Switch over to MachineLoopInfo.
[oota-llvm.git] / lib / CodeGen / SimpleRegisterCoalescing.cpp
index 59e9e4501a28edf622a853eb32f86fc4770abb21..c608b8d1c4aa5627b3f35f05b856a220ea3812b5 100644 (file)
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
 #define DEBUG_TYPE "regcoalescing"
-#include "llvm/CodeGen/SimpleRegisterCoalescing.h"
-#include "llvm/CodeGen/LiveIntervalAnalysis.h"
+#include "SimpleRegisterCoalescing.h"
 #include "VirtRegMap.h"
+#include "llvm/CodeGen/LiveIntervalAnalysis.h"
 #include "llvm/Value.h"
-#include "llvm/Analysis/LoopInfo.h"
 #include "llvm/CodeGen/LiveVariables.h"
 #include "llvm/CodeGen/MachineFrameInfo.h"
 #include "llvm/CodeGen/MachineInstr.h"
+#include "llvm/CodeGen/MachineLoopInfo.h"
 #include "llvm/CodeGen/Passes.h"
 #include "llvm/CodeGen/SSARegMap.h"
 #include "llvm/CodeGen/RegisterCoalescer.h"
@@ -47,6 +47,16 @@ namespace {
                 cl::desc("Coalesce copies (default=true)"),
                 cl::init(true));
 
+  static cl::opt<bool>
+  NewHeuristic("new-coalescer-heuristic",
+                cl::desc("Use new coalescer heuristic"),
+                cl::init(false));
+
+  static cl::opt<bool>
+  ReMatSpillWeight("tweak-remat-spill-weight",
+                   cl::desc("Tweak spill weight of re-materializable intervals"),
+                   cl::init(true));
+
   RegisterPass<SimpleRegisterCoalescing> 
   X("simple-register-coalescing", "Simple Register Coalescing");
 
@@ -57,13 +67,12 @@ namespace {
 const PassInfo *llvm::SimpleRegisterCoalescingID = X.getPassInfo();
 
 void SimpleRegisterCoalescing::getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
-   //AU.addPreserved<LiveVariables>();
   AU.addPreserved<LiveIntervals>();
   AU.addPreservedID(PHIEliminationID);
   AU.addPreservedID(TwoAddressInstructionPassID);
   AU.addRequired<LiveVariables>();
   AU.addRequired<LiveIntervals>();
-  AU.addRequired<LoopInfo>();
+  AU.addRequired<MachineLoopInfo>();
   MachineFunctionPass::getAnalysisUsage(AU);
 }
 
@@ -178,59 +187,155 @@ bool SimpleRegisterCoalescing::AdjustCopiesBackFrom(LiveInterval &IntA, LiveInte
   if (UIdx != -1)
     ValLREndInst->getOperand(UIdx).unsetIsKill();
   
-  // Finally, delete the copy instruction.
-  li_->RemoveMachineInstrFromMaps(CopyMI);
-  CopyMI->eraseFromParent();
   ++numPeep;
   return true;
 }
 
+/// AddSubRegIdxPairs - Recursively mark all the registers represented by the
+/// specified register as sub-registers. The recursion level is expected to be
+/// shallow.
+void SimpleRegisterCoalescing::AddSubRegIdxPairs(unsigned Reg, unsigned SubIdx) {
+  std::vector<unsigned> &JoinedRegs = r2rRevMap_[Reg];
+  for (unsigned i = 0, e = JoinedRegs.size(); i != e; ++i) {
+    SubRegIdxes.push_back(std::make_pair(JoinedRegs[i], SubIdx));
+    AddSubRegIdxPairs(JoinedRegs[i], SubIdx);
+  }
+}
+
+/// isBackEdgeCopy - Returns true if CopyMI is a back edge copy.
+///
+bool SimpleRegisterCoalescing::isBackEdgeCopy(MachineInstr *CopyMI,
+                                              unsigned DstReg) {
+  MachineBasicBlock *MBB = CopyMI->getParent();
+  const MachineLoop *L = loopInfo->getLoopFor(MBB);
+  if (!L)
+    return false;
+  if (MBB != L->getLoopLatch())
+    return false;
+
+  DstReg = rep(DstReg);
+  LiveInterval &LI = li_->getInterval(DstReg);
+  unsigned DefIdx = li_->getInstructionIndex(CopyMI);
+  LiveInterval::const_iterator DstLR =
+    LI.FindLiveRangeContaining(li_->getDefIndex(DefIdx));
+  if (DstLR == LI.end())
+    return false;
+  unsigned KillIdx = li_->getInstructionIndex(&MBB->back()) + InstrSlots::NUM-1;
+  if (DstLR->valno->kills.size() == 1 && DstLR->valno->kills[0] == KillIdx)
+    return true;
+  return false;
+}
+
 /// JoinCopy - Attempt to join intervals corresponding to SrcReg/DstReg,
 /// which are the src/dst of the copy instruction CopyMI.  This returns true
-/// if the copy was successfully coalesced away, or if it is never possible
-/// to coalesce this copy, due to register constraints.  It returns
-/// false if it is not currently possible to coalesce this interval, but
-/// it may be possible if other things get coalesced.
-bool SimpleRegisterCoalescing::JoinCopy(MachineInstr *CopyMI,
-                             unsigned SrcReg, unsigned DstReg, bool PhysOnly) {
+/// if the copy was successfully coalesced away. If it is not currently
+/// possible to coalesce this interval, but it may be possible if other
+/// things get coalesced, then it returns true by reference in 'Again'.
+bool SimpleRegisterCoalescing::JoinCopy(CopyRec TheCopy, bool &Again) {
+  MachineInstr *CopyMI = TheCopy.MI;
+
+  Again = false;
+  if (JoinedCopies.count(CopyMI))
+    return false; // Already done.
+
   DOUT << li_->getInstructionIndex(CopyMI) << '\t' << *CopyMI;
 
