CodeGen: Avoid more ilist iterator implicit conversions, NFC
[oota-llvm.git] / lib / CodeGen / RegisterCoalescer.cpp
index cc4d5590b6a906d9b464bf5b2b758222db82b948..7739d64b45f8d37f65113750fc2032b977d04a14 100644 (file)
@@ -31,7 +31,6 @@
 #include "llvm/Pass.h"
 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
 #include "llvm/Support/Debug.h"
-#include "llvm/Support/Format.h"
 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
 #include "llvm/Target/TargetInstrInfo.h"
@@ -58,12 +57,16 @@ EnableJoining("join-liveintervals",
               cl::desc("Coalesce copies (default=true)"),
               cl::init(true));
 
-// Temporary flag to test critical edge unsplitting.
+static cl::opt<bool> UseTerminalRule("terminal-rule",
+                                     cl::desc("Apply the terminal rule"),
+                                     cl::init(false), cl::Hidden);
+
+/// Temporary flag to test critical edge unsplitting.
 static cl::opt<bool>
 EnableJoinSplits("join-splitedges",
   cl::desc("Coalesce copies on split edges (default=subtarget)"), cl::Hidden);
 
-// Temporary flag to test global copy optimization.
+/// Temporary flag to test global copy optimization.
 static cl::opt<cl::boolOrDefault>
 EnableGlobalCopies("join-globalcopies",
   cl::desc("Coalesce copies that span blocks (default=subtarget)"),
@@ -89,7 +92,7 @@ namespace {
 
     /// A LaneMask to remember on which subregister live ranges we need to call
     /// shrinkToUses() later.
-    unsigned ShrinkMask;
+    LaneBitmask ShrinkMask;
 
     /// True if the main range of the currently coalesced intervals should be
     /// checked for smaller live intervals.
@@ -120,7 +123,7 @@ namespace {
     /// Recursively eliminate dead defs in DeadDefs.
     void eliminateDeadDefs();
 
-    /// LiveRangeEdit callback.
+    /// LiveRangeEdit callback for eliminateDeadDefs().
     void LRE_WillEraseInstruction(MachineInstr *MI) override;
 
     /// Coalesce the LocalWorkList.
@@ -133,16 +136,15 @@ namespace {
     /// copies that cannot yet be coalesced into WorkList.
     void copyCoalesceInMBB(MachineBasicBlock *MBB);
 
-    /// Try to coalesce all copies in CurrList. Return
-    /// true if any progress was made.
+    /// Tries to coalesce all copies in CurrList. Returns true if any progress
+    /// was made.
     bool copyCoalesceWorkList(MutableArrayRef<MachineInstr*> CurrList);
 
-    /// Attempt to join intervals corresponding to SrcReg/DstReg,
-    /// which are the src/dst of the copy instruction CopyMI.  This returns
-    /// true if the copy was successfully coalesced away. If it is not
-    /// currently possible to coalesce this interval, but it may be possible if
-    /// other things get coalesced, then it returns true by reference in
-    /// 'Again'.
+    /// Attempt to join intervals corresponding to SrcReg/DstReg, which are the
+    /// src/dst of the copy instruction CopyMI.  This returns true if the copy
+    /// was successfully coalesced away. If it is not currently possible to
+    /// coalesce this interval, but it may be possible if other things get
+    /// coalesced, then it returns true by reference in 'Again'.
     bool joinCopy(MachineInstr *TheCopy, bool &Again);
 
     /// Attempt to join these two intervals.  On failure, this
@@ -158,23 +160,23 @@ namespace {
 
