Removing dependency on third party library for Intel JIT event support.
[oota-llvm.git] / lib / CodeGen / TwoAddressInstructionPass.cpp
index 022aa3a3314d2299d4e3156ff140d2ea78c480b1..df33a94ca76b40602a3cd50047de536eaf95b0ef 100644 (file)
@@ -30,6 +30,7 @@
 #define DEBUG_TYPE "twoaddrinstr"
 #include "llvm/CodeGen/Passes.h"
 #include "llvm/Function.h"
+#include "llvm/CodeGen/LiveIntervalAnalysis.h"
 #include "llvm/CodeGen/LiveVariables.h"
 #include "llvm/CodeGen/MachineFunctionPass.h"
 #include "llvm/CodeGen/MachineInstr.h"
@@ -55,18 +56,19 @@ STATISTIC(NumCommuted        , "Number of instructions commuted to coalesce");
 STATISTIC(NumAggrCommuted    , "Number of instructions aggressively commuted");
 STATISTIC(NumConvertedTo3Addr, "Number of instructions promoted to 3-address");
 STATISTIC(Num3AddrSunk,        "Number of 3-address instructions sunk");
-STATISTIC(NumReMats,           "Number of instructions re-materialized");
-STATISTIC(NumDeletes,          "Number of dead instructions deleted");
 STATISTIC(NumReSchedUps,       "Number of instructions re-scheduled up");
 STATISTIC(NumReSchedDowns,     "Number of instructions re-scheduled down");
 
 namespace {
   class TwoAddressInstructionPass : public MachineFunctionPass {
+    MachineFunction *MF;
     const TargetInstrInfo *TII;
     const TargetRegisterInfo *TRI;
     const InstrItineraryData *InstrItins;
     MachineRegisterInfo *MRI;
     LiveVariables *LV;
+    SlotIndexes *Indexes;
+    LiveIntervals *LIS;
     AliasAnalysis *AA;
     CodeGenOpt::Level OptLevel;
 
@@ -92,16 +94,9 @@ namespace {
                               unsigned Reg,
                               MachineBasicBlock::iterator OldPos);
 
-    bool isProfitableToReMat(unsigned Reg, const TargetRegisterClass *RC,
-                             MachineInstr *MI, MachineInstr *DefMI,
-                             MachineBasicBlock *MBB, unsigned Loc);
-
     bool NoUseAfterLastDef(unsigned Reg, MachineBasicBlock *MBB, unsigned Dist,
                            unsigned &LastDef);
 
-    MachineInstr *FindLastUseInMBB(unsigned Reg, MachineBasicBlock *MBB,
-                                   unsigned Dist);
-
     bool isProfitableToCommute(unsigned regA, unsigned regB, unsigned regC,
                                MachineInstr *MI, MachineBasicBlock *MBB,
                                unsigned Dist);
@@ -117,14 +112,6 @@ namespace {
                             MachineFunction::iterator &mbbi,
                             unsigned RegA, unsigned RegB, unsigned Dist);
 
-    typedef std::pair<std::pair<unsigned, bool>, MachineInstr*> NewKill;
-    bool canUpdateDeletedKills(SmallVector<unsigned, 4> &Kills,
-                               SmallVector<NewKill, 4> &NewKills,
-                               MachineBasicBlock *MBB, unsigned Dist);
-    bool DeleteUnusedInstr(MachineBasicBlock::iterator &mi,
-                           MachineBasicBlock::iterator &nmi,
-                           MachineFunction::iterator &mbbi, unsigned Dist);
-
     bool isDefTooClose(unsigned Reg, unsigned Dist,
                        MachineInstr *MI, MachineBasicBlock *MBB);
 
@@ -150,6 +137,11 @@ namespace {
     void ProcessCopy(MachineInstr *MI, MachineBasicBlock *MBB,
                      SmallPtrSet<MachineInstr*, 8> &Processed);
 
+    typedef SmallVector<std::pair<unsigned, unsigned>, 4> TiedPairList;
+    typedef SmallDenseMap<unsigned, TiedPairList> TiedOperandMap;
+    bool collectTiedOperands(MachineInstr *MI, TiedOperandMap&);
+    void processTiedPairs(MachineInstr *MI, TiedPairList&, unsigned &Dist);
+
     void CoalesceExtSubRegs(SmallVector<unsigned,4> &Srcs, unsigned DstReg);
 
     /// EliminateRegSequences - Eliminate REG_SEQUENCE instructions as part
@@ -167,6 +159,8 @@ namespace {
       AU.setPreservesCFG();
       AU.addRequired<AliasAnalysis>();
       AU.addPreserved<LiveVariables>();
+      AU.addPreserved<SlotIndexes>();
+      AU.addPreserved<LiveIntervals>();
       AU.addPreservedID(MachineLoopInfoID);
       AU.addPreservedID(MachineDominatorsID);
       MachineFunctionPass::getAnalysisUsage(AU);
@@ -241,7 +235,7 @@ bool TwoAddressInstructionPass::Sink3AddrInstruction(MachineBasicBlock *MBB,
   // appropriate location, we can try to sink the current instruction
   // past it.
   if (!KillMI || KillMI->getParent() != MBB || KillMI == MI ||
-      KillMI->isTerminator())
+      KillMI == OldPos || KillMI->isTerminator())
     return false;
 
