Remove unnecessary #include.
[oota-llvm.git] / lib / CodeGen / RegAllocBigBlock.cpp
index c3ae77362343e33faf4409611fb789ed7468ea5a..f29b45eb142ec8be56c353bc4e4b4a3fbd1b6abc 100644 (file)
@@ -2,11 +2,15 @@
 //
 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
 //
-// This file was developed by the LLVM research group and is distributed under
-// the University of Illinois Open Source License. See LICENSE.TXT for details.
+// This file is distributed under the University of Illinois Open Source
+// License. See LICENSE.TXT for details.
 //
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 //
+// This file implements the RABigBlock class
+//
+//===----------------------------------------------------------------------===//
+
 // This register allocator is derived from RegAllocLocal.cpp. Like it, this
 // allocator works on one basic block at a time, oblivious to others.
 // However, the algorithm used here is suited for long blocks of
@@ -28,8 +32,8 @@
 #include "llvm/CodeGen/Passes.h"
 #include "llvm/CodeGen/MachineFunctionPass.h"
 #include "llvm/CodeGen/MachineInstr.h"
-#include "llvm/CodeGen/SSARegMap.h"
 #include "llvm/CodeGen/MachineFrameInfo.h"
+#include "llvm/CodeGen/MachineRegisterInfo.h"
 #include "llvm/CodeGen/LiveVariables.h"
 #include "llvm/CodeGen/RegAllocRegistry.h"
 #include "llvm/Target/TargetInstrInfo.h"
@@ -53,104 +57,126 @@ namespace {
     bigBlockRegAlloc("bigblock", "  Big-block register allocator",
                   createBigBlockRegisterAllocator);
 
+/// VRegKeyInfo - Defines magic values required to use VirtRegs as DenseMap
+/// keys.
   struct VRegKeyInfo {
     static inline unsigned getEmptyKey() { return -1U; }
     static inline unsigned getTombstoneKey() { return -2U; }
+    static bool isEqual(unsigned LHS, unsigned RHS) { return LHS == RHS; }
     static unsigned getHashValue(const unsigned &Key) { return Key; }
   };
 
+
+/// This register allocator is derived from RegAllocLocal.cpp. Like it, this
+/// allocator works on one basic block at a time, oblivious to others.
+/// However, the algorithm used here is suited for long blocks of
+/// instructions - registers are spilled by greedily choosing those holding
+/// values that will not be needed for the longest amount of time. This works
+/// particularly well for blocks with 10 or more times as many instructions
+/// as machine registers, but can be used for general code.
+///
+/// TODO: - automagically invoke linearscan for (groups of) small BBs?
+///       - break ties when picking regs? (probably not worth it in a
+///         JIT context)
+///
   class VISIBILITY_HIDDEN RABigBlock : public MachineFunctionPass {
   public:
     static char ID;
     RABigBlock() : MachineFunctionPass((intptr_t)&ID) {}
   private:
+    /// TM - For getting at TargetMachine info 
+    ///
     const TargetMachine *TM;
+    
+    /// MF - Our generic MachineFunction pointer
+    ///
     MachineFunction *MF;
-    const MRegisterInfo *RegInfo;
-    LiveVariables *LV;
-
-    // InsnTimes - maps machine instructions to their "execute times"
-    std::map<MachineInstr *, unsigned> InsnTimes;
     
-    // VRegReadTable - maps VRegs in a BB to the set of times they are read
-    DenseMap<unsigned, SmallVector<unsigned, 2>*, VRegKeyInfo> VRegReadTable;
+    /// RegInfo - For dealing with machine register info (aliases, folds
+    /// etc)
+    const TargetRegisterInfo *RegInfo;
 
-    // StackSlotForVirtReg - Maps virtual regs to the frame index where these
-    // values are spilled.
-    std::map<unsigned, int> StackSlotForVirtReg;
+    typedef SmallVector<unsigned, 2> VRegTimes;
 
-    // Virt2PhysRegMap - This map contains entries for each virtual register
-    // that is currently available in a physical register.
+    /// VRegReadTable - maps VRegs in a BB to the set of times they are read
+    ///
+    DenseMap<unsigned, VRegTimes*, VRegKeyInfo> VRegReadTable;
+
+    /// VRegReadIdx - keeps track of the "current time" in terms of
+    /// positions in VRegReadTable
+    DenseMap<unsigned, unsigned , VRegKeyInfo> VRegReadIdx;
+
+    /// StackSlotForVirtReg - Maps virtual regs to the frame index where these
+    /// values are spilled.
+    IndexedMap<unsigned, VirtReg2IndexFunctor> StackSlotForVirtReg;
+
+    /// Virt2PhysRegMap - This map contains entries for each virtual register
+    /// that is currently available in a physical register.
     IndexedMap<unsigned, VirtReg2IndexFunctor> Virt2PhysRegMap;
 
