A couple of more places where a register liveness has been extended and its last...
[oota-llvm.git] / lib / CodeGen / VirtRegMap.cpp
index 533a53b8e8ec786e396949da8b1a28ce8e7ba4ce..ceb4acee69827290867ebd27c675ba935505834f 100644 (file)
 #include "llvm/Target/TargetInstrInfo.h"
 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
 #include "llvm/Support/Debug.h"
+#include "llvm/Support/Compiler.h"
+#include "llvm/ADT/BitVector.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");
-  Statistic<> NumDCE   ("spiller", "Number of copies elided");
+STATISTIC(NumSpills, "Number of register spills");
+STATISTIC(NumStores, "Number of stores added");
+STATISTIC(NumLoads , "Number of loads added");
+STATISTIC(NumReused, "Number of values reused");
+STATISTIC(NumDSE   , "Number of dead stores elided");
+STATISTIC(NumDCE   , "Number of copies elided");
 
+namespace {
   enum SpillerName { simple, local };
 
-  cl::opt<SpillerName>
+  static cl::opt<SpillerName>
   SpillerOpt("spiller",
              cl::desc("Spiller to use: (default: local)"),
              cl::Prefix,
@@ -56,6 +58,12 @@ namespace {
 //  VirtRegMap implementation
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
+VirtRegMap::VirtRegMap(MachineFunction &mf)
+  : TII(*mf.getTarget().getInstrInfo()), MF(mf), 
+    Virt2PhysMap(NO_PHYS_REG), Virt2StackSlotMap(NO_STACK_SLOT) {
+  grow();
+}
+
 void VirtRegMap::grow() {
   Virt2PhysMap.grow(MF.getSSARegMap()->getLastVirtReg());
   Virt2StackSlotMap.grow(MF.getSSARegMap()->getLastVirtReg());
@@ -91,11 +99,15 @@ void VirtRegMap::virtFolded(unsigned VirtReg, MachineInstr *OldMI,
   }
 
   ModRef MRInfo;
-  if (!OldMI->getOperand(OpNo).isDef()) {
-    assert(OldMI->getOperand(OpNo).isUse() && "Operand is not use or def?");
-    MRInfo = isRef;
+  const TargetInstrDescriptor *TID = OldMI->getInstrDescriptor();
+  if (TID->getOperandConstraint(OpNo, TOI::TIED_TO) != -1 ||
+      TID->findTiedToSrcOperand(OpNo) != -1) {
+    // Folded a two-address operand.
+    MRInfo = isModRef;
+  } else if (OldMI->getOperand(OpNo).isDef()) {
+    MRInfo = isMod;
   } else {
-    MRInfo = OldMI->getOperand(OpNo).isUse() ? isModRef : isMod;
+    MRInfo = isRef;
   }
 
   // add new memory reference
@@ -120,7 +132,9 @@ void VirtRegMap::print(std::ostream &OS) const {
   OS << '\n';
 }
 
-void VirtRegMap::dump() const { print(std::cerr); }
+void VirtRegMap::dump() const {
+  print(DOUT);
+}
 
 
 //===----------------------------------------------------------------------===//
@@ -130,15 +144,14 @@ void VirtRegMap::dump() const { print(std::cerr); }
 Spiller::~Spiller() {}
 
 namespace {
-  struct SimpleSpiller : public Spiller {
+  struct VISIBILITY_HIDDEN SimpleSpiller : public Spiller {
     bool runOnMachineFunction(MachineFunction& mf, VirtRegMap &VRM);
   };
 }
 
 bool SimpleSpiller::runOnMachineFunction(MachineFunction &MF, VirtRegMap &VRM) {
-  DEBUG(std::cerr << "********** REWRITE MACHINE CODE **********\n");
-  DEBUG(std::cerr << "********** Function: "
-                  << MF.getFunction()->getName() << '\n');
+  DOUT << "********** REWRITE MACHINE CODE **********\n";
+  DOUT << "********** Function: " << MF.getFunction()->getName() << '\n';
   const TargetMachine &TM = MF.getTarget();
   const MRegisterInfo &MRI = *TM.getRegisterInfo();
   bool *PhysRegsUsed = MF.getUsedPhysregs();
@@ -151,7 +164,7 @@ bool SimpleSpiller::runOnMachineFunction(MachineFunction &MF, VirtRegMap &VRM) {
 
   for (MachineFunction::iterator MBBI = MF.begin(), E = MF.end();
        MBBI != E; ++MBBI) {
-    DEBUG(std::cerr << MBBI->getBasicBlock()->getName() << ":\n");
+    DOUT << MBBI->getBasicBlock()->getName() << ":\n";
     MachineBasicBlock &MBB = *MBBI;
     for (MachineBasicBlock::iterator MII = MBB.begin(),
            E = MBB.end(); MII != E; ++MII) {
@@ -173,7 +186,7 @@ bool SimpleSpiller::runOnMachineFunction(MachineFunction &MF, VirtRegMap &VRM) {
                 MRI.loadRegFromStackSlot(MBB, &MI, PhysReg, StackSlot, RC);
                 LoadedRegs.push_back(VirtReg);
                 ++NumLoads;
-                DEBUG(std::cerr << '\t' << *prior(MII));
+                DOUT << '\t' << *prior(MII);
               }
 
               if (MO.isDef()) {
@@ -188,7 +201,7 @@ bool SimpleSpiller::runOnMachineFunction(MachineFunction &MF, VirtRegMap &VRM) {
           }
       }
 