   // If any of the definitions are used by another instruction between the
@@ -284,6 +278,7 @@ bool TwoAddressInstructionPass::Sink3AddrInstruction(MachineBasicBlock *MBB,
       }
     }
   }
+  assert(KillMO && "Didn't find kill");
 
   // Update kill and LV information.
   KillMO->setIsKill(false);
@@ -297,59 +292,13 @@ bool TwoAddressInstructionPass::Sink3AddrInstruction(MachineBasicBlock *MBB,
   MBB->remove(MI);
   MBB->insert(KillPos, MI);
 
+  if (LIS)
+    LIS->handleMove(MI);
+
   ++Num3AddrSunk;
   return true;
 }
 
-/// isTwoAddrUse - Return true if the specified MI is using the specified
-/// register as a two-address operand.
-static bool isTwoAddrUse(MachineInstr *UseMI, unsigned Reg) {
-  const MCInstrDesc &MCID = UseMI->getDesc();
-  for (unsigned i = 0, e = MCID.getNumOperands(); i != e; ++i) {
-    MachineOperand &MO = UseMI->getOperand(i);
-    if (MO.isReg() && MO.getReg() == Reg &&
-        (MO.isDef() || UseMI->isRegTiedToDefOperand(i)))
-      // Earlier use is a two-address one.
-      return true;
-  }
-  return false;
-}
-
-/// isProfitableToReMat - Return true if the heuristics determines it is likely
-/// to be profitable to re-materialize the definition of Reg rather than copy
-/// the register.
-bool
-TwoAddressInstructionPass::isProfitableToReMat(unsigned Reg,
-                                         const TargetRegisterClass *RC,
-                                         MachineInstr *MI, MachineInstr *DefMI,
-                                         MachineBasicBlock *MBB, unsigned Loc) {
-  bool OtherUse = false;
-  for (MachineRegisterInfo::use_nodbg_iterator UI = MRI->use_nodbg_begin(Reg),
-         UE = MRI->use_nodbg_end(); UI != UE; ++UI) {
-    MachineOperand &UseMO = UI.getOperand();
-    MachineInstr *UseMI = UseMO.getParent();
-    MachineBasicBlock *UseMBB = UseMI->getParent();
-    if (UseMBB == MBB) {
-      DenseMap<MachineInstr*, unsigned>::iterator DI = DistanceMap.find(UseMI);
-      if (DI != DistanceMap.end() && DI->second == Loc)
-        continue;  // Current use.
-      OtherUse = true;
-      // There is at least one other use in the MBB that will clobber the
-      // register.
-      if (isTwoAddrUse(UseMI, Reg))
-        return true;
-    }
-  }
-
-  // If other uses in MBB are not two-address uses, then don't remat.
-  if (OtherUse)
-    return false;
-
-  // No other uses in the same block, remat if it's defined in the same
-  // block so it does not unnecessarily extend the live range.
-  return MBB == DefMI->getParent();
-}
-
 /// NoUseAfterLastDef - Return true if there are no intervening uses between the
 /// last instruction in the MBB that defines the specified register and the
 /// two-address instruction which is being processed. It also returns the last
@@ -377,31 +326,6 @@ bool TwoAddressInstructionPass::NoUseAfterLastDef(unsigned Reg,
   return !(LastUse > LastDef && LastUse < Dist);
 }
 
-MachineInstr *TwoAddressInstructionPass::FindLastUseInMBB(unsigned Reg,
-                                                         MachineBasicBlock *MBB,
-                                                         unsigned Dist) {
-  unsigned LastUseDist = 0;
-  MachineInstr *LastUse = 0;
-  for (MachineRegisterInfo::reg_iterator I = MRI->reg_begin(Reg),
-         E = MRI->reg_end(); I != E; ++I) {
-    MachineOperand &MO = I.getOperand();
-    MachineInstr *MI = MO.getParent();
-    if (MI->getParent() != MBB || MI->isDebugValue())
-      continue;
-    DenseMap<MachineInstr*, unsigned>::iterator DI = DistanceMap.find(MI);
-    if (DI == DistanceMap.end())
-      continue;
-    if (DI->second >= Dist)
-      continue;
-
-    if (MO.isUse() && DI->second > LastUseDist) {
-      LastUse = DI->first;
-      LastUseDist = DI->second;
-    }
-  }
-  return LastUse;
-}
-
 /// isCopyToReg - Return true if the specified MI is a copy instruction or
 /// a extract_subreg instruction. It also returns the source and destination
 /// registers and whether they are physical registers by reference.
@@ -538,7 +462,7 @@ regsAreCompatible(unsigned RegA, unsigned RegB, const TargetRegisterInfo *TRI) {
 }
 
