PreferredEHDataFormat is always call with data and global, but this whole
[oota-llvm.git] / lib / CodeGen / RegAllocLinearScan.cpp
index ab40e6fdaec022ddb39f9469cc1f6fddd47ff69a..30c602da3b1247e572ac9fa4814217011688854d 100644 (file)
 //
 //                     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 a linear scan register allocator.
 //
 //===----------------------------------------------------------------------===//
+
 #define DEBUG_TYPE "regalloc"
+#include "VirtRegMap.h"
+#include "VirtRegRewriter.h"
+#include "Spiller.h"
 #include "llvm/Function.h"
-#include "llvm/CodeGen/LiveIntervals.h"
-#include "llvm/CodeGen/LiveVariables.h"
-#include "llvm/CodeGen/MachineFrameInfo.h"
+#include "llvm/CodeGen/LiveIntervalAnalysis.h"
+#include "llvm/CodeGen/LiveStackAnalysis.h"
 #include "llvm/CodeGen/MachineFunctionPass.h"
 #include "llvm/CodeGen/MachineInstr.h"
+#include "llvm/CodeGen/MachineLoopInfo.h"
+#include "llvm/CodeGen/MachineRegisterInfo.h"
 #include "llvm/CodeGen/Passes.h"
-#include "llvm/CodeGen/SSARegMap.h"
-#include "llvm/Target/MRegisterInfo.h"
-#include "llvm/Target/TargetInstrInfo.h"
+#include "llvm/CodeGen/RegAllocRegistry.h"
+#include "llvm/CodeGen/RegisterCoalescer.h"
+#include "llvm/Target/TargetRegisterInfo.h"
 #include "llvm/Target/TargetMachine.h"
-#include "llvm/Support/CFG.h"
-#include "Support/Debug.h"
-#include "Support/DepthFirstIterator.h"
-#include "Support/Statistic.h"
-#include "Support/STLExtras.h"
+#include "llvm/Target/TargetOptions.h"
+#include "llvm/Target/TargetInstrInfo.h"
+#include "llvm/ADT/EquivalenceClasses.h"
+#include "llvm/ADT/SmallSet.h"
+#include "llvm/ADT/Statistic.h"
+#include "llvm/ADT/STLExtras.h"
+#include "llvm/Support/Debug.h"
+#include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
+#include "llvm/Support/Compiler.h"
+#include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
+#include "llvm/Support/raw_ostream.h"
 #include <algorithm>
+#include <set>
+#include <queue>
+#include <memory>
+#include <cmath>
+
 using namespace llvm;
 
-namespace {
-    Statistic<> numStores("ra-linearscan", "Number of stores added");
-    Statistic<> numLoads ("ra-linearscan", "Number of loads added");
-
-    class PhysRegTracker {
-    private:
-        const MRegisterInfo* mri_;
-        std::vector<unsigned> regUse_;
-
-    public:
-        PhysRegTracker(MachineFunction* mf)
-            : mri_(mf ? mf->getTarget().getRegisterInfo() : NULL) {
-            if (mri_) {
-                regUse_.assign(mri_->getNumRegs(), 0);
-            }
-        }
+STATISTIC(NumIters     , "Number of iterations performed");
+STATISTIC(NumBacktracks, "Number of times we had to backtrack");
+STATISTIC(NumCoalesce,   "Number of copies coalesced");
+STATISTIC(NumDowngrade,  "Number of registers downgraded");
 
-        PhysRegTracker(const PhysRegTracker& rhs)
-            : mri_(rhs.mri_),
-              regUse_(rhs.regUse_) {
-        }
+static cl::opt<bool>
+NewHeuristic("new-spilling-heuristic",
+             cl::desc("Use new spilling heuristic"),
+             cl::init(false), cl::Hidden);
 
-        const PhysRegTracker& operator=(const PhysRegTracker& rhs) {
-            mri_ = rhs.mri_;
-            regUse_ = rhs.regUse_;
-            return *this;
-        }
+static cl::opt<bool>
+PreSplitIntervals("pre-alloc-split",
+                  cl::desc("Pre-register allocation live interval splitting"),
+                  cl::init(false), cl::Hidden);
 
-        void addPhysRegUse(unsigned physReg) {
-            ++regUse_[physReg];
-            for (const unsigned* as = mri_->getAliasSet(physReg); *as; ++as) {
-                physReg = *as;
-                ++regUse_[physReg];
-            }
-        }
+static cl::opt<bool>
+NewSpillFramework("new-spill-framework",
+                  cl::desc("New spilling framework"),
+                  cl::init(false), cl::Hidden);
 
-        void delPhysRegUse(unsigned physReg) {
-            assert(regUse_[physReg] != 0);
-            --regUse_[physReg];
-            for (const unsigned* as = mri_->getAliasSet(physReg); *as; ++as) {
-                physReg = *as;
-                assert(regUse_[physReg] != 0);
-                --regUse_[physReg];
-            }
-        }
+static RegisterRegAlloc
+linearscanRegAlloc("linearscan", "linear scan register allocator",
+                   createLinearScanRegisterAllocator);
 
-        bool isPhysRegAvail(unsigned physReg) const {
-            return regUse_[physReg] == 0;
-        }
-    };
+namespace {
+  struct VISIBILITY_HIDDEN RALinScan : public MachineFunctionPass {
+    static char ID;
+    RALinScan() : MachineFunctionPass(&ID) {}
+
+    typedef std::pair<LiveInterval*, LiveInterval::iterator> IntervalPtr;
+    typedef SmallVector<IntervalPtr, 32> IntervalPtrs;
+  private:
+    /// RelatedRegClasses - This structure is built the first time a function is
+    /// compiled, and keeps track of which register classes have registers that
+    /// belong to multiple classes or have aliases that are in other classes.
+    EquivalenceClasses<const TargetRegisterClass*> RelatedRegClasses;
+    DenseMap<unsigned, const TargetRegisterClass*> OneClassForEachPhysReg;
+
+    // NextReloadMap - For each register in the map, it maps to the another
+    // register which is defined by a reload from the same stack slot and
+    // both reloads are in the same basic block.
+    DenseMap<unsigned, unsigned> NextReloadMap;
+
+    // DowngradedRegs - A set of registers which are being "downgraded", i.e.
+    // un-favored for allocation.
+    SmallSet<unsigned, 8> DowngradedRegs;
+
+    // DowngradeMap - A map from virtual registers to physical registers being
+    // downgraded for the virtual registers.
+    DenseMap<unsigned, unsigned> DowngradeMap;
+
+    MachineFunction* mf_;
+    MachineRegisterInfo* mri_;
+    const TargetMachine* tm_;
+    const TargetRegisterInfo* tri_;
+    const TargetInstrInfo* tii_;
+    BitVector allocatableRegs_;
+    LiveIntervals* li_;
+    LiveStacks* ls_;
+    const MachineLoopInfo *loopInfo;
+
+    /// handled_ - Intervals are added to the handled_ set in the order of their
+    /// start value.  This is uses for backtracking.
+    std::vector<LiveInterval*> handled_;
+
+    /// fixed_ - Intervals that correspond to machine registers.
+    ///
+    IntervalPtrs fixed_;
+
+    /// active_ - Intervals that are currently being processed, and which have a
+    /// live range active for the current point.
+    IntervalPtrs active_;
+
+    /// inactive_ - Intervals that are currently being processed, but which have
+    /// a hold at the current point.
+    IntervalPtrs inactive_;
+
+    typedef std::priority_queue<LiveInterval*,
+                                SmallVector<LiveInterval*, 64>,
+                                greater_ptr<LiveInterval> > IntervalHeap;
+    IntervalHeap unhandled_;
+
+    /// regUse_ - Tracks register usage.
+    SmallVector<unsigned, 32> regUse_;
+    SmallVector<unsigned, 32> regUseBackUp_;
+
+    /// vrm_ - Tracks register assignments.
+    VirtRegMap* vrm_;
+
+    std::auto_ptr<VirtRegRewriter> rewriter_;
+
+    std::auto_ptr<Spiller> spiller_;
+
+  public:
+    virtual const char* getPassName() const {
+      return "Linear Scan Register Allocator";
+    }
 
-    class RA : public MachineFunctionPass {
-    private:
-        MachineFunction* mf_;
-        const TargetMachine* tm_;
-        const TargetInstrInfo* tii_;
-        const MRegisterInfo* mri_;
-        LiveIntervals* li_;
-        typedef std::list<LiveIntervals::Interval*> IntervalPtrs;
-        IntervalPtrs unhandled_, fixed_, active_, inactive_, handled_;
+    virtual void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
+      AU.addRequired<LiveIntervals>();
+      if (StrongPHIElim)
+        AU.addRequiredID(StrongPHIEliminationID);
+      // Make sure PassManager knows which analyses to make available
+      // to coalescing and which analyses coalescing invalidates.
+      AU.addRequiredTransitive<RegisterCoalescer>();
+      if (PreSplitIntervals)
+        AU.addRequiredID(PreAllocSplittingID);
+      AU.addRequired<LiveStacks>();
+      AU.addPreserved<LiveStacks>();
+      AU.addRequired<MachineLoopInfo>();
+      AU.addPreserved<MachineLoopInfo>();
+      AU.addRequired<VirtRegMap>();
+      AU.addPreserved<VirtRegMap>();
+      AU.addPreservedID(MachineDominatorsID);
+      MachineFunctionPass::getAnalysisUsage(AU);
+    }
 
-        PhysRegTracker prt_;
+    /// runOnMachineFunction - register allocate the whole function
+    bool runOnMachineFunction(MachineFunction&);
+
+  private:
+    /// linearScan - the linear scan algorithm
+    void linearScan();
+
+    /// initIntervalSets - initialize the interval sets.
+    ///
+    void initIntervalSets();
+
+    /// processActiveIntervals - expire old intervals and move non-overlapping
+    /// ones to the inactive list.
+    void processActiveIntervals(unsigned CurPoint);
+
+    /// processInactiveIntervals - expire old intervals and move overlapping
+    /// ones to the active list.
+    void processInactiveIntervals(unsigned CurPoint);
+
+    /// hasNextReloadInterval - Return the next liveinterval that's being
+    /// defined by a reload from the same SS as the specified one.
+    LiveInterval *hasNextReloadInterval(LiveInterval *cur);
+
+    /// DowngradeRegister - Downgrade a register for allocation.
+    void DowngradeRegister(LiveInterval *li, unsigned Reg);
+
+    /// UpgradeRegister - Upgrade a register for allocation.
+    void UpgradeRegister(unsigned Reg);
+
+    /// assignRegOrStackSlotAtInterval - assign a register if one
+    /// is available, or spill.
+    void assignRegOrStackSlotAtInterval(LiveInterval* cur);
+
+    void updateSpillWeights(std::vector<float> &Weights,
+                            unsigned reg, float weight,
+                            const TargetRegisterClass *RC);
+
+    /// findIntervalsToSpill - Determine the intervals to spill for the
+    /// specified interval. It's passed the physical registers whose spill
+    /// weight is the lowest among all the registers whose live intervals
+    /// conflict with the interval.
+    void findIntervalsToSpill(LiveInterval *cur,
+                            std::vector<std::pair<unsigned,float> > &Candidates,
+                            unsigned NumCands,
+                            SmallVector<LiveInterval*, 8> &SpillIntervals);
+
+    /// attemptTrivialCoalescing - If a simple interval is defined by a copy,
+    /// try allocate the definition the same register as the source register
+    /// if the register is not defined during live time of the interval. This
+    /// eliminate a copy. This is used to coalesce copies which were not
+    /// coalesced away before allocation either due to dest and src being in
+    /// different register classes or because the coalescer was overly
+    /// conservative.
+    unsigned attemptTrivialCoalescing(LiveInterval &cur, unsigned Reg);
+
+    ///
+    /// Register usage / availability tracking helpers.
+    ///
+
+    void initRegUses() {
+      regUse_.resize(tri_->getNumRegs(), 0);
+      regUseBackUp_.resize(tri_->getNumRegs(), 0);
+    }
 