+    /// PhysRegsUsed - This array is effectively a map, containing entries for
+    /// each physical register that currently has a value (ie, it is in
+    /// Virt2PhysRegMap).  The value mapped to is the virtual register
+    /// corresponding to the physical register (the inverse of the
+    /// Virt2PhysRegMap), or 0.  The value is set to 0 if this register is pinned
+    /// because it is used by a future instruction, and to -2 if it is not
+    /// allocatable.  If the entry for a physical register is -1, then the
+    /// physical register is "not in the map".
+    ///
+    std::vector<int> PhysRegsUsed;
+
+    /// VirtRegModified - This bitset contains information about which virtual
+    /// registers need to be spilled back to memory when their registers are
+    /// scavenged.  If a virtual register has simply been rematerialized, there
+    /// is no reason to spill it to memory when we need the register back.
+    ///
+    std::vector<int> VirtRegModified;
+
+    /// MBBLastInsnTime - the number of the the last instruction in MBB
+    ///
+    int MBBLastInsnTime;
+
+    /// MBBCurTime - the number of the the instruction being currently processed
+    ///
+    int MBBCurTime;
+
     unsigned &getVirt2PhysRegMapSlot(unsigned VirtReg) {
       return Virt2PhysRegMap[VirtReg];
     }
 
-    // PhysRegsUsed - This array is effectively a map, containing entries for
-    // each physical register that currently has a value (ie, it is in
-    // Virt2PhysRegMap).  The value mapped to is the virtual register
-    // corresponding to the physical register (the inverse of the
-    // Virt2PhysRegMap), or 0.  The value is set to 0 if this register is pinned
-    // because it is used by a future instruction, and to -2 if it is not
-    // allocatable.  If the entry for a physical register is -1, then the
-    // physical register is "not in the map".
-    //
-    std::vector<int> PhysRegsUsed;
-
-    // PhysRegsUseOrder - This contains a list of the physical registers that
-    // currently have a virtual register value in them.  This list provides an
-    // ordering of registers, imposing a reallocation order.  This list is only
-    // used if all registers are allocated and we have to spill one, in which
-    // case we spill the least recently used register.  Entries at the front of
-    // the list are the least recently used registers, entries at the back are
-    // the most recently used.
-    //
-    std::vector<unsigned> PhysRegsUseOrder;
-
-    // VirtRegModified - This bitset contains information about which virtual
-    // registers need to be spilled back to memory when their registers are
-    // scavenged.  If a virtual register has simply been rematerialized, there
-    // is no reason to spill it to memory when we need the register back.
-    //
-    std::vector<bool> VirtRegModified;
+    unsigned &getVirt2StackSlot(unsigned VirtReg) {
+      return StackSlotForVirtReg[VirtReg];
+    }
 
+    /// markVirtRegModified - Lets us flip bits in the VirtRegModified bitset
+    ///
     void markVirtRegModified(unsigned Reg, bool Val = true) {
-      assert(MRegisterInfo::isVirtualRegister(Reg) && "Illegal VirtReg!");
-      Reg -= MRegisterInfo::FirstVirtualRegister;
-      if (VirtRegModified.size() <= Reg) VirtRegModified.resize(Reg+1);
+      assert(TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(Reg) && "Illegal VirtReg!");
+      Reg -= TargetRegisterInfo::FirstVirtualRegister;
+      if (VirtRegModified.size() <= Reg)
+        VirtRegModified.resize(Reg+1);
       VirtRegModified[Reg] = Val;
     }
     
+    /// isVirtRegModified - Lets us query the VirtRegModified bitset
+    ///
     bool isVirtRegModified(unsigned Reg) const {
-      assert(MRegisterInfo::isVirtualRegister(Reg) && "Illegal VirtReg!");
-      assert(Reg - MRegisterInfo::FirstVirtualRegister < VirtRegModified.size()
+      assert(TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(Reg) && "Illegal VirtReg!");
+      assert(Reg - TargetRegisterInfo::FirstVirtualRegister < VirtRegModified.size()
              && "Illegal virtual register!");
-      return VirtRegModified[Reg - MRegisterInfo::FirstVirtualRegister];
-    }
-
-    void MarkPhysRegRecentlyUsed(unsigned Reg) {
-      if (PhysRegsUseOrder.empty() ||
-          PhysRegsUseOrder.back() == Reg) return;  // Already most recently used
-
-      for (unsigned i = PhysRegsUseOrder.size(); i != 0; --i)
-        if (areRegsEqual(Reg, PhysRegsUseOrder[i-1])) {
-          unsigned RegMatch = PhysRegsUseOrder[i-1];       // remove from middle
-          PhysRegsUseOrder.erase(PhysRegsUseOrder.begin()+i-1);
-          // Add it to the end of the list
-          PhysRegsUseOrder.push_back(RegMatch);
-          if (RegMatch == Reg)
-            return;    // Found an exact match, exit early
-        }
+      return VirtRegModified[Reg - TargetRegisterInfo::FirstVirtualRegister];
     }
 
   public:
+    /// getPassName - returns the BigBlock allocator's name
+    ///
     virtual const char *getPassName() const {
       return "BigBlock Register Allocator";
     }
 
