance() &&
+           TargetPassID != InsertedPassID.getInstance()->getPassID())) &&
+         "Insert a pass after itself!");
+  std::pair<AnalysisID, IdentifyingPassPtr> P(TargetPassID, InsertedPassID);
+  Impl->InsertedPasses.push_back(P);
 }
 
 /// createPassConfig - Create a pass configuration object to be used by
 /// addPassToEmitX methods for generating a pipeline of CodeGen passes.
 ///
 /// Targets may override this to extend TargetPassConfig.
-TargetPassConfig *LLVMTargetMachine::createPassConfig(PassManagerBase &PM,
-                                                      bool DisableVerify) {
-  return new TargetPassConfig(this, PM, DisableVerify);
+TargetPassConfig *LLVMTargetMachine::createPassConfig(PassManagerBase &PM) {
+  return new TargetPassConfig(this, PM);
 }
 
 TargetPassConfig::TargetPassConfig()
-  : ImmutablePass(ID), PM(*(PassManagerBase*)0) {
+  : ImmutablePass(ID), PM(0) {
   llvm_unreachable("TargetPassConfig should not be constructed on-the-fly");
 }
 
+// Helper to verify the analysis is really immutable.
+void TargetPassConfig::setOpt(bool &Opt, bool Val) {
+  assert(!Initialized && "PassConfig is immutable");
+  Opt = Val;
+}
 
-void TargetPassConfig::printNoVerify(const char *Banner) const {
-  if (TM->shouldPrintMachineCode())
-    PM.add(createMachineFunctionPrinterPass(dbgs(), Banner));
+void TargetPassConfig::substitutePass(AnalysisID StandardID,
+                                      IdentifyingPassPtr TargetID) {
+  Impl->TargetPasses[StandardID] = TargetID;
 }
 
-void TargetPassConfig::printAndVerify(const char *Banner) const {
-  if (TM->shouldPrintMachineCode())
-    PM.add(createMachineFunctionPrinterPass(dbgs(), Banner));
+IdentifyingPassPtr TargetPassConfig::getPassSubstitution(AnalysisID ID) const {
+  DenseMap<AnalysisID, IdentifyingPassPtr>::const_iterator
+    I = Impl->TargetPasses.find(ID);
+  if (I == Impl->TargetPasses.end())
+    return ID;
+  return I->second;
+}
 
-  if (VerifyMachineCode)
-    PM.add(createMachineVerifierPass(Banner));
+/// Add a pass to the PassManager if that pass is supposed to be run.  If the
+/// Started/Stopped flags indicate either that the compilation should start at
+/// a later pass or that it should stop after an earlier pass, then do not add
+/// the pass.  Finally, compare the current pass against the StartAfter
+/// and StopAfter options and change the Started/Stopped flags accordingly.
+void TargetPassConfig::addPass(Pass *P) {
+  assert(!Initialized && "PassConfig is immutable");
+
+  // Cache the Pass ID here in case the pass manager finds this pass is
+  // redundant with ones already scheduled / available, and deletes it.
+  // Fundamentally, once we add the pass to the manager, we no longer own it
+  // and shouldn't reference it.
+  AnalysisID PassID = P->getPassID();
+
+  if (Started && !Stopped)
+    PM->add(P);
+  else
+    delete P;
+  if (StopAfter == PassID)
+    Stopped = true;
+  if (StartAfter == PassID)
+    Started = true;
+  if (Stopped && !Started)
+    report_fatal_error("Cannot stop compilation after pass that is not run");
 }
 