-      DEBUG(std::cerr << '\t' << MI);
+      DOUT << '\t' << MI;
       LoadedRegs.clear();
     }
   }
@@ -204,15 +217,15 @@ namespace {
   /// 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 {
+  class VISIBILITY_HIDDEN LocalSpiller : public Spiller {
     const MRegisterInfo *MRI;
     const TargetInstrInfo *TII;
   public:
     bool runOnMachineFunction(MachineFunction &MF, VirtRegMap &VRM) {
       MRI = MF.getTarget().getRegisterInfo();
       TII = MF.getTarget().getInstrInfo();
-      DEBUG(std::cerr << "\n**** Local spiller rewriting function '"
-                      << MF.getFunction()->getName() << "':\n");
+      DOUT << "\n**** Local spiller rewriting function '"
+           << MF.getFunction()->getName() << "':\n";
 
       for (MachineFunction::iterator MBB = MF.begin(), E = MF.end();
            MBB != E; ++MBB)
@@ -221,12 +234,6 @@ namespace {
     }
   private:
     void RewriteMBB(MachineBasicBlock &MBB, 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);
   };
 }
 
@@ -240,60 +247,94 @@ namespace {
 /// per-stack-slot basis as the low bit in the value of the SpillSlotsAvailable
 /// entries.  The predicate 'canClobberPhysReg()' checks this bit and
 /// addAvailable sets it if.
-class AvailableSpills {
+namespace {
+class VISIBILITY_HIDDEN AvailableSpills {
   const MRegisterInfo *MRI;
   const TargetInstrInfo *TII;
 
   // 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;
+  // but not invalidated yet. It also tracks the instruction that last defined
+  // or used the register.
+  typedef std::pair<unsigned, MachineInstr*> SSInfo;
+  std::map<int, SSInfo> 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;
   
+  void disallowClobberPhysRegOnly(unsigned PhysReg);
+
   void ClobberPhysRegOnly(unsigned PhysReg);
 public:
   AvailableSpills(const MRegisterInfo *mri, const TargetInstrInfo *tii)
     : MRI(mri), TII(tii) {
   }
   
+  const MRegisterInfo *getRegInfo() const { return MRI; }
+
   /// getSpillSlotPhysReg - If the specified stack slot is available in a 
-  /// physical register, return that PhysReg, otherwise return 0.
-  unsigned getSpillSlotPhysReg(int Slot) const {
-    std::map<int, unsigned>::const_iterator I = SpillSlotsAvailable.find(Slot);
-    if (I != SpillSlotsAvailable.end())
-      return I->second >> 1;  // Remove the CanClobber bit.
+  /// physical register, return that PhysReg, otherwise return 0. It also
+  /// returns by reference the instruction that either defines or last uses
+  /// the register.
+  unsigned getSpillSlotPhysReg(int Slot, MachineInstr *&SSMI) const {
+    std::map<int, SSInfo>::const_iterator I = SpillSlotsAvailable.find(Slot);
+    if (I != SpillSlotsAvailable.end()) {
+      SSMI = I->second.second;
+      return I->second.first >> 1;  // Remove the CanClobber bit.
+    }
     return 0;
   }
-  
-  const MRegisterInfo *getRegInfo() const { return MRI; }
 
+  /// UpdateLastUses - Update the last use information of all stack slots whose
+  /// values are available in the specific register.
+  void UpdateLastUse(unsigned PhysReg, MachineInstr *Use) {
+    std::multimap<unsigned, int>::iterator I =
+      PhysRegsAvailable.lower_bound(PhysReg);
+    while (I != PhysRegsAvailable.end() && I->first == PhysReg) {
+      int Slot = I->second;
+      I++;
+
+      std::map<int, SSInfo>::iterator II = SpillSlotsAvailable.find(Slot);
+      assert(II != SpillSlotsAvailable.end() && "Slot not available!");
+      unsigned Val = II->second.first;
+      assert((Val >> 1) == PhysReg && "Bidirectional map mismatch!");
+      SpillSlotsAvailable.erase(Slot);
+      SpillSlotsAvailable[Slot] = std::make_pair(Val, Use);
+    }
+  }
+  
   /// addAvailable - Mark that the specified stack slot is available in the
   /// specified physreg.  If CanClobber is true, the physreg can be modified at
   /// any time without changing the semantics of the program.
-  void addAvailable(int Slot, unsigned Reg, bool CanClobber = true) {
+  void addAvailable(int Slot, MachineInstr *MI, unsigned Reg,
+                    bool CanClobber = true) {
     // If this stack slot is thought to be available in some other physreg, 
     // remove its record.
     ModifyStackSlot(Slot);
     