+    /// getAnalaysisUsage - declares the required analyses
+    ///
     virtual void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
-      AU.addRequired<LiveVariables>();
       AU.addRequiredID(PHIEliminationID);
       AU.addRequiredID(TwoAddressInstructionPassID);
       MachineFunctionPass::getAnalysisUsage(AU);
@@ -158,12 +184,15 @@ namespace {
 
   private:
     /// runOnMachineFunction - Register allocate the whole function
+    ///
     bool runOnMachineFunction(MachineFunction &Fn);
 
     /// AllocateBasicBlock - Register allocate the specified basic block.
+    ///
     void AllocateBasicBlock(MachineBasicBlock &MBB);
 
     /// FillVRegReadTable - Fill out the table of vreg read times given a BB
+    ///
     void FillVRegReadTable(MachineBasicBlock &MBB);
     
     /// areRegsEqual - This method returns true if the specified registers are
@@ -209,13 +238,6 @@ namespace {
     ///
     void assignVirtToPhysReg(unsigned VirtReg, unsigned PhysReg);
 
-    /// liberatePhysReg - Make sure the specified physical register is available
-    /// for use.  If there is currently a value in it, it is either moved out of
-    /// the way or spilled to memory.
-    ///
-    void liberatePhysReg(MachineBasicBlock &MBB, MachineBasicBlock::iterator &I,
-                         unsigned PhysReg);
-
     /// isPhysRegAvailable - Return true if the specified physical register is
     /// free and available for use.  This also includes checking to see if
     /// aliased registers are all free...
@@ -256,17 +278,17 @@ namespace {
 /// to be held on the stack.
 int RABigBlock::getStackSpaceFor(unsigned VirtReg, const TargetRegisterClass *RC) {
   // Find the location Reg would belong...
-  std::map<unsigned, int>::iterator I =StackSlotForVirtReg.lower_bound(VirtReg);
+  int FrameIdx = getVirt2StackSlot(VirtReg);
 
-  if (I != StackSlotForVirtReg.end() && I->first == VirtReg)
-    return I->second;          // Already has space allocated?
+  if (FrameIdx)
+    return FrameIdx - 1;          // Already has space allocated?
 
   // Allocate a new stack object for this spill location...
-  int FrameIdx = MF->getFrameInfo()->CreateStackObject(RC->getSize(),
+  FrameIdx = MF->getFrameInfo()->CreateStackObject(RC->getSize(),
                                                        RC->getAlignment());
 
   // Assign the slot...
-  StackSlotForVirtReg.insert(I, std::make_pair(VirtReg, FrameIdx));
+  getVirt2StackSlot(VirtReg) = FrameIdx + 1;
   return FrameIdx;
 }
 
@@ -276,11 +298,6 @@ int RABigBlock::getStackSpaceFor(unsigned VirtReg, const TargetRegisterClass *RC
 ///
 void RABigBlock::removePhysReg(unsigned PhysReg) {
   PhysRegsUsed[PhysReg] = -1;      // PhyReg no longer used
-
-  std::vector<unsigned>::iterator It =
-    std::find(PhysRegsUseOrder.begin(), PhysRegsUseOrder.end(), PhysReg);
-  if (It != PhysRegsUseOrder.end())
-    PhysRegsUseOrder.erase(It);
 }
 
 
@@ -296,6 +313,9 @@ void RABigBlock::spillVirtReg(MachineBasicBlock &MBB,
          " the intended one.");
   DOUT << "  Spilling register " << RegInfo->getName(PhysReg)
        << " containing %reg" << VirtReg;
+  
+  const TargetInstrInfo* TII = MBB.getParent()->getTarget().getInstrInfo();
+  
   if (!isVirtRegModified(VirtReg))
     DOUT << " which has not been modified, so no store necessary!";
 
@@ -303,10 +323,10 @@ void RABigBlock::spillVirtReg(MachineBasicBlock &MBB,
   // register.  We only need to spill it into its stack slot if it has been
   // modified.
   if (isVirtRegModified(VirtReg)) {
-    const TargetRegisterClass *RC = MF->getSSARegMap()->getRegClass(VirtReg);
+    const TargetRegisterClass *RC = MF->getRegInfo().getRegClass(VirtReg);
     int FrameIndex = getStackSpaceFor(VirtReg, RC);
     DOUT << " to stack slot #" << FrameIndex;
-    RegInfo->storeRegToStackSlot(MBB, I, PhysReg, FrameIndex, RC);
+    TII->storeRegToStackSlot(MBB, I, PhysReg, true, FrameIndex, RC);
     ++NumStores;   // Update statistics
   }
 