-/// addCodeGenPasses - Add standard LLVM codegen passes used for both
-/// emitting to assembly files or machine code output.
+/// Add a CodeGen pass at this point in the pipeline after checking for target
+/// and command line overrides.
 ///
-bool TargetPassConfig::addCodeGenPasses(MCContext *&OutContext) {
-  // Standard LLVM-Level Passes.
+/// addPass cannot return a pointer to the pass instance because is internal the
+/// PassManager and the instance we create here may already be freed.
+AnalysisID TargetPassConfig::addPass(AnalysisID PassID) {
+  IdentifyingPassPtr TargetID = getPassSubstitution(PassID);
+  IdentifyingPassPtr FinalPtr = overridePass(PassID, TargetID);
+  if (!FinalPtr.isValid())
+    return 0;
+
+  Pass *P;
+  if (FinalPtr.isInstance())
+    P = FinalPtr.getInstance();
+  else {
+    P = Pass::createPass(FinalPtr.getID());
+    if (!P)
+      llvm_unreachable("Pass ID not registered");
+  }
+  AnalysisID FinalID = P->getPassID();
+  addPass(P); // Ends the lifetime of P.
+
+  // Add the passes after the pass P if there is any.
+  for (SmallVectorImpl<std::pair<AnalysisID, IdentifyingPassPtr> >::iterator
+         I = Impl->InsertedPasses.begin(), E = Impl->InsertedPasses.end();
+       I != E; ++I) {
+    if ((*I).first == PassID) {
+      assert((*I).second.isValid() && "Illegal Pass ID!");
+      Pass *NP;
+      if ((*I).second.isInstance())
+        NP = (*I).second.getInstance();
+      else {
+        NP = Pass::createPass((*I).second.getID());
+        assert(NP && "Pass ID not registered");
+      }
+      addPass(NP);
+    }
+  }
+  return FinalID;
+}
+
+void TargetPassConfig::printAndVerify(const char *Banner) {
+  if (TM->shouldPrintMachineCode())
+    addPass(createMachineFunctionPrinterPass(dbgs(), Banner));
 
+  if (VerifyMachineCode)
+    addPass(createMachineVerifierPass(Banner));
+}
+
+/// Add common target configurable passes that perform LLVM IR to IR transforms
+/// following machine independent optimization.
+void TargetPassConfig::addIRPasses() {
   // Basic AliasAnalysis support.
   // Add TypeBasedAliasAnalysis before BasicAliasAnalysis so that
   // BasicAliasAnalysis wins if they disagree. This is intended to help
   // support "obvious" type-punning idioms.
-  PM.add(createTypeBasedAliasAnalysisPass());
-  PM.add(createBasicAliasAnalysisPass());
+  addPass(createTypeBasedAliasAnalysisPass());
+  addPass(createBasicAliasAnalysisPass());
 
   // Before running any passes, run the verifier to determine if the input
   // coming from the front-end and/or optimizer is valid.
   if (!DisableVerify)
-    PM.add(createVerifierPass());
+    addPass(createVerifierPass());
 
   // Run loop strength reduction before anything else.
   if (getOptLevel() != CodeGenOpt::None && !DisableLSR) {
-    PM.add(createLoopStrengthReducePass(getTargetLowering()));
+    addPass(createLoopStrengthReducePass());
     if (PrintLSR)
-      PM.add(createPrintFunctionPass("\n\n*** Code after LSR ***\n", &dbgs()));
+      addPass(createPrintFunctionPass("\n\n*** Code after LSR ***\n", &dbgs()));
   }
 
-  PM.add(createGCLoweringPass());
+  addPass(createGCLoweringPass());
 
   // Make sure that no unreachable blocks are instruction selected.
-  PM.add(createUnreachableBlockEliminationPass());
+  addPass(createUnreachableBlockEliminationPass());
+}
 
-  // Turn exception handling constructs into something the code generators can
-  // handle.
+/// Turn exception handling constructs into something the code generators can
+/// handle.
+void TargetPassConfig::addPassesToHandleExceptions() {
   switch (TM->getMCAsmInfo()->getExceptionHandlingType()) {
   case ExceptionHandling::SjLj:
     // SjLj piggy-backs on dwarf for this bit. The cleanups done apply to both
@@ -171,241 +409,365 @@ bool TargetPassConfig::addCodeGenPasses(MCContext *&OutContext) {
     // removed from the parent invoke(s). This could happen when a landing
     // pad is shared by multiple invokes and is also a target of a normal
     // edge from elsewhere.
-    PM.add(createSjLjEHPass(getTargetLowering()));
+    addPass(createSjLjEHPreparePass(TM));
     // FALLTHROUGH
   case ExceptionHandling::DwarfCFI:
   case ExceptionHandling::ARM:
   case ExceptionHandling::Win64:
-    PM.add(createDwarfEHPass(TM));
+    addPass(createDwarfEHPass(TM));
     break;
   case ExceptionHandling::None:
-    PM.add(createLowerInvokePass(getTargetLowering()));
+    addPass(createLowerInvokePass(TM));
 
