turn off GOT on archs that didn't use it (not that it appeard to harm them much with...
[oota-llvm.git] / lib / CodeGen / RegAllocLinearScan.cpp
index 4a55df189369f51c65db08e06cb0d575f28ea7b2..61cc11e413d23f9d58f2338ef8169194570ff787 100644 (file)
 
 #define DEBUG_TYPE "regalloc"
 #include "llvm/Function.h"
-#include "llvm/CodeGen/LiveVariables.h"
 #include "llvm/CodeGen/MachineFunctionPass.h"
 #include "llvm/CodeGen/MachineInstr.h"
 #include "llvm/CodeGen/Passes.h"
 #include "llvm/CodeGen/SSARegMap.h"
 #include "llvm/Target/MRegisterInfo.h"
 #include "llvm/Target/TargetMachine.h"
-#include "Support/Debug.h"
-#include "Support/Statistic.h"
-#include "Support/STLExtras.h"
-#include "LiveIntervals.h"
+#include "llvm/Support/Debug.h"
+#include "llvm/ADT/Statistic.h"
+#include "llvm/ADT/STLExtras.h"
+#include "LiveIntervalAnalysis.h"
 #include "PhysRegTracker.h"
 #include "VirtRegMap.h"
 #include <algorithm>
 #include <cmath>
-#include <iostream>
 #include <set>
-
+#include <queue>
 using namespace llvm;
 
 namespace {
 
-    Statistic<double> efficiency
-    ("regalloc", "Ratio of intervals processed over total intervals");
+  Statistic<double> efficiency
+  ("regalloc", "Ratio of intervals processed over total intervals");
+  Statistic<> NumBacktracks("regalloc", "Number of times we had to backtrack");
+
+  static unsigned numIterations = 0;
+  static unsigned numIntervals = 0;
+
+  struct RA : public MachineFunctionPass {
+    typedef std::pair<LiveInterval*, LiveInterval::iterator> IntervalPtr;
+    typedef std::vector<IntervalPtr> IntervalPtrs;
+  private:
+    MachineFunction* mf_;
+    const TargetMachine* tm_;
+    const MRegisterInfo* mri_;
+    LiveIntervals* li_;
+    bool *PhysRegsUsed;
+
+    /// 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*,
+                                std::vector<LiveInterval*>,
+                                greater_ptr<LiveInterval> > IntervalHeap;
+    IntervalHeap unhandled_;
+    std::auto_ptr<PhysRegTracker> prt_;
+    std::auto_ptr<VirtRegMap> vrm_;
+    std::auto_ptr<Spiller> spiller_;
+
+  public:
+    virtual const char* getPassName() const {
+      return "Linear Scan Register Allocator";
+    }
 
-    static unsigned numIterations = 0;
-    static unsigned numIntervals = 0;
+    virtual void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
+      AU.addRequired<LiveIntervals>();
+      MachineFunctionPass::getAnalysisUsage(AU);
+    }
 
-    class RA : public MachineFunctionPass {
-    private:
-        MachineFunction* mf_;
-        const TargetMachine* tm_;
-        const MRegisterInfo* mri_;
-        LiveIntervals* li_;
-        typedef std::list<LiveInterval*> IntervalPtrs;
-        IntervalPtrs unhandled_, fixed_, active_, inactive_, handled_;
+    /// 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);
+
+    /// assignRegOrStackSlotAtInterval - assign a register if one
+    /// is available, or spill.
+    void assignRegOrStackSlotAtInterval(LiveInterval* cur);
+
+    ///
+    /// 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);
+
+    /// assignVirt2StackSlot - assigns this virtual register to a
+    /// stack slot. returns the stack slot
+    int assignVirt2StackSlot(unsigned virtReg);
+
+    template <typename ItTy>
+    void printIntervals(const char* const str, ItTy i, ItTy e) const {
+      if (str) std::cerr << str << " intervals:\n";
+      for (; i != e; ++i) {
+        std::cerr << "\t" << *i->first << " -> ";
+        unsigned reg = i->first->reg;
+        if (MRegisterInfo::isVirtualRegister(reg)) {
+          reg = vrm_->getPhys(reg);
+        }
+        std::cerr << mri_->getName(reg) << '\n';
+      }
+    }
+  };
+}
 
