Define a new intrinsic, @llvm.debugger. It will be similar to __builtin_trap(),
[oota-llvm.git] / lib / CodeGen / RegisterCoalescer.cpp
index d59843f096e4c54111e3ec6b6450bff382872bdf..e44bb4c9000ebf40fd0799f65b431d35375a91a4 100644 (file)
 //
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
-#define DEBUG_TYPE "regcoalescing"
+#define DEBUG_TYPE "regalloc"
 #include "RegisterCoalescer.h"
-#include "VirtRegMap.h"
 #include "LiveDebugVariables.h"
+#include "RegisterClassInfo.h"
+#include "VirtRegMap.h"
 
 #include "llvm/Pass.h"
 #include "llvm/Value.h"
@@ -54,17 +55,13 @@ STATISTIC(numExtends  , "Number of copies extended");
 STATISTIC(NumReMats   , "Number of instructions re-materialized");
 STATISTIC(numPeep     , "Number of identity moves eliminated after coalescing");
 STATISTIC(numAborts   , "Number of times interval joining aborted");
+STATISTIC(NumInflated , "Number of register classes inflated");
 
 static cl::opt<bool>
 EnableJoining("join-liveintervals",
               cl::desc("Coalesce copies (default=true)"),
               cl::init(true));
 
-static cl::opt<bool>
-DisableCrossClassJoin("disable-cross-class-join",
-               cl::desc("Avoid coalescing cross register class copies"),
-               cl::init(false), cl::Hidden);
-
 static cl::opt<bool>
 EnablePhysicalJoin("join-physregs",
                    cl::desc("Join physical register copies"),
@@ -75,30 +72,143 @@ VerifyCoalescing("verify-coalescing",
          cl::desc("Verify machine instrs before and after register coalescing"),
          cl::Hidden);
 
+namespace {
+  class RegisterCoalescer : public MachineFunctionPass {
+    MachineFunction* MF;
+    MachineRegisterInfo* MRI;
+    const TargetMachine* TM;
+    const TargetRegisterInfo* TRI;
+    const TargetInstrInfo* TII;
+    LiveIntervals *LIS;
+    LiveDebugVariables *LDV;
+    const MachineLoopInfo* Loops;
+    AliasAnalysis *AA;
+    RegisterClassInfo RegClassInfo;
+
+    /// JoinedCopies - Keep track of copies eliminated due to coalescing.
+    ///
+    SmallPtrSet<MachineInstr*, 32> JoinedCopies;
+
+    /// ReMatCopies - Keep track of copies eliminated due to remat.
+    ///
+    SmallPtrSet<MachineInstr*, 32> ReMatCopies;
+
+    /// ReMatDefs - Keep track of definition instructions which have
+    /// been remat'ed.
+    SmallPtrSet<MachineInstr*, 8> ReMatDefs;
+
+    /// joinAllIntervals - join compatible live intervals
+    void joinAllIntervals();
+
+    /// copyCoalesceInMBB - Coalesce copies in the specified MBB, putting
+    /// copies that cannot yet be coalesced into the "TryAgain" list.
+    void copyCoalesceInMBB(MachineBasicBlock *MBB,
+                           std::vector<MachineInstr*> &TryAgain);
+
+    /// 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. 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 joinCopy(MachineInstr *TheCopy, bool &Again);
+
+    /// joinIntervals - Attempt to join these two intervals.  On failure, this
+    /// returns false.  The output "SrcInt" will not have been modified, so we
+    /// can use this information below to update aliases.
+    bool joinIntervals(CoalescerPair &CP);
+
+    /// Attempt joining with a reserved physreg.
+    bool joinReservedPhysReg(CoalescerPair &CP);
+
+    /// Check for interference with a normal unreserved physreg.
+    bool canJoinPhysReg(CoalescerPair &CP);
+
+    /// adjustCopiesBackFrom - We found a non-trivially-coalescable copy. If
+    /// the source value number is defined by a copy from the destination reg
+    /// see if we can merge these two destination reg valno# into a single
+    /// value number, eliminating a copy.
+    bool adjustCopiesBackFrom(const CoalescerPair &CP, MachineInstr *CopyMI);
+
+    /// hasOtherReachingDefs - Return true if there are definitions of IntB
+    /// other than BValNo val# that can reach uses of AValno val# of IntA.
+    bool hasOtherReachingDefs(LiveInterval &IntA, LiveInterval &IntB,
+                              VNInfo *AValNo, VNInfo *BValNo);
+
+    /// removeCopyByCommutingDef - We found a non-trivially-coalescable copy.
+    /// If the source value number is defined by a commutable instruction and
+    /// its other operand is coalesced to the copy dest register, see if we
+    /// can transform the copy into a noop by commuting the definition.
+    bool removeCopyByCommutingDef(const CoalescerPair &CP,MachineInstr *CopyMI);
+
+    /// reMaterializeTrivialDef - If the source of a copy is defined by a
+    /// trivial computation, replace the copy by rematerialize the definition.
+    /// If PreserveSrcInt is true, make sure SrcInt is valid after the call.
+    bool reMaterializeTrivialDef(LiveInterval &SrcInt, bool PreserveSrcInt,
+                                 unsigned DstReg, MachineInstr *CopyMI);
+
+    /// shouldJoinPhys - Return true if a physreg copy should be joined.
+    bool shouldJoinPhys(CoalescerPair &CP);
+
+    /// updateRegDefsUses - Replace all defs and uses of SrcReg to DstReg and
+    /// update the subregister number if it is not zero. If DstReg is a
+    /// physical register and the existing subregister number of the def / use
+    /// being updated is not zero, make sure to set it to the correct physical
+    /// subregister.
+    void updateRegDefsUses(const CoalescerPair &CP);
+
+    /// removeDeadDef - If a def of a live interval is now determined dead,
+    /// remove the val# it defines. If the live interval becomes empty, remove
+    /// it as well.
+    bool removeDeadDef(LiveInterval &li, MachineInstr *DefMI);
+
+    /// markAsJoined - Remember that CopyMI has already been joined.
+    void markAsJoined(MachineInstr *CopyMI);
+
+    /// eliminateUndefCopy - Handle copies of undef values.
+    bool eliminateUndefCopy(MachineInstr *CopyMI, const CoalescerPair &CP);
+
+  public:
+    static char ID; // Class identification, replacement for typeinfo
+    RegisterCoalescer() : MachineFunctionPass(ID) {
+      initializeRegisterCoalescerPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
+    }
+
+    virtual void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const;
+
+    virtual void releaseMemory();
+
+    /// runOnMachineFunction - pass entry point
+    virtual bool runOnMachineFunction(MachineFunction&);
+
+    /// print - Implement the dump method.
+    virtual void print(raw_ostream &O, const Module* = 0) const;
+  };
+} /// end anonymous namespace
+
+char &llvm::RegisterCoalescerID = RegisterCoalescer::ID;
+
 INITIALIZE_PASS_BEGIN(RegisterCoalescer, "simple-register-coalescing",
                       "Simple Register Coalescing", false, false)
 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(LiveIntervals)
 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(LiveDebugVariables)
 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(SlotIndexes)
 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(MachineLoopInfo)
-INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(StrongPHIElimination)
-INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(PHIElimination)
-INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(TwoAddressInstructionPass)
 INITIALIZE_AG_DEPENDENCY(AliasAnalysis)
 INITIALIZE_PASS_END(RegisterCoalescer, "simple-register-coalescing",
                     "Simple Register Coalescing", false, false)
 
 char RegisterCoalescer::ID = 0;
 
-unsigned CoalescerPair::compose(unsigned a, unsigned b) const {
+static unsigned compose(const TargetRegisterInfo &tri, unsigned a, unsigned b) {
   if (!a) return b;
   if (!b) return a;
-  return tri_.composeSubRegIndices(a, b);
+  return tri.composeSubRegIndices(a, b);
 }
 
-bool CoalescerPair::isMoveInstr(const MachineInstr *MI,
-                                unsigned &Src, unsigned &Dst,
-                                unsigned &SrcSub, unsigned &DstSub) const {
+static bool isMoveInstr(const TargetRegisterInfo &tri, const MachineInstr *MI,
+                        unsigned &Src, unsigned &Dst,
+                        unsigned &SrcSub, unsigned &DstSub) {
   if (MI->isCopy()) {
     Dst = MI->getOperand(0).getReg();
     DstSub = MI->getOperand(0).getSubReg();
@@ -106,7 +216,8 @@ bool CoalescerPair::isMoveInstr(const MachineInstr *MI,
     SrcSub = MI->getOperand(1).getSubReg();
   } else if (MI->isSubregToReg()) {
     Dst = MI->getOperand(0).getReg();
-    DstSub = compose(MI->getOperand(0).getSubReg(), MI->getOperand(3).getImm());
+    DstSub = compose(tri, MI->getOperand(0).getSubReg(),
+                     MI->getOperand(3).getImm());
     Src = MI->getOperand(2).getReg();
     SrcSub = MI->getOperand(2).getSubReg();
   } else
@@ -115,14 +226,14 @@ bool CoalescerPair::isMoveInstr(const MachineInstr *MI,
 }
 
 bool CoalescerPair::setRegisters(const MachineInstr *MI) {
-  srcReg_ = dstReg_ = subIdx_ = 0;
-  newRC_ = 0;
-  flipped_ = crossClass_ = false;
+  SrcReg = DstReg = SubIdx = 0;
+  NewRC = 0;
+  Flipped = CrossClass = false;
 
   unsigned Src, Dst, SrcSub, DstSub;
-  if (!isMoveInstr(MI, Src, Dst, SrcSub, DstSub))
+  if (!isMoveInstr(TRI, MI, Src, Dst, SrcSub, DstSub))
     return false;
-  partial_ = SrcSub || DstSub;
+  Partial = SrcSub || DstSub;
 
   // If one register is a physreg, it must be Dst.
   if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(Src)) {
@@ -130,7 +241,7 @@ bool CoalescerPair::setRegisters(const MachineInstr *MI) {
       return false;
     std::swap(Src, Dst);
     std::swap(SrcSub, DstSub);
-    flipped_ = true;
+    Flipped = true;
   }
 
   const MachineRegisterInfo &MRI = MI->getParent()->getParent()->getRegInfo();
@@ -138,14 +249,14 @@ bool CoalescerPair::setRegisters(const MachineInstr *MI) {
   if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(Dst)) {
     // Eliminate DstSub on a physreg.
     if (DstSub) {
-      Dst = tri_.getSubReg(Dst, DstSub);
+      Dst = TRI.getSubReg(Dst, DstSub);
       if (!Dst) return false;
       DstSub = 0;
     }
 
     // Eliminate SrcSub by picking a corresponding Dst superregister.
     if (SrcSub) {
-      Dst = tri_.getMatchingSuperReg(Dst, SrcSub, MRI.getRegClass(Src));
+      Dst = TRI.getMatchingSuperReg(Dst, SrcSub, MRI.getRegClass(Src));
       if (!Dst) return false;
       SrcSub = 0;
     } else if (!MRI.getRegClass(Src)->contains(Dst)) {
@@ -153,56 +264,67 @@ bool CoalescerPair::setRegisters(const MachineInstr *MI) {
     }
   } else {
     // Both registers are virtual.
+    const TargetRegisterClass *SrcRC = MRI.getRegClass(Src);
+    const TargetRegisterClass *DstRC = MRI.getRegClass(Dst);
 