     PhysRegsAvailable.insert(std::make_pair(Reg, Slot));
-    SpillSlotsAvailable[Slot] = (Reg << 1) | (unsigned)CanClobber;
+    SpillSlotsAvailable[Slot] =
+      std::make_pair((Reg << 1) | (unsigned)CanClobber, MI);
   
-    DEBUG(std::cerr << "Remembering SS#" << Slot << " in physreg "
-                    << MRI->getName(Reg) << "\n");
+    DOUT << "Remembering SS#" << Slot << " in physreg "
+         << MRI->getName(Reg) << "\n";
   }
-  
+
   /// canClobberPhysReg - Return true if the spiller is allowed to change the 
   /// value of the specified stackslot register if it desires.  The specified
   /// stack slot must be available in a physreg for this query to make sense.
   bool canClobberPhysReg(int Slot) const {
     assert(SpillSlotsAvailable.count(Slot) && "Slot not available!");
-    return SpillSlotsAvailable.find(Slot)->second & 1;
+    return SpillSlotsAvailable.find(Slot)->second.first & 1;
   }
   
+  /// disallowClobberPhysReg - Unset the CanClobber bit of the specified
+  /// stackslot register. The register is still available but is no longer
+  /// allowed to be modifed.
+  void disallowClobberPhysReg(unsigned PhysReg);
+  
   /// ClobberPhysReg - This is called when the specified physreg changes
   /// value.  We use this to invalidate any info about stuff we thing lives in
   /// it and any of its aliases.
@@ -304,6 +345,33 @@ public:
   /// for this slot lives in (as the previous value is dead now).
   void ModifyStackSlot(int Slot);
 };
+}
+
+/// disallowClobberPhysRegOnly - Unset the CanClobber bit of the specified
+/// stackslot register. The register is still available but is no longer
+/// allowed to be modifed.
+void AvailableSpills::disallowClobberPhysRegOnly(unsigned PhysReg) {
+  std::multimap<unsigned, int>::iterator I =
+    PhysRegsAvailable.lower_bound(PhysReg);
+  while (I != PhysRegsAvailable.end() && I->first == PhysReg) {
+    int Slot = I->second;
+    I++;
+    assert((SpillSlotsAvailable[Slot].first >> 1) == PhysReg &&
+           "Bidirectional map mismatch!");
+    SpillSlotsAvailable[Slot].first &= ~1;
+    DOUT << "PhysReg " << MRI->getName(PhysReg)
+         << " copied, it is available for use but can no longer be modified\n";
+  }
+}
+
+/// disallowClobberPhysReg - Unset the CanClobber bit of the specified
+/// stackslot register and its aliases. The register and its aliases may
+/// still available but is no longer allowed to be modifed.
+void AvailableSpills::disallowClobberPhysReg(unsigned PhysReg) {
+  for (const unsigned *AS = MRI->getAliasSet(PhysReg); *AS; ++AS)
+    disallowClobberPhysRegOnly(*AS);
+  disallowClobberPhysRegOnly(PhysReg);
+}
 
 /// ClobberPhysRegOnly - This is called when the specified physreg changes
 /// value.  We use this to invalidate any info about stuff we thing lives in it.
@@ -313,11 +381,11 @@ void AvailableSpills::ClobberPhysRegOnly(unsigned PhysReg) {
   while (I != PhysRegsAvailable.end() && I->first == PhysReg) {
     int Slot = I->second;
     PhysRegsAvailable.erase(I++);
-    assert((SpillSlotsAvailable[Slot] >> 1) == PhysReg &&
+    assert((SpillSlotsAvailable[Slot].first >> 1) == PhysReg &&
            "Bidirectional map mismatch!");
     SpillSlotsAvailable.erase(Slot);
-    DEBUG(std::cerr << "PhysReg " << MRI->getName(PhysReg)
-                    << " clobbered, invalidating SS#" << Slot << "\n");
+    DOUT << "PhysReg " << MRI->getName(PhysReg)
+         << " clobbered, invalidating SS#" << Slot << "\n";
   }
 }
 
