More constification of things. More comments added. No functionality
[oota-llvm.git] / lib / CodeGen / RegAllocLinearScan.cpp
index 90b8fe27143ccd43a2fa6d986755d67812ebe821..c70ff9524328d237e0eb48f85cc097c3446c1c22 100644 (file)
@@ -2,8 +2,8 @@
 //
 //                     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.
 //
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 //
 #include "llvm/Function.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/CodeGen/RegAllocRegistry.h"
+#include "llvm/CodeGen/RegisterCoalescer.h"
+#include "llvm/Target/TargetRegisterInfo.h"
 #include "llvm/Target/TargetMachine.h"
+#include "llvm/Target/TargetInstrInfo.h"
 #include "llvm/ADT/EquivalenceClasses.h"
 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
 #include "llvm/ADT/STLExtras.h"
 #include "llvm/Support/Debug.h"
+#include "llvm/Support/Compiler.h"
 #include <algorithm>
-#include <cmath>
-#include <iostream>
 #include <set>
 #include <queue>
 #include <memory>
+#include <cmath>
 using namespace llvm;
 
-namespace {
+STATISTIC(NumIters     , "Number of iterations performed");
+STATISTIC(NumBacktracks, "Number of times we had to backtrack");
+STATISTIC(NumCoalesce,   "Number of copies coalesced");
 
-  Statistic<double> efficiency
-  ("regalloc", "Ratio of intervals processed over total intervals");
-  Statistic<> NumBacktracks("regalloc", "Number of times we had to backtrack");
+static RegisterRegAlloc
+linearscanRegAlloc("linearscan", "  linear scan register allocator",
+                   createLinearScanRegisterAllocator);
 
-  static unsigned numIterations = 0;
-  static unsigned numIntervals = 0;
+namespace {
+  struct VISIBILITY_HIDDEN RALinScan : public MachineFunctionPass {
+    static char ID;
+    RALinScan() : MachineFunctionPass((intptr_t)&ID) {}
 
-  struct RA : public MachineFunctionPass {
     typedef std::pair<LiveInterval*, LiveInterval::iterator> IntervalPtr;
     typedef std::vector<IntervalPtr> IntervalPtrs;
   private:
@@ -55,9 +62,12 @@ namespace {
 
     MachineFunction* mf_;
     const TargetMachine* tm_;
-    const MRegisterInfo* mri_;
+    const TargetRegisterInfo* tri_;
+    const TargetInstrInfo* tii_;
+    MachineRegisterInfo *reginfo_;
+    BitVector allocatableRegs_;
     LiveIntervals* li_;
-    bool *PhysRegsUsed;
+    const MachineLoopInfo *loopInfo;
 
     /// handled_ - Intervals are added to the handled_ set in the order of their
     /// start value.  This is uses for backtracking.
@@ -90,6 +100,12 @@ namespace {
 
     virtual void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
       AU.addRequired<LiveIntervals>();
+      // Make sure PassManager knows which analyses to make available
+      // to coalescing and which analyses coalescing invalidates.
+      AU.addRequiredTransitive<RegisterCoalescer>();
+      AU.addRequired<MachineLoopInfo>();
+      AU.addPreserved<MachineLoopInfo>();
+      AU.addPreservedID(MachineDominatorsID);
       MachineFunctionPass::getAnalysisUsage(AU);
     }
 
@@ -116,6 +132,15 @@ namespace {
     /// is available, or spill.
     void assignRegOrStackSlotAtInterval(LiveInterval* cur);
 
+    /// 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 handling helpers
     ///
@@ -132,31 +157,32 @@ namespace {
 
     template <typename ItTy>
     void printIntervals(const char* const str, ItTy i, ItTy e) const {
-      if (str) std::cerr << str << " intervals:\n";
+      if (str) DOUT << str << " intervals:\n";
       for (; i != e; ++i) {
-        std::cerr << "\t" << *i->first << " -> ";
+        DOUT << "\t" << *i->first << " -> ";
         unsigned reg = i->first->reg;
-        if (MRegisterInfo::isVirtualRegister(reg)) {
+        if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(reg)) {
           reg = vrm_->getPhys(reg);
         }
-        std::cerr << mri_->getName(reg) << '\n';
+        DOUT << tri_->getName(reg) << '\n';
       }
     }
   };
+  char RALinScan::ID = 0;
 }
 