   // Get representative registers.
+  unsigned SrcReg = TheCopy.SrcReg;
+  unsigned DstReg = TheCopy.DstReg;
   unsigned repSrcReg = rep(SrcReg);
   unsigned repDstReg = rep(DstReg);
   
   // If they are already joined we continue.
   if (repSrcReg == repDstReg) {
     DOUT << "\tCopy already coalesced.\n";
-    return true;  // Not coalescable.
+    return false;  // Not coalescable.
   }
   
   bool SrcIsPhys = MRegisterInfo::isPhysicalRegister(repSrcReg);
   bool DstIsPhys = MRegisterInfo::isPhysicalRegister(repDstReg);
-  if (PhysOnly && !SrcIsPhys && !DstIsPhys)
-    // Only joining physical registers with virtual registers in this round.
-    return true;
 
   // If they are both physical registers, we cannot join them.
   if (SrcIsPhys && DstIsPhys) {
     DOUT << "\tCan not coalesce physregs.\n";
-    return true;  // Not coalescable.
+    return false;  // Not coalescable.
   }
   
   // We only join virtual registers with allocatable physical registers.
   if (SrcIsPhys && !allocatableRegs_[repSrcReg]) {
     DOUT << "\tSrc reg is unallocatable physreg.\n";
-    return true;  // Not coalescable.
+    return false;  // Not coalescable.
   }
   if (DstIsPhys && !allocatableRegs_[repDstReg]) {
     DOUT << "\tDst reg is unallocatable physreg.\n";
-    return true;  // Not coalescable.
+    return false;  // Not coalescable.
   }
-  
-  // If they are not of the same register class, we cannot join them.
-  if (differingRegisterClasses(repSrcReg, repDstReg)) {
+
+  bool isExtSubReg = CopyMI->getOpcode() == TargetInstrInfo::EXTRACT_SUBREG;
+  unsigned RealDstReg = 0;
+  if (isExtSubReg) {
+    unsigned SubIdx = CopyMI->getOperand(2).getImm();
+    if (SrcIsPhys)
+      // r1024 = EXTRACT_SUBREG EAX, 0 then r1024 is really going to be
+      // coalesced with AX.
+      repSrcReg = mri_->getSubReg(repSrcReg, SubIdx);
+    else if (DstIsPhys) {
+      // If this is a extract_subreg where dst is a physical register, e.g.
+      // cl = EXTRACT_SUBREG reg1024, 1
+      // then create and update the actual physical register allocated to RHS.
+      const TargetRegisterClass *RC=mf_->getSSARegMap()->getRegClass(repSrcReg);
+      for (const unsigned *SRs = mri_->getSuperRegisters(repDstReg);
+           unsigned SR = *SRs; ++SRs) {
+        if (repDstReg == mri_->getSubReg(SR, SubIdx) &&
+            RC->contains(SR)) {
+          RealDstReg = SR;
+          break;
+        }
+      }
+      assert(RealDstReg && "Invalid extra_subreg instruction!");
+
+      // For this type of EXTRACT_SUBREG, conservatively
+      // check if the live interval of the source register interfere with the
+      // actual super physical register we are trying to coalesce with.
+      LiveInterval &RHS = li_->getInterval(repSrcReg);
+      if (li_->hasInterval(RealDstReg) &&
+          RHS.overlaps(li_->getInterval(RealDstReg))) {
+        DOUT << "Interfere with register ";
+        DEBUG(li_->getInterval(RealDstReg).print(DOUT, mri_));
+        return false; // Not coalescable
+      }
+      for (const unsigned* SR = mri_->getSubRegisters(RealDstReg); *SR; ++SR)
+        if (li_->hasInterval(*SR) && RHS.overlaps(li_->getInterval(*SR))) {
+          DOUT << "Interfere with sub-register ";
+          DEBUG(li_->getInterval(*SR).print(DOUT, mri_));
+          return false; // Not coalescable
+        }
+    } else {
+      unsigned SrcSize= li_->getInterval(repSrcReg).getSize() / InstrSlots::NUM;
+      unsigned DstSize= li_->getInterval(repDstReg).getSize() / InstrSlots::NUM;
+      const TargetRegisterClass *RC=mf_->getSSARegMap()->getRegClass(repDstReg);
+      unsigned Threshold = allocatableRCRegs_[RC].count();
+      // Be conservative. If both sides are virtual registers, do not coalesce
+      // if this will cause a high use density interval to target a smaller set
+      // of registers.
+      if (DstSize > Threshold || SrcSize > Threshold) {
+        LiveVariables::VarInfo &svi = lv_->getVarInfo(repSrcReg);
+        LiveVariables::VarInfo &dvi = lv_->getVarInfo(repDstReg);
+        if ((float)dvi.NumUses / DstSize < (float)svi.NumUses / SrcSize) {
+          Again = true;  // May be possible to coalesce later.
+          return false;
+        }
+      }
+    }
+  } else if (differingRegisterClasses(repSrcReg, repDstReg)) {
+    // If they are not of the same register class, we cannot join them.
     DOUT << "\tSrc/Dest are different register classes.\n";
-    return true;  // Not coalescable.
+    // Allow the coalescer to try again in case either side gets coalesced to
+    // a physical register that's compatible with the other side. e.g.
+    // r1024 = MOV32to32_ r1025
+    // but later r1024 is assigned EAX then r1025 may be coalesced with EAX.
+    Again = true;  // May be possible to coalesce later.
+    return false;
   }
   