@@ -334,9 +402,9 @@ void AvailableSpills::ClobberPhysReg(unsigned PhysReg) {
 /// changes.  This removes information about which register the previous value
 /// for this slot lives in (as the previous value is dead now).
 void AvailableSpills::ModifyStackSlot(int Slot) {
-  std::map<int, unsigned>::iterator It = SpillSlotsAvailable.find(Slot);
+  std::map<int, SSInfo>::iterator It = SpillSlotsAvailable.find(Slot);
   if (It == SpillSlotsAvailable.end()) return;
-  unsigned Reg = It->second >> 1;
+  unsigned Reg = It->second.first >> 1;
   SpillSlotsAvailable.erase(It);
   
   // This register may hold the value of multiple stack slots, only remove this
@@ -379,11 +447,14 @@ namespace {
   
   /// ReuseInfo - This maintains a collection of ReuseOp's for each operand that
   /// is reused instead of reloaded.
-  class ReuseInfo {
+  class VISIBILITY_HIDDEN ReuseInfo {
     MachineInstr &MI;
     std::vector<ReusedOp> Reuses;
+    BitVector PhysRegsClobbered;
   public:
-    ReuseInfo(MachineInstr &mi) : MI(mi) {}
+    ReuseInfo(MachineInstr &mi, const MRegisterInfo *mri) : MI(mi) {
+      PhysRegsClobbered.resize(mri->getNumRegs());
+    }
     
     bool hasReuses() const {
       return !Reuses.empty();
@@ -402,28 +473,37 @@ namespace {
       Reuses.push_back(ReusedOp(OpNo, StackSlot, PhysRegReused, 
                                 AssignedPhysReg, VirtReg));
     }
+
+    void markClobbered(unsigned PhysReg) {
+      PhysRegsClobbered.set(PhysReg);
+    }
+
+    bool isClobbered(unsigned PhysReg) const {
+      return PhysRegsClobbered.test(PhysReg);
+    }
     
     /// GetRegForReload - We are about to emit a reload into PhysReg.  If there
     /// is some other operand that is using the specified register, either pick
     /// a new register to use, or evict the previous reload and use this reg. 
     unsigned GetRegForReload(unsigned PhysReg, MachineInstr *MI,
                              AvailableSpills &Spills,
-                             std::map<int, MachineInstr*> &MaybeDeadStores) {
+                             std::map<int, MachineInstr*> &MaybeDeadStores,
+                             SmallSet<unsigned, 8> &Rejected) {
       if (Reuses.empty()) return PhysReg;  // This is most often empty.
 
       for (unsigned ro = 0, e = Reuses.size(); ro != e; ++ro) {
         ReusedOp &Op = Reuses[ro];
         // If we find some other reuse that was supposed to use this register
         // exactly for its reload, we can change this reload to use ITS reload
-        // register.
-        if (Op.PhysRegReused == PhysReg) {
+        // register. That is, unless its reload register has already been
+        // considered and subsequently rejected because it has also been reused
+        // by another operand.
+        if (Op.PhysRegReused == PhysReg &&
+            Rejected.count(Op.AssignedPhysReg) == 0) {
           // Yup, use the reload register that we didn't use before.
           unsigned NewReg = Op.AssignedPhysReg;
-          
-          // Remove the record for the previous reuse.  We know it can never be
-          // invalidated now.
-          Reuses.erase(Reuses.begin()+ro);
-          return GetRegForReload(NewReg, MI, Spills, MaybeDeadStores);
+          Rejected.insert(PhysReg);
+          return GetRegForReload(NewReg, MI, Spills, MaybeDeadStores, Rejected);
         } else {
           // Otherwise, we might also have a problem if a previously reused
           // value aliases the new register.  If so, codegen the previous reload
@@ -448,7 +528,7 @@ namespace {
             // register could hold a reuse.  Check to see if it conflicts or
             // would prefer us to use a different register.
             unsigned NewPhysReg = GetRegForReload(NewOp.AssignedPhysReg,
-                                                  MI, Spills, MaybeDeadStores);
+                                         MI, Spills, MaybeDeadStores, Rejected);
             
             MRI->loadRegFromStackSlot(*MBB, MI, NewPhysReg,
                                       NewOp.StackSlot, AliasRC);
@@ -460,12 +540,12 @@ namespace {
             
             MI->getOperand(NewOp.Operand).setReg(NewPhysReg);
             
-            Spills.addAvailable(NewOp.StackSlot, NewPhysReg);
+            Spills.addAvailable(NewOp.StackSlot, MI, NewPhysReg);
             ++NumLoads;
             DEBUG(MachineBasicBlock::iterator MII = MI;
-                  std::cerr << '\t' << *prior(MII));
+                  DOUT << '\t' << *prior(MII));
             
-            DEBUG(std::cerr << "Reuse undone!\n");
+            DOUT << "Reuse undone!\n";
             --NumReused;
             