-void RA::ComputeRelatedRegClasses() {
-  const MRegisterInfo &MRI = *mri_;
+void RALinScan::ComputeRelatedRegClasses() {
+  const TargetRegisterInfo &TRI = *tri_;
   
   // 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 (MRegisterInfo::regclass_iterator RCI = MRI.regclass_begin(),
-       E = MRI.regclass_end(); RCI != E; ++RCI) {
+  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 || *MRI.getAliasSet(*I) != 0;
+      HasAliases = HasAliases || *TRI.getAliasSet(*I) != 0;
       
       const TargetRegisterClass *&PRC = OneClassForEachPhysReg[*I];
       if (PRC) {
@@ -176,25 +202,72 @@ void RA::ComputeRelatedRegClasses() {
     for (std::map<unsigned, const TargetRegisterClass*>::iterator
          I = OneClassForEachPhysReg.begin(), E = OneClassForEachPhysReg.end();
          I != E; ++I)
-      for (const unsigned *AS = MRI.getAliasSet(I->first); *AS; ++AS)
+      for (const unsigned *AS = TRI.getAliasSet(I->first); *AS; ++AS)
         RelatedRegClasses.unionSets(I->second, OneClassForEachPhysReg[*AS]);
 }
 
-bool RA::runOnMachineFunction(MachineFunction &fn) {
+/// 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) {
+  if ((cur.preference && cur.preference == Reg) || !cur.containsOneValue())
+    return Reg;
+
+  VNInfo *vni = cur.getValNumInfo(0);
+  if (!vni->def || vni->def == ~1U || vni->def == ~0U)
+    return Reg;
+  MachineInstr *CopyMI = li_->getInstructionFromIndex(vni->def);
+  unsigned SrcReg, DstReg;
+  if (!CopyMI || !tii_->isMoveInstr(*CopyMI, SrcReg, DstReg))
+    return Reg;
+  if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(SrcReg))
+    if (!vrm_->isAssignedReg(SrcReg))
+      return Reg;
+    else
+      SrcReg = vrm_->getPhys(SrcReg);
+  if (Reg == SrcReg)
+    return Reg;
+
+  const TargetRegisterClass *RC = reginfo_->getRegClass(cur.reg);
+  if (!RC->contains(SrcReg))
+    return Reg;
+
+  // Try to coalesce.
+  if (!li_->conflictsWithPhysRegDef(cur, *vrm_, SrcReg)) {
+    DOUT << "Coalescing: " << cur << " -> " << tri_->getName(SrcReg) << '\n';
+    vrm_->clearVirt(cur.reg);
+    vrm_->assignVirt2Phys(cur.reg, SrcReg);
+    ++NumCoalesce;
+    return SrcReg;
+  }
+
+  return Reg;
+}
+
+bool RALinScan::runOnMachineFunction(MachineFunction &fn) {
   mf_ = &fn;
   tm_ = &fn.getTarget();
-  mri_ = tm_->getRegisterInfo();
+  tri_ = tm_->getRegisterInfo();
+  tii_ = tm_->getInstrInfo();
+  reginfo_ = &mf_->getRegInfo();
+  allocatableRegs_ = tri_->getAllocatableSet(fn);
   li_ = &getAnalysis<LiveIntervals>();
+  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();
   
-  PhysRegsUsed = new bool[mri_->getNumRegs()];
-  std::fill(PhysRegsUsed, PhysRegsUsed+mri_->getNumRegs(), false);
-  fn.setUsedPhysRegs(PhysRegsUsed);
-
-  if (!prt_.get()) prt_.reset(new PhysRegTracker(*mri_));
+  if (!prt_.get()) prt_.reset(new PhysRegTracker(*tri_));
   vrm_.reset(new VirtRegMap(*mf_));
   if (!spiller_.get()) spiller_.reset(createSpiller());
 
