IR: Replace uses of ConstantAggrUniqueMap with ConstantUniqueMap
[oota-llvm.git] / lib / CodeGen / PrologEpilogInserter.cpp
index d3e1839d00e46b713d796053ae1cb652cb553bf4..9d332cad9c572e0f27df85b1c01b10e6da64c537 100644 (file)
 // This pass must be run after register allocation.  After this pass is
 // executed, it is illegal to construct MO_FrameIndex operands.
 //
-// This pass implements a shrink wrapping variant of prolog/epilog insertion:
-// - Places callee saved register (CSR) spills and restores in the CFG to
-//   tightly surround uses so that execution paths that do not use CSRs do not
-//   pay the spill/restore penalty.
-//
-// - Avoiding placment of spills/restores in loops: if a CSR is used inside a
-//   loop(nest), the spills are placed in the loop preheader, and restores are
-//   placed in the loop exit nodes (the successors of the loop _exiting_ nodes).
-//
-// - Covering paths without CSR uses: e.g. if a restore is placed in a join
-//   block, a matching spill is added to the end of all immediate predecessor
-//   blocks that are not reached by a spill. Similarly for saves placed in
-//   branch blocks.
-//
-// Shrink wrapping uses an analysis similar to the one in GVNPRE to determine
-// which basic blocks require callee-saved register save/restore code.
-//
-// This pass uses MachineDominators and MachineLoopInfo. Loop information
-// is used to prevent shrink wrapping of callee-saved register save/restore
-// code into loops.
-//
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
-#define DEBUG_TYPE "shrink-wrap"
-
-#include "llvm/CodeGen/Passes.h"
+#include "PrologEpilogInserter.h"
+#include "llvm/ADT/IndexedMap.h"
+#include "llvm/ADT/STLExtras.h"
+#include "llvm/ADT/SetVector.h"
+#include "llvm/ADT/SmallSet.h"
+#include "llvm/ADT/Statistic.h"
 #include "llvm/CodeGen/MachineDominators.h"
-#include "llvm/CodeGen/MachineLoopInfo.h"
-#include "llvm/CodeGen/MachineFunctionPass.h"
-#include "llvm/CodeGen/MachineInstr.h"
 #include "llvm/CodeGen/MachineFrameInfo.h"
+#include "llvm/CodeGen/MachineInstr.h"
+#include "llvm/CodeGen/MachineLoopInfo.h"
 #include "llvm/CodeGen/MachineModuleInfo.h"
 #include "llvm/CodeGen/MachineRegisterInfo.h"
 #include "llvm/CodeGen/RegisterScavenging.h"
-#include "llvm/Target/TargetMachine.h"
-#include "llvm/Target/TargetRegisterInfo.h"
-#include "llvm/Target/TargetFrameInfo.h"
-#include "llvm/Target/TargetInstrInfo.h"
-#include "llvm/ADT/SparseBitVector.h"
-#include "llvm/ADT/DenseMap.h"
-#include "llvm/ADT/PostOrderIterator.h"
-#include "llvm/ADT/Statistic.h"
+#include "llvm/CodeGen/StackProtector.h"
+#include "llvm/IR/DiagnosticInfo.h"
+#include "llvm/IR/InlineAsm.h"
+#include "llvm/IR/LLVMContext.h"
 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
 #include "llvm/Support/Compiler.h"
 #include "llvm/Support/Debug.h"
-#include "llvm/ADT/STLExtras.h"
+#include "llvm/Support/raw_ostream.h"
+#include "llvm/Target/TargetFrameLowering.h"
+#include "llvm/Target/TargetInstrInfo.h"
+#include "llvm/Target/TargetMachine.h"
+#include "llvm/Target/TargetRegisterInfo.h"
+#include "llvm/Target/TargetSubtargetInfo.h"
 #include <climits>
-#include <sstream>
 
 using namespace llvm;
 
-// Shrink Wrapping:
-static cl::opt<bool>
-ShrinkWrapping("shrink-wrap",
-  cl::desc("Apply shrink wrapping to callee-saved register spills/restores"));
-
-namespace {
-  struct VISIBILITY_HIDDEN PEI : public MachineFunctionPass {
-    static char ID;
-    PEI() : MachineFunctionPass(&ID) {}
-
-    const char *getPassName() const {
-      return "Prolog/Epilog Insertion & Frame Finalization";
-    }
-
-    virtual void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
-      AU.setPreservesCFG();
-      if (ShrinkWrapping) {
-        AU.addRequired<MachineLoopInfo>();
-        AU.addRequired<MachineDominatorTree>();
-      }
-      AU.addPreserved<MachineLoopInfo>();
-      AU.addPreserved<MachineDominatorTree>();
-      MachineFunctionPass::getAnalysisUsage(AU);
-    }
-
-    /// runOnMachineFunction - Insert prolog/epilog code and replace abstract
-    /// frame indexes with appropriate references.
-    ///
-    bool runOnMachineFunction(MachineFunction &Fn) {
-      const TargetRegisterInfo *TRI = Fn.getTarget().getRegisterInfo();
-      RS = TRI->requiresRegisterScavenging(Fn) ? new RegScavenger() : NULL;
-
-      // Get MachineModuleInfo so that we can track the construction of the
-      // frame.
-      if (MachineModuleInfo *MMI = getAnalysisIfAvailable<MachineModuleInfo>())
-        Fn.getFrameInfo()->setMachineModuleInfo(MMI);
-
-      // Allow the target machine to make some adjustments to the function
-      // e.g. UsedPhysRegs before calculateCalleeSavedRegisters.
-      TRI->processFunctionBeforeCalleeSavedScan(Fn, RS);
-
-      // Scan the function for modified callee saved registers and insert spill
-      // code for any callee saved registers that are modified.  Also calculate
-      // the MaxCallFrameSize and HasCalls variables for the function's frame
-      // information and eliminates call frame pseudo instructions.
-      calculateCalleeSavedRegisters(Fn);
-
-      // Determine placement of CSR spill/restore code:
-      //  - with shrink wrapping, place spills and restores to tightly
-      //    enclose regions in the Machine CFG of the function where
-      //    they are used. Without shrink wrapping
-      //  - default (no shrink wrapping), place all spills in the
-      //    entry block, all restores in return blocks.
-      placeCSRSpillsAndRestores(Fn);
-
-      // Add the code to save and restore the callee saved registers
-      insertCSRSpillsAndRestores(Fn);
-
-      // Allow the target machine to make final modifications to the function
-      // before the frame layout is finalized.
-      TRI->processFunctionBeforeFrameFinalized(Fn);
-
-      // Calculate actual frame offsets for all of the abstract stack objects...
-      calculateFrameObjectOffsets(Fn);
-
-      // Add prolog and epilog code to the function.  This function is required
-      // to align the stack frame as necessary for any stack variables or
-      // called functions.  Because of this, calculateCalleeSavedRegisters
-      // must be called before this function in order to set the HasCalls
-      // and MaxCallFrameSize variables.
-      insertPrologEpilogCode(Fn);
-
-      // Replace all MO_FrameIndex operands with physical register references
-      // and actual offsets.
-      //
-      replaceFrameIndices(Fn);
-
-      delete RS;
-      return true;
-    }
-
-  private:
-    RegScavenger *RS;
-
-    // MinCSFrameIndex, MaxCSFrameIndex - Keeps the range of callee saved
-    // stack frame indexes.
-    unsigned MinCSFrameIndex, MaxCSFrameIndex;
-
-    // Analysis info for spill/restore placement.
-    // "CSR": "callee saved register".
-
-    // CSRegSet contains indices into the Callee Saved Register Info
-    // vector built by calculateCalleeSavedRegisters() and accessed
-    // via MF.getFrameInfo()->getCalleeSavedInfo().
-    typedef SparseBitVector<> CSRegSet;
-
-    // CSRegBlockMap maps MachineBasicBlocks to sets of callee
-    // saved register indices.
-    typedef DenseMap<MachineBasicBlock*, CSRegSet> CSRegBlockMap;
-
-    // Set and maps for computing CSR spill/restore placement:
-    //  used in function (UsedCSRegs)
-    //  used in a basic block (CSRUsed)
-    //  anticipatable in a basic block (Antic{In,Out})
-    //  available in a basic block (Avail{In,Out})
-    //  to be spilled at the entry to a basic block (CSRSave)
-    //  to be restored at the end of a basic block (CSRRestore)
-
-    CSRegSet UsedCSRegs;
-    CSRegBlockMap CSRUsed;
-    CSRegBlockMap AnticIn, AnticOut;
-    CSRegBlockMap AvailIn, AvailOut;
-    CSRegBlockMap CSRSave;
-    CSRegBlockMap CSRRestore;
-
-    // Entry and return blocks of the current function.
-    MachineBasicBlock* EntryBlock;
-    SmallVector<MachineBasicBlock*, 4> ReturnBlocks;
-
-    // Flag to control shrink wrapping per-function:
-    // may choose to skip shrink wrapping for certain
-    // functions.
-    bool ShrinkWrapThisFunction;
-
-    bool calculateSets(MachineFunction &Fn);
-    void calculateAnticAvail(MachineFunction &Fn);
-    MachineBasicBlock* moveSpillsOutOfLoops(MachineFunction &Fn,
-                                            MachineBasicBlock* MBB);
-    void addRestoresForSBranchBlock(MachineFunction &Fn,
-                                    MachineBasicBlock* MBB);
-    void moveRestoresOutOfLoops(MachineFunction& Fn,
-                                MachineBasicBlock* MBB,
-                                std::vector<MachineBasicBlock*>& SBLKS);
-    void addSavesForRJoinBlocks(MachineFunction& Fn,
-                                std::vector<MachineBasicBlock*>& SBLKS);
-    void placeSpillsAndRestores(MachineFunction &Fn);
-    void placeCSRSpillsAndRestores(MachineFunction &Fn);
-    void calculateCalleeSavedRegisters(MachineFunction &Fn);
-    void insertCSRSpillsAndRestores(MachineFunction &Fn);
-    void calculateFrameObjectOffsets(MachineFunction &Fn);
-    void replaceFrameIndices(MachineFunction &Fn);
-    void insertPrologEpilogCode(MachineFunction &Fn);
-
-    // Initialize all shrink wrapping data.
-    void initShrinkWrappingInfo() {
-      UsedCSRegs.clear();
-      CSRUsed.clear();
-      AnticIn.clear();
-      AnticOut.clear();
-      AvailIn.clear();
-      AvailOut.clear();
-      CSRSave.clear();
-      CSRRestore.clear();
-      EntryBlock = 0;
-      if (! ReturnBlocks.empty())
-        ReturnBlocks.clear();
-      ShrinkWrapThisFunction = ShrinkWrapping;
-    }
-
-    // Convienences for dealing with machine loops.
-    MachineBasicBlock* getTopLevelLoopPreheader(MachineLoop* LP) {
-      assert(LP && "Machine loop is NULL.");
-      MachineBasicBlock* PHDR = LP->getLoopPreheader();
-      MachineLoop* PLP = LP->getParentLoop();
-      while (PLP) {
-        PHDR = PLP->getLoopPreheader();
-        PLP = PLP->getParentLoop();
-      }
-      return PHDR;
-    }
-
-    MachineLoop* getTopLevelLoopParent(MachineLoop *LP) {
-      if (LP == 0)
-        return 0;
-      MachineLoop* PLP = LP->getParentLoop();
-      while (PLP) {
-        LP = PLP;
-        PLP = PLP->getParentLoop();
-      }
-      return LP;
-    }
-
-#ifndef NDEBUG
-    // Debugging methods.
-    static std::string getBasicBlockName(const MachineBasicBlock* MBB) {
-      std::ostringstream name;
-      if (MBB) {
-        if (MBB->getBasicBlock())
-          name << MBB->getBasicBlock()->getName();
-        else
-          name << "_MBB_" << MBB->getNumber();
-      }
-      return name.str();
-    }
-
-    static std::string stringifyCSRegSet(const CSRegSet& s,
-                                         MachineFunction &Fn) {
-      const TargetRegisterInfo* TRI = Fn.getTarget().getRegisterInfo();
-      const std::vector<CalleeSavedInfo> CSI =
-        Fn.getFrameInfo()->getCalleeSavedInfo();
-
-      std::ostringstream srep;
-      if (CSI.size() == 0) {
-        srep << "[]";
-        return srep.str();
-      }
-      srep << "[";
-      CSRegSet::iterator I = s.begin(), E = s.end();
-      if (I != E) {
-        unsigned reg = CSI[*I].getReg();
-        srep << TRI->getName(reg);
-        for (++I; I != E; ++I) {
-          reg = CSI[*I].getReg();
-          srep << ",";
-          srep << TRI->getName(reg);
-        }
-      }
-      srep << "]";
-      return srep.str();
-    }
-
-    static void dumpSet(const CSRegSet& s, MachineFunction &Fn) {
-      DOUT << stringifyCSRegSet(s, Fn) << "\n";
-    }
-#endif
-
-  };
-  char PEI::ID = 0;
-}
-
-/// createPrologEpilogCodeInserter - This function returns a pass that inserts
-/// prolog and epilog code, and eliminates abstract frame references.
-///
-FunctionPass *llvm::createPrologEpilogCodeInserter() { return new PEI(); }
-
-
-/// placeCSRSpillsAndRestores - determine which MBBs of the function
-/// need save, restore code for callee-saved registers by doing a DF analysis
-/// similar to the one used in code motion (GVNPRE). This produces maps of MBBs
-/// to sets of registers (CSRs) for saves and restores. MachineLoopInfo
-/// is used to ensure that CSR save/restore code is not placed inside loops.
-/// This function computes the maps of MBBs -> CSRs to spill and restore
-/// in CSRSave, CSRRestore.
-///
-/// If shrink wrapping is not being performed, place all spills in
-/// the entry block, all restores in return blocks. In this case,
-/// CSRSave has a single mapping, CSRRestore has mappings for each
-/// return block.
-///
-void PEI::placeCSRSpillsAndRestores(MachineFunction &Fn) {
-
-#ifndef NDEBUG
-  DOUT << "Place CSR spills/restores for "
-       << Fn.getFunction()->getName() << "\n";
-#endif
-
-  initShrinkWrappingInfo();
-
-  if (calculateSets(Fn))
-    placeSpillsAndRestores(Fn);
+#define DEBUG_TYPE "pei"
+
+char PEI::ID = 0;
+char &llvm::PrologEpilogCodeInserterID = PEI::ID;
+
+static cl::opt<unsigned>
+WarnStackSize("warn-stack-size", cl::Hidden, cl::init((unsigned)-1),
+              cl::desc("Warn for stack size bigger than the given"
+                       " number"));
+
+INITIALIZE_PASS_BEGIN(PEI, "prologepilog",
+                "Prologue/Epilogue Insertion", false, false)
+INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(MachineLoopInfo)
+INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(MachineDominatorTree)
+INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(StackProtector)
+INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(TargetPassConfig)
+INITIALIZE_PASS_END(PEI, "prologepilog",
+                    "Prologue/Epilogue Insertion & Frame Finalization",
+                    false, false)
+
+STATISTIC(NumScavengedRegs, "Number of frame index regs scavenged");
+STATISTIC(NumBytesStackSpace,
+          "Number of bytes used for stack in all functions");
+
+void PEI::getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
+  AU.setPreservesCFG();
+  AU.addPreserved<MachineLoopInfo>();
+  AU.addPreserved<MachineDominatorTree>();
+  AU.addRequired<StackProtector>();
+  AU.addRequired<TargetPassConfig>();
+  MachineFunctionPass::getAnalysisUsage(AU);
 }
 