             // Finally, PhysReg is now available, go ahead and use it.
@@ -475,6 +555,24 @@ namespace {
       }
       return PhysReg;
     }
+
+    /// GetRegForReload - Helper for the above GetRegForReload(). Add a
+    /// 'Rejected' set to remember which registers have been considered and
+    /// rejected for the reload. This avoids infinite looping in case like
+    /// this:
+    /// t1 := op t2, t3
+    /// t2 <- assigned r0 for use by the reload but ended up reuse r1
+    /// t3 <- assigned r1 for use by the reload but ended up reuse r0
+    /// t1 <- desires r1
+    ///       sees r1 is taken by t2, tries t2's reload register r0
+    ///       sees r0 is taken by t3, tries t3's reload register r1
+    ///       sees r1 is taken by t2, tries t2's reload register r0 ...
+    unsigned GetRegForReload(unsigned PhysReg, MachineInstr *MI,
+                             AvailableSpills &Spills,
+                             std::map<int, MachineInstr*> &MaybeDeadStores) {
+      SmallSet<unsigned, 8> Rejected;
+      return GetRegForReload(PhysReg, MI, Spills, MaybeDeadStores, Rejected);
+    }
   };
 }
 
@@ -483,17 +581,12 @@ namespace {
 /// register allocator is done with them.  If possible, avoid reloading vregs.
 void LocalSpiller::RewriteMBB(MachineBasicBlock &MBB, VirtRegMap &VRM) {
 
-  DEBUG(std::cerr << MBB.getBasicBlock()->getName() << ":\n");
+  DOUT << MBB.getBasicBlock()->getName() << ":\n";
 
   // Spills - Keep track of which spilled values are available in physregs so
   // that we can choose to reuse the physregs instead of emitting reloads.
   AvailableSpills Spills(MRI, TII);
   
-  // 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
@@ -511,9 +604,19 @@ void LocalSpiller::RewriteMBB(MachineBasicBlock &MBB, VirtRegMap &VRM) {
 
     /// ReusedOperands - Keep track of operand reuse in case we need to undo
     /// reuse.
-    ReuseInfo ReusedOperands(MI);
-    
-    DefAndUseVReg.clear();
+    ReuseInfo ReusedOperands(MI, MRI);
+
+    // Loop over all of the implicit defs, clearing them from our available
+    // sets.
+    const TargetInstrDescriptor *TID = MI.getInstrDescriptor();
+    const unsigned *ImpDef = TID->ImplicitDefs;
+    if (ImpDef) {
+      for ( ; *ImpDef; ++ImpDef) {
+        PhysRegsUsed[*ImpDef] = true;
+        ReusedOperands.markClobbered(*ImpDef);
+        Spills.ClobberPhysReg(*ImpDef);
+      }
+    }
 
     // Process all of the spilled uses and all non spilled reg references.
     for (unsigned i = 0, e = MI.getNumOperands(); i != e; ++i) {
@@ -525,6 +628,7 @@ void LocalSpiller::RewriteMBB(MachineBasicBlock &MBB, VirtRegMap &VRM) {
         // Ignore physregs for spilling, but remember that it is used by this
         // function.
         PhysRegsUsed[MO.getReg()] = true;
+        ReusedOperands.markClobbered(MO.getReg());
         continue;
       }
       
@@ -536,6 +640,8 @@ void LocalSpiller::RewriteMBB(MachineBasicBlock &MBB, VirtRegMap &VRM) {
         // This virtual register was assigned a physreg!
         unsigned Phys = VRM.getPhys(VirtReg);
         PhysRegsUsed[Phys] = true;
+        if (MO.isDef())
+          ReusedOperands.markClobbered(Phys);
         MI.getOperand(i).setReg(Phys);
         continue;
       }
@@ -544,31 +650,50 @@ void LocalSpiller::RewriteMBB(MachineBasicBlock &MBB, VirtRegMap &VRM) {
       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));
-      }
-      
       int StackSlot = VRM.getStackSlot(VirtReg);
       unsigned PhysReg;
 