   LiveInterval &SrcInt = li_->getInterval(repSrcReg);
@@ -286,14 +391,16 @@ bool SimpleRegisterCoalescing::JoinCopy(MachineInstr *CopyMI,
   // virtual register. Once the coalescing is done, it cannot be broken and
   // these are not spillable! If the destination interval uses are far away,
   // think twice about coalescing them!
-  if (!mopd->isDead() && (SrcIsPhys || DstIsPhys)) {
+  if (!mopd->isDead() && (SrcIsPhys || DstIsPhys) && !isExtSubReg) {
     LiveInterval &JoinVInt = SrcIsPhys ? DstInt : SrcInt;
     unsigned JoinVReg = SrcIsPhys ? repDstReg : repSrcReg;
     unsigned JoinPReg = SrcIsPhys ? repSrcReg : repDstReg;
     const TargetRegisterClass *RC = mf_->getSSARegMap()->getRegClass(JoinVReg);
     unsigned Threshold = allocatableRCRegs_[RC].count();
+    if (TheCopy.isBackEdge)
+      Threshold *= 2; // Favors back edge copies.
 
-    // If the virtual register live interval is long has it has low use desity,
+    // If the virtual register live interval is long but it has low use desity,
     // do not join them, instead mark the physical register as its allocation
     // preference.
     unsigned Length = JoinVInt.getSize() / InstrSlots::NUM;
@@ -303,6 +410,7 @@ bool SimpleRegisterCoalescing::JoinCopy(MachineInstr *CopyMI,
       JoinVInt.preference = JoinPReg;
       ++numAborts;
       DOUT << "\tMay tie down a physical register, abort!\n";
+      Again = true;  // May be possible to coalesce later.
       return false;
     }
   }
@@ -340,11 +448,14 @@ bool SimpleRegisterCoalescing::JoinCopy(MachineInstr *CopyMI,
     // Coalescing failed.
     
     // If we can eliminate the copy without merging the live ranges, do so now.
-    if (AdjustCopiesBackFrom(SrcInt, DstInt, CopyMI))
+    if (!isExtSubReg && AdjustCopiesBackFrom(SrcInt, DstInt, CopyMI)) {
+      JoinedCopies.insert(CopyMI);
       return true;
+    }
 
     // Otherwise, we are unable to join the intervals.
     DOUT << "Interference!\n";
+    Again = true;  // May be possible to coalesce later.
     return false;
   }
 
@@ -368,9 +479,32 @@ bool SimpleRegisterCoalescing::JoinCopy(MachineInstr *CopyMI,
         unsetRegisterKills(I->start, I->end, repDstReg);
     }
 
+    // If this is a extract_subreg where dst is a physical register, e.g.
+    // cl = EXTRACT_SUBREG reg1024, 1
+    // then create and update the actual physical register allocated to RHS.
+    if (RealDstReg) {
+      LiveInterval &RealDstInt = li_->getOrCreateInterval(RealDstReg);
+      SmallSet<const VNInfo*, 4> CopiedValNos;
+      for (LiveInterval::Ranges::const_iterator I = ResSrcInt->ranges.begin(),
+             E = ResSrcInt->ranges.end(); I != E; ++I) {
+        LiveInterval::const_iterator DstLR =
+          ResDstInt->FindLiveRangeContaining(I->start);
+        assert(DstLR != ResDstInt->end() && "Invalid joined interval!");
+        const VNInfo *DstValNo = DstLR->valno;
+        if (CopiedValNos.insert(DstValNo)) {
+          VNInfo *ValNo = RealDstInt.getNextValue(DstValNo->def, DstValNo->reg,
+                                                  li_->getVNInfoAllocator());
+          ValNo->hasPHIKill = DstValNo->hasPHIKill;
+          RealDstInt.addKills(ValNo, DstValNo->kills);
+          RealDstInt.MergeValueInAsValue(*ResDstInt, DstValNo, ValNo);
+        }
+      }
+      repDstReg = RealDstReg;
+    }
+
     // Update the liveintervals of sub-registers.
     for (const unsigned *AS = mri_->getSubRegisters(repDstReg); *AS; ++AS)
-      li_->getInterval(*AS).MergeInClobberRanges(*ResSrcInt,
+      li_->getOrCreateInterval(*AS).MergeInClobberRanges(*ResSrcInt,
                                                  li_->getVNInfoAllocator());
   } else {
     // Merge use info if the destination is a virtual register.
@@ -379,22 +513,51 @@ bool SimpleRegisterCoalescing::JoinCopy(MachineInstr *CopyMI,
     dVI.NumUses += sVI.NumUses;
   }
 