@@ -335,18 +355,7 @@ void RABigBlock::spillPhysReg(MachineBasicBlock &MBB, MachineInstr *I,
          *AliasSet; ++AliasSet)
       if (PhysRegsUsed[*AliasSet] != -1 &&     // Spill aliased register.
           PhysRegsUsed[*AliasSet] != -2)       // If allocatable.
-        if (PhysRegsUsed[*AliasSet] == 0) {
-          // This must have been a dead def due to something like this:
-          // %EAX :=
-          //      := op %AL
-          // No more use of %EAX, %AH, etc.
-          // %EAX isn't dead upon definition, but %AH is. However %AH isn't
-          // an operand of definition MI so it's not marked as such.
-          DOUT << "  Register " << RegInfo->getName(*AliasSet)
-               << " [%reg" << *AliasSet
-               << "] is never used, removing it frame live list\n";
-          removePhysReg(*AliasSet);
-        } else
+        if (PhysRegsUsed[*AliasSet])
           spillVirtReg(MBB, I, PhysRegsUsed[*AliasSet], *AliasSet);
   }
 }
@@ -362,7 +371,6 @@ void RABigBlock::assignVirtToPhysReg(unsigned VirtReg, unsigned PhysReg) {
   // it holds VirtReg.
   PhysRegsUsed[PhysReg] = VirtReg;
   getVirt2PhysRegMapSlot(VirtReg) = PhysReg;
-  PhysRegsUseOrder.push_back(PhysReg);   // New use of PhysReg
 }
 
 
@@ -382,8 +390,7 @@ bool RABigBlock::isPhysRegAvailable(unsigned PhysReg) const {
   return true;
 }
 
-
-//////// FIX THIS:
+  
 /// getFreeReg - Look to see if there is a free register available in the
 /// specified register class.  If not, return 0.
 ///
@@ -402,23 +409,13 @@ unsigned RABigBlock::getFreeReg(const TargetRegisterClass *RC) {
 }
 
 
-/// liberatePhysReg - Make sure the specified physical register is available for
-/// use.  If there is currently a value in it, it is either moved out of the way
-/// or spilled to memory.
-///
-void RABigBlock::liberatePhysReg(MachineBasicBlock &MBB,
-                              MachineBasicBlock::iterator &I,
-                              unsigned PhysReg) {
-  spillPhysReg(MBB, I, PhysReg);
-}
-
 /// chooseReg - Pick a physical register to hold the specified
 /// virtual register by choosing the one whose value will be read
 /// furthest in the future.
 ///
 unsigned RABigBlock::chooseReg(MachineBasicBlock &MBB, MachineInstr *I,
                          unsigned VirtReg) {
-  const TargetRegisterClass *RC = MF->getSSARegMap()->getRegClass(VirtReg);
+  const TargetRegisterClass *RC = MF->getRegInfo().getRegClass(VirtReg);
   // First check to see if we have a free register of the requested type...
   unsigned PhysReg = getFreeReg(RC);
 
@@ -426,9 +423,9 @@ unsigned RABigBlock::chooseReg(MachineBasicBlock &MBB, MachineInstr *I,
   // read at the most distant point in time.
   if (PhysReg == 0) {
     unsigned delay=0, longest_delay=0;
-    SmallVector<unsigned, 2> *ReadTimes;
+    VRegTimes* ReadTimes;
 
-    unsigned curTime = InsnTimes[I];
+    unsigned curTime = MBBCurTime;
 
     // for all physical regs in the RC,
     for(TargetRegisterClass::iterator pReg = RC->begin(); 
@@ -436,11 +433,23 @@ unsigned RABigBlock::chooseReg(MachineBasicBlock &MBB, MachineInstr *I,
       // how long until they're read?
       if(PhysRegsUsed[*pReg]>0) { // ignore non-allocatable regs
         ReadTimes = VRegReadTable[PhysRegsUsed[*pReg]];
-       SmallVector<unsigned, 2>::iterator pt = 
-                                         std::lower_bound(ReadTimes->begin(),
-                                                          ReadTimes->end(),
-                                                          curTime);
-        delay = *pt - curTime;
+        if(ReadTimes && !ReadTimes->empty()) {
+            unsigned& pt = VRegReadIdx[PhysRegsUsed[*pReg]];
+            while(pt < ReadTimes->size() && (*ReadTimes)[pt] < curTime) {
+                ++pt;
+            }
+
+            if(pt < ReadTimes->size())
+                delay = (*ReadTimes)[pt] - curTime;
+            else
+                delay = MBBLastInsnTime + 1 - curTime;
+        } else {
+            // This register is only defined, but never
+            // read in this MBB. Therefore the next read
+            // happens after the end of this MBB
+            delay = MBBLastInsnTime + 1 - curTime;
+        }
+
         
         if(delay > longest_delay) {
           longest_delay = delay;
@@ -448,9 +457,23 @@ unsigned RABigBlock::chooseReg(MachineBasicBlock &MBB, MachineInstr *I,
         }
       }
     }
+
+    if(PhysReg == 0) { // ok, now we're desperate. We couldn't choose
+                       // a register to spill by looking through the
+                       // read timetable, so now we just spill the
+                       // first allocatable register we find.
+                       
+      // for all physical regs in the RC,
+      for(TargetRegisterClass::iterator pReg = RC->begin(); 
+                                        pReg != RC->end();  ++pReg) {
+        // if we find a register we can spill
+        if(PhysRegsUsed[*pReg]>=-1)
+          PhysReg = *pReg; // choose it to be spilled
+      }
+    }
     
-    assert(PhysReg && "couldn't grab a register from the table?");
-    // TODO: assert that RC->contains(PhysReg) / handle aliased registers
+    assert(PhysReg && "couldn't choose a register to spill :( ");
+    // TODO: assert that RC->contains(PhysReg) / handle aliased registers?
 
