Initialize variable.
[oota-llvm.git] / lib / CodeGen / VirtRegMap.cpp
index 608ff8bd8cdfb16bb230c2458f8eae2609c67c7a..8a1cdc01c4946cba8b57ba0371cb5f6c547281c4 100644 (file)
 //
 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
 //
-// This file was developed by the LLVM research group and is distributed under
-// the University of Illinois Open Source License. See LICENSE.TXT for details.
+// This file is distributed under the University of Illinois Open Source
+// License. See LICENSE.TXT for details.
 //
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 //
 // This file implements the VirtRegMap class.
 //
-// It also contains implementations of the the Spiller interface, which, given a
+// It also contains implementations of the Spiller interface, which, given a
 // virtual register map and a machine function, eliminates all virtual
 // references by replacing them with physical register references - adding spill
 // code as necessary.
 //
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
-#define DEBUG_TYPE "spiller"
+#define DEBUG_TYPE "virtregmap"
 #include "VirtRegMap.h"
 #include "llvm/Function.h"
+#include "llvm/CodeGen/LiveIntervalAnalysis.h"
 #include "llvm/CodeGen/MachineFrameInfo.h"
 #include "llvm/CodeGen/MachineFunction.h"
-#include "llvm/CodeGen/SSARegMap.h"
+#include "llvm/CodeGen/MachineInstrBuilder.h"
+#include "llvm/CodeGen/MachineRegisterInfo.h"
+#include "llvm/CodeGen/SlotIndexes.h"
 #include "llvm/Target/TargetMachine.h"
 #include "llvm/Target/TargetInstrInfo.h"
+#include "llvm/Target/TargetRegisterInfo.h"
 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
+#include "llvm/Support/Compiler.h"
 #include "llvm/Support/Debug.h"
+#include "llvm/Support/raw_ostream.h"
+#include "llvm/ADT/BitVector.h"
+#include "llvm/ADT/DenseMap.h"
+#include "llvm/ADT/DepthFirstIterator.h"
 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
 #include "llvm/ADT/STLExtras.h"
+#include "llvm/ADT/SmallSet.h"
 #include <algorithm>
-#include <iostream>
 using namespace llvm;
 
-namespace {
-  Statistic<> NumSpills("spiller", "Number of register spills");
-  Statistic<> NumStores("spiller", "Number of stores added");
-  Statistic<> NumLoads ("spiller", "Number of loads added");
-  Statistic<> NumReused("spiller", "Number of values reused");
-  Statistic<> NumDSE   ("spiller", "Number of dead stores elided");
-
-  enum SpillerName { simple, local };
-
-  cl::opt<SpillerName>
-  SpillerOpt("spiller",
-             cl::desc("Spiller to use: (default: local)"),
-             cl::Prefix,
-             cl::values(clEnumVal(simple, "  simple spiller"),
-                        clEnumVal(local,  "  local spiller"),
-                        clEnumValEnd),
-             cl::init(local));
-}
+STATISTIC(NumSpillSlots, "Number of spill slots allocated");
+STATISTIC(NumIdCopies,   "Number of identity moves eliminated after rewriting");
 
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 //  VirtRegMap implementation
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
+char VirtRegMap::ID = 0;
+
+INITIALIZE_PASS(VirtRegMap, "virtregmap", "Virtual Register Map", false, false)
+
+bool VirtRegMap::runOnMachineFunction(MachineFunction &mf) {
+  MRI = &mf.getRegInfo();
+  TII = mf.getTarget().getInstrInfo();
+  TRI = mf.getTarget().getRegisterInfo();
+  MF = &mf;
+
+  ReMatId = MAX_STACK_SLOT+1;
+  LowSpillSlot = HighSpillSlot = NO_STACK_SLOT;
+  
+  Virt2PhysMap.clear();
+  Virt2StackSlotMap.clear();
+  Virt2ReMatIdMap.clear();
+  Virt2SplitMap.clear();
+  Virt2SplitKillMap.clear();
+  ReMatMap.clear();
+  ImplicitDefed.clear();
+  SpillSlotToUsesMap.clear();
+  MI2VirtMap.clear();
+  SpillPt2VirtMap.clear();
+  RestorePt2VirtMap.clear();
+  EmergencySpillMap.clear();
+  EmergencySpillSlots.clear();
+  
+  SpillSlotToUsesMap.resize(8);
+  ImplicitDefed.resize(MF->getRegInfo().getNumVirtRegs());
+
+  allocatableRCRegs.clear();
+  for (TargetRegisterInfo::regclass_iterator I = TRI->regclass_begin(),
+         E = TRI->regclass_end(); I != E; ++I)
+    allocatableRCRegs.insert(std::make_pair(*I,
+                                            TRI->getAllocatableSet(mf, *I)));
+
+  grow();
+  
+  return false;
+}
+
 void VirtRegMap::grow() {
-  Virt2PhysMap.grow(MF.getSSARegMap()->getLastVirtReg());
-  Virt2StackSlotMap.grow(MF.getSSARegMap()->getLastVirtReg());
+  unsigned NumRegs = MF->getRegInfo().getNumVirtRegs();
+  Virt2PhysMap.resize(NumRegs);
+  Virt2StackSlotMap.resize(NumRegs);
+  Virt2ReMatIdMap.resize(NumRegs);
+  Virt2SplitMap.resize(NumRegs);
+  Virt2SplitKillMap.resize(NumRegs);
+  ReMatMap.resize(NumRegs);
+  ImplicitDefed.resize(NumRegs);
+}
+
+unsigned VirtRegMap::createSpillSlot(const TargetRegisterClass *RC) {
+  int SS = MF->getFrameInfo()->CreateSpillStackObject(RC->getSize(),
+                                                      RC->getAlignment());
+  if (LowSpillSlot == NO_STACK_SLOT)
+    LowSpillSlot = SS;
+  if (HighSpillSlot == NO_STACK_SLOT || SS > HighSpillSlot)
+    HighSpillSlot = SS;
+  assert(SS >= LowSpillSlot && "Unexpected low spill slot");
+  unsigned Idx = SS-LowSpillSlot;
+  while (Idx >= SpillSlotToUsesMap.size())
+    SpillSlotToUsesMap.resize(SpillSlotToUsesMap.size()*2);
+  ++NumSpillSlots;
+  return SS;
+}
+
+unsigned VirtRegMap::getRegAllocPref(unsigned virtReg) {
+  std::pair<unsigned, unsigned> Hint = MRI->getRegAllocationHint(virtReg);
+  unsigned physReg = Hint.second;
+  if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(physReg) && hasPhys(physReg))
+    physReg = getPhys(physReg);
+  if (Hint.first == 0)
+    return (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(physReg))
+      ? physReg : 0;
+  return TRI->ResolveRegAllocHint(Hint.first, physReg, *MF);
 }
 