-  DOUT << "\n\t\tJoined.  Result = "; ResDstInt->print(DOUT, mri_);
-  DOUT << "\n";
-
   // Remember these liveintervals have been joined.
   JoinedLIs.set(repSrcReg - MRegisterInfo::FirstVirtualRegister);
   if (MRegisterInfo::isVirtualRegister(repDstReg))
     JoinedLIs.set(repDstReg - MRegisterInfo::FirstVirtualRegister);
 
+  if (isExtSubReg && !SrcIsPhys && !DstIsPhys) {
+    if (!Swapped) {
+      // Make sure we allocate the larger super-register.
+      ResSrcInt->Copy(*ResDstInt, li_->getVNInfoAllocator());
+      std::swap(repSrcReg, repDstReg);
+      std::swap(ResSrcInt, ResDstInt);
+    }
+    unsigned SubIdx = CopyMI->getOperand(2).getImm();
+    SubRegIdxes.push_back(std::make_pair(repSrcReg, SubIdx));
+    AddSubRegIdxPairs(repSrcReg, SubIdx);
+  }
+
+  if (NewHeuristic) {
+    for (LiveInterval::const_vni_iterator i = ResSrcInt->vni_begin(),
+           e = ResSrcInt->vni_end(); i != e; ++i) {
+      const VNInfo *vni = *i;
+      if (vni->def && vni->def != ~1U && vni->def != ~0U) {
+        MachineInstr *CopyMI = li_->getInstructionFromIndex(vni->def);
+        unsigned SrcReg, DstReg;
+        if (CopyMI && tii_->isMoveInstr(*CopyMI, SrcReg, DstReg) &&
+            JoinedCopies.count(CopyMI) == 0) {
+          unsigned LoopDepth = loopInfo->getLoopDepth(CopyMI->getParent());
+          JoinQueue->push(CopyRec(CopyMI, SrcReg, DstReg, LoopDepth,
+                                  isBackEdgeCopy(CopyMI, DstReg)));
+        }
+      }
+    }
+  }
+
+  DOUT << "\n\t\tJoined.  Result = "; ResDstInt->print(DOUT, mri_);
+  DOUT << "\n";
+
   // repSrcReg is guarateed to be the register whose live interval that is
   // being merged.
   li_->removeInterval(repSrcReg);
   r2rMap_[repSrcReg] = repDstReg;
+  r2rRevMap_[repDstReg].push_back(repSrcReg);
 
   // Finally, delete the copy instruction.
-  li_->RemoveMachineInstrFromMaps(CopyMI);
-  CopyMI->eraseFromParent();
+  JoinedCopies.insert(CopyMI);
   ++numPeep;
   ++numJoins;
   return true;
@@ -575,6 +738,7 @@ bool SimpleRegisterCoalescing::SimpleJoin(LiveInterval &LHS, LiveInterval &RHS)
   
   // Okay, the final step is to loop over the RHS live intervals, adding them to
   // the LHS.
+  LHSValNo->hasPHIKill |= VNI->hasPHIKill;
   LHS.addKills(LHSValNo, VNI->kills);
   LHS.MergeRangesInAsValue(RHS, LHSValNo);
   LHS.weight += RHS.weight;
@@ -698,7 +862,7 @@ bool SimpleRegisterCoalescing::JoinIntervals(LiveInterval &LHS,
          i != e; ++i) {
       VNInfo *VNI = *i;
       unsigned ValSrcReg = VNI->reg;
-      if (ValSrcReg == 0)  // Src not defined by a copy?
+      if (VNI->def == ~1U ||ValSrcReg == 0)  // Src not defined by a copy?
         continue;
       
       // DstReg is known to be a register in the LHS interval.  If the src is
@@ -716,7 +880,7 @@ bool SimpleRegisterCoalescing::JoinIntervals(LiveInterval &LHS,
          i != e; ++i) {
       VNInfo *VNI = *i;
       unsigned ValSrcReg = VNI->reg;
-      if (ValSrcReg == 0)  // Src not defined by a copy?
+      if (VNI->def == ~1U || ValSrcReg == 0)  // Src not defined by a copy?
         continue;
       
