Move type handling to make sure we get all created types that aren't
[oota-llvm.git] / lib / CodeGen / RegAllocBasic.cpp
index 83999d9eb1371e88993afe6b81a9eac87a938654..5496d69fd3df1aa381faee2de9cdb4a3b9911100 100644 (file)
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
 #define DEBUG_TYPE "regalloc"
-#include "LiveIntervalUnion.h"
 #include "RegAllocBase.h"
+#include "LiveDebugVariables.h"
+#include "LiveIntervalUnion.h"
+#include "LiveRangeEdit.h"
 #include "RenderMachineFunction.h"
 #include "Spiller.h"
-#include "VirtRegRewriter.h"
+#include "VirtRegMap.h"
+#include "llvm/ADT/OwningPtr.h"
+#include "llvm/ADT/Statistic.h"
+#include "llvm/Analysis/AliasAnalysis.h"
 #include "llvm/Function.h"
 #include "llvm/PassAnalysisSupport.h"
 #include "llvm/CodeGen/CalcSpillWeights.h"
+#include "llvm/CodeGen/LiveIntervalAnalysis.h"
 #include "llvm/CodeGen/LiveStackAnalysis.h"
 #include "llvm/CodeGen/MachineFunctionPass.h"
 #include "llvm/CodeGen/MachineInstr.h"
 #include "llvm/CodeGen/MachineRegisterInfo.h"
 #include "llvm/CodeGen/Passes.h"
 #include "llvm/CodeGen/RegAllocRegistry.h"
-#include "llvm/CodeGen/RegisterCoalescer.h"
 #include "llvm/Target/TargetMachine.h"
 #include "llvm/Target/TargetOptions.h"
+#include "llvm/Target/TargetRegisterInfo.h"
+#ifndef NDEBUG
+#include "llvm/ADT/SparseBitVector.h"
+#endif
 #include "llvm/Support/Debug.h"
+#include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
+#include "llvm/Support/Timer.h"
 
-#include "VirtRegMap.h"
-#include "llvm/CodeGen/LiveIntervalAnalysis.h"
-#include "llvm/Target/TargetRegisterInfo.h"
-
-
-#include <vector>
+#include <cstdlib>
 #include <queue>
 
 using namespace llvm;
 
+STATISTIC(NumAssigned     , "Number of registers assigned");
+STATISTIC(NumUnassigned   , "Number of registers unassigned");
+STATISTIC(NumNewQueued    , "Number of new live ranges queued");
+
 static RegisterRegAlloc basicRegAlloc("basic", "basic register allocator",
                                       createBasicRegisterAllocator);
 
+// Temporary verification option until we can put verification inside
+// MachineVerifier.
+static cl::opt<bool, true>
+VerifyRegAlloc("verify-regalloc", cl::location(RegAllocBase::VerifyEnabled),
+               cl::desc("Verify during register allocation"));
+
+const char *RegAllocBase::TimerGroupName = "Register Allocation";
+bool RegAllocBase::VerifyEnabled = false;
+
 namespace {
+  struct CompSpillWeight {
+    bool operator()(LiveInterval *A, LiveInterval *B) const {
+      return A->weight < B->weight;
+    }
+  };
+}
 
+namespace {
 /// RABasic provides a minimal implementation of the basic register allocation
 /// algorithm. It prioritizes live virtual registers by spill weight and spills
 /// whenever a register is unavailable. This is not practical in production but
@@ -57,17 +83,16 @@ namespace {
 class RABasic : public MachineFunctionPass, public RegAllocBase
 {
   // context
-  MachineFunction *mf_;
-  const TargetMachine *tm_;
-  MachineRegisterInfo *mri_;
+  MachineFunction *MF;
 
   // analyses
-  LiveStacks *ls_;
-  RenderMachineFunction *rmf_;
+  LiveStacks *LS;
+  RenderMachineFunction *RMF;
 
   // state
-  std::auto_ptr<Spiller> spiller_;
-
+  std::auto_ptr<Spiller> SpillerInstance;
+  std::priority_queue<LiveInterval*, std::vector<LiveInterval*>,
+                      CompSpillWeight> Queue;
 public:
   RABasic();
 
@@ -77,12 +102,28 @@ public:
   }
 
   /// RABasic analysis usage.
-  virtual void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &au) const;
+  virtual void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const;
 
   virtual void releaseMemory();
 