@@ -204,10 +277,8 @@ bool RA::runOnMachineFunction(MachineFunction &fn) {
 
   // Rewrite spill code and update the PhysRegsUsed set.
   spiller_->runOnMachineFunction(*mf_, *vrm_);
-
   vrm_.reset();  // Free the VirtRegMap
 
-
   while (!unhandled_.empty()) unhandled_.pop();
   fixed_.clear();
   active_.clear();
@@ -219,44 +290,40 @@ bool RA::runOnMachineFunction(MachineFunction &fn) {
 
 /// initIntervalSets - initialize the interval sets.
 ///
-void RA::initIntervalSets()
+void RALinScan::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;
+    if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(i->second.reg)) {
+      reginfo_->setPhysRegUsed(i->second.reg);
       fixed_.push_back(std::make_pair(&i->second, i->second.begin()));
     } else
       unhandled_.push(&i->second);
   }
 }
 
-void RA::linearScan()
+void RALinScan::linearScan()
 {
   // linear scan algorithm
-  DEBUG(std::cerr << "********** LINEAR SCAN **********\n");
-  DEBUG(std::cerr << "********** Function: "
-        << mf_->getFunction()->getName() << '\n');
+  DOUT << "********** LINEAR SCAN **********\n";
+  DOUT << "********** 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');
+    ++NumIters;
+    DOUT << "\n*** CURRENT ***: " << *cur << '\n';
 
     processActiveIntervals(cur->beginNumber());
     processInactiveIntervals(cur->beginNumber());
 
-    assert(MRegisterInfo::isVirtualRegister(cur->reg) &&
+    assert(TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(cur->reg) &&
            "Can only allocate virtual registers!");
 
     // Allocating a virtual register. try to find a free
@@ -267,36 +334,61 @@ void RA::linearScan()
     DEBUG(printIntervals("active", active_.begin(), active_.end()));
     DEBUG(printIntervals("inactive", inactive_.begin(), inactive_.end()));
   }
-  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) &&
+  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);
     prt_->delRegUse(reg);
-    i = IntervalPtrs::reverse_iterator(active_.erase(i.base()-1));
+    active_.pop_back();
   }
 
   // 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(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 = i->second.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, LiveInMBBs)) {
+        for (unsigned i = 0, e = LiveInMBBs.size(); i != e; ++i)
+          if (LiveInMBBs[i] != EntryMBB)
+            LiveInMBBs[i]->addLiveIn(Reg);
+        LiveInMBBs.clear();
+      }
+    }
   }
 
-  DEBUG(std::cerr << *vrm_);
+  DOUT << *vrm_;
 }
 
 /// processActiveIntervals - expire old intervals and move non-overlapping ones
 /// to the inactive list.
-void RA::processActiveIntervals(unsigned CurPoint)
+void RALinScan::processActiveIntervals(unsigned CurPoint)
 {
-  DEBUG(std::cerr << "\tprocessing active intervals:\n");
+  DOUT << "\tprocessing active intervals:\n";
 
   for (unsigned i = 0, e = active_.size(); i != e; ++i) {
     LiveInterval *Interval = active_[i].first;
@@ -306,8 +398,8 @@ void RA::processActiveIntervals(unsigned CurPoint)
     IntervalPos = Interval->advanceTo(IntervalPos, CurPoint);
 
     if (IntervalPos == Interval->end()) {     // Remove expired intervals.
-      DEBUG(std::cerr << "\t\tinterval " << *Interval << " expired\n");
-      assert(MRegisterInfo::isVirtualRegister(reg) &&
+      DOUT << "\t\tinterval " << *Interval << " expired\n";
+      assert(TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(reg) &&
              "Can only allocate virtual registers!");
       reg = vrm_->getPhys(reg);
       prt_->delRegUse(reg);
@@ -319,8 +411,8 @@ void RA::processActiveIntervals(unsigned CurPoint)
 