-/// calculateAnticAvail - helper for computing the data flow
-/// sets required for determining spill/restore placements.
-///
-void PEI::calculateAnticAvail(MachineFunction &Fn) {
-
-  // Calulate Antic{In,Out} and Avail{In,Out} iteratively on the MCFG.
-  bool changed = true;
-  unsigned iterations = 0;
-  while (changed) {
-    changed = false;
-    for (MachineFunction::iterator MBBI = Fn.begin(), MBBE = Fn.end();
-         MBBI != MBBE; ++MBBI) {
-      MachineBasicBlock* MBB = MBBI;
-
-      // AnticOut[MBB] = INTERSECT(AnticIn[S] for S in SUCC(MBB))
-      MachineBasicBlock::succ_iterator SI = MBB->succ_begin(),
-        SE = MBB->succ_end();
-      if (SI != SE) {
-        CSRegSet prevAnticOut = AnticOut[MBB];
-        MachineBasicBlock* SUCC = *SI;
-        AnticOut[MBB] = AnticIn[SUCC];
-        for (++SI; SI != SE; ++SI) {
-          SUCC = *SI;
-          AnticOut[MBB] &= AnticIn[SUCC];
-        }
-        if (prevAnticOut != AnticOut[MBB])
-          changed = true;
-      }
-      // AnticIn[MBB] = CSRUsed[MBB] | AnticOut[MBB];
-      CSRegSet prevAnticIn = AnticIn[MBB];
-      AnticIn[MBB] = CSRUsed[MBB] | AnticOut[MBB];
-      if (prevAnticIn |= AnticIn[MBB])
-        changed = true;
-
-      // AvailIn[MBB] = INTERSECT(AvailOut[S] for S in PRED(MBB))
-      MachineBasicBlock::pred_iterator PI = MBB->pred_begin(),
-        PE = MBB->pred_end();
-      if (PI != PE) {
-        CSRegSet prevAvailIn = AvailIn[MBB];
-        MachineBasicBlock* PRED = *PI;
-        AvailIn[MBB] = AvailOut[PRED];
-        for (++PI; PI != PE; ++PI) {
-          PRED = *PI;
-          AvailIn[MBB] &= AvailOut[PRED];
-        }
-        if (prevAvailIn != AvailIn[MBB])
-          changed = true;
-      }
-      // AvailOut[MBB] = CSRUsed[MBB] | AvailIn[MBB];
-      CSRegSet prevAvailOut = AvailOut[MBB];
-      AvailOut[MBB] = CSRUsed[MBB] | AvailIn[MBB];
-      if (prevAvailOut |= AvailOut[MBB])
-        changed = true;
-    }
-    ++iterations;
-  }
-
-  // EXP
-  AnticIn[EntryBlock].clear();
-  AnticOut[EntryBlock].clear();
-
-#ifndef NDEBUG
-  DOUT << "-----------------------------------------------------------\n";
-  DOUT << "iterations = " << iterations << "\n";
-  DOUT << "-----------------------------------------------------------\n";
-  DOUT << "MBB | ANTIC_IN | ANTIC_OUT | AVAIL_IN | AVAIL_OUT\n";
-  DOUT << "-----------------------------------------------------------\n";
-  for (MachineFunction::iterator MBBI = Fn.begin(), MBBE = Fn.end();
-       MBBI != MBBE; ++MBBI) {
-    MachineBasicBlock* MBB = MBBI;
-
-    DOUT << getBasicBlockName(MBB) << " | "
-         << stringifyCSRegSet(AnticIn[MBB], Fn)
-         << " | "
-         << stringifyCSRegSet(AnticOut[MBB], Fn)
-         << " | "
-         << stringifyCSRegSet(AvailIn[MBB], Fn)
-         << " | "
-         << stringifyCSRegSet(AvailOut[MBB], Fn)
-         << "\n";
-  }
-#endif
+bool PEI::isReturnBlock(MachineBasicBlock* MBB) {
+  return (MBB && !MBB->empty() && MBB->back().isReturn());
 }
 
-/// calculateSets - helper function for placeCSRSpillsAndRestores,
-/// collect the CSRs used in this function, develop the DF sets that
-/// describe the minimal regions in the Machine CFG around which spills,
-/// restores must be placed.
-///
-/// This function decides if shrink wrapping should actually be done:
-///   if all CSR uses are in the entry block, no shrink wrapping is possible,
-///   so ShrinkWrapping is turned off (for the current function) and the
-///   function returns false.
-///
-bool PEI::calculateSets(MachineFunction &Fn) {
-
+/// Compute the set of return blocks
+void PEI::calculateSets(MachineFunction &Fn) {
   // Sets used to compute spill, restore placement sets.
-  const std::vector<CalleeSavedInfo> CSI =
+  const std::vector<CalleeSavedInfo> &CSI =
     Fn.getFrameInfo()->getCalleeSavedInfo();
 
   // If no CSRs used, we are done.
-  if (CSI.empty()) {
-#ifndef NDEBUG
-    DOUT << Fn.getFunction()->getName()
-         << " uses no callee-saved registers.\n";
-#endif
-    return false;
-  }
-
-#ifndef NDEBUG
-  DOUT << "-----------------------------------------------------------\n";
-#endif
-
-  const TargetRegisterInfo *TRI = Fn.getTarget().getRegisterInfo();
-  bool allCSRUsesInEntryBlock = true;
-
-  // Initialize UsedCSRegs set, CSRUsed map.
-  // At the same time, put entry block directly into
-  // CSRSave, CSRRestore sets if any CSRs are used.
-  //
-  // Quick exit option (not implemented):
-  //   Given N CSR uses in entry block,
-  //   revert to default behavior, skip the placement
-  //   step and put all saves in entry, restores in
-  //   return blocks.
+  if (CSI.empty())
+    return;
 
-  // Set up entry and return blocks.
+  // Save refs to entry and return blocks.
   EntryBlock = Fn.begin();
   for (MachineFunction::iterator MBB = Fn.begin(), E = Fn.end();
        MBB != E; ++MBB)
-    if (!MBB->empty() && MBB->back().getDesc().isReturn())
+    if (isReturnBlock(MBB))
       ReturnBlocks.push_back(MBB);
 
-  // TODO -- check for a use of a CSR in each imm. successor of EntryBlock,
-  // do not shrink wrap this function if this is the case.
-
-  // If not shrink wrapping (this function) at this point, set bits in
-  // CSR{Save,Restore}[] and UsedCSRegs, then return.
-  if (! ShrinkWrapThisFunction) {
-    for (unsigned inx = 0, e = CSI.size(); inx != e; ++inx) {
-      UsedCSRegs.set(inx);
-      CSRSave[EntryBlock].set(inx);
-      for (unsigned ri = 0, re = ReturnBlocks.size(); ri != re; ++ri)
-        CSRRestore[ReturnBlocks[ri]].set(inx);
-    }
-    return false;
-  }
-
-  // Walk instructions in all MBBs, create basic sets, choose
-  // whether or not to shrink wrap this function.
-  for (MachineFunction::iterator MBBI = Fn.begin(), MBBE = Fn.end();
-       MBBI != MBBE; ++MBBI) {
-    MachineBasicBlock* MBB = MBBI;
-    for (MachineBasicBlock::iterator I = MBB->begin(); I != MBB->end(); ++I) {
-      for (unsigned inx = 0, e = CSI.size(); inx != e; ++inx) {
-        unsigned Reg = CSI[inx].getReg();
-        // If instruction I reads or modifies Reg, add it to UsedCSRegs,
-        // CSRUsed map for the current block.
-        for (unsigned opInx = 0, opEnd = I->getNumOperands();
-             opInx != opEnd; ++opInx) {
-          const MachineOperand &MO = I->getOperand(opInx);
-          if (! (MO.isReg() && (MO.isUse() || MO.isDef())))
-            continue;
-          unsigned MOReg = MO.getReg();
-          if (!MOReg)
-            continue;
-          if (MOReg == Reg ||
-              (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(MOReg) &&
-               TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(Reg) &&
-               TRI->isSubRegister(MOReg, Reg))) {
-            // CSR Reg is defined/used in block MBB.
-            UsedCSRegs.set(inx);
-            CSRUsed[MBB].set(inx);
-            // Short-circuit analysis for entry, return blocks:
-            // if a CSR is used in the entry block, add it directly
-            // to CSRSave[EntryBlock] and to CSRRestore[R] for R
-            // in ReturnBlocks. Note CSR uses in non-entry blocks.
-            if (ShrinkWrapThisFunction) {
-              if (MBB == EntryBlock) {
-                CSRSave[MBB].set(inx);
-                for (unsigned ri = 0, re = ReturnBlocks.size(); ri != re; ++ri)
-                  CSRRestore[ReturnBlocks[ri]].set(inx);
-              } else
-                allCSRUsesInEntryBlock = false;
-            } else {
-              // Not shrink wrapping => ensure saves/restores are correctly
-              // added for entry, return blocks.
-              CSRSave[EntryBlock].set(inx);
-              for (unsigned ri = 0, re = ReturnBlocks.size(); ri != re; ++ri)
-                CSRRestore[ReturnBlocks[ri]].set(inx);
-            }
-          }
-        }
-      }
-    }
-#ifndef NDEBUG
-    DOUT << "CSRUsed[" << getBasicBlockName(MBB) << "] = "
-         << stringifyCSRegSet(CSRUsed[MBB], Fn) << "\n";
-#endif
-  }
-
-#ifndef NDEBUG
-  DOUT << "UsedCSRegs = " << stringifyCSRegSet(UsedCSRegs, Fn) << "\n";
-#endif
-
-  // Early exit:
-  // 1. Not asked to do shrink wrapping => just "place" all spills(restores)
-  //    in the entry(return) block(s), already done above.
-  // 2. All CSR uses in entry block => same as case 1, but say we will
-  //    not shrink wrap the current function.
-  ShrinkWrapThisFunction = (ShrinkWrapping &&
-                            ShrinkWrapThisFunction &&
-                            ! allCSRUsesInEntryBlock);
-  if (! ShrinkWrapThisFunction) {
-    return false;
-  }
-
-  calculateAnticAvail(Fn);
-
-  return true;
+  return;
 }
 