     // since we needed to look in the table we need to spill this register.
     spillPhysReg(MBB, I, PhysReg);
@@ -476,6 +499,7 @@ unsigned RABigBlock::chooseReg(MachineBasicBlock &MBB, MachineInstr *I,
 MachineInstr *RABigBlock::reloadVirtReg(MachineBasicBlock &MBB, MachineInstr *MI,
                                      unsigned OpNum) {
   unsigned VirtReg = MI->getOperand(OpNum).getReg();
+  const TargetInstrInfo* TII = MBB.getParent()->getTarget().getInstrInfo();
 
   // If the virtual register is already available in a physical register,
   // just update the instruction and return.
@@ -486,7 +510,7 @@ MachineInstr *RABigBlock::reloadVirtReg(MachineBasicBlock &MBB, MachineInstr *MI
 
   // Otherwise, if we have free physical registers available to hold the
   // value, use them.
-  const TargetRegisterClass *RC = MF->getSSARegMap()->getRegClass(VirtReg);
+  const TargetRegisterClass *RC = MF->getRegInfo().getRegClass(VirtReg);
   unsigned PhysReg = getFreeReg(RC);
   int FrameIndex = getStackSpaceFor(VirtReg, RC);
 
@@ -494,11 +518,11 @@ MachineInstr *RABigBlock::reloadVirtReg(MachineBasicBlock &MBB, MachineInstr *MI
     assignVirtToPhysReg(VirtReg, PhysReg);
   } else {  // no free registers available.
     // try to fold the spill into the instruction
-    if(MachineInstr* FMI = RegInfo->foldMemoryOperand(MI, OpNum, FrameIndex)) {
+    SmallVector<unsigned, 2> Ops;
+    Ops.push_back(OpNum);
+    if(MachineInstr* FMI = TII->foldMemoryOperand(*MF, MI, Ops, FrameIndex)) {
       ++NumFolded;
-      // Since we changed the address of MI, make sure to update live variables
-      // to know that the new instruction has the properties of the old one.
-      LV->instructionChanged(MI, FMI);
+      FMI->copyKillDeadInfo(MI);
       return MBB.insert(MBB.erase(MI), FMI);
     }
     
@@ -514,10 +538,10 @@ MachineInstr *RABigBlock::reloadVirtReg(MachineBasicBlock &MBB, MachineInstr *MI
        << RegInfo->getName(PhysReg) << "\n";
 
   // Add move instruction(s)
-  RegInfo->loadRegFromStackSlot(MBB, MI, PhysReg, FrameIndex, RC);
+  TII->loadRegFromStackSlot(MBB, MI, PhysReg, FrameIndex, RC);
   ++NumLoads;    // Update statistics
 
-  MF->setPhysRegUsed(PhysReg);
+  MF->getRegInfo().setPhysRegUsed(PhysReg);
   MI->getOperand(OpNum).setReg(PhysReg);  // Assign the input register
   return MI;
 }
@@ -533,25 +557,58 @@ void RABigBlock::FillVRegReadTable(MachineBasicBlock &MBB) {
   for(ReadTime=0, MII = MBB.begin(); MII != MBB.end(); ++ReadTime, ++MII) {
     MachineInstr *MI = MII;
     
-    InsnTimes[MI] = ReadTime;
-    
     for (unsigned i = 0; i != MI->getNumOperands(); ++i) {
       MachineOperand& MO = MI->getOperand(i);
       // look for vreg reads..
       if (MO.isRegister() && !MO.isDef() && MO.getReg() &&
-          MRegisterInfo::isVirtualRegister(MO.getReg())) {
-        // ..and add them to the read table.
-        if(!VRegReadTable[MO.getReg()])
-          VRegReadTable[MO.getReg()] = new SmallVector<unsigned, 2>;
-          
-        VRegReadTable[MO.getReg()]->push_back(ReadTime);
+          TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(MO.getReg())) {
+          // ..and add them to the read table.
+          VRegTimes* &Times = VRegReadTable[MO.getReg()];
+          if(!VRegReadTable[MO.getReg()]) {
+              Times = new VRegTimes;
+              VRegReadIdx[MO.getReg()] = 0;
+          }
+        Times->push_back(ReadTime);
       }
     }
 