-  virtual unsigned selectOrSplit(LiveInterval &lvr,
-                                 SmallVectorImpl<LiveInterval*> &splitLVRs);
+  virtual Spiller &spiller() { return *SpillerInstance; }
+
+  virtual float getPriority(LiveInterval *LI) { return LI->weight; }
+
+  virtual void enqueue(LiveInterval *LI) {
+    Queue.push(LI);
+  }
+
+  virtual LiveInterval *dequeue() {
+    if (Queue.empty())
+      return 0;
+    LiveInterval *LI = Queue.top();
+    Queue.pop();
+    return LI;
+  }
+
+  virtual unsigned selectOrSplit(LiveInterval &VirtReg,
+                                 SmallVectorImpl<LiveInterval*> &SplitVRegs);
 
   /// Perform register allocation.
   virtual bool runOnMachineFunction(MachineFunction &mf);
@@ -94,215 +135,400 @@ char RABasic::ID = 0;
 
 } // end anonymous namespace
 
-// We should not need to publish the initializer as long as no other passes
-// require RABasic.
-#if 0 // disable INITIALIZE_PASS
-INITIALIZE_PASS_BEGIN(RABasic, "basic-regalloc",
-                      "Basic Register Allocator", false, false)
-INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(LiveIntervals)
-INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(StrongPHIElimination)
-INITIALIZE_AG_DEPENDENCY(RegisterCoalescer)
-INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(CalculateSpillWeights)
-INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(LiveStacks)
-INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(MachineLoopInfo)
-INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(VirtRegMap)
-#ifndef NDEBUG
-INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(RenderMachineFunction)
-#endif
-INITIALIZE_PASS_END(RABasic, "basic-regalloc",
-                    "Basic Register Allocator", false, false)
-#endif // disable INITIALIZE_PASS
-
 RABasic::RABasic(): MachineFunctionPass(ID) {
+  initializeLiveDebugVariablesPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
   initializeLiveIntervalsPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
   initializeSlotIndexesPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
   initializeStrongPHIEliminationPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
-  initializeRegisterCoalescerAnalysisGroup(*PassRegistry::getPassRegistry());
+  initializeRegisterCoalescerPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
   initializeCalculateSpillWeightsPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
   initializeLiveStacksPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
+  initializeMachineDominatorTreePass(*PassRegistry::getPassRegistry());
   initializeMachineLoopInfoPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
   initializeVirtRegMapPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
   initializeRenderMachineFunctionPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
 }
 
-void RABasic::getAnalysisUsage(AnalysisUsage &au) const {
-  au.setPreservesCFG();
-  au.addRequired<LiveIntervals>();
-  au.addPreserved<SlotIndexes>();
+void RABasic::getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
+  AU.setPreservesCFG();
+  AU.addRequired<AliasAnalysis>();
+  AU.addPreserved<AliasAnalysis>();
+  AU.addRequired<LiveIntervals>();
+  AU.addPreserved<SlotIndexes>();
+  AU.addRequired<LiveDebugVariables>();
+  AU.addPreserved<LiveDebugVariables>();
   if (StrongPHIElim)
-    au.addRequiredID(StrongPHIEliminationID);
-  au.addRequiredTransitive<RegisterCoalescer>();
-  au.addRequired<CalculateSpillWeights>();
-  au.addRequired<LiveStacks>();
-  au.addPreserved<LiveStacks>();
-  au.addRequired<MachineLoopInfo>();
-  au.addPreserved<MachineLoopInfo>();
-  au.addRequired<VirtRegMap>();
-  au.addPreserved<VirtRegMap>();
-  DEBUG(au.addRequired<RenderMachineFunction>());
-  MachineFunctionPass::getAnalysisUsage(au);
+    AU.addRequiredID(StrongPHIEliminationID);
+  AU.addRequiredTransitiveID(RegisterCoalescerPassID);
+  AU.addRequired<CalculateSpillWeights>();
+  AU.addRequired<LiveStacks>();
+  AU.addPreserved<LiveStacks>();
+  AU.addRequiredID(MachineDominatorsID);
+  AU.addPreservedID(MachineDominatorsID);
+  AU.addRequired<MachineLoopInfo>();
+  AU.addPreserved<MachineLoopInfo>();
+  AU.addRequired<VirtRegMap>();
+  AU.addPreserved<VirtRegMap>();
+  DEBUG(AU.addRequired<RenderMachineFunction>());
+  MachineFunctionPass::getAnalysisUsage(AU);
 }
 
 void RABasic::releaseMemory() {
-  spiller_.reset(0);
+  SpillerInstance.reset(0);
   RegAllocBase::releaseMemory();
 }
 