 
-/// isProfitableToReMat - Return true if it's potentially profitable to commute
+/// isProfitableToCommute - Return true if it's potentially profitable to commute
 /// the two-address instruction that's being processed.
 bool
 TwoAddressInstructionPass::isProfitableToCommute(unsigned regA, unsigned regB,
@@ -628,6 +552,8 @@ TwoAddressInstructionPass::CommuteInstruction(MachineBasicBlock::iterator &mi,
     if (LV)
       // Update live variables
       LV->replaceKillInstruction(RegC, MI, NewMI);
+    if (Indexes)
+      Indexes->replaceMachineInstrInMaps(MI, NewMI);
 
     mbbi->insert(mi, NewMI);           // Insert the new inst
     mbbi->erase(mi);                   // Nuke the old inst.
@@ -676,6 +602,9 @@ TwoAddressInstructionPass::ConvertInstTo3Addr(MachineBasicBlock::iterator &mi,
     DEBUG(dbgs() << "2addr:         TO 3-ADDR: " << *NewMI);
     bool Sunk = false;
 
+    if (Indexes)
+      Indexes->replaceMachineInstrInMaps(mi, NewMI);
+
     if (NewMI->findRegisterUseOperand(RegB, false, TRI))
       // FIXME: Temporary workaround. If the new instruction doesn't
       // uses RegB, convertToThreeAddress must have created more
@@ -785,92 +714,6 @@ void TwoAddressInstructionPass::ProcessCopy(MachineInstr *MI,
   return;
 }
 
-/// isSafeToDelete - If the specified instruction does not produce any side
-/// effects and all of its defs are dead, then it's safe to delete.
-static bool isSafeToDelete(MachineInstr *MI,
-                           const TargetInstrInfo *TII,
-                           SmallVector<unsigned, 4> &Kills) {
-  if (MI->mayStore() || MI->isCall())
-    return false;
-  if (MI->isTerminator() || MI->hasUnmodeledSideEffects())
-    return false;
-
-  for (unsigned i = 0, e = MI->getNumOperands(); i != e; ++i) {
-    MachineOperand &MO = MI->getOperand(i);
-    if (!MO.isReg())
-      continue;
-    if (MO.isDef() && !MO.isDead())
-      return false;
-    if (MO.isUse() && MO.isKill())
-      Kills.push_back(MO.getReg());
-  }
-  return true;
-}
-
-/// canUpdateDeletedKills - Check if all the registers listed in Kills are
-/// killed by instructions in MBB preceding the current instruction at
-/// position Dist.  If so, return true and record information about the
-/// preceding kills in NewKills.
-bool TwoAddressInstructionPass::
-canUpdateDeletedKills(SmallVector<unsigned, 4> &Kills,
-                      SmallVector<NewKill, 4> &NewKills,
-                      MachineBasicBlock *MBB, unsigned Dist) {
-  while (!Kills.empty()) {
-    unsigned Kill = Kills.back();
-    Kills.pop_back();
-    if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(Kill))
-      return false;
-
-    MachineInstr *LastKill = FindLastUseInMBB(Kill, MBB, Dist);
-    if (!LastKill)
-      return false;
-
-    bool isModRef = LastKill->definesRegister(Kill);
-    NewKills.push_back(std::make_pair(std::make_pair(Kill, isModRef),
-                                      LastKill));
-  }
-  return true;
-}
-
-/// DeleteUnusedInstr - If an instruction with a tied register operand can
-/// be safely deleted, just delete it.
-bool
-TwoAddressInstructionPass::DeleteUnusedInstr(MachineBasicBlock::iterator &mi,
-                                             MachineBasicBlock::iterator &nmi,
-                                             MachineFunction::iterator &mbbi,
-                                             unsigned Dist) {
-  // Check if the instruction has no side effects and if all its defs are dead.
-  SmallVector<unsigned, 4> Kills;
-  if (!isSafeToDelete(mi, TII, Kills))
-    return false;
-
-  // If this instruction kills some virtual registers, we need to
-  // update the kill information. If it's not possible to do so,
-  // then bail out.
-  SmallVector<NewKill, 4> NewKills;
-  if (!canUpdateDeletedKills(Kills, NewKills, &*mbbi, Dist))
-    return false;
-
-  if (LV) {
-    while (!NewKills.empty()) {
-      MachineInstr *NewKill = NewKills.back().second;
-      unsigned Kill = NewKills.back().first.first;
-      bool isDead = NewKills.back().first.second;
-      NewKills.pop_back();
-      if (LV->removeVirtualRegisterKilled(Kill, mi)) {
-        if (isDead)
-          LV->addVirtualRegisterDead(Kill, NewKill);
-        else
-          LV->addVirtualRegisterKilled(Kill, NewKill);
-      }
-    }
-  }
-
-  mbbi->erase(mi); // Nuke the old inst.
-  mi = nmi;
-  return true;
-}
-
 /// RescheduleMIBelowKill - If there is one more local instruction that reads
 /// 'Reg' and it kills 'Reg, consider moving the instruction below the kill
 /// instruction in order to eliminate the need for the copy.
@@ -891,7 +734,7 @@ TwoAddressInstructionPass::RescheduleMIBelowKill(MachineBasicBlock *MBB,
     return false;
 