-        typedef std::map<unsigned, unsigned> Virt2PhysMap;
-        Virt2PhysMap v2pMap_;
+    void finalizeRegUses() {
+#ifndef NDEBUG
+      // Verify all the registers are "freed".
+      bool Error = false;
+      for (unsigned i = 0, e = tri_->getNumRegs(); i != e; ++i) {
+        if (regUse_[i] != 0) {
+          cerr << tri_->getName(i) << " is still in use!\n";
+          Error = true;
+        }
+      }
+      if (Error)
+        llvm_unreachable(0);
+#endif
+      regUse_.clear();
+      regUseBackUp_.clear();
+    }
 
-        typedef std::map<unsigned, int> Virt2StackSlotMap;
-        Virt2StackSlotMap v2ssMap_;
+    void addRegUse(unsigned physReg) {
+      assert(TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(physReg) &&
+             "should be physical register!");
+      ++regUse_[physReg];
+      for (const unsigned* as = tri_->getAliasSet(physReg); *as; ++as)
+        ++regUse_[*as];
+    }
 
-        int instrAdded_;
+    void delRegUse(unsigned physReg) {
+      assert(TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(physReg) &&
+             "should be physical register!");
+      assert(regUse_[physReg] != 0);
+      --regUse_[physReg];
+      for (const unsigned* as = tri_->getAliasSet(physReg); *as; ++as) {
+        assert(regUse_[*as] != 0);
+        --regUse_[*as];
+      }
+    }
 
-        typedef std::vector<float> SpillWeights;
-        SpillWeights spillWeights_;
+    bool isRegAvail(unsigned physReg) const {
+      assert(TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(physReg) &&
+             "should be physical register!");
+      return regUse_[physReg] == 0;
+    }
 
-    public:
-        RA()
-            : prt_(NULL) {
+    void backUpRegUses() {
+      regUseBackUp_ = regUse_;
+    }
 
-        }
+    void restoreRegUses() {
+      regUse_ = regUseBackUp_;
+    }
 
-        virtual const char* getPassName() const {
-            return "Linear Scan Register Allocator";
+    ///
+    /// Register handling helpers.
+    ///
+
+    /// getFreePhysReg - return a free physical register for this virtual
+    /// register interval if we have one, otherwise return 0.
+    unsigned getFreePhysReg(LiveInterval* cur);
+    unsigned getFreePhysReg(LiveInterval* cur,
+                            const TargetRegisterClass *RC,
+                            unsigned MaxInactiveCount,
+                            SmallVector<unsigned, 256> &inactiveCounts,
+                            bool SkipDGRegs);
+
+    /// assignVirt2StackSlot - assigns this virtual register to a
+    /// stack slot. returns the stack slot
+    int assignVirt2StackSlot(unsigned virtReg);
+
+    void ComputeRelatedRegClasses();
+
+    template <typename ItTy>
+    void printIntervals(const char* const str, ItTy i, ItTy e) const {
+      if (str) DOUT << str << " intervals:\n";
+      for (; i != e; ++i) {
+        DOUT << "\t" << *i->first << " -> ";
+        unsigned reg = i->first->reg;
+        if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(reg)) {
+          reg = vrm_->getPhys(reg);
         }
+        DOUT << tri_->getName(reg) << '\n';
+      }
+    }
+  };
+  char RALinScan::ID = 0;
+}
 
-        virtual void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
-            AU.addRequired<LiveVariables>();
-            AU.addRequired<LiveIntervals>();
-            MachineFunctionPass::getAnalysisUsage(AU);
-        }
+static RegisterPass<RALinScan>
+X("linearscan-regalloc", "Linear Scan Register Allocator");
+
+void RALinScan::ComputeRelatedRegClasses() {
+  // First pass, add all reg classes to the union, and determine at least one
+  // reg class that each register is in.
+  bool HasAliases = false;
+  for (TargetRegisterInfo::regclass_iterator RCI = tri_->regclass_begin(),
+       E = tri_->regclass_end(); RCI != E; ++RCI) {
+    RelatedRegClasses.insert(*RCI);
+    for (TargetRegisterClass::iterator I = (*RCI)->begin(), E = (*RCI)->end();
+         I != E; ++I) {
+      HasAliases = HasAliases || *tri_->getAliasSet(*I) != 0;
+      
+      const TargetRegisterClass *&PRC = OneClassForEachPhysReg[*I];
+      if (PRC) {
+        // Already processed this register.  Just make sure we know that
+        // multiple register classes share a register.
+        RelatedRegClasses.unionSets(PRC, *RCI);
+      } else {
+        PRC = *RCI;
+      }
+    }
+  }
+  
+  // Second pass, now that we know conservatively what register classes each reg
+  // belongs to, add info about aliases.  We don't need to do this for targets
+  // without register aliases.
+  if (HasAliases)
+    for (DenseMap<unsigned, const TargetRegisterClass*>::iterator
+         I = OneClassForEachPhysReg.begin(), E = OneClassForEachPhysReg.end();
+         I != E; ++I)
+      for (const unsigned *AS = tri_->getAliasSet(I->first); *AS; ++AS)
+        RelatedRegClasses.unionSets(I->second, OneClassForEachPhysReg[*AS]);
+}
 
-        /// runOnMachineFunction - register allocate the whole function
-        bool runOnMachineFunction(MachineFunction&);
-
-        void releaseMemory();
-
-    private:
-        /// initIntervalSets - initializa the four interval sets:
-        /// unhandled, fixed, active and inactive
-        void initIntervalSets(LiveIntervals::Intervals& li);
-
-        /// processActiveIntervals - expire old intervals and move
-        /// non-overlapping ones to the incative list
-        void processActiveIntervals(IntervalPtrs::value_type cur);
-
-        /// processInactiveIntervals - expire old intervals and move
-        /// overlapping ones to the active list
-        void processInactiveIntervals(IntervalPtrs::value_type cur);
-
-        /// updateSpillWeights - updates the spill weights of the
-        /// specifed physical register and its weight
-        void updateSpillWeights(unsigned reg, SpillWeights::value_type weight);
-
-        /// assignRegOrStackSlotAtInterval - assign a register if one
-        /// is available, or spill.
-        void assignRegOrStackSlotAtInterval(IntervalPtrs::value_type cur);
-
-        /// addSpillCode - adds spill code for interval. The interval
-        /// must be modified by LiveIntervals::updateIntervalForSpill.
-        void addSpillCode(IntervalPtrs::value_type li, int slot);
-
-        ///
-        /// register handling helpers
-        ///
-
-        /// getFreePhysReg - return a free physical register for this
-        /// virtual register interval if we have one, otherwise return
-        /// 0
-        unsigned getFreePhysReg(IntervalPtrs::value_type cur);
-
-        /// assignVirt2PhysReg - assigns the free physical register to
-        /// the virtual register passed as arguments
-        Virt2PhysMap::iterator
-        assignVirt2PhysReg(unsigned virtReg, unsigned physReg);
-
-        /// clearVirtReg - free the physical register associated with this
-        /// virtual register and disassociate virtual->physical and
-        /// physical->virtual mappings
-        void clearVirtReg(Virt2PhysMap::iterator it);
-
-        /// assignVirt2StackSlot - assigns this virtual register to a
-        /// stack slot. returns the stack slot
-        int assignVirt2StackSlot(unsigned virtReg);
-
-        /// getStackSlot - returns the offset of the specified
-        /// register on the stack
-        int getStackSlot(unsigned virtReg);
-
-        void printVirtRegAssignment() const {
-            std::cerr << "register assignment:\n";
-
-            for (Virt2PhysMap::const_iterator
-                     i = v2pMap_.begin(), e = v2pMap_.end(); i != e; ++i) {
-                assert(i->second != 0);
-                std::cerr << "[reg" << i->first << " -> "
-                          << mri_->getName(i->second) << "]\n";
-            }
-            for (Virt2StackSlotMap::const_iterator
-                     i = v2ssMap_.begin(), e = v2ssMap_.end(); i != e; ++i) {
-                std::cerr << '[' << i->first << " -> ss#" << i->second << "]\n";
-            }
-            std::cerr << '\n';
-        }
+/// attemptTrivialCoalescing - If a simple interval is defined by a copy,
+/// try allocate the definition the same register as the source register
+/// if the register is not defined during live time of the interval. This
+/// eliminate a copy. This is used to coalesce copies which were not
+/// coalesced away before allocation either due to dest and src being in
+/// different register classes or because the coalescer was overly
+/// conservative.
+unsigned RALinScan::attemptTrivialCoalescing(LiveInterval &cur, unsigned Reg) {
+  unsigned Preference = vrm_->getRegAllocPref(cur.reg);
+  if ((Preference && Preference == Reg) || !cur.containsOneValue())
+    return Reg;
+
+  VNInfo *vni = cur.begin()->valno;
+  if (!vni->def || vni->isUnused() || !vni->isDefAccurate())
+    return Reg;
+  MachineInstr *CopyMI = li_->getInstructionFromIndex(vni->def);
+  unsigned SrcReg, DstReg, SrcSubReg, DstSubReg, PhysReg;
+  if (!CopyMI ||
+      !tii_->isMoveInstr(*CopyMI, SrcReg, DstReg, SrcSubReg, DstSubReg))
+    return Reg;
+  PhysReg = SrcReg;
+  if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(SrcReg)) {
+    if (!vrm_->isAssignedReg(SrcReg))
+      return Reg;
+    PhysReg = vrm_->getPhys(SrcReg);
+  }
+  if (Reg == PhysReg)
+    return Reg;
+
+  const TargetRegisterClass *RC = mri_->getRegClass(cur.reg);
+  if (!RC->contains(PhysReg))
+    return Reg;
+
+  // Try to coalesce.
+  if (!li_->conflictsWithPhysRegDef(cur, *vrm_, PhysReg)) {
+    DOUT << "Coalescing: " << cur << " -> " << tri_->getName(PhysReg)
+         << '\n';
+    vrm_->clearVirt(cur.reg);
+    vrm_->assignVirt2Phys(cur.reg, PhysReg);
+
+    // Remove unnecessary kills since a copy does not clobber the register.
+    if (li_->hasInterval(SrcReg)) {
+      LiveInterval &SrcLI = li_->getInterval(SrcReg);
+      for (MachineRegisterInfo::reg_iterator I = mri_->reg_begin(cur.reg),
+             E = mri_->reg_end(); I != E; ++I) {
+        MachineOperand &O = I.getOperand();
+        if (!O.isUse() || !O.isKill())
+          continue;
+        MachineInstr *MI = &*I;
+        if (SrcLI.liveAt(li_->getDefIndex(li_->getInstructionIndex(MI))))
+          O.setIsKill(false);
+      }
+    }
 