     } else if (IntervalPos->start > CurPoint) {
       // Move inactive intervals to inactive list.
-      DEBUG(std::cerr << "\t\tinterval " << *Interval << " inactive\n");
-      assert(MRegisterInfo::isVirtualRegister(reg) &&
+      DOUT << "\t\tinterval " << *Interval << " inactive\n";
+      assert(TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(reg) &&
              "Can only allocate virtual registers!");
       reg = vrm_->getPhys(reg);
       prt_->delRegUse(reg);
@@ -340,9 +432,9 @@ void RA::processActiveIntervals(unsigned CurPoint)
 
 /// processInactiveIntervals - expire old intervals and move overlapping
 /// ones to the active list.
-void RA::processInactiveIntervals(unsigned CurPoint)
+void RALinScan::processInactiveIntervals(unsigned CurPoint)
 {
-  DEBUG(std::cerr << "\tprocessing inactive intervals:\n");
+  DOUT << "\tprocessing inactive intervals:\n";
 
   for (unsigned i = 0, e = inactive_.size(); i != e; ++i) {
     LiveInterval *Interval = inactive_[i].first;
@@ -352,7 +444,7 @@ void RA::processInactiveIntervals(unsigned CurPoint)
     IntervalPos = Interval->advanceTo(IntervalPos, CurPoint);
 
     if (IntervalPos == Interval->end()) {       // remove expired intervals.
-      DEBUG(std::cerr << "\t\tinterval " << *Interval << " expired\n");
+      DOUT << "\t\tinterval " << *Interval << " expired\n";
 
       // Pop off the end of the list.
       inactive_[i] = inactive_.back();
@@ -360,8 +452,8 @@ void RA::processInactiveIntervals(unsigned CurPoint)
       --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) &&
+      DOUT << "\t\tinterval " << *Interval << " active\n";
+      assert(TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(reg) &&
              "Can only allocate virtual registers!");
       reg = vrm_->getPhys(reg);
       prt_->addRegUse(reg);
@@ -383,22 +475,24 @@ void RA::processInactiveIntervals(unsigned CurPoint)
 /// register and its weight.
 static void updateSpillWeights(std::vector<float> &Weights,
                                unsigned reg, float weight,
-                               const MRegisterInfo *MRI) {
+                               const TargetRegisterInfo *TRI) {
   Weights[reg] += weight;
-  for (const unsigned* as = MRI->getAliasSet(reg); *as; ++as)
+  for (const unsigned* as = TRI->getAliasSet(reg); *as; ++as)
     Weights[*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)
+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();
 }
 
-static void RevertVectorIteratorsTo(RA::IntervalPtrs &V, unsigned Point) {
+static void RevertVectorIteratorsTo(RALinScan::IntervalPtrs &V, unsigned Point){
   for (unsigned i = 0, e = V.size(); i != e; ++i) {
-    RA::IntervalPtr &IP = V[i];
+    RALinScan::IntervalPtr &IP = V[i];
     LiveInterval::iterator I = std::upper_bound(IP.first->begin(),
                                                 IP.second, Point);
     if (I != IP.first->begin()) --I;
@@ -408,25 +502,47 @@ static void RevertVectorIteratorsTo(RA::IntervalPtrs &V, unsigned Point) {
 
 /// assignRegOrStackSlotAtInterval - assign a register if one is available, or
 /// spill.
-void RA::assignRegOrStackSlotAtInterval(LiveInterval* cur)
+void RALinScan::assignRegOrStackSlotAtInterval(LiveInterval* cur)
 {
-  DEBUG(std::cerr << "\tallocating current interval: ");
+  DOUT << "\tallocating current interval: ";
 