-        std::auto_ptr<PhysRegTracker> prt_;
-        std::auto_ptr<VirtRegMap> vrm_;
-        std::auto_ptr<Spiller> spiller_;
+bool RA::runOnMachineFunction(MachineFunction &fn) {
+  mf_ = &fn;
+  tm_ = &fn.getTarget();
+  mri_ = tm_->getRegisterInfo();
+  li_ = &getAnalysis<LiveIntervals>();
 
-        typedef std::vector<float> SpillWeights;
-        SpillWeights spillWeights_;
+  PhysRegsUsed = new bool[mri_->getNumRegs()];
+  std::fill(PhysRegsUsed, PhysRegsUsed+mri_->getNumRegs(), false);
+  fn.setUsedPhysRegs(PhysRegsUsed);
 
-    public:
-        virtual const char* getPassName() const {
-            return "Linear Scan Register Allocator";
-        }
+  if (!prt_.get()) prt_.reset(new PhysRegTracker(*mri_));
+  vrm_.reset(new VirtRegMap(*mf_));
+  if (!spiller_.get()) spiller_.reset(createSpiller());
 
-        virtual void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
-            AU.addRequired<LiveVariables>();
-            AU.addRequired<LiveIntervals>();
-            MachineFunctionPass::getAnalysisUsage(AU);
-        }
+  initIntervalSets();
 
-        /// runOnMachineFunction - register allocate the whole function
-        bool runOnMachineFunction(MachineFunction&);
-
-        void releaseMemory();
-
-    private:
-        /// linearScan - the linear scan algorithm
-        void linearScan();
-
-        /// 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);
-
-        ///
-        /// 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);
-
-        /// assignVirt2StackSlot - assigns this virtual register to a
-        /// stack slot. returns the stack slot
-        int assignVirt2StackSlot(unsigned virtReg);
-
-        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)) {
-                    reg = vrm_->getPhys(reg);
-                }
-                std::cerr << mri_->getName(reg) << '\n';
-            }
-        }
-    };
-}
+  linearScan();
 
-void RA::releaseMemory()
-{
-    unhandled_.clear();
-    fixed_.clear();
-    active_.clear();
-    inactive_.clear();
-    handled_.clear();
-}
+  // Rewrite spill code and update the PhysRegsUsed set.
+  spiller_->runOnMachineFunction(*mf_, *vrm_);
 
-bool RA::runOnMachineFunction(MachineFunction &fn) {
-    mf_ = &fn;
-    tm_ = &fn.getTarget();
-    mri_ = tm_->getRegisterInfo();
-    li_ = &getAnalysis<LiveIntervals>();
-    if (!prt_.get()) prt_.reset(new PhysRegTracker(*mri_));
-    vrm_.reset(new VirtRegMap(*mf_));
-    if (!spiller_.get()) spiller_.reset(createSpiller());
+  vrm_.reset();  // Free the VirtRegMap
 
-    initIntervalSets(li_->getIntervals());
 
-    linearScan();
+  while (!unhandled_.empty()) unhandled_.pop();
+  fixed_.clear();
+  active_.clear();
+  inactive_.clear();
+  handled_.clear();
 
-    spiller_->runOnMachineFunction(*mf_, *vrm_);
+  return true;
+}
 
-    return true;
+/// initIntervalSets - initialize the interval sets.
+///
+void RA::initIntervalSets()
+{
+  assert(unhandled_.empty() && fixed_.empty() &&
+         active_.empty() && inactive_.empty() &&
+         "interval sets should be empty on initialization");
+
+  for (LiveIntervals::iterator i = li_->begin(), e = li_->end(); i != e; ++i) {
+    if (MRegisterInfo::isPhysicalRegister(i->second.reg)) {
+      PhysRegsUsed[i->second.reg] = true;
+      fixed_.push_back(std::make_pair(&i->second, i->second.begin()));
+    } else
+      unhandled_.push(&i->second);
+  }
 }
 