     // The lower invoke pass may create unreachable code. Remove it.
-    PM.add(createUnreachableBlockEliminationPass());
+    addPass(createUnreachableBlockEliminationPass());
     break;
   }
+}
 
+/// Add pass to prepare the LLVM IR for code generation. This should be done
+/// before exception handling preparation passes.
+void TargetPassConfig::addCodeGenPrepare() {
   if (getOptLevel() != CodeGenOpt::None && !DisableCGP)
-    PM.add(createCodeGenPreparePass(getTargetLowering()));
-
-  PM.add(createStackProtectorPass(getTargetLowering()));
+    addPass(createCodeGenPreparePass(TM));
+}
 
+/// Add common passes that perform LLVM IR to IR transforms in preparation for
+/// instruction selection.
+void TargetPassConfig::addISelPrepare() {
   addPreISel();
 
+  addPass(createStackProtectorPass(TM));
+
   if (PrintISelInput)
-    PM.add(createPrintFunctionPass("\n\n"
-                                   "*** Final LLVM Code input to ISel ***\n",
-                                   &dbgs()));
+    addPass(createPrintFunctionPass("\n\n"
+                                    "*** Final LLVM Code input to ISel ***\n",
+                                    &dbgs()));
 
   // All passes which modify the LLVM IR are now complete; run the verifier
   // to ensure that the IR is valid.
   if (!DisableVerify)
-    PM.add(createVerifierPass());
-
-  // Standard Lower-Level Passes.
-
-  // Install a MachineModuleInfo class, which is an immutable pass that holds
-  // all the per-module stuff we're generating, including MCContext.
-  MachineModuleInfo *MMI =
-    new MachineModuleInfo(*TM->getMCAsmInfo(), *TM->getRegisterInfo(),
-                          &getTargetLowering()->getObjFileLowering());
-  PM.add(MMI);
-  OutContext = &MMI->getContext(); // Return the MCContext specifically by-ref.
-
-  // Set up a MachineFunction for the rest of CodeGen to work on.
-  PM.add(new MachineFunctionAnalysis(*TM));
-
-  // Enable FastISel with -fast, but allow that to be overridden.
-  if (EnableFastISelOption == cl::BOU_TRUE ||
-      (getOptLevel() == CodeGenOpt::None &&
-       EnableFastISelOption != cl::BOU_FALSE))
-    TM->setFastISel(true);
+    addPass(createVerifierPass());
+}
 
-  // Ask the target for an isel.
-  if (addInstSelector())
-    return true;
+/// Add the complete set of target-independent postISel code generator passes.
+///
+/// This can be read as the standard order of major LLVM CodeGen stages. Stages
+/// with nontrivial configuration or multiple passes are broken out below in
+/// add%Stage routines.
+///
+/// Any TargetPassConfig::addXX routine may be overriden by the Target. The
+/// addPre/Post methods with empty header implementations allow injecting
+/// target-specific fixups just before or after major stages. Additionally,
+/// targets have the flexibility to change pass order within a stage by
+/// overriding default implementation of add%Stage routines below. Each
+/// technique has maintainability tradeoffs because alternate pass orders are
+/// not well supported. addPre/Post works better if the target pass is easily
+/// tied to a common pass. But if it has subtle dependencies on multiple passes,
+/// the target should override the stage instead.
+///
+/// TODO: We could use a single addPre/Post(ID) hook to allow pass injection
+/// before/after any target-independent pass. But it's currently overkill.
+void TargetPassConfig::addMachinePasses() {
+  // Insert a machine instr printer pass after the specified pass.
+  // If -print-machineinstrs specified, print machineinstrs after all passes.
+  if (StringRef(PrintMachineInstrs.getValue()).equals(""))
+    TM->Options.PrintMachineCode = true;
+  else if (!StringRef(PrintMachineInstrs.getValue())
+           .equals("option-unspecified")) {
+    const PassRegistry *PR = PassRegistry::getPassRegistry();
+    const PassInfo *TPI = PR->getPassInfo(PrintMachineInstrs.getValue());
+    const PassInfo *IPI = PR->getPassInfo(StringRef("print-machineinstrs"));
+    assert (TPI && IPI && "Pass ID not registered!");
+    const char *TID = (const char *)(TPI->getTypeInfo());
+    const char *IID = (const char *)(IPI->getTypeInfo());
+    insertPass(TID, IID);
+  }
 