+#ifndef NDEBUG
+// Verify each LiveIntervalUnion.
+void RegAllocBase::verify() {
+  LiveVirtRegBitSet VisitedVRegs;
+  OwningArrayPtr<LiveVirtRegBitSet>
+    unionVRegs(new LiveVirtRegBitSet[PhysReg2LiveUnion.numRegs()]);
+
+  // Verify disjoint unions.
+  for (unsigned PhysReg = 0; PhysReg < PhysReg2LiveUnion.numRegs(); ++PhysReg) {
+    DEBUG(PhysReg2LiveUnion[PhysReg].print(dbgs(), TRI));
+    LiveVirtRegBitSet &VRegs = unionVRegs[PhysReg];
+    PhysReg2LiveUnion[PhysReg].verify(VRegs);
+    // Union + intersection test could be done efficiently in one pass, but
+    // don't add a method to SparseBitVector unless we really need it.
+    assert(!VisitedVRegs.intersects(VRegs) && "vreg in multiple unions");
+    VisitedVRegs |= VRegs;
+  }
+
+  // Verify vreg coverage.
+  for (LiveIntervals::iterator liItr = LIS->begin(), liEnd = LIS->end();
+       liItr != liEnd; ++liItr) {
+    unsigned reg = liItr->first;
+    if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(reg)) continue;
+    if (!VRM->hasPhys(reg)) continue; // spilled?
+    unsigned PhysReg = VRM->getPhys(reg);
+    if (!unionVRegs[PhysReg].test(reg)) {
+      dbgs() << "LiveVirtReg " << reg << " not in union " <<
+        TRI->getName(PhysReg) << "\n";
+      llvm_unreachable("unallocated live vreg");
+    }
+  }
+  // FIXME: I'm not sure how to verify spilled intervals.
+}
+#endif //!NDEBUG
+
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 //                         RegAllocBase Implementation
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
 // Instantiate a LiveIntervalUnion for each physical register.
-void RegAllocBase::LIUArray::init(unsigned nRegs) {
-  array_.reset(new LiveIntervalUnion[nRegs]);
-  nRegs_ = nRegs;
-  for (unsigned pr = 0; pr < nRegs; ++pr) {
-    array_[pr].init(pr);
-  }
+void RegAllocBase::LiveUnionArray::init(LiveIntervalUnion::Allocator &allocator,
+                                        unsigned NRegs) {
+  NumRegs = NRegs;
+  Array =
+    static_cast<LiveIntervalUnion*>(malloc(sizeof(LiveIntervalUnion)*NRegs));
+  for (unsigned r = 0; r != NRegs; ++r)
+    new(Array + r) LiveIntervalUnion(r, allocator);
 }
 
-void RegAllocBase::init(const TargetRegisterInfo &tri, VirtRegMap &vrm,
-                        LiveIntervals &lis) {
-  tri_ = &tri;
-  vrm_ = &vrm;
-  lis_ = &lis;
-  physReg2liu_.init(tri_->getNumRegs());
+void RegAllocBase::init(VirtRegMap &vrm, LiveIntervals &lis) {
+  NamedRegionTimer T("Initialize", TimerGroupName, TimePassesIsEnabled);
+  TRI = &vrm.getTargetRegInfo();
+  MRI = &vrm.getRegInfo();
+  VRM = &vrm;
+  LIS = &lis;
+  RegClassInfo.runOnMachineFunction(vrm.getMachineFunction());
+
+  const unsigned NumRegs = TRI->getNumRegs();
+  if (NumRegs != PhysReg2LiveUnion.numRegs()) {
+    PhysReg2LiveUnion.init(UnionAllocator, NumRegs);
+    // Cache an interferece query for each physical reg
+    Queries.reset(new LiveIntervalUnion::Query[PhysReg2LiveUnion.numRegs()]);
+  }
 }
 