   PhysRegTracker backupPrt = *prt_;
 
   std::vector<std::pair<unsigned, float> > SpillWeightsToAdd;
   unsigned StartPosition = cur->beginNumber();
-  const TargetRegisterClass *RC = mf_->getSSARegMap()->getRegClass(cur->reg);
+  const TargetRegisterClass *RC = reginfo_->getRegClass(cur->reg);
   const TargetRegisterClass *RCLeader = RelatedRegClasses.getLeaderValue(RC);
-      
+
+  // If 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 (!cur->preference && cur->containsOneValue()) {
+    VNInfo *vni = cur->getValNumInfo(0);
+    if (vni->def && vni->def != ~1U && vni->def != ~0U) {
+      MachineInstr *CopyMI = li_->getInstructionFromIndex(vni->def);
+      unsigned SrcReg, DstReg;
+      if (tii_->isMoveInstr(*CopyMI, SrcReg, DstReg)) {
+        unsigned Reg = 0;
+        if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(SrcReg))
+          Reg = SrcReg;
+        else if (vrm_->isAssignedReg(SrcReg))
+          Reg = vrm_->getPhys(SrcReg);
+        if (Reg && allocatableRegs_[Reg] && RC->contains(Reg))
+          cur->preference = Reg;
+      }
+    }
+  }
+
   // 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(MRegisterInfo::isVirtualRegister(Reg) &&
+    assert(TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(Reg) &&
            "Can only allocate virtual registers!");
-    const TargetRegisterClass *RegRC = mf_->getSSARegMap()->getRegClass(Reg);
+    const TargetRegisterClass *RegRC = reginfo_->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 &&
@@ -447,17 +563,16 @@ void RA::assignRegOrStackSlotAtInterval(LiveInterval* cur)
     // 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.
-    std::set<unsigned> RegAliases;
-    for (const unsigned *AS = mri_->getAliasSet(physReg); *AS; ++AS)
+    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) {
-      if (physReg == fixed_[i].first->reg ||
-          RegAliases.count(fixed_[i].first->reg)) {
+      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.
-        IntervalPtr &IP = fixed_[i];
         LiveInterval *I = IP.first;
         if (I->endNumber() > StartPosition) {
           LiveInterval::iterator II = I->advanceTo(IP.second, StartPosition);
@@ -511,59 +626,77 @@ void RA::assignRegOrStackSlotAtInterval(LiveInterval* cur)
   // the free physical register and add this interval to the active
   // list.
   if (physReg) {
-    DEBUG(std::cerr <<  mri_->getName(physReg) << '\n');
+    DOUT <<  tri_->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");
+  DOUT << "no free registers\n";
 
   // Compile the spill weights into an array that is better for scanning.
-  std::vector<float> SpillWeights(mri_->getNumRegs(), 0.0);
+  std::vector<float> SpillWeights(tri_->getNumRegs(), 0.0);
   for (std::vector<std::pair<unsigned, float> >::iterator
        I = SpillWeightsToAdd.begin(), E = SpillWeightsToAdd.end(); I != E; ++I)
-    updateSpillWeights(SpillWeights, I->first, I->second, mri_);
+    updateSpillWeights(SpillWeights, I->first, I->second, tri_);
   
   // 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) &&
+    assert(TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(reg) &&
            "Can only allocate virtual registers!");
     reg = vrm_->getPhys(reg);
-    updateSpillWeights(SpillWeights, reg, i->first->weight, mri_);
+    updateSpillWeights(SpillWeights, reg, i->first->weight, tri_);
   }
  
-  DEBUG(std::cerr << "\tassigning stack slot at interval "<< *cur << ":\n");
+  DOUT << "\tassigning stack slot at interval "<< *cur << ":\n";
 
   // Find a register to spill.
-  float minWeight = float(HUGE_VAL);
-  unsigned minReg = 0;
-  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;
+  float minWeight = HUGE_VALF;
+  unsigned minReg = cur->preference;  // Try the preferred register first.
+  
+  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;
+      if (minWeight > SpillWeights[reg]) {
+        minWeight = SpillWeights[reg];
+        minReg = reg;
+      }
     }
-  }
   
   // If we didn't find a register that is spillable, try aliases?
+  if (!minReg) {
+    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) {
+        if (minWeight > SpillWeights[*as]) {
+          minWeight = SpillWeights[*as];
+          minReg = *as;
+        }
+      }
+    }
+
+    // All registers must have inf weight. Just grab one!
+    if (!minReg)
+      minReg = *RC->allocation_order_begin(*mf_);
+  }
   