-        void printIntervals(const char* const str,
-                            RA::IntervalPtrs::const_iterator i,
-                            RA::IntervalPtrs::const_iterator e) const {
-            if (str) std::cerr << str << " intervals:\n";
-            for (; i != e; ++i) {
-                std::cerr << "\t" << **i << " -> ";
-                unsigned reg = (*i)->reg;
-                if (MRegisterInfo::isVirtualRegister(reg)) {
-                    Virt2PhysMap::const_iterator it = v2pMap_.find(reg);
-                    reg = (it == v2pMap_.end() ? 0 : it->second);
-                }
-                std::cerr << mri_->getName(reg) << '\n';
-            }
-        }
+    ++NumCoalesce;
+    return PhysReg;
+  }
 
-        void verifyAssignment() const {
-            for (Virt2PhysMap::const_iterator i = v2pMap_.begin(),
-                     e = v2pMap_.end(); i != e; ++i)
-                for (Virt2PhysMap::const_iterator i2 = next(i); i2 != e; ++i2)
-                    if (MRegisterInfo::isVirtualRegister(i->second) &&
-                        (i->second == i2->second ||
-                         mri_->areAliases(i->second, i2->second))) {
-                        const LiveIntervals::Interval
-                            &in = li_->getInterval(i->second),
-                            &in2 = li_->getInterval(i2->second);
-                        if (in.overlaps(in2)) {
-                            std::cerr << in << " overlaps " << in2 << '\n';
-                            assert(0);
-                        }
-                    }
-        }
-    };
+  return Reg;
 }
 
-void RA::releaseMemory()
-{
-    v2pMap_.clear();
-    v2ssMap_.clear();
-    unhandled_.clear();
-    active_.clear();
-    inactive_.clear();
-    fixed_.clear();
-    handled_.clear();
+bool RALinScan::runOnMachineFunction(MachineFunction &fn) {
+  mf_ = &fn;
+  mri_ = &fn.getRegInfo();
+  tm_ = &fn.getTarget();
+  tri_ = tm_->getRegisterInfo();
+  tii_ = tm_->getInstrInfo();
+  allocatableRegs_ = tri_->getAllocatableSet(fn);
+  li_ = &getAnalysis<LiveIntervals>();
+  ls_ = &getAnalysis<LiveStacks>();
+  loopInfo = &getAnalysis<MachineLoopInfo>();
+
+  // We don't run the coalescer here because we have no reason to
+  // interact with it.  If the coalescer requires interaction, it
+  // won't do anything.  If it doesn't require interaction, we assume
+  // it was run as a separate pass.
+
+  // If this is the first function compiled, compute the related reg classes.
+  if (RelatedRegClasses.empty())
+    ComputeRelatedRegClasses();
+
+  // Also resize register usage trackers.
+  initRegUses();
+
+  vrm_ = &getAnalysis<VirtRegMap>();
+  if (!rewriter_.get()) rewriter_.reset(createVirtRegRewriter());
+  
+  if (NewSpillFramework) {
+    spiller_.reset(createSpiller(mf_, li_, ls_, vrm_));
+  }
+  
+  initIntervalSets();
+
+  linearScan();
+
+  // Rewrite spill code and update the PhysRegsUsed set.
+  rewriter_->runOnMachineFunction(*mf_, *vrm_, li_);
+
+  assert(unhandled_.empty() && "Unhandled live intervals remain!");
+
+  finalizeRegUses();
+
+  fixed_.clear();
+  active_.clear();
+  inactive_.clear();
+  handled_.clear();
+  NextReloadMap.clear();
+  DowngradedRegs.clear();
+  DowngradeMap.clear();
+  spiller_.reset(0);
+
+  return true;
 }
 
-bool RA::runOnMachineFunction(MachineFunction &fn) {
-    mf_ = &fn;
-    tm_ = &fn.getTarget();
-    tii_ = &tm_->getInstrInfo();
-    mri_ = tm_->getRegisterInfo();
-    li_ = &getAnalysis<LiveIntervals>();
-    prt_ = PhysRegTracker(mf_);
+/// initIntervalSets - initialize the interval sets.
+///
+void RALinScan::initIntervalSets()
+{
+  assert(unhandled_.empty() && fixed_.empty() &&
+         active_.empty() && inactive_.empty() &&
+         "interval sets should be empty on initialization");
+
+  handled_.reserve(li_->getNumIntervals());
+
+  for (LiveIntervals::iterator i = li_->begin(), e = li_->end(); i != e; ++i) {
+    if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(i->second->reg)) {
+      mri_->setPhysRegUsed(i->second->reg);
+      fixed_.push_back(std::make_pair(i->second, i->second->begin()));
+    } else
+      unhandled_.push(i->second);
+  }
+}
 
-    initIntervalSets(li_->getIntervals());
+void RALinScan::linearScan()
+{
+  // linear scan algorithm
+  DOUT << "********** LINEAR SCAN **********\n";
+  DEBUG(errs() << "********** Function: " 
+        << mf_->getFunction()->getName() << '\n');
+
+  DEBUG(printIntervals("fixed", fixed_.begin(), fixed_.end()));
+
+  while (!unhandled_.empty()) {
+    // pick the interval with the earliest start point
+    LiveInterval* cur = unhandled_.top();
+    unhandled_.pop();
+    ++NumIters;
+    DOUT << "\n*** CURRENT ***: " << *cur << '\n';
+
+    if (!cur->empty()) {
+      processActiveIntervals(cur->beginNumber());
+      processInactiveIntervals(cur->beginNumber());
+
+      assert(TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(cur->reg) &&
+             "Can only allocate virtual registers!");
+    }
 
-    // linear scan algorithm
-    DEBUG(std::cerr << "********** LINEAR SCAN **********\n");
-    DEBUG(std::cerr << "********** Function: "
-          << mf_->getFunction()->getName() << '\n');
+    // Allocating a virtual register. try to find a free
+    // physical register or spill an interval (possibly this one) in order to
+    // assign it one.
+    assignRegOrStackSlotAtInterval(cur);
 
-    DEBUG(printIntervals("unhandled", unhandled_.begin(), unhandled_.end()));
-    DEBUG(printIntervals("fixed", fixed_.begin(), fixed_.end()));
     DEBUG(printIntervals("active", active_.begin(), active_.end()));
     DEBUG(printIntervals("inactive", inactive_.begin(), inactive_.end()));
+  }
+
+  // Expire any remaining active intervals
+  while (!active_.empty()) {
+    IntervalPtr &IP = active_.back();
+    unsigned reg = IP.first->reg;
+    DOUT << "\tinterval " << *IP.first << " expired\n";
+    assert(TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(reg) &&
+           "Can only allocate virtual registers!");
+    reg = vrm_->getPhys(reg);
+    delRegUse(reg);
+    active_.pop_back();
+  }
+
+  // Expire any remaining inactive intervals
+  DEBUG(for (IntervalPtrs::reverse_iterator
+               i = inactive_.rbegin(); i != inactive_.rend(); ++i)
+        DOUT << "\tinterval " << *i->first << " expired\n");
+  inactive_.clear();
+
+  // Add live-ins to every BB except for entry. Also perform trivial coalescing.
+  MachineFunction::iterator EntryMBB = mf_->begin();
+  SmallVector<MachineBasicBlock*, 8> LiveInMBBs;
+  for (LiveIntervals::iterator i = li_->begin(), e = li_->end(); i != e; ++i) {
+    LiveInterval &cur = *i->second;
+    unsigned Reg = 0;
+    bool isPhys = TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(cur.reg);
+    if (isPhys)
+      Reg = cur.reg;
+    else if (vrm_->isAssignedReg(cur.reg))
+      Reg = attemptTrivialCoalescing(cur, vrm_->getPhys(cur.reg));
+    if (!Reg)
+      continue;
+    // Ignore splited live intervals.
+    if (!isPhys && vrm_->getPreSplitReg(cur.reg))
+      continue;
+
+    for (LiveInterval::Ranges::const_iterator I = cur.begin(), E = cur.end();
+         I != E; ++I) {
+      const LiveRange &LR = *I;
+      if (li_->findLiveInMBBs(LR.start, LR.end, LiveInMBBs)) {
+        for (unsigned i = 0, e = LiveInMBBs.size(); i != e; ++i)
+          if (LiveInMBBs[i] != EntryMBB) {
+            assert(TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(Reg) &&
+                   "Adding a virtual register to livein set?");
+            LiveInMBBs[i]->addLiveIn(Reg);
+          }
+        LiveInMBBs.clear();
+      }
+    }
+  }
 
-    while (!unhandled_.empty() || !fixed_.empty()) {
-        // pick the interval with the earliest start point
-        IntervalPtrs::value_type cur;
-        if (fixed_.empty()) {
-            cur = unhandled_.front();
-            unhandled_.pop_front();
-        }
-        else if (unhandled_.empty()) {
-            cur = fixed_.front();
-            fixed_.pop_front();
-        }
-        else if (unhandled_.front()->start() < fixed_.front()->start()) {
-            cur = unhandled_.front();
-            unhandled_.pop_front();
-        }
-        else {
-            cur = fixed_.front();
-            fixed_.pop_front();
-        }
-
-        DEBUG(std::cerr << "\n*** CURRENT ***: " << *cur << '\n');
+  DOUT << *vrm_;
 
-        processActiveIntervals(cur);
-        processInactiveIntervals(cur);
+  // Look for physical registers that end up not being allocated even though
+  // register allocator had to spill other registers in its register class.
+  if (ls_->getNumIntervals() == 0)
+    return;
+  if (!vrm_->FindUnusedRegisters(li_))
+    return;
+}
 
-        // if this register is fixed we are done
-        if (MRegisterInfo::isPhysicalRegister(cur->reg)) {
-            prt_.addPhysRegUse(cur->reg);
-            active_.push_back(cur);
-            handled_.push_back(cur);
-        }
-        // otherwise we are allocating a virtual register. try to find
-        // a free physical register or spill an interval in order to
-        // assign it one (we could spill the current though).
-        else {
-            assignRegOrStackSlotAtInterval(cur);
-        }
+/// processActiveIntervals - expire old intervals and move non-overlapping ones
+/// to the inactive list.
+void RALinScan::processActiveIntervals(unsigned CurPoint)
+{
+  DOUT << "\tprocessing active intervals:\n";
+
+  for (unsigned i = 0, e = active_.size(); i != e; ++i) {
+    LiveInterval *Interval = active_[i].first;
+    LiveInterval::iterator IntervalPos = active_[i].second;
+    unsigned reg = Interval->reg;
+
+    IntervalPos = Interval->advanceTo(IntervalPos, CurPoint);
+
+    if (IntervalPos == Interval->end()) {     // Remove expired intervals.
+      DOUT << "\t\tinterval " << *Interval << " expired\n";
+      assert(TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(reg) &&
+             "Can only allocate virtual registers!");
+      reg = vrm_->getPhys(reg);
+      delRegUse(reg);
+
+      // Pop off the end of the list.
+      active_[i] = active_.back();
+      active_.pop_back();
+      --i; --e;
+
+    } else if (IntervalPos->start > CurPoint) {
+      // Move inactive intervals to inactive list.
+      DOUT << "\t\tinterval " << *Interval << " inactive\n";
+      assert(TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(reg) &&
+             "Can only allocate virtual registers!");
+      reg = vrm_->getPhys(reg);
+      delRegUse(reg);
+      // add to inactive.
+      inactive_.push_back(std::make_pair(Interval, IntervalPos));
+
+      // Pop off the end of the list.
+      active_[i] = active_.back();
+      active_.pop_back();
+      --i; --e;
+    } else {
+      // Otherwise, just update the iterator position.
+      active_[i].second = IntervalPos;
+    }
+  }
+}
 