 int VirtRegMap::assignVirt2StackSlot(unsigned virtReg) {
-  assert(MRegisterInfo::isVirtualRegister(virtReg));
+  assert(TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(virtReg));
   assert(Virt2StackSlotMap[virtReg] == NO_STACK_SLOT &&
          "attempt to assign stack slot to already spilled register");
-  const TargetRegisterClass* RC = MF.getSSARegMap()->getRegClass(virtReg);
-  int frameIndex = MF.getFrameInfo()->CreateStackObject(RC->getSize(),
-                                                        RC->getAlignment());
-  Virt2StackSlotMap[virtReg] = frameIndex;
-  ++NumSpills;
-  return frameIndex;
+  const TargetRegisterClass* RC = MF->getRegInfo().getRegClass(virtReg);
+  return Virt2StackSlotMap[virtReg] = createSpillSlot(RC);
 }
 
-void VirtRegMap::assignVirt2StackSlot(unsigned virtReg, int frameIndex) {
-  assert(MRegisterInfo::isVirtualRegister(virtReg));
+void VirtRegMap::assignVirt2StackSlot(unsigned virtReg, int SS) {
+  assert(TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(virtReg));
   assert(Virt2StackSlotMap[virtReg] == NO_STACK_SLOT &&
          "attempt to assign stack slot to already spilled register");
-  Virt2StackSlotMap[virtReg] = frameIndex;
+  assert((SS >= 0 ||
+          (SS >= MF->getFrameInfo()->getObjectIndexBegin())) &&
+         "illegal fixed frame index");
+  Virt2StackSlotMap[virtReg] = SS;
+}
+
+int VirtRegMap::assignVirtReMatId(unsigned virtReg) {
+  assert(TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(virtReg));
+  assert(Virt2ReMatIdMap[virtReg] == NO_STACK_SLOT &&
+         "attempt to assign re-mat id to already spilled register");
+  Virt2ReMatIdMap[virtReg] = ReMatId;
+  return ReMatId++;
+}
+
+void VirtRegMap::assignVirtReMatId(unsigned virtReg, int id) {
+  assert(TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(virtReg));
+  assert(Virt2ReMatIdMap[virtReg] == NO_STACK_SLOT &&
+         "attempt to assign re-mat id to already spilled register");
+  Virt2ReMatIdMap[virtReg] = id;
+}
+
+int VirtRegMap::getEmergencySpillSlot(const TargetRegisterClass *RC) {
+  std::map<const TargetRegisterClass*, int>::iterator I =
+    EmergencySpillSlots.find(RC);
+  if (I != EmergencySpillSlots.end())
+    return I->second;
+  return EmergencySpillSlots[RC] = createSpillSlot(RC);
+}
+
+void VirtRegMap::addSpillSlotUse(int FI, MachineInstr *MI) {
+  if (!MF->getFrameInfo()->isFixedObjectIndex(FI)) {
+    // If FI < LowSpillSlot, this stack reference was produced by
+    // instruction selection and is not a spill
+    if (FI >= LowSpillSlot) {
+      assert(FI >= 0 && "Spill slot index should not be negative!");
+      assert((unsigned)FI-LowSpillSlot < SpillSlotToUsesMap.size()
+             && "Invalid spill slot");
+      SpillSlotToUsesMap[FI-LowSpillSlot].insert(MI);
+    }
+  }
 }
 
 void VirtRegMap::virtFolded(unsigned VirtReg, MachineInstr *OldMI,
-                            unsigned OpNo, MachineInstr *NewMI) {
+                            MachineInstr *NewMI, ModRef MRInfo) {
   // Move previous memory references folded to new instruction.
   MI2VirtMapTy::iterator IP = MI2VirtMap.lower_bound(NewMI);
   for (MI2VirtMapTy::iterator I = MI2VirtMap.lower_bound(OldMI),
@@ -89,588 +190,192 @@ void VirtRegMap::virtFolded(unsigned VirtReg, MachineInstr *OldMI,
     MI2VirtMap.erase(I++);
   }
 
-  ModRef MRInfo;
-  if (!OldMI->getOperand(OpNo).isDef()) {
-    assert(OldMI->getOperand(OpNo).isUse() && "Operand is not use or def?");
-    MRInfo = isRef;
-  } else {
-    MRInfo = OldMI->getOperand(OpNo).isUse() ? isModRef : isMod;
-  }
-
   // add new memory reference
   MI2VirtMap.insert(IP, std::make_pair(NewMI, std::make_pair(VirtReg, MRInfo)));
 }
 