 void RA::linearScan()
 {
-    // linear scan algorithm
-    DEBUG(std::cerr << "********** LINEAR SCAN **********\n");
-    DEBUG(std::cerr << "********** Function: "
-          << mf_->getFunction()->getName() << '\n');
+  // linear scan algorithm
+  DEBUG(std::cerr << "********** LINEAR SCAN **********\n");
+  DEBUG(std::cerr << "********** Function: "
+        << mf_->getFunction()->getName() << '\n');
+
+  // 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()));
+
+  while (!unhandled_.empty()) {
+    // pick the interval with the earliest start point
+    LiveInterval* cur = unhandled_.top();
+    unhandled_.pop();
+    ++numIterations;
+    DEBUG(std::cerr << "\n*** CURRENT ***: " << *cur << '\n');
+
+    processActiveIntervals(cur->beginNumber());
+    processInactiveIntervals(cur->beginNumber());
+
+    assert(MRegisterInfo::isVirtualRegister(cur->reg) &&
+           "Can only allocate virtual registers!");
+
+    // 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()));
-
-    while (!unhandled_.empty()) {
-        // pick the interval with the earliest start point
-        IntervalPtrs::value_type cur = unhandled_.front();
-        unhandled_.pop_front();
-        ++numIterations;
-        DEBUG(std::cerr << "\n*** CURRENT ***: " << *cur << '\n');
-
-        processActiveIntervals(cur);
-        processInactiveIntervals(cur);
-
-        // if this register is fixed we are done
-        if (MRegisterInfo::isPhysicalRegister(cur->reg)) {
-            prt_->addRegUse(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);
-        }
-
-        DEBUG(printIntervals("active", active_.begin(), active_.end()));
-        DEBUG(printIntervals("inactive", inactive_.begin(), inactive_.end()));
-        // DEBUG(verifyAssignment());
-    }
-    numIntervals += li_->getIntervals().size();
-    efficiency = double(numIterations) / double(numIntervals);
-
-    // 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 = vrm_->getPhys(reg);
-        prt_->delRegUse(reg);
-    }
-
-    DEBUG(std::cerr << *vrm_);
+  }
+  numIntervals += li_->getNumIntervals();
+  efficiency = double(numIterations) / double(numIntervals);
+
+  // expire any remaining active intervals
+  for (IntervalPtrs::reverse_iterator
+         i = active_.rbegin(); i != active_.rend(); ) {
+    unsigned reg = i->first->reg;
+    DEBUG(std::cerr << "\tinterval " << *i->first << " expired\n");
+    assert(MRegisterInfo::isVirtualRegister(reg) &&
+           "Can only allocate virtual registers!");
+    reg = vrm_->getPhys(reg);
+    prt_->delRegUse(reg);
+    i = IntervalPtrs::reverse_iterator(active_.erase(i.base()-1));
+  }
+
+  // expire any remaining inactive intervals
+  for (IntervalPtrs::reverse_iterator
+         i = inactive_.rbegin(); i != inactive_.rend(); ) {
+    DEBUG(std::cerr << "\tinterval " << *i->first << " expired\n");
+    i = IntervalPtrs::reverse_iterator(inactive_.erase(i.base()-1));
+  }
+
+  DEBUG(std::cerr << *vrm_);
 }
 
-void RA::initIntervalSets(LiveIntervals::Intervals& li)
+/// processActiveIntervals - expire old intervals and move non-overlapping ones
+/// to the inactive list.
+void RA::processActiveIntervals(unsigned CurPoint)
 {
-    assert(unhandled_.empty() && fixed_.empty() &&
-           active_.empty() && inactive_.empty() &&
-           "interval sets should be empty on initialization");
-
-    for (LiveIntervals::Intervals::iterator i = li.begin(), e = li.end();
-         i != e; ++i) {
-        unhandled_.push_back(&*i);
-        if (MRegisterInfo::isPhysicalRegister(i->reg))
-            fixed_.push_back(&*i);
+  DEBUG(std::cerr << "\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.
+      DEBUG(std::cerr << "\t\tinterval " << *Interval << " expired\n");
+      assert(MRegisterInfo::isVirtualRegister(reg) &&
+             "Can only allocate virtual registers!");
+      reg = vrm_->getPhys(reg);
+      prt_->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.
+      DEBUG(std::cerr << "\t\tinterval " << *Interval << " inactive\n");
+      assert(MRegisterInfo::isVirtualRegister(reg) &&
+             "Can only allocate virtual registers!");
+      reg = vrm_->getPhys(reg);
+      prt_->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;
     }
+  }
 }
 