     /// Add the LiveRange @p ToMerge as a subregister liverange of @p LI.
     /// Subranges in @p LI which only partially interfere with the desired
-    /// LaneMask are split as necessary.
-    /// @p DestLaneMask are the lanes that @p ToMerge will end up in after the
-    /// merge, @p PrevLaneMask the ones it currently occupies.
-    void mergeSubRangeInto(LiveInterval &LI, const LiveRange &ToMerge,
-                           unsigned DstLaneMask, unsigned PrevLaneMask,
-                           CoalescerPair &CP);
+    /// LaneMask are split as necessary. @p LaneMask are the lanes that
+    /// @p ToMerge will occupy in the coalescer register. @p LI has its subrange
+    /// lanemasks already adjusted to the coalesced register.
+    /// @returns false if live range conflicts couldn't get resolved.
+    bool mergeSubRangeInto(LiveInterval &LI, const LiveRange &ToMerge,
+                           LaneBitmask LaneMask, CoalescerPair &CP);
 
     /// Join the liveranges of two subregisters. Joins @p RRange into
     /// @p LRange, @p RRange may be invalid afterwards.
-    void joinSubRegRanges(LiveRange &LRange, unsigned LMask,
-                          LiveRange &RRange, unsigned RMask,
-                          const CoalescerPair &CP);
-
-    /// We found a non-trivially-coalescable copy. If
-    /// the source value number is defined by a copy from the destination reg
-    /// see if we can merge these two destination reg valno# into a single
-    /// value number, eliminating a copy.
+    /// @returns false if live range conflicts couldn't get resolved.
+    bool joinSubRegRanges(LiveRange &LRange, LiveRange &RRange,
+                          LaneBitmask LaneMask, const CoalescerPair &CP);
+
+    /// We found a non-trivially-coalescable copy. If the source value number is
+    /// defined by a copy from the destination reg see if we can merge these two
+    /// destination reg valno# into a single value number, eliminating a copy.
+    /// This returns true if an interval was modified.
     bool adjustCopiesBackFrom(const CoalescerPair &CP, MachineInstr *CopyMI);
 
     /// Return true if there are definitions of IntB
@@ -186,28 +188,56 @@ namespace {
     /// If the source value number is defined by a commutable instruction and
     /// its other operand is coalesced to the copy dest register, see if we
     /// can transform the copy into a noop by commuting the definition.
+    /// This returns true if an interval was modified.
     bool removeCopyByCommutingDef(const CoalescerPair &CP,MachineInstr *CopyMI);
 
     /// If the source of a copy is defined by a
     /// trivial computation, replace the copy by rematerialize the definition.
-    bool reMaterializeTrivialDef(CoalescerPair &CP, MachineInstr *CopyMI,
+    bool reMaterializeTrivialDef(const CoalescerPair &CP, MachineInstr *CopyMI,
                                  bool &IsDefCopy);
 
-    /// Return true if a physreg copy should be joined.
+    /// Return true if a copy involving a physreg should be joined.
     bool canJoinPhys(const CoalescerPair &CP);
 
-    /// Replace all defs and uses of SrcReg to DstReg and
-    /// update the subregister number if it is not zero. If DstReg is a
-    /// physical register and the existing subregister number of the def / use
-    /// being updated is not zero, make sure to set it to the correct physical
-    /// subregister.
+    /// Replace all defs and uses of SrcReg to DstReg and update the subregister
+    /// number if it is not zero. If DstReg is a physical register and the
+    /// existing subregister number of the def / use being updated is not zero,
+    /// make sure to set it to the correct physical subregister.
     void updateRegDefsUses(unsigned SrcReg, unsigned DstReg, unsigned SubIdx);
 
     /// Handle copies of undef values.
+    /// Returns true if @p CopyMI was a copy of an undef value and eliminated.
     bool eliminateUndefCopy(MachineInstr *CopyMI);
 