-void VirtRegMap::print(std::ostream &OS) const {
-  const MRegisterInfo* MRI = MF.getTarget().getRegisterInfo();
-
-  OS << "********** REGISTER MAP **********\n";
-  for (unsigned i = MRegisterInfo::FirstVirtualRegister,
-         e = MF.getSSARegMap()->getLastVirtReg(); i <= e; ++i) {
-    if (Virt2PhysMap[i] != (unsigned)VirtRegMap::NO_PHYS_REG)
-      OS << "[reg" << i << " -> " << MRI->getName(Virt2PhysMap[i]) << "]\n";
-
-  }
-
-  for (unsigned i = MRegisterInfo::FirstVirtualRegister,
-         e = MF.getSSARegMap()->getLastVirtReg(); i <= e; ++i)
-    if (Virt2StackSlotMap[i] != VirtRegMap::NO_STACK_SLOT)
-      OS << "[reg" << i << " -> fi#" << Virt2StackSlotMap[i] << "]\n";
-  OS << '\n';
-}
-
-void VirtRegMap::dump() const { print(std::cerr); }
-
-
-//===----------------------------------------------------------------------===//
-// Simple Spiller Implementation
-//===----------------------------------------------------------------------===//
-
-Spiller::~Spiller() {}
-
-namespace {
-  struct SimpleSpiller : public Spiller {
-    bool runOnMachineFunction(MachineFunction& mf, const VirtRegMap &VRM);
-  };
-}
-
-bool SimpleSpiller::runOnMachineFunction(MachineFunction &MF,
-                                         const VirtRegMap &VRM) {
-  DEBUG(std::cerr << "********** REWRITE MACHINE CODE **********\n");
-  DEBUG(std::cerr << "********** Function: "
-                  << MF.getFunction()->getName() << '\n');
-  const TargetMachine &TM = MF.getTarget();
-  const MRegisterInfo &MRI = *TM.getRegisterInfo();
-  bool *PhysRegsUsed = MF.getUsedPhysregs();
-
-  // LoadedRegs - Keep track of which vregs are loaded, so that we only load
-  // each vreg once (in the case where a spilled vreg is used by multiple
-  // operands).  This is always smaller than the number of operands to the
-  // current machine instr, so it should be small.
-  std::vector<unsigned> LoadedRegs;
-
-  for (MachineFunction::iterator MBBI = MF.begin(), E = MF.end();
-       MBBI != E; ++MBBI) {
-    DEBUG(std::cerr << MBBI->getBasicBlock()->getName() << ":\n");
-    MachineBasicBlock &MBB = *MBBI;
-    for (MachineBasicBlock::iterator MII = MBB.begin(),
-           E = MBB.end(); MII != E; ++MII) {
-      MachineInstr &MI = *MII;
-      for (unsigned i = 0, e = MI.getNumOperands(); i != e; ++i) {
-        MachineOperand &MO = MI.getOperand(i);
-        if (MO.isRegister() && MO.getReg())
-          if (MRegisterInfo::isVirtualRegister(MO.getReg())) {
-            unsigned VirtReg = MO.getReg();
-            unsigned PhysReg = VRM.getPhys(VirtReg);
-            if (VRM.hasStackSlot(VirtReg)) {
-              int StackSlot = VRM.getStackSlot(VirtReg);
-              const TargetRegisterClass* RC =
-                MF.getSSARegMap()->getRegClass(VirtReg);
-
-              if (MO.isUse() &&
-                  std::find(LoadedRegs.begin(), LoadedRegs.end(), VirtReg)
-                  == LoadedRegs.end()) {
-                MRI.loadRegFromStackSlot(MBB, &MI, PhysReg, StackSlot, RC);
-                LoadedRegs.push_back(VirtReg);
-                ++NumLoads;
-                DEBUG(std::cerr << '\t' << *prior(MII));
-              }
-
-              if (MO.isDef()) {
-                MRI.storeRegToStackSlot(MBB, next(MII), PhysReg, StackSlot, RC);
-                ++NumStores;
-              }
-            }
-            PhysRegsUsed[PhysReg] = true;
-            MI.SetMachineOperandReg(i, PhysReg);
-          } else {
-            PhysRegsUsed[MO.getReg()] = true;
-          }
-      }
-
-      DEBUG(std::cerr << '\t' << MI);
-      LoadedRegs.clear();
-    }
-  }
-  return true;
-}
-
-//===----------------------------------------------------------------------===//
-//  Local Spiller Implementation
-//===----------------------------------------------------------------------===//
-
-namespace {
-  /// LocalSpiller - This spiller does a simple pass over the machine basic
-  /// block to attempt to keep spills in registers as much as possible for
-  /// blocks that have low register pressure (the vreg may be spilled due to
-  /// register pressure in other blocks).
-  class LocalSpiller : public Spiller {
-    const MRegisterInfo *MRI;
-    const TargetInstrInfo *TII;
-  public:
-    bool runOnMachineFunction(MachineFunction &MF, const VirtRegMap &VRM) {
-      MRI = MF.getTarget().getRegisterInfo();
-      TII = MF.getTarget().getInstrInfo();
-      DEBUG(std::cerr << "\n**** Local spiller rewriting function '"
-                      << MF.getFunction()->getName() << "':\n");
-
-      for (MachineFunction::iterator MBB = MF.begin(), E = MF.end();
-           MBB != E; ++MBB)
-        RewriteMBB(*MBB, VRM);
-      return true;
-    }
-  private:
-    void RewriteMBB(MachineBasicBlock &MBB, const VirtRegMap &VRM);
-    void ClobberPhysReg(unsigned PR, std::map<int, unsigned> &SpillSlots,
-                        std::multimap<unsigned, int> &PhysRegs);
-    void ClobberPhysRegOnly(unsigned PR, std::map<int, unsigned> &SpillSlots,
-                            std::multimap<unsigned, int> &PhysRegs);
-    void ModifyStackSlot(int Slot, std::map<int, unsigned> &SpillSlots,
-                         std::multimap<unsigned, int> &PhysRegs);
-  };
+void VirtRegMap::virtFolded(unsigned VirtReg, MachineInstr *MI, ModRef MRInfo) {
+  MI2VirtMapTy::iterator IP = MI2VirtMap.lower_bound(MI);
+  MI2VirtMap.insert(IP, std::make_pair(MI, std::make_pair(VirtReg, MRInfo)));
 }
 