   MachineInstr *KillMI = LV->getVarInfo(Reg).findKill(MBB);
-  if (!KillMI || KillMI->isCopy() || KillMI->isCopyLike())
+  if (!KillMI || MI == KillMI || KillMI->isCopy() || KillMI->isCopyLike())
     // Don't mess with copies, they may be coalesced later.
     return false;
 
@@ -978,6 +821,12 @@ TwoAddressInstructionPass::RescheduleMIBelowKill(MachineBasicBlock *MBB,
             ((MO.isKill() && Uses.count(MOReg)) || Kills.count(MOReg)))
           // Don't want to extend other live ranges and update kills.
           return false;
+        if (MOReg == Reg && !MO.isKill())
+          // We can't schedule across a use of the register in question.
+          return false;
+        // Ensure that if this is register in question, its the kill we expect.
+        assert((MOReg != Reg || OtherMI == KillMI) &&
+               "Found multiple kills of a register in a basic block");
       }
     }
   }
@@ -994,7 +843,10 @@ TwoAddressInstructionPass::RescheduleMIBelowKill(MachineBasicBlock *MBB,
   // Update live variables
   LV->removeVirtualRegisterKilled(Reg, KillMI);
   LV->addVirtualRegisterKilled(Reg, MI);
+  if (LIS)
+    LIS->handleMove(MI);
 
+  DEBUG(dbgs() << "\trescheduled below kill: " << *KillMI);
   return true;
 }
 
@@ -1042,7 +894,7 @@ TwoAddressInstructionPass::RescheduleKillAboveMI(MachineBasicBlock *MBB,
     return false;
 
   MachineInstr *KillMI = LV->getVarInfo(Reg).findKill(MBB);
-  if (!KillMI || KillMI->isCopy() || KillMI->isCopyLike())
+  if (!KillMI || MI == KillMI || KillMI->isCopy() || KillMI->isCopyLike())
     // Don't mess with copies, they may be coalesced later.
     return false;
 
@@ -1068,6 +920,8 @@ TwoAddressInstructionPass::RescheduleKillAboveMI(MachineBasicBlock *MBB,
         continue;
       if (isDefTooClose(MOReg, DI->second, MI, MBB))
         return false;
+      if (MOReg == Reg && !MO.isKill())
+        return false;
       Uses.insert(MOReg);
       if (MO.isKill() && MOReg != Reg)
         Kills.insert(MOReg);
@@ -1109,6 +963,9 @@ TwoAddressInstructionPass::RescheduleKillAboveMI(MachineBasicBlock *MBB,
         if (Kills.count(MOReg))
           // Don't want to extend other live ranges and update kills.
           return false;
+        if (OtherMI != MI && MOReg == Reg && !MO.isKill())
+          // We can't schedule across a use of the register in question.
+          return false;
       } else {
         OtherDefs.push_back(MOReg);
       }
@@ -1142,7 +999,10 @@ TwoAddressInstructionPass::RescheduleKillAboveMI(MachineBasicBlock *MBB,
   // Update live variables
   LV->removeVirtualRegisterKilled(Reg, KillMI);
   LV->addVirtualRegisterKilled(Reg, MI);
+  if (LIS)
+    LIS->handleMove(KillMI);
 
+  DEBUG(dbgs() << "\trescheduled kill: " << *KillMI);
   return true;
 }
 
@@ -1167,15 +1027,7 @@ TryInstructionTransform(MachineBasicBlock::iterator &mi,
 
   assert(TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(regB) &&
          "cannot make instruction into two-address form");
-
-  // If regA is dead and the instruction can be deleted, just delete
-  // it so it doesn't clobber regB.
   bool regBKilled = isKilled(MI, regB, MRI, TII);
-  if (!regBKilled && MI.getOperand(DstIdx).isDead() &&
-      DeleteUnusedInstr(mi, nmi, mbbi, Dist)) {
-    ++NumDeletes;
-    return true; // Done with this instruction.
-  }
 
   if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(regA))
     ScanUses(regA, &*mbbi, Processed);
@@ -1259,16 +1111,14 @@ TryInstructionTransform(MachineBasicBlock::iterator &mi,
     if (NewOpc != 0) {
       const MCInstrDesc &UnfoldMCID = TII->get(NewOpc);
       if (UnfoldMCID.getNumDefs() == 1) {
-        MachineFunction &MF = *mbbi->getParent();
-
         // Unfold the load.
         DEBUG(dbgs() << "2addr:   UNFOLDING: " << MI);
         const TargetRegisterClass *RC =
           TRI->getAllocatableClass(
-            TII->getRegClass(UnfoldMCID, LoadRegIndex, TRI, MF));
+            TII->getRegClass(UnfoldMCID, LoadRegIndex, TRI, *MF));
         unsigned Reg = MRI->createVirtualRegister(RC);
         SmallVector<MachineInstr *, 2> NewMIs;
-        if (!TII->unfoldMemoryOperand(MF, &MI, Reg,
+        if (!TII->unfoldMemoryOperand(*MF, &MI, Reg,
                                       /*UnfoldLoad=*/true,/*UnfoldStore=*/false,
                                       NewMIs)) {
           DEBUG(dbgs() << "2addr: ABANDONING UNFOLD\n");
@@ -1345,15 +1195,176 @@ TryInstructionTransform(MachineBasicBlock::iterator &mi,
   return false;
 }
 