-        DEBUG(printIntervals("active", active_.begin(), active_.end()));
-        DEBUG(printIntervals("inactive", inactive_.begin(), inactive_.end()));
-        // DEBUG(verifyAssignment());
+/// processInactiveIntervals - expire old intervals and move overlapping
+/// ones to the active list.
+void RALinScan::processInactiveIntervals(unsigned CurPoint)
+{
+  DOUT << "\tprocessing inactive intervals:\n";
+
+  for (unsigned i = 0, e = inactive_.size(); i != e; ++i) {
+    LiveInterval *Interval = inactive_[i].first;
+    LiveInterval::iterator IntervalPos = inactive_[i].second;
+    unsigned reg = Interval->reg;
+
+    IntervalPos = Interval->advanceTo(IntervalPos, CurPoint);
+
+    if (IntervalPos == Interval->end()) {       // remove expired intervals.
+      DOUT << "\t\tinterval " << *Interval << " expired\n";
+
+      // Pop off the end of the list.
+      inactive_[i] = inactive_.back();
+      inactive_.pop_back();
+      --i; --e;
+    } else if (IntervalPos->start <= CurPoint) {
+      // move re-activated intervals in active list
+      DOUT << "\t\tinterval " << *Interval << " active\n";
+      assert(TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(reg) &&
+             "Can only allocate virtual registers!");
+      reg = vrm_->getPhys(reg);
+      addRegUse(reg);
+      // add to active
+      active_.push_back(std::make_pair(Interval, IntervalPos));
+
+      // Pop off the end of the list.
+      inactive_[i] = inactive_.back();
+      inactive_.pop_back();
+      --i; --e;
+    } else {
+      // Otherwise, just update the iterator position.
+      inactive_[i].second = IntervalPos;
     }
+  }
+}
 
-    // expire any remaining active intervals
-    for (IntervalPtrs::iterator i = active_.begin(); i != active_.end(); ++i) {
-        unsigned reg = (*i)->reg;
-        DEBUG(std::cerr << "\tinterval " << **i << " expired\n");
-        if (MRegisterInfo::isVirtualRegister(reg)) {
-            reg = v2pMap_[reg];
-        }
-        prt_.delPhysRegUse(reg);
-    }
-
-    DEBUG(printVirtRegAssignment());
-
-    DEBUG(std::cerr << "********** REWRITE MACHINE CODE **********\n");
-    DEBUG(std::cerr << "********** Function: "
-          << mf_->getFunction()->getName() << '\n');
-
-    for (MachineFunction::iterator mbbi = mf_->begin(), mbbe = mf_->end();
-         mbbi != mbbe; ++mbbi) {
-        instrAdded_ = 0;
-
-        for (MachineBasicBlock::iterator mii = mbbi->begin(), mie = mbbi->end();
-             mii != mie; ++mii) {
-            DEBUG(
-                std::cerr << '[';
-                unsigned index = li_->getInstructionIndex(mii);
-                if (index == std::numeric_limits<unsigned>::max())
-                    std::cerr << '*';
-                else
-                    std::cerr << index;
-                std::cerr << "]\t";
-                mii->print(std::cerr, *tm_));
-
-            // use our current mapping and actually replace every
-            // virtual register with its allocated physical registers
-            DEBUG(std::cerr << "\t");
-            for (unsigned i = 0, e = mii->getNumOperands();
-                 i != e; ++i) {
-                MachineOperand& op = mii->getOperand(i);
-                if (op.isRegister() &&
-                    MRegisterInfo::isVirtualRegister(op.getReg())) {
-                    unsigned virtReg = op.getReg();
-                    Virt2PhysMap::iterator it = v2pMap_.find(virtReg);
-                    assert(it != v2pMap_.end() &&
-                           "all virtual registers must be allocated");
-                    unsigned physReg = it->second;
-                    assert(MRegisterInfo::isPhysicalRegister(physReg));
-                    DEBUG(std::cerr << "\t[reg" << virtReg
-                          << " -> " << mri_->getName(physReg) << ']');
-                    mii->SetMachineOperandReg(i, physReg);
-                }
-            }
-            DEBUG(std::cerr << '\n');
-        }
+/// updateSpillWeights - updates the spill weights of the specifed physical
+/// register and its weight.
+void RALinScan::updateSpillWeights(std::vector<float> &Weights,
+                                   unsigned reg, float weight,
+                                   const TargetRegisterClass *RC) {
+  SmallSet<unsigned, 4> Processed;
+  SmallSet<unsigned, 4> SuperAdded;
+  SmallVector<unsigned, 4> Supers;
+  Weights[reg] += weight;
+  Processed.insert(reg);
+  for (const unsigned* as = tri_->getAliasSet(reg); *as; ++as) {
+    Weights[*as] += weight;
+    Processed.insert(*as);
+    if (tri_->isSubRegister(*as, reg) &&
+        SuperAdded.insert(*as) &&
+        RC->contains(*as)) {
+      Supers.push_back(*as);
     }
+  }
+
+  // If the alias is a super-register, and the super-register is in the
+  // register class we are trying to allocate. Then add the weight to all
+  // sub-registers of the super-register even if they are not aliases.
+  // e.g. allocating for GR32, bh is not used, updating bl spill weight.
+  //      bl should get the same spill weight otherwise it will be choosen
+  //      as a spill candidate since spilling bh doesn't make ebx available.
+  for (unsigned i = 0, e = Supers.size(); i != e; ++i) {
+    for (const unsigned *sr = tri_->getSubRegisters(Supers[i]); *sr; ++sr)
+      if (!Processed.count(*sr))
+        Weights[*sr] += weight;
+  }
+}
 
-    DEBUG(std::cerr << "********** MACHINEINSTRS **********\n");
-    DEBUG(
-        for (MachineFunction::iterator mbbi = mf_->begin(), mbbe = mf_->end();
-             mbbi != mbbe; ++mbbi) {
-            for (MachineBasicBlock::iterator mii = mbbi->begin(),
-                     mie = mbbi->end(); mii != mie; ++mii) {
-                unsigned index = li_->getInstructionIndex(mii);
-                if (index == std::numeric_limits<unsigned>::max())
-                    std::cerr << "*\t";
-                else
-                    std::cerr << index << '\t';
-                mii->print(std::cerr, *tm_);
-            }
-        });
+static
+RALinScan::IntervalPtrs::iterator
+FindIntervalInVector(RALinScan::IntervalPtrs &IP, LiveInterval *LI) {
+  for (RALinScan::IntervalPtrs::iterator I = IP.begin(), E = IP.end();
+       I != E; ++I)
+    if (I->first == LI) return I;
+  return IP.end();
+}
 
-    return true;
+static void RevertVectorIteratorsTo(RALinScan::IntervalPtrs &V, unsigned Point){
+  for (unsigned i = 0, e = V.size(); i != e; ++i) {
+    RALinScan::IntervalPtr &IP = V[i];
+    LiveInterval::iterator I = std::upper_bound(IP.first->begin(),
+                                                IP.second, Point);
+    if (I != IP.first->begin()) --I;
+    IP.second = I;
+  }
 }
 
-void RA::initIntervalSets(LiveIntervals::Intervals& li)
-{
-    assert(unhandled_.empty() && fixed_.empty() &&
-           active_.empty() && inactive_.empty() &&
-           "interval sets should be empty on initialization");
+/// addStackInterval - Create a LiveInterval for stack if the specified live
+/// interval has been spilled.
+static void addStackInterval(LiveInterval *cur, LiveStacks *ls_,
+                             LiveIntervals *li_,
+                             MachineRegisterInfo* mri_, VirtRegMap &vrm_) {
+  int SS = vrm_.getStackSlot(cur->reg);
+  if (SS == VirtRegMap::NO_STACK_SLOT)
+    return;
+
+  const TargetRegisterClass *RC = mri_->getRegClass(cur->reg);
+  LiveInterval &SI = ls_->getOrCreateInterval(SS, RC);
+
+  VNInfo *VNI;
+  if (SI.hasAtLeastOneValue())
+    VNI = SI.getValNumInfo(0);
+  else
+    VNI = SI.getNextValue(0, 0, false, ls_->getVNInfoAllocator());
+
+  LiveInterval &RI = li_->getInterval(cur->reg);
+  // FIXME: This may be overly conservative.
+  SI.MergeRangesInAsValue(RI, VNI);
+}
 
-    for (LiveIntervals::Intervals::iterator i = li.begin(), e = li.end();
-         i != e; ++i) {
-        if (MRegisterInfo::isPhysicalRegister(i->reg))
-            fixed_.push_back(&*i);
-        else
-            unhandled_.push_back(&*i);
+/// getConflictWeight - Return the number of conflicts between cur
+/// live interval and defs and uses of Reg weighted by loop depthes.
+static
+float getConflictWeight(LiveInterval *cur, unsigned Reg, LiveIntervals *li_,
+                        MachineRegisterInfo *mri_,
+                        const MachineLoopInfo *loopInfo) {
+  float Conflicts = 0;
+  for (MachineRegisterInfo::reg_iterator I = mri_->reg_begin(Reg),
+         E = mri_->reg_end(); I != E; ++I) {
+    MachineInstr *MI = &*I;
+    if (cur->liveAt(li_->getInstructionIndex(MI))) {
+      unsigned loopDepth = loopInfo->getLoopDepth(MI->getParent());
+      Conflicts += powf(10.0f, (float)loopDepth);
     }
+  }
+  return Conflicts;
 }
 