       // DstReg is known to be a register in the RHS interval.  If the src is
@@ -804,32 +968,34 @@ bool SimpleRegisterCoalescing::JoinIntervals(LiveInterval &LHS,
     }
   }
 
+  // Update kill info. Some live ranges are extended due to copy coalescing.
+  for (DenseMap<VNInfo*, VNInfo*>::iterator I = LHSValsDefinedFromRHS.begin(),
+         E = LHSValsDefinedFromRHS.end(); I != E; ++I) {
+    VNInfo *VNI = I->first;
+    unsigned LHSValID = LHSValNoAssignments[VNI->id];
+    LiveInterval::removeKill(NewVNInfo[LHSValID], VNI->def);
+    NewVNInfo[LHSValID]->hasPHIKill |= VNI->hasPHIKill;
+    RHS.addKills(NewVNInfo[LHSValID], VNI->kills);
+  }
+
+  // Update kill info. Some live ranges are extended due to copy coalescing.
+  for (DenseMap<VNInfo*, VNInfo*>::iterator I = RHSValsDefinedFromLHS.begin(),
+         E = RHSValsDefinedFromLHS.end(); I != E; ++I) {
+    VNInfo *VNI = I->first;
+    unsigned RHSValID = RHSValNoAssignments[VNI->id];
+    LiveInterval::removeKill(NewVNInfo[RHSValID], VNI->def);
+    NewVNInfo[RHSValID]->hasPHIKill |= VNI->hasPHIKill;
+    LHS.addKills(NewVNInfo[RHSValID], VNI->kills);
+  }
+
   // If we get here, we know that we can coalesce the live ranges.  Ask the
   // intervals to coalesce themselves now.
   if ((RHS.ranges.size() > LHS.ranges.size() &&
       MRegisterInfo::isVirtualRegister(LHS.reg)) ||
       MRegisterInfo::isPhysicalRegister(RHS.reg)) {
-    // Update kill info. Some live ranges are extended due to copy coalescing.
-    for (DenseMap<VNInfo*, VNInfo*>::iterator I = LHSValsDefinedFromRHS.begin(),
-           E = LHSValsDefinedFromRHS.end(); I != E; ++I) {
-      VNInfo *VNI = I->first;
-      unsigned LHSValID = LHSValNoAssignments[VNI->id];
-      LiveInterval::removeKill(NewVNInfo[LHSValID], VNI->def);
-      RHS.addKills(NewVNInfo[LHSValID], VNI->kills);
-    }
-
     RHS.join(LHS, &RHSValNoAssignments[0], &LHSValNoAssignments[0], NewVNInfo);
     Swapped = true;
   } else {
-    // Update kill info. Some live ranges are extended due to copy coalescing.
-    for (DenseMap<VNInfo*, VNInfo*>::iterator I = RHSValsDefinedFromLHS.begin(),
-           E = RHSValsDefinedFromLHS.end(); I != E; ++I) {
-      VNInfo *VNI = I->first;
-      unsigned RHSValID = RHSValNoAssignments[VNI->id];
-      LiveInterval::removeKill(NewVNInfo[RHSValID], VNI->def);
-      LHS.addKills(NewVNInfo[RHSValID], VNI->kills);
-    }
-
     LHS.join(RHS, &LHSValNoAssignments[0], &RHSValNoAssignments[0], NewVNInfo);
     Swapped = false;
   }
@@ -849,37 +1015,124 @@ namespace {
   };
 }
 
+/// getRepIntervalSize - Returns the size of the interval that represents the
+/// specified register.
+template<class SF>
+unsigned JoinPriorityQueue<SF>::getRepIntervalSize(unsigned Reg) {
+  return Rc->getRepIntervalSize(Reg);
+}
+
+/// CopyRecSort::operator - Join priority queue sorting function.
+///
+bool CopyRecSort::operator()(CopyRec left, CopyRec right) const {
+  // Inner loops first.
+  if (left.LoopDepth > right.LoopDepth)
+    return false;
+  else if (left.LoopDepth == right.LoopDepth) {
+    if (left.isBackEdge && !right.isBackEdge)
+      return false;
+    else if (left.isBackEdge == right.isBackEdge) {
+      // Join virtuals to physical registers first.
+      bool LDstIsPhys = MRegisterInfo::isPhysicalRegister(left.DstReg);
+      bool LSrcIsPhys = MRegisterInfo::isPhysicalRegister(left.SrcReg);
+      bool LIsPhys = LDstIsPhys || LSrcIsPhys;
+      bool RDstIsPhys = MRegisterInfo::isPhysicalRegister(right.DstReg);
+      bool RSrcIsPhys = MRegisterInfo::isPhysicalRegister(right.SrcReg);
+      bool RIsPhys = RDstIsPhys || RSrcIsPhys;
+      if (LIsPhys && !RIsPhys)
+        return false;
+      else if (LIsPhys == RIsPhys) {
+        // Join shorter intervals first.
+        unsigned LSize = 0;
+        unsigned RSize = 0;
+        if (LIsPhys) {
+          LSize =  LDstIsPhys ? 0 : JPQ->getRepIntervalSize(left.DstReg);
+          LSize += LSrcIsPhys ? 0 : JPQ->getRepIntervalSize(left.SrcReg);
+          RSize =  RDstIsPhys ? 0 : JPQ->getRepIntervalSize(right.DstReg);
+          RSize += RSrcIsPhys ? 0 : JPQ->getRepIntervalSize(right.SrcReg);
+        } else {
+          LSize =  std::min(JPQ->getRepIntervalSize(left.DstReg),
+                            JPQ->getRepIntervalSize(left.SrcReg));
+          RSize =  std::min(JPQ->getRepIntervalSize(right.DstReg),
+                            JPQ->getRepIntervalSize(right.SrcReg));
+        }
+        if (LSize < RSize)
+          return false;
+      }
+    }
+  }
+  return true;
+}
+
 void SimpleRegisterCoalescing::CopyCoalesceInMBB(MachineBasicBlock *MBB,
-                                std::vector<CopyRec> *TryAgain, bool PhysOnly) {
+                                               std::vector<CopyRec> &TryAgain) {
   DOUT << ((Value*)MBB->getBasicBlock())->getName() << ":\n";
-  
+
+  std::vector<CopyRec> VirtCopies;
+  std::vector<CopyRec> PhysCopies;
+  unsigned LoopDepth = loopInfo->getLoopDepth(MBB);
   for (MachineBasicBlock::iterator MII = MBB->begin(), E = MBB->end();
        MII != E;) {
     MachineInstr *Inst = MII++;
     