-void LocalSpiller::ClobberPhysRegOnly(unsigned PhysReg,
-                                      std::map<int, unsigned> &SpillSlots,
-                              std::multimap<unsigned, int> &PhysRegsAvailable) {
-  std::map<unsigned, int>::iterator I = PhysRegsAvailable.lower_bound(PhysReg);
-  while (I != PhysRegsAvailable.end() && I->first == PhysReg) {
-    int Slot = I->second;
-    PhysRegsAvailable.erase(I++);
-    assert(SpillSlots[Slot] == PhysReg && "Bidirectional map mismatch!");
-    SpillSlots.erase(Slot);
-    DEBUG(std::cerr << "PhysReg " << MRI->getName(PhysReg)
-                    << " clobbered, invalidating SS#" << Slot << "\n");
-
+void VirtRegMap::RemoveMachineInstrFromMaps(MachineInstr *MI) {
+  for (unsigned i = 0, e = MI->getNumOperands(); i != e; ++i) {
+    MachineOperand &MO = MI->getOperand(i);
+    if (!MO.isFI())
+      continue;
+    int FI = MO.getIndex();
+    if (MF->getFrameInfo()->isFixedObjectIndex(FI))
+      continue;
+    // This stack reference was produced by instruction selection and
+    // is not a spill
+    if (FI < LowSpillSlot)
+      continue;
+    assert((unsigned)FI-LowSpillSlot < SpillSlotToUsesMap.size()
+           && "Invalid spill slot");
+    SpillSlotToUsesMap[FI-LowSpillSlot].erase(MI);
   }
+  MI2VirtMap.erase(MI);
+  SpillPt2VirtMap.erase(MI);
+  RestorePt2VirtMap.erase(MI);
+  EmergencySpillMap.erase(MI);
 }
 
-void LocalSpiller::ClobberPhysReg(unsigned PhysReg,
-                                  std::map<int, unsigned> &SpillSlots,
-                              std::multimap<unsigned, int> &PhysRegsAvailable) {
-  for (const unsigned *AS = MRI->getAliasSet(PhysReg); *AS; ++AS)
-    ClobberPhysRegOnly(*AS, SpillSlots, PhysRegsAvailable);
-  ClobberPhysRegOnly(PhysReg, SpillSlots, PhysRegsAvailable);
-}
-
-/// ModifyStackSlot - This method is called when the value in a stack slot
-/// changes.  This removes information about which register the previous value
-/// for this slot lives in (as the previous value is dead now).
-void LocalSpiller::ModifyStackSlot(int Slot, std::map<int,unsigned> &SpillSlots,
-                              std::multimap<unsigned, int> &PhysRegsAvailable) {
-  std::map<int, unsigned>::iterator It = SpillSlots.find(Slot);
-  if (It == SpillSlots.end()) return;
-  unsigned Reg = It->second;
-  SpillSlots.erase(It);
-  
-  // This register may hold the value of multiple stack slots, only remove this
-  // stack slot from the set of values the register contains.
-  std::multimap<unsigned, int>::iterator I = PhysRegsAvailable.lower_bound(Reg);
-  for (; ; ++I) {
-    assert(I != PhysRegsAvailable.end() && I->first == Reg &&
-           "Map inverse broken!");
-    if (I->second == Slot) break;
+/// FindUnusedRegisters - Gather a list of allocatable registers that
+/// have not been allocated to any virtual register.
+bool VirtRegMap::FindUnusedRegisters(LiveIntervals* LIs) {
+  unsigned NumRegs = TRI->getNumRegs();
+  UnusedRegs.reset();
+  UnusedRegs.resize(NumRegs);
+
+  BitVector Used(NumRegs);
+  for (unsigned i = 0, e = MRI->getNumVirtRegs(); i != e; ++i) {
+    unsigned Reg = TargetRegisterInfo::index2VirtReg(i);
+    if (Virt2PhysMap[Reg] != (unsigned)VirtRegMap::NO_PHYS_REG)
+      Used.set(Virt2PhysMap[Reg]);
   }
-  PhysRegsAvailable.erase(I);
-}
-
 