+    /// Check whether or not we should apply the terminal rule on the
+    /// destination (Dst) of \p Copy.
+    /// When the terminal rule applies, Copy is not profitable to
+    /// coalesce.
+    /// Dst is terminal if it has exactly one affinity (Dst, Src) and
+    /// at least one interference (Dst, Dst2). If Dst is terminal, the
+    /// terminal rule consists in checking that at least one of
+    /// interfering node, say Dst2, has an affinity of equal or greater
+    /// weight with Src.
+    /// In that case, Dst2 and Dst will not be able to be both coalesced
+    /// with Src. Since Dst2 exposes more coalescing opportunities than
+    /// Dst, we can drop \p Copy.
+    bool applyTerminalRule(const MachineInstr &Copy) const;
+
+    /// Wrapper method for \see LiveIntervals::shrinkToUses.
+    /// This method does the proper fixing of the live-ranges when the afore
+    /// mentioned method returns true.
+    void shrinkToUses(LiveInterval *LI,
+                      SmallVectorImpl<MachineInstr * > *Dead = nullptr) {
+      if (LIS->shrinkToUses(LI, Dead)) {
+        /// Check whether or not \p LI is composed by multiple connected
+        /// components and if that is the case, fix that.
+        SmallVector<LiveInterval*, 8> SplitLIs;
+        LIS->splitSeparateComponents(*LI, SplitLIs);
+      }
+    }
+
   public:
-    static char ID; // Class identification, replacement for typeinfo
+    static char ID; ///< Class identification, replacement for typeinfo
     RegisterCoalescer() : MachineFunctionPass(ID) {
       initializeRegisterCoalescerPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
     }
@@ -222,7 +252,7 @@ namespace {
     /// Implement the dump method.
     void print(raw_ostream &O, const Module* = nullptr) const override;
   };
-} /// end anonymous namespace
+} // end anonymous namespace
 
 char &llvm::RegisterCoalescerID = RegisterCoalescer::ID;
 
@@ -231,7 +261,7 @@ INITIALIZE_PASS_BEGIN(RegisterCoalescer, "simple-register-coalescing",
 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(LiveIntervals)
 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(SlotIndexes)
 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(MachineLoopInfo)
-INITIALIZE_AG_DEPENDENCY(AliasAnalysis)
+INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(AAResultsWrapperPass)
 INITIALIZE_PASS_END(RegisterCoalescer, "simple-register-coalescing",
                     "Simple Register Coalescing", false, false)
 
@@ -256,11 +286,11 @@ static bool isMoveInstr(const TargetRegisterInfo &tri, const MachineInstr *MI,
   return true;
 }
 
-// Return true if this block should be vacated by the coalescer to eliminate
-// branches. The important cases to handle in the coalescer are critical edges
-// split during phi elimination which contain only copies. Simple blocks that
-// contain non-branches should also be vacated, but this can be handled by an
-// earlier pass similar to early if-conversion.
+/// Return true if this block should be vacated by the coalescer to eliminate
+/// branches. The important cases to handle in the coalescer are critical edges
+/// split during phi elimination which contain only copies. Simple blocks that
+/// contain non-branches should also be vacated, but this can be handled by an
+/// earlier pass similar to early if-conversion.
 static bool isSplitEdge(const MachineBasicBlock *MBB) {
   if (MBB->pred_size() != 1 || MBB->succ_size() != 1)
     return false;
@@ -409,7 +439,7 @@ bool CoalescerPair::isCoalescable(const MachineInstr *MI) const {
 
 void RegisterCoalescer::getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
   AU.setPreservesCFG();
-  AU.addRequired<AliasAnalysis>();
+  AU.addRequired<AAResultsWrapperPass>();
   AU.addRequired<LiveIntervals>();
   AU.addPreserved<LiveIntervals>();
   AU.addPreserved<SlotIndexes>();
@@ -425,27 +455,11 @@ void RegisterCoalescer::eliminateDeadDefs() {
                 nullptr, this).eliminateDeadDefs(DeadDefs);
 }
 
-// Callback from eliminateDeadDefs().
 void RegisterCoalescer::LRE_WillEraseInstruction(MachineInstr *MI) {
   // MI may be in WorkList. Make sure we don't visit it.
   ErasedInstrs.insert(MI);
 }
 