-void RA::processActiveIntervals(IntervalPtrs::value_type cur)
+/// processInactiveIntervals - expire old intervals and move overlapping
+/// ones to the active list.
+void RA::processInactiveIntervals(unsigned CurPoint)
 {
-    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 = vrm_->getPhys(reg);
-            prt_->delRegUse(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 = vrm_->getPhys(reg);
-            prt_->delRegUse(reg);
-            // add to inactive
-            inactive_.push_back(*i);
-            // remove from active
-            i = active_.erase(i);
-        }
-        else {
-            ++i;
-        }
+  DEBUG(std::cerr << "\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.
+      DEBUG(std::cerr << "\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
+      DEBUG(std::cerr << "\t\tinterval " << *Interval << " active\n");
+      assert(MRegisterInfo::isVirtualRegister(reg) &&
+             "Can only allocate virtual registers!");
+      reg = vrm_->getPhys(reg);
+      prt_->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;
     }
+  }
 }
 
-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 = vrm_->getPhys(reg);
-            prt_->addRegUse(reg);
-            // add to active
-            active_.push_back(*i);
-            // remove from inactive
-            i = inactive_.erase(i);
-        }
-        else {
-            ++i;
-        }
-    }
+/// updateSpillWeights - updates the spill weights of the specifed physical
+/// register and its weight.
+static void updateSpillWeights(std::vector<float> &Weights,
+                               unsigned reg, float weight,
+                               const MRegisterInfo *MRI) {
+  Weights[reg] += weight;
+  for (const unsigned* as = MRI->getAliasSet(reg); *as; ++as)
+    Weights[*as] += weight;
 }
 
-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 RA::IntervalPtrs::iterator FindIntervalInVector(RA::IntervalPtrs &IP,
+                                                       LiveInterval *LI) {
+  for (RA::IntervalPtrs::iterator I = IP.begin(), E = IP.end(); I != E; ++I)
+    if (I->first == LI) return I;
+  return IP.end();
 }
 
-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 = vrm_->getPhys(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 = vrm_->getPhys(reg);
-            prt_->addRegUse(reg);
-            updateSpillWeights(reg, (*i)->weight);
-        }
-    }
+static void RevertVectorIteratorsTo(RA::IntervalPtrs &V, unsigned Point) {
+  for (unsigned i = 0, e = V.size(); i != e; ++i) {
+    RA::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;
+  }
+}
 
-    // 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_->addRegUse(reg);
-            updateSpillWeights(reg, (*i)->weight);
-        }
-    }
 