     // Both registers have subreg indices.
     if (SrcSub && DstSub) {
-      // For now we only handle the case of identical indices in commensurate
-      // registers: Dreg:ssub_1 + Dreg:ssub_1 -> Dreg
-      // FIXME: Handle Qreg:ssub_3 + Dreg:ssub_1 as QReg:dsub_1 + Dreg.
-      if (SrcSub != DstSub)
+      unsigned SrcPre, DstPre;
+      NewRC = TRI.getCommonSuperRegClass(SrcRC, SrcSub, DstRC, DstSub,
+                                         SrcPre, DstPre);
+      if (!NewRC)
         return false;
-      const TargetRegisterClass *SrcRC = MRI.getRegClass(Src);
-      const TargetRegisterClass *DstRC = MRI.getRegClass(Dst);
-      if (!getCommonSubClass(DstRC, SrcRC))
+
+      // We cannot handle the case where both Src and Dst would be a
+      // sub-register. Yet.
+      if (SrcPre && DstPre) {
+        DEBUG(dbgs() << "\tCannot handle " << NewRC->getName()
+                     << " with subregs " << TRI.getSubRegIndexName(SrcPre)
+                     << " and " << TRI.getSubRegIndexName(DstPre) << '\n');
         return false;
-      SrcSub = DstSub = 0;
+      }
+
+      // One of these will be 0, so one register is a sub-register of the other.
+      SrcSub = DstPre;
+      DstSub = SrcPre;
     }
 
     // There can be no SrcSub.
     if (SrcSub) {
       std::swap(Src, Dst);
+      std::swap(SrcRC, DstRC);
       DstSub = SrcSub;
       SrcSub = 0;
-      assert(!flipped_ && "Unexpected flip");
-      flipped_ = true;
+      assert(!Flipped && "Unexpected flip");
+      Flipped = true;
     }
 
     // Find the new register class.
-    const TargetRegisterClass *SrcRC = MRI.getRegClass(Src);
-    const TargetRegisterClass *DstRC = MRI.getRegClass(Dst);
-    if (DstSub)
-      newRC_ = tri_.getMatchingSuperRegClass(DstRC, SrcRC, DstSub);
-    else
-      newRC_ = getCommonSubClass(DstRC, SrcRC);
-    if (!newRC_)
+    if (!NewRC) {
+      if (DstSub)
+        NewRC = TRI.getMatchingSuperRegClass(DstRC, SrcRC, DstSub);
+      else
+        NewRC = TRI.getCommonSubClass(DstRC, SrcRC);
+    }
+    if (!NewRC)
       return false;
-    crossClass_ = newRC_ != DstRC || newRC_ != SrcRC;
+    CrossClass = NewRC != DstRC || NewRC != SrcRC;
   }
   // Check our invariants
   assert(TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(Src) && "Src must be virtual");
   assert(!(TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(Dst) && DstSub) &&
          "Cannot have a physical SubIdx");
-  srcReg_ = Src;
-  dstReg_ = Dst;
-  subIdx_ = DstSub;
+  SrcReg = Src;
+  DstReg = Dst;
+  SubIdx = DstSub;
   return true;
 }
 
 bool CoalescerPair::flip() {
-  if (subIdx_ || TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(dstReg_))
+  if (SubIdx || TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(DstReg))
     return false;
-  std::swap(srcReg_, dstReg_);
-  flipped_ = !flipped_;
+  std::swap(SrcReg, DstReg);
+  Flipped = !Flipped;
   return true;
 }
 
@@ -210,36 +332,36 @@ bool CoalescerPair::isCoalescable(const MachineInstr *MI) const {
   if (!MI)
     return false;
   unsigned Src, Dst, SrcSub, DstSub;
-  if (!isMoveInstr(MI, Src, Dst, SrcSub, DstSub))
+  if (!isMoveInstr(TRI, MI, Src, Dst, SrcSub, DstSub))
     return false;
 
-  // Find the virtual register that is srcReg_.
-  if (Dst == srcReg_) {
+  // Find the virtual register that is SrcReg.
+  if (Dst == SrcReg) {
     std::swap(Src, Dst);
     std::swap(SrcSub, DstSub);
-  } else if (Src != srcReg_) {
+  } else if (Src != SrcReg) {
     return false;
   }
 
-  // Now check that Dst matches dstReg_.
-  if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(dstReg_)) {
+  // Now check that Dst matches DstReg.
+  if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(DstReg)) {
     if (!TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(Dst))
       return false;
-    assert(!subIdx_ && "Inconsistent CoalescerPair state.");
+    assert(!SubIdx && "Inconsistent CoalescerPair state.");
     // DstSub could be set for a physreg from INSERT_SUBREG.
     if (DstSub)
-      Dst = tri_.getSubReg(Dst, DstSub);
+      Dst = TRI.getSubReg(Dst, DstSub);
     // Full copy of Src.
     if (!SrcSub)
-      return dstReg_ == Dst;
+      return DstReg == Dst;
     // This is a partial register copy. Check that the parts match.
-    return tri_.getSubReg(dstReg_, SrcSub) == Dst;
+    return TRI.getSubReg(DstReg, SrcSub) == Dst;
   } else {
-    // dstReg_ is virtual.
-    if (dstReg_ != Dst)
+    // DstReg is virtual.
+    if (DstReg != Dst)
       return false;
     // Registers match, do the subregisters line up?
-    return compose(subIdx_, SrcSub) == DstSub;
+    return compose(TRI, SubIdx, SrcSub) == DstSub;
   }
 }
 
@@ -254,9 +376,6 @@ void RegisterCoalescer::getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
   AU.addRequired<MachineLoopInfo>();
   AU.addPreserved<MachineLoopInfo>();
   AU.addPreservedID(MachineDominatorsID);
-  AU.addPreservedID(StrongPHIEliminationID);
-  AU.addPreservedID(PHIEliminationID);
-  AU.addPreservedID(TwoAddressInstructionPassID);
   MachineFunctionPass::getAnalysisUsage(AU);
 }
 
@@ -272,7 +391,7 @@ void RegisterCoalescer::markAsJoined(MachineInstr *CopyMI) {
       I->setIsUndef(true);
 }
 
-/// AdjustCopiesBackFrom - We found a non-trivially-coalescable copy with IntA
+/// adjustCopiesBackFrom - We found a non-trivially-coalescable copy with IntA
 /// being the source and IntB being the dest, thus this defines a value number
 /// in IntB.  If the source value number (in IntA) is defined by a copy from B,
 /// see if we can merge these two pieces of B into a single value number,
@@ -287,18 +406,18 @@ void RegisterCoalescer::markAsJoined(MachineInstr *CopyMI) {
 ///
 /// This returns true if an interval was modified.
 ///
-bool RegisterCoalescer::AdjustCopiesBackFrom(const CoalescerPair &CP,
-                                                    MachineInstr *CopyMI) {
+bool RegisterCoalescer::adjustCopiesBackFrom(const CoalescerPair &CP,
+                                             MachineInstr *CopyMI) {
   // Bail if there is no dst interval - can happen when merging physical subreg
   // operations.
-  if (!li_->hasInterval(CP.getDstReg()))
+  if (!LIS->hasInterval(CP.getDstReg()))
     return false;
 
   LiveInterval &IntA =
-    li_->getInterval(CP.isFlipped() ? CP.getDstReg() : CP.getSrcReg());
+    LIS->getInterval(CP.isFlipped() ? CP.getDstReg() : CP.getSrcReg());
   LiveInterval &IntB =
-    li_->getInterval(CP.isFlipped() ? CP.getSrcReg() : CP.getDstReg());
-  SlotIndex CopyIdx = li_->getInstructionIndex(CopyMI).getDefIndex();
+    LIS->getInterval(CP.isFlipped() ? CP.getSrcReg() : CP.getDstReg());
+  SlotIndex CopyIdx = LIS->getInstructionIndex(CopyMI).getRegSlot();
 
   // BValNo is a value number in B that is defined by a copy from A.  'B3' in
   // the example above.
@@ -309,40 +428,19 @@ bool RegisterCoalescer::AdjustCopiesBackFrom(const CoalescerPair &CP,
   // Get the location that B is defined at.  Two options: either this value has
   // an unknown definition point or it is defined at CopyIdx.  If unknown, we
   // can't process it.
-  if (!BValNo->isDefByCopy()) return false;
-  assert(BValNo->def == CopyIdx && "Copy doesn't define the value?");
+  if (BValNo->def != CopyIdx) return false;
 
   // AValNo is the value number in A that defines the copy, A3 in the example.
-  SlotIndex CopyUseIdx = CopyIdx.getUseIndex();
+  SlotIndex CopyUseIdx = CopyIdx.getRegSlot(true);
   LiveInterval::iterator ALR = IntA.FindLiveRangeContaining(CopyUseIdx);
   // The live range might not exist after fun with physreg coalescing.
   if (ALR == IntA.end()) return false;
   VNInfo *AValNo = ALR->valno;
-  // If it's re-defined by an early clobber somewhere in the live range, then
-  // it's not safe to eliminate the copy. FIXME: This is a temporary workaround.
-  // See PR3149:
-  // 172     %ECX<def> = MOV32rr %reg1039<kill>
-  // 180     INLINEASM <es:subl $5,$1
-  //         sbbl $3,$0>, 10, %EAX<def>, 14, %ECX<earlyclobber,def>, 9,
-  //         %EAX<kill>,
-  // 36, <fi#0>, 1, %reg0, 0, 9, %ECX<kill>, 36, <fi#1>, 1, %reg0, 0
-  // 188     %EAX<def> = MOV32rr %EAX<kill>
-  // 196     %ECX<def> = MOV32rr %ECX<kill>
-  // 204     %ECX<def> = MOV32rr %ECX<kill>
-  // 212     %EAX<def> = MOV32rr %EAX<kill>
-  // 220     %EAX<def> = MOV32rr %EAX
-  // 228     %reg1039<def> = MOV32rr %ECX<kill>
-  // The early clobber operand ties ECX input to the ECX def.
-  //
-  // The live interval of ECX is represented as this:
-  // %reg20,inf = [46,47:1)[174,230:0)  0@174-(230) 1@46-(47)
-  // The coalescer has no idea there was a def in the middle of [174,230].
-  if (AValNo->hasRedefByEC())
-    return false;
 
   // If AValNo is defined as a copy from IntB, we can potentially process this.
   // Get the instruction that defines this value number.
-  if (!CP.isCoalescable(AValNo->getCopy()))
+  MachineInstr *ACopyMI = LIS->getInstructionFromIndex(AValNo->def);
+  if (!CP.isCoalescable(ACopyMI))
     return false;
 
   // Get the LiveRange in IntB that this value number starts with.
@@ -354,7 +452,7 @@ bool RegisterCoalescer::AdjustCopiesBackFrom(const CoalescerPair &CP,
   // Make sure that the end of the live range is inside the same block as
   // CopyMI.
   MachineInstr *ValLREndInst =
-    li_->getInstructionFromIndex(ValLR->end.getPrevSlot());
+    LIS->getInstructionFromIndex(ValLR->end.getPrevSlot());
   if (!ValLREndInst || ValLREndInst->getParent() != CopyMI->getParent())
     return false;
 
@@ -367,11 +465,11 @@ bool RegisterCoalescer::AdjustCopiesBackFrom(const CoalescerPair &CP,
   // of its aliases is overlapping the live interval of the virtual register.
   // If so, do not coalesce.
   if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(IntB.reg)) {
-    for (const unsigned *AS = tri_->getAliasSet(IntB.reg); *AS; ++AS)
-      if (li_->hasInterval(*AS) && IntA.overlaps(li_->getInterval(*AS))) {
+    for (const uint16_t *AS = TRI->getAliasSet(IntB.reg); *AS; ++AS)
+      if (LIS->hasInterval(*AS) && IntA.overlaps(LIS->getInterval(*AS))) {
         DEBUG({
             dbgs() << "\t\tInterfere with alias ";
-            li_->getInterval(*AS).print(dbgs(), tri_);
+            LIS->getInterval(*AS).print(dbgs(), TRI);
           });
         return false;
       }
@@ -379,15 +477,14 @@ bool RegisterCoalescer::AdjustCopiesBackFrom(const CoalescerPair &CP,
 
   DEBUG({
       dbgs() << "Extending: ";
-      IntB.print(dbgs(), tri_);
+      IntB.print(dbgs(), TRI);
     });
 
   SlotIndex FillerStart = ValLR->end, FillerEnd = BLR->start;
   // We are about to delete CopyMI, so need to remove it as the 'instruction
   // that defines this value #'. Update the valnum with the new defining
   // instruction #.
-  BValNo->def  = FillerStart;
-  BValNo->setCopy(0);
+  BValNo->def = FillerStart;
 