+// Collect tied operands of MI that need to be handled.
+// Rewrite trivial cases immediately.
+// Return true if any tied operands where found, including the trivial ones.
+bool TwoAddressInstructionPass::
+collectTiedOperands(MachineInstr *MI, TiedOperandMap &TiedOperands) {
+  const MCInstrDesc &MCID = MI->getDesc();
+  bool AnyOps = false;
+  unsigned NumOps = MI->getNumOperands();
+
+  for (unsigned SrcIdx = 0; SrcIdx < NumOps; ++SrcIdx) {
+    unsigned DstIdx = 0;
+    if (!MI->isRegTiedToDefOperand(SrcIdx, &DstIdx))
+      continue;
+    AnyOps = true;
+    MachineOperand &SrcMO = MI->getOperand(SrcIdx);
+    MachineOperand &DstMO = MI->getOperand(DstIdx);
+    unsigned SrcReg = SrcMO.getReg();
+    unsigned DstReg = DstMO.getReg();
+    // Tied constraint already satisfied?
+    if (SrcReg == DstReg)
+      continue;
+
+    assert(SrcReg && SrcMO.isUse() && "two address instruction invalid");
+
+    // Deal with <undef> uses immediately - simply rewrite the src operand.
+    if (SrcMO.isUndef()) {
+      // Constrain the DstReg register class if required.
+      if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(DstReg))
+        if (const TargetRegisterClass *RC = TII->getRegClass(MCID, SrcIdx,
+                                                             TRI, *MF))
+          MRI->constrainRegClass(DstReg, RC);
+      SrcMO.setReg(DstReg);
+      DEBUG(dbgs() << "\t\trewrite undef:\t" << *MI);
+      continue;
+    }
+    TiedOperands[SrcReg].push_back(std::make_pair(SrcIdx, DstIdx));
+  }
+  return AnyOps;
+}
+
+// Process a list of tied MI operands that all use the same source register.
+// The tied pairs are of the form (SrcIdx, DstIdx).
+void
+TwoAddressInstructionPass::processTiedPairs(MachineInstr *MI,
+                                            TiedPairList &TiedPairs,
+                                            unsigned &Dist) {
+  bool IsEarlyClobber = false;
+  bool RemovedKillFlag = false;
+  bool AllUsesCopied = true;
+  unsigned LastCopiedReg = 0;
+  unsigned RegB = 0;
+  for (unsigned tpi = 0, tpe = TiedPairs.size(); tpi != tpe; ++tpi) {
+    unsigned SrcIdx = TiedPairs[tpi].first;
+    unsigned DstIdx = TiedPairs[tpi].second;
+
+    const MachineOperand &DstMO = MI->getOperand(DstIdx);
+    unsigned RegA = DstMO.getReg();
+    IsEarlyClobber |= DstMO.isEarlyClobber();
+
+    // Grab RegB from the instruction because it may have changed if the
+    // instruction was commuted.
+    RegB = MI->getOperand(SrcIdx).getReg();
+
+    if (RegA == RegB) {
+      // The register is tied to multiple destinations (or else we would
+      // not have continued this far), but this use of the register
+      // already matches the tied destination.  Leave it.
+      AllUsesCopied = false;
+      continue;
+    }
+    LastCopiedReg = RegA;
+
+    assert(TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(RegB) &&
+           "cannot make instruction into two-address form");
+
+#ifndef NDEBUG
+    // First, verify that we don't have a use of "a" in the instruction
+    // (a = b + a for example) because our transformation will not
+    // work. This should never occur because we are in SSA form.
+    for (unsigned i = 0; i != MI->getNumOperands(); ++i)
+      assert(i == DstIdx ||
+             !MI->getOperand(i).isReg() ||
+             MI->getOperand(i).getReg() != RegA);
+#endif
+
+    // Emit a copy.
+    BuildMI(*MI->getParent(), MI, MI->getDebugLoc(),
+            TII->get(TargetOpcode::COPY), RegA).addReg(RegB);
+
+    // Update DistanceMap.
+    MachineBasicBlock::iterator PrevMI = MI;
+    --PrevMI;
+    DistanceMap.insert(std::make_pair(PrevMI, Dist));
+    DistanceMap[MI] = ++Dist;
+
+    SlotIndex CopyIdx;
+    if (Indexes)
+      CopyIdx = Indexes->insertMachineInstrInMaps(PrevMI).getRegSlot();
+
+    DEBUG(dbgs() << "\t\tprepend:\t" << *PrevMI);
+
+    MachineOperand &MO = MI->getOperand(SrcIdx);
+    assert(MO.isReg() && MO.getReg() == RegB && MO.isUse() &&
+           "inconsistent operand info for 2-reg pass");
+    if (MO.isKill()) {
+      MO.setIsKill(false);
+      RemovedKillFlag = true;
+    }
+
+    // Make sure regA is a legal regclass for the SrcIdx operand.
+    if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(RegA) &&
+        TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(RegB))
+      MRI->constrainRegClass(RegA, MRI->getRegClass(RegB));
+
+    MO.setReg(RegA);
+
+    // Propagate SrcRegMap.
+    SrcRegMap[RegA] = RegB;
+  }
+
+
+  if (AllUsesCopied) {
+    if (!IsEarlyClobber) {
+      // Replace other (un-tied) uses of regB with LastCopiedReg.
+      for (unsigned i = 0, e = MI->getNumOperands(); i != e; ++i) {
+        MachineOperand &MO = MI->getOperand(i);
+        if (MO.isReg() && MO.getReg() == RegB && MO.isUse()) {
+          if (MO.isKill()) {
+            MO.setIsKill(false);
+            RemovedKillFlag = true;
+          }
+          MO.setReg(LastCopiedReg);
+        }
+      }
+    }
+
+    // Update live variables for regB.
+    if (RemovedKillFlag && LV && LV->getVarInfo(RegB).removeKill(MI)) {
+      MachineBasicBlock::iterator PrevMI = MI;
+      --PrevMI;
+      LV->addVirtualRegisterKilled(RegB, PrevMI);
+    }
+
+  } else if (RemovedKillFlag) {
+    // Some tied uses of regB matched their destination registers, so
+    // regB is still used in this instruction, but a kill flag was
+    // removed from a different tied use of regB, so now we need to add
+    // a kill flag to one of the remaining uses of regB.
+    for (unsigned i = 0, e = MI->getNumOperands(); i != e; ++i) {
+      MachineOperand &MO = MI->getOperand(i);
+      if (MO.isReg() && MO.getReg() == RegB && MO.isUse()) {
+        MO.setIsKill(true);
+        break;
+      }
+    }
+  }
+}
+
 /// runOnMachineFunction - Reduce two-address instructions to two operands.
 ///
-bool TwoAddressInstructionPass::runOnMachineFunction(MachineFunction &MF) {
-  const TargetMachine &TM = MF.getTarget();
-  MRI = &MF.getRegInfo();
+bool TwoAddressInstructionPass::runOnMachineFunction(MachineFunction &Func) {
+  MF = &Func;
+  const TargetMachine &TM = MF->getTarget();
+  MRI = &MF->getRegInfo();
   TII = TM.getInstrInfo();
   TRI = TM.getRegisterInfo();
   InstrItins = TM.getInstrItineraryData();
+  Indexes = getAnalysisIfAvailable<SlotIndexes>();
   LV = getAnalysisIfAvailable<LiveVariables>();
+  LIS = getAnalysisIfAvailable<LiveIntervals>();
   AA = &getAnalysis<AliasAnalysis>();
   OptLevel = TM.getOptLevel();
 