-    // If this isn't a copy, we can't join intervals.
+    // If this isn't a copy nor a extract_subreg, we can't join intervals.
     unsigned SrcReg, DstReg;
-    if (!tii_->isMoveInstr(*Inst, SrcReg, DstReg)) continue;
-    
-    bool Done = JoinCopy(Inst, SrcReg, DstReg, PhysOnly);
-    if (TryAgain && !Done)
-      TryAgain->push_back(getCopyRec(Inst, SrcReg, DstReg));
+    if (Inst->getOpcode() == TargetInstrInfo::EXTRACT_SUBREG) {
+      DstReg = Inst->getOperand(0).getReg();
+      SrcReg = Inst->getOperand(1).getReg();
+    } else if (!tii_->isMoveInstr(*Inst, SrcReg, DstReg))
+      continue;
+
+    unsigned repSrcReg = rep(SrcReg);
+    unsigned repDstReg = rep(DstReg);
+    bool SrcIsPhys = MRegisterInfo::isPhysicalRegister(repSrcReg);
+    bool DstIsPhys = MRegisterInfo::isPhysicalRegister(repDstReg);
+    if (NewHeuristic) {
+      JoinQueue->push(CopyRec(Inst, SrcReg, DstReg, LoopDepth,
+                              isBackEdgeCopy(Inst, DstReg)));
+    } else {
+      if (SrcIsPhys || DstIsPhys)
+        PhysCopies.push_back(CopyRec(Inst, SrcReg, DstReg, 0, false));
+      else
+        VirtCopies.push_back(CopyRec(Inst, SrcReg, DstReg, 0, false));
+    }
+  }
+
+  if (NewHeuristic)
+    return;
+
+  // Try coalescing physical register + virtual register first.
+  for (unsigned i = 0, e = PhysCopies.size(); i != e; ++i) {
+    CopyRec &TheCopy = PhysCopies[i];
+    bool Again = false;
+    if (!JoinCopy(TheCopy, Again))
+      if (Again)
+        TryAgain.push_back(TheCopy);
+  }
+  for (unsigned i = 0, e = VirtCopies.size(); i != e; ++i) {
+    CopyRec &TheCopy = VirtCopies[i];
+    bool Again = false;
+    if (!JoinCopy(TheCopy, Again))
+      if (Again)
+        TryAgain.push_back(TheCopy);
   }
 }
 
 void SimpleRegisterCoalescing::joinIntervals() {
   DOUT << "********** JOINING INTERVALS ***********\n";
 
+  if (NewHeuristic)
+    JoinQueue = new JoinPriorityQueue<CopyRecSort>(this);
+
   JoinedLIs.resize(li_->getNumIntervals());
   JoinedLIs.reset();
 
   std::vector<CopyRec> TryAgainList;
-  const LoopInfo &LI = getAnalysis<LoopInfo>();
-  if (LI.begin() == LI.end()) {
+  if (loopInfo->begin() == loopInfo->end()) {
     // If there are no loops in the function, join intervals in function order.
     for (MachineFunction::iterator I = mf_->begin(), E = mf_->end();
          I != E; ++I)
-      CopyCoalesceInMBB(I, &TryAgainList);
+      CopyCoalesceInMBB(I, TryAgainList);
   } else {
     // Otherwise, join intervals in inner loops before other intervals.
     // Unfortunately we can't just iterate over loop hierarchy here because
@@ -888,31 +1141,58 @@ void SimpleRegisterCoalescing::joinIntervals() {
     // Join intervals in the function prolog first. We want to join physical
     // registers with virtual registers before the intervals got too long.
     std::vector<std::pair<unsigned, MachineBasicBlock*> > MBBs;
-    for (MachineFunction::iterator I = mf_->begin(), E = mf_->end(); I != E;++I)
-      MBBs.push_back(std::make_pair(LI.getLoopDepth(I->getBasicBlock()), I));
+    for (MachineFunction::iterator I = mf_->begin(), E = mf_->end();I != E;++I){
+      MachineBasicBlock *MBB = I;
+      MBBs.push_back(std::make_pair(loopInfo->getLoopDepth(MBB), I));
+    }
 