-void RegAllocBase::LIUArray::clear() {
-  nRegs_ =  0;
-  array_.reset(0);
+void RegAllocBase::LiveUnionArray::clear() {
+  if (!Array)
+    return;
+  for (unsigned r = 0; r != NumRegs; ++r)
+    Array[r].~LiveIntervalUnion();
+  free(Array);
+  NumRegs =  0;
+  Array = 0;
 }
 
 void RegAllocBase::releaseMemory() {
-  physReg2liu_.clear();
+  for (unsigned r = 0, e = PhysReg2LiveUnion.numRegs(); r != e; ++r)
+    PhysReg2LiveUnion[r].clear();
 }
 
-namespace llvm {
-/// This class defines a queue of live virtual registers prioritized by spill
-/// weight. The heaviest vreg is popped first.
-///
-/// Currently, this is trivial wrapper that gives us an opaque type in the
-/// header, but we may later give it a virtual interface for register allocators
-/// to override the priority queue comparator.
-class LiveVirtRegQueue {
-  typedef std::priority_queue
-    <LiveInterval*, std::vector<LiveInterval*>, LessSpillWeightPriority> PQ;
-  PQ pq_;
-  
-public:
-  // Is the queue empty?
-  bool empty() { return pq_.empty(); }
-  
-  // Get the highest priority lvr (top + pop)
-  LiveInterval *get() {
-    LiveInterval *lvr = pq_.top();
-    pq_.pop();
-    return lvr;
-  }
-  // Add this lvr to the queue
-  void push(LiveInterval *lvr) {
-    pq_.push(lvr);
+// Visit all the live registers. If they are already assigned to a physical
+// register, unify them with the corresponding LiveIntervalUnion, otherwise push
+// them on the priority queue for later assignment.
+void RegAllocBase::seedLiveRegs() {
+  NamedRegionTimer T("Seed Live Regs", TimerGroupName, TimePassesIsEnabled);
+  for (LiveIntervals::iterator I = LIS->begin(), E = LIS->end(); I != E; ++I) {
+    unsigned RegNum = I->first;
+    LiveInterval &VirtReg = *I->second;
+    if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(RegNum))
+      PhysReg2LiveUnion[RegNum].unify(VirtReg);
+    else
+      enqueue(&VirtReg);
   }
-};
-} // end namespace llvm
+}
 
-// Visit all the live virtual registers. If they are already assigned to a
-// physical register, unify them with the corresponding LiveIntervalUnion,
-// otherwise push them on the priority queue for later assignment.
-void RegAllocBase::seedLiveVirtRegs(LiveVirtRegQueue &lvrQ) {
-  for (LiveIntervals::iterator liItr = lis_->begin(), liEnd = lis_->end();
-       liItr != liEnd; ++liItr) {
-    unsigned reg = liItr->first;
-    LiveInterval &li = *liItr->second;
-    if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(reg)) {
-      physReg2liu_[reg].unify(li);
-    }
-    else {
-      lvrQ.push(&li);
-    }
-  }
+void RegAllocBase::assign(LiveInterval &VirtReg, unsigned PhysReg) {
+  DEBUG(dbgs() << "assigning " << PrintReg(VirtReg.reg, TRI)
+               << " to " << PrintReg(PhysReg, TRI) << '\n');
+  assert(!VRM->hasPhys(VirtReg.reg) && "Duplicate VirtReg assignment");
+  VRM->assignVirt2Phys(VirtReg.reg, PhysReg);
+  MRI->setPhysRegUsed(PhysReg);
+  PhysReg2LiveUnion[PhysReg].unify(VirtReg);
+  ++NumAssigned;
 }
 