-    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');
-        vrm_->assignVirt2Phys(cur->reg, physReg);
-        prt_->addRegUse(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 = HUGE_VAL;
-    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;
-        }
+/// assignRegOrStackSlotAtInterval - assign a register if one is available, or
+/// spill.
+void RA::assignRegOrStackSlotAtInterval(LiveInterval* cur)
+{
+  DEBUG(std::cerr << "\tallocating current interval: ");
+
+  PhysRegTracker backupPrt = *prt_;
+
+  std::vector<float> SpillWeights;
+  SpillWeights.assign(mri_->getNumRegs(), 0.0);
+
+  unsigned StartPosition = cur->beginNumber();
+
+  // 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(MRegisterInfo::isVirtualRegister(reg) &&
+           "Can only allocate virtual registers!");
+    reg = vrm_->getPhys(reg);
+    updateSpillWeights(SpillWeights, reg, i->first->weight, mri_);
+  }
+
+  // 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->overlapsFrom(*i->first, i->second-1)) {
+      unsigned reg = i->first->reg;
+      assert(MRegisterInfo::isVirtualRegister(reg) &&
+             "Can only allocate virtual registers!");
+      reg = vrm_->getPhys(reg);
+      prt_->addRegUse(reg);
+      updateSpillWeights(SpillWeights, reg, i->first->weight, mri_);
     }
-    DEBUG(std::cerr << "\t\tregister with min weight: "
-          << mri_->getName(minReg) << " (" << minWeight << ")\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 <= minWeight) {
-        DEBUG(std::cerr << "\t\t\tspilling(c): " << *cur << '\n';);
-        int slot = vrm_->assignVirt2StackSlot(cur->reg);
-        std::vector<LiveInterval*> added =
-            li_->addIntervalsForSpills(*cur, *vrm_, slot);
-        if (added.empty())
-          return;  // Early exit if all spills were folded.
-#ifndef NDEBUG
-        int OldStart = -1;
-#endif
-
-        // Merge added with unhandled.  Note that we know that 
-        // addIntervalsForSpills returns intervals sorted by their starting
-        // point.
-        std::vector<LiveInterval*>::iterator addedIt = added.begin();
-        std::vector<LiveInterval*>::iterator addedItEnd = added.end();
-        for (IntervalPtrs::iterator i = unhandled_.begin(), e =unhandled_.end();
-             i != e && addedIt != addedItEnd; ++i) {
-            while (addedIt != addedItEnd &&
-                   (*i)->start() > (*addedIt)->start()) {
-#ifndef NDEBUG
-                // This code only works if addIntervalsForSpills retursn a
-                // sorted interval list.  Assert this is the case now.
-                assert(OldStart <= (int)(*addedIt)->start() && 
-                   "addIntervalsForSpills didn't return sorted interval list!");
-                OldStart = (*addedIt)->start();
-#endif
-                i = unhandled_.insert(i, *(addedIt++));
-            }
-        }
-
-        while (addedIt != addedItEnd) {
-#ifndef NDEBUG
-                // This code only works if addIntervalsForSpills retursn a
-                // sorted interval list.  Assert this is the case now.
-                assert(OldStart <= (int)(*addedIt)->start() && 
-                   "addIntervalsForSpills didn't return sorted interval list!");
-                OldStart = (*addedIt)->start();
-#endif
-            unhandled_.push_back(*(addedIt++));
-        }
-        return;
+  }
+
+  // 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;
+    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)) {
+        unsigned reg = I->reg;
+        prt_->addRegUse(reg);
+        updateSpillWeights(SpillWeights, reg, I->weight, mri_);
+      }
     }
-
-    // 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<LiveInterval*> added;
-    assert(MRegisterInfo::isPhysicalRegister(minReg) &&
-           "did not choose a register to spill?");
-    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();
-
-    std::set<unsigned> spilled;
-
-    for (IntervalPtrs::iterator i = active_.begin(); i != active_.end(); ++i) {
-        unsigned reg = (*i)->reg;
-        if (MRegisterInfo::isVirtualRegister(reg) &&
-            toSpill[vrm_->getPhys(reg)] &&
-            cur->overlaps(**i)) {
-            DEBUG(std::cerr << "\t\t\tspilling(a): " << **i << '\n');
-            earliestStart = std::min(earliestStart, (*i)->start());
-            int slot = vrm_->assignVirt2StackSlot((*i)->reg);
-            std::vector<LiveInterval*> newIs =
-                li_->addIntervalsForSpills(**i, *vrm_, slot);
-            std::copy(newIs.begin(), newIs.end(), std::back_inserter(added));
-            spilled.insert(reg);
-        }
+  }
+
+  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');
+    vrm_->assignVirt2Phys(cur->reg, physReg);
+    prt_->addRegUse(physReg);
+    active_.push_back(std::make_pair(cur, cur->begin()));
+    handled_.push_back(cur);
+    return;
+  }
+  DEBUG(std::cerr << "no free registers\n");
+
+  DEBUG(std::cerr << "\tassigning stack slot at interval "<< *cur << ":\n");
+
+  float minWeight = float(HUGE_VAL);
+  unsigned minReg = 0;
+  const TargetRegisterClass* rc = mf_->getSSARegMap()->getRegClass(cur->reg);
+  for (TargetRegisterClass::iterator i = rc->allocation_order_begin(*mf_),
+       e = rc->allocation_order_end(*mf_); i != e; ++i) {
+    unsigned reg = *i;
+    if (minWeight > SpillWeights[reg]) {
+      minWeight = SpillWeights[reg];
+      minReg = reg;
     }
-    for (IntervalPtrs::iterator i = inactive_.begin();
-         i != inactive_.end(); ++i) {
-        unsigned reg = (*i)->reg;
-        if (MRegisterInfo::isVirtualRegister(reg) &&
-            toSpill[vrm_->getPhys(reg)] &&
-            cur->overlaps(**i)) {
-            DEBUG(std::cerr << "\t\t\tspilling(i): " << **i << '\n');
-            earliestStart = std::min(earliestStart, (*i)->start());
-            int slot = vrm_->assignVirt2StackSlot((*i)->reg);
-            std::vector<LiveInterval*> newIs =
-                li_->addIntervalsForSpills(**i, *vrm_, slot);
-            std::copy(newIs.begin(), newIs.end(), std::back_inserter(added));
-            spilled.insert(reg);
-        }
+  }
+  DEBUG(std::cerr << "\t\tregister with min weight: "
+        << mri_->getName(minReg) << " (" << minWeight << ")\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 <= minWeight) {
+    DEBUG(std::cerr << "\t\t\tspilling(c): " << *cur << '\n';);