   // Print the instruction selected machine code...
   printAndVerify("After Instruction Selection");
 
   // Expand pseudo-instructions emitted by ISel.
-  PM.add(createExpandISelPseudosPass());
-
-  // Pre-ra tail duplication.
-  if (getOptLevel() != CodeGenOpt::None && !DisableEarlyTailDup) {
-    PM.add(createTailDuplicatePass(true));
-    printAndVerify("After Pre-RegAlloc TailDuplicate");
-  }
-
-  // Optimize PHIs before DCE: removing dead PHI cycles may make more
-  // instructions dead.
-  if (getOptLevel() != CodeGenOpt::None)
-    PM.add(createOptimizePHIsPass());
-
-  // If the target requests it, assign local variables to stack slots relative
-  // to one another and simplify frame index references where possible.
-  PM.add(createLocalStackSlotAllocationPass());
+  if (addPass(&ExpandISelPseudosID))
+    printAndVerify("After ExpandISelPseudos");
 
+  // Add passes that optimize machine instructions in SSA form.
   if (getOptLevel() != CodeGenOpt::None) {
-    // With optimization, dead code should already be eliminated. However
-    // there is one known exception: lowered code for arguments that are only
-    // used by tail calls, where the tail calls reuse the incoming stack
-    // arguments directly (see t11 in test/CodeGen/X86/sibcall.ll).
-    if (!DisableMachineDCE)
-      PM.add(createDeadMachineInstructionElimPass());
-    printAndVerify("After codegen DCE pass");
-
-    if (!DisableMachineLICM)
-      PM.add(createMachineLICMPass());
-    if (!DisableMachineCSE)
-      PM.add(createMachineCSEPass());
-    if (!DisableMachineSink)
-      PM.add(createMachineSinkingPass());
-    printAndVerify("After Machine LICM, CSE and Sinking passes");
-
-    PM.add(createPeepholeOptimizerPass());
-    printAndVerify("After codegen peephole optimization pass");
+    addMachineSSAOptimization();
+  } else {
+    // If the target requests it, assign local variables to stack slots relative
+    // to one another and simplify frame index references where possible.
+    addPass(&LocalStackSlotAllocationID);
   }
 
   // Run pre-ra passes.
   if (addPreRegAlloc())
     printAndVerify("After PreRegAlloc passes");
 
-  // Perform register allocation.
-  PM.add(createRegisterAllocator(getOptLevel()));
-  printAndVerify("After Register Allocation");
-
-  // Perform stack slot coloring and post-ra machine LICM.
-  if (getOptLevel() != CodeGenOpt::None) {
-    // FIXME: Re-enable coloring with register when it's capable of adding
-    // kill markers.
-    if (!DisableSSC)
-      PM.add(createStackSlotColoringPass(false));
-
-    // Run post-ra machine LICM to hoist reloads / remats.
-    if (!DisablePostRAMachineLICM)
-      PM.add(createMachineLICMPass(false));
-
-    printAndVerify("After StackSlotColoring and postra Machine LICM");
-  }
+  // Run register allocation and passes that are tightly coupled with it,
+  // including phi elimination and scheduling.
+  if (getOptimizeRegAlloc())
+    addOptimizedRegAlloc(createRegAllocPass(true));
+  else
+    addFastRegAlloc(createRegAllocPass(false));
 
   // Run post-ra passes.
   if (addPostRegAlloc())
     printAndVerify("After PostRegAlloc passes");
 
   // Insert prolog/epilog code.  Eliminate abstract frame index references...
-  PM.add(createPrologEpilogCodeInserter());
+  addPass(&PrologEpilogCodeInserterID);
   printAndVerify("After PrologEpilogCodeInserter");
 