-void RA::processActiveIntervals(IntervalPtrs::value_type cur)
-{
-    DEBUG(std::cerr << "\tprocessing active intervals:\n");
-    for (IntervalPtrs::iterator i = active_.begin(); i != active_.end();) {
-        unsigned reg = (*i)->reg;
-        // remove expired intervals
-        if ((*i)->expiredAt(cur->start())) {
-            DEBUG(std::cerr << "\t\tinterval " << **i << " expired\n");
-            if (MRegisterInfo::isVirtualRegister(reg)) {
-                reg = v2pMap_[reg];
-            }
-            prt_.delPhysRegUse(reg);
-            // remove from active
-            i = active_.erase(i);
-        }
-        // move inactive intervals to inactive list
-        else if (!(*i)->liveAt(cur->start())) {
-            DEBUG(std::cerr << "\t\tinterval " << **i << " inactive\n");
-            if (MRegisterInfo::isVirtualRegister(reg)) {
-                reg = v2pMap_[reg];
-            }
-            prt_.delPhysRegUse(reg);
-            // add to inactive
-            inactive_.push_back(*i);
-            // remove from active
-            i = active_.erase(i);
-        }
-        else {
-            ++i;
-        }
+/// findIntervalsToSpill - Determine the intervals to spill for the
+/// specified interval. It's passed the physical registers whose spill
+/// weight is the lowest among all the registers whose live intervals
+/// conflict with the interval.
+void RALinScan::findIntervalsToSpill(LiveInterval *cur,
+                            std::vector<std::pair<unsigned,float> > &Candidates,
+                            unsigned NumCands,
+                            SmallVector<LiveInterval*, 8> &SpillIntervals) {
+  // We have figured out the *best* register to spill. But there are other
+  // registers that are pretty good as well (spill weight within 3%). Spill
+  // the one that has fewest defs and uses that conflict with cur.
+  float Conflicts[3] = { 0.0f, 0.0f, 0.0f };
+  SmallVector<LiveInterval*, 8> SLIs[3];
+
+  DOUT << "\tConsidering " << NumCands << " candidates: ";
+  DEBUG(for (unsigned i = 0; i != NumCands; ++i)
+          DOUT << tri_->getName(Candidates[i].first) << " ";
+        DOUT << "\n";);
+  
+  // Calculate the number of conflicts of each candidate.
+  for (IntervalPtrs::iterator i = active_.begin(); i != active_.end(); ++i) {
+    unsigned Reg = i->first->reg;
+    unsigned PhysReg = vrm_->getPhys(Reg);
+    if (!cur->overlapsFrom(*i->first, i->second))
+      continue;
+    for (unsigned j = 0; j < NumCands; ++j) {
+      unsigned Candidate = Candidates[j].first;
+      if (tri_->regsOverlap(PhysReg, Candidate)) {
+        if (NumCands > 1)
+          Conflicts[j] += getConflictWeight(cur, Reg, li_, mri_, loopInfo);
+        SLIs[j].push_back(i->first);
+      }
+    }
+  }
+
+  for (IntervalPtrs::iterator i = inactive_.begin(); i != inactive_.end(); ++i){
+    unsigned Reg = i->first->reg;
+    unsigned PhysReg = vrm_->getPhys(Reg);
+    if (!cur->overlapsFrom(*i->first, i->second-1))
+      continue;
+    for (unsigned j = 0; j < NumCands; ++j) {
+      unsigned Candidate = Candidates[j].first;
+      if (tri_->regsOverlap(PhysReg, Candidate)) {
+        if (NumCands > 1)
+          Conflicts[j] += getConflictWeight(cur, Reg, li_, mri_, loopInfo);
+        SLIs[j].push_back(i->first);
+      }
     }
+  }
+
+  // Which is the best candidate?
+  unsigned BestCandidate = 0;
+  float MinConflicts = Conflicts[0];
+  for (unsigned i = 1; i != NumCands; ++i) {
+    if (Conflicts[i] < MinConflicts) {
+      BestCandidate = i;
+      MinConflicts = Conflicts[i];
+    }
+  }
+
+  std::copy(SLIs[BestCandidate].begin(), SLIs[BestCandidate].end(),
+            std::back_inserter(SpillIntervals));
 }
 
-void RA::processInactiveIntervals(IntervalPtrs::value_type cur)
-{
-    DEBUG(std::cerr << "\tprocessing inactive intervals:\n");
-    for (IntervalPtrs::iterator i = inactive_.begin(); i != inactive_.end();) {
-        unsigned reg = (*i)->reg;
-
-        // remove expired intervals
-        if ((*i)->expiredAt(cur->start())) {
-            DEBUG(std::cerr << "\t\tinterval " << **i << " expired\n");
-            // remove from inactive
-            i = inactive_.erase(i);
-        }
-        // move re-activated intervals in active list
-        else if ((*i)->liveAt(cur->start())) {
-            DEBUG(std::cerr << "\t\tinterval " << **i << " active\n");
-            if (MRegisterInfo::isVirtualRegister(reg)) {
-                reg = v2pMap_[reg];
-            }
-            prt_.addPhysRegUse(reg);
-            // add to active
-            active_.push_back(*i);
-            // remove from inactive
-            i = inactive_.erase(i);
-        }
-        else {
-            ++i;
-        }
+namespace {
+  struct WeightCompare {
+    typedef std::pair<unsigned, float> RegWeightPair;
+    bool operator()(const RegWeightPair &LHS, const RegWeightPair &RHS) const {
+      return LHS.second < RHS.second;
     }
+  };
 }
 
-void RA::updateSpillWeights(unsigned reg, SpillWeights::value_type weight)
-{
-    spillWeights_[reg] += weight;
-    for (const unsigned* as = mri_->getAliasSet(reg); *as; ++as)
-        spillWeights_[*as] += weight;
+static bool weightsAreClose(float w1, float w2) {
+  if (!NewHeuristic)
+    return false;
+
+  float diff = w1 - w2;
+  if (diff <= 0.02f)  // Within 0.02f
+    return true;
+  return (diff / w2) <= 0.05f;  // Within 5%.
 }
 
-void RA::assignRegOrStackSlotAtInterval(IntervalPtrs::value_type cur)
-{
-    DEBUG(std::cerr << "\tallocating current interval: ");
-
-    PhysRegTracker backupPrt = prt_;
-
-    spillWeights_.assign(mri_->getNumRegs(), 0.0);
-
-    // for each interval in active update spill weights
-    for (IntervalPtrs::const_iterator i = active_.begin(), e = active_.end();
-         i != e; ++i) {
-        unsigned reg = (*i)->reg;
-        if (MRegisterInfo::isVirtualRegister(reg))
-            reg = v2pMap_[reg];
-        updateSpillWeights(reg, (*i)->weight);
-    }
-
-    // for every interval in inactive we overlap with, mark the
-    // register as not free and update spill weights
-    for (IntervalPtrs::const_iterator i = inactive_.begin(),
-             e = inactive_.end(); i != e; ++i) {
-        if (cur->overlaps(**i)) {
-            unsigned reg = (*i)->reg;
-            if (MRegisterInfo::isVirtualRegister(reg))
-                reg = v2pMap_[reg];
-            prt_.addPhysRegUse(reg);
-            updateSpillWeights(reg, (*i)->weight);
-        }
-    }
+LiveInterval *RALinScan::hasNextReloadInterval(LiveInterval *cur) {
+  DenseMap<unsigned, unsigned>::iterator I = NextReloadMap.find(cur->reg);
+  if (I == NextReloadMap.end())
+    return 0;
+  return &li_->getInterval(I->second);
+}
 
-    // for every interval in fixed we overlap with,
-    // mark the register as not free and update spill weights
-    for (IntervalPtrs::const_iterator i = fixed_.begin(),
-             e = fixed_.end(); i != e; ++i) {
-        if (cur->overlaps(**i)) {
-            unsigned reg = (*i)->reg;
-            prt_.addPhysRegUse(reg);
-            updateSpillWeights(reg, (*i)->weight);
-        }
-    }
+void RALinScan::DowngradeRegister(LiveInterval *li, unsigned Reg) {
+  bool isNew = DowngradedRegs.insert(Reg);
+  isNew = isNew; // Silence compiler warning.
+  assert(isNew && "Multiple reloads holding the same register?");
+  DowngradeMap.insert(std::make_pair(li->reg, Reg));
+  for (const unsigned *AS = tri_->getAliasSet(Reg); *AS; ++AS) {
+    isNew = DowngradedRegs.insert(*AS);
+    isNew = isNew; // Silence compiler warning.
+    assert(isNew && "Multiple reloads holding the same register?");
+    DowngradeMap.insert(std::make_pair(li->reg, *AS));
+  }
+  ++NumDowngrade;
+}
 