-
-// ReusedOp - For each reused operand, we keep track of a bit of information, in
-// case we need to rollback upon processing a new operand.  See comments below.
-namespace {
-  struct ReusedOp {
-    // The MachineInstr operand that reused an available value.
-    unsigned Operand;
-
-    // StackSlot - The spill slot of the value being reused.
-    unsigned StackSlot;
-
-    // PhysRegReused - The physical register the value was available in.
-    unsigned PhysRegReused;
-
-    // AssignedPhysReg - The physreg that was assigned for use by the reload.
-    unsigned AssignedPhysReg;
-    
-    // VirtReg - The virtual register itself.
-    unsigned VirtReg;
-
-    ReusedOp(unsigned o, unsigned ss, unsigned prr, unsigned apr,
-             unsigned vreg)
-      : Operand(o), StackSlot(ss), PhysRegReused(prr), AssignedPhysReg(apr),
-      VirtReg(vreg) {}
-  };
-}
-
-
-/// rewriteMBB - Keep track of which spills are available even after the
-/// register allocator is done with them.  If possible, avoid reloading vregs.
-void LocalSpiller::RewriteMBB(MachineBasicBlock &MBB, const VirtRegMap &VRM) {
-
-  // SpillSlotsAvailable - This map keeps track of all of the spilled virtual
-  // register values that are still available, due to being loaded or stored to,
-  // but not invalidated yet.
-  std::map<int, unsigned> SpillSlotsAvailable;
-
-  // PhysRegsAvailable - This is the inverse of SpillSlotsAvailable, indicating
-  // which stack slot values are currently held by a physreg.  This is used to
-  // invalidate entries in SpillSlotsAvailable when a physreg is modified.
-  std::multimap<unsigned, int> PhysRegsAvailable;
-
-  DEBUG(std::cerr << MBB.getBasicBlock()->getName() << ":\n");
-
-  std::vector<ReusedOp> ReusedOperands;
-
-  // DefAndUseVReg - When we see a def&use operand that is spilled, keep track
-  // of it.  ".first" is the machine operand index (should always be 0 for now),
-  // and ".second" is the virtual register that is spilled.
-  std::vector<std::pair<unsigned, unsigned> > DefAndUseVReg;
-
-  // MaybeDeadStores - When we need to write a value back into a stack slot,
-  // keep track of the inserted store.  If the stack slot value is never read
-  // (because the value was used from some available register, for example), and
-  // subsequently stored to, the original store is dead.  This map keeps track
-  // of inserted stores that are not used.  If we see a subsequent store to the
-  // same stack slot, the original store is deleted.
-  std::map<int, MachineInstr*> MaybeDeadStores;
-
-  bool *PhysRegsUsed = MBB.getParent()->getUsedPhysregs();
-
-  for (MachineBasicBlock::iterator MII = MBB.begin(), E = MBB.end();
-       MII != E; ) {
-    MachineInstr &MI = *MII;
-    MachineBasicBlock::iterator NextMII = MII; ++NextMII;
-
-    ReusedOperands.clear();
-    DefAndUseVReg.clear();
-
-    // Process all of the spilled uses and all non spilled reg references.
-    for (unsigned i = 0, e = MI.getNumOperands(); i != e; ++i) {
-      MachineOperand &MO = MI.getOperand(i);
-      if (!MO.isRegister() || MO.getReg() == 0)
-        continue;   // Ignore non-register operands.
-      
-      if (MRegisterInfo::isPhysicalRegister(MO.getReg())) {
-        // Ignore physregs for spilling, but remember that it is used by this
-        // function.
-        PhysRegsUsed[MO.getReg()] = true;
-        continue;
-      }
-      
-      assert(MRegisterInfo::isVirtualRegister(MO.getReg()) &&
-             "Not a virtual or a physical register?");
-      
-      unsigned VirtReg = MO.getReg();
-      if (!VRM.hasStackSlot(VirtReg)) {
-        // This virtual register was assigned a physreg!
-        unsigned Phys = VRM.getPhys(VirtReg);
-        PhysRegsUsed[Phys] = true;
-        MI.SetMachineOperandReg(i, Phys);
-        continue;
-      }
-      
-      // This virtual register is now known to be a spilled value.
-      if (!MO.isUse())
-        continue;  // Handle defs in the loop below (handle use&def here though)
-
-      // If this is both a def and a use, we need to emit a store to the
-      // stack slot after the instruction.  Keep track of D&U operands
-      // because we are about to change it to a physreg here.
-      if (MO.isDef()) {
-        // Remember that this was a def-and-use operand, and that the
-        // stack slot is live after this instruction executes.
-        DefAndUseVReg.push_back(std::make_pair(i, VirtReg));
+  BitVector Allocatable = TRI->getAllocatableSet(*MF);
+  bool AnyUnused = false;
+  for (unsigned Reg = 1; Reg < NumRegs; ++Reg) {
+    if (Allocatable[Reg] && !Used[Reg] && !LIs->hasInterval(Reg)) {
+      bool ReallyUnused = true;
+      for (const unsigned *AS = TRI->getAliasSet(Reg); *AS; ++AS) {
+        if (Used[*AS] || LIs->hasInterval(*AS)) {
+          ReallyUnused = false;
+          break;
+        }
       }
-      
-      int StackSlot = VRM.getStackSlot(VirtReg);
-      unsigned PhysReg;
-
-      // Check to see if this stack slot is available.
-      std::map<int, unsigned>::iterator SSI =