   }  
 
+  MBBLastInsnTime = ReadTime;
+
+  for(DenseMap<unsigned, VRegTimes*, VRegKeyInfo>::iterator Reads = VRegReadTable.begin();
+      Reads != VRegReadTable.end(); ++Reads) {
+      if(Reads->second) {
+          DOUT << "Reads[" << Reads->first << "]=" << Reads->second->size() << "\n";
+      }
+  }
+}
+
+/// isReadModWriteImplicitKill - True if this is an implicit kill for a
+/// read/mod/write register, i.e. update partial register.
+static bool isReadModWriteImplicitKill(MachineInstr *MI, unsigned Reg) {
+  for (unsigned i = 0, e = MI->getNumOperands(); i != e; ++i) {
+    MachineOperand& MO = MI->getOperand(i);
+    if (MO.isRegister() && MO.getReg() == Reg && MO.isImplicit() &&
+        MO.isDef() && !MO.isDead())
+      return true;
+  }
+  return false;
+}
+
+/// isReadModWriteImplicitDef - True if this is an implicit def for a
+/// read/mod/write register, i.e. update partial register.
+static bool isReadModWriteImplicitDef(MachineInstr *MI, unsigned Reg) {
+  for (unsigned i = 0, e = MI->getNumOperands(); i != e; ++i) {
+    MachineOperand& MO = MI->getOperand(i);
+    if (MO.isRegister() && MO.getReg() == Reg && MO.isImplicit() &&
+        !MO.isDef() && MO.isKill())
+      return true;
+  }
+  return false;
 }
 
+
 void RABigBlock::AllocateBasicBlock(MachineBasicBlock &MBB) {
   // loop over each instruction
   MachineBasicBlock::iterator MII = MBB.begin();
@@ -563,28 +620,29 @@ void RABigBlock::AllocateBasicBlock(MachineBasicBlock &MBB) {
   // If this is the first basic block in the machine function, add live-in
   // registers as active.
   if (&MBB == &*MF->begin()) {
-    for (MachineFunction::livein_iterator I = MF->livein_begin(),
-         E = MF->livein_end(); I != E; ++I) {
+    for (MachineRegisterInfo::livein_iterator
+         I = MF->getRegInfo().livein_begin(),
+         E = MF->getRegInfo().livein_end(); I != E; ++I) {
       unsigned Reg = I->first;
-      MF->setPhysRegUsed(Reg);
+      MF->getRegInfo().setPhysRegUsed(Reg);
       PhysRegsUsed[Reg] = 0;            // It is free and reserved now
-      PhysRegsUseOrder.push_back(Reg);
-      for (const unsigned *AliasSet = RegInfo->getAliasSet(Reg);
+      for (const unsigned *AliasSet = RegInfo->getSubRegisters(Reg);
            *AliasSet; ++AliasSet) {
         if (PhysRegsUsed[*AliasSet] != -2) {
-          PhysRegsUseOrder.push_back(*AliasSet);
           PhysRegsUsed[*AliasSet] = 0;  // It is free and reserved now
-          MF->setPhysRegUsed(*AliasSet);
+          MF->getRegInfo().setPhysRegUsed(*AliasSet);
         }
       }
     }    
   }
   
   // Otherwise, sequentially allocate each instruction in the MBB.
+  MBBCurTime = -1;
   while (MII != MBB.end()) {
     MachineInstr *MI = MII++;
-    const TargetInstrDescriptor &TID = TII.get(MI->getOpcode());
-    DEBUG(DOUT << "\nStarting RegAlloc of: " << *MI;
+    MBBCurTime++;
+    const TargetInstrDesc &TID = MI->getDesc();
+    DEBUG(DOUT << "\nTime=" << MBBCurTime << " Starting RegAlloc of: " << *MI;
           DOUT << "  Regs have values: ";
           for (unsigned i = 0; i != RegInfo->getNumRegs(); ++i)
             if (PhysRegsUsed[i] != -1 && PhysRegsUsed[i] != -2)
@@ -592,19 +650,18 @@ void RABigBlock::AllocateBasicBlock(MachineBasicBlock &MBB) {
                     << ",%reg" << PhysRegsUsed[i] << "] ";
           DOUT << "\n");
 
-    // Loop over the implicit uses, making sure that they are at the head of the
-    // use order list, so they don't get reallocated.
-    if (TID.ImplicitUses) {
-      for (const unsigned *ImplicitUses = TID.ImplicitUses;
-           *ImplicitUses; ++ImplicitUses)
-        MarkPhysRegRecentlyUsed(*ImplicitUses);
-    }
-
     SmallVector<unsigned, 8> Kills;
     for (unsigned i = 0, e = MI->getNumOperands(); i != e; ++i) {
       MachineOperand& MO = MI->getOperand(i);
-      if (MO.isRegister() && MO.isKill())
-        Kills.push_back(MO.getReg());
+      if (MO.isRegister() && MO.isKill()) {
+        if (!MO.isImplicit())
+          Kills.push_back(MO.getReg());
+        else if (!isReadModWriteImplicitKill(MI, MO.getReg()))
+          // These are extra physical register kills when a sub-register
+          // is defined (def of a sub-register is a read/mod/write of the
+          // larger registers). Ignore.
+          Kills.push_back(MO.getReg());
+      }
     }
 