-/// moveSpillsOutOfLoops - helper for placeSpillsAndRestores() which
-/// relocates a spill from a subgraph in a loop to the loop preheader.
-/// Returns the MBB to which saves have been moved, or the given MBB
-/// if it is a branch point.
-///
-MachineBasicBlock* PEI::moveSpillsOutOfLoops(MachineFunction &Fn,
-                                             MachineBasicBlock* MBB) {
-  if (MBB == 0 || CSRSave[MBB].empty())
-    return 0;
-
-  // Block to which saves are moved.
-  MachineBasicBlock* DEST = 0;
-  MachineLoopInfo &LI = getAnalysis<MachineLoopInfo>();
-
-  if (MachineLoop* LP = LI.getLoopFor(MBB)) {
-    MachineBasicBlock* LPH = getTopLevelLoopPreheader(LP);
-    assert(LPH && "Loop has no top level preheader?");
-
-#ifndef NDEBUG
-    DOUT << "Moving saves of "
-         << stringifyCSRegSet(CSRSave[MBB], Fn)
-         << " from " << getBasicBlockName(MBB)
-         << " to " << getBasicBlockName(LPH) << "\n";
-#endif
-    // Add CSRegSet from MBB to LPH, empty out MBB's CSRegSet.
-    CSRSave[LPH] |= CSRSave[MBB];
-    // If saves moved to entry block, add restores to returns.
-    if (LPH == EntryBlock) {
-      for (unsigned i = 0, e = ReturnBlocks.size(); i != e; ++i)
-        CSRRestore[ReturnBlocks[i]] |= CSRSave[MBB];
-    } else {
-      // Remember where we moved the save so we can add
-      // restores on successor paths if necessary.
-      if (LPH->succ_size() > 1)
-        DEST = LPH;
-    }
-    CSRSave[MBB].clear();
-  } else if (MBB->succ_size() > 1)
-    DEST = MBB;
-  return DEST;
-}
+/// StackObjSet - A set of stack object indexes
+typedef SmallSetVector<int, 8> StackObjSet;
 
-/// addRestoresForSBranchBlock - helper for placeSpillsAndRestores() which
-/// adds restores of CSRs saved in branch point MBBs to the front of any
-/// successor blocks connected to regions with no uses of the saved CSRs.
+/// runOnMachineFunction - Insert prolog/epilog code and replace abstract
+/// frame indexes with appropriate references.
 ///
-void PEI::addRestoresForSBranchBlock(MachineFunction &Fn,
-                                     MachineBasicBlock* MBB) {
-
-  if (MBB == 0 || CSRSave[MBB].empty() || MBB->succ_size() < 2)
-    return;
-
-  // Add restores of CSRs saved in branch point MBBs to the
-  // front of any succ blocks flowing into regions that
-  // have no uses of MBB's CSRs.
-  bool hasCSRUses = false;
-  for (MachineBasicBlock::succ_iterator SI = MBB->succ_begin(),
-         SE = MBB->succ_end(); SI != SE; ++SI) {
-    MachineBasicBlock* SUCC = *SI;
-    bool needsRestore = false;
-    if (CSRUsed[SUCC].intersects(CSRSave[MBB])) {
-      hasCSRUses = true;
-      continue;
-    }
-    needsRestore = true;
-    for (df_iterator<MachineBasicBlock*> BI = df_begin(SUCC),
-           BE = df_end(SUCC); BI != BE; ++BI) {
-      MachineBasicBlock* SBB = *BI;
-      if (CSRUsed[SBB].intersects(CSRSave[MBB])) {
-        hasCSRUses = true;
-        needsRestore = false;
-        break;
-      }
-    }
-    // Additional restores are needed for SUCC iff there is at least
-    // one CSR use reachable from the successors of MBB and there
-    // are no uses in or below SUCC.
-    if (needsRestore && hasCSRUses) {
-#ifndef NDEBUG
-      DOUT << "MBB " << getBasicBlockName(MBB)
-           << " needs a restore on path to successor "
-           << getBasicBlockName(SUCC) << "\n";
-#endif
-      // Add restores to SUCC for all CSRs saved in MBB...
-      CSRRestore[SUCC] = CSRSave[MBB];
-    }
+bool PEI::runOnMachineFunction(MachineFunction &Fn) {
+  const Function* F = Fn.getFunction();
+  const TargetRegisterInfo *TRI = Fn.getSubtarget().getRegisterInfo();
+  const TargetFrameLowering *TFI = Fn.getSubtarget().getFrameLowering();
+
+  assert(!Fn.getRegInfo().getNumVirtRegs() && "Regalloc must assign all vregs");
+
+  RS = TRI->requiresRegisterScavenging(Fn) ? new RegScavenger() : nullptr;
+  FrameIndexVirtualScavenging = TRI->requiresFrameIndexScavenging(Fn);
+
+  // Calculate the MaxCallFrameSize and AdjustsStack variables for the
+  // function's frame information. Also eliminates call frame pseudo
+  // instructions.
+  calculateCallsInformation(Fn);
+
+  // Allow the target machine to make some adjustments to the function
+  // e.g. UsedPhysRegs before calculateCalleeSavedRegisters.
+  TFI->processFunctionBeforeCalleeSavedScan(Fn, RS);
+
+  // Scan the function for modified callee saved registers and insert spill code
+  // for any callee saved registers that are modified.
+  calculateCalleeSavedRegisters(Fn);
+
+  // Determine placement of CSR spill/restore code:
+  // place all spills in the entry block, all restores in return blocks.
+  calculateSets(Fn);
+
+  // Add the code to save and restore the callee saved registers
+  if (!F->hasFnAttribute(Attribute::Naked))
+    insertCSRSpillsAndRestores(Fn);
+
+  // Allow the target machine to make final modifications to the function
+  // before the frame layout is finalized.
+  TFI->processFunctionBeforeFrameFinalized(Fn, RS);
+
+  // Calculate actual frame offsets for all abstract stack objects...
+  calculateFrameObjectOffsets(Fn);
+
+  // Add prolog and epilog code to the function.  This function is required
+  // to align the stack frame as necessary for any stack variables or
+  // called functions.  Because of this, calculateCalleeSavedRegisters()
+  // must be called before this function in order to set the AdjustsStack
+  // and MaxCallFrameSize variables.
+  if (!F->hasFnAttribute(Attribute::Naked))
+    insertPrologEpilogCode(Fn);
+
+  // Replace all MO_FrameIndex operands with physical register references
+  // and actual offsets.
+  //
+  replaceFrameIndices(Fn);
+
+  // If register scavenging is needed, as we've enabled doing it as a
+  // post-pass, scavenge the virtual registers that frame index elimination
+  // inserted.
+  if (TRI->requiresRegisterScavenging(Fn) && FrameIndexVirtualScavenging)
+    scavengeFrameVirtualRegs(Fn);
+
+  // Clear any vregs created by virtual scavenging.
+  Fn.getRegInfo().clearVirtRegs();
+
+  // Warn on stack size when we exceeds the given limit.
+  MachineFrameInfo *MFI = Fn.getFrameInfo();
+  uint64_t StackSize = MFI->getStackSize();
+  if (WarnStackSize.getNumOccurrences() > 0 && WarnStackSize < StackSize) {
+    DiagnosticInfoStackSize DiagStackSize(*F, StackSize);
+    F->getContext().diagnose(DiagStackSize);
   }
-}
-
-/// moveRestoresOutOfLoops - helper for placeSpillsAndRestores() which
-/// relocates restores from a subgraph in a loop to the loop exit blocks.
-/// This function records the MBBs to which restores have been moved in
-/// SBLKS. If no restores are moved, SBLKS contains the input MBB if it
-/// is a join point in the Machine CFG.
-///
-void PEI::moveRestoresOutOfLoops(MachineFunction& Fn,
-                                 MachineBasicBlock* MBB,
-                                 std::vector<MachineBasicBlock*>& SBLKS) {
-
-  SBLKS.clear();
-  if (MBB == 0 || CSRRestore[MBB].empty())
-    return;
-
-  MachineLoopInfo &LI = getAnalysis<MachineLoopInfo>();
-
-  if (MachineLoop* LP = LI.getLoopFor(MBB)) {
-    LP = getTopLevelLoopParent(LP);
-    assert(LP && "Loop with no top level parent?");
 
-    SmallVector<MachineBasicBlock*, 4> exitBlocks;
-
-    LP->getExitBlocks(exitBlocks);
-    assert(exitBlocks.size() > 0 &&
-           "Loop has no top level exit blocks?");
-    for (unsigned i = 0, e = exitBlocks.size(); i != e; ++i) {
-      MachineBasicBlock* EXB = exitBlocks[i];
+  delete RS;
+  ReturnBlocks.clear();
+  return true;
+}
 
-#ifndef NDEBUG
-      DOUT << "Moving restores of "
-           << stringifyCSRegSet(CSRRestore[MBB], Fn)
-           << " from " << getBasicBlockName(MBB)
-           << " to " << getBasicBlockName(EXB) << "\n";
-#endif
+/// calculateCallsInformation - Calculate the MaxCallFrameSize and AdjustsStack
+/// variables for the function's frame information and eliminate call frame
+/// pseudo instructions.
+void PEI::calculateCallsInformation(MachineFunction &Fn) {
+  const TargetInstrInfo &TII = *Fn.getSubtarget().getInstrInfo();
+  const TargetFrameLowering *TFI = Fn.getSubtarget().getFrameLowering();
+  MachineFrameInfo *MFI = Fn.getFrameInfo();
 
-      // Add CSRegSet from MBB to LPE, empty out MBB's CSRegSet.
-      CSRRestore[EXB] |= CSRRestore[MBB];
-      if (EXB->pred_size() > 1)
-        SBLKS.push_back(EXB);
-    }
-    CSRRestore[MBB].clear();
-  } else if (MBB->pred_size() > 1)
-    SBLKS.push_back(MBB);
-}
+  unsigned MaxCallFrameSize = 0;
+  bool AdjustsStack = MFI->adjustsStack();
 