-  // Branch folding must be run after regalloc and prolog/epilog insertion.
-  if (getOptLevel() != CodeGenOpt::None && !DisableBranchFold) {
-    PM.add(createBranchFoldingPass(getEnableTailMergeDefault()));
-    printNoVerify("After BranchFolding");
-  }
-
-  // Tail duplication.
-  if (getOptLevel() != CodeGenOpt::None && !DisableTailDuplicate) {
-    PM.add(createTailDuplicatePass(false));
-    printNoVerify("After TailDuplicate");
-  }
-
-  // Copy propagation.
-  if (getOptLevel() != CodeGenOpt::None && !DisableCopyProp) {
-    PM.add(createMachineCopyPropagationPass());
-    printNoVerify("After copy propagation pass");
-  }
+  /// Add passes that optimize machine instructions after register allocation.
+  if (getOptLevel() != CodeGenOpt::None)
+    addMachineLateOptimization();
 
   // Expand pseudo instructions before second scheduling pass.
-  PM.add(createExpandPostRAPseudosPass());
-  printNoVerify("After ExpandPostRAPseudos");
+  addPass(&ExpandPostRAPseudosID);
+  printAndVerify("After ExpandPostRAPseudos");
 
   // Run pre-sched2 passes.
   if (addPreSched2())
-    printNoVerify("After PreSched2 passes");
+    printAndVerify("After PreSched2 passes");
 
   // Second pass scheduler.
-  if (getOptLevel() != CodeGenOpt::None && !DisablePostRA) {
-    PM.add(createPostRAScheduler(getOptLevel()));
-    printNoVerify("After PostRAScheduler");
+  if (getOptLevel() != CodeGenOpt::None) {
+    if (MISchedPostRA)
+      addPass(&PostMachineSchedulerID);
+    else
+      addPass(&PostRASchedulerID);
+    printAndVerify("After PostRAScheduler");
   }
 
-  PM.add(createGCMachineCodeAnalysisPass());
-
-  if (PrintGCInfo)
-    PM.add(createGCInfoPrinter(dbgs()));
-
-  if (getOptLevel() != CodeGenOpt::None && !DisableCodePlace) {
-    if (EnableBlockPlacement) {
-      // MachineBlockPlacement is an experimental pass which is disabled by
-      // default currently. Eventually it should subsume CodePlacementOpt, so
-      // when enabled, the other is disabled.
-      PM.add(createMachineBlockPlacementPass());
-      printNoVerify("After MachineBlockPlacement");
-    } else {
-      PM.add(createCodePlacementOptPass());
-      printNoVerify("After CodePlacementOpt");
-    }
-
-    // Run a separate pass to collect block placement statistics.
-    if (EnableBlockPlacementStats) {
-      PM.add(createMachineBlockPlacementStatsPass());
-      printNoVerify("After MachineBlockPlacementStats");
-    }
+  // GC
+  if (addGCPasses()) {
+    if (PrintGCInfo)
+      addPass(createGCInfoPrinter(dbgs()));
   }
 
+  // Basic block placement.
+  if (getOptLevel() != CodeGenOpt::None)
+    addBlockPlacement();
+
   if (addPreEmitPass())
-    printNoVerify("After PreEmit passes");
+    printAndVerify("After PreEmit passes");
 
-  return false;
+  if (EnableStackMapLiveness || EnablePatchPointLiveness)
+    addPass(&StackMapLivenessID);
+}
+
+/// Add passes that optimize machine instructions in SSA form.
+void TargetPassConfig::addMachineSSAOptimization() {
+  // Pre-ra tail duplication.
+  if (addPass(&EarlyTailDuplicateID))
+    printAndVerify("After Pre-RegAlloc TailDuplicate");
+
+  // Optimize PHIs before DCE: removing dead PHI cycles may make more
+  // instructions dead.
+  addPass(&OptimizePHIsID);
+
+  // This pass merges large allocas. StackSlotColoring is a different pass
+  // which merges spill slots.
+  addPass(&StackColoringID);
+
+  // If the target requests it, assign local variables to stack slots relative
+  // to one another and simplify frame index references where possible.
+  addPass(&LocalStackSlotAllocationID);
+
+  // With optimization, dead code should already be eliminated. However
+  // there is one known exception: lowered code for arguments that are only
+  // used by tail calls, where the tail calls reuse the incoming stack
+  // arguments directly (see t11 in test/CodeGen/X86/sibcall.ll).
+  addPass(&DeadMachineInstructionElimID);
+  printAndVerify("After codegen DCE pass");
+
+  // Allow targets to insert passes that improve instruction level parallelism,
+  // like if-conversion. Such passes will typically need dominator trees and
+  // loop info, just like LICM and CSE below.
+  if (addILPOpts())
+    printAndVerify("After ILP optimizations");
+
+  addPass(&MachineLICMID);
+  addPass(&MachineCSEID);
+  addPass(&MachineSinkingID);
+  printAndVerify("After Machine LICM, CSE and Sinking passes");
+
+  addPass(&PeepholeOptimizerID);
+  printAndVerify("After codegen peephole optimization pass");
 }
 