     // Sort by loop depth.
     std::sort(MBBs.begin(), MBBs.end(), DepthMBBCompare());
 
     // Finally, join intervals in loop nest order.
     for (unsigned i = 0, e = MBBs.size(); i != e; ++i)
-      CopyCoalesceInMBB(MBBs[i].second, NULL, true);
-    for (unsigned i = 0, e = MBBs.size(); i != e; ++i)
-      CopyCoalesceInMBB(MBBs[i].second, &TryAgainList, false);
+      CopyCoalesceInMBB(MBBs[i].second, TryAgainList);
   }
   
   // Joining intervals can allow other intervals to be joined.  Iteratively join
   // until we make no progress.
-  bool ProgressMade = true;
-  while (ProgressMade) {
-    ProgressMade = false;
-
-    for (unsigned i = 0, e = TryAgainList.size(); i != e; ++i) {
-      CopyRec &TheCopy = TryAgainList[i];
-      if (TheCopy.MI &&
-          JoinCopy(TheCopy.MI, TheCopy.SrcReg, TheCopy.DstReg)) {
-        TheCopy.MI = 0;   // Mark this one as done.
-        ProgressMade = true;
+  if (NewHeuristic) {
+    SmallVector<CopyRec, 16> TryAgain;
+    bool ProgressMade = true;
+    while (ProgressMade) {
+      ProgressMade = false;
+      while (!JoinQueue->empty()) {
+        CopyRec R = JoinQueue->pop();
+        bool Again = false;
+        bool Success = JoinCopy(R, Again);
+        if (Success)
+          ProgressMade = true;
+        else if (Again)
+          TryAgain.push_back(R);
+      }
+
+      if (ProgressMade) {
+        while (!TryAgain.empty()) {
+          JoinQueue->push(TryAgain.back());
+          TryAgain.pop_back();
+        }
+      }
+    }
+  } else {
+    bool ProgressMade = true;
+    while (ProgressMade) {
+      ProgressMade = false;
+
+      for (unsigned i = 0, e = TryAgainList.size(); i != e; ++i) {
+        CopyRec &TheCopy = TryAgainList[i];
+        if (TheCopy.MI) {
+          bool Again = false;
+          bool Success = JoinCopy(TheCopy, Again);
+          if (Success || !Again) {
+            TheCopy.MI = 0;   // Mark this one as done.
+            ProgressMade = true;
+          }
+        }
       }
     }
   }
@@ -937,9 +1217,12 @@ void SimpleRegisterCoalescing::joinIntervals() {
     }
     RegNum = JoinedLIs.find_next(RegNum);
   }
+
+  if (NewHeuristic)
+    delete JoinQueue;
   
   DOUT << "*** Register mapping ***\n";
-  for (int i = 0, e = r2rMap_.size(); i != e; ++i)
+  for (unsigned i = 0, e = r2rMap_.size(); i != e; ++i)
     if (r2rMap_[i]) {
       DOUT << "  reg " << i << " -> ";
       DEBUG(printRegName(r2rMap_[i]));
@@ -950,7 +1233,7 @@ void SimpleRegisterCoalescing::joinIntervals() {
 /// Return true if the two specified registers belong to different register
 /// classes.  The registers may be either phys or virt regs.
 bool SimpleRegisterCoalescing::differingRegisterClasses(unsigned RegA,
-                                             unsigned RegB) const {
+                                                        unsigned RegB) const {
 
   // Get the register classes for the first reg.
   if (MRegisterInfo::isPhysicalRegister(RegA)) {
@@ -1072,8 +1355,13 @@ void SimpleRegisterCoalescing::printRegName(unsigned reg) const {
 }
 
 void SimpleRegisterCoalescing::releaseMemory() {
-   r2rMap_.clear();
-   JoinedLIs.clear();
+  for (unsigned i = 0, e = r2rMap_.size(); i != e; ++i)
+    r2rRevMap_[i].clear();
+  r2rRevMap_.clear();
+  r2rMap_.clear();
+  JoinedLIs.clear();
+  SubRegIdxes.clear();
+  JoinedCopies.clear();
 }
 
 static bool isZeroLengthInterval(LiveInterval *li) {
@@ -1091,6 +1379,7 @@ bool SimpleRegisterCoalescing::runOnMachineFunction(MachineFunction &fn) {
   tii_ = tm_->getInstrInfo();
   li_ = &getAnalysis<LiveIntervals>();
   lv_ = &getAnalysis<LiveVariables>();
+  loopInfo = &getAnalysis<MachineLoopInfo>();
 