-// Top-level driver to manage the queue of unassigned LiveVirtRegs and call the
+void RegAllocBase::unassign(LiveInterval &VirtReg, unsigned PhysReg) {
+  DEBUG(dbgs() << "unassigning " << PrintReg(VirtReg.reg, TRI)
+               << " from " << PrintReg(PhysReg, TRI) << '\n');
+  assert(VRM->getPhys(VirtReg.reg) == PhysReg && "Inconsistent unassign");
+  PhysReg2LiveUnion[PhysReg].extract(VirtReg);
+  VRM->clearVirt(VirtReg.reg);
+  ++NumUnassigned;
+}
+
+// Top-level driver to manage the queue of unassigned VirtRegs and call the
 // selectOrSplit implementation.
 void RegAllocBase::allocatePhysRegs() {
-  LiveVirtRegQueue lvrQ;
-  seedLiveVirtRegs(lvrQ);
-  while (!lvrQ.empty()) {
-    LiveInterval *lvr = lvrQ.get();
-    typedef SmallVector<LiveInterval*, 4> LVRVec;
-    LVRVec splitLVRs;
-    unsigned availablePhysReg = selectOrSplit(*lvr, splitLVRs);
-    if (availablePhysReg) {
-      assert(splitLVRs.empty() && "inconsistent splitting");
-      assert(!vrm_->hasPhys(lvr->reg) && "duplicate vreg in interval unions");
-      vrm_->assignVirt2Phys(lvr->reg, availablePhysReg);
-      physReg2liu_[availablePhysReg].unify(*lvr);
+  seedLiveRegs();
+
+  // Continue assigning vregs one at a time to available physical registers.
+  while (LiveInterval *VirtReg = dequeue()) {
+    assert(!VRM->hasPhys(VirtReg->reg) && "Register already assigned");
+
+    // Unused registers can appear when the spiller coalesces snippets.
+    if (MRI->reg_nodbg_empty(VirtReg->reg)) {
+      DEBUG(dbgs() << "Dropping unused " << *VirtReg << '\n');
+      LIS->removeInterval(VirtReg->reg);
+      continue;
+    }
+
+    // Invalidate all interference queries, live ranges could have changed.
+    invalidateVirtRegs();
+
+    // selectOrSplit requests the allocator to return an available physical
+    // register if possible and populate a list of new live intervals that
+    // result from splitting.
+    DEBUG(dbgs() << "\nselectOrSplit "
+                 << MRI->getRegClass(VirtReg->reg)->getName()
+                 << ':' << *VirtReg << '\n');
+    typedef SmallVector<LiveInterval*, 4> VirtRegVec;
+    VirtRegVec SplitVRegs;
+    unsigned AvailablePhysReg = selectOrSplit(*VirtReg, SplitVRegs);
+
+    if (AvailablePhysReg == ~0u) {
+      // selectOrSplit failed to find a register!
+      const char *Msg = "ran out of registers during register allocation";
+      // Probably caused by an inline asm.
+      MachineInstr *MI;
+      for (MachineRegisterInfo::reg_iterator I = MRI->reg_begin(VirtReg->reg);
+           (MI = I.skipInstruction());)
+        if (MI->isInlineAsm())
+          break;
+      if (MI)
+        MI->emitError(Msg);
+      else
+        report_fatal_error(Msg);
+      // Keep going after reporting the error.
+      VRM->assignVirt2Phys(VirtReg->reg,
+                 RegClassInfo.getOrder(MRI->getRegClass(VirtReg->reg)).front());
+      continue;
     }
-    else {
-      for (LVRVec::iterator lvrI = splitLVRs.begin(), lvrEnd = splitLVRs.end();
-           lvrI != lvrEnd; ++lvrI) {
-        assert(TargetRegisterInfo::isVirtualRegister((*lvrI)->reg) &&
-               "expect split value in virtual register");
-        lvrQ.push(*lvrI);
+
+    if (AvailablePhysReg)
+      assign(*VirtReg, AvailablePhysReg);
+
+    for (VirtRegVec::iterator I = SplitVRegs.begin(), E = SplitVRegs.end();
+         I != E; ++I) {
+      LiveInterval *SplitVirtReg = *I;
+      assert(!VRM->hasPhys(SplitVirtReg->reg) && "Register already assigned");
+      if (MRI->reg_nodbg_empty(SplitVirtReg->reg)) {
+        DEBUG(dbgs() << "not queueing unused  " << *SplitVirtReg << '\n');
+        LIS->removeInterval(SplitVirtReg->reg);
+        continue;
       }
+      DEBUG(dbgs() << "queuing new interval: " << *SplitVirtReg << "\n");
+      assert(TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(SplitVirtReg->reg) &&
+             "expect split value in virtual register");
+      enqueue(SplitVirtReg);
+      ++NumNewQueued;
+    }
+  }
+}
+
+// Check if this live virtual register interferes with a physical register. If
+// not, then check for interference on each register that aliases with the
+// physical register. Return the interfering register.
+unsigned RegAllocBase::checkPhysRegInterference(LiveInterval &VirtReg,
+                                                unsigned PhysReg) {
+  for (const unsigned *AliasI = TRI->getOverlaps(PhysReg); *AliasI; ++AliasI)
+    if (query(VirtReg, *AliasI).checkInterference())
+      return *AliasI;
+  return 0;
+}
+
+// Helper for spillInteferences() that spills all interfering vregs currently
+// assigned to this physical register.
+void RegAllocBase::spillReg(LiveInterval& VirtReg, unsigned PhysReg,
+                            SmallVectorImpl<LiveInterval*> &SplitVRegs) {
+  LiveIntervalUnion::Query &Q = query(VirtReg, PhysReg);
+  assert(Q.seenAllInterferences() && "need collectInterferences()");
+  const SmallVectorImpl<LiveInterval*> &PendingSpills = Q.interferingVRegs();
+
+  for (SmallVectorImpl<LiveInterval*>::const_iterator I = PendingSpills.begin(),
+         E = PendingSpills.end(); I != E; ++I) {
+    LiveInterval &SpilledVReg = **I;
+    DEBUG(dbgs() << "extracting from " <<
+          TRI->getName(PhysReg) << " " << SpilledVReg << '\n');
+
+    // Deallocate the interfering vreg by removing it from the union.
+    // A LiveInterval instance may not be in a union during modification!
+    unassign(SpilledVReg, PhysReg);
+
+    // Spill the extracted interval.
+    LiveRangeEdit LRE(SpilledVReg, SplitVRegs, 0, &PendingSpills);
+    spiller().spill(LRE);
+  }
+  // After extracting segments, the query's results are invalid. But keep the
+  // contents valid until we're done accessing pendingSpills.
+  Q.clear();
+}
+
+// Spill or split all live virtual registers currently unified under PhysReg
+// that interfere with VirtReg. The newly spilled or split live intervals are
+// returned by appending them to SplitVRegs.
+bool
+RegAllocBase::spillInterferences(LiveInterval &VirtReg, unsigned PhysReg,
+                                 SmallVectorImpl<LiveInterval*> &SplitVRegs) {
+  // Record each interference and determine if all are spillable before mutating
+  // either the union or live intervals.
+  unsigned NumInterferences = 0;
+  // Collect interferences assigned to any alias of the physical register.
+  for (const unsigned *asI = TRI->getOverlaps(PhysReg); *asI; ++asI) {
+    LiveIntervalUnion::Query &QAlias = query(VirtReg, *asI);
+    NumInterferences += QAlias.collectInterferingVRegs();
+    if (QAlias.seenUnspillableVReg()) {
+      return false;
     }
   }
+  DEBUG(dbgs() << "spilling " << TRI->getName(PhysReg) <<
+        " interferences with " << VirtReg << "\n");
+  assert(NumInterferences > 0 && "expect interference");
+
+  // Spill each interfering vreg allocated to PhysReg or an alias.
+  for (const unsigned *AliasI = TRI->getOverlaps(PhysReg); *AliasI; ++AliasI)
+    spillReg(VirtReg, *AliasI, SplitVRegs);
+  return true;
 }
 