 //===---------------------------------------------------------------------===//
-///
-/// RegisterRegAlloc class - Track the registration of register allocators.
-///
+/// Register Allocation Pass Configuration
 //===---------------------------------------------------------------------===//
+
+bool TargetPassConfig::getOptimizeRegAlloc() const {
+  switch (OptimizeRegAlloc) {
+  case cl::BOU_UNSET: return getOptLevel() != CodeGenOpt::None;
+  case cl::BOU_TRUE:  return true;
+  case cl::BOU_FALSE: return false;
+  }
+  llvm_unreachable("Invalid optimize-regalloc state");
+}
+
+/// RegisterRegAlloc's global Registry tracks allocator registration.
 MachinePassRegistry RegisterRegAlloc::Registry;
 
-static FunctionPass *createDefaultRegisterAllocator() { return 0; }
+/// A dummy default pass factory indicates whether the register allocator is
+/// overridden on the command line.
+static FunctionPass *useDefaultRegisterAllocator() { return 0; }
 static RegisterRegAlloc
 defaultRegAlloc("default",
                 "pick register allocator based on -O option",
-                createDefaultRegisterAllocator);
+                useDefaultRegisterAllocator);
 
-//===---------------------------------------------------------------------===//
-///
-/// RegAlloc command line options.
-///
-//===---------------------------------------------------------------------===//
+/// -regalloc=... command line option.
 static cl::opt<RegisterRegAlloc::FunctionPassCtor, false,
                RegisterPassParser<RegisterRegAlloc> >
 RegAlloc("regalloc",
-         cl::init(&createDefaultRegisterAllocator),
+         cl::init(&useDefaultRegisterAllocator),
          cl::desc("Register allocator to use"));
 
 
-//===---------------------------------------------------------------------===//
+/// Instantiate the default register allocator pass for this target for either
+/// the optimized or unoptimized allocation path. This will be added to the pass
+/// manager by addFastRegAlloc in the unoptimized case or addOptimizedRegAlloc
+/// in the optimized case.
 ///
-/// createRegisterAllocator - choose the appropriate register allocator.
+/// A target that uses the standard regalloc pass order for fast or optimized
+/// allocation may still override this for per-target regalloc
+/// selection. But -regalloc=... always takes precedence.
+FunctionPass *TargetPassConfig::createTargetRegisterAllocator(bool Optimized) {
+  if (Optimized)
+    return createGreedyRegisterAllocator();
+  else
+    return createFastRegisterAllocator();
+}
+
+/// Find and instantiate the register allocation pass requested by this target
+/// at the current optimization level.  Different register allocators are
+/// defined as separate passes because they may require different analysis.
 ///
-//===---------------------------------------------------------------------===//
-FunctionPass *llvm::createRegisterAllocator(CodeGenOpt::Level OptLevel) {
+/// This helper ensures that the regalloc= option is always available,
+/// even for targets that override the default allocator.
+///
+/// FIXME: When MachinePassRegistry register pass IDs instead of function ptrs,
+/// this can be folded into addPass.
+FunctionPass *TargetPassConfig::createRegAllocPass(bool Optimized) {
   RegisterRegAlloc::FunctionPassCtor Ctor = RegisterRegAlloc::getDefault();
 
+  // Initialize the global default.
   if (!Ctor) {
     Ctor = RegAlloc;
     RegisterRegAlloc::setDefault(RegAlloc);
   }
-
-  if (Ctor != createDefaultRegisterAllocator)
+  if (Ctor != useDefaultRegisterAllocator)
     return Ctor();
 