-    unsigned physReg = getFreePhysReg(cur);
-    // restore the physical register tracker
-    prt_ = backupPrt;
-    // if we find a free register, we are done: assign this virtual to
-    // the free physical register and add this interval to the active
-    // list.
-    if (physReg) {
-        DEBUG(std::cerr <<  mri_->getName(physReg) << '\n');
-        assignVirt2PhysReg(cur->reg, physReg);
-        active_.push_back(cur);
-        handled_.push_back(cur);
-        return;
-    }
-    DEBUG(std::cerr << "no free registers\n");
-
-    DEBUG(std::cerr << "\tassigning stack slot at interval "<< *cur << ":\n");
-
-    float minWeight = std::numeric_limits<float>::infinity();
-    unsigned minReg = 0;
-    const TargetRegisterClass* rc = mf_->getSSARegMap()->getRegClass(cur->reg);
-    for (TargetRegisterClass::iterator i = rc->allocation_order_begin(*mf_);
-         i != rc->allocation_order_end(*mf_); ++i) {
-        unsigned reg = *i;
-        if (minWeight > spillWeights_[reg]) {
-            minWeight = spillWeights_[reg];
-            minReg = reg;
-        }
+void RALinScan::UpgradeRegister(unsigned Reg) {
+  if (Reg) {
+    DowngradedRegs.erase(Reg);
+    for (const unsigned *AS = tri_->getAliasSet(Reg); *AS; ++AS)
+      DowngradedRegs.erase(*AS);
+  }
+}
+
+namespace {
+  struct LISorter {
+    bool operator()(LiveInterval* A, LiveInterval* B) {
+      return A->beginNumber() < B->beginNumber();
     }
-    DEBUG(std::cerr << "\t\tregister with min weight: "
-          << mri_->getName(minReg) << " (" << minWeight << ")\n");
-
-    // if the current has the minimum weight, we need to modify it,
-    // push it back in unhandled and let the linear scan algorithm run
-    // again
-    if (cur->weight <= minWeight) {
-        DEBUG(std::cerr << "\t\t\tspilling(c): " << *cur << '\n';);
-        int slot = assignVirt2StackSlot(cur->reg);
-        li_->updateSpilledInterval(*cur, slot);
-
-        // if we didn't eliminate the interval find where to add it
-        // back to unhandled. We need to scan since unhandled are
-        // sorted on earliest start point and we may have changed our
-        // start point.
-        if (!cur->empty()) {
-            addSpillCode(cur, slot);
-            IntervalPtrs::iterator it = unhandled_.begin();
-            while (it != unhandled_.end() && (*it)->start() < cur->start())
-                ++it;
-            unhandled_.insert(it, cur);
-        }
-        return;
-    }
-
-    // push the current interval back to unhandled since we are going
-    // to re-run at least this iteration. Since we didn't modify it it
-    // should go back right in the front of the list
-    unhandled_.push_front(cur);
-
-    // otherwise we spill all intervals aliasing the register with
-    // minimum weight, rollback to the interval with the earliest
-    // start point and let the linear scan algorithm run again
-    std::vector<bool> toSpill(mri_->getNumRegs(), false);
-    toSpill[minReg] = true;
-    for (const unsigned* as = mri_->getAliasSet(minReg); *as; ++as)
-        toSpill[*as] = true;
-    unsigned earliestStart = cur->start();
-
-    for (IntervalPtrs::iterator i = active_.begin(); i != active_.end(); ++i) {
-        unsigned reg = (*i)->reg;
-        if (MRegisterInfo::isVirtualRegister(reg) &&
-            toSpill[v2pMap_[reg]] &&
-            cur->overlaps(**i)) {
-            DEBUG(std::cerr << "\t\t\tspilling(a): " << **i << '\n');
-            earliestStart = std::min(earliestStart, (*i)->start());
-            int slot = assignVirt2StackSlot((*i)->reg);
-            li_->updateSpilledInterval(**i, slot);
-            addSpillCode(*i, slot);
+  };
+}
+
+/// assignRegOrStackSlotAtInterval - assign a register if one is available, or
+/// spill.
+void RALinScan::assignRegOrStackSlotAtInterval(LiveInterval* cur)
+{
+  DOUT << "\tallocating current interval: ";
+
+  // This is an implicitly defined live interval, just assign any register.
+  const TargetRegisterClass *RC = mri_->getRegClass(cur->reg);
+  if (cur->empty()) {
+    unsigned physReg = vrm_->getRegAllocPref(cur->reg);
+    if (!physReg)
+      physReg = *RC->allocation_order_begin(*mf_);
+    DOUT <<  tri_->getName(physReg) << '\n';
+    // Note the register is not really in use.
+    vrm_->assignVirt2Phys(cur->reg, physReg);
+    return;
+  }
+
+  backUpRegUses();
+
+  std::vector<std::pair<unsigned, float> > SpillWeightsToAdd;
+  unsigned StartPosition = cur->beginNumber();
+  const TargetRegisterClass *RCLeader = RelatedRegClasses.getLeaderValue(RC);
+
+  // If start of this live interval is defined by a move instruction and its
+  // source is assigned a physical register that is compatible with the target
+  // register class, then we should try to assign it the same register.
+  // This can happen when the move is from a larger register class to a smaller
+  // one, e.g. X86::mov32to32_. These move instructions are not coalescable.
+  if (!vrm_->getRegAllocPref(cur->reg) && cur->hasAtLeastOneValue()) {
+    VNInfo *vni = cur->begin()->valno;
+    if (vni->def && !vni->isUnused() && vni->isDefAccurate()) {
+      MachineInstr *CopyMI = li_->getInstructionFromIndex(vni->def);
+      unsigned SrcReg, DstReg, SrcSubReg, DstSubReg;
+      if (CopyMI &&
+          tii_->isMoveInstr(*CopyMI, SrcReg, DstReg, SrcSubReg, DstSubReg)) {
+        unsigned Reg = 0;
+        if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(SrcReg))
+          Reg = SrcReg;
+        else if (vrm_->isAssignedReg(SrcReg))
+          Reg = vrm_->getPhys(SrcReg);
+        if (Reg) {
+          if (SrcSubReg)
+            Reg = tri_->getSubReg(Reg, SrcSubReg);
+          if (DstSubReg)
+            Reg = tri_->getMatchingSuperReg(Reg, DstSubReg, RC);
+          if (Reg && allocatableRegs_[Reg] && RC->contains(Reg))
+            mri_->setRegAllocationHint(cur->reg, 0, Reg);
         }
+      }
     }
-    for (IntervalPtrs::iterator i = inactive_.begin();
-         i != inactive_.end(); ++i) {
-        unsigned reg = (*i)->reg;
-        if (MRegisterInfo::isVirtualRegister(reg) &&
-            toSpill[v2pMap_[reg]] &&
-            cur->overlaps(**i)) {
-            DEBUG(std::cerr << "\t\t\tspilling(i): " << **i << '\n');
-            earliestStart = std::min(earliestStart, (*i)->start());
-            int slot = assignVirt2StackSlot((*i)->reg);
-            li_->updateSpilledInterval(**i, slot);
-            addSpillCode(*i, slot);
-        }
+  }
+
+  // For every interval in inactive we overlap with, mark the
+  // register as not free and update spill weights.
+  for (IntervalPtrs::const_iterator i = inactive_.begin(),
+         e = inactive_.end(); i != e; ++i) {
+    unsigned Reg = i->first->reg;
+    assert(TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(Reg) &&
+           "Can only allocate virtual registers!");
+    const TargetRegisterClass *RegRC = mri_->getRegClass(Reg);
+    // If this is not in a related reg class to the register we're allocating, 
+    // don't check it.
+    if (RelatedRegClasses.getLeaderValue(RegRC) == RCLeader &&
+        cur->overlapsFrom(*i->first, i->second-1)) {
+      Reg = vrm_->getPhys(Reg);
+      addRegUse(Reg);
+      SpillWeightsToAdd.push_back(std::make_pair(Reg, i->first->weight));
     }
-
-    DEBUG(std::cerr << "\t\trolling back to: " << earliestStart << '\n');
-    // scan handled in reverse order and undo each one, restoring the
-    // state of unhandled and fixed
-    while (!handled_.empty()) {
-        IntervalPtrs::value_type i = handled_.back();
-        // if this interval starts before t we are done
-        if (!i->empty() && i->start() < earliestStart)
+  }
+  
+  // Speculatively check to see if we can get a register right now.  If not,
+  // we know we won't be able to by adding more constraints.  If so, we can
+  // check to see if it is valid.  Doing an exhaustive search of the fixed_ list
+  // is very bad (it contains all callee clobbered registers for any functions
+  // with a call), so we want to avoid doing that if possible.
+  unsigned physReg = getFreePhysReg(cur);
+  unsigned BestPhysReg = physReg;
+  if (physReg) {
+    // We got a register.  However, if it's in the fixed_ list, we might
+    // conflict with it.  Check to see if we conflict with it or any of its
+    // aliases.
+    SmallSet<unsigned, 8> RegAliases;
+    for (const unsigned *AS = tri_->getAliasSet(physReg); *AS; ++AS)
+      RegAliases.insert(*AS);
+    
+    bool ConflictsWithFixed = false;
+    for (unsigned i = 0, e = fixed_.size(); i != e; ++i) {
+      IntervalPtr &IP = fixed_[i];
+      if (physReg == IP.first->reg || RegAliases.count(IP.first->reg)) {
+        // Okay, this reg is on the fixed list.  Check to see if we actually
+        // conflict.
+        LiveInterval *I = IP.first;
+        if (I->endNumber() > StartPosition) {
+          LiveInterval::iterator II = I->advanceTo(IP.second, StartPosition);
+          IP.second = II;
+          if (II != I->begin() && II->start > StartPosition)
+            --II;
+          if (cur->overlapsFrom(*I, II)) {
+            ConflictsWithFixed = true;
             break;
-        DEBUG(std::cerr << "\t\t\tundo changes for: " << *i << '\n');
-        handled_.pop_back();
-        IntervalPtrs::iterator it;
-        if ((it = find(active_.begin(), active_.end(), i)) != active_.end()) {
-            active_.erase(it);
-            if (MRegisterInfo::isPhysicalRegister(i->reg)) {
-                fixed_.push_front(i);
-                prt_.delPhysRegUse(i->reg);
-            }
-            else {
-                Virt2PhysMap::iterator v2pIt = v2pMap_.find(i->reg);
-                clearVirtReg(v2pIt);
-                prt_.delPhysRegUse(v2pIt->second);
-                if (i->spilled()) {
-                    if (!i->empty()) {
-                        IntervalPtrs::iterator it = unhandled_.begin();
-                        while (it != unhandled_.end() &&
-                               (*it)->start() < i->start())
-                            ++it;
-                        unhandled_.insert(it, i);
-                    }
-                }
-                else
-                    unhandled_.push_front(i);
-
-            }
-        }
-        else if ((it = find(inactive_.begin(), inactive_.end(), i)) != inactive_.end()) {
-            inactive_.erase(it);
-            if (MRegisterInfo::isPhysicalRegister(i->reg))
-                fixed_.push_front(i);
-            else {
-                Virt2PhysMap::iterator v2pIt = v2pMap_.find(i->reg);
-                clearVirtReg(v2pIt);
-                if (i->spilled()) {
-                    if (!i->empty()) {
-                        IntervalPtrs::iterator it = unhandled_.begin();
-                        while (it != unhandled_.end() &&
-                               (*it)->start() < i->start())
-                            ++it;
-                        unhandled_.insert(it, i);
-                    }
-                }
-                else
-                    unhandled_.push_front(i);
-            }
-        }
-        else {
-            if (MRegisterInfo::isPhysicalRegister(i->reg))
-                fixed_.push_front(i);
-            else {
-                Virt2PhysMap::iterator v2pIt = v2pMap_.find(i->reg);
-                clearVirtReg(v2pIt);
-                unhandled_.push_front(i);
-            }
+          }
         }
+      }
     }
+    
+    // Okay, the register picked by our speculative getFreePhysReg call turned
+    // out to be in use.  Actually add all of the conflicting fixed registers to
+    // regUse_ so we can do an accurate query.
+    if (ConflictsWithFixed) {
+      // For every interval in fixed we overlap with, mark the register as not
+      // free and update spill weights.
+      for (unsigned i = 0, e = fixed_.size(); i != e; ++i) {
+        IntervalPtr &IP = fixed_[i];
+        LiveInterval *I = IP.first;
+
+        const TargetRegisterClass *RegRC = OneClassForEachPhysReg[I->reg];
+        if (RelatedRegClasses.getLeaderValue(RegRC) == RCLeader &&       
+            I->endNumber() > StartPosition) {
+          LiveInterval::iterator II = I->advanceTo(IP.second, StartPosition);
+          IP.second = II;
+          if (II != I->begin() && II->start > StartPosition)
+            --II;
+          if (cur->overlapsFrom(*I, II)) {
+            unsigned reg = I->reg;
+            addRegUse(reg);
+            SpillWeightsToAdd.push_back(std::make_pair(reg, I->weight));
+          }
+        }
+      }
 