-/// addSavesForRJoinBlocks - Add saves of CSRs restored in join point MBBs
-/// to the ends of any pred blocks that flow into MBB from regions that
-/// have no uses of MBB's CSRs.
-///
-void PEI::addSavesForRJoinBlocks(MachineFunction& Fn,
-                                 std::vector<MachineBasicBlock*>& SBLKS) {
+  // Get the function call frame set-up and tear-down instruction opcode
+  int FrameSetupOpcode   = TII.getCallFrameSetupOpcode();
+  int FrameDestroyOpcode = TII.getCallFrameDestroyOpcode();
 
-  if (SBLKS.empty())
+  // Early exit for targets which have no call frame setup/destroy pseudo
+  // instructions.
+  if (FrameSetupOpcode == -1 && FrameDestroyOpcode == -1)
     return;
 
-  for (unsigned i = 0, e = SBLKS.size(); i != e; ++i) {
-    MachineBasicBlock* MBB = SBLKS[i];
-    if (MBB->pred_size() > 1) {
-      bool needsSave = false;
-      for (MachineBasicBlock::pred_iterator PI = MBB->pred_begin(),
-             PE = MBB->pred_end(); PI != PE; ++PI) {
-        MachineBasicBlock* PRED = *PI;
-
-        // Walk back up in the CFG from the preds of MBB, look for
-        // a block that uses any CSR that is restored in MBB.
-        if (CSRUsed[PRED].intersects(CSRRestore[MBB]))
-          continue;
-        needsSave = true;
-        for (idf_iterator<MachineBasicBlock*> PPI = idf_begin(PRED),
-               PPE = idf_end(PRED); PPI != PPE; ++PPI) {
-          MachineBasicBlock* PBB = *PPI;
-          if (CSRUsed[PBB].intersects(CSRRestore[MBB])) {
-            needsSave = false;
-            break;
-          }
-        }
-        if (needsSave) {
-          // Add saves to PRED for all CSRs restored in MBB...
-#ifndef NDEBUG
-          DOUT << "MBB " << getBasicBlockName(MBB)
-               << " needs a save on path from predecessor "
-               << getBasicBlockName(PRED) << "\n";
-#endif
-          CSRSave[PRED] = CSRRestore[MBB];
-        }
-      }
-    }
-  }
-}
-
-/// placeSpillsAndRestores - decide which MBBs need spills, restores
-/// of CSRs.
-///
-void PEI::placeSpillsAndRestores(MachineFunction &Fn) {
-
-#ifndef NDEBUG
-  DOUT << "-----------------------------------------------------------\n";
-#endif
-
-  // Calculate CSR{Save,Restore} using Antic, Avail on the Machine-CFG.
-  for (MachineFunction::iterator MBBI = Fn.begin(), MBBE = Fn.end();
-       MBBI != MBBE; ++MBBI) {
-    MachineBasicBlock* MBB = MBBI;
-    // Entry block saves are recorded in UsedCSRegs pass above.
-    if (MBB != EntryBlock) {
-      // Intersect (CSRegs - AnticIn[P]) for all predecessors P of MBB
-      CSRegSet anticInPreds;
-      MachineBasicBlock::pred_iterator PI = MBB->pred_begin(),
-        PE = MBB->pred_end();
-      if (PI != PE) {
-        MachineBasicBlock* PRED = *PI;
-        anticInPreds = UsedCSRegs - AnticIn[PRED];
-        for (++PI; PI != PE; ++PI) {
-          PRED = *PI;
-          // Handle self loop.
-          if (PRED != MBB)
-            anticInPreds &= (UsedCSRegs - AnticIn[PRED]);
-        }
-      }
-      // CSRSave[MBB] = (AnticIn[MBB] - AvailIn[MBB]) & anticInPreds
-      CSRSave[MBB] = (AnticIn[MBB] - AvailIn[MBB]) & anticInPreds;
-
-      // Remove the CSRs that are saved in the entry block
-      if (! CSRSave[MBB].empty() && ! CSRSave[EntryBlock].empty())
-        CSRSave[MBB] = CSRSave[MBB] - CSRSave[EntryBlock];
-
-      // Move saves inside loops to the preheaders of the outermost
-      // containing loops, add restores to blocks reached by saves
-      // placed at branch points where necessary.
-      if (MachineBasicBlock* DESTBB = moveSpillsOutOfLoops(Fn, MBB)) {
-        // Add restores to blocks reached by saves placed at branch
-        // points where necessary.
-        addRestoresForSBranchBlock(Fn, DESTBB);
+  std::vector<MachineBasicBlock::iterator> FrameSDOps;
+  for (MachineFunction::iterator BB = Fn.begin(), E = Fn.end(); BB != E; ++BB)
+    for (MachineBasicBlock::iterator I = BB->begin(); I != BB->end(); ++I)
+      if (I->getOpcode() == FrameSetupOpcode ||
+          I->getOpcode() == FrameDestroyOpcode) {
+        assert(I->getNumOperands() >= 1 && "Call Frame Setup/Destroy Pseudo"
+               " instructions should have a single immediate argument!");
+        unsigned Size = I->getOperand(0).getImm();
+        if (Size > MaxCallFrameSize) MaxCallFrameSize = Size;
+        AdjustsStack = true;
+        FrameSDOps.push_back(I);
+      } else if (I->isInlineAsm()) {
+        // Some inline asm's need a stack frame, as indicated by operand 1.
+        unsigned ExtraInfo = I->getOperand(InlineAsm::MIOp_ExtraInfo).getImm();
+        if (ExtraInfo & InlineAsm::Extra_IsAlignStack)
+          AdjustsStack = true;
       }
-    }
 
-#ifndef NDEBUG
-    if (! CSRSave[MBB].empty())
-      DOUT << "SAVE[" << getBasicBlockName(MBB) << "] = "
-           << stringifyCSRegSet(CSRSave[MBB], Fn) << "\n";
-#endif
-
-    // Compute CSRRestore, which may already be set for return blocks.
-    if (! CSRRestore[MBB].empty() || MBB->pred_size() == 0)
-      continue;
+  MFI->setAdjustsStack(AdjustsStack);
+  MFI->setMaxCallFrameSize(MaxCallFrameSize);
 
-    // Intersect (CSRegs - AvailOut[S]) for all successors S of MBB
-    CSRegSet availOutSucc;
-    MachineBasicBlock::succ_iterator SI = MBB->succ_begin(),
-      SE = MBB->succ_end();
-    if (SI != SE) {
-      MachineBasicBlock* SUCC = *SI;
-      availOutSucc = UsedCSRegs - AvailOut[SUCC];
-      for (++SI; SI != SE; ++SI) {
-        SUCC = *SI;
-        // Handle self loop.
-        if (SUCC != MBB)
-          availOutSucc &= (UsedCSRegs - AvailOut[SUCC]);
-      }
-    } else if (! CSRUsed[MBB].empty()) {
-      // Take care of uses in return blocks (which have no successors).
-      availOutSucc = UsedCSRegs;
-    }
-    // CSRRestore[MBB] = (AvailOut[MBB] - AnticOut[MBB]) & availOutSucc
-    CSRRestore[MBB] = (AvailOut[MBB] - AnticOut[MBB]) & availOutSucc;
-
-    // Remove the CSRs that are restored in the return blocks.
-    // Lest this be confusing, note that:
-    // CSRSave[EntryBlock] == CSRRestore[B] for all B in ReturnBlocks.
-    if (! CSRRestore[MBB].empty() && ! CSRSave[EntryBlock].empty())
-      CSRRestore[MBB] = CSRRestore[MBB] - CSRSave[EntryBlock];
-
-    // Move restores inside loops to the exits of the outermost (top level)
-    // containing loops.
-    std::vector<MachineBasicBlock*> saveBlocks;
-    moveRestoresOutOfLoops(Fn, MBB, saveBlocks);
-
-    // Add saves of CSRs restored in join point MBBs to the ends
-    // of any pred blocks that flow into MBB from regions that
-    // have no uses of MBB's CSRs.
-    addSavesForRJoinBlocks(Fn, saveBlocks);
-
-#ifndef NDEBUG
-    if (! CSRRestore[MBB].empty())
-      DOUT << "RESTORE[" << getBasicBlockName(MBB) << "] = "
-           << stringifyCSRegSet(CSRRestore[MBB], Fn) << "\n";
-#endif
-  }
+  for (std::vector<MachineBasicBlock::iterator>::iterator
+         i = FrameSDOps.begin(), e = FrameSDOps.end(); i != e; ++i) {
+    MachineBasicBlock::iterator I = *i;
 
-#ifndef NDEBUG
-  DOUT << "-----------------------------------------------------------\n";
-  DOUT << "Final SAVE, RESTORE:\n";
-  DOUT << "-----------------------------------------------------------\n";
-  for (MachineFunction::iterator MBB = Fn.begin(), E = Fn.end();
-       MBB != E; ++MBB) {
-    if (! CSRSave[MBB].empty()) {
-      DOUT << "SAVE[" << getBasicBlockName(MBB) << "] = "
-           << stringifyCSRegSet(CSRSave[MBB], Fn);
-      if (CSRRestore[MBB].empty())
-        DOUT << "\n";
-    }
-    if (! CSRRestore[MBB].empty()) {
-      if (! CSRSave[MBB].empty())
-        DOUT << "    ";
-      DOUT << "RESTORE[" << getBasicBlockName(MBB) << "] = "
-           << stringifyCSRegSet(CSRRestore[MBB], Fn) << "\n";
-    }
+    // If call frames are not being included as part of the stack frame, and
+    // the target doesn't indicate otherwise, remove the call frame pseudos
+    // here. The sub/add sp instruction pairs are still inserted, but we don't
+    // need to track the SP adjustment for frame index elimination.
+    if (TFI->canSimplifyCallFramePseudos(Fn))
+      TFI->eliminateCallFramePseudoInstr(Fn, *I->getParent(), I);
   }
-#endif
 }
 
+
 /// calculateCalleeSavedRegisters - Scan the function for modified callee saved
-/// registers.  Also calculate the MaxCallFrameSize and HasCalls variables for
-/// the function's frame information and eliminates call frame pseudo
-/// instructions.
-///
-void PEI::calculateCalleeSavedRegisters(MachineFunction &Fn) {
-  const TargetRegisterInfo *RegInfo = Fn.getTarget().getRegisterInfo();
-  const TargetFrameInfo *TFI = Fn.getTarget().getFrameInfo();
+/// registers.
+void PEI::calculateCalleeSavedRegisters(MachineFunction &F) {
+  const TargetRegisterInfo *RegInfo = F.getSubtarget().getRegisterInfo();
+  const TargetFrameLowering *TFI = F.getSubtarget().getFrameLowering();
+  MachineFrameInfo *MFI = F.getFrameInfo();
 
   // Get the callee saved register list...
-  const unsigned *CSRegs = RegInfo->getCalleeSavedRegs(&Fn);
-
-  // Get the function call frame set-up and tear-down instruction opcode
-  int FrameSetupOpcode   = RegInfo->getCallFrameSetupOpcode();
-  int FrameDestroyOpcode = RegInfo->getCallFrameDestroyOpcode();
+  const MCPhysReg *CSRegs = RegInfo->getCalleeSavedRegs(&F);
 
   // These are used to keep track the callee-save area. Initialize them.
   MinCSFrameIndex = INT_MAX;
   MaxCSFrameIndex = 0;
 
-  // Early exit for targets which have no callee saved registers and no call
-  // frame setup/destroy pseudo instructions.
-  if ((CSRegs == 0 || CSRegs[0] == 0) &&
-      FrameSetupOpcode == -1 && FrameDestroyOpcode == -1)
+  // Early exit for targets which have no callee saved registers.
+  if (!CSRegs || CSRegs[0] == 0)
     return;
 
