Allow target intrinsics that return multiple values, i.e., struct types,
[oota-llvm.git] / lib / CodeGen / SimpleRegisterCoalescing.cpp
index 942d8d95cf993bf740c57efa96adf4bfa20a420c..2478612d00605f8bbd89b6588fa1cbc5f8905aad 100644 (file)
@@ -28,6 +28,8 @@
 #include "llvm/Target/TargetOptions.h"
 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
 #include "llvm/Support/Debug.h"
+#include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
+#include "llvm/Support/raw_ostream.h"
 #include "llvm/ADT/SmallSet.h"
 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
 #include "llvm/ADT/STLExtras.h"
@@ -56,8 +58,13 @@ NewHeuristic("new-coalescer-heuristic",
              cl::init(false), cl::Hidden);
 
 static cl::opt<bool>
-CrossClassJoin("join-cross-class-copies",
-               cl::desc("Coalesce cross register class copies"),
+DisableCrossClassJoin("disable-cross-class-join",
+               cl::desc("Avoid coalescing cross register class copies"),
+               cl::init(false), cl::Hidden);
+
+static cl::opt<bool>
+PhysJoinTweak("tweak-phys-join-heuristics",
+               cl::desc("Tweak heuristics for joining phys reg with vr"),
                cl::init(false), cl::Hidden);
 
 static RegisterPass<SimpleRegisterCoalescing> 
@@ -136,7 +143,7 @@ bool SimpleRegisterCoalescing::AdjustCopiesBackFrom(LiveInterval &IntA,
   // 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->redefByEC)
+  if (AValNo->hasRedefByEC())
     return false;
   
   // If AValNo is defined as a copy from IntB, we can potentially process this.  
@@ -193,13 +200,13 @@ bool SimpleRegisterCoalescing::AdjustCopiesBackFrom(LiveInterval &IntA,
   IntB.addRange(LiveRange(FillerStart, FillerEnd, BValNo));
 
   // If the IntB live range is assigned to a physical register, and if that
-  // physreg has aliases, 
+  // physreg has sub-registers, update their live intervals as well. 
   if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(IntB.reg)) {
-    // Update the liveintervals of sub-registers.
-    for (const unsigned *AS = tri_->getSubRegisters(IntB.reg); *AS; ++AS) {
-      LiveInterval &AliasLI = li_->getInterval(*AS);
-      AliasLI.addRange(LiveRange(FillerStart, FillerEnd,
-              AliasLI.getNextValue(FillerStart, 0, li_->getVNInfoAllocator())));
+    for (const unsigned *SR = tri_->getSubRegisters(IntB.reg); *SR; ++SR) {
+      LiveInterval &SRLI = li_->getInterval(*SR);
+      SRLI.addRange(LiveRange(FillerStart, FillerEnd,
+                              SRLI.getNextValue(FillerStart, 0, true,
+                                                li_->getVNInfoAllocator())));
     }
   }
 
@@ -300,14 +307,30 @@ bool SimpleRegisterCoalescing::RemoveCopyByCommutingDef(LiveInterval &IntA,
   assert(ALR != IntA.end() && "Live range not found!");
   VNInfo *AValNo = ALR->valno;
   // If other defs can reach uses of this def, then it's not safe to perform
-  // the optimization.
-  if (AValNo->def == ~0U || AValNo->def == ~1U || AValNo->hasPHIKill)
+  // the optimization. FIXME: Do isPHIDef and isDefAccurate both need to be
+  // tested?
+  if (AValNo->isPHIDef() || !AValNo->isDefAccurate() ||
+      AValNo->isUnused() || AValNo->hasPHIKill())
     return false;
   MachineInstr *DefMI = li_->getInstructionFromIndex(AValNo->def);
   const TargetInstrDesc &TID = DefMI->getDesc();
-  unsigned NewDstIdx;
-  if (!TID.isCommutable() ||
-      !tii_->CommuteChangesDestination(DefMI, NewDstIdx))
+  if (!TID.isCommutable())
+    return false;
+  // If DefMI is a two-address instruction then commuting it will change the
+  // destination register.
+  int DefIdx = DefMI->findRegisterDefOperandIdx(IntA.reg);
+  assert(DefIdx != -1);
+  unsigned UseOpIdx;
+  if (!DefMI->isRegTiedToUseOperand(DefIdx, &UseOpIdx))
+    return false;
+  unsigned Op1, Op2, NewDstIdx;
+  if (!tii_->findCommutedOpIndices(DefMI, Op1, Op2))
+    return false;
+  if (Op1 == UseOpIdx)
+    NewDstIdx = Op2;
+  else if (Op2 == UseOpIdx)
+    NewDstIdx = Op1;
+  else
     return false;
 
   MachineOperand &NewDstMO = DefMI->getOperand(NewDstIdx);
@@ -347,9 +370,9 @@ bool SimpleRegisterCoalescing::RemoveCopyByCommutingDef(LiveInterval &IntA,
   unsigned OpIdx = NewMI->findRegisterUseOperandIdx(IntA.reg, false);
   NewMI->getOperand(OpIdx).setIsKill();
 
-  bool BHasPHIKill = BValNo->hasPHIKill;
+  bool BHasPHIKill = BValNo->hasPHIKill();
   SmallVector<VNInfo*, 4> BDeadValNos;
-  SmallVector<unsigned, 4> BKills;
+  VNInfo::KillSet BKills;
   std::map<unsigned, unsigned> BExtend;
 
   // If ALR and BLR overlaps and end of BLR extends beyond end of ALR, e.g.
@@ -367,6 +390,9 @@ bool SimpleRegisterCoalescing::RemoveCopyByCommutingDef(LiveInterval &IntA,
     BExtend[ALR->end] = BLR->end;
 
   // Update uses of IntA of the specific Val# with IntB.
+  bool BHasSubRegs = false;
+  if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(IntB.reg))
+    BHasSubRegs = *tri_->getSubRegisters(IntB.reg);
   for (MachineRegisterInfo::use_iterator UI = mri_->use_begin(IntA.reg),
          UE = mri_->use_end(); UI != UE;) {
     MachineOperand &UseMO = UI.getOperand();
@@ -385,7 +411,7 @@ bool SimpleRegisterCoalescing::RemoveCopyByCommutingDef(LiveInterval &IntA,
       if (Extended)
         UseMO.setIsKill(false);
       else
-        BKills.push_back(li_->getUseIndex(UseIdx)+1);
+        BKills.push_back(VNInfo::KillInfo(false, li_->getUseIndex(UseIdx)+1));
     }
     unsigned SrcReg, DstReg, SrcSubIdx, DstSubIdx;
     if (!tii_->isMoveInstr(*UseMI, SrcReg, DstReg, SrcSubIdx, DstSubIdx))
@@ -396,7 +422,7 @@ bool SimpleRegisterCoalescing::RemoveCopyByCommutingDef(LiveInterval &IntA,
       // extended to the end of the existing live range defined by the copy.
       unsigned DefIdx = li_->getDefIndex(UseIdx);
       const LiveRange *DLR = IntB.getLiveRangeContaining(DefIdx);
-      BHasPHIKill |= DLR->valno->hasPHIKill;
+      BHasPHIKill |= DLR->valno->hasPHIKill();
       assert(DLR->valno->def == DefIdx);
       BDeadValNos.push_back(DLR->valno);
       BExtend[DLR->start] = DLR->end;
@@ -413,8 +439,17 @@ bool SimpleRegisterCoalescing::RemoveCopyByCommutingDef(LiveInterval &IntA,
   DOUT << "\nExtending: "; IntB.print(DOUT, tri_);
 
   // Remove val#'s defined by copies that will be coalesced away.
-  for (unsigned i = 0, e = BDeadValNos.size(); i != e; ++i)
+  for (unsigned i = 0, e = BDeadValNos.size(); i != e; ++i) {
+    VNInfo *DeadVNI = BDeadValNos[i];
+    if (BHasSubRegs) {
+      for (const unsigned *SR = tri_->getSubRegisters(IntB.reg); *SR; ++SR) {
+        LiveInterval &SRLI = li_->getInterval(*SR);
+        const LiveRange *SRLR = SRLI.getLiveRangeContaining(DeadVNI->def);
+        SRLI.removeValNo(SRLR->valno);
+      }
+    }
     IntB.removeValNo(BDeadValNos[i]);
+  }
 
   // Extend BValNo by merging in IntA live ranges of AValNo. Val# definition
   // is updated. Kills are also updated.
@@ -422,9 +457,9 @@ bool SimpleRegisterCoalescing::RemoveCopyByCommutingDef(LiveInterval &IntA,
   ValNo->def = AValNo->def;
   ValNo->copy = NULL;
   for (unsigned j = 0, ee = ValNo->kills.size(); j != ee; ++j) {
-    unsigned Kill = ValNo->kills[j];
+    unsigned Kill = ValNo->kills[j].killIdx;
     if (Kill != BLR->end)
-      BKills.push_back(Kill);
+      BKills.push_back(VNInfo::KillInfo(ValNo->kills[j].isPHIKill, Kill));
   }
   ValNo->kills.clear();
   for (LiveInterval::iterator AI = IntA.begin(), AE = IntA.end();
@@ -435,9 +470,18 @@ bool SimpleRegisterCoalescing::RemoveCopyByCommutingDef(LiveInterval &IntA,
     if (EI != BExtend.end())
       End = EI->second;
     IntB.addRange(LiveRange(AI->start, End, ValNo));
+
+    // 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 (BHasSubRegs) {
+      for (const unsigned *SR = tri_->getSubRegisters(IntB.reg); *SR; ++SR) {
+        LiveInterval &SRLI = li_->getInterval(*SR);
+        SRLI.MergeInClobberRange(AI->start, End, li_->getVNInfoAllocator());
+      }
+    }
   }
   IntB.addKills(ValNo, BKills);
-  ValNo->hasPHIKill = BHasPHIKill;
+  ValNo->setHasPHIKill(BHasPHIKill);
 