       // Check to see if this stack slot is available.
-      if ((PhysReg = Spills.getSpillSlotPhysReg(StackSlot))) {
-
-        // Don't reuse it for a def&use operand if we aren't allowed to change
-        // the physreg!
-        if (!MO.isDef() || Spills.canClobberPhysReg(StackSlot)) {
+      MachineInstr *SSMI = NULL;
+      if ((PhysReg = Spills.getSpillSlotPhysReg(StackSlot, SSMI))) {
+        // This spilled operand might be part of a two-address operand.  If this
+        // is the case, then changing it will necessarily require changing the 
+        // def part of the instruction as well.  However, in some cases, we
+        // aren't allowed to modify the reused register.  If none of these cases
+        // apply, reuse it.
+        bool CanReuse = true;
+        int ti = TID->getOperandConstraint(i, TOI::TIED_TO);
+        if (ti != -1 &&
+            MI.getOperand(ti).isReg() && 
+            MI.getOperand(ti).getReg() == VirtReg) {
+          // Okay, we have a two address operand.  We can reuse this physreg as
+          // long as we are allowed to clobber the value and there isn't an
+          // earlier def that has already clobbered the physreg.
+          CanReuse = Spills.canClobberPhysReg(StackSlot) &&
+            !ReusedOperands.isClobbered(PhysReg);
+        }
+        
+        if (CanReuse) {
           // If this stack slot value is already available, reuse it!
-          DEBUG(std::cerr << "Reusing SS#" << StackSlot << " from physreg "
-                          << MRI->getName(PhysReg) << " for vreg"
-                          << VirtReg <<" instead of reloading into physreg "
-                          << MRI->getName(VRM.getPhys(VirtReg)) << "\n");
+          DOUT << "Reusing SS#" << StackSlot << " from physreg "
+               << MRI->getName(PhysReg) << " for vreg"
+               << VirtReg <<" instead of reloading into physreg "
+               << MRI->getName(VRM.getPhys(VirtReg)) << "\n";
           MI.getOperand(i).setReg(PhysReg);
 
+          // Extend the live range of the MI that last kill the register if
+          // necessary.
+          MachineOperand *MOK = SSMI->findRegisterUseOperand(PhysReg, true);
+          if (MOK) {
+            MOK->unsetIsKill();
+            if (ti == -1) {
+              // Unless it's the use of a two-address code, transfer the kill
+              // of the reused register to this use.
+              MI.getOperand(i).setIsKill();
+              Spills.UpdateLastUse(PhysReg, &MI);
+            }
+          }
+
           // 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'.
@@ -585,6 +710,9 @@ void LocalSpiller::RewriteMBB(MachineBasicBlock &MBB, VirtRegMap &VRM) {
           // we can get at R0 or its alias.
           ReusedOperands.addReuse(i, StackSlot, PhysReg,
                                   VRM.getPhys(VirtReg), VirtReg);
+          if (ti != -1)
+            // Only mark it clobbered if this is a use&def operand.
+            ReusedOperands.markClobbered(PhysReg);
           ++NumReused;
           continue;
         }
@@ -614,11 +742,12 @@ void LocalSpiller::RewriteMBB(MachineBasicBlock &MBB, VirtRegMap &VRM) {
         // incoming, we don't need to inserted a dead copy.
         if (DesignatedReg == PhysReg) {
           // If this stack slot value is already available, reuse it!
-          DEBUG(std::cerr << "Reusing SS#" << StackSlot << " from physreg "
-                          << MRI->getName(PhysReg) << " for vreg"
-                          << VirtReg
-                          << " instead of reloading into same physreg.\n");
+          DOUT << "Reusing SS#" << StackSlot << " from physreg "
+               << MRI->getName(PhysReg) << " for vreg"
+               << VirtReg
+               << " instead of reloading into same physreg.\n";
           MI.getOperand(i).setReg(PhysReg);
+          ReusedOperands.markClobbered(PhysReg);
           ++NumReused;
           continue;
         }
@@ -627,14 +756,28 @@ void LocalSpiller::RewriteMBB(MachineBasicBlock &MBB, VirtRegMap &VRM) {
           MBB.getParent()->getSSARegMap()->getRegClass(VirtReg);
 
         PhysRegsUsed[DesignatedReg] = true;
+        ReusedOperands.markClobbered(DesignatedReg);
         MRI->copyRegToReg(MBB, &MI, DesignatedReg, PhysReg, RC);
-        
+
+        // Extend the live range of the MI that last kill the register if
+        // necessary.
+        if (SSMI) {
+          MachineOperand *MOK = SSMI->findRegisterUseOperand(PhysReg, true);
+          if (MOK) {
+            MachineInstr *CopyMI = prior(MII);
+            MachineOperand *MOU = CopyMI->findRegisterUseOperand(PhysReg);
+            MOU->setIsKill();
+            MOK->unsetIsKill();
+            Spills.UpdateLastUse(PhysReg, &MI);
+          }
+        }
+
         // This invalidates DesignatedReg.
         Spills.ClobberPhysReg(DesignatedReg);
         
-        Spills.addAvailable(StackSlot, DesignatedReg);
+        Spills.addAvailable(StackSlot, &MI, DesignatedReg);
         MI.getOperand(i).setReg(DesignatedReg);
-        DEBUG(std::cerr << '\t' << *prior(MII));
+        DOUT << '\t' << *prior(MII);
         ++NumReused;
         continue;
       }
@@ -654,67 +797,80 @@ void LocalSpiller::RewriteMBB(MachineBasicBlock &MBB, VirtRegMap &VRM) {
                                                  Spills, MaybeDeadStores);
       