@@ -1361,20 +1372,15 @@ bool TwoAddressInstructionPass::runOnMachineFunction(MachineFunction &MF) {
 
   DEBUG(dbgs() << "********** REWRITING TWO-ADDR INSTRS **********\n");
   DEBUG(dbgs() << "********** Function: "
-        << MF.getFunction()->getName() << '\n');
+        << MF->getName() << '\n');
 
   // This pass takes the function out of SSA form.
   MRI->leaveSSA();
 
-  // ReMatRegs - Keep track of the registers whose def's are remat'ed.
-  BitVector ReMatRegs(MRI->getNumVirtRegs());
-
-  typedef DenseMap<unsigned, SmallVector<std::pair<unsigned, unsigned>, 4> >
-    TiedOperandMap;
-  TiedOperandMap TiedOperands(4);
+  TiedOperandMap TiedOperands;
 
   SmallPtrSet<MachineInstr*, 8> Processed;
-  for (MachineFunction::iterator mbbi = MF.begin(), mbbe = MF.end();
+  for (MachineFunction::iterator mbbi = MF->begin(), mbbe = MF->end();
        mbbi != mbbe; ++mbbi) {
     unsigned Dist = 0;
     DistanceMap.clear();
@@ -1393,199 +1399,48 @@ bool TwoAddressInstructionPass::runOnMachineFunction(MachineFunction &MF) {
       if (mi->isRegSequence())
         RegSequences.push_back(&*mi);
 
-      const MCInstrDesc &MCID = mi->getDesc();
-      bool FirstTied = true;
-
       DistanceMap.insert(std::make_pair(mi, ++Dist));
 
       ProcessCopy(&*mi, &*mbbi, Processed);
 