-// FIXME:  assert(minReg && "Didn't find any reg!");
-  DEBUG(std::cerr << "\t\tregister with min weight: "
-        << mri_->getName(minReg) << " (" << minWeight << ")\n");
+  DOUT << "\t\tregister with min weight: "
+       << tri_->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);
+  if (cur->weight != HUGE_VALF && cur->weight <= minWeight) {
+    DOUT << "\t\t\tspilling(c): " << *cur << '\n';
     std::vector<LiveInterval*> added =
-      li_->addIntervalsForSpills(*cur, *vrm_, slot);
+      li_->addIntervalsForSpills(*cur, loopInfo, *vrm_);
     if (added.empty())
       return;  // Early exit if all spills were folded.
 
@@ -586,13 +719,13 @@ void RA::assignRegOrStackSlotAtInterval(LiveInterval* cur)
   // 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) &&
+  assert(TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(minReg) &&
          "did not choose a register to spill?");
-  std::vector<bool> toSpill(mri_->getNumRegs(), false);
+  BitVector toSpill(tri_->getNumRegs());
 
   // We are going to spill minReg and all its aliases.
   toSpill[minReg] = true;
-  for (const unsigned* as = mri_->getAliasSet(minReg); *as; ++as)
+  for (const unsigned* as = tri_->getAliasSet(minReg); *as; ++as)
     toSpill[*as] = true;
 
   // the earliest start of a spilled interval indicates up to where
@@ -600,7 +733,7 @@ void RA::assignRegOrStackSlotAtInterval(LiveInterval* cur)
   unsigned earliestStart = cur->beginNumber();
 
   // set of spilled vregs (used later to rollback properly)
-  std::set<unsigned> spilled;
+  SmallSet<unsigned, 32> 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
@@ -609,34 +742,32 @@ void RA::assignRegOrStackSlotAtInterval(LiveInterval* cur)
   // mark our rollback point.
   for (IntervalPtrs::iterator i = active_.begin(); i != active_.end(); ++i) {
     unsigned reg = i->first->reg;
-    if (//MRegisterInfo::isVirtualRegister(reg) &&
+    if (//TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(reg) &&
         toSpill[vrm_->getPhys(reg)] &&
         cur->overlapsFrom(*i->first, i->second)) {
-      DEBUG(std::cerr << "\t\t\tspilling(a): " << *i->first << '\n');
+      DOUT << "\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);
+        li_->addIntervalsForSpills(*i->first, loopInfo, *vrm_);
       std::copy(newIs.begin(), newIs.end(), std::back_inserter(added));
       spilled.insert(reg);
     }
   }
   for (IntervalPtrs::iterator i = inactive_.begin(); i != inactive_.end(); ++i){
     unsigned reg = i->first->reg;
-    if (//MRegisterInfo::isVirtualRegister(reg) &&
+    if (//TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(reg) &&
         toSpill[vrm_->getPhys(reg)] &&
         cur->overlapsFrom(*i->first, i->second-1)) {
-      DEBUG(std::cerr << "\t\t\tspilling(i): " << *i->first << '\n');
+      DOUT << "\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);
+        li_->addIntervalsForSpills(*i->first, loopInfo, *vrm_);
       std::copy(newIs.begin(), newIs.end(), std::back_inserter(added));
       spilled.insert(reg);
     }
   }
 
-  DEBUG(std::cerr << "\t\trolling back to: " << earliestStart << '\n');
+  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
@@ -646,7 +777,7 @@ void RA::assignRegOrStackSlotAtInterval(LiveInterval* cur)
     // If this interval starts before t we are done.
     if (i->beginNumber() < earliestStart)
       break;
-    DEBUG(std::cerr << "\t\t\tundo changes for: " << *i << '\n');
+    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
@@ -654,23 +785,28 @@ void RA::assignRegOrStackSlotAtInterval(LiveInterval* cur)
     IntervalPtrs::iterator it;
     if ((it = FindIntervalInVector(active_, i)) != active_.end()) {
       active_.erase(it);
-      assert(!MRegisterInfo::isPhysicalRegister(i->reg));
+      assert(!TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(i->reg));
       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);
-      assert(!MRegisterInfo::isPhysicalRegister(i->reg));
+      assert(!TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(i->reg));
       if (!spilled.count(i->reg))
         unhandled_.push(i);
       vrm_->clearVirt(i->reg);
     } else {
-      assert(MRegisterInfo::isVirtualRegister(i->reg) &&
+      assert(TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(i->reg) &&
              "Can only allocate virtual registers!");
       vrm_->clearVirt(i->reg);
       unhandled_.push(i);
     }
+
+    // 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.
+    i->preference = 0;
   }
 