-  // When the 'default' allocator is requested, pick one based on OptLevel.
-  switch (OptLevel) {
-  case CodeGenOpt::None:
-    return createFastRegisterAllocator();
-  default:
-    return createGreedyRegisterAllocator();
+  // With no -regalloc= override, ask the target for a regalloc pass.
+  return createTargetRegisterAllocator(Optimized);
+}
+
+/// Add the minimum set of target-independent passes that are required for
+/// register allocation. No coalescing or scheduling.
+void TargetPassConfig::addFastRegAlloc(FunctionPass *RegAllocPass) {
+  addPass(&PHIEliminationID);
+  addPass(&TwoAddressInstructionPassID);
+
+  addPass(RegAllocPass);
+  printAndVerify("After Register Allocation");
+}
+
+/// Add standard target-independent passes that are tightly coupled with
+/// optimized register allocation, including coalescing, machine instruction
+/// scheduling, and register allocation itself.
+void TargetPassConfig::addOptimizedRegAlloc(FunctionPass *RegAllocPass) {
+  addPass(&ProcessImplicitDefsID);
+
+  // LiveVariables currently requires pure SSA form.
+  //
+  // FIXME: Once TwoAddressInstruction pass no longer uses kill flags,
+  // LiveVariables can be removed completely, and LiveIntervals can be directly
+  // computed. (We still either need to regenerate kill flags after regalloc, or
+  // preferably fix the scavenger to not depend on them).
+  addPass(&LiveVariablesID);
+
+  // Edge splitting is smarter with machine loop info.
+  addPass(&MachineLoopInfoID);
+  addPass(&PHIEliminationID);
+
+  // Eventually, we want to run LiveIntervals before PHI elimination.
+  if (EarlyLiveIntervals)
+    addPass(&LiveIntervalsID);
+
+  addPass(&TwoAddressInstructionPassID);
+  addPass(&RegisterCoalescerID);
+
+  // PreRA instruction scheduling.
+  if (addPass(&MachineSchedulerID))
+    printAndVerify("After Machine Scheduling");
+
+  // Add the selected register allocation pass.
+  addPass(RegAllocPass);
+  printAndVerify("After Register Allocation, before rewriter");
+
+  // Allow targets to change the register assignments before rewriting.
+  if (addPreRewrite())
+    printAndVerify("After pre-rewrite passes");
+
+  // Finally rewrite virtual registers.
+  addPass(&VirtRegRewriterID);
+  printAndVerify("After Virtual Register Rewriter");
+
+  // Perform stack slot coloring and post-ra machine LICM.
+  //
+  // FIXME: Re-enable coloring with register when it's capable of adding
+  // kill markers.
+  addPass(&StackSlotColoringID);
+
+  // Run post-ra machine LICM to hoist reloads / remats.
+  //
+  // FIXME: can this move into MachineLateOptimization?
+  addPass(&PostRAMachineLICMID);
+
+  printAndVerify("After StackSlotColoring and postra Machine LICM");
+}
+
+//===---------------------------------------------------------------------===//
+/// Post RegAlloc Pass Configuration
+//===---------------------------------------------------------------------===//
+
+/// Add passes that optimize machine instructions after register allocation.
+void TargetPassConfig::addMachineLateOptimization() {
+  // Branch folding must be run after regalloc and prolog/epilog insertion.
+  if (addPass(&BranchFolderPassID))
+    printAndVerify("After BranchFolding");
+
+  // Tail duplication.
+  // Note that duplicating tail just increases code size and degrades
+  // performance for targets that require Structured Control Flow.
+  // In addition it can also make CFG irreducible. Thus we disable it.
+  if (!TM->requiresStructuredCFG() && addPass(&TailDuplicateID))
+    printAndVerify("After TailDuplicate");
+
+  // Copy propagation.
+  if (addPass(&MachineCopyPropagationID))
+    printAndVerify("After copy propagation pass");
+}
+
+/// Add standard GC passes.
+bool TargetPassConfig::addGCPasses() {
+  addPass(&GCMachineCodeAnalysisID);
+  return true;
+}
+
+/// Add standard basic block placement passes.
+void TargetPassConfig::addBlockPlacement() {
+  if (addPass(&MachineBlockPlacementID)) {
+    // Run a separate pass to collect block placement statistics.
+    if (EnableBlockPlacementStats)
+      addPass(&MachineBlockPlacementStatsID);
+
+    printAndVerify("After machine block placement.");
   }
 }