     // Get the used operands into registers.  This has the potential to spill
@@ -617,7 +674,7 @@ void RABigBlock::AllocateBasicBlock(MachineBasicBlock &MBB) {
       MachineOperand& MO = MI->getOperand(i);
       // here we are looking for only used operands (never def&use)
       if (MO.isRegister() && !MO.isDef() && MO.getReg() && !MO.isImplicit() &&
-          MRegisterInfo::isVirtualRegister(MO.getReg()))
+          TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(MO.getReg()))
         MI = reloadVirtReg(MBB, MI, i);
     }
 
@@ -628,7 +685,7 @@ void RABigBlock::AllocateBasicBlock(MachineBasicBlock &MBB) {
     for (unsigned i = 0, e = Kills.size(); i != e; ++i) {
       unsigned VirtReg = Kills[i];
       unsigned PhysReg = VirtReg;
-      if (MRegisterInfo::isVirtualRegister(VirtReg)) {
+      if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(VirtReg)) {
         // If the virtual register was never materialized into a register, it
         // might not be in the map, but it won't hurt to zero it out anyway.
         unsigned &PhysRegSlot = getVirt2PhysRegMapSlot(VirtReg);
@@ -637,13 +694,16 @@ void RABigBlock::AllocateBasicBlock(MachineBasicBlock &MBB) {
       } else if (PhysRegsUsed[PhysReg] == -2) {
         // Unallocatable register dead, ignore.
         continue;
+      } else {
+        assert(!PhysRegsUsed[PhysReg] || PhysRegsUsed[PhysReg] == -1 &&
+               "Silently clearing a virtual register?");
       }
 
       if (PhysReg) {
         DOUT << "  Last use of " << RegInfo->getName(PhysReg)
              << "[%reg" << VirtReg <<"], removing it from live set\n";
         removePhysReg(PhysReg);
-        for (const unsigned *AliasSet = RegInfo->getAliasSet(PhysReg);
+        for (const unsigned *AliasSet = RegInfo->getSubRegisters(PhysReg);
              *AliasSet; ++AliasSet) {
           if (PhysRegsUsed[*AliasSet] != -2) {
             DOUT  << "  Last use of "
@@ -660,46 +720,42 @@ void RABigBlock::AllocateBasicBlock(MachineBasicBlock &MBB) {
     for (unsigned i = 0, e = MI->getNumOperands(); i != e; ++i) {
       MachineOperand& MO = MI->getOperand(i);
       if (MO.isRegister() && MO.isDef() && !MO.isImplicit() && MO.getReg() &&
-          MRegisterInfo::isPhysicalRegister(MO.getReg())) {
+          TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(MO.getReg())) {
         unsigned Reg = MO.getReg();
         if (PhysRegsUsed[Reg] == -2) continue;  // Something like ESP.
-            
-        MF->setPhysRegUsed(Reg);
+        // These are extra physical register defs when a sub-register
+        // is defined (def of a sub-register is a read/mod/write of the
+        // larger registers). Ignore.
+        if (isReadModWriteImplicitDef(MI, MO.getReg())) continue;
+
+        MF->getRegInfo().setPhysRegUsed(Reg);
         spillPhysReg(MBB, MI, Reg, true); // Spill any existing value in reg
         PhysRegsUsed[Reg] = 0;            // It is free and reserved now
-        PhysRegsUseOrder.push_back(Reg);
-        for (const unsigned *AliasSet = RegInfo->getAliasSet(Reg);
+        for (const unsigned *AliasSet = RegInfo->getSubRegisters(Reg);
              *AliasSet; ++AliasSet) {
           if (PhysRegsUsed[*AliasSet] != -2) {
-            PhysRegsUseOrder.push_back(*AliasSet);
             PhysRegsUsed[*AliasSet] = 0;  // It is free and reserved now
-            MF->setPhysRegUsed(*AliasSet);
+            MF->getRegInfo().setPhysRegUsed(*AliasSet);
           }
         }
       }
     }
 
     // Loop over the implicit defs, spilling them as well.
-    if (TID.ImplicitDefs) {
-      for (const unsigned *ImplicitDefs = TID.ImplicitDefs;
+    if (TID.getImplicitDefs()) {
+      for (const unsigned *ImplicitDefs = TID.getImplicitDefs();
            *ImplicitDefs; ++ImplicitDefs) {
         unsigned Reg = *ImplicitDefs;
-        bool IsNonAllocatable = PhysRegsUsed[Reg] == -2;
-        if (!IsNonAllocatable) {
+        if (PhysRegsUsed[Reg] != -2) {
           spillPhysReg(MBB, MI, Reg, true);
-          PhysRegsUseOrder.push_back(Reg);
           PhysRegsUsed[Reg] = 0;            // It is free and reserved now
         }
-        MF->setPhysRegUsed(Reg);
-
-        for (const unsigned *AliasSet = RegInfo->getAliasSet(Reg);
+        MF->getRegInfo().setPhysRegUsed(Reg);
+        for (const unsigned *AliasSet = RegInfo->getSubRegisters(Reg);
              *AliasSet; ++AliasSet) {
           if (PhysRegsUsed[*AliasSet] != -2) {
-            if (!IsNonAllocatable) {
-              PhysRegsUseOrder.push_back(*AliasSet);
-              PhysRegsUsed[*AliasSet] = 0;  // It is free and reserved now
-            }
-            MF->setPhysRegUsed(*AliasSet);
+            PhysRegsUsed[*AliasSet] = 0;  // It is free and reserved now
+            MF->getRegInfo().setPhysRegUsed(*AliasSet);
           }
         }
       }
@@ -720,14 +776,14 @@ void RABigBlock::AllocateBasicBlock(MachineBasicBlock &MBB) {
     for (unsigned i = 0, e = MI->getNumOperands(); i != e; ++i) {
       MachineOperand& MO = MI->getOperand(i);
       if (MO.isRegister() && MO.isDef() && MO.getReg() &&
-          MRegisterInfo::isVirtualRegister(MO.getReg())) {
+          TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(MO.getReg())) {
         unsigned DestVirtReg = MO.getReg();
         unsigned DestPhysReg;
 