-/// We found a non-trivially-coalescable copy with IntA
-/// being the source and IntB being the dest, thus this defines a value number
-/// in IntB.  If the source value number (in IntA) is defined by a copy from B,
-/// see if we can merge these two pieces of B into a single value number,
-/// eliminating a copy.  For example:
-///
-///  A3 = B0
-///    ...
-///  B1 = A3      <- this copy
-///
-/// In this case, B0 can be extended to where the B1 copy lives, allowing the B1
-/// value number to be replaced with B0 (which simplifies the B liveinterval).
-///
-/// This returns true if an interval was modified.
-///
 bool RegisterCoalescer::adjustCopiesBackFrom(const CoalescerPair &CP,
                                              MachineInstr *CopyMI) {
   assert(!CP.isPartial() && "This doesn't work for partial copies.");
@@ -457,6 +471,20 @@ bool RegisterCoalescer::adjustCopiesBackFrom(const CoalescerPair &CP,
     LIS->getInterval(CP.isFlipped() ? CP.getSrcReg() : CP.getDstReg());
   SlotIndex CopyIdx = LIS->getInstructionIndex(CopyMI).getRegSlot();
 
+  // We have a non-trivially-coalescable copy with IntA being the source and
+  // IntB being the dest, thus this defines a value number in IntB.  If the
+  // source value number (in IntA) is defined by a copy from B, see if we can
+  // merge these two pieces of B into a single value number, eliminating a copy.
+  // For example:
+  //
+  //  A3 = B0
+  //    ...
+  //  B1 = A3      <- this copy
+  //
+  // In this case, B0 can be extended to where the B1 copy lives, allowing the
+  // B1 value number to be replaced with B0 (which simplifies the B
+  // liveinterval).
+
   // BValNo is a value number in B that is defined by a copy from A.  'B1' in
   // the example above.
   LiveInterval::iterator BS = IntB.FindSegmentContaining(CopyIdx);
@@ -540,14 +568,12 @@ bool RegisterCoalescer::adjustCopiesBackFrom(const CoalescerPair &CP,
   // will also add the isKill marker.
   CopyMI->substituteRegister(IntA.reg, IntB.reg, 0, *TRI);
   if (AS->end == CopyIdx)
-    LIS->shrinkToUses(&IntA);
+    shrinkToUses(&IntA);
 
   ++numExtends;
   return true;
 }
 
-/// Return true if there are definitions of IntB
-/// other than BValNo val# that can reach uses of AValno val# of IntA.
 bool RegisterCoalescer::hasOtherReachingDefs(LiveInterval &IntA,
                                              LiveInterval &IntB,
                                              VNInfo *AValNo,
@@ -587,50 +613,45 @@ static void addSegmentsWithValNo(LiveRange &Dst, VNInfo *DstValNo,
   }
 }
 
-/// We found a non-trivially-coalescable copy with
-/// IntA being the source and IntB being the dest, thus this defines a value
-/// number in IntB.  If the source value number (in IntA) is defined by a
-/// commutable instruction and its other operand is coalesced to the copy dest
-/// register, see if we can transform the copy into a noop by commuting the
-/// definition. For example,
-///
-///  A3 = op A2 B0<kill>
-///    ...
-///  B1 = A3      <- this copy
-///    ...
-///     = op A3   <- more uses
-///
-/// ==>
-///
-///  B2 = op B0 A2<kill>
-///    ...
-///  B1 = B2      <- now an identify copy
-///    ...
-///     = op B2   <- more uses
-///
-/// This returns true if an interval was modified.
-///
 bool RegisterCoalescer::removeCopyByCommutingDef(const CoalescerPair &CP,
                                                  MachineInstr *CopyMI) {
-  assert (!CP.isPhys());
-
-  SlotIndex CopyIdx = LIS->getInstructionIndex(CopyMI).getRegSlot();
+  assert(!CP.isPhys());
 