-// Check if this live virtual reg interferes with a physical register. If not,
-// then check for interference on each register that aliases with the physical
-// register.
-bool RegAllocBase::checkPhysRegInterference(LiveIntervalUnion::Query &query,
-                                            unsigned preg) {
-  if (query.checkInterference())
-    return true;
-  for (const unsigned *asI = tri_->getAliasSet(preg); *asI; ++asI) {
-    // We assume it's very unlikely for a register in the alias set to also be
-    // in the original register class. So we don't bother caching the
-    // interference.
-    LiveIntervalUnion::Query subQuery(query.lvr(), physReg2liu_[*asI] );
-    if (subQuery.checkInterference())
-      return true;
+// Add newly allocated physical registers to the MBB live in sets.
+void RegAllocBase::addMBBLiveIns(MachineFunction *MF) {
+  NamedRegionTimer T("MBB Live Ins", TimerGroupName, TimePassesIsEnabled);
+  SlotIndexes *Indexes = LIS->getSlotIndexes();
+  if (MF->size() <= 1)
+    return;
+
+  LiveIntervalUnion::SegmentIter SI;
+  for (unsigned PhysReg = 0; PhysReg < PhysReg2LiveUnion.numRegs(); ++PhysReg) {
+    LiveIntervalUnion &LiveUnion = PhysReg2LiveUnion[PhysReg];
+    if (LiveUnion.empty())
+      continue;
+    DEBUG(dbgs() << PrintReg(PhysReg, TRI) << " live-in:");
+    MachineFunction::iterator MBB = llvm::next(MF->begin());
+    MachineFunction::iterator MFE = MF->end();
+    SlotIndex Start, Stop;
+    tie(Start, Stop) = Indexes->getMBBRange(MBB);
+    SI.setMap(LiveUnion.getMap());
+    SI.find(Start);
+    while (SI.valid()) {
+      if (SI.start() <= Start) {
+        if (!MBB->isLiveIn(PhysReg))
+          MBB->addLiveIn(PhysReg);
+        DEBUG(dbgs() << "\tBB#" << MBB->getNumber() << ':'
+                     << PrintReg(SI.value()->reg, TRI));
+      } else if (SI.start() > Stop)
+        MBB = Indexes->getMBBFromIndex(SI.start().getPrevIndex());
+      if (++MBB == MFE)
+        break;
+      tie(Start, Stop) = Indexes->getMBBRange(MBB);
+      SI.advanceTo(Start);
+    }
+    DEBUG(dbgs() << '\n');
   }
-  return false;
 }
 