   // Okay, we can merge them.  We need to insert a new liverange:
   // [ValLR.end, BLR.begin) of either value number, then we merge the
@@ -397,13 +494,13 @@ bool RegisterCoalescer::AdjustCopiesBackFrom(const CoalescerPair &CP,
   // If the IntB live range is assigned to a physical register, and if that
   // physreg has sub-registers, update their live intervals as well.
   if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(IntB.reg)) {
-    for (const unsigned *SR = tri_->getSubRegisters(IntB.reg); *SR; ++SR) {
-      if (!li_->hasInterval(*SR))
+    for (const uint16_t *SR = TRI->getSubRegisters(IntB.reg); *SR; ++SR) {
+      if (!LIS->hasInterval(*SR))
         continue;
-      LiveInterval &SRLI = li_->getInterval(*SR);
+      LiveInterval &SRLI = LIS->getInterval(*SR);
       SRLI.addRange(LiveRange(FillerStart, FillerEnd,
-                              SRLI.getNextValue(FillerStart, 0,
-                                                li_->getVNInfoAllocator())));
+                              SRLI.getNextValue(FillerStart,
+                                                LIS->getVNInfoAllocator())));
     }
   }
 
@@ -418,7 +515,7 @@ bool RegisterCoalescer::AdjustCopiesBackFrom(const CoalescerPair &CP,
   }
   DEBUG({
       dbgs() << "   result = ";
-      IntB.print(dbgs(), tri_);
+      IntB.print(dbgs(), TRI);
       dbgs() << "\n";
     });
 
@@ -429,22 +526,24 @@ bool RegisterCoalescer::AdjustCopiesBackFrom(const CoalescerPair &CP,
     ValLREndInst->getOperand(UIdx).setIsKill(false);
   }
 
-  // If the copy instruction was killing the destination register before the
-  // merge, find the last use and trim the live range. That will also add the
-  // isKill marker.
+  // Rewrite the copy. If the copy instruction was killing the destination
+  // register before the merge, find the last use and trim the live range. That
+  // will also add the isKill marker.
+  CopyMI->substituteRegister(IntA.reg, IntB.reg, CP.getSubIdx(),
+                             *TRI);
   if (ALR->end == CopyIdx)
-    li_->shrinkToUses(&IntA);
+    LIS->shrinkToUses(&IntA);
 
   ++numExtends;
   return true;
 }
 
-/// HasOtherReachingDefs - Return true if there are definitions of IntB
+/// hasOtherReachingDefs - Return true if there are definitions of IntB
 /// other than BValNo val# that can reach uses of AValno val# of IntA.
-bool RegisterCoalescer::HasOtherReachingDefs(LiveInterval &IntA,
-                                                    LiveInterval &IntB,
-                                                    VNInfo *AValNo,
-                                                    VNInfo *BValNo) {
+bool RegisterCoalescer::hasOtherReachingDefs(LiveInterval &IntA,
+                                             LiveInterval &IntB,
+                                             VNInfo *AValNo,
+                                             VNInfo *BValNo) {
   for (LiveInterval::iterator AI = IntA.begin(), AE = IntA.end();
        AI != AE; ++AI) {
     if (AI->valno != AValNo) continue;
@@ -464,7 +563,7 @@ bool RegisterCoalescer::HasOtherReachingDefs(LiveInterval &IntA,
   return false;
 }
 
-/// RemoveCopyByCommutingDef - We found a non-trivially-coalescable copy with
+/// removeCopyByCommutingDef - We found a non-trivially-coalescable copy with
 /// IntA being the source and IntB being the dest, thus this defines a value
 /// number in IntB.  If the source value number (in IntA) is defined by a
 /// commutable instruction and its other operand is coalesced to the copy dest
@@ -487,8 +586,8 @@ bool RegisterCoalescer::HasOtherReachingDefs(LiveInterval &IntA,
 ///
 /// This returns true if an interval was modified.
 ///
-bool RegisterCoalescer::RemoveCopyByCommutingDef(const CoalescerPair &CP,
-                                                        MachineInstr *CopyMI) {
+bool RegisterCoalescer::removeCopyByCommutingDef(const CoalescerPair &CP,
+                                                 MachineInstr *CopyMI) {
   // FIXME: For now, only eliminate the copy by commuting its def when the
   // source register is a virtual register. We want to guard against cases
   // where the copy is a back edge copy and commuting the def lengthen the
@@ -497,37 +596,36 @@ bool RegisterCoalescer::RemoveCopyByCommutingDef(const CoalescerPair &CP,
     return false;
 
   // Bail if there is no dst interval.
-  if (!li_->hasInterval(CP.getDstReg()))
+  if (!LIS->hasInterval(CP.getDstReg()))
     return false;
 
-  SlotIndex CopyIdx = li_->getInstructionIndex(CopyMI).getDefIndex();
+  SlotIndex CopyIdx = LIS->getInstructionIndex(CopyMI).getRegSlot();
 
   LiveInterval &IntA =
-    li_->getInterval(CP.isFlipped() ? CP.getDstReg() : CP.getSrcReg());
+    LIS->getInterval(CP.isFlipped() ? CP.getDstReg() : CP.getSrcReg());
   LiveInterval &IntB =
-    li_->getInterval(CP.isFlipped() ? CP.getSrcReg() : CP.getDstReg());
+    LIS->getInterval(CP.isFlipped() ? CP.getSrcReg() : CP.getDstReg());
 
   // BValNo is a value number in B that is defined by a copy from A. 'B3' in
   // the example above.
   VNInfo *BValNo = IntB.getVNInfoAt(CopyIdx);
-  if (!BValNo || !BValNo->isDefByCopy())
+  if (!BValNo || BValNo->def != CopyIdx)
     return false;
 
   assert(BValNo->def == CopyIdx && "Copy doesn't define the value?");
 
   // AValNo is the value number in A that defines the copy, A3 in the example.
-  VNInfo *AValNo = IntA.getVNInfoAt(CopyIdx.getUseIndex());
+  VNInfo *AValNo = IntA.getVNInfoAt(CopyIdx.getRegSlot(true));
   assert(AValNo && "COPY source not live");
 
   // If other defs can reach uses of this def, then it's not safe to perform
   // the optimization.
   if (AValNo->isPHIDef() || AValNo->isUnused() || AValNo->hasPHIKill())
     return false;
-  MachineInstr *DefMI = li_->getInstructionFromIndex(AValNo->def);
+  MachineInstr *DefMI = LIS->getInstructionFromIndex(AValNo->def);
   if (!DefMI)
     return false;
-  const TargetInstrDesc &TID = DefMI->getDesc();
-  if (!TID.isCommutable())
+  if (!DefMI->isCommutable())
     return false;
   // If DefMI is a two-address instruction then commuting it will change the
   // destination register.
@@ -537,7 +635,7 @@ bool RegisterCoalescer::RemoveCopyByCommutingDef(const CoalescerPair &CP,
   if (!DefMI->isRegTiedToUseOperand(DefIdx, &UseOpIdx))
     return false;
   unsigned Op1, Op2, NewDstIdx;
-  if (!tii_->findCommutedOpIndices(DefMI, Op1, Op2))
+  if (!TII->findCommutedOpIndices(DefMI, Op1, Op2))
     return false;
   if (Op1 == UseOpIdx)
     NewDstIdx = Op2;
@@ -553,24 +651,24 @@ bool RegisterCoalescer::RemoveCopyByCommutingDef(const CoalescerPair &CP,
 
   // Make sure there are no other definitions of IntB that would reach the
   // uses which the new definition can reach.
-  if (HasOtherReachingDefs(IntA, IntB, AValNo, BValNo))
+  if (hasOtherReachingDefs(IntA, IntB, AValNo, BValNo))
     return false;
 
   // Abort if the aliases of IntB.reg have values that are not simply the
   // clobbers from the superreg.
   if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(IntB.reg))
-    for (const unsigned *AS = tri_->getAliasSet(IntB.reg); *AS; ++AS)
-      if (li_->hasInterval(*AS) &&
-          HasOtherReachingDefs(IntA, li_->getInterval(*AS), AValNo, 0))
+    for (const uint16_t *AS = TRI->getAliasSet(IntB.reg); *AS; ++AS)
+      if (LIS->hasInterval(*AS) &&
+          hasOtherReachingDefs(IntA, LIS->getInterval(*AS), AValNo, 0))
         return false;
 
   // If some of the uses of IntA.reg is already coalesced away, return false.
   // It's not possible to determine whether it's safe to perform the coalescing.
-  for (MachineRegisterInfo::use_nodbg_iterator UI = 
-         mri_->use_nodbg_begin(IntA.reg), 
-       UE = mri_->use_nodbg_end(); UI != UE; ++UI) {
+  for (MachineRegisterInfo::use_nodbg_iterator UI =
+         MRI->use_nodbg_begin(IntA.reg),
+       UE = MRI->use_nodbg_end(); UI != UE; ++UI) {
     MachineInstr *UseMI = &*UI;
-    SlotIndex UseIdx = li_->getInstructionIndex(UseMI);
+    SlotIndex UseIdx = LIS->getInstructionIndex(UseMI);
     LiveInterval::iterator ULR = IntA.FindLiveRangeContaining(UseIdx);
     if (ULR == IntA.end())
       continue;
@@ -578,22 +676,23 @@ bool RegisterCoalescer::RemoveCopyByCommutingDef(const CoalescerPair &CP,
       return false;
   }
 
-  DEBUG(dbgs() << "\tRemoveCopyByCommutingDef: " << AValNo->def << '\t'
+  DEBUG(dbgs() << "\tremoveCopyByCommutingDef: " << AValNo->def << '\t'
                << *DefMI);
 
   // At this point we have decided that it is legal to do this
   // transformation.  Start by commuting the instruction.
   MachineBasicBlock *MBB = DefMI->getParent();
-  MachineInstr *NewMI = tii_->commuteInstruction(DefMI);
+  MachineInstr *NewMI = TII->commuteInstruction(DefMI);
   if (!NewMI)
     return false;
   if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(IntA.reg) &&
       TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(IntB.reg) &&
-      !mri_->constrainRegClass(IntB.reg, mri_->getRegClass(IntA.reg)))
+      !MRI->constrainRegClass(IntB.reg, MRI->getRegClass(IntA.reg)))
     return false;
   if (NewMI != DefMI) {
-    li_->ReplaceMachineInstrInMaps(DefMI, NewMI);
-    MBB->insert(DefMI, NewMI);
+    LIS->ReplaceMachineInstrInMaps(DefMI, NewMI);
+    MachineBasicBlock::iterator Pos = DefMI;
+    MBB->insert(Pos, NewMI);
     MBB->erase(DefMI);
   }
   unsigned OpIdx = NewMI->findRegisterUseOperandIdx(IntA.reg, false);
@@ -609,8 +708,8 @@ bool RegisterCoalescer::RemoveCopyByCommutingDef(const CoalescerPair &CP,
   //   = B
 
   // Update uses of IntA of the specific Val# with IntB.
-  for (MachineRegisterInfo::use_iterator UI = mri_->use_begin(IntA.reg),
-         UE = mri_->use_end(); UI != UE;) {
+  for (MachineRegisterInfo::use_iterator UI = MRI->use_begin(IntA.reg),
+         UE = MRI->use_end(); UI != UE;) {
     MachineOperand &UseMO = UI.getOperand();
     MachineInstr *UseMI = &*UI;
     ++UI;
@@ -622,12 +721,12 @@ bool RegisterCoalescer::RemoveCopyByCommutingDef(const CoalescerPair &CP,
       UseMO.setReg(NewReg);
       continue;
     }
-    SlotIndex UseIdx = li_->getInstructionIndex(UseMI).getUseIndex();
+    SlotIndex UseIdx = LIS->getInstructionIndex(UseMI).getRegSlot(true);
     LiveInterval::iterator ULR = IntA.FindLiveRangeContaining(UseIdx);
     if (ULR == IntA.end() || ULR->valno != AValNo)
       continue;
     if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(NewReg))
-      UseMO.substPhysReg(NewReg, *tri_);
+      UseMO.substPhysReg(NewReg, *TRI);
     else
       UseMO.setReg(NewReg);
     if (UseMI == CopyMI)
@@ -640,7 +739,7 @@ bool RegisterCoalescer::RemoveCopyByCommutingDef(const CoalescerPair &CP,
 