-        SpillSlotsAvailable.find(StackSlot);
-      if (SSI != SpillSlotsAvailable.end()) {
-        DEBUG(std::cerr << "Reusing SS#" << StackSlot << " from physreg "
-                        << MRI->getName(SSI->second) << " for vreg"
-                        << VirtReg <<" instead of reloading into physreg "
-                        << MRI->getName(VRM.getPhys(VirtReg)) << "\n");
-        // If this stack slot value is already available, reuse it!
-        PhysReg = SSI->second;
-        MI.SetMachineOperandReg(i, PhysReg);
-
-        // The only technical detail we have is that we don't know that
-        // PhysReg won't be clobbered by a reloaded stack slot that occurs
-        // later in the instruction.  In particular, consider 'op V1, V2'.
-        // If V1 is available in physreg R0, we would choose to reuse it
-        // here, instead of reloading it into the register the allocator
-        // indicated (say R1).  However, V2 might have to be reloaded
-        // later, and it might indicate that it needs to live in R0.  When
-        // this occurs, we need to have information available that
-        // indicates it is safe to use R1 for the reload instead of R0.
-        //
-        // To further complicate matters, we might conflict with an alias,
-        // or R0 and R1 might not be compatible with each other.  In this
-        // case, we actually insert a reload for V1 in R1, ensuring that
-        // we can get at R0 or its alias.
-        ReusedOperands.push_back(ReusedOp(i, StackSlot, PhysReg,
-                                          VRM.getPhys(VirtReg), VirtReg));
-        ++NumReused;
-        continue;
+      if (ReallyUnused) {
+        AnyUnused = true;
+        UnusedRegs.set(Reg);
       }
-      
-      // Otherwise, reload it and remember that we have it.
-      PhysReg = VRM.getPhys(VirtReg);
-      assert(PhysReg && "Must map virtreg to physreg!");
-      const TargetRegisterClass* RC =
-        MBB.getParent()->getSSARegMap()->getRegClass(VirtReg);
-
-    RecheckRegister:
-      // Note that, if we reused a register for a previous operand, the
-      // register we want to reload into might not actually be
-      // available.  If this occurs, use the register indicated by the
-      // reuser.
-      if (!ReusedOperands.empty())   // This is most often empty.
-        for (unsigned ro = 0, e = ReusedOperands.size(); ro != e; ++ro)
-          if (ReusedOperands[ro].PhysRegReused == PhysReg) {
-            // Yup, use the reload register that we didn't use before.
-            PhysReg = ReusedOperands[ro].AssignedPhysReg;
-            goto RecheckRegister;
-          } else {
-            ReusedOp &Op = ReusedOperands[ro];
-            unsigned PRRU = Op.PhysRegReused;
-            if (MRI->areAliases(PRRU, PhysReg)) {
-              // Okay, we found out that an alias of a reused register
-              // was used.  This isn't good because it means we have
-              // to undo a previous reuse.
-              const TargetRegisterClass *AliasRC =
-                MBB.getParent()->getSSARegMap()->getRegClass(Op.VirtReg);
-              MRI->loadRegFromStackSlot(MBB, &MI, Op.AssignedPhysReg,
-                                        Op.StackSlot, AliasRC);
-              ClobberPhysReg(Op.AssignedPhysReg, SpillSlotsAvailable,
-                             PhysRegsAvailable);
-
-              // Any stores to this stack slot are not dead anymore.
-              MaybeDeadStores.erase(Op.StackSlot);
-
-              MI.SetMachineOperandReg(Op.Operand, Op.AssignedPhysReg);
-              PhysRegsAvailable.insert(std::make_pair(Op.AssignedPhysReg,
-                                                      Op.StackSlot));
-              SpillSlotsAvailable[Op.StackSlot] = Op.AssignedPhysReg;
-              PhysRegsAvailable.erase(Op.PhysRegReused);
-              DEBUG(std::cerr << "Remembering SS#" << Op.StackSlot
-                              << " in physreg "
-                              << MRI->getName(Op.AssignedPhysReg) << "\n");
-              ++NumLoads;
-              DEBUG(std::cerr << '\t' << *prior(MII));
-
-              DEBUG(std::cerr << "Reuse undone!\n");
-              ReusedOperands.erase(ReusedOperands.begin()+ro);
-              --NumReused;
-              goto ContinueReload;
-            }
-          }
-    ContinueReload:
-      PhysRegsUsed[PhysReg] = true;
-      MRI->loadRegFromStackSlot(MBB, &MI, PhysReg, StackSlot, RC);
-      // This invalidates PhysReg.
-      ClobberPhysReg(PhysReg, SpillSlotsAvailable, PhysRegsAvailable);
-
-      // Any stores to this stack slot are not dead anymore.
-      MaybeDeadStores.erase(StackSlot);
-
-      MI.SetMachineOperandReg(i, PhysReg);
-      PhysRegsAvailable.insert(std::make_pair(PhysReg, StackSlot));
-      SpillSlotsAvailable[StackSlot] = PhysReg;
-      DEBUG(std::cerr << "Remembering SS#" << StackSlot <<" in physreg "
-                      << MRI->getName(PhysReg) << "\n");
-      ++NumLoads;
-      DEBUG(std::cerr << '\t' << *prior(MII));
     }
+  }
 