-    // scan the rest and undo each interval that expired after t and
-    // insert it in active (the next iteration of the algorithm will
-    // put it in inactive if required)
-    IntervalPtrs::iterator i = handled_.begin(), e = handled_.end();
-    for (; i != e; ++i) {
-        if (!(*i)->expiredAt(earliestStart) && (*i)->expiredAt(cur->start())) {
-            DEBUG(std::cerr << "\t\t\tundo changes for: " << **i << '\n');
-            active_.push_back(*i);
-            if (MRegisterInfo::isPhysicalRegister((*i)->reg))
-                prt_.addPhysRegUse((*i)->reg);
-            else {
-                assert(v2pMap_.count((*i)->reg));
-                prt_.addPhysRegUse(v2pMap_.find((*i)->reg)->second);
-            }
+      // Using the newly updated regUse_ object, which includes conflicts in the
+      // future, see if there are any registers available.
+      physReg = getFreePhysReg(cur);
+    }
+  }
+    
+  // Restore the physical register tracker, removing information about the
+  // future.
+  restoreRegUses();
+  
+  // If we find a free register, we are done: assign this virtual to
+  // the free physical register and add this interval to the active
+  // list.
+  if (physReg) {
+    DOUT <<  tri_->getName(physReg) << '\n';
+    vrm_->assignVirt2Phys(cur->reg, physReg);
+    addRegUse(physReg);
+    active_.push_back(std::make_pair(cur, cur->begin()));
+    handled_.push_back(cur);
+
+    // "Upgrade" the physical register since it has been allocated.
+    UpgradeRegister(physReg);
+    if (LiveInterval *NextReloadLI = hasNextReloadInterval(cur)) {
+      // "Downgrade" physReg to try to keep physReg from being allocated until
+      // the next reload from the same SS is allocated. 
+      mri_->setRegAllocationHint(NextReloadLI->reg, 0, physReg);
+      DowngradeRegister(cur, physReg);
+    }
+    return;
+  }
+  DOUT << "no free registers\n";
+
+  // Compile the spill weights into an array that is better for scanning.
+  std::vector<float> SpillWeights(tri_->getNumRegs(), 0.0f);
+  for (std::vector<std::pair<unsigned, float> >::iterator
+       I = SpillWeightsToAdd.begin(), E = SpillWeightsToAdd.end(); I != E; ++I)
+    updateSpillWeights(SpillWeights, I->first, I->second, RC);
+  
+  // for each interval in active, update spill weights.
+  for (IntervalPtrs::const_iterator i = active_.begin(), e = active_.end();
+       i != e; ++i) {
+    unsigned reg = i->first->reg;
+    assert(TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(reg) &&
+           "Can only allocate virtual registers!");
+    reg = vrm_->getPhys(reg);
+    updateSpillWeights(SpillWeights, reg, i->first->weight, RC);
+  }
+  DOUT << "\tassigning stack slot at interval "<< *cur << ":\n";
+
+  // Find a register to spill.
+  float minWeight = HUGE_VALF;
+  unsigned minReg = 0;
+
+  bool Found = false;
+  std::vector<std::pair<unsigned,float> > RegsWeights;
+  if (!minReg || SpillWeights[minReg] == HUGE_VALF)
+    for (TargetRegisterClass::iterator i = RC->allocation_order_begin(*mf_),
+           e = RC->allocation_order_end(*mf_); i != e; ++i) {
+      unsigned reg = *i;
+      float regWeight = SpillWeights[reg];
+      if (minWeight > regWeight)
+        Found = true;
+      RegsWeights.push_back(std::make_pair(reg, regWeight));
+    }
+  
+  // If we didn't find a register that is spillable, try aliases?
+  if (!Found) {
+    for (TargetRegisterClass::iterator i = RC->allocation_order_begin(*mf_),
+           e = RC->allocation_order_end(*mf_); i != e; ++i) {
+      unsigned reg = *i;
+      // No need to worry about if the alias register size < regsize of RC.
+      // We are going to spill all registers that alias it anyway.
+      for (const unsigned* as = tri_->getAliasSet(reg); *as; ++as)
+        RegsWeights.push_back(std::make_pair(*as, SpillWeights[*as]));
+    }
+  }
+
+  // Sort all potential spill candidates by weight.
+  std::sort(RegsWeights.begin(), RegsWeights.end(), WeightCompare());
+  minReg = RegsWeights[0].first;
+  minWeight = RegsWeights[0].second;
+  if (minWeight == HUGE_VALF) {
+    // All registers must have inf weight. Just grab one!
+    minReg = BestPhysReg ? BestPhysReg : *RC->allocation_order_begin(*mf_);
+    if (cur->weight == HUGE_VALF ||
+        li_->getApproximateInstructionCount(*cur) == 0) {
+      // Spill a physical register around defs and uses.
+      if (li_->spillPhysRegAroundRegDefsUses(*cur, minReg, *vrm_)) {
+        // spillPhysRegAroundRegDefsUses may have invalidated iterator stored
+        // in fixed_. Reset them.
+        for (unsigned i = 0, e = fixed_.size(); i != e; ++i) {
+          IntervalPtr &IP = fixed_[i];
+          LiveInterval *I = IP.first;
+          if (I->reg == minReg || tri_->isSubRegister(minReg, I->reg))
+            IP.second = I->advanceTo(I->begin(), StartPosition);
         }
+
+        DowngradedRegs.clear();
+        assignRegOrStackSlotAtInterval(cur);
+      } else {
+        llvm_report_error("Ran out of registers during register allocation!");
+      }
+      return;
+    }
+  }
+
+  // Find up to 3 registers to consider as spill candidates.
+  unsigned LastCandidate = RegsWeights.size() >= 3 ? 3 : 1;
+  while (LastCandidate > 1) {
+    if (weightsAreClose(RegsWeights[LastCandidate-1].second, minWeight))
+      break;
+    --LastCandidate;
+  }
+
+  DOUT << "\t\tregister(s) with min weight(s): ";
+  DEBUG(for (unsigned i = 0; i != LastCandidate; ++i)
+          DOUT << tri_->getName(RegsWeights[i].first)
+               << " (" << RegsWeights[i].second << ")\n");
+
+  // If the current has the minimum weight, we need to spill it and
+  // add any added intervals back to unhandled, and restart
+  // linearscan.
+  if (cur->weight != HUGE_VALF && cur->weight <= minWeight) {
+    DOUT << "\t\t\tspilling(c): " << *cur << '\n';
+    SmallVector<LiveInterval*, 8> spillIs;
+    std::vector<LiveInterval*> added;
+    
+    if (!NewSpillFramework) {
+      added = li_->addIntervalsForSpills(*cur, spillIs, loopInfo, *vrm_);
+    } else {
+      added = spiller_->spill(cur); 
     }
-}
 
-void RA::addSpillCode(IntervalPtrs::value_type li, int slot)
-{
-    // We scan the instructions corresponding to each range. We load
-    // when we have a use and spill at end of basic blocks or end of
-    // ranges only if the register was modified.
-    const TargetRegisterClass* rc = mf_->getSSARegMap()->getRegClass(li->reg);
-
-    for (LiveIntervals::Interval::Ranges::iterator i = li->ranges.begin(),
-             e = li->ranges.end(); i != e; ++i) {
-        unsigned index = i->first;
-        unsigned end = i->second;
-
-        bool loaded = false;
-
-        // skip deleted instructions. getInstructionFromIndex returns
-        // null if the instruction was deleted (because of coalescing
-        // for example)
-        while (!li_->getInstructionFromIndex(index))
-            index += LiveIntervals::InstrSlots::NUM;
-        MachineBasicBlock::iterator mi = li_->getInstructionFromIndex(index);
-        MachineBasicBlock* mbb = mi->getParent();
-        assert(mbb && "machine instruction not bound to basic block");
-
-        for (; index < end; index += LiveIntervals::InstrSlots::NUM) {
-            // ignore deleted instructions
-            while (!li_->getInstructionFromIndex(index)) index += 2;
-            mi = li_->getInstructionFromIndex(index);
-            DEBUG(std::cerr << "\t\t\t\texamining: \t\t\t\t\t" << index << '\t';
-                  mi->print(std::cerr, *tm_));
-
-            // if it is used in this instruction load it
-            for (unsigned i = 0; i < mi->getNumOperands(); ++i) {
-                MachineOperand& mop = mi->getOperand(i);
-                if (mop.isRegister() && mop.getReg() == li->reg &&
-                    mop.isUse() && !loaded) {
-                    loaded = true;
-                    mri_->loadRegFromStackSlot(*mbb, mi, li->reg, slot, rc);
-                    ++numLoads;
-                    DEBUG(std::cerr << "\t\t\t\tadded load for reg" << li->reg
-                          << " from ss#" << slot << " before: \t"
-                          << LiveIntervals::getBaseIndex(index) << '\t';
-                          mi->print(std::cerr, *tm_));
-                }
-            }
-
-            // if it is defined in this instruction mark as dirty
-            for (unsigned i = 0; i < mi->getNumOperands(); ++i) {
-                MachineOperand& mop = mi->getOperand(i);
-                if (mop.isRegister() && mop.getReg() == li->reg &&
-                    mop.isDef()) {
-                    loaded = true;
-
-                    mri_->storeRegToStackSlot(*mbb, next(mi), li->reg, slot,rc);
-                    ++numStores;
-                    DEBUG(std::cerr << "\t\t\t\tadded store for reg" << li->reg
-                          << " to ss#" << slot << " after: \t\t"
-                          << LiveIntervals::getBaseIndex(index) << " \t";
-                          prior(mi,2)->print(std::cerr, *tm_));
-                }
-            }
+    std::sort(added.begin(), added.end(), LISorter());
+    addStackInterval(cur, ls_, li_, mri_, *vrm_);
+    if (added.empty())
+      return;  // Early exit if all spills were folded.
+
+    // Merge added with unhandled.  Note that we have already sorted
+    // intervals returned by addIntervalsForSpills by their starting
+    // point.
+    // This also update the NextReloadMap. That is, it adds mapping from a
+    // register defined by a reload from SS to the next reload from SS in the
+    // same basic block.
+    MachineBasicBlock *LastReloadMBB = 0;
+    LiveInterval *LastReload = 0;
+    int LastReloadSS = VirtRegMap::NO_STACK_SLOT;
+    for (unsigned i = 0, e = added.size(); i != e; ++i) {
+      LiveInterval *ReloadLi = added[i];
+      if (ReloadLi->weight == HUGE_VALF &&
+          li_->getApproximateInstructionCount(*ReloadLi) == 0) {
+        unsigned ReloadIdx = ReloadLi->beginNumber();
+        MachineBasicBlock *ReloadMBB = li_->getMBBFromIndex(ReloadIdx);
+        int ReloadSS = vrm_->getStackSlot(ReloadLi->reg);
+        if (LastReloadMBB == ReloadMBB && LastReloadSS == ReloadSS) {
+          // Last reload of same SS is in the same MBB. We want to try to
+          // allocate both reloads the same register and make sure the reg
+          // isn't clobbered in between if at all possible.
+          assert(LastReload->beginNumber() < ReloadIdx);
+          NextReloadMap.insert(std::make_pair(LastReload->reg, ReloadLi->reg));
         }
+        LastReloadMBB = ReloadMBB;
+        LastReload = ReloadLi;
+        LastReloadSS = ReloadSS;
+      }
+      unhandled_.push(ReloadLi);
     }
-}
-
-unsigned RA::getFreePhysReg(IntervalPtrs::value_type cur)
-{
-    const TargetRegisterClass* rc = mf_->getSSARegMap()->getRegClass(cur->reg);
-
-    for (TargetRegisterClass::iterator i = rc->allocation_order_begin(*mf_);
-         i != rc->allocation_order_end(*mf_); ++i) {
-        unsigned reg = *i;
-        if (prt_.isPhysRegAvail(reg))
-            return reg;
+    return;
+  }
+
+  ++NumBacktracks;
+
+  // Push the current interval back to unhandled since we are going
+  // to re-run at least this iteration. Since we didn't modify it it
+  // should go back right in the front of the list
+  unhandled_.push(cur);
+
+  assert(TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(minReg) &&
+         "did not choose a register to spill?");
+
+  // We spill all intervals aliasing the register with
+  // minimum weight, rollback to the interval with the earliest
+  // start point and let the linear scan algorithm run again
+  SmallVector<LiveInterval*, 8> spillIs;
+
+  // Determine which intervals have to be spilled.
+  findIntervalsToSpill(cur, RegsWeights, LastCandidate, spillIs);
+
+  // Set of spilled vregs (used later to rollback properly)
+  SmallSet<unsigned, 8> spilled;
+
+  // The earliest start of a Spilled interval indicates up to where
+  // in handled we need to roll back
+  
+  LiveInterval *earliestStartInterval = cur;
+
+  // Spill live intervals of virtual regs mapped to the physical register we
+  // want to clear (and its aliases).  We only spill those that overlap with the
+  // current interval as the rest do not affect its allocation. we also keep
+  // track of the earliest start of all spilled live intervals since this will
+  // mark our rollback point.
+  std::vector<LiveInterval*> added;
+  while (!spillIs.empty()) {
+    LiveInterval *sli = spillIs.back();
+    spillIs.pop_back();
+    DOUT << "\t\t\tspilling(a): " << *sli << '\n';
+    earliestStartInterval =
+      (earliestStartInterval->beginNumber() < sli->beginNumber()) ?
+         earliestStartInterval : sli;
+       
+    std::vector<LiveInterval*> newIs;
+    if (!NewSpillFramework) {
+      newIs = li_->addIntervalsForSpills(*sli, spillIs, loopInfo, *vrm_);
+    } else {
+      newIs = spiller_->spill(sli);
+    }
+    addStackInterval(sli, ls_, li_, mri_, *vrm_);
+    std::copy(newIs.begin(), newIs.end(), std::back_inserter(added));
+    spilled.insert(sli->reg);
+  }
+
+  unsigned earliestStart = earliestStartInterval->beginNumber();
+
+  DOUT << "\t\trolling back to: " << earliestStart << '\n';
+
+  // Scan handled in reverse order up to the earliest start of a
+  // spilled live interval and undo each one, restoring the state of
+  // unhandled.
+  while (!handled_.empty()) {
+    LiveInterval* i = handled_.back();
+    // If this interval starts before t we are done.
+    if (i->beginNumber() < earliestStart)
+      break;
+    DOUT << "\t\t\tundo changes for: " << *i << '\n';
+    handled_.pop_back();
+
+    // When undoing a live interval allocation we must know if it is active or
+    // inactive to properly update regUse_ and the VirtRegMap.
+    IntervalPtrs::iterator it;
+    if ((it = FindIntervalInVector(active_, i)) != active_.end()) {
+      active_.erase(it);
+      assert(!TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(i->reg));
+      if (!spilled.count(i->reg))
+        unhandled_.push(i);
+      delRegUse(vrm_->getPhys(i->reg));
+      vrm_->clearVirt(i->reg);
+    } else if ((it = FindIntervalInVector(inactive_, i)) != inactive_.end()) {
+      inactive_.erase(it);
+      assert(!TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(i->reg));
+      if (!spilled.count(i->reg))
+        unhandled_.push(i);
+      vrm_->clearVirt(i->reg);
+    } else {
+      assert(TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(i->reg) &&
+             "Can only allocate virtual registers!");
+      vrm_->clearVirt(i->reg);
+      unhandled_.push(i);
     }
-    return 0;
-}
-
-RA::Virt2PhysMap::iterator
-RA::assignVirt2PhysReg(unsigned virtReg, unsigned physReg)
-{
-    bool inserted;
-    Virt2PhysMap::iterator it;
-    tie(it, inserted) = v2pMap_.insert(std::make_pair(virtReg, physReg));
-    assert(inserted && "attempting to assign a virt->phys mapping to an "
-           "already mapped register");
-    prt_.addPhysRegUse(physReg);
-    return it;
-}
 