     // This copy will become a noop. If it's defining a new val#, merge it into
     // BValNo.
-    SlotIndex DefIdx = UseIdx.getDefIndex();
+    SlotIndex DefIdx = UseIdx.getRegSlot();
     VNInfo *DVNI = IntB.getVNInfoAt(DefIdx);
     if (!DVNI)
       continue;
@@ -654,7 +753,6 @@ bool RegisterCoalescer::RemoveCopyByCommutingDef(const CoalescerPair &CP,
   // is updated.
   VNInfo *ValNo = BValNo;
   ValNo->def = AValNo->def;
-  ValNo->setCopy(0);
   for (LiveInterval::iterator AI = IntA.begin(), AE = IntA.end();
        AI != AE; ++AI) {
     if (AI->valno != AValNo) continue;
@@ -668,84 +766,90 @@ bool RegisterCoalescer::RemoveCopyByCommutingDef(const CoalescerPair &CP,
   return true;
 }
 
-/// ReMaterializeTrivialDef - If the source of a copy is defined by a trivial
+/// reMaterializeTrivialDef - If the source of a copy is defined by a trivial
 /// computation, replace the copy by rematerialize the definition.
-bool RegisterCoalescer::ReMaterializeTrivialDef(LiveInterval &SrcInt,
-                                                       bool preserveSrcInt,
-                                                       unsigned DstReg,
-                                                       unsigned DstSubIdx,
-                                                       MachineInstr *CopyMI) {
-  SlotIndex CopyIdx = li_->getInstructionIndex(CopyMI).getUseIndex();
+bool RegisterCoalescer::reMaterializeTrivialDef(LiveInterval &SrcInt,
+                                                bool preserveSrcInt,
+                                                unsigned DstReg,
+                                                MachineInstr *CopyMI) {
+  SlotIndex CopyIdx = LIS->getInstructionIndex(CopyMI).getRegSlot(true);
   LiveInterval::iterator SrcLR = SrcInt.FindLiveRangeContaining(CopyIdx);
   assert(SrcLR != SrcInt.end() && "Live range not found!");
   VNInfo *ValNo = SrcLR->valno;
-  // If other defs can reach uses of this def, then it's not safe to perform
-  // the optimization.
-  if (ValNo->isPHIDef() || ValNo->isUnused() || ValNo->hasPHIKill())
+  if (ValNo->isPHIDef() || ValNo->isUnused())
     return false;
-  MachineInstr *DefMI = li_->getInstructionFromIndex(ValNo->def);
+  MachineInstr *DefMI = LIS->getInstructionFromIndex(ValNo->def);
   if (!DefMI)
     return false;
   assert(DefMI && "Defining instruction disappeared");
-  const TargetInstrDesc &TID = DefMI->getDesc();
-  if (!TID.isAsCheapAsAMove())
+  if (!DefMI->isAsCheapAsAMove())
     return false;
-  if (!tii_->isTriviallyReMaterializable(DefMI, AA))
+  if (!TII->isTriviallyReMaterializable(DefMI, AA))
     return false;
   bool SawStore = false;
-  if (!DefMI->isSafeToMove(tii_, AA, SawStore))
+  if (!DefMI->isSafeToMove(TII, AA, SawStore))
     return false;
-  if (TID.getNumDefs() != 1)
+  const MCInstrDesc &MCID = DefMI->getDesc();
+  if (MCID.getNumDefs() != 1)
     return false;
   if (!DefMI->isImplicitDef()) {
     // Make sure the copy destination register class fits the instruction
     // definition register class. The mismatch can happen as a result of earlier
     // extract_subreg, insert_subreg, subreg_to_reg coalescing.
-    const TargetRegisterClass *RC = tii_->getRegClass(TID, 0, tri_);
+    const TargetRegisterClass *RC = TII->getRegClass(MCID, 0, TRI, *MF);
     if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(DstReg)) {
-      if (mri_->getRegClass(DstReg) != RC)
+      if (MRI->getRegClass(DstReg) != RC)
         return false;
     } else if (!RC->contains(DstReg))
       return false;
   }
 
-  // If destination register has a sub-register index on it, make sure it
-  // matches the instruction register class.
-  if (DstSubIdx) {
-    const TargetInstrDesc &TID = DefMI->getDesc();
-    if (TID.getNumDefs() != 1)
-      return false;
-    const TargetRegisterClass *DstRC = mri_->getRegClass(DstReg);
-    const TargetRegisterClass *DstSubRC =
-      DstRC->getSubRegisterRegClass(DstSubIdx);
-    const TargetRegisterClass *DefRC = tii_->getRegClass(TID, 0, tri_);
-    if (DefRC == DstRC)
-      DstSubIdx = 0;
-    else if (DefRC != DstSubRC)
-      return false;
-  }
-
-  RemoveCopyFlag(DstReg, CopyMI);
-
   MachineBasicBlock *MBB = CopyMI->getParent();
   MachineBasicBlock::iterator MII =
     llvm::next(MachineBasicBlock::iterator(CopyMI));
-  tii_->reMaterialize(*MBB, MII, DstReg, DstSubIdx, DefMI, *tri_);
+  TII->reMaterialize(*MBB, MII, DstReg, 0, DefMI, *TRI);
   MachineInstr *NewMI = prior(MII);
 
+  // NewMI may have dead implicit defs (E.g. EFLAGS for MOV<bits>r0 on X86).
+  // We need to remember these so we can add intervals once we insert
+  // NewMI into SlotIndexes.
+  SmallVector<unsigned, 4> NewMIImplDefs;
+  for (unsigned i = NewMI->getDesc().getNumOperands(),
+         e = NewMI->getNumOperands(); i != e; ++i) {
+    MachineOperand &MO = NewMI->getOperand(i);
+    if (MO.isReg()) {
+      assert(MO.isDef() && MO.isImplicit() && MO.isDead() &&
+             TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(MO.getReg()));
+      NewMIImplDefs.push_back(MO.getReg());
+    }
+  }
+
   // CopyMI may have implicit operands, transfer them over to the newly
   // rematerialized instruction. And update implicit def interval valnos.
   for (unsigned i = CopyMI->getDesc().getNumOperands(),
          e = CopyMI->getNumOperands(); i != e; ++i) {
     MachineOperand &MO = CopyMI->getOperand(i);
-    if (MO.isReg() && MO.isImplicit())
-      NewMI->addOperand(MO);
-    if (MO.isDef())
-      RemoveCopyFlag(MO.getReg(), CopyMI);
+    if (MO.isReg()) {
+      assert(MO.isImplicit() && "No explicit operands after implict operands.");
+      // Discard VReg implicit defs.
+      if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(MO.getReg())) {
+        NewMI->addOperand(MO);
+      }
+    }
+  }
+
+  LIS->ReplaceMachineInstrInMaps(CopyMI, NewMI);
+
+  SlotIndex NewMIIdx = LIS->getInstructionIndex(NewMI);
+  for (unsigned i = 0, e = NewMIImplDefs.size(); i != e; ++i) {
+    unsigned reg = NewMIImplDefs[i];
+    LiveInterval &li = LIS->getInterval(reg);
+    VNInfo *DeadDefVN = li.getNextValue(NewMIIdx.getRegSlot(),
+                                        LIS->getVNInfoAllocator());
+    LiveRange lr(NewMIIdx.getRegSlot(), NewMIIdx.getDeadSlot(), DeadDefVN);
+    li.addRange(lr);
   }
 
-  NewMI->copyImplicitOps(CopyMI);
-  li_->ReplaceMachineInstrInMaps(CopyMI, NewMI);
   CopyMI->eraseFromParent();
   ReMatCopies.insert(CopyMI);
   ReMatDefs.insert(DefMI);
@@ -754,81 +858,113 @@ bool RegisterCoalescer::ReMaterializeTrivialDef(LiveInterval &SrcInt,
 
   // The source interval can become smaller because we removed a use.
   if (preserveSrcInt)
-    li_->shrinkToUses(&SrcInt);
+    LIS->shrinkToUses(&SrcInt);
+
+  return true;
+}
+
+/// eliminateUndefCopy - ProcessImpicitDefs may leave some copies of <undef>
+/// values, it only removes local variables. When we have a copy like:
+///
+///   %vreg1 = COPY %vreg2<undef>
+///
+/// We delete the copy and remove the corresponding value number from %vreg1.
+/// Any uses of that value number are marked as <undef>.
+bool RegisterCoalescer::eliminateUndefCopy(MachineInstr *CopyMI,
+                                           const CoalescerPair &CP) {
+  SlotIndex Idx = LIS->getInstructionIndex(CopyMI);
+  LiveInterval *SrcInt = &LIS->getInterval(CP.getSrcReg());
+  if (SrcInt->liveAt(Idx))
+    return false;
+  LiveInterval *DstInt = &LIS->getInterval(CP.getDstReg());
+  if (DstInt->liveAt(Idx))
+    return false;
 
+  // No intervals are live-in to CopyMI - it is undef.
+  if (CP.isFlipped())
+    DstInt = SrcInt;
+  SrcInt = 0;
+
+  VNInfo *DeadVNI = DstInt->getVNInfoAt(Idx.getRegSlot());
+  assert(DeadVNI && "No value defined in DstInt");
+  DstInt->removeValNo(DeadVNI);
+
+  // Find new undef uses.
+  for (MachineRegisterInfo::reg_nodbg_iterator
+         I = MRI->reg_nodbg_begin(DstInt->reg), E = MRI->reg_nodbg_end();
+       I != E; ++I) {
+    MachineOperand &MO = I.getOperand();
+    if (MO.isDef() || MO.isUndef())
+      continue;
+    MachineInstr *MI = MO.getParent();
+    SlotIndex Idx = LIS->getInstructionIndex(MI);
+    if (DstInt->liveAt(Idx))
+      continue;
+    MO.setIsUndef(true);
+    DEBUG(dbgs() << "\tnew undef: " << Idx << '\t' << *MI);
+  }
   return true;
 }
 
-/// UpdateRegDefsUses - Replace all defs and uses of SrcReg to DstReg and
+/// updateRegDefsUses - Replace all defs and uses of SrcReg to DstReg and
 /// update the subregister number if it is not zero. If DstReg is a
 /// physical register and the existing subregister number of the def / use
 /// being updated is not zero, make sure to set it to the correct physical
 /// subregister.
-void
-RegisterCoalescer::UpdateRegDefsUses(const CoalescerPair &CP) {
+void RegisterCoalescer::updateRegDefsUses(const CoalescerPair &CP) {
   bool DstIsPhys = CP.isPhys();
   unsigned SrcReg = CP.getSrcReg();
   unsigned DstReg = CP.getDstReg();
   unsigned SubIdx = CP.getSubIdx();
 
   // Update LiveDebugVariables.
-  ldv_->renameRegister(SrcReg, DstReg, SubIdx);
+  LDV->renameRegister(SrcReg, DstReg, SubIdx);
 
-  for (MachineRegisterInfo::reg_iterator I = mri_->reg_begin(SrcReg);
+  for (MachineRegisterInfo::reg_iterator I = MRI->reg_begin(SrcReg);
        MachineInstr *UseMI = I.skipInstruction();) {
     // A PhysReg copy that won't be coalesced can perhaps be rematerialized
     // instead.
     if (DstIsPhys) {
-      if (UseMI->isCopy() &&
-          !UseMI->getOperand(1).getSubReg() &&
-          !UseMI->getOperand(0).getSubReg() &&
+      if (UseMI->isFullCopy() &&
           UseMI->getOperand(1).getReg() == SrcReg &&
           UseMI->getOperand(0).getReg() != SrcReg &&
           UseMI->getOperand(0).getReg() != DstReg &&
           !JoinedCopies.count(UseMI) &&
-          ReMaterializeTrivialDef(li_->getInterval(SrcReg), false,
-                                  UseMI->getOperand(0).getReg(), 0, UseMI))
+          reMaterializeTrivialDef(LIS->getInterval(SrcReg), false,
+                                  UseMI->getOperand(0).getReg(), UseMI))
         continue;
     }
 