+    int slot = vrm_->assignVirt2StackSlot(cur->reg);
+    std::vector<LiveInterval*> added =
+      li_->addIntervalsForSpills(*cur, *vrm_, slot);
+    if (added.empty())
+      return;  // Early exit if all spills were folded.
+
+    // Merge added with unhandled.  Note that we know that
+    // addIntervalsForSpills returns intervals sorted by their starting
+    // point.
+    for (unsigned i = 0, e = added.size(); i != e; ++i)
+      unhandled_.push(added[i]);
+    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);
+
+  // 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<LiveInterval*> added;
+  assert(MRegisterInfo::isPhysicalRegister(minReg) &&
+         "did not choose a register to spill?");
+  std::vector<bool> toSpill(mri_->getNumRegs(), false);
+
+  // We are going to spill minReg and all its aliases.
+  toSpill[minReg] = true;
+  for (const unsigned* as = mri_->getAliasSet(minReg); *as; ++as)
+    toSpill[*as] = true;
+
+  // the earliest start of a spilled interval indicates up to where
+  // in handled we need to roll back
+  unsigned earliestStart = cur->beginNumber();
+
+  // set of spilled vregs (used later to rollback properly)
+  std::set<unsigned> spilled;
+
+  // 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.
+  for (IntervalPtrs::iterator i = active_.begin(); i != active_.end(); ++i) {
+    unsigned reg = i->first->reg;
+    if (//MRegisterInfo::isVirtualRegister(reg) &&
+        toSpill[vrm_->getPhys(reg)] &&
+        cur->overlapsFrom(*i->first, i->second)) {
+      DEBUG(std::cerr << "\t\t\tspilling(a): " << *i->first << '\n');
+      earliestStart = std::min(earliestStart, i->first->beginNumber());
+      int slot = vrm_->assignVirt2StackSlot(i->first->reg);
+      std::vector<LiveInterval*> newIs =
+        li_->addIntervalsForSpills(*i->first, *vrm_, slot);
+      std::copy(newIs.begin(), newIs.end(), std::back_inserter(added));
+      spilled.insert(reg);
     }
-
-    DEBUG(std::cerr << "\t\trolling back to: " << earliestStart << '\n');
-    // scan handled in reverse order and undo each one, restoring the
-    // state of unhandled
-    while (!handled_.empty()) {
-        IntervalPtrs::value_type i = handled_.back();
-        // if this interval starts before t we are done
-        if (i->start() < earliestStart)
-            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)) {
-                prt_->delRegUse(i->reg);
-                unhandled_.push_front(i);
-            }
-            else {
-                if (!spilled.count(i->reg))
-                    unhandled_.push_front(i);
-                prt_->delRegUse(vrm_->getPhys(i->reg));
-                vrm_->clearVirt(i->reg);
-            }
-        }
-        else if ((it = find(inactive_.begin(), inactive_.end(), i)) != inactive_.end()) {
-            inactive_.erase(it);
-            if (MRegisterInfo::isPhysicalRegister(i->reg))
-                unhandled_.push_front(i);
-            else {
-                if (!spilled.count(i->reg))
-                    unhandled_.push_front(i);
-                vrm_->clearVirt(i->reg);
-            }
-        }
-        else {
-            if (MRegisterInfo::isVirtualRegister(i->reg))
-                vrm_->clearVirt(i->reg);
-            unhandled_.push_front(i);
-        }
+  }
+  for (IntervalPtrs::iterator i = inactive_.begin(); i != inactive_.end(); ++i){
+    unsigned reg = i->first->reg;
+    if (//MRegisterInfo::isVirtualRegister(reg) &&
+        toSpill[vrm_->getPhys(reg)] &&
+        cur->overlapsFrom(*i->first, i->second-1)) {
+      DEBUG(std::cerr << "\t\t\tspilling(i): " << *i->first << '\n');
+      earliestStart = std::min(earliestStart, i->first->beginNumber());
+      int slot = vrm_->assignVirt2StackSlot(reg);
+      std::vector<LiveInterval*> newIs =
+        li_->addIntervalsForSpills(*i->first, *vrm_, slot);
+      std::copy(newIs.begin(), newIs.end(), std::back_inserter(added));
+      spilled.insert(reg);
     }
-
-    // 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_->addRegUse((*i)->reg);
-            else
-                prt_->addRegUse(vrm_->getPhys((*i)->reg));
-        }
+  }
+
+  DEBUG(std::cerr << "\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;
+    DEBUG(std::cerr << "\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 the PhysRegTracker and the VirtRegMap.
+    IntervalPtrs::iterator it;
+    if ((it = FindIntervalInVector(active_, i)) != active_.end()) {
+      active_.erase(it);
+      if (MRegisterInfo::isPhysicalRegister(i->reg)) {
+        assert(0 && "daksjlfd");
+        prt_->delRegUse(i->reg);
+        unhandled_.push(i);
+      } else {
+        if (!spilled.count(i->reg))
+          unhandled_.push(i);
+        prt_->delRegUse(vrm_->getPhys(i->reg));
+        vrm_->clearVirt(i->reg);
+      }
+    } else if ((it = FindIntervalInVector(inactive_, i)) != inactive_.end()) {
+      inactive_.erase(it);
+      if (MRegisterInfo::isPhysicalRegister(i->reg)) {
+        assert(0 && "daksjlfd");
+        unhandled_.push(i);
+      } else {
+        if (!spilled.count(i->reg))
+          unhandled_.push(i);
+        vrm_->clearVirt(i->reg);
+      }
+    } else {
+      assert(MRegisterInfo::isVirtualRegister(i->reg) &&
+             "Can only allocate virtual registers!");
+      vrm_->clearVirt(i->reg);
+      unhandled_.push(i);
     }
-
-    std::sort(added.begin(), added.end(), less_ptr<LiveInterval>());
-    // merge added with unhandled
-    std::vector<LiveInterval*>::iterator addedIt = added.begin();
-    std::vector<LiveInterval*>::iterator addedItEnd = added.end();
-    for (IntervalPtrs::iterator i = unhandled_.begin(), e = unhandled_.end();
-         i != e && addedIt != addedItEnd; ++i) {
-        if ((*i)->start() > (*addedIt)->start())
-            i = unhandled_.insert(i, *(addedIt++));
+  }
+
+  // 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())) {
+      DEBUG(std::cerr << "\t\t\tundo changes for: " << *HI << '\n');
+      active_.push_back(std::make_pair(HI, HI->begin()));
+      if (MRegisterInfo::isPhysicalRegister(HI->reg)) {
+        assert(0 &&"sdflkajsdf");
+        prt_->addRegUse(HI->reg);
+      } else
+        prt_->addRegUse(vrm_->getPhys(HI->reg));
     }
-    while (addedIt != addedItEnd)
-        unhandled_.push_back(*(addedIt++));
+  }
 