-void RA::clearVirtReg(Virt2PhysMap::iterator it)
-{
-    assert(it != v2pMap_.end() &&
-           "attempting to clear a not allocated virtual register");
-    unsigned physReg = it->second;
-    v2pMap_.erase(it);
-    DEBUG(std::cerr << "\t\t\tcleared register " << mri_->getName(physReg)
-          << "\n");
+    DenseMap<unsigned, unsigned>::iterator ii = DowngradeMap.find(i->reg);
+    if (ii == DowngradeMap.end())
+      // It interval has a preference, it must be defined by a copy. Clear the
+      // preference now since the source interval allocation may have been
+      // undone as well.
+      mri_->setRegAllocationHint(i->reg, 0, 0);
+    else {
+      UpgradeRegister(ii->second);
+    }
+  }
+
+  // Rewind the iterators in the active, inactive, and fixed lists back to the
+  // point we reverted to.
+  RevertVectorIteratorsTo(active_, earliestStart);
+  RevertVectorIteratorsTo(inactive_, earliestStart);
+  RevertVectorIteratorsTo(fixed_, earliestStart);
+
+  // Scan the rest and undo each interval that expired after t and
+  // insert it in active (the next iteration of the algorithm will
+  // put it in inactive if required)
+  for (unsigned i = 0, e = handled_.size(); i != e; ++i) {
+    LiveInterval *HI = handled_[i];
+    if (!HI->expiredAt(earliestStart) &&
+        HI->expiredAt(cur->beginNumber())) {
+      DOUT << "\t\t\tundo changes for: " << *HI << '\n';
+      active_.push_back(std::make_pair(HI, HI->begin()));
+      assert(!TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(HI->reg));
+      addRegUse(vrm_->getPhys(HI->reg));
+    }
+  }
+
+  // Merge added with unhandled.
+  // This also update the NextReloadMap. That is, it adds mapping from a
+  // register defined by a reload from SS to the next reload from SS in the
+  // same basic block.
+  MachineBasicBlock *LastReloadMBB = 0;
+  LiveInterval *LastReload = 0;
+  int LastReloadSS = VirtRegMap::NO_STACK_SLOT;
+  std::sort(added.begin(), added.end(), LISorter());
+  for (unsigned i = 0, e = added.size(); i != e; ++i) {
+    LiveInterval *ReloadLi = added[i];
+    if (ReloadLi->weight == HUGE_VALF &&
+        li_->getApproximateInstructionCount(*ReloadLi) == 0) {
+      unsigned ReloadIdx = ReloadLi->beginNumber();
+      MachineBasicBlock *ReloadMBB = li_->getMBBFromIndex(ReloadIdx);
+      int ReloadSS = vrm_->getStackSlot(ReloadLi->reg);
+      if (LastReloadMBB == ReloadMBB && LastReloadSS == ReloadSS) {
+        // Last reload of same SS is in the same MBB. We want to try to
+        // allocate both reloads the same register and make sure the reg
+        // isn't clobbered in between if at all possible.
+        assert(LastReload->beginNumber() < ReloadIdx);
+        NextReloadMap.insert(std::make_pair(LastReload->reg, ReloadLi->reg));
+      }
+      LastReloadMBB = ReloadMBB;
+      LastReload = ReloadLi;
+      LastReloadSS = ReloadSS;
+    }
+    unhandled_.push(ReloadLi);
+  }
 }
 
+unsigned RALinScan::getFreePhysReg(LiveInterval* cur,
+                                   const TargetRegisterClass *RC,
+                                   unsigned MaxInactiveCount,
+                                   SmallVector<unsigned, 256> &inactiveCounts,
+                                   bool SkipDGRegs) {
+  unsigned FreeReg = 0;
+  unsigned FreeRegInactiveCount = 0;
+
+  std::pair<unsigned, unsigned> Hint = mri_->getRegAllocationHint(cur->reg);
+  // Resolve second part of the hint (if possible) given the current allocation.
+  unsigned physReg = Hint.second;
+  if (physReg &&
+      TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(physReg) && vrm_->hasPhys(physReg))
+    physReg = vrm_->getPhys(physReg);
+
+  TargetRegisterClass::iterator I, E;
+  tie(I, E) = tri_->getAllocationOrder(RC, Hint.first, physReg, *mf_);
+  assert(I != E && "No allocatable register in this register class!");
+
+  // Scan for the first available register.
+  for (; I != E; ++I) {
+    unsigned Reg = *I;
+    // Ignore "downgraded" registers.
+    if (SkipDGRegs && DowngradedRegs.count(Reg))
+      continue;
+    if (isRegAvail(Reg)) {
+      FreeReg = Reg;
+      if (FreeReg < inactiveCounts.size())
+        FreeRegInactiveCount = inactiveCounts[FreeReg];
+      else
+        FreeRegInactiveCount = 0;
+      break;
+    }
+  }
+
+  // If there are no free regs, or if this reg has the max inactive count,
+  // return this register.
+  if (FreeReg == 0 || FreeRegInactiveCount == MaxInactiveCount)
+    return FreeReg;
+  // Continue scanning the registers, looking for the one with the highest
+  // inactive count.  Alkis found that this reduced register pressure very
+  // slightly on X86 (in rev 1.94 of this file), though this should probably be
+  // reevaluated now.
+  for (; I != E; ++I) {
+    unsigned Reg = *I;
+    // Ignore "downgraded" registers.
+    if (SkipDGRegs && DowngradedRegs.count(Reg))
+      continue;
+    if (isRegAvail(Reg) && Reg < inactiveCounts.size() &&
+        FreeRegInactiveCount < inactiveCounts[Reg]) {
+      FreeReg = Reg;
+      FreeRegInactiveCount = inactiveCounts[Reg];
+      if (FreeRegInactiveCount == MaxInactiveCount)
+        break;    // We found the one with the max inactive count.
+    }
+  }
 
-int RA::assignVirt2StackSlot(unsigned virtReg)
-{
-    const TargetRegisterClass* rc = mf_->getSSARegMap()->getRegClass(virtReg);
-    int frameIndex = mf_->getFrameInfo()->CreateStackObject(rc);
-
-    bool inserted = v2ssMap_.insert(std::make_pair(virtReg, frameIndex)).second;
-    assert(inserted && "attempt to assign stack slot to spilled register!");
-    return frameIndex;
+  return FreeReg;
 }
 
-int RA::getStackSlot(unsigned virtReg)
-{
-    assert(v2ssMap_.count(virtReg) &&
-           "attempt to get stack slot for a non spilled register");
-    return v2ssMap_.find(virtReg)->second;
+/// getFreePhysReg - return a free physical register for this virtual register
+/// interval if we have one, otherwise return 0.
+unsigned RALinScan::getFreePhysReg(LiveInterval *cur) {
+  SmallVector<unsigned, 256> inactiveCounts;
+  unsigned MaxInactiveCount = 0;
+  
+  const TargetRegisterClass *RC = mri_->getRegClass(cur->reg);
+  const TargetRegisterClass *RCLeader = RelatedRegClasses.getLeaderValue(RC);
+  for (IntervalPtrs::iterator i = inactive_.begin(), e = inactive_.end();
+       i != e; ++i) {
+    unsigned reg = i->first->reg;
+    assert(TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(reg) &&
+           "Can only allocate virtual registers!");
+
+    // If this is not in a related reg class to the register we're allocating, 
+    // don't check it.
+    const TargetRegisterClass *RegRC = mri_->getRegClass(reg);
+    if (RelatedRegClasses.getLeaderValue(RegRC) == RCLeader) {
+      reg = vrm_->getPhys(reg);
+      if (inactiveCounts.size() <= reg)
+        inactiveCounts.resize(reg+1);
+      ++inactiveCounts[reg];
+      MaxInactiveCount = std::max(MaxInactiveCount, inactiveCounts[reg]);
+    }
+  }
+
+  // If copy coalescer has assigned a "preferred" register, check if it's
+  // available first.
+  unsigned Preference = vrm_->getRegAllocPref(cur->reg);
+  if (Preference) {
+    DOUT << "(preferred: " << tri_->getName(Preference) << ") ";
+    if (isRegAvail(Preference) && 
+        RC->contains(Preference))
+      return Preference;
+  }
+
+  if (!DowngradedRegs.empty()) {
+    unsigned FreeReg = getFreePhysReg(cur, RC, MaxInactiveCount, inactiveCounts,
+                                      true);
+    if (FreeReg)
+      return FreeReg;
+  }
+  return getFreePhysReg(cur, RC, MaxInactiveCount, inactiveCounts, false);
 }
 
 FunctionPass* llvm::createLinearScanRegisterAllocator() {
-    return new RA();
+  return new RALinScan();
 }