+
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 //                         RABasic Implementation
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
 // Driver for the register assignment and splitting heuristics.
 // Manages iteration over the LiveIntervalUnions.
-// 
-// Minimal implementation of register assignment and splitting--spills whenever
-// we run out of registers.
+//
+// This is a minimal implementation of register assignment and splitting that
+// spills whenever we run out of registers.
 //
 // selectOrSplit can only be called once per live virtual register. We then do a
 // single interference test for each register the correct class until we find an
 // available register. So, the number of interference tests in the worst case is
 // |vregs| * |machineregs|. And since the number of interference tests is
-// minimal, there is no value in caching them.
-unsigned RABasic::selectOrSplit(LiveInterval &lvr,
-                                SmallVectorImpl<LiveInterval*> &splitLVRs) {
-  // Check for an available reg in this class. 
-  const TargetRegisterClass *trc = mri_->getRegClass(lvr.reg);
-  for (TargetRegisterClass::iterator trcI = trc->allocation_order_begin(*mf_),
-         trcEnd = trc->allocation_order_end(*mf_);
-       trcI != trcEnd; ++trcI) {
-    unsigned preg = *trcI;
-    LiveIntervalUnion::Query query(lvr, physReg2liu_[preg]);
-    if (!checkPhysRegInterference(query, preg)) {
-      DEBUG(dbgs() << "\tallocating: " << tri_->getName(preg) << lvr << '\n');
-      return preg;
+// minimal, there is no value in caching them outside the scope of
+// selectOrSplit().
+unsigned RABasic::selectOrSplit(LiveInterval &VirtReg,
+                                SmallVectorImpl<LiveInterval*> &SplitVRegs) {
+  // Populate a list of physical register spill candidates.
+  SmallVector<unsigned, 8> PhysRegSpillCands;
+
+  // Check for an available register in this class.
+  ArrayRef<unsigned> Order =
+    RegClassInfo.getOrder(MRI->getRegClass(VirtReg.reg));
+  for (ArrayRef<unsigned>::iterator I = Order.begin(), E = Order.end(); I != E;
+       ++I) {
+    unsigned PhysReg = *I;
+
+    // Check interference and as a side effect, intialize queries for this
+    // VirtReg and its aliases.
+    unsigned interfReg = checkPhysRegInterference(VirtReg, PhysReg);
+    if (interfReg == 0) {
+      // Found an available register.
+      return PhysReg;
+    }
+    Queries[interfReg].collectInterferingVRegs(1);
+    LiveInterval *interferingVirtReg =
+      Queries[interfReg].interferingVRegs().front();
+
+    // The current VirtReg must either be spillable, or one of its interferences
+    // must have less spill weight.
+    if (interferingVirtReg->weight < VirtReg.weight ) {
+      PhysRegSpillCands.push_back(PhysReg);
     }
   }
-  DEBUG(dbgs() << "\tspilling: " << lvr << '\n');
-  SmallVector<LiveInterval*, 1> spillIs; // ignored
-  spiller_->spill(&lvr, splitLVRs, spillIs);
+  // Try to spill another interfering reg with less spill weight.
+  for (SmallVectorImpl<unsigned>::iterator PhysRegI = PhysRegSpillCands.begin(),
+         PhysRegE = PhysRegSpillCands.end(); PhysRegI != PhysRegE; ++PhysRegI) {
 