-    // Loop over all of the implicit defs, clearing them from our available
-    // sets.
-    for (const unsigned *ImpDef = TII->getImplicitDefs(MI.getOpcode());
-         *ImpDef; ++ImpDef) {
-      PhysRegsUsed[*ImpDef] = true;
-      ClobberPhysReg(*ImpDef, SpillSlotsAvailable, PhysRegsAvailable);
-    }
+  return AnyUnused;
+}
 
-    DEBUG(std::cerr << '\t' << MI);
-
-    // If we have folded references to memory operands, make sure we clear all
-    // physical registers that may contain the value of the spilled virtual
-    // register
-    VirtRegMap::MI2VirtMapTy::const_iterator I, End;
-    for (tie(I, End) = VRM.getFoldedVirts(&MI); I != End; ++I) {
-      DEBUG(std::cerr << "Folded vreg: " << I->second.first << "  MR: "
-                      << I->second.second);
-      unsigned VirtReg = I->second.first;
-      VirtRegMap::ModRef MR = I->second.second;
-      if (!VRM.hasStackSlot(VirtReg)) {
-        DEBUG(std::cerr << ": No stack slot!\n");
-        continue;
-      }
-      int SS = VRM.getStackSlot(VirtReg);
-      DEBUG(std::cerr << " - StackSlot: " << SS << "\n");
-      
-      // If this folded instruction is just a use, check to see if it's a
-      // straight load from the virt reg slot.
-      if ((MR & VirtRegMap::isRef) && !(MR & VirtRegMap::isMod)) {
-        int FrameIdx;
-        if (unsigned DestReg = TII->isLoadFromStackSlot(&MI, FrameIdx)) {
-          // If this spill slot is available, turn it into a copy (or nothing)
-          // instead of leaving it as a load!
-          std::map<int, unsigned>::iterator It = SpillSlotsAvailable.find(SS);
-          if (FrameIdx == SS && It != SpillSlotsAvailable.end()) {
-            DEBUG(std::cerr << "Promoted Load To Copy: " << MI);
-            MachineFunction &MF = *MBB.getParent();
-            if (DestReg != It->second) {
-              MRI->copyRegToReg(MBB, &MI, DestReg, It->second,
-                                MF.getSSARegMap()->getRegClass(VirtReg));
-              // Revisit the copy so we make sure to notice the effects of the
-              // operation on the destreg (either needing to RA it if it's 
-              // virtual or needing to clobber any values if it's physical).
-              NextMII = &MI;
-              --NextMII;  // backtrack to the copy.
-            }
-            MBB.erase(&MI);
-            goto ProcessNextInst;
+void VirtRegMap::rewrite(SlotIndexes *Indexes) {
+  DEBUG(dbgs() << "********** REWRITE VIRTUAL REGISTERS **********\n"
+               << "********** Function: "
+               << MF->getFunction()->getName() << '\n');
+  DEBUG(dump());
+  SmallVector<unsigned, 8> SuperDeads;
+  SmallVector<unsigned, 8> SuperDefs;
+  SmallVector<unsigned, 8> SuperKills;
+
+  for (MachineFunction::iterator MBBI = MF->begin(), MBBE = MF->end();
+       MBBI != MBBE; ++MBBI) {
+    DEBUG(MBBI->print(dbgs(), Indexes));
+    for (MachineBasicBlock::iterator MII = MBBI->begin(), MIE = MBBI->end();
+         MII != MIE;) {
+      MachineInstr *MI = MII;
+      ++MII;
+
+      for (MachineInstr::mop_iterator MOI = MI->operands_begin(),
+           MOE = MI->operands_end(); MOI != MOE; ++MOI) {
+        MachineOperand &MO = *MOI;
+        if (!MO.isReg() || !TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(MO.getReg()))
+          continue;
+        unsigned VirtReg = MO.getReg();
+        unsigned PhysReg = getPhys(VirtReg);
+        assert(PhysReg != NO_PHYS_REG && "Instruction uses unmapped VirtReg");
+
+        // Preserve semantics of sub-register operands.
+        if (MO.getSubReg()) {
+          // A virtual register kill refers to the whole register, so we may
+          // have to add <imp-use,kill> operands for the super-register.  A
+          // partial redef always kills and redefines the super-register.
+          if (MO.readsReg() && (MO.isDef() || MO.isKill()))
+            SuperKills.push_back(PhysReg);
+
+          if (MO.isDef()) {
+            // The <def,undef> flag only makes sense for sub-register defs, and
+            // we are substituting a full physreg.  An <imp-use,kill> operand
+            // from the SuperKills list will represent the partial read of the
+            // super-register.
+            MO.setIsUndef(false);
+
+            // Also add implicit defs for the super-register.
+            if (MO.isDead())
+              SuperDeads.push_back(PhysReg);
+            else
+              SuperDefs.push_back(PhysReg);
           }
-        }
-      }
 
-      // If this reference is not a use, any previous store is now dead.
-      // Otherwise, the store to this stack slot is not dead anymore.
-      std::map<int, MachineInstr*>::iterator MDSI = MaybeDeadStores.find(SS);
-      if (MDSI != MaybeDeadStores.end()) {
-        if (MR & VirtRegMap::isRef)   // Previous store is not dead.
-          MaybeDeadStores.erase(MDSI);
-        else {
-          // If we get here, the store is dead, nuke it now.
-          assert(MR == VirtRegMap::isMod && "Can't be modref!");
-          MBB.erase(MDSI->second);
-          MaybeDeadStores.erase(MDSI);
-          ++NumDSE;
+          // PhysReg operands cannot have subregister indexes.
+          PhysReg = TRI->getSubReg(PhysReg, MO.getSubReg());
+          assert(PhysReg && "Invalid SubReg for physical register");
+          MO.setSubReg(0);
         }
+        // Rewrite. Note we could have used MachineOperand::substPhysReg(), but
+        // we need the inlining here.
+        MO.setReg(PhysReg);
       }
 
-      // If the spill slot value is available, and this is a new definition of
-      // the value, the value is not available anymore.
-      if (MR & VirtRegMap::isMod) {
-        // Notice that the value in this stack slot has been modified.
-        ModifyStackSlot(SS, SpillSlotsAvailable, PhysRegsAvailable);
-        
-        // If this is *just* a mod of the value, check to see if this is just a
-        // store to the spill slot (i.e. the spill got merged into the copy). If
-        // so, realize that the vreg is available now, and add the store to the
-        // MaybeDeadStore info.
-        int StackSlot;
-        if (!(MR & VirtRegMap::isRef)) {
-          if (unsigned SrcReg = TII->isStoreToStackSlot(&MI, StackSlot)) {
-            assert(MRegisterInfo::isPhysicalRegister(SrcReg) &&
-                   "Src hasn't been allocated yet?");
-            // Okay, this is certainly a store of SrcReg to [StackSlot].  Mark
-            // this as a potentially dead store in case there is a subsequent
-            // store into the stack slot without a read from it.
-            MaybeDeadStores[StackSlot] = &MI;
-
-            // If the stack slot value was previously available in some other
-            // register, change it now.  Otherwise, make the register available,
-            // in PhysReg.
-            SpillSlotsAvailable[StackSlot] = SrcReg;
-            PhysRegsAvailable.insert(std::make_pair(SrcReg, StackSlot));
-            DEBUG(std::cerr << "Updating SS#" << StackSlot << " in physreg "
-                            << MRI->getName(SrcReg) << " for virtreg #"
-                            << VirtReg << "\n" << MI);
-          }
+      // Add any missing super-register kills after rewriting the whole
+      // instruction.
+      while (!SuperKills.empty())
+        MI->addRegisterKilled(SuperKills.pop_back_val(), TRI, true);
+
+      while (!SuperDeads.empty())
+        MI->addRegisterDead(SuperDeads.pop_back_val(), TRI, true);
+
+      while (!SuperDefs.empty())
+        MI->addRegisterDefined(SuperDefs.pop_back_val(), TRI);
+
+      DEBUG(dbgs() << "> " << *MI);
+
+      // Finally, remove any identity copies.
+      if (MI->isIdentityCopy()) {
+        ++NumIdCopies;
+        if (MI->getNumOperands() == 2) {
+          DEBUG(dbgs() << "Deleting identity copy.\n");
+          RemoveMachineInstrFromMaps(MI);
+          if (Indexes)
+            Indexes->removeMachineInstrFromMaps(MI);
+          // It's safe to erase MI because MII has already been incremented.
+          MI->eraseFromParent();
+        } else {
+          // Transform identity copy to a KILL to deal with subregisters.
+          MI->setDesc(TII->get(TargetOpcode::KILL));
+          DEBUG(dbgs() << "Identity copy: " << *MI);
         }
       }
     }
+  }
 