   DOUT << "********** SIMPLE REGISTER COALESCING **********\n"
        << "********** Function: "
@@ -1101,9 +1390,12 @@ bool SimpleRegisterCoalescing::runOnMachineFunction(MachineFunction &fn) {
          E = mri_->regclass_end(); I != E; ++I)
     allocatableRCRegs_.insert(std::make_pair(*I,mri_->getAllocatableSet(fn, *I)));
 
-  r2rMap_.grow(mf_->getSSARegMap()->getLastVirtReg());
+  SSARegMap *RegMap = mf_->getSSARegMap();
+  r2rMap_.grow(RegMap->getLastVirtReg());
+  r2rRevMap_.grow(RegMap->getLastVirtReg());
 
   // Join (coalesce) intervals if requested.
+  IndexedMap<unsigned, VirtReg2IndexFunctor> RegSubIdxMap;
   if (EnableJoining) {
     joinIntervals();
     DOUT << "********** INTERVALS POST JOINING **********\n";
@@ -1111,16 +1403,30 @@ bool SimpleRegisterCoalescing::runOnMachineFunction(MachineFunction &fn) {
       I->second.print(DOUT, mri_);
       DOUT << "\n";
     }
+
+    // Delete all coalesced copies.
+    for (SmallPtrSet<MachineInstr*,32>::iterator I = JoinedCopies.begin(),
+           E = JoinedCopies.end(); I != E; ++I) {
+      li_->RemoveMachineInstrFromMaps(*I);
+      (*I)->eraseFromParent();
+    }
+
+    // Transfer sub-registers info to SSARegMap now that coalescing information
+    // is complete.
+    RegSubIdxMap.grow(mf_->getSSARegMap()->getLastVirtReg()+1);
+    while (!SubRegIdxes.empty()) {
+      std::pair<unsigned, unsigned> RI = SubRegIdxes.back();
+      SubRegIdxes.pop_back();
+      RegSubIdxMap[RI.first] = RI.second;
+    }
   }
 
   // perform a final pass over the instructions and compute spill
   // weights, coalesce virtual registers and remove identity moves.
-  const LoopInfo &loopInfo = getAnalysis<LoopInfo>();
-
   for (MachineFunction::iterator mbbi = mf_->begin(), mbbe = mf_->end();
        mbbi != mbbe; ++mbbi) {
     MachineBasicBlock* mbb = mbbi;
-    unsigned loopDepth = loopInfo.getLoopDepth(mbb->getBasicBlock());
+    unsigned loopDepth = loopInfo->getLoopDepth(mbb);
 
     for (MachineBasicBlock::iterator mii = mbb->begin(), mie = mbb->end();
          mii != mie; ) {
@@ -1150,16 +1456,23 @@ bool SimpleRegisterCoalescing::runOnMachineFunction(MachineFunction &fn) {
           if (mop.isRegister() && mop.getReg() &&
               MRegisterInfo::isVirtualRegister(mop.getReg())) {
             // replace register with representative register
-            unsigned reg = rep(mop.getReg());
-            mii->getOperand(i).setReg(reg);
+            unsigned OrigReg = mop.getReg();
+            unsigned reg = rep(OrigReg);
+            unsigned SubIdx = RegSubIdxMap[OrigReg];
+            if (SubIdx && MRegisterInfo::isPhysicalRegister(reg))
+              mii->getOperand(i).setReg(mri_->getSubReg(reg, SubIdx));
+            else {
+              mii->getOperand(i).setReg(reg);
+              mii->getOperand(i).setSubReg(SubIdx);
+            }
 
             // Multiple uses of reg by the same instruction. It should not
             // contribute to spill weight again.
             if (UniqueUses.count(reg) != 0)
               continue;
             LiveInterval &RegInt = li_->getInterval(reg);
-            float w = (mop.isUse()+mop.isDef()) * powf(10.0F, (float)loopDepth);
-            RegInt.weight += w;
+            RegInt.weight +=
+              li_->getSpillWeight(mop.isDef(), mop.isUse(), loopDepth);
             UniqueUses.insert(reg);
           }
         }
@@ -1176,6 +1489,20 @@ bool SimpleRegisterCoalescing::runOnMachineFunction(MachineFunction &fn) {
       // it and hope it will be easier to allocate for this li.
       if (isZeroLengthInterval(&LI))
         LI.weight = HUGE_VALF;
+      else {
+        bool isLoad = false;
+        if (ReMatSpillWeight && li_->isReMaterializable(LI, isLoad)) {
+          // If all of the definitions of the interval are re-materializable,
+          // it is a preferred candidate for spilling. If non of the defs are
+          // loads, then it's potentially very cheap to re-materialize.
+          // FIXME: this gets much more complicated once we support non-trivial
+          // re-materialization.
+          if (isLoad)
+            LI.weight *= 0.9F;
+          else
+            LI.weight *= 0.5F;
+        }
+      }
 
       // Slightly prefer live interval that has been assigned a preferred reg.
       if (LI.preference)