+  // merge added with unhandled
+  for (unsigned i = 0, e = added.size(); i != e; ++i)
+    unhandled_.push(added[i]);
 }
 
-unsigned RA::getFreePhysReg(IntervalPtrs::value_type cur)
+/// getFreePhysReg - return a free physical register for this virtual register
+/// interval if we have one, otherwise return 0.
+unsigned RA::getFreePhysReg(LiveInterval* 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_->isRegAvail(reg))
-            return reg;
-    }
-    return 0;
+  std::vector<unsigned> inactiveCounts(mri_->getNumRegs(), 0);
+  for (IntervalPtrs::iterator i = inactive_.begin(), e = inactive_.end();
+       i != e; ++i) {
+    unsigned reg = i->first->reg;
+    assert(MRegisterInfo::isVirtualRegister(reg) &&
+           "Can only allocate virtual registers!");
+    reg = vrm_->getPhys(reg);
+    ++inactiveCounts[reg];
+  }
+
+  const TargetRegisterClass* rc = mf_->getSSARegMap()->getRegClass(cur->reg);
+
+  unsigned freeReg = 0;
+  for (TargetRegisterClass::iterator i = rc->allocation_order_begin(*mf_),
+       e = rc->allocation_order_end(*mf_); i != e; ++i) {
+    unsigned reg = *i;
+    if (prt_->isRegAvail(reg) &&
+        (!freeReg || inactiveCounts[freeReg] < inactiveCounts[reg]))
+        freeReg = reg;
+  }
+  return freeReg;
 }
 
 FunctionPass* llvm::createLinearScanRegisterAllocator() {
-    return new RA();
+  return new RA();
 }