-  unsigned MaxCallFrameSize = 0;
-  bool HasCalls = false;
-
-  std::vector<MachineBasicBlock::iterator> FrameSDOps;
-  for (MachineFunction::iterator BB = Fn.begin(), E = Fn.end(); BB != E; ++BB)
-    for (MachineBasicBlock::iterator I = BB->begin(); I != BB->end(); ++I)
-      if (I->getOpcode() == FrameSetupOpcode ||
-          I->getOpcode() == FrameDestroyOpcode) {
-        assert(I->getNumOperands() >= 1 && "Call Frame Setup/Destroy Pseudo"
-               " instructions should have a single immediate argument!");
-        unsigned Size = I->getOperand(0).getImm();
-        if (Size > MaxCallFrameSize) MaxCallFrameSize = Size;
-        HasCalls = true;
-        FrameSDOps.push_back(I);
-      }
-
-  MachineFrameInfo *FFI = Fn.getFrameInfo();
-  FFI->setHasCalls(HasCalls);
-  FFI->setMaxCallFrameSize(MaxCallFrameSize);
-
-  for (unsigned i = 0, e = FrameSDOps.size(); i != e; ++i) {
-    MachineBasicBlock::iterator I = FrameSDOps[i];
-    // If call frames are not being included as part of the stack frame,
-    // and there is no dynamic allocation (therefore referencing frame slots
-    // off sp), leave the pseudo ops alone. We'll eliminate them later.
-    if (RegInfo->hasReservedCallFrame(Fn) || RegInfo->hasFP(Fn))
-      RegInfo->eliminateCallFramePseudoInstr(Fn, *I->getParent(), I);
-  }
+  // In Naked functions we aren't going to save any registers.
+  if (F.getFunction()->hasFnAttribute(Attribute::Naked))
+    return;
 
-  // Now figure out which *callee saved* registers are modified by the current
-  // function, thus needing to be saved and restored in the prolog/epilog.
-  //
-  const TargetRegisterClass* const *CSRegClasses =
-    RegInfo->getCalleeSavedRegClasses(&Fn);
   std::vector<CalleeSavedInfo> CSI;
   for (unsigned i = 0; CSRegs[i]; ++i) {
     unsigned Reg = CSRegs[i];
-    if (Fn.getRegInfo().isPhysRegUsed(Reg)) {
-        // If the reg is modified, save it!
-      CSI.push_back(CalleeSavedInfo(Reg, CSRegClasses[i]));
-    } else {
-      for (const unsigned *AliasSet = RegInfo->getAliasSet(Reg);
-           *AliasSet; ++AliasSet) {  // Check alias registers too.
-        if (Fn.getRegInfo().isPhysRegUsed(*AliasSet)) {
-          CSI.push_back(CalleeSavedInfo(Reg, CSRegClasses[i]));
-          break;
-        }
-      }
+    // Functions which call __builtin_unwind_init get all their registers saved.
+    if (F.getRegInfo().isPhysRegUsed(Reg) || F.getMMI().callsUnwindInit()) {
+      // If the reg is modified, save it!
+      CSI.push_back(CalleeSavedInfo(Reg));
     }
   }
 
-  if (CSI.empty())
-    return;   // Early exit if no callee saved registers are modified!
-
-  unsigned NumFixedSpillSlots;
-  const std::pair<unsigned,int> *FixedSpillSlots =
-    TFI->getCalleeSavedSpillSlots(NumFixedSpillSlots);
-
-  // Now that we know which registers need to be saved and restored, allocate
-  // stack slots for them.
-  for (unsigned i = 0, e = CSI.size(); i != e; ++i) {
-    unsigned Reg = CSI[i].getReg();
-    const TargetRegisterClass *RC = CSI[i].getRegClass();
-
-    // Check to see if this physreg must be spilled to a particular stack slot
-    // on this target.
-    const std::pair<unsigned,int> *FixedSlot = FixedSpillSlots;
-    while (FixedSlot != FixedSpillSlots+NumFixedSpillSlots &&
-           FixedSlot->first != Reg)
-      ++FixedSlot;
-
-    int FrameIdx;
-    if (FixedSlot == FixedSpillSlots+NumFixedSpillSlots) {
-      // Nope, just spill it anywhere convenient.
-      unsigned Align = RC->getAlignment();
-      unsigned StackAlign = TFI->getStackAlignment();
-      // We may not be able to sastify the desired alignment specification of
-      // the TargetRegisterClass if the stack alignment is smaller.
-      // Use the min.
-      Align = std::min(Align, StackAlign);
-      FrameIdx = FFI->CreateStackObject(RC->getSize(), Align);
-      if ((unsigned)FrameIdx < MinCSFrameIndex) MinCSFrameIndex = FrameIdx;
-      if ((unsigned)FrameIdx > MaxCSFrameIndex) MaxCSFrameIndex = FrameIdx;
-    } else {
-      // Spill it to the stack where we must.
-      FrameIdx = FFI->CreateFixedObject(RC->getSize(), FixedSlot->second);
+  if (!TFI->assignCalleeSavedSpillSlots(F, RegInfo, CSI)) {
+    // If target doesn't implement this, use generic code.
+
+    if (CSI.empty())
+      return; // Early exit if no callee saved registers are modified!
+
+    unsigned NumFixedSpillSlots;
+    const TargetFrameLowering::SpillSlot *FixedSpillSlots =
+        TFI->getCalleeSavedSpillSlots(NumFixedSpillSlots);
+
+    // Now that we know which registers need to be saved and restored, allocate
+    // stack slots for them.
+    for (std::vector<CalleeSavedInfo>::iterator I = CSI.begin(), E = CSI.end();
+         I != E; ++I) {
+      unsigned Reg = I->getReg();
+      const TargetRegisterClass *RC = RegInfo->getMinimalPhysRegClass(Reg);
+
+      int FrameIdx;
+      if (RegInfo->hasReservedSpillSlot(F, Reg, FrameIdx)) {
+        I->setFrameIdx(FrameIdx);
+        continue;
+      }
+
+      // Check to see if this physreg must be spilled to a particular stack slot
+      // on this target.
+      const TargetFrameLowering::SpillSlot *FixedSlot = FixedSpillSlots;
+      while (FixedSlot != FixedSpillSlots + NumFixedSpillSlots &&
+             FixedSlot->Reg != Reg)
+        ++FixedSlot;
+
+      if (FixedSlot == FixedSpillSlots + NumFixedSpillSlots) {
+        // Nope, just spill it anywhere convenient.
+        unsigned Align = RC->getAlignment();
+        unsigned StackAlign = TFI->getStackAlignment();
+
+        // We may not be able to satisfy the desired alignment specification of
+        // the TargetRegisterClass if the stack alignment is smaller. Use the
+        // min.
+        Align = std::min(Align, StackAlign);
+        FrameIdx = MFI->CreateStackObject(RC->getSize(), Align, true);
+        if ((unsigned)FrameIdx < MinCSFrameIndex) MinCSFrameIndex = FrameIdx;
+        if ((unsigned)FrameIdx > MaxCSFrameIndex) MaxCSFrameIndex = FrameIdx;
+      } else {
+        // Spill it to the stack where we must.
+        FrameIdx =
+            MFI->CreateFixedSpillStackObject(RC->getSize(), FixedSlot->Offset);
+      }
+
+      I->setFrameIdx(FrameIdx);
     }
-    CSI[i].setFrameIdx(FrameIdx);
   }
 
-  FFI->setCalleeSavedInfo(CSI);
+  MFI->setCalleeSavedInfo(CSI);
 }
 
 /// insertCSRSpillsAndRestores - Insert spill and restore code for
-/// callee saved registers used in the function, handling shrink wrapping.
+/// callee saved registers used in the function.
 ///
 void PEI::insertCSRSpillsAndRestores(MachineFunction &Fn) {
   // Get callee saved register information.
-  MachineFrameInfo *FFI = Fn.getFrameInfo();
-  const std::vector<CalleeSavedInfo> &CSI = FFI->getCalleeSavedInfo();
+  MachineFrameInfo *MFI = Fn.getFrameInfo();
+  const std::vector<CalleeSavedInfo> &CSI = MFI->getCalleeSavedInfo();
+
+  MFI->setCalleeSavedInfoValid(true);
 
   // Early exit if no callee saved registers are modified!
   if (CSI.empty())
     return;
 
-  const TargetInstrInfo &TII = *Fn.getTarget().getInstrInfo();
+  const TargetInstrInfo &TII = *Fn.getSubtarget().getInstrInfo();
+  const TargetFrameLowering *TFI = Fn.getSubtarget().getFrameLowering();
+  const TargetRegisterInfo *TRI = Fn.getSubtarget().getRegisterInfo();
   MachineBasicBlock::iterator I;
-  std::vector<CalleeSavedInfo> blockCSI;
-
-#ifndef NDEBUG
-  DOUT << "Inserting spill/restore code for CSRs in function "
-       << Fn.getFunction()->getName() << "\n";
-#endif
-
-  // Insert spills.
-  for (CSRegBlockMap::iterator
-         BI = CSRSave.begin(), BE = CSRSave.end(); BI != BE; ++BI) {
-    MachineBasicBlock* MBB = BI->first;
-    CSRegSet save = BI->second;
-
-    if (save.empty())
-      continue;
-
-    if (! ShrinkWrapThisFunction) {
-      // Spill using target interface.
-      I = MBB->begin();
-      if (!TII.spillCalleeSavedRegisters(*MBB, I, CSI)) {
-        for (unsigned i = 0, e = CSI.size(); i != e; ++i) {
-          // Add the callee-saved register as live-in. It's killed at the spill.
-          MBB->addLiveIn(CSI[i].getReg());
-
-          // Insert the spill to the stack frame.
-          TII.storeRegToStackSlot(*MBB, I, CSI[i].getReg(), true,
-                                  CSI[i].getFrameIdx(), CSI[i].getRegClass());
-        }
-      }
-    } else {
-#ifndef NDEBUG
-      DOUT << "CSRSave[" << getBasicBlockName(MBB) << "] = "
-           << stringifyCSRegSet(save, Fn) << "\n";
-#endif
-
-      blockCSI.clear();
-      for (CSRegSet::iterator RI = save.begin(),
-             RE = save.end(); RI != RE; ++RI) {
-        blockCSI.push_back(CSI[*RI]);
-      }
-      assert(blockCSI.size() > 0 &&
-             "Could not collect callee saved register info");
-
-      // If MBB has no uses of CSRs being saved, this means saves
-      // must be inserted at the _end_.
-      if (! MBB->empty() && ! CSRUsed[MBB].intersects(save)) {
-        I = MBB->end();
-        --I;
-        if (I->getDesc().isCall()) {
-          ++I;
-        } else {
-          MachineBasicBlock::iterator I2 = I;
-          while (I2 != MBB->begin() && (--I2)->getDesc().isTerminator())
-            I = I2;
-        }
-      } else {
-        I = MBB->begin();
-      }
 