       // First scan through all the tied register uses in this instruction
       // and record a list of pairs of tied operands for each register.
-      unsigned NumOps = mi->isInlineAsm()
-        ? mi->getNumOperands() : MCID.getNumOperands();
-      for (unsigned SrcIdx = 0; SrcIdx < NumOps; ++SrcIdx) {
-        unsigned DstIdx = 0;
-        if (!mi->isRegTiedToDefOperand(SrcIdx, &DstIdx))
-          continue;
-
-        if (FirstTied) {
-          FirstTied = false;
-          ++NumTwoAddressInstrs;
-          DEBUG(dbgs() << '\t' << *mi);
-        }
-
-        assert(mi->getOperand(SrcIdx).isReg() &&
-               mi->getOperand(SrcIdx).getReg() &&
-               mi->getOperand(SrcIdx).isUse() &&
-               "two address instruction invalid");
-
-        unsigned regB = mi->getOperand(SrcIdx).getReg();
-
-        // Deal with <undef> uses immediately - simply rewrite the src operand.
-        if (mi->getOperand(SrcIdx).isUndef()) {
-          unsigned DstReg = mi->getOperand(DstIdx).getReg();
-          // Constrain the DstReg register class if required.
-          if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(DstReg))
-            if (const TargetRegisterClass *RC = TII->getRegClass(MCID, SrcIdx,
-                                                                 TRI, MF))
-              MRI->constrainRegClass(DstReg, RC);
-          mi->getOperand(SrcIdx).setReg(DstReg);
-          DEBUG(dbgs() << "\t\trewrite undef:\t" << *mi);
-          continue;
-        }
-        TiedOperands[regB].push_back(std::make_pair(SrcIdx, DstIdx));
+      if (!collectTiedOperands(mi, TiedOperands)) {
+        mi = nmi;
+        continue;
       }
 
-      // Now iterate over the information collected above.
-      for (TiedOperandMap::iterator OI = TiedOperands.begin(),
-             OE = TiedOperands.end(); OI != OE; ++OI) {
-        SmallVector<std::pair<unsigned, unsigned>, 4> &TiedPairs = OI->second;
-
-        // If the instruction has a single pair of tied operands, try some
-        // transformations that may either eliminate the tied operands or
-        // improve the opportunities for coalescing away the register copy.
-        if (TiedOperands.size() == 1 && TiedPairs.size() == 1) {
+      ++NumTwoAddressInstrs;
+      MadeChange = true;
+      DEBUG(dbgs() << '\t' << *mi);
+
+      // If the instruction has a single pair of tied operands, try some
+      // transformations that may either eliminate the tied operands or
+      // improve the opportunities for coalescing away the register copy.
+      if (TiedOperands.size() == 1) {
+        SmallVector<std::pair<unsigned, unsigned>, 4> &TiedPairs
+          = TiedOperands.begin()->second;
+        if (TiedPairs.size() == 1) {
           unsigned SrcIdx = TiedPairs[0].first;
           unsigned DstIdx = TiedPairs[0].second;
-
-          // If the registers are already equal, nothing needs to be done.
-          if (mi->getOperand(SrcIdx).getReg() ==
-              mi->getOperand(DstIdx).getReg())
-            break; // Done with this instruction.
-
-          if (TryInstructionTransform(mi, nmi, mbbi, SrcIdx, DstIdx, Dist,
-                                      Processed))
-            break; // The tied operands have been eliminated.
-        }
-
-        bool IsEarlyClobber = false;
-        bool RemovedKillFlag = false;
-        bool AllUsesCopied = true;
-        unsigned LastCopiedReg = 0;
-        unsigned regB = OI->first;
-        for (unsigned tpi = 0, tpe = TiedPairs.size(); tpi != tpe; ++tpi) {
-          unsigned SrcIdx = TiedPairs[tpi].first;
-          unsigned DstIdx = TiedPairs[tpi].second;
-
-          const MachineOperand &DstMO = mi->getOperand(DstIdx);
-          unsigned regA = DstMO.getReg();
-          IsEarlyClobber |= DstMO.isEarlyClobber();
-
-          // Grab regB from the instruction because it may have changed if the
-          // instruction was commuted.
-          regB = mi->getOperand(SrcIdx).getReg();
-
-          if (regA == regB) {
-            // The register is tied to multiple destinations (or else we would
-            // not have continued this far), but this use of the register
-            // already matches the tied destination.  Leave it.
-            AllUsesCopied = false;
+          unsigned SrcReg = mi->getOperand(SrcIdx).getReg();
+          unsigned DstReg = mi->getOperand(DstIdx).getReg();
+          if (SrcReg != DstReg &&
+              TryInstructionTransform(mi, nmi, mbbi, SrcIdx, DstIdx, Dist,
+                                      Processed)) {
+            // The tied operands have been eliminated or shifted further down the
+            // block to ease elimination. Continue processing with 'nmi'.
+            TiedOperands.clear();
+            mi = nmi;
             continue;
           }
-          LastCopiedReg = regA;
-
-          assert(TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(regB) &&
-                 "cannot make instruction into two-address form");
-
-#ifndef NDEBUG
-          // First, verify that we don't have a use of "a" in the instruction
-          // (a = b + a for example) because our transformation will not
-          // work. This should never occur because we are in SSA form.
-          for (unsigned i = 0; i != mi->getNumOperands(); ++i)
-            assert(i == DstIdx ||
-                   !mi->getOperand(i).isReg() ||
-                   mi->getOperand(i).getReg() != regA);
-#endif
-
-          // Emit a copy or rematerialize the definition.
-          bool isCopy = false;
-          const TargetRegisterClass *rc = MRI->getRegClass(regB);
-          MachineInstr *DefMI = MRI->getUniqueVRegDef(regB);
-          // If it's safe and profitable, remat the definition instead of
-          // copying it.
-          if (DefMI &&
-              DefMI->isAsCheapAsAMove() &&
-              DefMI->isSafeToReMat(TII, AA, regB) &&
-              isProfitableToReMat(regB, rc, mi, DefMI, mbbi, Dist)){
-            DEBUG(dbgs() << "2addr: REMATTING : " << *DefMI << "\n");
-            unsigned regASubIdx = mi->getOperand(DstIdx).getSubReg();
-            TII->reMaterialize(*mbbi, mi, regA, regASubIdx, DefMI, *TRI);
-            ReMatRegs.set(TargetRegisterInfo::virtReg2Index(regB));
-            ++NumReMats;
-          } else {
-            BuildMI(*mbbi, mi, mi->getDebugLoc(), TII->get(TargetOpcode::COPY),
-                    regA).addReg(regB);
-            isCopy = true;
-          }
-
-          // Update DistanceMap.
-          MachineBasicBlock::iterator prevMI = prior(mi);
-          DistanceMap.insert(std::make_pair(prevMI, Dist));
-          DistanceMap[mi] = ++Dist;
-
-          DEBUG(dbgs() << "\t\tprepend:\t" << *prevMI);
-
-          MachineOperand &MO = mi->getOperand(SrcIdx);
-          assert(MO.isReg() && MO.getReg() == regB && MO.isUse() &&
-                 "inconsistent operand info for 2-reg pass");
-          if (MO.isKill()) {
-            MO.setIsKill(false);
-            RemovedKillFlag = true;
-          }
-
-          // Make sure regA is a legal regclass for the SrcIdx operand.
-          if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(regA) &&
-              TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(regB))
-            MRI->constrainRegClass(regA, MRI->getRegClass(regB));
-
-          MO.setReg(regA);
-
-          if (isCopy)
-            // Propagate SrcRegMap.
-            SrcRegMap[regA] = regB;
         }
+      }
 