   DOUT << "   result = "; IntB.print(DOUT, tri_);
   DOUT << "\n";
@@ -519,7 +563,7 @@ SimpleRegisterCoalescing::TrimLiveIntervalToLastUse(unsigned CopyIdx,
     // of last use.
     LastUse->setIsKill();
     removeRange(li, li_->getDefIndex(LastUseIdx), LR->end, li_, tri_);
-    li.addKill(LR->valno, LastUseIdx+1);
+    li.addKill(LR->valno, LastUseIdx+1, false);
     unsigned SrcReg, DstReg, SrcSubIdx, DstSubIdx;
     if (tii_->isMoveInstr(*LastUseMI, SrcReg, DstReg, SrcSubIdx, DstSubIdx) &&
         DstReg == li.reg) {
@@ -547,14 +591,17 @@ SimpleRegisterCoalescing::TrimLiveIntervalToLastUse(unsigned CopyIdx,
 /// computation, replace the copy by rematerialize the definition.
 bool SimpleRegisterCoalescing::ReMaterializeTrivialDef(LiveInterval &SrcInt,
                                                        unsigned DstReg,
+                                                       unsigned DstSubIdx,
                                                        MachineInstr *CopyMI) {
   unsigned CopyIdx = li_->getUseIndex(li_->getInstructionIndex(CopyMI));
   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->def == ~0U || ValNo->def == ~1U || ValNo->hasPHIKill)
+  // the optimization. FIXME: Do isPHIDef and isDefAccurate both need to be
+  // tested?
+  if (ValNo->isPHIDef() || !ValNo->isDefAccurate() ||
+      ValNo->isUnused() || ValNo->hasPHIKill())
     return false;
   MachineInstr *DefMI = li_->getInstructionFromIndex(ValNo->def);
   const TargetInstrDesc &TID = DefMI->getDesc();
@@ -566,6 +613,19 @@ bool SimpleRegisterCoalescing::ReMaterializeTrivialDef(LiveInterval &SrcInt,
   bool SawStore = false;
   if (!DefMI->isSafeToMove(tii_, SawStore))
     return false;
+  if (TID.getNumDefs() != 1)
+    return false;
+  if (DefMI->getOpcode() != TargetInstrInfo::IMPLICIT_DEF) {
+    // 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 = TID.OpInfo[0].getRegClass(tri_);
+    if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(DstReg)) {
+      if (mri_->getRegClass(DstReg) != RC)
+        return false;
+    } else if (!RC->contains(DstReg))
+      return false;
+  }
 
   unsigned DefIdx = li_->getDefIndex(CopyIdx);
   const LiveRange *DLR= li_->getInterval(DstReg).getLiveRangeContaining(DefIdx);
@@ -583,14 +643,27 @@ bool SimpleRegisterCoalescing::ReMaterializeTrivialDef(LiveInterval &SrcInt,
 
   // If copy kills the source register, find the last use and propagate
   // kill.
+  bool checkForDeadDef = false;
   MachineBasicBlock *MBB = CopyMI->getParent();
   if (CopyMI->killsRegister(SrcInt.reg))
-    TrimLiveIntervalToLastUse(CopyIdx, MBB, SrcInt, SrcLR);
+    if (!TrimLiveIntervalToLastUse(CopyIdx, MBB, SrcInt, SrcLR)) {
+      checkForDeadDef = true;
+    }
 
   MachineBasicBlock::iterator MII = next(MachineBasicBlock::iterator(CopyMI));
-  CopyMI->removeFromParent();
-  tii_->reMaterialize(*MBB, MII, DstReg, DefMI);
+  tii_->reMaterialize(*MBB, MII, DstReg, DstSubIdx, DefMI);
   MachineInstr *NewMI = prior(MII);
+
+  if (checkForDeadDef) {
+    // PR4090 fix: Trim interval failed because there was no use of the
+    // source interval in this MBB. If the def is in this MBB too then we
+    // should mark it dead:
+    if (DefMI->getParent() == MBB) {
+      DefMI->addRegisterDead(SrcInt.reg, tri_);
+      SrcLR->end = SrcLR->start + 1;
+    }
+  }
+
   // 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(),
@@ -607,7 +680,7 @@ bool SimpleRegisterCoalescing::ReMaterializeTrivialDef(LiveInterval &SrcInt,
   }
 
   li_->ReplaceMachineInstrInMaps(CopyMI, NewMI);
-  MBB->getParent()->DeleteMachineInstr(CopyMI);
+  CopyMI->eraseFromParent();
   ReMatCopies.insert(CopyMI);
   ReMatDefs.insert(DefMI);
   ++NumReMats;
@@ -631,9 +704,7 @@ bool SimpleRegisterCoalescing::isBackEdgeCopy(MachineInstr *CopyMI,
     LI.FindLiveRangeContaining(li_->getDefIndex(DefIdx));
   if (DstLR == LI.end())
     return false;
-  unsigned KillIdx = li_->getMBBEndIdx(MBB) + 1;
-  if (DstLR->valno->kills.size() == 1 &&
-      DstLR->valno->kills[0] == KillIdx && DstLR->valno->hasPHIKill)
+  if (DstLR->valno->kills.size() == 1 && DstLR->valno->kills[0].isPHIKill)
     return true;
   return false;
 }
@@ -671,7 +742,8 @@ SimpleRegisterCoalescing::UpdateRegDefsUses(unsigned SrcReg, unsigned DstReg,
           CopySrcReg == SrcReg && CopyDstReg != UseDstReg) {
         // If the use is a copy and it won't be coalesced away, and its source
         // is defined by a trivial computation, try to rematerialize it instead.
-        if (ReMaterializeTrivialDef(li_->getInterval(SrcReg), CopyDstReg,UseMI))
+        if (ReMaterializeTrivialDef(li_->getInterval(SrcReg), CopyDstReg,
+                                    CopyDstSubIdx, UseMI))
           continue;
       }
 
@@ -696,6 +768,9 @@ SimpleRegisterCoalescing::UpdateRegDefsUses(unsigned SrcReg, unsigned DstReg,
 
     // After updating the operand, check if the machine instruction has
     // become a copy. If so, update its val# information.
+    if (JoinedCopies.count(UseMI))
+      continue;
+
     const TargetInstrDesc &TID = UseMI->getDesc();
     unsigned CopySrcReg, CopyDstReg, CopySrcSubIdx, CopyDstSubIdx;
     if (TID.getNumDefs() == 1 && TID.getNumOperands() > 2 &&
@@ -706,42 +781,14 @@ SimpleRegisterCoalescing::UpdateRegDefsUses(unsigned SrcReg, unsigned DstReg,
          allocatableRegs_[CopyDstReg])) {
       LiveInterval &LI = li_->getInterval(CopyDstReg);
       unsigned DefIdx = li_->getDefIndex(li_->getInstructionIndex(UseMI));
-      const LiveRange *DLR = LI.getLiveRangeContaining(DefIdx);
-      if (DLR->valno->def == DefIdx)
-        DLR->valno->copy = UseMI;
+      if (const LiveRange *DLR = LI.getLiveRangeContaining(DefIdx)) {
+        if (DLR->valno->def == DefIdx)
+          DLR->valno->copy = UseMI;
+      }
     }
   }
 }
 
-/// RemoveDeadImpDef - Remove implicit_def instructions which are "re-defining"
-/// registers due to insert_subreg coalescing. e.g.
-/// r1024 = op
-/// r1025 = implicit_def
-/// r1025 = insert_subreg r1025, r1024
-///       = op r1025
-/// =>
-/// r1025 = op
-/// r1025 = implicit_def
-/// r1025 = insert_subreg r1025, r1025
-///       = op r1025
-void
-SimpleRegisterCoalescing::RemoveDeadImpDef(unsigned Reg, LiveInterval &LI) {
-  for (MachineRegisterInfo::reg_iterator I = mri_->reg_begin(Reg),
-         E = mri_->reg_end(); I != E; ) {
-    MachineOperand &O = I.getOperand();
-    MachineInstr *DefMI = &*I;
-    ++I;
-    if (!O.isDef())
-      continue;
-    if (DefMI->getOpcode() != TargetInstrInfo::IMPLICIT_DEF)
-      continue;
-    if (!LI.liveBeforeAndAt(li_->getInstructionIndex(DefMI)))
-      continue;
-    li_->RemoveMachineInstrFromMaps(DefMI);
-    DefMI->eraseFromParent();
-  }
-}
-
 /// RemoveUnnecessaryKills - Remove kill markers that are no longer accurate
 /// due to live range lengthening as the result of coalescing.
 void SimpleRegisterCoalescing::RemoveUnnecessaryKills(unsigned Reg,
@@ -752,8 +799,6 @@ void SimpleRegisterCoalescing::RemoveUnnecessaryKills(unsigned Reg,
     if (UseMO.isKill()) {
       MachineInstr *UseMI = UseMO.getParent();
       unsigned UseIdx = li_->getUseIndex(li_->getInstructionIndex(UseMI));
-      if (JoinedCopies.count(UseMI))
-        continue;
       const LiveRange *UI = LI.getLiveRangeContaining(UseIdx);
       if (!UI || !LI.isKill(UI->valno, UseIdx+1))
         UseMO.setIsKill(false);
@@ -792,8 +837,9 @@ bool SimpleRegisterCoalescing::ShortenDeadCopyLiveRange(LiveInterval &li,
     return false;  // Already removed by ShortenDeadCopySrcLiveRange.
   unsigned RemoveStart = MLR->start;
   unsigned RemoveEnd = MLR->end;
+  unsigned DefIdx = li_->getDefIndex(CopyIdx);
   // Remove the liverange that's defined by this.
-  if (RemoveEnd == li_->getDefIndex(CopyIdx)+1) {
+  if (RemoveStart == DefIdx && RemoveEnd == DefIdx+1) {
     removeRange(li, RemoveStart, RemoveEnd, li_, tri_);
     return removeIntervalIfEmpty(li, li_, tri_);
   }
@@ -866,6 +912,10 @@ SimpleRegisterCoalescing::ShortenDeadCopySrcLiveRange(LiveInterval &li,
   if (TrimLiveIntervalToLastUse(CopyIdx, CopyMBB, li, LR))
     return false;
 
+  // There are other kills of the val#. Nothing to do.
+  if (!li.isOnlyLROfValNo(LR))
+    return false;
+
   MachineBasicBlock *StartMBB = li_->getMBBFromIndex(RemoveStart);
   if (!isSameOrFallThroughBB(StartMBB, CopyMBB, tii_))
     // If the live range starts in another mbb and the copy mbb is not a fall
@@ -876,10 +926,9 @@ SimpleRegisterCoalescing::ShortenDeadCopySrcLiveRange(LiveInterval &li,
   if (LR->valno->def == RemoveStart) {
     // If the def MI defines the val# and this copy is the only kill of the
     // val#, then propagate the dead marker.
-    if (li.isOnlyLROfValNo(LR)) {
-      PropagateDeadness(li, CopyMI, RemoveStart, li_, tri_);
-      ++numDeadValNo;
-    }
+    PropagateDeadness(li, CopyMI, RemoveStart, li_, tri_);
+    ++numDeadValNo;
+
     if (li.isKill(LR->valno, RemoveEnd))
       li.removeKill(LR->valno, RemoveEnd);
   }
@@ -895,103 +944,128 @@ bool SimpleRegisterCoalescing::CanCoalesceWithImpDef(MachineInstr *CopyMI,
                                                      LiveInterval &ImpLi) const{
   if (!CopyMI->killsRegister(ImpLi.reg))
     return false;
-  unsigned CopyIdx = li_->getDefIndex(li_->getInstructionIndex(CopyMI));
-  LiveInterval::iterator LR = li.FindLiveRangeContaining(CopyIdx);
-  if (LR == li.end())
-    return false;
-  if (LR->valno->hasPHIKill)
-    return false;
-  if (LR->valno->def != CopyIdx)
-    return false;
-  // Make sure all of val# uses are copies.
-  for (MachineRegisterInfo::use_iterator UI = mri_->use_begin(li.reg),
+  // Make sure this is the only use.
+  for (MachineRegisterInfo::use_iterator UI = mri_->use_begin(ImpLi.reg),
          UE = mri_->use_end(); UI != UE;) {
     MachineInstr *UseMI = &*UI;
     ++UI;
-    if (JoinedCopies.count(UseMI))
+    if (CopyMI == UseMI || JoinedCopies.count(UseMI))
       continue;
-    unsigned UseIdx = li_->getUseIndex(li_->getInstructionIndex(UseMI));
-    LiveInterval::iterator ULR = li.FindLiveRangeContaining(UseIdx);
-    if (ULR == li.end() || ULR->valno != LR->valno)
-      continue;
-    // If the use is not a use, then it's not safe to coalesce the move.
-    unsigned SrcReg, DstReg, SrcSubIdx, DstSubIdx;
-    if (!tii_->isMoveInstr(*UseMI, SrcReg, DstReg, SrcSubIdx, DstSubIdx)) {
-      if (UseMI->getOpcode() == TargetInstrInfo::INSERT_SUBREG &&
-          UseMI->getOperand(1).getReg() == li.reg)
-        continue;
-      return false;
-    }
+    return false;
   }
   return true;
 }
 
 
-/// RemoveCopiesFromValNo - The specified value# is defined by an implicit
-/// def and it is being removed. Turn all copies from this value# into
-/// identity copies so they will be removed.
-void SimpleRegisterCoalescing::RemoveCopiesFromValNo(LiveInterval &li,
-                                                     VNInfo *VNI) {
-  SmallVector<MachineInstr*, 4> ImpDefs;
-  MachineOperand *LastUse = NULL;
-  unsigned LastUseIdx = li_->getUseIndex(VNI->def);
-  for (MachineRegisterInfo::reg_iterator RI = mri_->reg_begin(li.reg),
-         RE = mri_->reg_end(); RI != RE;) {
-    MachineOperand *MO = &RI.getOperand();
-    MachineInstr *MI = &*RI;
-    ++RI;
-    if (MO->isDef()) {
-      if (MI->getOpcode() == TargetInstrInfo::IMPLICIT_DEF) {
-        ImpDefs.push_back(MI);
-      }
-      continue;
-    }
-    if (JoinedCopies.count(MI))
-      continue;
-    unsigned UseIdx = li_->getUseIndex(li_->getInstructionIndex(MI));
-    LiveInterval::iterator ULR = li.FindLiveRangeContaining(UseIdx);
-    if (ULR == li.end() || ULR->valno != VNI)
-      continue;
-    // If the use is a copy, turn it into an identity copy.
-    unsigned SrcReg, DstReg, SrcSubIdx, DstSubIdx;
-    if (tii_->isMoveInstr(*MI, SrcReg, DstReg, SrcSubIdx, DstSubIdx) &&
-        SrcReg == li.reg) {
-      // Each use MI may have multiple uses of this register. Change them all.
-      for (unsigned i = 0, e = MI->getNumOperands(); i != e; ++i) {
-        MachineOperand &MO = MI->getOperand(i);
-        if (MO.isReg() && MO.getReg() == li.reg)
-          MO.setReg(DstReg);
-      }
-      JoinedCopies.insert(MI);
-    } else if (UseIdx > LastUseIdx) {
-      LastUseIdx = UseIdx;
-      LastUse = MO;
+/// isWinToJoinVRWithSrcPhysReg - Return true if it's worth while to join a
+/// a virtual destination register with physical source register.
+bool
+SimpleRegisterCoalescing::isWinToJoinVRWithSrcPhysReg(MachineInstr *CopyMI,
+                                                     MachineBasicBlock *CopyMBB,
+                                                     LiveInterval &DstInt,
+                                                     LiveInterval &SrcInt) {
+  // If the virtual register live interval is long but it has low use desity,
+  // do not join them, instead mark the physical register as its allocation
+  // preference.
+  const TargetRegisterClass *RC = mri_->getRegClass(DstInt.reg);
+  unsigned Threshold = allocatableRCRegs_[RC].count() * 2;
+  unsigned Length = li_->getApproximateInstructionCount(DstInt);
+  if (Length > Threshold &&
+      (((float)std::distance(mri_->use_begin(DstInt.reg),
+                             mri_->use_end()) / Length) < (1.0 / Threshold)))
+    return false;
+
+  // If the virtual register live interval extends into a loop, turn down
+  // aggressiveness.
+  unsigned CopyIdx = li_->getDefIndex(li_->getInstructionIndex(CopyMI));
+  const MachineLoop *L = loopInfo->getLoopFor(CopyMBB);
+  if (!L) {
+    // Let's see if the virtual register live interval extends into the loop.
+    LiveInterval::iterator DLR = DstInt.FindLiveRangeContaining(CopyIdx);
+    assert(DLR != DstInt.end() && "Live range not found!");
+    DLR = DstInt.FindLiveRangeContaining(DLR->end+1);
+    if (DLR != DstInt.end()) {
+      CopyMBB = li_->getMBBFromIndex(DLR->start);
+      L = loopInfo->getLoopFor(CopyMBB);
     }
   }
-  if (LastUse) {
-    LastUse->setIsKill();
-    li.addKill(VNI, LastUseIdx+1);
-  } else {
-    // Remove dead implicit_def's.
-    while (!ImpDefs.empty()) {
-      MachineInstr *ImpDef = ImpDefs.back();
-      ImpDefs.pop_back();
-      li_->RemoveMachineInstrFromMaps(ImpDef);
-      ImpDef->eraseFromParent();
+
+  if (!L || Length <= Threshold)
+    return true;
+
+  unsigned UseIdx = li_->getUseIndex(CopyIdx);
+  LiveInterval::iterator SLR = SrcInt.FindLiveRangeContaining(UseIdx);
+  MachineBasicBlock *SMBB = li_->getMBBFromIndex(SLR->start);
+  if (loopInfo->getLoopFor(SMBB) != L) {
+    if (!loopInfo->isLoopHeader(CopyMBB))
+      return false;
+    // If vr's live interval extends pass the loop header, do not join.
+    for (MachineBasicBlock::succ_iterator SI = CopyMBB->succ_begin(),
+           SE = CopyMBB->succ_end(); SI != SE; ++SI) {
+      MachineBasicBlock *SuccMBB = *SI;
+      if (SuccMBB == CopyMBB)
+        continue;
+      if (DstInt.overlaps(li_->getMBBStartIdx(SuccMBB),
+                          li_->getMBBEndIdx(SuccMBB)+1))
+        return false;
     }
   }
+  return true;
 }
 
-/// getMatchingSuperReg - Return a super-register of the specified register
-/// Reg so its sub-register of index SubIdx is Reg.
-static unsigned getMatchingSuperReg(unsigned Reg, unsigned SubIdx, 
-                                    const TargetRegisterClass *RC,
-                                    const TargetRegisterInfo* TRI) {
-  for (const unsigned *SRs = TRI->getSuperRegisters(Reg);
-       unsigned SR = *SRs; ++SRs)
-    if (Reg == TRI->getSubReg(SR, SubIdx) && RC->contains(SR))
-      return SR;
-  return 0;
+/// isWinToJoinVRWithDstPhysReg - Return true if it's worth while to join a
+/// copy from a virtual source register to a physical destination register.
+bool
+SimpleRegisterCoalescing::isWinToJoinVRWithDstPhysReg(MachineInstr *CopyMI,
+                                                     MachineBasicBlock *CopyMBB,
+                                                     LiveInterval &DstInt,
+                                                     LiveInterval &SrcInt) {
+  // If the virtual register live interval is long but it has low use desity,
+  // do not join them, instead mark the physical register as its allocation
+  // preference.
+  const TargetRegisterClass *RC = mri_->getRegClass(SrcInt.reg);
+  unsigned Threshold = allocatableRCRegs_[RC].count() * 2;
+  unsigned Length = li_->getApproximateInstructionCount(SrcInt);
+  if (Length > Threshold &&
+      (((float)std::distance(mri_->use_begin(SrcInt.reg),
+                             mri_->use_end()) / Length) < (1.0 / Threshold)))
+    return false;
+
+  if (SrcInt.empty())
+    // Must be implicit_def.
+    return false;
+
+  // If the virtual register live interval is defined or cross a loop, turn
+  // down aggressiveness.
+  unsigned CopyIdx = li_->getDefIndex(li_->getInstructionIndex(CopyMI));
+  unsigned UseIdx = li_->getUseIndex(CopyIdx);
+  LiveInterval::iterator SLR = SrcInt.FindLiveRangeContaining(UseIdx);
+  assert(SLR != SrcInt.end() && "Live range not found!");
+  SLR = SrcInt.FindLiveRangeContaining(SLR->start-1);
+  if (SLR == SrcInt.end())
+    return true;
+  MachineBasicBlock *SMBB = li_->getMBBFromIndex(SLR->start);
+  const MachineLoop *L = loopInfo->getLoopFor(SMBB);
+
+  if (!L || Length <= Threshold)
+    return true;
+
+  if (loopInfo->getLoopFor(CopyMBB) != L) {
+    if (SMBB != L->getLoopLatch())
+      return false;
+    // If vr's live interval is extended from before the loop latch, do not
+    // join.
+    for (MachineBasicBlock::pred_iterator PI = SMBB->pred_begin(),
+           PE = SMBB->pred_end(); PI != PE; ++PI) {
+      MachineBasicBlock *PredMBB = *PI;
+      if (PredMBB == SMBB)
+        continue;
+      if (SrcInt.overlaps(li_->getMBBStartIdx(PredMBB),
+                          li_->getMBBEndIdx(PredMBB)+1))
+        return false;
+    }
+  }
+  return true;
 }
 
 /// isWinToJoinCrossClass - Return true if it's profitable to coalesce
@@ -1046,11 +1120,12 @@ SimpleRegisterCoalescing::HasIncompatibleSubRegDefUse(MachineInstr *CopyMI,
           TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(SrcReg)
           ? tri_->getPhysicalRegisterRegClass(SrcReg)
           : mri_->getRegClass(SrcReg);
-        if (!getMatchingSuperReg(PhysReg, SubIdx, RC, tri_))
+        if (!tri_->getMatchingSuperReg(PhysReg, SubIdx, RC))
           return true;
       }
     }
-    if (MI->getOpcode() == TargetInstrInfo::INSERT_SUBREG) {
+    if (MI->getOpcode() == TargetInstrInfo::INSERT_SUBREG ||
+        MI->getOpcode() == TargetInstrInfo::SUBREG_TO_REG) {
       SubIdx = MI->getOperand(3).getImm();
       if (VirtReg == MI->getOperand(0).getReg()) {
         if (!tri_->getSubReg(PhysReg, SubIdx))
@@ -1061,7 +1136,7 @@ SimpleRegisterCoalescing::HasIncompatibleSubRegDefUse(MachineInstr *CopyMI,
           TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(DstReg)
           ? tri_->getPhysicalRegisterRegClass(DstReg)
           : mri_->getRegClass(DstReg);
-        if (!getMatchingSuperReg(PhysReg, SubIdx, RC, tri_))
+        if (!tri_->getMatchingSuperReg(PhysReg, SubIdx, RC))
           return true;
       }
     }
@@ -1078,7 +1153,7 @@ SimpleRegisterCoalescing::CanJoinExtractSubRegToPhysReg(unsigned DstReg,
                                                unsigned SrcReg, unsigned SubIdx,
                                                unsigned &RealDstReg) {
   const TargetRegisterClass *RC = mri_->getRegClass(SrcReg);
-  RealDstReg = getMatchingSuperReg(DstReg, SubIdx, RC, tri_);
+  RealDstReg = tri_->getMatchingSuperReg(DstReg, SubIdx, RC);
   assert(RealDstReg && "Invalid extract_subreg instruction!");
 
   // For this type of EXTRACT_SUBREG, conservatively
@@ -1108,7 +1183,7 @@ SimpleRegisterCoalescing::CanJoinInsertSubRegToPhysReg(unsigned DstReg,
                                                unsigned SrcReg, unsigned SubIdx,
                                                unsigned &RealSrcReg) {
   const TargetRegisterClass *RC = mri_->getRegClass(DstReg);
-  RealSrcReg = getMatchingSuperReg(SrcReg, SubIdx, RC, tri_);
+  RealSrcReg = tri_->getMatchingSuperReg(SrcReg, SubIdx, RC);
   assert(RealSrcReg && "Invalid extract_subreg instruction!");
 
   LiveInterval &RHS = li_->getInterval(DstReg);
@@ -1127,6 +1202,17 @@ SimpleRegisterCoalescing::CanJoinInsertSubRegToPhysReg(unsigned DstReg,
   return true;
 }
 
+/// getRegAllocPreference - Return register allocation preference register.
+///
+static unsigned getRegAllocPreference(unsigned Reg, MachineFunction &MF,
+                                      MachineRegisterInfo *MRI,
+                                      const TargetRegisterInfo *TRI) {
+  if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(Reg))
+    return 0;
+  std::pair<unsigned, unsigned> Hint = MRI->getRegAllocationHint(Reg);
+  return TRI->ResolveRegAllocHint(Hint.first, Hint.second, MF);
+}
+
 /// 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
@@ -1141,24 +1227,30 @@ bool SimpleRegisterCoalescing::JoinCopy(CopyRec &TheCopy, bool &Again) {
 
   DOUT << li_->getInstructionIndex(CopyMI) << '\t' << *CopyMI;
 
-  unsigned SrcReg, DstReg, SrcSubIdx, DstSubIdx;
+  unsigned SrcReg, DstReg, SrcSubIdx = 0, DstSubIdx = 0;
   bool isExtSubReg = CopyMI->getOpcode() == TargetInstrInfo::EXTRACT_SUBREG;
   bool isInsSubReg = CopyMI->getOpcode() == TargetInstrInfo::INSERT_SUBREG;
+  bool isSubRegToReg = CopyMI->getOpcode() == TargetInstrInfo::SUBREG_TO_REG;
   unsigned SubIdx = 0;
   if (isExtSubReg) {
-    DstReg = CopyMI->getOperand(0).getReg();
-    SrcReg = CopyMI->getOperand(1).getReg();
-  } else if (isInsSubReg) {
-    if (CopyMI->getOperand(2).getSubReg()) {
+    DstReg    = CopyMI->getOperand(0).getReg();
+    DstSubIdx = CopyMI->getOperand(0).getSubReg();
+    SrcReg    = CopyMI->getOperand(1).getReg();
+    SrcSubIdx = CopyMI->getOperand(2).getImm();
+  } else if (isInsSubReg || isSubRegToReg) {
+    DstReg    = CopyMI->getOperand(0).getReg();
+    DstSubIdx = CopyMI->getOperand(3).getImm();
+    SrcReg    = CopyMI->getOperand(2).getReg();
+    SrcSubIdx = CopyMI->getOperand(2).getSubReg();
+    if (SrcSubIdx && SrcSubIdx != DstSubIdx) {
+      // r1025 = INSERT_SUBREG r1025, r1024<2>, 2 Then r1024 has already been
+      // coalesced to a larger register so the subreg indices cancel out.
       DOUT << "\tSource of insert_subreg is already coalesced "
            << "to another register.\n";
       return false;  // Not coalescable.
     }
-    DstReg = CopyMI->getOperand(0).getReg();
-    SrcReg = CopyMI->getOperand(2).getReg();
   } else if (!tii_->isMoveInstr(*CopyMI, SrcReg, DstReg, SrcSubIdx, DstSubIdx)){
-    assert(0 && "Unrecognized copy instruction!");
-    return false;
+    llvm_unreachable("Unrecognized copy instruction!");
   }
 
   // If they are already joined we continue.
@@ -1186,13 +1278,50 @@ bool SimpleRegisterCoalescing::JoinCopy(CopyRec &TheCopy, bool &Again) {
     return false;  // Not coalescable.
   }
 
+  // Check that a physical source register is compatible with dst regclass
+  if (SrcIsPhys) {
+    unsigned SrcSubReg = SrcSubIdx ?
+      tri_->getSubReg(SrcReg, SrcSubIdx) : SrcReg;
+    const TargetRegisterClass *DstRC = mri_->getRegClass(DstReg);
+    const TargetRegisterClass *DstSubRC = DstRC;
+    if (DstSubIdx)
+      DstSubRC = DstRC->getSubRegisterRegClass(DstSubIdx);
+    assert(DstSubRC && "Illegal subregister index");
+    if (!DstSubRC->contains(SrcSubReg)) {
+      DEBUG(errs() << "\tIncompatible destination regclass: "
+            << tri_->getName(SrcSubReg) << " not in " << DstSubRC->getName()
+            << ".\n");
+      return false;             // Not coalescable.
+    }
+  }
+
+  // Check that a physical dst register is compatible with source regclass
+  if (DstIsPhys) {
+    unsigned DstSubReg = DstSubIdx ?
+      tri_->getSubReg(DstReg, DstSubIdx) : DstReg;
+    const TargetRegisterClass *SrcRC = mri_->getRegClass(SrcReg);
+    const TargetRegisterClass *SrcSubRC = SrcRC;
+    if (SrcSubIdx)
+      SrcSubRC = SrcRC->getSubRegisterRegClass(SrcSubIdx);
+    assert(SrcSubRC && "Illegal subregister index");
+    if (!SrcSubRC->contains(DstReg)) {
+      DEBUG(errs() << "\tIncompatible source regclass: "
+            << tri_->getName(DstSubReg) << " not in " << SrcSubRC->getName()
+            << ".\n");
+      (void)DstSubReg;
+      return false;             // Not coalescable.
+    }
+  }
+
   // Should be non-null only when coalescing to a sub-register class.
   bool CrossRC = false;
+  const TargetRegisterClass *SrcRC= SrcIsPhys ? 0 : mri_->getRegClass(SrcReg);
+  const TargetRegisterClass *DstRC= DstIsPhys ? 0 : mri_->getRegClass(DstReg);
   const TargetRegisterClass *NewRC = NULL;
   MachineBasicBlock *CopyMBB = CopyMI->getParent();
   unsigned RealDstReg = 0;
   unsigned RealSrcReg = 0;
-  if (isExtSubReg || isInsSubReg) {
+  if (isExtSubReg || isInsSubReg || isSubRegToReg) {
     SubIdx = CopyMI->getOperand(isExtSubReg ? 2 : 3).getImm();
     if (SrcIsPhys && isExtSubReg) {
       // r1024 = EXTRACT_SUBREG EAX, 0 then r1024 is really going to be
@@ -1208,7 +1337,7 @@ bool SimpleRegisterCoalescing::JoinCopy(CopyRec &TheCopy, bool &Again) {
       } else
         SrcReg = tri_->getSubReg(SrcReg, SubIdx);
       SubIdx = 0;
-    } else if (DstIsPhys && isInsSubReg) {
+    } else if (DstIsPhys && (isInsSubReg || isSubRegToReg)) {
       // EAX = INSERT_SUBREG EAX, r1024, 0
       unsigned SrcSubIdx = CopyMI->getOperand(2).getSubReg();
       if (SrcSubIdx) {
@@ -1221,8 +1350,9 @@ bool SimpleRegisterCoalescing::JoinCopy(CopyRec &TheCopy, bool &Again) {
       } else
         DstReg = tri_->getSubReg(DstReg, SubIdx);
       SubIdx = 0;
-    } else if ((DstIsPhys && isExtSubReg) || (SrcIsPhys && isInsSubReg)) {
-      if (CopyMI->getOperand(1).getSubReg()) {
+    } else if ((DstIsPhys && isExtSubReg) ||
+               (SrcIsPhys && (isInsSubReg || isSubRegToReg))) {
+      if (!isSubRegToReg && CopyMI->getOperand(1).getSubReg()) {
         DOUT << "\tSrc of extract_subreg already coalesced with reg"
              << " of a super-class.\n";
         return false; // Not coalescable.
@@ -1252,6 +1382,17 @@ bool SimpleRegisterCoalescing::JoinCopy(CopyRec &TheCopy, bool &Again) {
         }
       }
       if (SubIdx) {
+        if (!DstIsPhys && !SrcIsPhys) {
+          if (isInsSubReg || isSubRegToReg) {
+            NewRC = tri_->getMatchingSuperRegClass(DstRC, SrcRC, SubIdx);
+          } else // extract_subreg {
+            NewRC = tri_->getMatchingSuperRegClass(SrcRC, DstRC, SubIdx);
+          }
+        if (!NewRC) {
+          DOUT << "\t Conflicting sub-register indices.\n";
+          return false;  // Not coalescable
+        }
+
         unsigned LargeReg = isExtSubReg ? SrcReg : DstReg;
         unsigned SmallReg = isExtSubReg ? DstReg : SrcReg;
         unsigned Limit= allocatableRCRegs_[mri_->getRegClass(SmallReg)].count();
@@ -1262,7 +1403,7 @@ bool SimpleRegisterCoalescing::JoinCopy(CopyRec &TheCopy, bool &Again) {
       }
     }
   } else if (differingRegisterClasses(SrcReg, DstReg)) {
-    if (!CrossClassJoin)
+    if (DisableCrossClassJoin)
       return false;
     CrossRC = true;
 
@@ -1275,27 +1416,36 @@ bool SimpleRegisterCoalescing::JoinCopy(CopyRec &TheCopy, bool &Again) {
 
     // Process moves where one of the registers have a sub-register index.
     MachineOperand *DstMO = CopyMI->findRegisterDefOperand(DstReg);
-    if (DstMO->getSubReg())
-      // FIXME: Can we handle this?
-      return false;
     MachineOperand *SrcMO = CopyMI->findRegisterUseOperand(SrcReg);
-    SubIdx = SrcMO->getSubReg();
+    SubIdx = DstMO->getSubReg();
     if (SubIdx) {
-      // This is not a extract_subreg but it looks like one.
-      // e.g. %cl = MOV16rr %reg1024:2
-      isExtSubReg = true;
-      if (DstIsPhys) {
-        if (!CanJoinExtractSubRegToPhysReg(DstReg, SrcReg, SubIdx,RealDstReg))
+      if (SrcMO->getSubReg())
+        // FIXME: can we handle this?
+        return false;
+      // This is not an insert_subreg but it looks like one.
+      // e.g. %reg1024:4 = MOV32rr %EAX
+      isInsSubReg = true;
+      if (SrcIsPhys) {
+        if (!CanJoinInsertSubRegToPhysReg(DstReg, SrcReg, SubIdx, RealSrcReg))
           return false; // Not coalescable
         SubIdx = 0;
       }
+    } else {
+      SubIdx = SrcMO->getSubReg();
+      if (SubIdx) {
+        // This is not a extract_subreg but it looks like one.
+        // e.g. %cl = MOV16rr %reg1024:1
+        isExtSubReg = true;
+        if (DstIsPhys) {
+          if (!CanJoinExtractSubRegToPhysReg(DstReg, SrcReg, SubIdx,RealDstReg))
+            return false; // Not coalescable
+          SubIdx = 0;
+        }
+      }
     }
 
-    const TargetRegisterClass *SrcRC= SrcIsPhys ? 0 : mri_->getRegClass(SrcReg);
-    const TargetRegisterClass *DstRC= DstIsPhys ? 0 : mri_->getRegClass(DstReg);
     unsigned LargeReg = SrcReg;
     unsigned SmallReg = DstReg;
-    unsigned Limit = 0;
 
     // Now determine the register class of the joined register.
     if (isExtSubReg) {
@@ -1306,29 +1456,18 @@ bool SimpleRegisterCoalescing::JoinCopy(CopyRec &TheCopy, bool &Again) {
         Again = true;
         return false;
       }
-      Limit = allocatableRCRegs_[DstRC].count();
-    } else if (!SrcIsPhys && !SrcIsPhys) {
-      unsigned SrcSize = SrcRC->getSize();
-      unsigned DstSize = DstRC->getSize();
-      if (SrcSize < DstSize)
-        // For example X86::MOVSD2PDrr copies from FR64 to VR128.
-        NewRC = DstRC;
-      else if (DstSize > SrcSize) {
+      if (!DstIsPhys && !SrcIsPhys)
         NewRC = SrcRC;
-        std::swap(LargeReg, SmallReg);
-      } else {
-        unsigned SrcNumRegs = SrcRC->getNumRegs();
-        unsigned DstNumRegs = DstRC->getNumRegs();
-        if (DstNumRegs < SrcNumRegs)
-          // Sub-register class?
-          NewRC = DstRC;
-        else if (SrcNumRegs < DstNumRegs) {
-          NewRC = SrcRC;
-          std::swap(LargeReg, SmallReg);
-        } else
-          // No idea what's the right register class to use.
-          return false;
+    } else if (!SrcIsPhys && !DstIsPhys) {
+      NewRC = getCommonSubClass(SrcRC, DstRC);
+      if (!NewRC) {
+        DEBUG(errs() << "\tDisjoint regclasses: "
+              << SrcRC->getName() << ", "
+              << DstRC->getName() << ".\n");
+        return false;           // Not coalescable.
       }
+      if (DstRC->getSize() > SrcRC->getSize())
+        std::swap(LargeReg, SmallReg);
     }
 
     // If we are joining two virtual registers and the resulting register
@@ -1373,7 +1512,7 @@ bool SimpleRegisterCoalescing::JoinCopy(CopyRec &TheCopy, bool &Again) {
     SavedLI = li_->dupInterval(&DstInt);
 
   // Check if it is necessary to propagate "isDead" property.
-  if (!isExtSubReg && !isInsSubReg) {
+  if (!isExtSubReg && !isInsSubReg && !isSubRegToReg) {
     MachineOperand *mopd = CopyMI->findRegisterDefOperand(DstReg, false);
     bool isDead = mopd->isDead();
 
@@ -1382,26 +1521,51 @@ bool SimpleRegisterCoalescing::JoinCopy(CopyRec &TheCopy, bool &Again) {
     // these are not spillable! If the destination interval uses are far away,
     // think twice about coalescing them!
     if (!isDead && (SrcIsPhys || DstIsPhys)) {
-      LiveInterval &JoinVInt = SrcIsPhys ? DstInt : SrcInt;
-      unsigned JoinVReg = SrcIsPhys ? DstReg : SrcReg;
-      unsigned JoinPReg = SrcIsPhys ? SrcReg : DstReg;
-      const TargetRegisterClass *RC = mri_->getRegClass(JoinVReg);
-      unsigned Threshold = allocatableRCRegs_[RC].count() * 2;
-      if (TheCopy.isBackEdge)
-        Threshold *= 2; // Favors back edge copies.
-
-      // If the virtual register live interval is long but it has low use desity,
-      // do not join them, instead mark the physical register as its allocation
-      // preference.
-      unsigned Length = li_->getApproximateInstructionCount(JoinVInt);
-      if (Length > Threshold &&
-          (((float)std::distance(mri_->use_begin(JoinVReg), mri_->use_end())
-            / Length) < (1.0 / Threshold))) {
-        JoinVInt.preference = JoinPReg;
-        ++numAborts;
-        DOUT << "\tMay tie down a physical register, abort!\n";
-        Again = true;  // May be possible to coalesce later.
-        return false;
+      // If the copy is in a loop, take care not to coalesce aggressively if the
+      // src is coming in from outside the loop (or the dst is out of the loop).
+      // If it's not in a loop, then determine whether to join them base purely
+      // by the length of the interval.
+      if (PhysJoinTweak) {
+        if (SrcIsPhys) {
+          if (!isWinToJoinVRWithSrcPhysReg(CopyMI, CopyMBB, DstInt, SrcInt)) {
+            mri_->setRegAllocationHint(DstInt.reg, 0, SrcReg);
+            ++numAborts;
+            DOUT << "\tMay tie down a physical register, abort!\n";
+            Again = true;  // May be possible to coalesce later.
+            return false;
+          }
+        } else {
+          if (!isWinToJoinVRWithDstPhysReg(CopyMI, CopyMBB, DstInt, SrcInt)) {
+            mri_->setRegAllocationHint(SrcInt.reg, 0, DstReg);
+            ++numAborts;
+            DOUT << "\tMay tie down a physical register, abort!\n";
+            Again = true;  // May be possible to coalesce later.
+            return false;
+          }
+        }
+      } else {
+        // If the virtual register live interval is long but it has low use desity,
+        // do not join them, instead mark the physical register as its allocation
+        // preference.
+        LiveInterval &JoinVInt = SrcIsPhys ? DstInt : SrcInt;
+        unsigned JoinVReg = SrcIsPhys ? DstReg : SrcReg;
+        unsigned JoinPReg = SrcIsPhys ? SrcReg : DstReg;
+        const TargetRegisterClass *RC = mri_->getRegClass(JoinVReg);
+        unsigned Threshold = allocatableRCRegs_[RC].count() * 2;
+        if (TheCopy.isBackEdge)
+          Threshold *= 2; // Favors back edge copies.
+
+        unsigned Length = li_->getApproximateInstructionCount(JoinVInt);
+        float Ratio = 1.0 / Threshold;
+        if (Length > Threshold &&
+            (((float)std::distance(mri_->use_begin(JoinVReg),
+                                   mri_->use_end()) / Length) < Ratio)) {
+          mri_->setRegAllocationHint(JoinVInt.reg, 0, JoinPReg);
+          ++numAborts;
+          DOUT << "\tMay tie down a physical register, abort!\n";
+          Again = true;  // May be possible to coalesce later.
+          return false;
+        }
       }
     }
   }
@@ -1426,12 +1590,12 @@ bool SimpleRegisterCoalescing::JoinCopy(CopyRec &TheCopy, bool &Again) {
 
     // If definition of source is defined by trivial computation, try
     // rematerializing it.
-    if (!isExtSubReg && !isInsSubReg &&
-        ReMaterializeTrivialDef(SrcInt, DstInt.reg, CopyMI))
+    if (!isExtSubReg && !isInsSubReg && !isSubRegToReg &&
+        ReMaterializeTrivialDef(SrcInt, DstReg, DstSubIdx, CopyMI))
       return true;
     
     // If we can eliminate the copy without merging the live ranges, do so now.
-    if (!isExtSubReg && !isInsSubReg &&
+    if (!isExtSubReg && !isInsSubReg && !isSubRegToReg &&
         (AdjustCopiesBackFrom(SrcInt, DstInt, CopyMI) ||
          RemoveCopyByCommutingDef(SrcInt, DstInt, CopyMI))) {
       JoinedCopies.insert(CopyMI);
@@ -1467,9 +1631,9 @@ bool SimpleRegisterCoalescing::JoinCopy(CopyRec &TheCopy, bool &Again) {
              E = SavedLI->vni_end(); I != E; ++I) {
         const VNInfo *ValNo = *I;
         VNInfo *NewValNo = RealInt.getNextValue(ValNo->def, ValNo->copy,
+                                                false, // updated at *
                                                 li_->getVNInfoAllocator());
-        NewValNo->hasPHIKill = ValNo->hasPHIKill;
-        NewValNo->redefByEC = ValNo->redefByEC;
+        NewValNo->setFlags(ValNo->getFlags()); // * updated here.
         RealInt.addKills(NewValNo, ValNo->kills);
         RealInt.MergeValueInAsValue(*SavedLI, ValNo, NewValNo);
       }
@@ -1485,9 +1649,11 @@ bool SimpleRegisterCoalescing::JoinCopy(CopyRec &TheCopy, bool &Again) {
 
   // If this is a EXTRACT_SUBREG, make sure the result of coalescing is the
   // larger super-register.
-  if ((isExtSubReg || isInsSubReg) && !SrcIsPhys && !DstIsPhys) {
-    if ((isExtSubReg && !Swapped) || (isInsSubReg && Swapped)) {
-      ResSrcInt->Copy(*ResDstInt, li_->getVNInfoAllocator());
+  if ((isExtSubReg || isInsSubReg || isSubRegToReg) &&
+      !SrcIsPhys && !DstIsPhys) {
+    if ((isExtSubReg && !Swapped) ||
+        ((isInsSubReg || isSubRegToReg) && Swapped)) {
+      ResSrcInt->Copy(*ResDstInt, mri_, li_->getVNInfoAllocator());
       std::swap(SrcReg, DstReg);
       std::swap(ResSrcInt, ResDstInt);
     }
@@ -1495,18 +1661,23 @@ bool SimpleRegisterCoalescing::JoinCopy(CopyRec &TheCopy, bool &Again) {
 
   // Coalescing to a virtual register that is of a sub-register class of the
   // other. Make sure the resulting register is set to the right register class.
-  if (CrossRC) {
-      ++numCrossRCs;
-    if (NewRC)
-      mri_->setRegClass(DstReg, NewRC);
-  }
+  if (CrossRC)
+    ++numCrossRCs;
+
+  // This may happen even if it's cross-rc coalescing. e.g.
+  // %reg1026<def> = SUBREG_TO_REG 0, %reg1037<kill>, 4
+  // reg1026 -> GR64, reg1037 -> GR32_ABCD. The resulting register will have to
+  // be allocate a register from GR64_ABCD.
+  if (NewRC)
+    mri_->setRegClass(DstReg, NewRC);
 
   if (NewHeuristic) {
     // Add all copies that define val# in the source interval into the queue.
     for (LiveInterval::const_vni_iterator i = ResSrcInt->vni_begin(),
            e = ResSrcInt->vni_end(); i != e; ++i) {
       const VNInfo *vni = *i;
-      if (!vni->def || vni->def == ~1U || vni->def == ~0U)
+      // FIXME: Do isPHIDef and isDefAccurate both need to be tested?
+      if (!vni->def || vni->isUnused() || vni->isPHIDef() || !vni->isDefAccurate())
         continue;
       MachineInstr *CopyMI = li_->getInstructionFromIndex(vni->def);
       unsigned NewSrcReg, NewDstReg, NewSrcSubIdx, NewDstSubIdx;
@@ -1530,55 +1701,29 @@ bool SimpleRegisterCoalescing::JoinCopy(CopyRec &TheCopy, bool &Again) {
   if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(DstReg))
     RemoveUnnecessaryKills(DstReg, *ResDstInt);
 
-  if (isInsSubReg)
-    // Avoid:
-    // r1024 = op
-    // r1024 = implicit_def
-    // ...
-    //       = r1024
-    RemoveDeadImpDef(DstReg, *ResDstInt);
   UpdateRegDefsUses(SrcReg, DstReg, SubIdx);
 
   // SrcReg is guarateed to be the register whose live interval that is
   // being merged.
   li_->removeInterval(SrcReg);
 
+  // Update regalloc hint.
+  tri_->UpdateRegAllocHint(SrcReg, DstReg, *mf_);
+
   // Manually deleted the live interval copy.
   if (SavedLI) {
     SavedLI->clear();
     delete SavedLI;
   }
 
-  if (isEmpty) {
-    // Now the copy is being coalesced away, the val# previously defined
-    // by the copy is being defined by an IMPLICIT_DEF which defines a zero
-    // length interval. Remove the val#.
-    unsigned CopyIdx = li_->getDefIndex(li_->getInstructionIndex(CopyMI));
-    const LiveRange *LR = ResDstInt->getLiveRangeContaining(CopyIdx);
-    VNInfo *ImpVal = LR->valno;
-    assert(ImpVal->def == CopyIdx);
-    unsigned NextDef = LR->end;
-    RemoveCopiesFromValNo(*ResDstInt, ImpVal);
-    ResDstInt->removeValNo(ImpVal);
-    LR = ResDstInt->FindLiveRangeContaining(NextDef);
-    if (LR != ResDstInt->end() && LR->valno->def == NextDef) {
-      // Special case: vr1024 = implicit_def
-      //               vr1024 = insert_subreg vr1024, vr1025, c
-      // The insert_subreg becomes a "copy" that defines a val# which can itself
-      // be coalesced away.
-      MachineInstr *DefMI = li_->getInstructionFromIndex(NextDef);
-      if (DefMI->getOpcode() == TargetInstrInfo::INSERT_SUBREG)
-        LR->valno->copy = DefMI;
-    }
-  }
-
   // If resulting interval has a preference that no longer fits because of subreg
   // coalescing, just clear the preference.
-  if (ResDstInt->preference && (isExtSubReg || isInsSubReg) &&
+  unsigned Preference = getRegAllocPreference(ResDstInt->reg, *mf_, mri_, tri_);
+  if (Preference && (isExtSubReg || isInsSubReg || isSubRegToReg) &&
       TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(ResDstInt->reg)) {
     const TargetRegisterClass *RC = mri_->getRegClass(ResDstInt->reg);
-    if (!RC->contains(ResDstInt->preference))
-      ResDstInt->preference = 0;
+    if (!RC->contains(Preference))
+      mri_->setRegAllocationHint(ResDstInt->reg, 0, 0);
   }
 
   DOUT << "\n\t\tJoined.  Result = "; ResDstInt->print(DOUT, tri_);
@@ -1652,7 +1797,8 @@ bool SimpleRegisterCoalescing::RangeIsDefinedByCopyFromReg(LiveInterval &li,
   unsigned SrcReg = li_->getVNInfoSourceReg(LR->valno);
   if (SrcReg == Reg)
     return true;
-  if (LR->valno->def == ~0U &&
+  // FIXME: Do isPHIDef and isDefAccurate both need to be tested?
+  if ((LR->valno->isPHIDef() || !LR->valno->isDefAccurate()) &&
       TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(li.reg) &&
       *tri_->getSuperRegisters(li.reg)) {
     // It's a sub-register live interval, we may not have precise information.
@@ -1726,7 +1872,7 @@ bool SimpleRegisterCoalescing::SimpleJoin(LiveInterval &LHS, LiveInterval &RHS){
           //   vr1024 = op 
           //          = vr1025
           // Even though vr1025 is copied from vr1024, it's not safe to
-          // coalesced them since live range of vr1025 intersects the
+          // coalesce them since the live range of vr1025 intersects the
           // def of vr1024. This happens because vr1025 is assigned the
           // value of the previous iteration of vr1024.
           return false;
@@ -1807,7 +1953,7 @@ bool SimpleRegisterCoalescing::SimpleJoin(LiveInterval &LHS, LiveInterval &RHS){
         *tri_->getSuperRegisters(LHS.reg))
       // Imprecise sub-register information. Can't handle it.
       return false;
-    assert(0 && "No copies from the RHS?");
+    llvm_unreachable("No copies from the RHS?");
   } else {
     LHSValNo = EliminatedLHSVals[0];
   }
@@ -1821,13 +1967,28 @@ bool SimpleRegisterCoalescing::SimpleJoin(LiveInterval &LHS, LiveInterval &RHS){
   
   // Okay, the final step is to loop over the RHS live intervals, adding them to
   // the LHS.
-  LHSValNo->hasPHIKill |= VNI->hasPHIKill;
+  if (VNI->hasPHIKill())
+    LHSValNo->setHasPHIKill(true);
   LHS.addKills(LHSValNo, VNI->kills);
   LHS.MergeRangesInAsValue(RHS, LHSValNo);
-  LHS.weight += RHS.weight;
-  if (RHS.preference && !LHS.preference)
-    LHS.preference = RHS.preference;
-  
+
+  LHS.ComputeJoinedWeight(RHS);
+
+  // Update regalloc hint if both are virtual registers.
+  if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(LHS.reg) && 
+      TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(RHS.reg)) {
+    std::pair<unsigned, unsigned> RHSPref = mri_->getRegAllocationHint(RHS.reg);
+    std::pair<unsigned, unsigned> LHSPref = mri_->getRegAllocationHint(LHS.reg);
+    if (RHSPref != LHSPref)
+      mri_->setRegAllocationHint(LHS.reg, RHSPref.first, RHSPref.second);
+  }
+
+  // Update the liveintervals of sub-registers.
+  if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(LHS.reg))
+    for (const unsigned *AS = tri_->getSubRegisters(LHS.reg); *AS; ++AS)
+      li_->getOrCreateInterval(*AS).MergeInClobberRanges(LHS,
+                                                    li_->getVNInfoAllocator());
+
   return true;
 }
 
@@ -1975,7 +2136,7 @@ SimpleRegisterCoalescing::JoinIntervals(LiveInterval &LHS, LiveInterval &RHS,
     for (LiveInterval::vni_iterator i = LHS.vni_begin(), e = LHS.vni_end();
          i != e; ++i) {
       VNInfo *VNI = *i;
-      if (VNI->def == ~1U || VNI->copy == 0)  // Src not defined by a copy?
+      if (VNI->isUnused() || VNI->copy == 0)  // Src not defined by a copy?
         continue;
       
       // DstReg is known to be a register in the LHS interval.  If the src is
@@ -1992,7 +2153,7 @@ SimpleRegisterCoalescing::JoinIntervals(LiveInterval &LHS, LiveInterval &RHS,
     for (LiveInterval::vni_iterator i = RHS.vni_begin(), e = RHS.vni_end();
          i != e; ++i) {
       VNInfo *VNI = *i;
-      if (VNI->def == ~1U || VNI->copy == 0)  // Src not defined by a copy?
+      if (VNI->isUnused() || VNI->copy == 0)  // Src not defined by a copy?
         continue;
       
       // DstReg is known to be a register in the RHS interval.  If the src is
@@ -2012,7 +2173,7 @@ SimpleRegisterCoalescing::JoinIntervals(LiveInterval &LHS, LiveInterval &RHS,
          i != e; ++i) {
       VNInfo *VNI = *i;
       unsigned VN = VNI->id;
-      if (LHSValNoAssignments[VN] >= 0 || VNI->def == ~1U
+      if (LHSValNoAssignments[VN] >= 0 || VNI->isUnused()
         continue;
       ComputeUltimateVN(VNI, NewVNInfo,
                         LHSValsDefinedFromRHS, RHSValsDefinedFromLHS,
@@ -2022,7 +2183,7 @@ SimpleRegisterCoalescing::JoinIntervals(LiveInterval &LHS, LiveInterval &RHS,
          i != e; ++i) {
       VNInfo *VNI = *i;
       unsigned VN = VNI->id;
-      if (RHSValNoAssignments[VN] >= 0 || VNI->def == ~1U)
+      if (RHSValNoAssignments[VN] >= 0 || VNI->isUnused())
         continue;
       // If this value number isn't a copy from the LHS, it's a new number.
       if (RHSValsDefinedFromLHS.find(VNI) == RHSValsDefinedFromLHS.end()) {
@@ -2086,7 +2247,8 @@ SimpleRegisterCoalescing::JoinIntervals(LiveInterval &LHS, LiveInterval &RHS,
     VNInfo *VNI = I->first;
     unsigned LHSValID = LHSValNoAssignments[VNI->id];
     LiveInterval::removeKill(NewVNInfo[LHSValID], VNI->def);
-    NewVNInfo[LHSValID]->hasPHIKill |= VNI->hasPHIKill;
+    if (VNI->hasPHIKill())
+      NewVNInfo[LHSValID]->setHasPHIKill(true);
     RHS.addKills(NewVNInfo[LHSValID], VNI->kills);
   }
 
@@ -2096,7 +2258,8 @@ SimpleRegisterCoalescing::JoinIntervals(LiveInterval &LHS, LiveInterval &RHS,
     VNInfo *VNI = I->first;
     unsigned RHSValID = RHSValNoAssignments[VNI->id];
     LiveInterval::removeKill(NewVNInfo[RHSValID], VNI->def);
-    NewVNInfo[RHSValID]->hasPHIKill |= VNI->hasPHIKill;
+    if (VNI->hasPHIKill())
+      NewVNInfo[RHSValID]->setHasPHIKill(true);
     LHS.addKills(NewVNInfo[RHSValID], VNI->kills);
   }
 
@@ -2105,10 +2268,12 @@ SimpleRegisterCoalescing::JoinIntervals(LiveInterval &LHS, LiveInterval &RHS,
   if ((RHS.ranges.size() > LHS.ranges.size() &&
       TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(LHS.reg)) ||
       TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(RHS.reg)) {
-    RHS.join(LHS, &RHSValNoAssignments[0], &LHSValNoAssignments[0], NewVNInfo);
+    RHS.join(LHS, &RHSValNoAssignments[0], &LHSValNoAssignments[0], NewVNInfo,
+             mri_);
     Swapped = true;
   } else {
-    LHS.join(RHS, &LHSValNoAssignments[0], &RHSValNoAssignments[0], NewVNInfo);
+    LHS.join(RHS, &LHSValNoAssignments[0], &RHSValNoAssignments[0], NewVNInfo,
+             mri_);
     Swapped = false;
   }
   return true;
@@ -2148,7 +2313,7 @@ bool CopyRecSort::operator()(CopyRec left, CopyRec right) const {
 
 void SimpleRegisterCoalescing::CopyCoalesceInMBB(MachineBasicBlock *MBB,
                                                std::vector<CopyRec> &TryAgain) {
-  DOUT << ((Value*)MBB->getBasicBlock())->getName() << ":\n";
+  DEBUG(errs() << ((Value*)MBB->getBasicBlock())->getName() << ":\n");
 
   std::vector<CopyRec> VirtCopies;
   std::vector<CopyRec> PhysCopies;
@@ -2163,7 +2328,8 @@ void SimpleRegisterCoalescing::CopyCoalesceInMBB(MachineBasicBlock *MBB,
     if (Inst->getOpcode() == TargetInstrInfo::EXTRACT_SUBREG) {
       DstReg = Inst->getOperand(0).getReg();
       SrcReg = Inst->getOperand(1).getReg();
-    } else if (Inst->getOpcode() == TargetInstrInfo::INSERT_SUBREG) {
+    } else if (Inst->getOpcode() == TargetInstrInfo::INSERT_SUBREG ||
+               Inst->getOpcode() == TargetInstrInfo::SUBREG_TO_REG) {
       DstReg = Inst->getOperand(0).getReg();
       SrcReg = Inst->getOperand(2).getReg();
     } else if (!tii_->isMoveInstr(*Inst, SrcReg, DstReg, SrcSubIdx, DstSubIdx))
@@ -2387,49 +2553,11 @@ void SimpleRegisterCoalescing::releaseMemory() {
 static bool isZeroLengthInterval(LiveInterval *li) {
   for (LiveInterval::Ranges::const_iterator
          i = li->ranges.begin(), e = li->ranges.end(); i != e; ++i)
-    if (i->end - i->start > LiveIntervals::InstrSlots::NUM)
+    if (i->end - i->start > LiveInterval::InstrSlots::NUM)
       return false;
   return true;
 }
 
-/// TurnCopyIntoImpDef - If source of the specified copy is an implicit def,
-/// turn the copy into an implicit def.
-bool
-SimpleRegisterCoalescing::TurnCopyIntoImpDef(MachineBasicBlock::iterator &I,
-                                             MachineBasicBlock *MBB,
-                                             unsigned DstReg, unsigned SrcReg) {
-  MachineInstr *CopyMI = &*I;
-  unsigned CopyIdx = li_->getDefIndex(li_->getInstructionIndex(CopyMI));
-  if (!li_->hasInterval(SrcReg))
-    return false;
-  LiveInterval &SrcInt = li_->getInterval(SrcReg);
-  if (!SrcInt.empty())
-    return false;
-  if (!li_->hasInterval(DstReg))
-    return false;
-  LiveInterval &DstInt = li_->getInterval(DstReg);
-  const LiveRange *DstLR = DstInt.getLiveRangeContaining(CopyIdx);
-  DstInt.removeValNo(DstLR->valno);
-  CopyMI->setDesc(tii_->get(TargetInstrInfo::IMPLICIT_DEF));
-  for (int i = CopyMI->getNumOperands() - 1, e = 0; i > e; --i)
-    CopyMI->RemoveOperand(i);
-  bool NoUse = mri_->use_empty(SrcReg);
-  if (NoUse) {
-    for (MachineRegisterInfo::reg_iterator I = mri_->reg_begin(SrcReg),
-           E = mri_->reg_end(); I != E; ) {
-      assert(I.getOperand().isDef());
-      MachineInstr *DefMI = &*I;
-      ++I;
-      // The implicit_def source has no other uses, delete it.
-      assert(DefMI->getOpcode() == TargetInstrInfo::IMPLICIT_DEF);
-      li_->RemoveMachineInstrFromMaps(DefMI);
-      DefMI->eraseFromParent();
-    }
-  }
-  ++I;
-  return true;
-}
-
 
 bool SimpleRegisterCoalescing::runOnMachineFunction(MachineFunction &fn) {
   mf_ = &fn;
@@ -2440,9 +2568,9 @@ bool SimpleRegisterCoalescing::runOnMachineFunction(MachineFunction &fn) {
   li_ = &getAnalysis<LiveIntervals>();
   loopInfo = &getAnalysis<MachineLoopInfo>();
 
-  DOUT << "********** SIMPLE REGISTER COALESCING **********\n"
-       << "********** Function: "
-       << ((Value*)mf_->getFunction())->getName() << '\n';
+  DEBUG(errs() << "********** SIMPLE REGISTER COALESCING **********\n"
+        << "********** Function: "
+        << ((Value*)mf_->getFunction())->getName() << '\n');
 
   allocatableRegs_ = tri_->getAllocatableSet(fn);
   for (TargetRegisterInfo::regclass_iterator I = tri_->regclass_begin(),
@@ -2478,7 +2606,8 @@ bool SimpleRegisterCoalescing::runOnMachineFunction(MachineFunction &fn) {
         // Delete all coalesced copies.
         if (!tii_->isMoveInstr(*MI, SrcReg, DstReg, SrcSubIdx, DstSubIdx)) {
           assert((MI->getOpcode() == TargetInstrInfo::EXTRACT_SUBREG ||
-                  MI->getOpcode() == TargetInstrInfo::INSERT_SUBREG) &&
+                  MI->getOpcode() == TargetInstrInfo::INSERT_SUBREG ||
+                  MI->getOpcode() == TargetInstrInfo::SUBREG_TO_REG) &&
                  "Unrecognized copy instruction");
           DstReg = MI->getOperand(0).getReg();
         }
@@ -2541,7 +2670,7 @@ bool SimpleRegisterCoalescing::runOnMachineFunction(MachineFunction &fn) {
         li_->RemoveMachineInstrFromMaps(MI);
         mii = mbbi->erase(mii);
         ++numPeep;
-      } else if (!isMove || !TurnCopyIntoImpDef(mii, mbb, DstReg, SrcReg)) {
+      } else {
         SmallSet<unsigned, 4> UniqueUses;
         for (unsigned i = 0, e = MI->getNumOperands(); i != e; ++i) {
           const MachineOperand &mop = MI->getOperand(i);
@@ -2588,7 +2717,8 @@ bool SimpleRegisterCoalescing::runOnMachineFunction(MachineFunction &fn) {
       }
 
       // Slightly prefer live interval that has been assigned a preferred reg.
-      if (LI.preference)
+      std::pair<unsigned, unsigned> Hint = mri_->getRegAllocationHint(LI.reg);
+      if (Hint.first || Hint.second)
         LI.weight *= 1.01F;
 
       // Divide the weight of the interval by its size.  This encourages