         // If DestVirtReg already has a value, use it.
         if (!(DestPhysReg = getVirt2PhysRegMapSlot(DestVirtReg)))
           DestPhysReg = chooseReg(MBB, MI, DestVirtReg);
-        MF->setPhysRegUsed(DestPhysReg);
+        MF->getRegInfo().setPhysRegUsed(DestPhysReg);
         markVirtRegModified(DestVirtReg);
         MI->getOperand(i).setReg(DestPhysReg);  // Assign the output register
       }
@@ -739,7 +795,7 @@ void RABigBlock::AllocateBasicBlock(MachineBasicBlock &MBB) {
     for (unsigned i = 0, e = DeadDefs.size(); i != e; ++i) {
       unsigned VirtReg = DeadDefs[i];
       unsigned PhysReg = VirtReg;
-      if (MRegisterInfo::isVirtualRegister(VirtReg)) {
+      if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(VirtReg)) {
         unsigned &PhysRegSlot = getVirt2PhysRegMapSlot(VirtReg);
         PhysReg = PhysRegSlot;
         assert(PhysReg != 0);
@@ -768,11 +824,8 @@ void RABigBlock::AllocateBasicBlock(MachineBasicBlock &MBB) {
     
     // Finally, if this is a noop copy instruction, zap it.
     unsigned SrcReg, DstReg;
-    if (TII.isMoveInstr(*MI, SrcReg, DstReg) && SrcReg == DstReg) {
-      LV->removeVirtualRegistersKilled(MI);
-      LV->removeVirtualRegistersDead(MI);
+    if (TII.isMoveInstr(*MI, SrcReg, DstReg) && SrcReg == DstReg)
       MBB.erase(MI);
-    }
   }
 
   MachineBasicBlock::iterator MI = MBB.getFirstTerminator();
@@ -784,23 +837,6 @@ void RABigBlock::AllocateBasicBlock(MachineBasicBlock &MBB) {
         spillVirtReg(MBB, MI, VirtReg, i);
       else
         removePhysReg(i);
-
-#if 0
-  // This checking code is very expensive.
-  bool AllOk = true;
-  for (unsigned i = MRegisterInfo::FirstVirtualRegister,
-           e = MF->getSSARegMap()->getLastVirtReg(); i <= e; ++i)
-    if (unsigned PR = Virt2PhysRegMap[i]) {
-      cerr << "Register still mapped: " << i << " -> " << PR << "\n";
-      AllOk = false;
-    }
-  assert(AllOk && "Virtual registers still in phys regs?");
-#endif
-
-  // Clear any physical register which appear live at the end of the basic
-  // block, but which do not hold any virtual registers.  e.g., the stack
-  // pointer.
-  PhysRegsUseOrder.clear();
 }
 
 /// runOnMachineFunction - Register allocate the whole function
@@ -810,7 +846,6 @@ bool RABigBlock::runOnMachineFunction(MachineFunction &Fn) {
   MF = &Fn;
   TM = &Fn.getTarget();
   RegInfo = TM->getRegisterInfo();
-  LV = &getAnalysis<LiveVariables>();
 
   PhysRegsUsed.assign(RegInfo->getNumRegs(), -1);
   
@@ -826,7 +861,10 @@ bool RABigBlock::runOnMachineFunction(MachineFunction &Fn) {
 
   // initialize the virtual->physical register map to have a 'null'
   // mapping for all virtual registers
-  Virt2PhysRegMap.grow(MF->getSSARegMap()->getLastVirtReg());
+  Virt2PhysRegMap.grow(MF->getRegInfo().getLastVirtReg());
+  StackSlotForVirtReg.grow(MF->getRegInfo().getLastVirtReg());
+  VirtRegModified.resize(MF->getRegInfo().getLastVirtReg() - 
+                         TargetRegisterInfo::FirstVirtualRegister + 1, 0);
 
   // Loop over all of the basic blocks, eliminating virtual register references
   for (MachineFunction::iterator MBB = Fn.begin(), MBBe = Fn.end();