-      // When shrink wrapping, use stack slot stores/loads.
-      for (unsigned i = 0, e = blockCSI.size(); i != e; ++i) {
-        // Add the callee-saved register as live-in.
-        // It's killed at the spill.
-        MBB->addLiveIn(blockCSI[i].getReg());
-
-        // Insert the spill to the stack frame.
-        TII.storeRegToStackSlot(*MBB, I, blockCSI[i].getReg(),
-                                true,
-                                blockCSI[i].getFrameIdx(),
-                                blockCSI[i].getRegClass());
-      }
+  // Spill using target interface.
+  I = EntryBlock->begin();
+  if (!TFI->spillCalleeSavedRegisters(*EntryBlock, I, CSI, TRI)) {
+    for (unsigned i = 0, e = CSI.size(); i != e; ++i) {
+      // Add the callee-saved register as live-in.
+      // It's killed at the spill.
+      EntryBlock->addLiveIn(CSI[i].getReg());
+
+      // Insert the spill to the stack frame.
+      unsigned Reg = CSI[i].getReg();
+      const TargetRegisterClass *RC = TRI->getMinimalPhysRegClass(Reg);
+      TII.storeRegToStackSlot(*EntryBlock, I, Reg, true, CSI[i].getFrameIdx(),
+                              RC, TRI);
     }
   }
-  // Use CSRRestore to add code to restore the callee-saved registers in
-  // each block.
-  for (CSRegBlockMap::iterator
-         BI = CSRRestore.begin(), BE = CSRRestore.end(); BI != BE; ++BI) {
-    MachineBasicBlock* MBB = BI->first;
-    CSRegSet restore = BI->second;
-
-    if (restore.empty())
-      continue;
-    if (! ShrinkWrapThisFunction) {
-      // Restore using target interface.
-      I = MBB->end(); --I;
-
-      // Skip over all terminator instructions, which are part of the return
-      // sequence.
-      MachineBasicBlock::iterator I2 = I;
-      while (I2 != MBB->begin() && (--I2)->getDesc().isTerminator())
-        I = I2;
-
-      bool AtStart = I == MBB->begin();
-      MachineBasicBlock::iterator BeforeI = I;
-      if (!AtStart)
-        --BeforeI;
-
-      // Restore all registers immediately before the return and any
-      // terminators that preceed it.
-      if (!TII.restoreCalleeSavedRegisters(*MBB, I, CSI)) {
-        for (unsigned i = 0, e = CSI.size(); i != e; ++i) {
-          TII.loadRegFromStackSlot(*MBB, I, CSI[i].getReg(),
-                                   CSI[i].getFrameIdx(),
-                                   CSI[i].getRegClass());
-          assert(I != MBB->begin() &&
-                 "loadRegFromStackSlot didn't insert any code!");
-          // Insert in reverse order.  loadRegFromStackSlot can insert
-          // multiple instructions.
-          if (AtStart)
-            I = MBB->begin();
-          else {
-            I = BeforeI;
-            ++I;
-          }
-        }
-      }
-    } else {
-#ifndef NDEBUG
-      DOUT << "CSRRestore[" << getBasicBlockName(MBB) << "] = "
-           << stringifyCSRegSet(restore, Fn) << "\n";
-#endif
-
-      blockCSI.clear();
-      for (CSRegSet::iterator RI = restore.begin(),
-             RE = restore.end(); RI != RE; ++RI) {
-        blockCSI.push_back(CSI[*RI]);
-      }
-      assert(blockCSI.size() > 0 &&
-             "Could not find callee saved register info");
-
-      // If MBB uses no CSRs but has restores, this means
-      // it must have restores inserted at the _beginning_.
-      // N.B. -- not necessary if edge splitting done.
-      if (MBB->empty() || ! CSRUsed[MBB].intersects(restore)) {
-        I = MBB->begin();
-      } else {
-        I = MBB->end();
-        --I;
 
-        // EXP iff spill/restore implemented with push/pop:
-        // append restore to block unless it ends in a
-        // barrier terminator instruction.
-
-        // Skip over all terminator instructions, which are part of the
-        // return sequence.
-        if (I->getDesc().isCall()) {
-          ++I;
-        } else {
-          MachineBasicBlock::iterator I2 = I;
-          while (I2 != MBB->begin() && (--I2)->getDesc().isTerminator())
-            I = I2;
-        }
-      }
-
-      bool AtStart = I == MBB->begin();
-      MachineBasicBlock::iterator BeforeI = I;
-      if (!AtStart)
-        --BeforeI;
-
-#ifndef NDEBUG
-      if (! MBB->empty() && ! CSRUsed[MBB].intersects(restore)) {
-        MachineInstr* MI = BeforeI;
-        DOUT << "adding restore after ";
-        DEBUG(MI->dump());
-      } else {
-        DOUT << "adding restore to beginning of "
-             << getBasicBlockName(MBB) << "\n";
-      }
-#endif
-
-      // Restore all registers immediately before the return and any
-      // terminators that preceed it.
-      for (unsigned i = 0, e = blockCSI.size(); i != e; ++i) {
-        TII.loadRegFromStackSlot(*MBB, I, blockCSI[i].getReg(),
-                                 blockCSI[i].getFrameIdx(),
-                                 blockCSI[i].getRegClass());
+  // Restore using target interface.
+  for (unsigned ri = 0, re = ReturnBlocks.size(); ri != re; ++ri) {
+    MachineBasicBlock *MBB = ReturnBlocks[ri];
+    I = MBB->end();
+    --I;
+
+    // Skip over all terminator instructions, which are part of the return
+    // sequence.
+    MachineBasicBlock::iterator I2 = I;
+    while (I2 != MBB->begin() && (--I2)->isTerminator())
+      I = I2;
+
+    bool AtStart = I == MBB->begin();
+    MachineBasicBlock::iterator BeforeI = I;
+    if (!AtStart)
+      --BeforeI;
+
+    // Restore all registers immediately before the return and any
+    // terminators that precede it.
+    if (!TFI->restoreCalleeSavedRegisters(*MBB, I, CSI, TRI)) {
+      for (unsigned i = 0, e = CSI.size(); i != e; ++i) {
+        unsigned Reg = CSI[i].getReg();
+        const TargetRegisterClass *RC = TRI->getMinimalPhysRegClass(Reg);
+        TII.loadRegFromStackSlot(*MBB, I, Reg, CSI[i].getFrameIdx(), RC, TRI);
         assert(I != MBB->begin() &&
                "loadRegFromStackSlot didn't insert any code!");
         // Insert in reverse order.  loadRegFromStackSlot can insert
@@ -1175,15 +400,14 @@ void PEI::insertCSRSpillsAndRestores(MachineFunction &Fn) {
 
 /// AdjustStackOffset - Helper function used to adjust the stack frame offset.
 static inline void
-AdjustStackOffset(MachineFrameInfo *FFI, int FrameIdx,
+AdjustStackOffset(MachineFrameInfo *MFI, int FrameIdx,
                   bool StackGrowsDown, int64_t &Offset,
                   unsigned &MaxAlign) {
-  // If stack grows down, we need to add size of find the lowest address of the
-  // object.
+  // If the stack grows down, add the object size to find the lowest address.
   if (StackGrowsDown)
-    Offset += FFI->getObjectSize(FrameIdx);
+    Offset += MFI->getObjectSize(FrameIdx);
 
-  unsigned Align = FFI->getObjectAlignment(FrameIdx);
+  unsigned Align = MFI->getObjectAlignment(FrameIdx);
 
   // If the alignment of this object is greater than that of the stack, then
   // increase the stack alignment to match.
@@ -1193,10 +417,28 @@ AdjustStackOffset(MachineFrameInfo *FFI, int FrameIdx,
   Offset = (Offset + Align - 1) / Align * Align;
 
   if (StackGrowsDown) {
-    FFI->setObjectOffset(FrameIdx, -Offset); // Set the computed offset
+    DEBUG(dbgs() << "alloc FI(" << FrameIdx << ") at SP[" << -Offset << "]\n");
+    MFI->setObjectOffset(FrameIdx, -Offset); // Set the computed offset
   } else {
-    FFI->setObjectOffset(FrameIdx, Offset);
-    Offset += FFI->getObjectSize(FrameIdx);
+    DEBUG(dbgs() << "alloc FI(" << FrameIdx << ") at SP[" << Offset << "]\n");
+    MFI->setObjectOffset(FrameIdx, Offset);
+    Offset += MFI->getObjectSize(FrameIdx);
+  }
+}
+
+/// AssignProtectedObjSet - Helper function to assign large stack objects (i.e.,
+/// those required to be close to the Stack Protector) to stack offsets.
+static void
+AssignProtectedObjSet(const StackObjSet &UnassignedObjs,
+                      SmallSet<int, 16> &ProtectedObjs,
+                      MachineFrameInfo *MFI, bool StackGrowsDown,
+                      int64_t &Offset, unsigned &MaxAlign) {
+
+  for (StackObjSet::const_iterator I = UnassignedObjs.begin(),
+        E = UnassignedObjs.end(); I != E; ++I) {
+    int i = *I;
+    AdjustStackOffset(MFI, i, StackGrowsDown, Offset, MaxAlign);
+    ProtectedObjs.insert(i);
   }
 }
 
@@ -1204,41 +446,41 @@ AdjustStackOffset(MachineFrameInfo *FFI, int FrameIdx,
 /// abstract stack objects.
 ///
 void PEI::calculateFrameObjectOffsets(MachineFunction &Fn) {
-  const TargetFrameInfo &TFI = *Fn.getTarget().getFrameInfo();
+  const TargetFrameLowering &TFI = *Fn.getSubtarget().getFrameLowering();
+  StackProtector *SP = &getAnalysis<StackProtector>();
 
   bool StackGrowsDown =
-    TFI.getStackGrowthDirection() == TargetFrameInfo::StackGrowsDown;
+    TFI.getStackGrowthDirection() == TargetFrameLowering::StackGrowsDown;
 
   // Loop over all of the stack objects, assigning sequential addresses...
-  MachineFrameInfo *FFI = Fn.getFrameInfo();
-
-  unsigned MaxAlign = FFI->getMaxAlignment();
+  MachineFrameInfo *MFI = Fn.getFrameInfo();
 
   // Start at the beginning of the local area.
   // The Offset is the distance from the stack top in the direction
   // of stack growth -- so it's always nonnegative.
-  int64_t Offset = TFI.getOffsetOfLocalArea();
+  int LocalAreaOffset = TFI.getOffsetOfLocalArea();
   if (StackGrowsDown)
-    Offset = -Offset;
-  assert(Offset >= 0
+    LocalAreaOffset = -LocalAreaOffset;
+  assert(LocalAreaOffset >= 0
          && "Local area offset should be in direction of stack growth");
+  int64_t Offset = LocalAreaOffset;
 
   // If there are fixed sized objects that are preallocated in the local area,
   // non-fixed objects can't be allocated right at the start of local area.
   // We currently don't support filling in holes in between fixed sized
   // objects, so we adjust 'Offset' to point to the end of last fixed sized
   // preallocated object.
-  for (int i = FFI->getObjectIndexBegin(); i != 0; ++i) {
+  for (int i = MFI->getObjectIndexBegin(); i != 0; ++i) {
     int64_t FixedOff;
     if (StackGrowsDown) {
       // The maximum distance from the stack pointer is at lower address of
       // the object -- which is given by offset. For down growing stack
       // the offset is negative, so we negate the offset to get the distance.
-      FixedOff = -FFI->getObjectOffset(i);
+      FixedOff = -MFI->getObjectOffset(i);
     } else {
       // The maximum distance from the start pointer is at the upper
       // address of the object.
-      FixedOff = FFI->getObjectOffset(i) + FFI->getObjectSize(i);
+      FixedOff = MFI->getObjectOffset(i) + MFI->getObjectSize(i);
     }
     if (FixedOff > Offset) Offset = FixedOff;
   }
@@ -1247,119 +489,215 @@ void PEI::calculateFrameObjectOffsets(MachineFunction &Fn) {
   // callee saved registers.
   if (StackGrowsDown) {
     for (unsigned i = MinCSFrameIndex; i <= MaxCSFrameIndex; ++i) {
-      // If stack grows down, we need to add size of find the lowest
+      // If the stack grows down, we need to add the size to find the lowest
       // address of the object.
-      Offset += FFI->getObjectSize(i);
+      Offset += MFI->getObjectSize(i);
 
-      unsigned Align = FFI->getObjectAlignment(i);
-      // If the alignment of this object is greater than that of the stack,
-      // then increase the stack alignment to match.
-      MaxAlign = std::max(MaxAlign, Align);
+      unsigned Align = MFI->getObjectAlignment(i);
       // Adjust to alignment boundary
       Offset = (Offset+Align-1)/Align*Align;
 
-      FFI->setObjectOffset(i, -Offset);        // Set the computed offset
+      MFI->setObjectOffset(i, -Offset);        // Set the computed offset
     }
   } else {
     int MaxCSFI = MaxCSFrameIndex, MinCSFI = MinCSFrameIndex;
     for (int i = MaxCSFI; i >= MinCSFI ; --i) {
-      unsigned Align = FFI->getObjectAlignment(i);
-      // If the alignment of this object is greater than that of the stack,
-      // then increase the stack alignment to match.
-      MaxAlign = std::max(MaxAlign, Align);
+      unsigned Align = MFI->getObjectAlignment(i);
       // Adjust to alignment boundary
       Offset = (Offset+Align-1)/Align*Align;
 
-      FFI->setObjectOffset(i, Offset);
-      Offset += FFI->getObjectSize(i);
+      MFI->setObjectOffset(i, Offset);
+      Offset += MFI->getObjectSize(i);
     }
   }
 