   // Rewind the iterators in the active, inactive, and fixed lists back to the
@@ -686,9 +822,9 @@ void RA::assignRegOrStackSlotAtInterval(LiveInterval* cur)
     LiveInterval *HI = handled_[i];
     if (!HI->expiredAt(earliestStart) &&
         HI->expiredAt(cur->beginNumber())) {
-      DEBUG(std::cerr << "\t\t\tundo changes for: " << *HI << '\n');
+      DOUT << "\t\t\tundo changes for: " << *HI << '\n';
       active_.push_back(std::make_pair(HI, HI->begin()));
-      assert(!MRegisterInfo::isPhysicalRegister(HI->reg));
+      assert(!TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(HI->reg));
       prt_->addRegUse(vrm_->getPhys(HI->reg));
     }
   }
@@ -700,22 +836,22 @@ void RA::assignRegOrStackSlotAtInterval(LiveInterval* cur)
 
 /// getFreePhysReg - return a free physical register for this virtual register
 /// interval if we have one, otherwise return 0.
-unsigned RA::getFreePhysReg(LiveInterval *cur) {
-  std::vector<unsigned> inactiveCounts(mri_->getNumRegs(), 0);
+unsigned RALinScan::getFreePhysReg(LiveInterval *cur) {
+  std::vector<unsigned> inactiveCounts(tri_->getNumRegs(), 0);
   unsigned MaxInactiveCount = 0;
   
-  const TargetRegisterClass *RC = mf_->getSSARegMap()->getRegClass(cur->reg);
+  const TargetRegisterClass *RC = reginfo_->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(MRegisterInfo::isVirtualRegister(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 = mf_->getSSARegMap()->getRegClass(reg);
+    const TargetRegisterClass *RegRC = reginfo_->getRegClass(reg);
     if (RelatedRegClasses.getLeaderValue(RegRC) == RCLeader) {
       reg = vrm_->getPhys(reg);
       ++inactiveCounts[reg];
@@ -723,14 +859,23 @@ unsigned RA::getFreePhysReg(LiveInterval *cur) {
     }
   }
 
-  const TargetRegisterClass* rc = mf_->getSSARegMap()->getRegClass(cur->reg);
-
   unsigned FreeReg = 0;
   unsigned FreeRegInactiveCount = 0;
-  
+
+  // If copy coalescer has assigned a "preferred" register, check if it's
+  // available first.
+  if (cur->preference)
+    if (prt_->isRegAvail(cur->preference)) {
+      DOUT << "\t\tassigned the preferred register: "
+           << tri_->getName(cur->preference) << "\n";
+      return cur->preference;
+    } else
+      DOUT << "\t\tunable to assign the preferred register: "
+           << tri_->getName(cur->preference) << "\n";
+
   // Scan for the first available register.
-  TargetRegisterClass::iterator I = rc->allocation_order_begin(*mf_);
-  TargetRegisterClass::iterator E = rc->allocation_order_end(*mf_);
+  TargetRegisterClass::iterator I = RC->allocation_order_begin(*mf_);
+  TargetRegisterClass::iterator E = RC->allocation_order_end(*mf_);
   for (; I != E; ++I)
     if (prt_->isRegAvail(*I)) {
       FreeReg = *I;
@@ -760,5 +905,5 @@ unsigned RA::getFreePhysReg(LiveInterval *cur) {
 }
 
 FunctionPass* llvm::createLinearScanRegisterAllocator() {
-  return new RA();
+  return new RALinScan();
 }