-  // FIXME: update LiveStacks
+    if (!spillInterferences(VirtReg, *PhysRegI, SplitVRegs)) continue;
+
+    assert(checkPhysRegInterference(VirtReg, *PhysRegI) == 0 &&
+           "Interference after spill.");
+    // Tell the caller to allocate to this newly freed physical register.
+    return *PhysRegI;
+  }
+
+  // No other spill candidates were found, so spill the current VirtReg.
+  DEBUG(dbgs() << "spilling: " << VirtReg << '\n');
+  if (!VirtReg.isSpillable())
+    return ~0u;
+  LiveRangeEdit LRE(VirtReg, SplitVRegs);
+  spiller().spill(LRE);
+
+  // The live virtual register requesting allocation was spilled, so tell
+  // the caller not to allocate anything during this round.
   return 0;
 }
 
@@ -311,36 +537,55 @@ bool RABasic::runOnMachineFunction(MachineFunction &mf) {
                << "********** Function: "
                << ((Value*)mf.getFunction())->getName() << '\n');
 
-  mf_ = &mf;
-  tm_ = &mf.getTarget();
-  mri_ = &mf.getRegInfo(); 
+  MF = &mf;
+  DEBUG(RMF = &getAnalysis<RenderMachineFunction>());
 
-  DEBUG(rmf_ = &getAnalysis<RenderMachineFunction>());
-  
-  RegAllocBase::init(*tm_->getRegisterInfo(), getAnalysis<VirtRegMap>(),
-                     getAnalysis<LiveIntervals>());
+  RegAllocBase::init(getAnalysis<VirtRegMap>(), getAnalysis<LiveIntervals>());
+  SpillerInstance.reset(createInlineSpiller(*this, *MF, *VRM));
 
-  spiller_.reset(createSpiller(*this, *mf_, *vrm_));
-  
   allocatePhysRegs();
 
+  addMBBLiveIns(MF);
+
   // Diagnostic output before rewriting
-  DEBUG(dbgs() << "Post alloc VirtRegMap:\n" << *vrm_ << "\n");
+  DEBUG(dbgs() << "Post alloc VirtRegMap:\n" << *VRM << "\n");
 
   // optional HTML output
-  DEBUG(rmf_->renderMachineFunction("After basic register allocation.", vrm_));
+  DEBUG(RMF->renderMachineFunction("After basic register allocation.", VRM));
+
+  // FIXME: Verification currently must run before VirtRegRewriter. We should
+  // make the rewriter a separate pass and override verifyAnalysis instead. When
+  // that happens, verification naturally falls under VerifyMachineCode.
+#ifndef NDEBUG
+  if (VerifyEnabled) {
+    // Verify accuracy of LiveIntervals. The standard machine code verifier
+    // ensures that each LiveIntervals covers all uses of the virtual reg.
+
+    // FIXME: MachineVerifier is badly broken when using the standard
+    // spiller. Always use -spiller=inline with -verify-regalloc. Even with the
+    // inline spiller, some tests fail to verify because the coalescer does not
+    // always generate verifiable code.
+    MF->verify(this, "In RABasic::verify");
+
+    // Verify that LiveIntervals are partitioned into unions and disjoint within
+    // the unions.
+    verify();
+  }
+#endif // !NDEBUG
 
   // Run rewriter
-  std::auto_ptr<VirtRegRewriter> rewriter(createVirtRegRewriter());
-  rewriter->runOnMachineFunction(*mf_, *vrm_, lis_);
+  VRM->rewrite(LIS->getSlotIndexes());
+
+  // Write out new DBG_VALUE instructions.
+  getAnalysis<LiveDebugVariables>().emitDebugValues(VRM);
 
   // The pass output is in VirtRegMap. Release all the transient data.
   releaseMemory();
-  
+
   return true;
 }
 
-FunctionPass* llvm::createBasicRegisterAllocator() 
+FunctionPass* llvm::createBasicRegisterAllocator()
 {
   return new RABasic();
 }