     SmallVector<unsigned,8> Ops;
     bool Reads, Writes;
     tie(Reads, Writes) = UseMI->readsWritesVirtualRegister(SrcReg, &Ops);
-    bool Kills = false, Deads = false;
 
     // Replace SrcReg with DstReg in all UseMI operands.
     for (unsigned i = 0, e = Ops.size(); i != e; ++i) {
       MachineOperand &MO = UseMI->getOperand(Ops[i]);
-      Kills |= MO.isKill();
-      Deads |= MO.isDead();
+
+      // Make sure we don't create read-modify-write defs accidentally.  We
+      // assume here that a SrcReg def cannot be joined into a live DstReg.  If
+      // RegisterCoalescer starts tracking partially live registers, we will
+      // need to check the actual LiveInterval to determine if DstReg is live
+      // here.
+      if (SubIdx && !Reads)
+        MO.setIsUndef();
 
       if (DstIsPhys)
-        MO.substPhysReg(DstReg, *tri_);
+        MO.substPhysReg(DstReg, *TRI);
       else
-        MO.substVirtReg(DstReg, SubIdx, *tri_);
+        MO.substVirtReg(DstReg, SubIdx, *TRI);
     }
 
     // This instruction is a copy that will be removed.
     if (JoinedCopies.count(UseMI))
       continue;
 
-    if (SubIdx) {
-      // If UseMI was a simple SrcReg def, make sure we didn't turn it into a
-      // read-modify-write of DstReg.
-      if (Deads)
-        UseMI->addRegisterDead(DstReg, tri_);
-      else if (!Reads && Writes)
-        UseMI->addRegisterDefined(DstReg, tri_);
-
-      // Kill flags apply to the whole physical register.
-      if (DstIsPhys && Kills)
-        UseMI->addRegisterKilled(DstReg, tri_);
-    }
-
     DEBUG({
         dbgs() << "\t\tupdated: ";
         if (!UseMI->isDebugValue())
-          dbgs() << li_->getInstructionIndex(UseMI) << "\t";
+          dbgs() << LIS->getInstructionIndex(UseMI) << "\t";
         dbgs() << *UseMI;
       });
   }
@@ -837,54 +973,32 @@ RegisterCoalescer::UpdateRegDefsUses(const CoalescerPair &CP) {
 /// removeIntervalIfEmpty - Check if the live interval of a physical register
 /// is empty, if so remove it and also remove the empty intervals of its
 /// sub-registers. Return true if live interval is removed.
-static bool removeIntervalIfEmpty(LiveInterval &li, LiveIntervals *li_,
-                                  const TargetRegisterInfo *tri_) {
+static bool removeIntervalIfEmpty(LiveInterval &li, LiveIntervals *LIS,
+                                  const TargetRegisterInfo *TRI) {
   if (li.empty()) {
     if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(li.reg))
-      for (const unsigned* SR = tri_->getSubRegisters(li.reg); *SR; ++SR) {
-        if (!li_->hasInterval(*SR))
+      for (const uint16_t* SR = TRI->getSubRegisters(li.reg); *SR; ++SR) {
+        if (!LIS->hasInterval(*SR))
           continue;
-        LiveInterval &sli = li_->getInterval(*SR);
+        LiveInterval &sli = LIS->getInterval(*SR);
         if (sli.empty())
-          li_->removeInterval(*SR);
+          LIS->removeInterval(*SR);
       }
-    li_->removeInterval(li.reg);
+    LIS->removeInterval(li.reg);
     return true;
   }
   return false;
 }
 
-/// RemoveDeadDef - If a def of a live interval is now determined dead, remove
+/// removeDeadDef - If a def of a live interval is now determined dead, remove
 /// the val# it defines. If the live interval becomes empty, remove it as well.
-bool RegisterCoalescer::RemoveDeadDef(LiveInterval &li,
-                                             MachineInstr *DefMI) {
-  SlotIndex DefIdx = li_->getInstructionIndex(DefMI).getDefIndex();
+bool RegisterCoalescer::removeDeadDef(LiveInterval &li, MachineInstr *DefMI) {
+  SlotIndex DefIdx = LIS->getInstructionIndex(DefMI).getRegSlot();
   LiveInterval::iterator MLR = li.FindLiveRangeContaining(DefIdx);
   if (DefIdx != MLR->valno->def)
     return false;
   li.removeValNo(MLR->valno);
-  return removeIntervalIfEmpty(li, li_, tri_);
-}
-
-void RegisterCoalescer::RemoveCopyFlag(unsigned DstReg,
-                                              const MachineInstr *CopyMI) {
-  SlotIndex DefIdx = li_->getInstructionIndex(CopyMI).getDefIndex();
-  if (li_->hasInterval(DstReg)) {
-    LiveInterval &LI = li_->getInterval(DstReg);
-    if (const LiveRange *LR = LI.getLiveRangeContaining(DefIdx))
-      if (LR->valno->def == DefIdx)
-        LR->valno->setCopy(0);
-  }
-  if (!TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(DstReg))
-    return;
-  for (const unsigned* AS = tri_->getAliasSet(DstReg); *AS; ++AS) {
-    if (!li_->hasInterval(*AS))
-      continue;
-    LiveInterval &LI = li_->getInterval(*AS);
-    if (const LiveRange *LR = LI.getLiveRangeContaining(DefIdx))
-      if (LR->valno->def == DefIdx)
-        LR->valno->setCopy(0);
-  }
+  return removeIntervalIfEmpty(li, LIS, TRI);
 }
 
 /// shouldJoinPhys - Return true if a copy involving a physreg should be joined.
@@ -893,8 +1007,8 @@ void RegisterCoalescer::RemoveCopyFlag(unsigned DstReg,
 /// are not spillable! If the destination interval uses are far away, think
 /// twice about coalescing them!
 bool RegisterCoalescer::shouldJoinPhys(CoalescerPair &CP) {
-  bool Allocatable = li_->isAllocatable(CP.getDstReg());
-  LiveInterval &JoinVInt = li_->getInterval(CP.getSrcReg());
+  bool Allocatable = LIS->isAllocatable(CP.getDstReg());
+  LiveInterval &JoinVInt = LIS->getInterval(CP.getSrcReg());
 
   /// Always join simple intervals that are defined by a single copy from a
   /// reserved register. This doesn't increase register pressure, so it is
@@ -917,8 +1031,8 @@ bool RegisterCoalescer::shouldJoinPhys(CoalescerPair &CP) {
   // Don't join with physregs that have a ridiculous number of live
   // ranges. The data structure performance is really bad when that
   // happens.
-  if (li_->hasInterval(CP.getDstReg()) &&
-      li_->getInterval(CP.getDstReg()).ranges.size() > 1000) {
+  if (LIS->hasInterval(CP.getDstReg()) &&
+      LIS->getInterval(CP.getDstReg()).ranges.size() > 1000) {
     ++numAborts;
     DEBUG(dbgs()
           << "\tPhysical register live interval too complicated, abort!\n");
@@ -928,9 +1042,9 @@ bool RegisterCoalescer::shouldJoinPhys(CoalescerPair &CP) {
   // FIXME: Why are we skipping this test for partial copies?
   //        CodeGen/X86/phys_subreg_coalesce-3.ll needs it.
   if (!CP.isPartial()) {
-    const TargetRegisterClass *RC = mri_->getRegClass(CP.getSrcReg());
+    const TargetRegisterClass *RC = MRI->getRegClass(CP.getSrcReg());
     unsigned Threshold = RegClassInfo.getNumAllocatableRegs(RC) * 2;
-    unsigned Length = li_->getApproximateInstructionCount(JoinVInt);
+    unsigned Length = LIS->getApproximateInstructionCount(JoinVInt);
     if (Length > Threshold) {
       ++numAborts;
       DEBUG(dbgs() << "\tMay tie down a physical register, abort!\n");
@@ -940,71 +1054,21 @@ bool RegisterCoalescer::shouldJoinPhys(CoalescerPair &CP) {
   return true;
 }
 
-/// isWinToJoinCrossClass - Return true if it's profitable to coalesce
-/// two virtual registers from different register classes.
-bool
-RegisterCoalescer::isWinToJoinCrossClass(unsigned SrcReg,
-                                             unsigned DstReg,
-                                             const TargetRegisterClass *SrcRC,
-                                             const TargetRegisterClass *DstRC,
-                                             const TargetRegisterClass *NewRC) {
-  unsigned NewRCCount = RegClassInfo.getNumAllocatableRegs(NewRC);
-  // This heuristics is good enough in practice, but it's obviously not *right*.
-  // 4 is a magic number that works well enough for x86, ARM, etc. It filter
-  // out all but the most restrictive register classes.
-  if (NewRCCount > 4 ||
-      // Early exit if the function is fairly small, coalesce aggressively if
-      // that's the case. For really special register classes with 3 or
-      // fewer registers, be a bit more careful.
-      (li_->getFuncInstructionCount() / NewRCCount) < 8)
-    return true;
-  LiveInterval &SrcInt = li_->getInterval(SrcReg);
-  LiveInterval &DstInt = li_->getInterval(DstReg);
-  unsigned SrcSize = li_->getApproximateInstructionCount(SrcInt);
-  unsigned DstSize = li_->getApproximateInstructionCount(DstInt);
-
-  // Coalesce aggressively if the intervals are small compared to the number of
-  // registers in the new class. The number 4 is fairly arbitrary, chosen to be
-  // less aggressive than the 8 used for the whole function size.
-  const unsigned ThresSize = 4 * NewRCCount;
-  if (SrcSize <= ThresSize && DstSize <= ThresSize)
-    return true;
-
-  // Estimate *register use density*. If it doubles or more, abort.
-  unsigned SrcUses = std::distance(mri_->use_nodbg_begin(SrcReg),
-                                   mri_->use_nodbg_end());
-  unsigned DstUses = std::distance(mri_->use_nodbg_begin(DstReg),
-                                   mri_->use_nodbg_end());
-  unsigned NewUses = SrcUses + DstUses;
-  unsigned NewSize = SrcSize + DstSize;
-  if (SrcRC != NewRC && SrcSize > ThresSize) {
-    unsigned SrcRCCount = RegClassInfo.getNumAllocatableRegs(SrcRC);
-    if (NewUses*SrcSize*SrcRCCount > 2*SrcUses*NewSize*NewRCCount)
-      return false;
-  }
-  if (DstRC != NewRC && DstSize > ThresSize) {
-    unsigned DstRCCount = RegClassInfo.getNumAllocatableRegs(DstRC);
-    if (NewUses*DstSize*DstRCCount > 2*DstUses*NewSize*NewRCCount)
-      return false;
-  }
-  return true;
-}
-
 
-/// JoinCopy - Attempt to join intervals corresponding to SrcReg/DstReg,
+/// 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. 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 RegisterCoalescer::JoinCopy(MachineInstr *CopyMI, bool &Again) {
+bool RegisterCoalescer::joinCopy(MachineInstr *CopyMI, bool &Again) {
 
   Again = false;
   if (JoinedCopies.count(CopyMI) || ReMatCopies.count(CopyMI))
     return false; // Already done.
 