+  unsigned MaxAlign = MFI->getMaxAlignment();
+
   // Make sure the special register scavenging spill slot is closest to the
-  // frame pointer if a frame pointer is required.
-  const TargetRegisterInfo *RegInfo = Fn.getTarget().getRegisterInfo();
-  if (RS && RegInfo->hasFP(Fn)) {
-    int SFI = RS->getScavengingFrameIndex();
-    if (SFI >= 0)
-      AdjustStackOffset(FFI, SFI, StackGrowsDown, Offset, MaxAlign);
+  // incoming stack pointer if a frame pointer is required and is closer
+  // to the incoming rather than the final stack pointer.
+  const TargetRegisterInfo *RegInfo = Fn.getSubtarget().getRegisterInfo();
+  bool EarlyScavengingSlots = (TFI.hasFP(Fn) &&
+                               TFI.isFPCloseToIncomingSP() &&
+                               RegInfo->useFPForScavengingIndex(Fn) &&
+                               !RegInfo->needsStackRealignment(Fn));
+  if (RS && EarlyScavengingSlots) {
+    SmallVector<int, 2> SFIs;
+    RS->getScavengingFrameIndices(SFIs);
+    for (SmallVectorImpl<int>::iterator I = SFIs.begin(),
+           IE = SFIs.end(); I != IE; ++I)
+      AdjustStackOffset(MFI, *I, StackGrowsDown, Offset, MaxAlign);
+  }
+
+  // FIXME: Once this is working, then enable flag will change to a target
+  // check for whether the frame is large enough to want to use virtual
+  // frame index registers. Functions which don't want/need this optimization
+  // will continue to use the existing code path.
+  if (MFI->getUseLocalStackAllocationBlock()) {
+    unsigned Align = MFI->getLocalFrameMaxAlign();
+
+    // Adjust to alignment boundary.
+    Offset = (Offset + Align - 1) / Align * Align;
+
+    DEBUG(dbgs() << "Local frame base offset: " << Offset << "\n");
+
+    // Resolve offsets for objects in the local block.
+    for (unsigned i = 0, e = MFI->getLocalFrameObjectCount(); i != e; ++i) {
+      std::pair<int, int64_t> Entry = MFI->getLocalFrameObjectMap(i);
+      int64_t FIOffset = (StackGrowsDown ? -Offset : Offset) + Entry.second;
+      DEBUG(dbgs() << "alloc FI(" << Entry.first << ") at SP[" <<
+            FIOffset << "]\n");
+      MFI->setObjectOffset(Entry.first, FIOffset);
+    }
+    // Allocate the local block
+    Offset += MFI->getLocalFrameSize();
+
+    MaxAlign = std::max(Align, MaxAlign);
   }
 
   // Make sure that the stack protector comes before the local variables on the
   // stack.
-  if (FFI->getStackProtectorIndex() >= 0)
-    AdjustStackOffset(FFI, FFI->getStackProtectorIndex(), StackGrowsDown,
+  SmallSet<int, 16> ProtectedObjs;
+  if (MFI->getStackProtectorIndex() >= 0) {
+    StackObjSet LargeArrayObjs;
+    StackObjSet SmallArrayObjs;
+    StackObjSet AddrOfObjs;
+
+    AdjustStackOffset(MFI, MFI->getStackProtectorIndex(), StackGrowsDown,
                       Offset, MaxAlign);
 
+    // Assign large stack objects first.
+    for (unsigned i = 0, e = MFI->getObjectIndexEnd(); i != e; ++i) {
+      if (MFI->isObjectPreAllocated(i) &&
+          MFI->getUseLocalStackAllocationBlock())
+        continue;
+      if (i >= MinCSFrameIndex && i <= MaxCSFrameIndex)
+        continue;
+      if (RS && RS->isScavengingFrameIndex((int)i))
+        continue;
+      if (MFI->isDeadObjectIndex(i))
+        continue;
+      if (MFI->getStackProtectorIndex() == (int)i)
+        continue;
+
+      switch (SP->getSSPLayout(MFI->getObjectAllocation(i))) {
+      case StackProtector::SSPLK_None:
+        continue;
+      case StackProtector::SSPLK_SmallArray:
+        SmallArrayObjs.insert(i);
+        continue;
+      case StackProtector::SSPLK_AddrOf:
+        AddrOfObjs.insert(i);
+        continue;
+      case StackProtector::SSPLK_LargeArray:
+        LargeArrayObjs.insert(i);
+        continue;
+      }
+      llvm_unreachable("Unexpected SSPLayoutKind.");
+    }
+
+    AssignProtectedObjSet(LargeArrayObjs, ProtectedObjs, MFI, StackGrowsDown,
+                          Offset, MaxAlign);
+    AssignProtectedObjSet(SmallArrayObjs, ProtectedObjs, MFI, StackGrowsDown,
+                          Offset, MaxAlign);
+    AssignProtectedObjSet(AddrOfObjs, ProtectedObjs, MFI, StackGrowsDown,
+                          Offset, MaxAlign);
+  }
+
   // Then assign frame offsets to stack objects that are not used to spill
   // callee saved registers.
-  for (unsigned i = 0, e = FFI->getObjectIndexEnd(); i != e; ++i) {
+  for (unsigned i = 0, e = MFI->getObjectIndexEnd(); i != e; ++i) {
+    if (MFI->isObjectPreAllocated(i) &&
+        MFI->getUseLocalStackAllocationBlock())
+      continue;
     if (i >= MinCSFrameIndex && i <= MaxCSFrameIndex)
       continue;
-    if (RS && (int)i == RS->getScavengingFrameIndex())
+    if (RS && RS->isScavengingFrameIndex((int)i))
       continue;
-    if (FFI->isDeadObjectIndex(i))
+    if (MFI->isDeadObjectIndex(i))
       continue;
-    if (FFI->getStackProtectorIndex() == (int)i)
+    if (MFI->getStackProtectorIndex() == (int)i)
+      continue;
+    if (ProtectedObjs.count(i))
       continue;
 
-    AdjustStackOffset(FFI, i, StackGrowsDown, Offset, MaxAlign);
+    AdjustStackOffset(MFI, i, StackGrowsDown, Offset, MaxAlign);
   }
 
   // Make sure the special register scavenging spill slot is closest to the
   // stack pointer.
-  if (RS && !RegInfo->hasFP(Fn)) {
-    int SFI = RS->getScavengingFrameIndex();
-    if (SFI >= 0)
-      AdjustStackOffset(FFI, SFI, StackGrowsDown, Offset, MaxAlign);
+  if (RS && !EarlyScavengingSlots) {
+    SmallVector<int, 2> SFIs;
+    RS->getScavengingFrameIndices(SFIs);
+    for (SmallVectorImpl<int>::iterator I = SFIs.begin(),
+           IE = SFIs.end(); I != IE; ++I)
+      AdjustStackOffset(MFI, *I, StackGrowsDown, Offset, MaxAlign);
   }
 
-  // Round up the size to a multiple of the alignment, but only if there are
-  // calls or alloca's in the function.  This ensures that any calls to
-  // subroutines have their stack frames suitable aligned.
-  // Also do this if we need runtime alignment of the stack.  In this case
-  // offsets will be relative to SP not FP; round up the stack size so this
-  // works.
-  if (!RegInfo->targetHandlesStackFrameRounding() &&
-      (FFI->hasCalls() || FFI->hasVarSizedObjects() ||
-       (RegInfo->needsStackRealignment(Fn) &&
-        FFI->getObjectIndexEnd() != 0))) {
+  if (!TFI.targetHandlesStackFrameRounding()) {
     // If we have reserved argument space for call sites in the function
     // immediately on entry to the current function, count it as part of the
     // overall stack size.
-    if (RegInfo->hasReservedCallFrame(Fn))
-      Offset += FFI->getMaxCallFrameSize();
-
-    unsigned AlignMask = std::max(TFI.getStackAlignment(),MaxAlign) - 1;
+    if (MFI->adjustsStack() && TFI.hasReservedCallFrame(Fn))
+      Offset += MFI->getMaxCallFrameSize();
+
+    // Round up the size to a multiple of the alignment.  If the function has
+    // any calls or alloca's, align to the target's StackAlignment value to
+    // ensure that the callee's frame or the alloca data is suitably aligned;
+    // otherwise, for leaf functions, align to the TransientStackAlignment
+    // value.
+    unsigned StackAlign;
+    if (MFI->adjustsStack() || MFI->hasVarSizedObjects() ||
+        (RegInfo->needsStackRealignment(Fn) && MFI->getObjectIndexEnd() != 0))
+      StackAlign = TFI.getStackAlignment();
+    else
+      StackAlign = TFI.getTransientStackAlignment();
+
+    // If the frame pointer is eliminated, all frame offsets will be relative to
+    // SP not FP. Align to MaxAlign so this works.
+    StackAlign = std::max(StackAlign, MaxAlign);
+    unsigned AlignMask = StackAlign - 1;
     Offset = (Offset + AlignMask) & ~uint64_t(AlignMask);
   }
 
   // Update frame info to pretend that this is part of the stack...
-  FFI->setStackSize(Offset+TFI.getOffsetOfLocalArea());
-
-  // Remember the required stack alignment in case targets need it to perform
-  // dynamic stack alignment.
-  FFI->setMaxAlignment(MaxAlign);
+  int64_t StackSize = Offset - LocalAreaOffset;
+  MFI->setStackSize(StackSize);
+  NumBytesStackSpace += StackSize;
 }
 
-
 /// insertPrologEpilogCode - Scan the function for modified callee saved
 /// registers, insert spill code for these callee saved registers, then add
 /// prolog and epilog code to the function.
 ///
 void PEI::insertPrologEpilogCode(MachineFunction &Fn) {
-  const TargetRegisterInfo *TRI = Fn.getTarget().getRegisterInfo();
+  const TargetFrameLowering &TFI = *Fn.getSubtarget().getFrameLowering();
 
   // Add prologue to the function...
-  TRI->emitPrologue(Fn);
+  TFI.emitPrologue(Fn);
 
   // Add epilogue to restore the callee-save registers in each exiting block
   for (MachineFunction::iterator I = Fn.begin(), E = Fn.end(); I != E; ++I) {
     // If last instruction is a return instruction, add an epilogue
-    if (!I->empty() && I->back().getDesc().isReturn())
-      TRI->emitEpilogue(Fn, *I);
+    if (!I->empty() && I->back().isReturn())
+      TFI.emitEpilogue(Fn, *I);
   }
-}
 
+  // Emit additional code that is required to support segmented stacks, if
+  // we've been asked for it.  This, when linked with a runtime with support
+  // for segmented stacks (libgcc is one), will result in allocating stack
+  // space in small chunks instead of one large contiguous block.
+  if (Fn.shouldSplitStack())
+    TFI.adjustForSegmentedStacks(Fn);
+
+  // Emit additional code that is required to explicitly handle the stack in
+  // HiPE native code (if needed) when loaded in the Erlang/OTP runtime. The
+  // approach is rather similar to that of Segmented Stacks, but it uses a
+  // different conditional check and another BIF for allocating more stack
+  // space.
+  if (Fn.getFunction()->getCallingConv() == CallingConv::HiPE)
+    TFI.adjustForHiPEPrologue(Fn);
+}
 
 /// replaceFrameIndices - Replace all MO_FrameIndex operands with physical
 /// register references and actual offsets.
@@ -1367,87 +705,224 @@ void PEI::insertPrologEpilogCode(MachineFunction &Fn) {
 void PEI::replaceFrameIndices(MachineFunction &Fn) {
   if (!Fn.getFrameInfo()->hasStackObjects()) return; // Nothing to do?
 