       PhysRegsUsed[PhysReg] = true;
+      ReusedOperands.markClobbered(PhysReg);
       MRI->loadRegFromStackSlot(MBB, &MI, PhysReg, StackSlot, RC);
       // This invalidates PhysReg.
       Spills.ClobberPhysReg(PhysReg);
 
       // Any stores to this stack slot are not dead anymore.
       MaybeDeadStores.erase(StackSlot);
-      Spills.addAvailable(StackSlot, PhysReg);
+      Spills.addAvailable(StackSlot, &MI, PhysReg);
+      // Assumes this is the last use. IsKill will be unset if reg is reused
+      // unless it's a two-address operand.
+      if (TID->getOperandConstraint(i, TOI::TIED_TO) == -1)
+        MI.getOperand(i).setIsKill();
       ++NumLoads;
       MI.getOperand(i).setReg(PhysReg);
-      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;
-      Spills.ClobberPhysReg(*ImpDef);
+      DOUT << '\t' << *prior(MII);
     }
 
-    DEBUG(std::cerr << '\t' << MI);
+    DOUT << '\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);
+      DOUT << "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");
+        DOUT << ": No stack slot!\n";
         continue;
       }
       int SS = VRM.getStackSlot(VirtReg);
-      DEBUG(std::cerr << " - StackSlot: " << SS << "\n");
+      DOUT << " - 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!
-          unsigned InReg;
-          if (FrameIdx == SS && (InReg = Spills.getSpillSlotPhysReg(SS))) {
-            DEBUG(std::cerr << "Promoted Load To Copy: " << MI);
-            MachineFunction &MF = *MBB.getParent();
-            if (DestReg != InReg) {
-              MRI->copyRegToReg(MBB, &MI, DestReg, InReg,
-                                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.
+          if (FrameIdx == SS) {
+            // If this spill slot is available, turn it into a copy (or nothing)
+            // instead of leaving it as a load!
+            MachineInstr *SSMI = NULL;
+            if (unsigned InReg = Spills.getSpillSlotPhysReg(SS, SSMI)) {
+              DOUT << "Promoted Load To Copy: " << MI;
+              MachineFunction &MF = *MBB.getParent();
+              if (DestReg != InReg) {
+                MRI->copyRegToReg(MBB, &MI, DestReg, InReg,
+                                  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.
+              } else
+                DOUT << "Removing now-noop copy: " << MI;
+
+              // Extend the live range of the MI that last kill the register if
+              // the next MI reuse it.
+              MachineOperand *MOK = SSMI->findRegisterUseOperand(InReg, true);
+              if (MOK && NextMII != MBB.end()) {
+                MachineOperand *MOU = NextMII->findRegisterUseOperand(InReg);
+                if (MOU) {
+                  MOU->setIsKill();
+                  MOK->unsetIsKill();
+                  Spills.UpdateLastUse(InReg, &(*NextMII));
+                }
+              }
+
+              VRM.RemoveFromFoldedVirtMap(&MI);
+              MBB.erase(&MI);
+              goto ProcessNextInst;
             }
-            VRM.RemoveFromFoldedVirtMap(&MI);
-            MBB.erase(&MI);
-            goto ProcessNextInst;
           }
         }
       }
@@ -728,7 +884,7 @@ void LocalSpiller::RewriteMBB(MachineBasicBlock &MBB, VirtRegMap &VRM) {
         else {
           // If we get here, the store is dead, nuke it now.
           assert(VirtRegMap::isMod && "Can't be modref!");
-          DEBUG(std::cerr << "Removed dead store:\t" << *MDSI->second);
+          DOUT << "Removed dead store:\t" << *MDSI->second;
           MBB.erase(MDSI->second);
           VRM.RemoveFromFoldedVirtMap(MDSI->second);
           MaybeDeadStores.erase(MDSI);
@@ -759,7 +915,7 @@ void LocalSpiller::RewriteMBB(MachineBasicBlock &MBB, VirtRegMap &VRM) {
             // If the stack slot value was previously available in some other
             // register, change it now.  Otherwise, make the register available,
             // in PhysReg.
-            Spills.addAvailable(StackSlot, SrcReg, false /*don't clobber*/);
+            Spills.addAvailable(StackSlot, &MI, SrcReg, false/*don't clobber*/);
           }
         }
       }
@@ -772,70 +928,67 @@ void LocalSpiller::RewriteMBB(MachineBasicBlock &MBB, VirtRegMap &VRM) {
         unsigned VirtReg = MO.getReg();
 