-  DEBUG(dbgs() << li_->getInstructionIndex(CopyMI) << '\t' << *CopyMI);
+  DEBUG(dbgs() << LIS->getInstructionIndex(CopyMI) << '\t' << *CopyMI);
 
-  CoalescerPair CP(*tii_, *tri_);
+  CoalescerPair CP(*TII, *TRI);
   if (!CP.setRegisters(CopyMI)) {
     DEBUG(dbgs() << "\tNot coalescable.\n");
     return false;
@@ -1017,8 +1081,15 @@ bool RegisterCoalescer::JoinCopy(MachineInstr *CopyMI, bool &Again) {
     return false;  // Not coalescable.
   }
 
-  DEBUG(dbgs() << "\tConsidering merging " << PrintReg(CP.getSrcReg(), tri_)
-               << " with " << PrintReg(CP.getDstReg(), tri_, CP.getSubIdx())
+  // Eliminate undefs.
+  if (!CP.isPhys() && eliminateUndefCopy(CopyMI, CP)) {
+    markAsJoined(CopyMI);
+    DEBUG(dbgs() << "\tEliminated copy of <undef> value.\n");
+    return false;  // Not coalescable.
+  }
+
+  DEBUG(dbgs() << "\tConsidering merging " << PrintReg(CP.getSrcReg(), TRI)
+               << " with " << PrintReg(CP.getDstReg(), TRI, CP.getSubIdx())
                << "\n");
 
   // Enforce policies.
@@ -1027,32 +1098,20 @@ bool RegisterCoalescer::JoinCopy(MachineInstr *CopyMI, bool &Again) {
       // Before giving up coalescing, if definition of source is defined by
       // trivial computation, try rematerializing it.
       if (!CP.isFlipped() &&
-          ReMaterializeTrivialDef(li_->getInterval(CP.getSrcReg()), true,
-                                  CP.getDstReg(), 0, CopyMI))
+          reMaterializeTrivialDef(LIS->getInterval(CP.getSrcReg()), true,
+                                  CP.getDstReg(), CopyMI))
         return true;
       return false;
     }
   } else {
-    // Avoid constraining virtual register regclass too much.
-    if (CP.isCrossClass()) {
-      DEBUG(dbgs() << "\tCross-class to " << CP.getNewRC()->getName() << ".\n");
-      if (DisableCrossClassJoin) {
-        DEBUG(dbgs() << "\tCross-class joins disabled.\n");
-        return false;
-      }
-      if (!isWinToJoinCrossClass(CP.getSrcReg(), CP.getDstReg(),
-                                 mri_->getRegClass(CP.getSrcReg()),
-                                 mri_->getRegClass(CP.getDstReg()),
-                                 CP.getNewRC())) {
-        DEBUG(dbgs() << "\tAvoid coalescing to constrained register class.\n");
-        Again = true;  // May be possible to coalesce later.
-        return false;
-      }
-    }
+    DEBUG({
+      if (CP.isCrossClass())
+        dbgs() << "\tCross-class to " << CP.getNewRC()->getName() << ".\n";
+    });
 
     // When possible, let DstReg be the larger interval.
-    if (!CP.getSubIdx() && li_->getInterval(CP.getSrcReg()).ranges.size() >
-                           li_->getInterval(CP.getDstReg()).ranges.size())
+    if (!CP.getSubIdx() && LIS->getInterval(CP.getSrcReg()).ranges.size() >
+                           LIS->getInterval(CP.getDstReg()).ranges.size())
       CP.flip();
   }
 
@@ -1060,20 +1119,20 @@ bool RegisterCoalescer::JoinCopy(MachineInstr *CopyMI, bool &Again) {
   // Otherwise, if one of the intervals being joined is a physreg, this method
   // always canonicalizes DstInt to be it.  The output "SrcInt" will not have
   // been modified, so we can use this information below to update aliases.
-  if (!JoinIntervals(CP)) {
+  if (!joinIntervals(CP)) {
     // Coalescing failed.
 
     // If definition of source is defined by trivial computation, try
     // rematerializing it.
     if (!CP.isFlipped() &&
-        ReMaterializeTrivialDef(li_->getInterval(CP.getSrcReg()), true,
-                                CP.getDstReg(), 0, CopyMI))
+        reMaterializeTrivialDef(LIS->getInterval(CP.getSrcReg()), true,
+                                CP.getDstReg(), CopyMI))
       return true;
 
     // If we can eliminate the copy without merging the live ranges, do so now.
     if (!CP.isPartial()) {
-      if (AdjustCopiesBackFrom(CP, CopyMI) ||
-          RemoveCopyByCommutingDef(CP, CopyMI)) {
+      if (adjustCopiesBackFrom(CP, CopyMI) ||
+          removeCopyByCommutingDef(CP, CopyMI)) {
         markAsJoined(CopyMI);
         DEBUG(dbgs() << "\tTrivial!\n");
         return true;
@@ -1090,24 +1149,24 @@ bool RegisterCoalescer::JoinCopy(MachineInstr *CopyMI, bool &Again) {
   // other. Make sure the resulting register is set to the right register class.
   if (CP.isCrossClass()) {
     ++numCrossRCs;
-    mri_->setRegClass(CP.getDstReg(), CP.getNewRC());
+    MRI->setRegClass(CP.getDstReg(), CP.getNewRC());
   }
 
   // Remember to delete the copy instruction.
   markAsJoined(CopyMI);
 
-  UpdateRegDefsUses(CP);
+  updateRegDefsUses(CP);
 
   // If we have extended the live range of a physical register, make sure we
   // update live-in lists as well.
   if (CP.isPhys()) {
     SmallVector<MachineBasicBlock*, 16> BlockSeq;
-    // JoinIntervals invalidates the VNInfos in SrcInt, but we only need the
+    // joinIntervals invalidates the VNInfos in SrcInt, but we only need the
     // ranges for this, and they are preserved.
-    LiveInterval &SrcInt = li_->getInterval(CP.getSrcReg());
+    LiveInterval &SrcInt = LIS->getInterval(CP.getSrcReg());
     for (LiveInterval::const_iterator I = SrcInt.begin(), E = SrcInt.end();
          I != E; ++I ) {
-      li_->findLiveInMBBs(I->start, I->end, BlockSeq);
+      LIS->findLiveInMBBs(I->start, I->end, BlockSeq);
       for (unsigned idx = 0, size = BlockSeq.size(); idx != size; ++idx) {
         MachineBasicBlock &block = *BlockSeq[idx];
         if (!block.isLiveIn(CP.getDstReg()))
@@ -1117,17 +1176,17 @@ bool RegisterCoalescer::JoinCopy(MachineInstr *CopyMI, bool &Again) {
     }
   }
 
-  // SrcReg is guarateed to be the register whose live interval that is
+  // SrcReg is guaranteed to be the register whose live interval that is
   // being merged.
-  li_->removeInterval(CP.getSrcReg());
+  LIS->removeInterval(CP.getSrcReg());
 
   // Update regalloc hint.
-  tri_->UpdateRegAllocHint(CP.getSrcReg(), CP.getDstReg(), *mf_);
+  TRI->UpdateRegAllocHint(CP.getSrcReg(), CP.getDstReg(), *MF);
 
   DEBUG({
-    LiveInterval &DstInt = li_->getInterval(CP.getDstReg());
+    LiveInterval &DstInt = LIS->getInterval(CP.getDstReg());
     dbgs() << "\tJoined. Result = ";
-    DstInt.print(dbgs(), tri_);
+    DstInt.print(dbgs(), TRI);
     dbgs() << "\n";
   });
 
@@ -1135,6 +1194,96 @@ bool RegisterCoalescer::JoinCopy(MachineInstr *CopyMI, bool &Again) {
   return true;
 }
 
+/// Attempt joining with a reserved physreg.
+bool RegisterCoalescer::joinReservedPhysReg(CoalescerPair &CP) {
+  assert(CP.isPhys() && "Must be a physreg copy");
+  assert(RegClassInfo.isReserved(CP.getDstReg()) && "Not a reserved register");
+  LiveInterval &RHS = LIS->getInterval(CP.getSrcReg());
+  DEBUG({ dbgs() << "\t\tRHS = "; RHS.print(dbgs(), TRI); dbgs() << "\n"; });
+
+  assert(CP.isFlipped() && RHS.containsOneValue() &&
+         "Invalid join with reserved register");
+
+  // Optimization for reserved registers like ESP. We can only merge with a
+  // reserved physreg if RHS has a single value that is a copy of CP.DstReg().
+  // The live range of the reserved register will look like a set of dead defs
+  // - we don't properly track the live range of reserved registers.
+
+  // Deny any overlapping intervals.  This depends on all the reserved
+  // register live ranges to look like dead defs.
+  for (const uint16_t *AS = TRI->getOverlaps(CP.getDstReg()); *AS; ++AS) {
+    if (!LIS->hasInterval(*AS)) {
+      // Make sure at least DstReg itself exists before attempting a join.
+      if (*AS == CP.getDstReg())
+        LIS->getOrCreateInterval(CP.getDstReg());
+      continue;
+    }
+    if (RHS.overlaps(LIS->getInterval(*AS))) {
+      DEBUG(dbgs() << "\t\tInterference: " << PrintReg(*AS, TRI) << '\n');
+      return false;
+    }
+  }
+  // Skip any value computations, we are not adding new values to the
+  // reserved register.  Also skip merging the live ranges, the reserved
+  // register live range doesn't need to be accurate as long as all the
+  // defs are there.
+  return true;
+}
+
+bool RegisterCoalescer::canJoinPhysReg(CoalescerPair &CP) {
+  assert(CP.isPhys() && "Must be a physreg copy");
+  // If a live interval is a physical register, check for interference with any
+  // aliases. The interference check implemented here is a bit more
+  // conservative than the full interfeence check below. We allow overlapping
+  // live ranges only when one is a copy of the other.
+  LiveInterval &RHS = LIS->getInterval(CP.getSrcReg());
+  DEBUG({ dbgs() << "\t\tRHS = "; RHS.print(dbgs(), TRI); dbgs() << "\n"; });
+
+  // Check if a register mask clobbers DstReg.
+  BitVector UsableRegs;
+  if (LIS->checkRegMaskInterference(RHS, UsableRegs) &&
+      !UsableRegs.test(CP.getDstReg())) {
+    DEBUG(dbgs() << "\t\tRegister mask interference.\n");
+    return false;
+  }
+
+  for (const uint16_t *AS = TRI->getAliasSet(CP.getDstReg()); *AS; ++AS){
+    if (!LIS->hasInterval(*AS))
+      continue;
+    const LiveInterval &LHS = LIS->getInterval(*AS);
+    LiveInterval::const_iterator LI = LHS.begin();
+    for (LiveInterval::const_iterator RI = RHS.begin(), RE = RHS.end();
+         RI != RE; ++RI) {
+      LI = std::lower_bound(LI, LHS.end(), RI->start);
+      // Does LHS have an overlapping live range starting before RI?
+      if ((LI != LHS.begin() && LI[-1].end > RI->start) &&
+          (RI->start != RI->valno->def ||
+           !CP.isCoalescable(LIS->getInstructionFromIndex(RI->start)))) {
+        DEBUG({
+          dbgs() << "\t\tInterference from alias: ";
+          LHS.print(dbgs(), TRI);
+          dbgs() << "\n\t\tOverlap at " << RI->start << " and no copy.\n";
+        });
+        return false;
+      }
+
+      // Check that LHS ranges beginning in this range are copies.
+      for (; LI != LHS.end() && LI->start < RI->end; ++LI) {
+        if (LI->start != LI->valno->def ||
+            !CP.isCoalescable(LIS->getInstructionFromIndex(LI->start))) {
+          DEBUG({
+            dbgs() << "\t\tInterference from alias: ";
+            LHS.print(dbgs(), TRI);
+            dbgs() << "\n\t\tDef at " << LI->start << " is not a copy.\n";
+          });
+          return false;
+        }
+      }
+    }
+  }
+  return true;
+}
+
 /// ComputeUltimateVN - Assuming we are going to join two live intervals,
 /// compute what the resultant value numbers for each value in the input two
 /// ranges will be.  This is complicated by copies between the two which can
@@ -1186,53 +1335,90 @@ static unsigned ComputeUltimateVN(VNInfo *VNI,
   return ThisValNoAssignments[VN] = UltimateVN;
 }
 
-/// JoinIntervals - Attempt to join these two intervals.  On failure, this
-/// returns false.
-bool RegisterCoalescer::JoinIntervals(CoalescerPair &CP) {
-  LiveInterval &RHS = li_->getInterval(CP.getSrcReg());
-  DEBUG({ dbgs() << "\t\tRHS = "; RHS.print(dbgs(), tri_); dbgs() << "\n"; });
 