   LiveInterval &IntA =
-    LIS->getInterval(CP.isFlipped() ? CP.getDstReg() : CP.getSrcReg());
+      LIS->getInterval(CP.isFlipped() ? CP.getDstReg() : CP.getSrcReg());
   LiveInterval &IntB =
-    LIS->getInterval(CP.isFlipped() ? CP.getSrcReg() : CP.getDstReg());
+      LIS->getInterval(CP.isFlipped() ? CP.getSrcReg() : CP.getDstReg());
+
+  // We found a non-trivially-coalescable copy with IntA being the source and
+  // IntB being the dest, thus this defines a value number in IntB.  If the
+  // source value number (in IntA) is defined by a commutable instruction and
+  // its other operand is coalesced to the copy dest register, see if we can
+  // transform the copy into a noop by commuting the definition. For example,
+  //
+  //  A3 = op A2 B0<kill>
+  //    ...
+  //  B1 = A3      <- this copy
+  //    ...
+  //     = op A3   <- more uses
+  //
+  // ==>
+  //
+  //  B2 = op B0 A2<kill>
+  //    ...
+  //  B1 = B2      <- now an identity copy
+  //    ...
+  //     = op B2   <- more uses
 
   // BValNo is a value number in B that is defined by a copy from A. 'B1' in
   // the example above.
+  SlotIndex CopyIdx = LIS->getInstructionIndex(CopyMI).getRegSlot();
   VNInfo *BValNo = IntB.getVNInfoAt(CopyIdx);
-  if (!BValNo || BValNo->def != CopyIdx)
-    return false;
+  assert(BValNo != nullptr && BValNo->def == CopyIdx);
 
   // AValNo is the value number in A that defines the copy, A3 in the example.
   VNInfo *AValNo = IntA.getVNInfoAt(CopyIdx.getRegSlot(true));
-  assert(AValNo && "COPY source not live");
-  if (AValNo->isPHIDef() || AValNo->isUnused())
+  assert(AValNo && !AValNo->isUnused() && "COPY source not live");
+  if (AValNo->isPHIDef())
     return false;
   MachineInstr *DefMI = LIS->getInstructionFromIndex(AValNo->def);
   if (!DefMI)
@@ -644,14 +665,18 @@ bool RegisterCoalescer::removeCopyByCommutingDef(const CoalescerPair &CP,
   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
+
+  // FIXME: The code below tries to commute 'UseOpIdx' operand with some other
+  // commutable operand which is expressed by 'CommuteAnyOperandIndex'value
+  // passed to the method. That _other_ operand is chosen by
+  // the findCommutedOpIndices() method.
+  //
+  // That is obviously an area for improvement in case of instructions having
+  // more than 2 operands. For example, if some instruction has 3 commutable
+  // operands then all possible variants (i.e. op#1<->op#2, op#1<->op#3,
+  // op#2<->op#3) of commute transformation should be considered/tried here.
+  unsigned NewDstIdx = TargetInstrInfo::CommuteAnyOperandIndex;
+  if (!TII->findCommutedOpIndices(DefMI, UseOpIdx, NewDstIdx))
     return false;
 
   MachineOperand &NewDstMO = DefMI->getOperand(NewDstIdx);
@@ -684,7 +709,8 @@ bool RegisterCoalescer::removeCopyByCommutingDef(const CoalescerPair &CP,
   // At this point we have decided that it is legal to do this
   // transformation.  Start by commuting the instruction.
   MachineBasicBlock *MBB = DefMI->getParent();
-  MachineInstr *NewMI = TII->commuteInstruction(DefMI);
+  MachineInstr *NewMI =
+      TII->commuteInstruction(DefMI, false, UseOpIdx, NewDstIdx);
   if (!NewMI)
     return false;
   if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(IntA.reg) &&
@@ -697,8 +723,6 @@ bool RegisterCoalescer::removeCopyByCommutingDef(const CoalescerPair &CP,
     MBB->insert(Pos, NewMI);
     MBB->erase(DefMI);
   }
-  unsigned OpIdx = NewMI->findRegisterUseOperandIdx(IntA.reg, false);
-  NewMI->getOperand(OpIdx).setIsKill();
 