-    // Process all of the spilled defs.
-    for (unsigned i = 0, e = MI.getNumOperands(); i != e; ++i) {
-      MachineOperand &MO = MI.getOperand(i);
-      if (MO.isRegister() && MO.getReg() && MO.isDef()) {
-        unsigned VirtReg = MO.getReg();
+  // Tell MRI about physical registers in use.
+  for (unsigned Reg = 1, RegE = TRI->getNumRegs(); Reg != RegE; ++Reg)
+    if (!MRI->reg_nodbg_empty(Reg))
+      MRI->setPhysRegUsed(Reg);
+}
 
-        bool TakenCareOf = false;
-        if (!MRegisterInfo::isVirtualRegister(VirtReg)) {
-          // Check to see if this is a def-and-use vreg operand that we do need
-          // to insert a store for.
-          bool OpTakenCareOf = false;
-          if (MO.isUse() && !DefAndUseVReg.empty()) {
-            for (unsigned dau = 0, e = DefAndUseVReg.size(); dau != e; ++dau)
-              if (DefAndUseVReg[dau].first == i) {
-                VirtReg = DefAndUseVReg[dau].second;
-                OpTakenCareOf = true;
-                break;
-              }
-          }
+void VirtRegMap::print(raw_ostream &OS, const Module* M) const {
+  const TargetRegisterInfo* TRI = MF->getTarget().getRegisterInfo();
+  const MachineRegisterInfo &MRI = MF->getRegInfo();
 
-          if (!OpTakenCareOf) {
-            ClobberPhysReg(VirtReg, SpillSlotsAvailable, PhysRegsAvailable);
-            TakenCareOf = true;
-          }
-        }
+  OS << "********** REGISTER MAP **********\n";
+  for (unsigned i = 0, e = MRI.getNumVirtRegs(); i != e; ++i) {
+    unsigned Reg = TargetRegisterInfo::index2VirtReg(i);
+    if (Virt2PhysMap[Reg] != (unsigned)VirtRegMap::NO_PHYS_REG) {
+      OS << '[' << PrintReg(Reg, TRI) << " -> "
+         << PrintReg(Virt2PhysMap[Reg], TRI) << "] "
+         << MRI.getRegClass(Reg)->getName() << "\n";
+    }
+  }
 
-        if (!TakenCareOf) {
-          // The only vregs left are stack slot definitions.
-          int StackSlot = VRM.getStackSlot(VirtReg);
-          const TargetRegisterClass *RC =
-            MBB.getParent()->getSSARegMap()->getRegClass(VirtReg);
-          unsigned PhysReg;
-
-          // If this is a def&use operand, and we used a different physreg for
-          // it than the one assigned, make sure to execute the store from the
-          // correct physical register.
-          if (MO.getReg() == VirtReg)
-            PhysReg = VRM.getPhys(VirtReg);
-          else
-            PhysReg = MO.getReg();
-
-          PhysRegsUsed[PhysReg] = true;
-          MRI->storeRegToStackSlot(MBB, next(MII), PhysReg, StackSlot, RC);
-          DEBUG(std::cerr << "Store:\t" << *next(MII));
-          MI.SetMachineOperandReg(i, PhysReg);
-
-          // If there is a dead store to this stack slot, nuke it now.
-          MachineInstr *&LastStore = MaybeDeadStores[StackSlot];
-          if (LastStore) {
-            DEBUG(std::cerr << " Killed store:\t" << *LastStore);
-            ++NumDSE;
-            MBB.erase(LastStore);
-          }
-          LastStore = next(MII);
-
-          // If the stack slot value was previously available in some other
-          // register, change it now.  Otherwise, make the register available,
-          // in PhysReg.
-          ModifyStackSlot(StackSlot, SpillSlotsAvailable, PhysRegsAvailable);
-          ClobberPhysReg(PhysReg, SpillSlotsAvailable, PhysRegsAvailable);
-
-          PhysRegsAvailable.insert(std::make_pair(PhysReg, StackSlot));
-          SpillSlotsAvailable[StackSlot] = PhysReg;
-          DEBUG(std::cerr << "Updating SS#" << StackSlot <<" in physreg "
-                          << MRI->getName(PhysReg) << " for virtreg #"
-                          << VirtReg << "\n");
-
-          ++NumStores;
-          VirtReg = PhysReg;
-        }
-      }
+  for (unsigned i = 0, e = MRI.getNumVirtRegs(); i != e; ++i) {
+    unsigned Reg = TargetRegisterInfo::index2VirtReg(i);
+    if (Virt2StackSlotMap[Reg] != VirtRegMap::NO_STACK_SLOT) {
+      OS << '[' << PrintReg(Reg, TRI) << " -> fi#" << Virt2StackSlotMap[Reg]
+         << "] " << MRI.getRegClass(Reg)->getName() << "\n";
     }
-  ProcessNextInst:
-    MII = NextMII;
   }
+  OS << '\n';
 }
 
-
-
-llvm::Spiller* llvm::createSpiller() {
-  switch (SpillerOpt) {
-  default: assert(0 && "Unreachable!");
-  case local:
-    return new LocalSpiller();
-  case simple:
-    return new SimpleSpiller();
-  }
+void VirtRegMap::dump() const {
+  print(dbgs());
 }