-  // If a live interval is a physical register, check for interference with any
-  // aliases. The interference check implemented here is a bit more conservative
-  // than the full interfeence check below. We allow overlapping live ranges
-  // only when one is a copy of the other.
-  if (CP.isPhys()) {
-    for (const unsigned *AS = tri_->getAliasSet(CP.getDstReg()); *AS; ++AS){
-      if (!li_->hasInterval(*AS))
-        continue;
-      const LiveInterval &LHS = li_->getInterval(*AS);
-      LiveInterval::const_iterator LI = LHS.begin();
-      for (LiveInterval::const_iterator RI = RHS.begin(), RE = RHS.end();
-           RI != RE; ++RI) {
-        LI = std::lower_bound(LI, LHS.end(), RI->start);
-        // Does LHS have an overlapping live range starting before RI?
-        if ((LI != LHS.begin() && LI[-1].end > RI->start) &&
-            (RI->start != RI->valno->def ||
-             !CP.isCoalescable(li_->getInstructionFromIndex(RI->start)))) {
-          DEBUG({
-            dbgs() << "\t\tInterference from alias: ";
-            LHS.print(dbgs(), tri_);
-            dbgs() << "\n\t\tOverlap at " << RI->start << " and no copy.\n";
-          });
-          return false;
-        }
+// Find out if we have something like
+// A = X
+// B = X
+// if so, we can pretend this is actually
+// A = X
+// B = A
+// which allows us to coalesce A and B.
+// VNI is the definition of B. LR is the life range of A that includes
+// the slot just before B. If we return true, we add "B = X" to DupCopies.
+// This implies that A dominates B.
+static bool RegistersDefinedFromSameValue(LiveIntervals &li,
+                                          const TargetRegisterInfo &tri,
+                                          CoalescerPair &CP,
+                                          VNInfo *VNI,
+                                          LiveRange *LR,
+                                     SmallVector<MachineInstr*, 8> &DupCopies) {
+  // FIXME: This is very conservative. For example, we don't handle
+  // physical registers.
+
+  MachineInstr *MI = li.getInstructionFromIndex(VNI->def);
+
+  if (!MI || !MI->isFullCopy() || CP.isPartial() || CP.isPhys())
+    return false;
 
-        // Check that LHS ranges beginning in this range are copies.
-        for (; LI != LHS.end() && LI->start < RI->end; ++LI) {
-          if (LI->start != LI->valno->def ||
-              !CP.isCoalescable(li_->getInstructionFromIndex(LI->start))) {
-            DEBUG({
-              dbgs() << "\t\tInterference from alias: ";
-              LHS.print(dbgs(), tri_);
-              dbgs() << "\n\t\tDef at " << LI->start << " is not a copy.\n";
-            });
-            return false;
-          }
-        }
-      }
-    }
+  unsigned Dst = MI->getOperand(0).getReg();
+  unsigned Src = MI->getOperand(1).getReg();
+
+  if (!TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(Src) ||
+      !TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(Dst))
+    return false;
+
+  unsigned A = CP.getDstReg();
+  unsigned B = CP.getSrcReg();
+
+  if (B == Dst)
+    std::swap(A, B);
+  assert(Dst == A);
+
+  VNInfo *Other = LR->valno;
+  const MachineInstr *OtherMI = li.getInstructionFromIndex(Other->def);
+
+  if (!OtherMI || !OtherMI->isFullCopy())
+    return false;
+
+  unsigned OtherDst = OtherMI->getOperand(0).getReg();
+  unsigned OtherSrc = OtherMI->getOperand(1).getReg();
+
+  if (!TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(OtherSrc) ||
+      !TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(OtherDst))
+    return false;
+
+  assert(OtherDst == B);
+
+  if (Src != OtherSrc)
+    return false;
+
+  // If the copies use two different value numbers of X, we cannot merge
+  // A and B.
+  LiveInterval &SrcInt = li.getInterval(Src);
+  // getVNInfoBefore returns NULL for undef copies. In this case, the
+  // optimization is still safe.
+  if (SrcInt.getVNInfoBefore(Other->def) != SrcInt.getVNInfoBefore(VNI->def))
+    return false;
+
+  DupCopies.push_back(MI);
+
+  return true;
+}
+
+/// joinIntervals - Attempt to join these two intervals.  On failure, this
+/// returns false.
+bool RegisterCoalescer::joinIntervals(CoalescerPair &CP) {
+  // Handle physreg joins separately.
+  if (CP.isPhys()) {
+    if (RegClassInfo.isReserved(CP.getDstReg()))
+      return joinReservedPhysReg(CP);
+    if (!canJoinPhysReg(CP))
+      return false;
   }
 
+  LiveInterval &RHS = LIS->getInterval(CP.getSrcReg());
+  DEBUG({ dbgs() << "\t\tRHS = "; RHS.print(dbgs(), TRI); dbgs() << "\n"; });
+
   // Compute the final value assignment, assuming that the live ranges can be
   // coalesced.
   SmallVector<int, 16> LHSValNoAssignments;
@@ -1241,30 +1427,34 @@ bool RegisterCoalescer::JoinIntervals(CoalescerPair &CP) {
   DenseMap<VNInfo*, VNInfo*> RHSValsDefinedFromLHS;
   SmallVector<VNInfo*, 16> NewVNInfo;
 
-  LiveInterval &LHS = li_->getOrCreateInterval(CP.getDstReg());
-  DEBUG({ dbgs() << "\t\tLHS = "; LHS.print(dbgs(), tri_); dbgs() << "\n"; });
+  SmallVector<MachineInstr*, 8> DupCopies;
+
+  LiveInterval &LHS = LIS->getOrCreateInterval(CP.getDstReg());
+  DEBUG({ dbgs() << "\t\tLHS = "; LHS.print(dbgs(), TRI); dbgs() << "\n"; });
 
   // Loop over the value numbers of the LHS, seeing if any are defined from
   // the RHS.
   for (LiveInterval::vni_iterator i = LHS.vni_begin(), e = LHS.vni_end();
        i != e; ++i) {
     VNInfo *VNI = *i;
-    if (VNI->isUnused() || !VNI->isDefByCopy())  // Src not defined by a copy?
+    if (VNI->isUnused() || VNI->isPHIDef())
       continue;
-
-    // Never join with a register that has EarlyClobber redefs.
-    if (VNI->hasRedefByEC())
-      return false;
-
-    // DstReg is known to be a register in the LHS interval.  If the src is
-    // from the RHS interval, we can use its value #.
-    if (!CP.isCoalescable(VNI->getCopy()))
+    MachineInstr *MI = LIS->getInstructionFromIndex(VNI->def);
+    assert(MI && "Missing def");
+    if (!MI->isCopyLike())  // Src not defined by a copy?
       continue;
 
     // Figure out the value # from the RHS.
     LiveRange *lr = RHS.getLiveRangeContaining(VNI->def.getPrevSlot());
     // The copy could be to an aliased physreg.
     if (!lr) continue;
+
+    // DstReg is known to be a register in the LHS interval.  If the src is
+    // from the RHS interval, we can use its value #.
+    if (!CP.isCoalescable(MI) &&
+        !RegistersDefinedFromSameValue(*LIS, *TRI, CP, VNI, lr, DupCopies))
+      continue;
+
     LHSValsDefinedFromRHS[VNI] = lr->valno;
   }
 
@@ -1273,22 +1463,24 @@ bool RegisterCoalescer::JoinIntervals(CoalescerPair &CP) {
   for (LiveInterval::vni_iterator i = RHS.vni_begin(), e = RHS.vni_end();
        i != e; ++i) {
     VNInfo *VNI = *i;
-    if (VNI->isUnused() || !VNI->isDefByCopy())  // Src not defined by a copy?
+    if (VNI->isUnused() || VNI->isPHIDef())
       continue;
-
-    // Never join with a register that has EarlyClobber redefs.
-    if (VNI->hasRedefByEC())
-      return false;
-
-    // DstReg is known to be a register in the RHS interval.  If the src is
-    // from the LHS interval, we can use its value #.
-    if (!CP.isCoalescable(VNI->getCopy()))
+    MachineInstr *MI = LIS->getInstructionFromIndex(VNI->def);
+    assert(MI && "Missing def");
+    if (!MI->isCopyLike())  // Src not defined by a copy?
       continue;
 
     // Figure out the value # from the LHS.
     LiveRange *lr = LHS.getLiveRangeContaining(VNI->def.getPrevSlot());
     // The copy could be to an aliased physreg.
     if (!lr) continue;
+
+    // DstReg is known to be a register in the RHS interval.  If the src is
+    // from the LHS interval, we can use its value #.
+    if (!CP.isCoalescable(MI) &&
+        !RegistersDefinedFromSameValue(*LIS, *TRI, CP, VNI, lr, DupCopies))
+        continue;
+
     RHSValsDefinedFromLHS[VNI] = lr->valno;
   }
 
@@ -1358,10 +1550,6 @@ bool RegisterCoalescer::JoinIntervals(CoalescerPair &CP) {
       if (LHSValNoAssignments[I->valno->id] !=
           RHSValNoAssignments[J->valno->id])
         return false;
-      // If it's re-defined by an early clobber somewhere in the live range,
-      // then conservatively abort coalescing.
-      if (NewVNInfo[LHSValNoAssignments[I->valno->id]]->hasRedefByEC())
-        return false;
     }
 
     if (I->end < J->end)
@@ -1393,10 +1581,37 @@ bool RegisterCoalescer::JoinIntervals(CoalescerPair &CP) {
   if (RHSValNoAssignments.empty())
     RHSValNoAssignments.push_back(-1);
 
+  SmallVector<unsigned, 8> SourceRegisters;
+  for (SmallVector<MachineInstr*, 8>::iterator I = DupCopies.begin(),
+         E = DupCopies.end(); I != E; ++I) {
+    MachineInstr *MI = *I;
+
+    // We have pretended that the assignment to B in
+    // A = X
+    // B = X
+    // was actually a copy from A. Now that we decided to coalesce A and B,
+    // transform the code into
+    // A = X
+    // X = X
+    // and mark the X as coalesced to keep the illusion.
+    unsigned Src = MI->getOperand(1).getReg();
+    SourceRegisters.push_back(Src);
+    MI->getOperand(0).substVirtReg(Src, 0, *TRI);
+
+    markAsJoined(MI);
+  }
+
+  // If B = X was the last use of X in a liverange, we have to shrink it now
+  // that B = X is gone.
+  for (SmallVector<unsigned, 8>::iterator I = SourceRegisters.begin(),
+         E = SourceRegisters.end(); I != E; ++I) {
+    LIS->shrinkToUses(&LIS->getInterval(*I));
+  }
+
   // If we get here, we know that we can coalesce the live ranges.  Ask the
   // intervals to coalesce themselves now.
   LHS.join(RHS, &LHSValNoAssignments[0], &RHSValNoAssignments[0], NewVNInfo,
-           mri_);
+           MRI);
   return true;
 }
 
@@ -1423,8 +1638,9 @@ namespace {
   };
 }
 
-void RegisterCoalescer::CopyCoalesceInMBB(MachineBasicBlock *MBB,
-                                            std::vector<MachineInstr*> &TryAgain) {
+void
+RegisterCoalescer::copyCoalesceInMBB(MachineBasicBlock *MBB,
+                                     std::vector<MachineInstr*> &TryAgain) {
   DEBUG(dbgs() << MBB->getName() << ":\n");
 