   // If ALR and BLR overlaps and end of BLR extends beyond end of ALR, e.g.
   // A = or A, B
@@ -711,10 +735,13 @@ bool RegisterCoalescer::removeCopyByCommutingDef(const CoalescerPair &CP,
 
   // Update uses of IntA of the specific Val# with IntB.
   for (MachineRegisterInfo::use_iterator UI = MRI->use_begin(IntA.reg),
-         UE = MRI->use_end(); UI != UE;) {
+                                         UE = MRI->use_end();
+       UI != UE; /* ++UI is below because of possible MI removal */) {
     MachineOperand &UseMO = *UI;
-    MachineInstr *UseMI = UseMO.getParent();
     ++UI;
+    if (UseMO.isUndef())
+      continue;
+    MachineInstr *UseMI = UseMO.getParent();
     if (UseMI->isDebugValue()) {
       // FIXME These don't have an instruction index.  Not clear we have enough
       // info to decide whether to do this replacement or not.  For now do it.
@@ -723,7 +750,8 @@ bool RegisterCoalescer::removeCopyByCommutingDef(const CoalescerPair &CP,
     }
     SlotIndex UseIdx = LIS->getInstructionIndex(UseMI).getRegSlot(true);
     LiveInterval::iterator US = IntA.FindSegmentContaining(UseIdx);
-    if (US == IntA.end() || US->valno != AValNo)
+    assert(US != IntA.end() && "Use must be live");
+    if (US->valno != AValNo)
       continue;
     // Kill flags are no longer accurate. They are recomputed after RA.
     UseMO.setIsKill(false);
@@ -747,13 +775,14 @@ bool RegisterCoalescer::removeCopyByCommutingDef(const CoalescerPair &CP,
       continue;
     DEBUG(dbgs() << "\t\tnoop: " << DefIdx << '\t' << *UseMI);
     assert(DVNI->def == DefIdx);
-    BValNo = IntB.MergeValueNumberInto(BValNo, DVNI);
+    BValNo = IntB.MergeValueNumberInto(DVNI, BValNo);
     for (LiveInterval::SubRange &S : IntB.subranges()) {
       VNInfo *SubDVNI = S.getVNInfoAt(DefIdx);
       if (!SubDVNI)
         continue;
       VNInfo *SubBValNo = S.getVNInfoAt(CopyIdx);
-      S.MergeValueNumberInto(SubBValNo, SubDVNI);
+      assert(SubBValNo->def == CopyIdx);
+      S.MergeValueNumberInto(SubDVNI, SubBValNo);
     }
 
     ErasedInstrs.insert(UseMI);
@@ -766,31 +795,29 @@ bool RegisterCoalescer::removeCopyByCommutingDef(const CoalescerPair &CP,
   BumpPtrAllocator &Allocator = LIS->getVNInfoAllocator();
   if (IntB.hasSubRanges()) {
     if (!IntA.hasSubRanges()) {
-      unsigned Mask = MRI->getMaxLaneMaskForVReg(IntA.reg);
+      LaneBitmask Mask = MRI->getMaxLaneMaskForVReg(IntA.reg);
       IntA.createSubRangeFrom(Allocator, Mask, IntA);
     }
     SlotIndex AIdx = CopyIdx.getRegSlot(true);
     for (LiveInterval::SubRange &SA : IntA.subranges()) {
       VNInfo *ASubValNo = SA.getVNInfoAt(AIdx);
-      if (ASubValNo == nullptr) {
-        DEBUG(dbgs() << "No A Range at " << AIdx << " with mask "
-              << format("%04X", SA.LaneMask) << "\n");
-        continue;
-      }
+      assert(ASubValNo != nullptr);
 