-        if (AllUsesCopied) {
-          if (!IsEarlyClobber) {
-            // Replace other (un-tied) uses of regB with LastCopiedReg.
-            for (unsigned i = 0, e = mi->getNumOperands(); i != e; ++i) {
-              MachineOperand &MO = mi->getOperand(i);
-              if (MO.isReg() && MO.getReg() == regB && MO.isUse()) {
-                if (MO.isKill()) {
-                  MO.setIsKill(false);
-                  RemovedKillFlag = true;
-                }
-                MO.setReg(LastCopiedReg);
-              }
-            }
-          }
-
-          // Update live variables for regB.
-          if (RemovedKillFlag && LV && LV->getVarInfo(regB).removeKill(mi))
-            LV->addVirtualRegisterKilled(regB, prior(mi));
-
-        } else if (RemovedKillFlag) {
-          // Some tied uses of regB matched their destination registers, so
-          // regB is still used in this instruction, but a kill flag was
-          // removed from a different tied use of regB, so now we need to add
-          // a kill flag to one of the remaining uses of regB.
-          for (unsigned i = 0, e = mi->getNumOperands(); i != e; ++i) {
-            MachineOperand &MO = mi->getOperand(i);
-            if (MO.isReg() && MO.getReg() == regB && MO.isUse()) {
-              MO.setIsKill(true);
-              break;
-            }
-          }
-        }
-
-        // Schedule the source copy / remat inserted to form two-address
-        // instruction. FIXME: Does it matter the distance map may not be
-        // accurate after it's scheduled?
-        TII->scheduleTwoAddrSource(prior(mi), mi, *TRI);
-
-        MadeChange = true;
-
+      // Now iterate over the information collected above.
+      for (TiedOperandMap::iterator OI = TiedOperands.begin(),
+             OE = TiedOperands.end(); OI != OE; ++OI) {
+        processTiedPairs(mi, OI->second, Dist);
         DEBUG(dbgs() << "\t\trewrite to:\t" << *mi);
       }
 
@@ -1610,15 +1465,6 @@ bool TwoAddressInstructionPass::runOnMachineFunction(MachineFunction &MF) {
     }
   }
 
-  // Some remat'ed instructions are dead.
-  for (int i = ReMatRegs.find_first(); i != -1; i = ReMatRegs.find_next(i)) {
-    unsigned VReg = TargetRegisterInfo::index2VirtReg(i);
-    if (MRI->use_nodbg_empty(VReg)) {
-      MachineInstr *DefMI = MRI->getVRegDef(VReg);
-      DefMI->eraseFromParent();
-    }
-  }
-
   // Eliminate REG_SEQUENCE instructions. Their whole purpose was to preseve
   // SSA form. It's now safe to de-SSA.
   MadeChange |= EliminateRegSequences();
@@ -1912,10 +1758,6 @@ bool TwoAddressInstructionPass::EliminateRegSequences() {
         if (MO.isReg() && MO.isDef() && MO.getReg() == DstReg)
           MO.setIsUndef();
       }
-      // Make sure there is a full non-subreg imp-def operand on the
-      // instruction.  This shouldn't be necessary, but it seems that at least
-      // RAFast requires it.
-      Def->addRegisterDefined(DstReg, TRI);
       DEBUG(dbgs() << "First def: " << *Def);
     }