+  // Store SPAdj at exit of a basic block.
+  SmallVector<int, 8> SPState;
+  SPState.resize(Fn.getNumBlockIDs());
+  SmallPtrSet<MachineBasicBlock*, 8> Reachable;
+
+  // Iterate over the reachable blocks in DFS order.
+  for (df_ext_iterator<MachineFunction*, SmallPtrSet<MachineBasicBlock*, 8> >
+       DFI = df_ext_begin(&Fn, Reachable), DFE = df_ext_end(&Fn, Reachable);
+       DFI != DFE; ++DFI) {
+    int SPAdj = 0;
+    // Check the exit state of the DFS stack predecessor.
+    if (DFI.getPathLength() >= 2) {
+      MachineBasicBlock *StackPred = DFI.getPath(DFI.getPathLength() - 2);
+      assert(Reachable.count(StackPred) &&
+             "DFS stack predecessor is already visited.\n");
+      SPAdj = SPState[StackPred->getNumber()];
+    }
+    MachineBasicBlock *BB = *DFI;
+    replaceFrameIndices(BB, Fn, SPAdj);
+    SPState[BB->getNumber()] = SPAdj;
+  }
+
+  // Handle the unreachable blocks.
+  for (MachineFunction::iterator BB = Fn.begin(), E = Fn.end(); BB != E; ++BB) {
+    if (Reachable.count(BB))
+      // Already handled in DFS traversal.
+      continue;
+    int SPAdj = 0;
+    replaceFrameIndices(BB, Fn, SPAdj);
+  }
+}
+
+void PEI::replaceFrameIndices(MachineBasicBlock *BB, MachineFunction &Fn,
+                              int &SPAdj) {
   const TargetMachine &TM = Fn.getTarget();
-  assert(TM.getRegisterInfo() && "TM::getRegisterInfo() must be implemented!");
-  const TargetRegisterInfo &TRI = *TM.getRegisterInfo();
-  const TargetFrameInfo *TFI = TM.getFrameInfo();
+  assert(TM.getSubtargetImpl()->getRegisterInfo() &&
+         "TM::getRegisterInfo() must be implemented!");
+  const TargetInstrInfo &TII = *Fn.getSubtarget().getInstrInfo();
+  const TargetRegisterInfo &TRI = *TM.getSubtargetImpl()->getRegisterInfo();
+  const TargetFrameLowering *TFI = TM.getSubtargetImpl()->getFrameLowering();
   bool StackGrowsDown =
-    TFI->getStackGrowthDirection() == TargetFrameInfo::StackGrowsDown;
-  int FrameSetupOpcode   = TRI.getCallFrameSetupOpcode();
-  int FrameDestroyOpcode = TRI.getCallFrameDestroyOpcode();
+    TFI->getStackGrowthDirection() == TargetFrameLowering::StackGrowsDown;
+  int FrameSetupOpcode   = TII.getCallFrameSetupOpcode();
+  int FrameDestroyOpcode = TII.getCallFrameDestroyOpcode();
 
-  for (MachineFunction::iterator BB = Fn.begin(),
-         E = Fn.end(); BB != E; ++BB) {
-    int SPAdj = 0;  // SP offset due to call frame setup / destroy.
-    if (RS) RS->enterBasicBlock(BB);
+  if (RS && !FrameIndexVirtualScavenging) RS->enterBasicBlock(BB);
 
-    for (MachineBasicBlock::iterator I = BB->begin(); I != BB->end(); ) {
-      if (I->getOpcode() == TargetInstrInfo::DECLARE) {
-        // Ignore it.
-        ++I;
-        continue;
-      }
+  for (MachineBasicBlock::iterator I = BB->begin(); I != BB->end(); ) {
 
-      if (I->getOpcode() == FrameSetupOpcode ||
-          I->getOpcode() == FrameDestroyOpcode) {
-        // Remember how much SP has been adjusted to create the call
-        // frame.
-        int Size = I->getOperand(0).getImm();
+    if (I->getOpcode() == FrameSetupOpcode ||
+        I->getOpcode() == FrameDestroyOpcode) {
+      // Remember how much SP has been adjusted to create the call
+      // frame.
+      int Size = I->getOperand(0).getImm();
 
-        if ((!StackGrowsDown && I->getOpcode() == FrameSetupOpcode) ||
-            (StackGrowsDown && I->getOpcode() == FrameDestroyOpcode))
-          Size = -Size;
+      if ((!StackGrowsDown && I->getOpcode() == FrameSetupOpcode) ||
+          (StackGrowsDown && I->getOpcode() == FrameDestroyOpcode))
+        Size = -Size;
 
-        SPAdj += Size;
+      SPAdj += Size;
 
-        MachineBasicBlock::iterator PrevI = BB->end();
-        if (I != BB->begin()) PrevI = prior(I);
-        TRI.eliminateCallFramePseudoInstr(Fn, *BB, I);
+      MachineBasicBlock::iterator PrevI = BB->end();
+      if (I != BB->begin()) PrevI = std::prev(I);
+      TFI->eliminateCallFramePseudoInstr(Fn, *BB, I);
 
-        // Visit the instructions created by eliminateCallFramePseudoInstr().
-        if (PrevI == BB->end())
-          I = BB->begin();     // The replaced instr was the first in the block.
-        else
-          I = next(PrevI);
+      // Visit the instructions created by eliminateCallFramePseudoInstr().
+      if (PrevI == BB->end())
+        I = BB->begin();     // The replaced instr was the first in the block.
+      else
+        I = std::next(PrevI);
+      continue;
+    }
+
+    MachineInstr *MI = I;
+    bool DoIncr = true;
+    for (unsigned i = 0, e = MI->getNumOperands(); i != e; ++i) {
+      if (!MI->getOperand(i).isFI())
         continue;
+
+      // Frame indicies in debug values are encoded in a target independent
+      // way with simply the frame index and offset rather than any
+      // target-specific addressing mode.
+      if (MI->isDebugValue()) {
+        assert(i == 0 && "Frame indicies can only appear as the first "
+                         "operand of a DBG_VALUE machine instruction");
+        unsigned Reg;
+        MachineOperand &Offset = MI->getOperand(1);
+        Offset.setImm(Offset.getImm() +
+                      TFI->getFrameIndexReference(
+                          Fn, MI->getOperand(0).getIndex(), Reg));
+        MI->getOperand(0).ChangeToRegister(Reg, false /*isDef*/);
+        continue;
+      }
+
+      // Some instructions (e.g. inline asm instructions) can have
+      // multiple frame indices and/or cause eliminateFrameIndex
+      // to insert more than one instruction. We need the register
+      // scavenger to go through all of these instructions so that
+      // it can update its register information. We keep the
+      // iterator at the point before insertion so that we can
+      // revisit them in full.
+      bool AtBeginning = (I == BB->begin());
+      if (!AtBeginning) --I;
+
+      // If this instruction has a FrameIndex operand, we need to
+      // use that target machine register info object to eliminate
+      // it.
+      TRI.eliminateFrameIndex(MI, SPAdj, i,
+                              FrameIndexVirtualScavenging ?  nullptr : RS);
+
+      // Reset the iterator if we were at the beginning of the BB.
+      if (AtBeginning) {
+        I = BB->begin();
+        DoIncr = false;
       }
 
+      MI = nullptr;
+      break;
+    }
+
+    if (DoIncr && I != BB->end()) ++I;
+
+    // Update register states.
+    if (RS && !FrameIndexVirtualScavenging && MI) RS->forward(MI);
+  }
+}
+
+/// scavengeFrameVirtualRegs - Replace all frame index virtual registers
+/// with physical registers. Use the register scavenger to find an
+/// appropriate register to use.
+///
+/// FIXME: Iterating over the instruction stream is unnecessary. We can simply
+/// iterate over the vreg use list, which at this point only contains machine
+/// operands for which eliminateFrameIndex need a new scratch reg.
+void
+PEI::scavengeFrameVirtualRegs(MachineFunction &Fn) {
+  // Run through the instructions and find any virtual registers.
+  for (MachineFunction::iterator BB = Fn.begin(),
+       E = Fn.end(); BB != E; ++BB) {
+    RS->enterBasicBlock(BB);
+
+    int SPAdj = 0;
+
+    // The instruction stream may change in the loop, so check BB->end()
+    // directly.
+    for (MachineBasicBlock::iterator I = BB->begin(); I != BB->end(); ) {
+      // We might end up here again with a NULL iterator if we scavenged a
+      // register for which we inserted spill code for definition by what was
+      // originally the first instruction in BB.
+      if (I == MachineBasicBlock::iterator(nullptr))
+        I = BB->begin();
+
       MachineInstr *MI = I;
-      bool DoIncr = true;
-      for (unsigned i = 0, e = MI->getNumOperands(); i != e; ++i)
-        if (MI->getOperand(i).isFI()) {
-          // Some instructions (e.g. inline asm instructions) can have
-          // multiple frame indices and/or cause eliminateFrameIndex
-          // to insert more than one instruction. We need the register
-          // scavenger to go through all of these instructions so that
-          // it can update its register information. We keep the
-          // iterator at the point before insertion so that we can
-          // revisit them in full.
-          bool AtBeginning = (I == BB->begin());
-          if (!AtBeginning) --I;
-
-          // If this instruction has a FrameIndex operand, we need to
-          // use that target machine register info object to eliminate
-          // it.
-
-          TRI.eliminateFrameIndex(MI, SPAdj, RS);
-
-          // Reset the iterator if we were at the beginning of the BB.
-          if (AtBeginning) {
-            I = BB->begin();
-            DoIncr = false;
-          }
-
-          MI = 0;
-          break;
-        }
+      MachineBasicBlock::iterator J = std::next(I);
+      MachineBasicBlock::iterator P =
+                         I == BB->begin() ? MachineBasicBlock::iterator(nullptr)
+                                          : std::prev(I);
+
+      // RS should process this instruction before we might scavenge at this
+      // location. This is because we might be replacing a virtual register
+      // defined by this instruction, and if so, registers killed by this
+      // instruction are available, and defined registers are not.
+      RS->forward(I);
+
+      for (unsigned i = 0, e = MI->getNumOperands(); i != e; ++i) {
+        if (MI->getOperand(i).isReg()) {
+          MachineOperand &MO = MI->getOperand(i);
+          unsigned Reg = MO.getReg();
+          if (Reg == 0)
+            continue;
+          if (!TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(Reg))
+            continue;
 
-      if (DoIncr && I != BB->end()) ++I;
+          // When we first encounter a new virtual register, it
+          // must be a definition.
+          assert(MI->getOperand(i).isDef() &&
+                 "frame index virtual missing def!");
+          // Scavenge a new scratch register
+          const TargetRegisterClass *RC = Fn.getRegInfo().getRegClass(Reg);
+          unsigned ScratchReg = RS->scavengeRegister(RC, J, SPAdj);
+
+          ++NumScavengedRegs;
+
+          // Replace this reference to the virtual register with the
+          // scratch register.
+          assert (ScratchReg && "Missing scratch register!");
+          MachineRegisterInfo &MRI = Fn.getRegInfo();
+          Fn.getRegInfo().replaceRegWith(Reg, ScratchReg);
+          
+          // Make sure MRI now accounts this register as used.
+          MRI.setPhysRegUsed(ScratchReg);
+
+          // Because this instruction was processed by the RS before this
+          // register was allocated, make sure that the RS now records the
+          // register as being used.
+          RS->setRegUsed(ScratchReg);
+        }
+      }
 
-      // Update register states.
-      if (RS && MI) RS->forward(MI);
+      // If the scavenger needed to use one of its spill slots, the
+      // spill code will have been inserted in between I and J. This is a
+      // problem because we need the spill code before I: Move I to just
+      // prior to J.
+      if (I != std::prev(J)) {
+        BB->splice(J, BB, I);
+
+        // Before we move I, we need to prepare the RS to visit I again.
+        // Specifically, RS will assert if it sees uses of registers that
+        // it believes are undefined. Because we have already processed
+        // register kills in I, when it visits I again, it will believe that
+        // those registers are undefined. To avoid this situation, unprocess
+        // the instruction I.
+        assert(RS->getCurrentPosition() == I &&
+          "The register scavenger has an unexpected position");
+        I = P;
+        RS->unprocess(P);
+      } else
+        ++I;
     }
-
-    assert(SPAdj == 0 && "Unbalanced call frame setup / destroy pairs?");
   }
 }