   SmallVector<MachineInstr*, 8> VirtCopies;
@@ -1447,7 +1663,7 @@ void RegisterCoalescer::CopyCoalesceInMBB(MachineBasicBlock *MBB,
 
     bool SrcIsPhys = TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(SrcReg);
     bool DstIsPhys = TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(DstReg);
-    if (li_->hasInterval(SrcReg) && li_->getInterval(SrcReg).empty())
+    if (LIS->hasInterval(SrcReg) && LIS->getInterval(SrcReg).empty())
       ImpDefCopies.push_back(Inst);
     else if (SrcIsPhys || DstIsPhys)
       PhysCopies.push_back(Inst);
@@ -1461,35 +1677,35 @@ void RegisterCoalescer::CopyCoalesceInMBB(MachineBasicBlock *MBB,
   for (unsigned i = 0, e = ImpDefCopies.size(); i != e; ++i) {
     MachineInstr *TheCopy = ImpDefCopies[i];
     bool Again = false;
-    if (!JoinCopy(TheCopy, Again))
+    if (!joinCopy(TheCopy, Again))
       if (Again)
         TryAgain.push_back(TheCopy);
   }
   for (unsigned i = 0, e = PhysCopies.size(); i != e; ++i) {
     MachineInstr *TheCopy = PhysCopies[i];
     bool Again = false;
-    if (!JoinCopy(TheCopy, Again))
+    if (!joinCopy(TheCopy, Again))
       if (Again)
         TryAgain.push_back(TheCopy);
   }
   for (unsigned i = 0, e = VirtCopies.size(); i != e; ++i) {
     MachineInstr *TheCopy = VirtCopies[i];
     bool Again = false;
-    if (!JoinCopy(TheCopy, Again))
+    if (!joinCopy(TheCopy, Again))
       if (Again)
         TryAgain.push_back(TheCopy);
   }
 }
 
-void RegisterCoalescer::joinIntervals() {
+void RegisterCoalescer::joinAllIntervals() {
   DEBUG(dbgs() << "********** JOINING INTERVALS ***********\n");
 
   std::vector<MachineInstr*> TryAgainList;
-  if (loopInfo->empty()) {
+  if (Loops->empty()) {
     // If there are no loops in the function, join intervals in function order.
-    for (MachineFunction::iterator I = mf_->begin(), E = mf_->end();
+    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
@@ -1498,9 +1714,9 @@ void RegisterCoalescer::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){
+    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));
+      MBBs.push_back(std::make_pair(Loops->getLoopDepth(MBB), I));
     }
 
     // Sort by loop depth.
@@ -1508,7 +1724,7 @@ void RegisterCoalescer::joinIntervals() {
 
     // Finally, join intervals in loop nest order.
     for (unsigned i = 0, e = MBBs.size(); i != e; ++i)
-      CopyCoalesceInMBB(MBBs[i].second, TryAgainList);
+      copyCoalesceInMBB(MBBs[i].second, TryAgainList);
   }
 
   // Joining intervals can allow other intervals to be joined.  Iteratively join
@@ -1523,7 +1739,7 @@ void RegisterCoalescer::joinIntervals() {
         continue;
 
       bool Again = false;
-      bool Success = JoinCopy(TheCopy, Again);
+      bool Success = joinCopy(TheCopy, Again);
       if (Success || !Again) {
         TheCopy= 0;   // Mark this one as done.
         ProgressMade = true;
@@ -1539,33 +1755,33 @@ void RegisterCoalescer::releaseMemory() {
 }
 
 bool RegisterCoalescer::runOnMachineFunction(MachineFunction &fn) {
-  mf_ = &fn;
-  mri_ = &fn.getRegInfo();
-  tm_ = &fn.getTarget();
-  tri_ = tm_->getRegisterInfo();
-  tii_ = tm_->getInstrInfo();
-  li_ = &getAnalysis<LiveIntervals>();
-  ldv_ = &getAnalysis<LiveDebugVariables>();
+  MF = &fn;
+  MRI = &fn.getRegInfo();
+  TM = &fn.getTarget();
+  TRI = TM->getRegisterInfo();
+  TII = TM->getInstrInfo();
+  LIS = &getAnalysis<LiveIntervals>();
+  LDV = &getAnalysis<LiveDebugVariables>();
   AA = &getAnalysis<AliasAnalysis>();
-  loopInfo = &getAnalysis<MachineLoopInfo>();
+  Loops = &getAnalysis<MachineLoopInfo>();
 
   DEBUG(dbgs() << "********** SIMPLE REGISTER COALESCING **********\n"
                << "********** Function: "
-               << ((Value*)mf_->getFunction())->getName() << '\n');
+               << ((Value*)MF->getFunction())->getName() << '\n');
 
   if (VerifyCoalescing)
-    mf_->verify(this, "Before register coalescing");
+    MF->verify(this, "Before register coalescing");
 
   RegClassInfo.runOnMachineFunction(fn);
 
   // Join (coalesce) intervals if requested.
   if (EnableJoining) {
-    joinIntervals();
+    joinAllIntervals();
     DEBUG({
         dbgs() << "********** INTERVALS POST JOINING **********\n";
-        for (LiveIntervals::iterator I = li_->begin(), E = li_->end();
+        for (LiveIntervals::iterator I = LIS->begin(), E = LIS->end();
              I != E; ++I){
-          I->second->print(dbgs(), tri_);
+          I->second->print(dbgs(), TRI);
           dbgs() << "\n";
         }
       });
@@ -1573,8 +1789,8 @@ bool RegisterCoalescer::runOnMachineFunction(MachineFunction &fn) {
 
   // Perform a final pass over the instructions and compute spill weights
   // and remove identity moves.
-  SmallVector<unsigned, 4> DeadDefs;
-  for (MachineFunction::iterator mbbi = mf_->begin(), mbbe = mf_->end();
+  SmallVector<unsigned, 4> DeadDefs, InflateRegs;
+  for (MachineFunction::iterator mbbi = MF->begin(), mbbe = MF->end();
        mbbi != mbbe; ++mbbi) {
     MachineBasicBlock* mbb = mbbi;
     for (MachineBasicBlock::iterator mii = mbb->begin(), mie = mbb->end();
@@ -1585,6 +1801,16 @@ bool RegisterCoalescer::runOnMachineFunction(MachineFunction &fn) {
         bool DoDelete = true;
         assert(MI->isCopyLike() && "Unrecognized copy instruction");
         unsigned SrcReg = MI->getOperand(MI->isSubregToReg() ? 2 : 1).getReg();
+        unsigned DstReg = MI->getOperand(0).getReg();
+
+        // Collect candidates for register class inflation.
+        if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(SrcReg) &&
+            RegClassInfo.isProperSubClass(MRI->getRegClass(SrcReg)))
+          InflateRegs.push_back(SrcReg);
+        if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(DstReg) &&
+            RegClassInfo.isProperSubClass(MRI->getRegClass(DstReg)))
+          InflateRegs.push_back(DstReg);
+
         if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(SrcReg) &&
             MI->getNumOperands() > 2)
           // Do not delete extract_subreg, insert_subreg of physical
@@ -1596,8 +1822,8 @@ bool RegisterCoalescer::runOnMachineFunction(MachineFunction &fn) {
 
         if (MI->allDefsAreDead()) {
           if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(SrcReg) &&
-              li_->hasInterval(SrcReg))
-            li_->shrinkToUses(&li_->getInterval(SrcReg));
+              LIS->hasInterval(SrcReg))
+            LIS->shrinkToUses(&LIS->getInterval(SrcReg));
           DoDelete = true;
         }
         if (!DoDelete) {
@@ -1606,10 +1832,10 @@ bool RegisterCoalescer::runOnMachineFunction(MachineFunction &fn) {
             MI->RemoveOperand(3);
             MI->RemoveOperand(1);
           }
-          MI->setDesc(tii_->get(TargetOpcode::KILL));
+          MI->setDesc(TII->get(TargetOpcode::KILL));
           mii = llvm::next(mii);
         } else {
-          li_->RemoveMachineInstrFromMaps(MI);
+          LIS->RemoveMachineInstrFromMaps(MI);
           mii = mbbi->erase(mii);
           ++numPeep;
         }
@@ -1626,12 +1852,16 @@ bool RegisterCoalescer::runOnMachineFunction(MachineFunction &fn) {
           unsigned Reg = MO.getReg();
           if (!Reg)
             continue;
-          if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(Reg))
-            DeadDefs.push_back(Reg);
+          DeadDefs.push_back(Reg);
+          if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(Reg)) {
+            // Remat may also enable register class inflation.
+            if (RegClassInfo.isProperSubClass(MRI->getRegClass(Reg)))
+              InflateRegs.push_back(Reg);
+          }
           if (MO.isDead())
             continue;
           if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(Reg) ||
-              !mri_->use_nodbg_empty(Reg)) {
+              !MRI->use_nodbg_empty(Reg)) {
             isDead = false;
             break;
           }
@@ -1640,9 +1870,9 @@ bool RegisterCoalescer::runOnMachineFunction(MachineFunction &fn) {
           while (!DeadDefs.empty()) {
             unsigned DeadDef = DeadDefs.back();
             DeadDefs.pop_back();
-            RemoveDeadDef(li_->getInterval(DeadDef), MI);
+            removeDeadDef(LIS->getInterval(DeadDef), MI);
           }
-          li_->RemoveMachineInstrFromMaps(mii);
+          LIS->RemoveMachineInstrFromMaps(mii);
           mii = mbbi->erase(mii);
           continue;
         } else
@@ -1652,14 +1882,14 @@ bool RegisterCoalescer::runOnMachineFunction(MachineFunction &fn) {
       ++mii;
 
       // Check for now unnecessary kill flags.
-      if (li_->isNotInMIMap(MI)) continue;
-      SlotIndex DefIdx = li_->getInstructionIndex(MI).getDefIndex();
+      if (LIS->isNotInMIMap(MI)) continue;
+      SlotIndex DefIdx = LIS->getInstructionIndex(MI).getRegSlot();
       for (unsigned i = 0, e = MI->getNumOperands(); i != e; ++i) {
         MachineOperand &MO = MI->getOperand(i);
         if (!MO.isReg() || !MO.isKill()) continue;
         unsigned reg = MO.getReg();
-        if (!reg || !li_->hasInterval(reg)) continue;
-        if (!li_->getInterval(reg).killedAt(DefIdx)) {
+        if (!reg || !LIS->hasInterval(reg)) continue;
+        if (!LIS->getInterval(reg).killedAt(DefIdx)) {
           MO.setIsKill(false);
           continue;
         }
@@ -1667,26 +1897,40 @@ bool RegisterCoalescer::runOnMachineFunction(MachineFunction &fn) {
         // remain alive.
         if (!TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(reg))
           continue;
-        for (const unsigned *SR = tri_->getSubRegisters(reg);
+        for (const uint16_t *SR = TRI->getSubRegisters(reg);
              unsigned S = *SR; ++SR)
-          if (li_->hasInterval(S) && li_->getInterval(S).liveAt(DefIdx))
-            MI->addRegisterDefined(S, tri_);
+          if (LIS->hasInterval(S) && LIS->getInterval(S).liveAt(DefIdx))
+            MI->addRegisterDefined(S, TRI);
       }
     }
   }
 
+  // After deleting a lot of copies, register classes may be less constrained.
+  // Removing sub-register opreands may alow GR32_ABCD -> GR32 and DPR_VFP2 ->
+  // DPR inflation.
+  array_pod_sort(InflateRegs.begin(), InflateRegs.end());
+  InflateRegs.erase(std::unique(InflateRegs.begin(), InflateRegs.end()),
+                    InflateRegs.end());
+  DEBUG(dbgs() << "Trying to inflate " << InflateRegs.size() << " regs.\n");
+  for (unsigned i = 0, e = InflateRegs.size(); i != e; ++i) {
+    unsigned Reg = InflateRegs[i];
+    if (MRI->reg_nodbg_empty(Reg))
+      continue;
+    if (MRI->recomputeRegClass(Reg, *TM)) {
+      DEBUG(dbgs() << PrintReg(Reg) << " inflated to "
+                   << MRI->getRegClass(Reg)->getName() << '\n');
+      ++NumInflated;
+    }
+  }
+
   DEBUG(dump());
-  DEBUG(ldv_->dump());
+  DEBUG(LDV->dump());
   if (VerifyCoalescing)
-    mf_->verify(this, "After register coalescing");
+    MF->verify(this, "After register coalescing");
   return true;
 }
 
 /// print - Implement the dump method.
 void RegisterCoalescer::print(raw_ostream &O, const Module* m) const {
-   li_->print(O, m);
-}
-
-RegisterCoalescer *llvm::createRegisterCoalescer() {
-  return new RegisterCoalescer();
+   LIS->print(O, m);
 }