         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;
-              }
+          // Check to see if this is a noop copy.  If so, eliminate the
+          // instruction before considering the dest reg to be changed.
+          unsigned Src, Dst;
+          if (TII->isMoveInstr(MI, Src, Dst) && Src == Dst) {
+            ++NumDCE;
+            DOUT << "Removing now-noop copy: " << MI;
+            MBB.erase(&MI);
+            VRM.RemoveFromFoldedVirtMap(&MI);
+            Spills.disallowClobberPhysReg(VirtReg);
+            goto ProcessNextInst;
           }
-
-          if (!OpTakenCareOf) {
-            // Check to see if this is a noop copy.  If so, eliminate the
-            // instruction before considering the dest reg to be changed.
-            unsigned Src, Dst;
-            if (TII->isMoveInstr(MI, Src, Dst) && Src == Dst) {
-              ++NumDCE;
-              DEBUG(std::cerr << "Removing now-noop copy: " << MI);
-              MBB.erase(&MI);
-              VRM.RemoveFromFoldedVirtMap(&MI);
-              goto ProcessNextInst;
-            }
-            Spills.ClobberPhysReg(VirtReg);
-            continue;
+          
+          // If it's not a no-op copy, it clobbers the value in the destreg.
+          Spills.ClobberPhysReg(VirtReg);
+          ReusedOperands.markClobbered(VirtReg);
+          // Check to see if this instruction is a load from a stack slot into
+          // a register.  If so, this provides the stack slot value in the reg.
+          int FrameIdx;
+          if (unsigned DestReg = TII->isLoadFromStackSlot(&MI, FrameIdx)) {
+            assert(DestReg == VirtReg && "Unknown load situation!");
+            
+            // Otherwise, if it wasn't available, remember that it is now!
+            Spills.addAvailable(FrameIdx, &MI, DestReg);
+            goto ProcessNextInst;
           }
+            
+          continue;
         }
 
         // 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)
+        // If this def is part of a two-address operand, make sure to execute
+        // the store from the correct physical register.
+        unsigned PhysReg;
+        int TiedOp = MI.getInstrDescriptor()->findTiedToSrcOperand(i);
+        if (TiedOp != -1)
+          PhysReg = MI.getOperand(TiedOp).getReg();
+        else {
           PhysReg = VRM.getPhys(VirtReg);
-        else
-          PhysReg = MO.getReg();
+          if (ReusedOperands.isClobbered(PhysReg)) {
+            // Another def has taken the assigned physreg. It must have been a
+            // use&def which got it due to reuse. Undo the reuse!
+            PhysReg = ReusedOperands.GetRegForReload(PhysReg, &MI, 
+                                                     Spills, MaybeDeadStores);
+          }
+        }
 
         PhysRegsUsed[PhysReg] = true;
+        ReusedOperands.markClobbered(PhysReg);
         MRI->storeRegToStackSlot(MBB, next(MII), PhysReg, StackSlot, RC);
-        DEBUG(std::cerr << "Store:\t" << *next(MII));
+        DOUT << "Store:\t" << *next(MII);
         MI.getOperand(i).setReg(PhysReg);
 
-        // Check to see if this is a noop copy.  If so, eliminate the
-        // instruction before considering the dest reg to be changed.
-        {
-          unsigned Src, Dst;
-          if (TII->isMoveInstr(MI, Src, Dst) && Src == Dst) {
-            ++NumDCE;
-            DEBUG(std::cerr << "Removing now-noop copy: " << MI);
-            MBB.erase(&MI);
-            VRM.RemoveFromFoldedVirtMap(&MI);
-            goto ProcessNextInst;
-          }
-        }
-        
         // If there is a dead store to this stack slot, nuke it now.
         MachineInstr *&LastStore = MaybeDeadStores[StackSlot];
         if (LastStore) {
-          DEBUG(std::cerr << "Removed dead store:\t" << *LastStore);
+          DOUT << "Removed dead store:\t" << *LastStore;
           ++NumDSE;
           MBB.erase(LastStore);
           VRM.RemoveFromFoldedVirtMap(LastStore);
@@ -847,8 +1000,21 @@ void LocalSpiller::RewriteMBB(MachineBasicBlock &MBB, VirtRegMap &VRM) {
         // in PhysReg.
         Spills.ModifyStackSlot(StackSlot);
         Spills.ClobberPhysReg(PhysReg);
-        Spills.addAvailable(StackSlot, PhysReg);
+        Spills.addAvailable(StackSlot, LastStore, PhysReg);
         ++NumStores;
+
+        // Check to see if this is a noop copy.  If so, eliminate the
+        // instruction before considering the dest reg to be changed.
+        {
+          unsigned Src, Dst;
+          if (TII->isMoveInstr(MI, Src, Dst) && Src == Dst) {
+            ++NumDCE;
+            DOUT << "Removing now-noop copy: " << MI;
+            MBB.erase(&MI);
+            VRM.RemoveFromFoldedVirtMap(&MI);
+            goto ProcessNextInst;
+          }
+        }        
       }
     }
   ProcessNextInst: