LegalizeTypes soft-float support for stores of a
[oota-llvm.git] / lib / CodeGen / SimpleRegisterCoalescing.cpp
index 15aae580700b94f9b805b11f68bb7d4c5ae35e67..bc833633ed24f05cb43fa5458e1605b02ee6e3b3 100644 (file)
@@ -17,7 +17,6 @@
 #include "VirtRegMap.h"
 #include "llvm/CodeGen/LiveIntervalAnalysis.h"
 #include "llvm/Value.h"
-#include "llvm/CodeGen/LiveVariables.h"
 #include "llvm/CodeGen/MachineFrameInfo.h"
 #include "llvm/CodeGen/MachineInstr.h"
 #include "llvm/CodeGen/MachineLoopInfo.h"
 using namespace llvm;
 
 STATISTIC(numJoins    , "Number of interval joins performed");
+STATISTIC(numSubJoins , "Number of subclass joins performed");
 STATISTIC(numCommutes , "Number of instruction commuting performed");
 STATISTIC(numExtends  , "Number of copies extended");
 STATISTIC(numPeep     , "Number of identity moves eliminated after coalescing");
 STATISTIC(numAborts   , "Number of times interval joining aborted");
 
 char SimpleRegisterCoalescing::ID = 0;
-namespace {
-  static cl::opt<bool>
-  EnableJoining("join-liveintervals",
-                cl::desc("Coalesce copies (default=true)"),
-                cl::init(true));
+static cl::opt<bool>
+EnableJoining("join-liveintervals",
+              cl::desc("Coalesce copies (default=true)"),
+              cl::init(true));
 
-  static cl::opt<bool>
-  NewHeuristic("new-coalescer-heuristic",
-                cl::desc("Use new coalescer heuristic"),
-                cl::init(false));
+static cl::opt<bool>
+NewHeuristic("new-coalescer-heuristic",
+             cl::desc("Use new coalescer heuristic"),
+             cl::init(false), cl::Hidden);
 
-  RegisterPass<SimpleRegisterCoalescing> 
-  X("simple-register-coalescing", "Simple Register Coalescing");
+static cl::opt<bool>
+CrossClassJoin("join-subclass-copies",
+               cl::desc("Coalesce copies to sub- register class"),
+               cl::init(false), cl::Hidden);
 
-  // Declare that we implement the RegisterCoalescer interface
-  RegisterAnalysisGroup<RegisterCoalescer, true/*The Default*/> V(X);
-}
+static RegisterPass<SimpleRegisterCoalescing> 
+X("simple-register-coalescing", "Simple Register Coalescing");
+
+// Declare that we implement the RegisterCoalescer interface
+static RegisterAnalysisGroup<RegisterCoalescer, true/*The Default*/> V(X);
 
-const PassInfo *llvm::SimpleRegisterCoalescingID = X.getPassInfo();
+const PassInfo *const llvm::SimpleRegisterCoalescingID = &X;
 
 void SimpleRegisterCoalescing::getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
   AU.addPreserved<LiveIntervals>();
@@ -68,7 +71,6 @@ void SimpleRegisterCoalescing::getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
   AU.addPreservedID(MachineDominatorsID);
   AU.addPreservedID(PHIEliminationID);
   AU.addPreservedID(TwoAddressInstructionPassID);
-  AU.addRequired<LiveVariables>();
   AU.addRequired<LiveIntervals>();
   AU.addRequired<MachineLoopInfo>();
   MachineFunctionPass::getAnalysisUsage(AU);
@@ -385,10 +387,21 @@ bool SimpleRegisterCoalescing::RemoveCopyByCommutingDef(LiveInterval &IntA,
   // simply extend BLR if CopyMI doesn't end the range.
   DOUT << "\nExtending: "; IntB.print(DOUT, tri_);
 
-  IntB.removeValNo(BValNo);
+  // Remove val#'s defined by copies that will be coalesced away.
   for (unsigned i = 0, e = BDeadValNos.size(); i != e; ++i)
     IntB.removeValNo(BDeadValNos[i]);
-  VNInfo *ValNo = IntB.getNextValue(AValNo->def, 0, li_->getVNInfoAllocator());
+
+  // Extend BValNo by merging in IntA live ranges of AValNo. Val# definition
+  // is updated. Kills are also updated.
+  VNInfo *ValNo = BValNo;
+  ValNo->def = AValNo->def;
+  ValNo->copy = NULL;
+  for (unsigned j = 0, ee = ValNo->kills.size(); j != ee; ++j) {
+    unsigned Kill = ValNo->kills[j];
+    if (Kill != BLR->end)
+      BKills.push_back(Kill);
+  }
+  ValNo->kills.clear();
   for (LiveInterval::iterator AI = IntA.begin(), AE = IntA.end();
        AI != AE; ++AI) {
     if (AI->valno != AValNo) continue;
@@ -430,7 +443,7 @@ bool SimpleRegisterCoalescing::isBackEdgeCopy(MachineInstr *CopyMI,
     LI.FindLiveRangeContaining(li_->getDefIndex(DefIdx));
   if (DstLR == LI.end())
     return false;
-  unsigned KillIdx = li_->getInstructionIndex(&MBB->back()) + InstrSlots::NUM;
+  unsigned KillIdx = li_->getMBBEndIdx(MBB) + 1;
   if (DstLR->valno->kills.size() == 1 &&
       DstLR->valno->kills[0] == KillIdx && DstLR->valno->hasPHIKill)
     return true;
@@ -457,18 +470,17 @@ SimpleRegisterCoalescing::UpdateRegDefsUses(unsigned SrcReg, unsigned DstReg,
     MachineOperand &O = I.getOperand();
     MachineInstr *UseMI = &*I;
     ++I;
+    unsigned OldSubIdx = O.getSubReg();
     if (DstIsPhys) {
-      unsigned UseSubIdx = O.getSubReg();
       unsigned UseDstReg = DstReg;
-      if (UseSubIdx)
-        UseDstReg = tri_->getSubReg(DstReg, UseSubIdx);
+      if (OldSubIdx)
+          UseDstReg = tri_->getSubReg(DstReg, OldSubIdx);
       O.setReg(UseDstReg);
       O.setSubReg(0);
     } else {
-      unsigned OldSubIdx = O.getSubReg();
       // Sub-register indexes goes from small to large. e.g.
-      // RAX: 0 -> AL, 1 -> AH, 2 -> AX, 3 -> EAX
-      // EAX: 0 -> AL, 1 -> AH, 2 -> AX
+      // RAX: 1 -> AL, 2 -> AX, 3 -> EAX
+      // EAX: 1 -> AL, 2 -> AX
       // So RAX's sub-register 2 is AX, RAX's sub-regsiter 3 is EAX, whose
       // sub-register 2 is also AX.
       if (SubIdx && OldSubIdx && SubIdx != OldSubIdx)
@@ -560,8 +572,8 @@ static void removeRange(LiveInterval &li, unsigned Start, unsigned End,
 
 /// 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.
-static void removeIntervalIfEmpty(LiveInterval &li, LiveIntervals *li_,
+/// sub-registers. Return true if live interval is removed.
+static bool removeIntervalIfEmpty(LiveInterval &li, LiveIntervals *li_,
                                   const TargetRegisterInfo *tri_) {
   if (li.empty()) {
     if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(li.reg))
@@ -573,25 +585,28 @@ static void removeIntervalIfEmpty(LiveInterval &li, LiveIntervals *li_,
           li_->removeInterval(*SR);
       }
     li_->removeInterval(li.reg);
+    return true;
   }
+  return false;
 }
 
 /// ShortenDeadCopyLiveRange - Shorten a live range defined by a dead copy.
-///
-void SimpleRegisterCoalescing::ShortenDeadCopyLiveRange(LiveInterval &li,
+/// Return true if live interval is removed.
+bool SimpleRegisterCoalescing::ShortenDeadCopyLiveRange(LiveInterval &li,
                                                         MachineInstr *CopyMI) {
   unsigned CopyIdx = li_->getInstructionIndex(CopyMI);
   LiveInterval::iterator MLR =
     li.FindLiveRangeContaining(li_->getDefIndex(CopyIdx));
   if (MLR == li.end())
-    return;  // Already removed by ShortenDeadCopySrcLiveRange.
+    return false;  // Already removed by ShortenDeadCopySrcLiveRange.
   unsigned RemoveStart = MLR->start;
   unsigned RemoveEnd = MLR->end;
   // Remove the liverange that's defined by this.
   if (RemoveEnd == li_->getDefIndex(CopyIdx)+1) {
     removeRange(li, RemoveStart, RemoveEnd, li_, tri_);
-    removeIntervalIfEmpty(li, li_, tri_);
+    return removeIntervalIfEmpty(li, li_, tri_);
   }
+  return false;
 }
 
 /// PropagateDeadness - Propagate the dead marker to the instruction which
@@ -611,11 +626,24 @@ static void PropagateDeadness(LiveInterval &li, MachineInstr *CopyMI,
   }
 }
 
-/// ShortenDeadCopyLiveRange - Shorten a live range as it's artificially
-/// extended by a dead copy. Mark the last use (if any) of the val# as kill
-/// as ends the live range there. If there isn't another use, then this
-/// live range is dead.
-void
+/// isSameOrFallThroughBB - Return true if MBB == SuccMBB or MBB simply
+/// fallthoughs to SuccMBB.
+static bool isSameOrFallThroughBB(MachineBasicBlock *MBB,
+                                  MachineBasicBlock *SuccMBB,
+                                  const TargetInstrInfo *tii_) {
+  if (MBB == SuccMBB)
+    return true;
+  MachineBasicBlock *TBB = 0, *FBB = 0;
+  std::vector<MachineOperand> Cond;
+  return !tii_->AnalyzeBranch(*MBB, TBB, FBB, Cond) && !TBB && !FBB &&
+    MBB->isSuccessor(SuccMBB);
+}
+
+/// ShortenDeadCopySrcLiveRange - Shorten a live range as it's artificially
+/// extended by a dead copy. Mark the last use (if any) of the val# as kill as
+/// ends the live range there. If there isn't another use, then this live range
+/// is dead. Return true if live interval is removed.
+bool
 SimpleRegisterCoalescing::ShortenDeadCopySrcLiveRange(LiveInterval &li,
                                                       MachineInstr *CopyMI) {
   unsigned CopyIdx = li_->getInstructionIndex(CopyMI);
@@ -624,32 +652,47 @@ SimpleRegisterCoalescing::ShortenDeadCopySrcLiveRange(LiveInterval &li,
     // first instruction index starts at > 0 value.
     assert(TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(li.reg));
     // Live-in to the function but dead. Remove it from entry live-in set.
-    mf_->begin()->removeLiveIn(li.reg);
+    if (mf_->begin()->isLiveIn(li.reg))
+      mf_->begin()->removeLiveIn(li.reg);
     const LiveRange *LR = li.getLiveRangeContaining(CopyIdx);
     removeRange(li, LR->start, LR->end, li_, tri_);
-    removeIntervalIfEmpty(li, li_, tri_);
-    return;
+    return removeIntervalIfEmpty(li, li_, tri_);
   }
 
   LiveInterval::iterator LR = li.FindLiveRangeContaining(CopyIdx-1);
   if (LR == li.end())
     // Livein but defined by a phi.
-    return;
+    return false;
 
   unsigned RemoveStart = LR->start;
   unsigned RemoveEnd = li_->getDefIndex(CopyIdx)+1;
   if (LR->end > RemoveEnd)
     // More uses past this copy? Nothing to do.
-    return;
+    return false;
 
+  MachineBasicBlock *CopyMBB = CopyMI->getParent();
+  unsigned MBBStart = li_->getMBBStartIdx(CopyMBB);
   unsigned LastUseIdx;
   MachineOperand *LastUse = lastRegisterUse(LR->start, CopyIdx-1, li.reg,
                                             LastUseIdx);
   if (LastUse) {
+    MachineInstr *LastUseMI = LastUse->getParent();
+    if (!isSameOrFallThroughBB(LastUseMI->getParent(), CopyMBB, tii_)) {
+      // r1024 = op
+      // ...
+      // BB1:
+      //       = r1024
+      //
+      // BB2:
+      // r1025<dead> = r1024<kill>
+      if (MBBStart < LR->end)
+        removeRange(li, MBBStart, LR->end, li_, tri_);
+      return false;
+    }
+
     // There are uses before the copy, just shorten the live range to the end
     // of last use.
     LastUse->setIsKill();
-    MachineInstr *LastUseMI = LastUse->getParent();
     removeRange(li, li_->getDefIndex(LastUseIdx), LR->end, li_, tri_);
     unsigned SrcReg, DstReg;
     if (tii_->isMoveInstr(*LastUseMI, SrcReg, DstReg) &&
@@ -658,12 +701,10 @@ SimpleRegisterCoalescing::ShortenDeadCopySrcLiveRange(LiveInterval &li,
       int DeadIdx = LastUseMI->findRegisterDefOperandIdx(li.reg, false, tri_);
       LastUseMI->getOperand(DeadIdx).setIsDead();
     }
-    return;
+    return false;
   }
 
   // Is it livein?
-  MachineBasicBlock *CopyMBB = CopyMI->getParent();
-  unsigned MBBStart = li_->getMBBStartIdx(CopyMBB);
   if (LR->start <= MBBStart && LR->end > MBBStart) {
     if (LR->start == 0) {
       assert(TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(li.reg));
@@ -678,7 +719,7 @@ SimpleRegisterCoalescing::ShortenDeadCopySrcLiveRange(LiveInterval &li,
     PropagateDeadness(li, CopyMI, RemoveStart, li_, tri_);
 
   removeRange(li, RemoveStart, LR->end, li_, tri_);
-  removeIntervalIfEmpty(li, li_, tri_);
+  return removeIntervalIfEmpty(li, li_, tri_);
 }
 
 /// CanCoalesceWithImpDef - Returns true if the specified copy instruction
@@ -725,7 +766,7 @@ bool SimpleRegisterCoalescing::CanCoalesceWithImpDef(MachineInstr *CopyMI,
 /// identity copies so they will be removed.
 void SimpleRegisterCoalescing::RemoveCopiesFromValNo(LiveInterval &li,
                                                      VNInfo *VNI) {
-  MachineInstr *ImpDef = NULL;
+  SmallVector<MachineInstr*, 4> ImpDefs;
   MachineOperand *LastUse = NULL;
   unsigned LastUseIdx = li_->getUseIndex(VNI->def);
   for (MachineRegisterInfo::reg_iterator RI = mri_->reg_begin(li.reg),
@@ -735,8 +776,7 @@ void SimpleRegisterCoalescing::RemoveCopiesFromValNo(LiveInterval &li,
     ++RI;
     if (MO->isDef()) {
       if (MI->getOpcode() == TargetInstrInfo::IMPLICIT_DEF) {
-        assert(!ImpDef && "Multiple implicit_def defining same register?");
-        ImpDef = MI;
+        ImpDefs.push_back(MI);
       }
       continue;
     }
@@ -764,9 +804,13 @@ void SimpleRegisterCoalescing::RemoveCopiesFromValNo(LiveInterval &li,
   if (LastUse)
     LastUse->setIsKill();
   else {
-    // Remove dead implicit_def.
-    li_->RemoveMachineInstrFromMaps(ImpDef);
-    ImpDef->eraseFromParent();
+    // Remove dead implicit_def's.
+    while (!ImpDefs.empty()) {
+      MachineInstr *ImpDef = ImpDefs.back();
+      ImpDefs.pop_back();
+      li_->RemoveMachineInstrFromMaps(ImpDef);
+      ImpDef->eraseFromParent();
+    }
   }
 }
 
@@ -780,6 +824,41 @@ static unsigned getMatchingSuperReg(unsigned Reg, unsigned SubIdx,
   return 0;
 }
 
+/// isProfitableToCoalesceToSubRC - Given that register class of DstReg is
+/// a subset of the register class of SrcReg, return true if it's profitable
+/// to coalesce the two registers.
+bool
+SimpleRegisterCoalescing::isProfitableToCoalesceToSubRC(unsigned SrcReg,
+                                                        unsigned DstReg,
+                                                        MachineBasicBlock *MBB){
+  if (!CrossClassJoin)
+    return false;
+
+  // First let's make sure all uses are in the same MBB.
+  for (MachineRegisterInfo::reg_iterator RI = mri_->reg_begin(SrcReg),
+         RE = mri_->reg_end(); RI != RE; ++RI) {
+    MachineInstr &MI = *RI;
+    if (MI.getParent() != MBB)
+      return false;
+  }
+  for (MachineRegisterInfo::reg_iterator RI = mri_->reg_begin(DstReg),
+         RE = mri_->reg_end(); RI != RE; ++RI) {
+    MachineInstr &MI = *RI;
+    if (MI.getParent() != MBB)
+      return false;
+  }
+
+  // Then make sure the intervals are *short*.
+  LiveInterval &SrcInt = li_->getInterval(SrcReg);
+  LiveInterval &DstInt = li_->getInterval(DstReg);
+  unsigned SrcSize = SrcInt.getSize() / InstrSlots::NUM;
+  unsigned DstSize = DstInt.getSize() / InstrSlots::NUM;
+  const TargetRegisterClass *RC = mri_->getRegClass(DstReg);
+  unsigned Threshold = allocatableRCRegs_[RC].count() * 2;
+  return (SrcSize + DstSize) <= Threshold;
+}
+
+
 /// 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
@@ -840,6 +919,9 @@ bool SimpleRegisterCoalescing::JoinCopy(CopyRec &TheCopy, bool &Again) {
     return false;  // Not coalescable.
   }
 
+  // Should be non-null only when coalescing to a sub-register class.
+  const TargetRegisterClass *SubRC = NULL;
+  MachineBasicBlock *CopyMBB = CopyMI->getParent();
   unsigned RealDstReg = 0;
   unsigned RealSrcReg = 0;
   if (isExtSubReg || isInsSubReg) {
@@ -847,11 +929,29 @@ bool SimpleRegisterCoalescing::JoinCopy(CopyRec &TheCopy, bool &Again) {
     if (SrcIsPhys && isExtSubReg) {
       // r1024 = EXTRACT_SUBREG EAX, 0 then r1024 is really going to be
       // coalesced with AX.
-      SrcReg = tri_->getSubReg(SrcReg, SubIdx);
+      unsigned DstSubIdx = CopyMI->getOperand(0).getSubReg();
+      if (DstSubIdx) {
+        // r1024<2> = EXTRACT_SUBREG EAX, 2. Then r1024 has already been
+        // coalesced to a larger register so the subreg indices cancel out.
+        if (DstSubIdx != SubIdx) {
+          DOUT << "\t Sub-register indices mismatch.\n";
+          return false; // Not coalescable.
+        }
+      } else
+        SrcReg = tri_->getSubReg(SrcReg, SubIdx);
       SubIdx = 0;
     } else if (DstIsPhys && isInsSubReg) {
       // EAX = INSERT_SUBREG EAX, r1024, 0
-      DstReg = tri_->getSubReg(DstReg, SubIdx);
+      unsigned SrcSubIdx = CopyMI->getOperand(2).getSubReg();
+      if (SrcSubIdx) {
+        // EAX = INSERT_SUBREG EAX, r1024<2>, 2 Then r1024 has already been
+        // coalesced to a larger register so the subreg indices cancel out.
+        if (SrcSubIdx != SubIdx) {
+          DOUT << "\t Sub-register indices mismatch.\n";
+          return false; // Not coalescable.
+        }
+      } else
+        DstReg = tri_->getSubReg(DstReg, SubIdx);
       SubIdx = 0;
     } else if ((DstIsPhys && isExtSubReg) || (SrcIsPhys && isInsSubReg)) {
       // If this is a extract_subreg where dst is a physical register, e.g.
@@ -859,6 +959,11 @@ bool SimpleRegisterCoalescing::JoinCopy(CopyRec &TheCopy, bool &Again) {
       // then create and update the actual physical register allocated to RHS.
       // Ditto for
       // reg1024 = INSERT_SUBREG r1024, cl, 1
+      if (CopyMI->getOperand(1).getSubReg()) {
+        DOUT << "\tSrc of extract_ / insert_subreg already coalesced with reg"
+             << " of a super-class.\n";
+        return false; // Not coalescable.
+      }
       const TargetRegisterClass *RC =
         mri_->getRegClass(isExtSubReg ? SrcReg : DstReg);
       if (isExtSubReg) {
@@ -888,28 +993,45 @@ bool SimpleRegisterCoalescing::JoinCopy(CopyRec &TheCopy, bool &Again) {
         }
       SubIdx = 0;
     } else {
-      unsigned LargeReg = isExtSubReg ? SrcReg : DstReg;
-      unsigned SmallReg = isExtSubReg ? DstReg : SrcReg;
-      unsigned LargeRegSize =
-        li_->getInterval(LargeReg).getSize() / InstrSlots::NUM;
-      unsigned SmallRegSize =
-        li_->getInterval(SmallReg).getSize() / InstrSlots::NUM;
-      const TargetRegisterClass *RC = mri_->getRegClass(SmallReg);
-      unsigned Threshold = allocatableRCRegs_[RC].count();
-      // Be conservative. If both sides are virtual registers, do not coalesce
-      // if this will cause a high use density interval to target a smaller set
-      // of registers.
-      if (SmallRegSize > Threshold || LargeRegSize > Threshold) {
-        LiveVariables::VarInfo &svi = lv_->getVarInfo(LargeReg);
-        LiveVariables::VarInfo &dvi = lv_->getVarInfo(SmallReg);
-        if ((float)dvi.NumUses / SmallRegSize <
-            (float)svi.NumUses / LargeRegSize) {
-          Again = true;  // May be possible to coalesce later.
-          return false;
+      unsigned OldSubIdx = isExtSubReg ? CopyMI->getOperand(0).getSubReg()
+        : CopyMI->getOperand(2).getSubReg();
+      if (OldSubIdx) {
+        if (OldSubIdx == SubIdx &&
+            !differingRegisterClasses(SrcReg, DstReg, SubRC))
+          // r1024<2> = EXTRACT_SUBREG r1025, 2. Then r1024 has already been
+          // coalesced to a larger register so the subreg indices cancel out.
+          // Also check if the other larger register is of the same register
+          // class as the would be resulting register.
+          SubIdx = 0;
+        else {
+          DOUT << "\t Sub-register indices mismatch.\n";
+          return false; // Not coalescable.
+        }
+      }
+      if (SubIdx) {
+        unsigned LargeReg = isExtSubReg ? SrcReg : DstReg;
+        unsigned SmallReg = isExtSubReg ? DstReg : SrcReg;
+        unsigned LargeRegSize =
+          li_->getInterval(LargeReg).getSize() / InstrSlots::NUM;
+        unsigned SmallRegSize =
+          li_->getInterval(SmallReg).getSize() / InstrSlots::NUM;
+        const TargetRegisterClass *RC = mri_->getRegClass(SmallReg);
+        unsigned Threshold = allocatableRCRegs_[RC].count();
+        // Be conservative. If both sides are virtual registers, do not coalesce
+        // if this will cause a high use density interval to target a smaller
+        // set of registers.
+        if (SmallRegSize > Threshold || LargeRegSize > Threshold) {
+          if ((float)std::distance(mri_->use_begin(SmallReg),
+                                   mri_->use_end()) / SmallRegSize <
+              (float)std::distance(mri_->use_begin(LargeReg),
+                                   mri_->use_end()) / LargeRegSize) {
+            Again = true;  // May be possible to coalesce later.
+            return false;
+          }
         }
       }
     }
-  } else if (differingRegisterClasses(SrcReg, DstReg)) {
+  } else if (differingRegisterClasses(SrcReg, DstReg, SubRC)) {
     // FIXME: What if the resul of a EXTRACT_SUBREG is then coalesced
     // with another? If it's the resulting destination register, then
     // the subidx must be propagated to uses (but only those defined
@@ -917,14 +1039,16 @@ bool SimpleRegisterCoalescing::JoinCopy(CopyRec &TheCopy, bool &Again) {
     // register, it should be safe because register is assumed to have
     // the register class of the super-register.
 
-    // If they are not of the same register class, we cannot join them.
-    DOUT << "\tSrc/Dest are different register classes.\n";
-    // Allow the coalescer to try again in case either side gets coalesced to
-    // a physical register that's compatible with the other side. e.g.
-    // r1024 = MOV32to32_ r1025
-    // but later r1024 is assigned EAX then r1025 may be coalesced with EAX.
-    Again = true;  // May be possible to coalesce later.
-    return false;
+    if (!SubRC || !isProfitableToCoalesceToSubRC(SrcReg, DstReg, CopyMBB)) {
+      // If they are not of the same register class, we cannot join them.
+      DOUT << "\tSrc/Dest are different register classes.\n";
+      // Allow the coalescer to try again in case either side gets coalesced to
+      // a physical register that's compatible with the other side. e.g.
+      // r1024 = MOV32to32_ r1025
+      // but later r1024 is assigned EAX then r1025 may be coalesced with EAX.
+      Again = true;  // May be possible to coalesce later.
+      return false;
+    }
   }
   
   LiveInterval &SrcInt = li_->getInterval(SrcReg);
@@ -958,9 +1082,9 @@ bool SimpleRegisterCoalescing::JoinCopy(CopyRec &TheCopy, bool &Again) {
       // do not join them, instead mark the physical register as its allocation
       // preference.
       unsigned Length = JoinVInt.getSize() / InstrSlots::NUM;
-      LiveVariables::VarInfo &vi = lv_->getVarInfo(JoinVReg);
       if (Length > Threshold &&
-          (((float)vi.NumUses / Length) < (1.0 / 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";
@@ -1043,11 +1167,6 @@ bool SimpleRegisterCoalescing::JoinCopy(CopyRec &TheCopy, bool &Again) {
     for (const unsigned *AS = tri_->getSubRegisters(DstReg); *AS; ++AS)
       li_->getOrCreateInterval(*AS).MergeInClobberRanges(*ResSrcInt,
                                                  li_->getVNInfoAllocator());
-  } else {
-    // Merge use info if the destination is a virtual register.
-    LiveVariables::VarInfo& dVI = lv_->getVarInfo(DstReg);
-    LiveVariables::VarInfo& sVI = lv_->getVarInfo(SrcReg);
-    dVI.NumUses += sVI.NumUses;
   }
 
   // If this is a EXTRACT_SUBREG, make sure the result of coalescing is the
@@ -1060,6 +1179,13 @@ 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 (SubRC) {
+    mri_->setRegClass(DstReg, SubRC);
+    ++numSubJoins;
+  }
+
   if (NewHeuristic) {
     // Add all copies that define val# in the source interval into the queue.
     for (LiveInterval::const_vni_iterator i = ResSrcInt->vni_begin(),
@@ -1072,7 +1198,7 @@ bool SimpleRegisterCoalescing::JoinCopy(CopyRec &TheCopy, bool &Again) {
       if (CopyMI &&
           JoinedCopies.count(CopyMI) == 0 &&
           tii_->isMoveInstr(*CopyMI, NewSrcReg, NewDstReg)) {
-        unsigned LoopDepth = loopInfo->getLoopDepth(CopyMI->getParent());
+        unsigned LoopDepth = loopInfo->getLoopDepth(CopyMBB);
         JoinQueue->push(CopyRec(CopyMI, LoopDepth,
                                 isBackEdgeCopy(CopyMI, DstReg)));
       }
@@ -1257,7 +1383,20 @@ bool SimpleRegisterCoalescing::SimpleJoin(LiveInterval &LHS, LiveInterval &RHS){
         // Copy from the RHS?
         if (!RangeIsDefinedByCopyFromReg(LHS, LHSIt, RHS.reg))
           return false;    // Nope, bail out.
-        
+
+        if (LHSIt->contains(RHSIt->valno->def))
+          // Here is an interesting situation:
+          // BB1:
+          //   vr1025 = copy vr1024
+          //   ..
+          // BB2:
+          //   vr1024 = op 
+          //          = vr1025
+          // Even though vr1025 is copied from vr1024, it's not safe to
+          // coalesced them since 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;
         EliminatedLHSVals.push_back(LHSIt->valno);
       }
       
@@ -1283,6 +1422,19 @@ bool SimpleRegisterCoalescing::SimpleJoin(LiveInterval &LHS, LiveInterval &RHS){
           // Otherwise, if this is a copy from the RHS, mark it as being merged
           // in.
           if (RangeIsDefinedByCopyFromReg(LHS, LHSIt, RHS.reg)) {
+            if (LHSIt->contains(RHSIt->valno->def))
+              // Here is an interesting situation:
+              // BB1:
+              //   vr1025 = copy vr1024
+              //   ..
+              // BB2:
+              //   vr1024 = op 
+              //          = vr1025
+              // Even though vr1025 is copied from vr1024, it's not safe to
+              // coalesced them since 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;
             EliminatedLHSVals.push_back(LHSIt->valno);
 
             // We know this entire LHS live range is okay, so skip it now.
@@ -1777,9 +1929,13 @@ void SimpleRegisterCoalescing::joinIntervals() {
 }
 
 /// Return true if the two specified registers belong to different register
-/// classes.  The registers may be either phys or virt regs.
-bool SimpleRegisterCoalescing::differingRegisterClasses(unsigned RegA,
-                                                        unsigned RegB) const {
+/// classes.  The registers may be either phys or virt regs. In the
+/// case where both registers are virtual registers, it would also returns
+/// true by reference the RegB register class in SubRC if it is a subset of
+/// RegA's register class.
+bool
+SimpleRegisterCoalescing::differingRegisterClasses(unsigned RegA, unsigned RegB,
+                                      const TargetRegisterClass *&SubRC) const {
 
   // Get the register classes for the first reg.
   if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(RegA)) {
@@ -1789,11 +1945,15 @@ bool SimpleRegisterCoalescing::differingRegisterClasses(unsigned RegA,
   }
 
   // Compare against the regclass for the second reg.
-  const TargetRegisterClass *RegClass = mri_->getRegClass(RegA);
-  if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(RegB))
-    return RegClass != mri_->getRegClass(RegB);
-  else
-    return !RegClass->contains(RegB);
+  const TargetRegisterClass *RegClassA = mri_->getRegClass(RegA);
+  if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(RegB)) {
+    const TargetRegisterClass *RegClassB = mri_->getRegClass(RegB);
+    if (RegClassA == RegClassB)
+      return false;
+    SubRC = (RegClassA->hasSubClass(RegClassB)) ? RegClassB : NULL;
+    return true;
+  }
+  return !RegClassA->contains(RegB);
 }
 
 /// lastRegisterUse - Returns the last use of the specific register between
@@ -1917,7 +2077,6 @@ bool SimpleRegisterCoalescing::runOnMachineFunction(MachineFunction &fn) {
   tri_ = tm_->getRegisterInfo();
   tii_ = tm_->getInstrInfo();
   li_ = &getAnalysis<LiveIntervals>();
-  lv_ = &getAnalysis<LiveVariables>();
   loopInfo = &getAnalysis<MachineLoopInfo>();
 
   DOUT << "********** SIMPLE REGISTER COALESCING **********\n"
@@ -1938,27 +2097,6 @@ bool SimpleRegisterCoalescing::runOnMachineFunction(MachineFunction &fn) {
       I->second.print(DOUT, tri_);
       DOUT << "\n";
     }
-
-    // Delete all coalesced copies.
-    for (SmallPtrSet<MachineInstr*,32>::iterator I = JoinedCopies.begin(),
-           E = JoinedCopies.end(); I != E; ++I) {
-      MachineInstr *CopyMI = *I;
-      unsigned SrcReg, DstReg;
-      if (!tii_->isMoveInstr(*CopyMI, SrcReg, DstReg)) {
-        assert((CopyMI->getOpcode() == TargetInstrInfo::EXTRACT_SUBREG ||
-                CopyMI->getOpcode() == TargetInstrInfo::INSERT_SUBREG) &&
-               "Unrecognized copy instruction");
-        DstReg = CopyMI->getOperand(0).getReg();
-      }
-      if (CopyMI->registerDefIsDead(DstReg)) {
-        LiveInterval &li = li_->getInterval(DstReg);
-        ShortenDeadCopySrcLiveRange(li, CopyMI);
-        ShortenDeadCopyLiveRange(li, CopyMI);
-      }
-      li_->RemoveMachineInstrFromMaps(*I);
-      (*I)->eraseFromParent();
-      ++numPeep;
-    }
   }
 
   // Perform a final pass over the instructions and compute spill weights
@@ -1970,23 +2108,43 @@ bool SimpleRegisterCoalescing::runOnMachineFunction(MachineFunction &fn) {
 
     for (MachineBasicBlock::iterator mii = mbb->begin(), mie = mbb->end();
          mii != mie; ) {
-      // if the move will be an identity move delete it
-      unsigned srcReg, dstReg;
-      bool isMove = tii_->isMoveInstr(*mii, srcReg, dstReg);
-      if (isMove && srcReg == dstReg) {
-        if (li_->hasInterval(srcReg)) {
-          LiveInterval &RegInt = li_->getInterval(srcReg);
+      MachineInstr *MI = mii;
+      unsigned SrcReg, DstReg;
+      if (JoinedCopies.count(MI)) {
+        // Delete all coalesced copies.
+        if (!tii_->isMoveInstr(*MI, SrcReg, DstReg)) {
+          assert((MI->getOpcode() == TargetInstrInfo::EXTRACT_SUBREG ||
+                  MI->getOpcode() == TargetInstrInfo::INSERT_SUBREG) &&
+                 "Unrecognized copy instruction");
+          DstReg = MI->getOperand(0).getReg();
+        }
+        if (MI->registerDefIsDead(DstReg)) {
+          LiveInterval &li = li_->getInterval(DstReg);
+          if (!ShortenDeadCopySrcLiveRange(li, MI))
+            ShortenDeadCopyLiveRange(li, MI);
+        }
+        li_->RemoveMachineInstrFromMaps(MI);
+        mii = mbbi->erase(mii);
+        ++numPeep;
+        continue;
+      }
+
+      // If the move will be an identity move delete it
+      bool isMove = tii_->isMoveInstr(*mii, SrcReg, DstReg);
+      if (isMove && SrcReg == DstReg) {
+        if (li_->hasInterval(SrcReg)) {
+          LiveInterval &RegInt = li_->getInterval(SrcReg);
           // If def of this move instruction is dead, remove its live range
           // from the dstination register's live interval.
-          if (mii->registerDefIsDead(dstReg)) {
-            ShortenDeadCopySrcLiveRange(RegInt, mii);
-            ShortenDeadCopyLiveRange(RegInt, mii);
+          if (mii->registerDefIsDead(DstReg)) {
+            if (!ShortenDeadCopySrcLiveRange(RegInt, mii))
+              ShortenDeadCopyLiveRange(RegInt, mii);
           }
         }
         li_->RemoveMachineInstrFromMaps(mii);
         mii = mbbi->erase(mii);
         ++numPeep;
-      } else if (!isMove || !TurnCopyIntoImpDef(mii, mbb, dstReg, srcReg)) {
+      } else if (!isMove || !TurnCopyIntoImpDef(mii, mbb, DstReg, SrcReg)) {
         SmallSet<unsigned, 4> UniqueUses;
         for (unsigned i = 0, e = mii->getNumOperands(); i != e; ++i) {
           const MachineOperand &mop = mii->getOperand(i);