-      unsigned AMask = SA.LaneMask;
+      LaneBitmask AMask = SA.LaneMask;
       for (LiveInterval::SubRange &SB : IntB.subranges()) {
-        unsigned BMask = SB.LaneMask;
-        unsigned Common = BMask & AMask;
+        LaneBitmask BMask = SB.LaneMask;
+        LaneBitmask Common = BMask & AMask;
         if (Common == 0)
           continue;
 
-        DEBUG(dbgs() << format("\t\tCopy+Merge %04X into %04X\n", BMask, Common));
-        unsigned BRest = BMask & ~AMask;
+        DEBUG( dbgs() << "\t\tCopy_Merge " << PrintLaneMask(BMask)
+                      << " into " << PrintLaneMask(Common) << '\n');
+        LaneBitmask BRest = BMask & ~AMask;
         LiveInterval::SubRange *CommonRange;
         if (BRest != 0) {
           SB.LaneMask = BRest;
-          DEBUG(dbgs() << format("\t\tReduce Lane to %04X\n", BRest));
+          DEBUG(dbgs() << "\t\tReduce Lane to " << PrintLaneMask(BRest)
+                       << '\n');
           // Duplicate SubRange for newly merged common stuff.
           CommonRange = IntB.createSubRangeFrom(Allocator, Common, SB);
         } else {
@@ -807,23 +834,11 @@ bool RegisterCoalescer::removeCopyByCommutingDef(const CoalescerPair &CP,
         AMask &= ~BMask;
       }
       if (AMask != 0) {
-        DEBUG(dbgs() << format("\t\tNew Lane %04X\n", AMask));
+        DEBUG(dbgs() << "\t\tNew Lane " << PrintLaneMask(AMask) << '\n');
         LiveRange *NewRange = IntB.createSubRange(Allocator, AMask);
         VNInfo *BSubValNo = NewRange->getNextValue(CopyIdx, Allocator);
         addSegmentsWithValNo(*NewRange, BSubValNo, SA, ASubValNo);
       }
-      SA.removeValNo(ASubValNo);
-    }
-  } else if (IntA.hasSubRanges()) {
-    SlotIndex AIdx = CopyIdx.getRegSlot(true);
-    for (LiveInterval::SubRange &SA : IntA.subranges()) {
-      VNInfo *ASubValNo = SA.getVNInfoAt(AIdx);
-      if (ASubValNo == nullptr) {
-        DEBUG(dbgs() << "No A Range at " << AIdx << " with mask "
-              << format("%04X", SA.LaneMask) << "\n");
-        continue;
-      }
-      SA.removeValNo(ASubValNo);
     }
   }
 
@@ -831,15 +846,30 @@ bool RegisterCoalescer::removeCopyByCommutingDef(const CoalescerPair &CP,
   addSegmentsWithValNo(IntB, BValNo, IntA, AValNo);
   DEBUG(dbgs() << "\t\textended: " << IntB << '\n');
 
-  IntA.removeValNo(AValNo);
+  LIS->removeVRegDefAt(IntA, AValNo->def);
+
   DEBUG(dbgs() << "\t\ttrimmed:  " << IntA << '\n');
   ++numCommutes;
   return true;
 }
 
-/// If the source of a copy is defined by a trivial
-/// computation, replace the copy by rematerialize the definition.
-bool RegisterCoalescer::reMaterializeTrivialDef(CoalescerPair &CP,
+/// Returns true if @p MI defines the full vreg @p Reg, as opposed to just
+/// defining a subregister.
+static bool definesFullReg(const MachineInstr &MI, unsigned Reg) {
+  assert(!TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(Reg) &&
+         "This code cannot handle physreg aliasing");
+  for (const MachineOperand &Op : MI.operands()) {
+    if (!Op.isReg() || !Op.isDef() || Op.getReg() != Reg)
+      continue;
+    // Return true if we define the full register or don't care about the value
+    // inside other subregisters.
+    if (Op.getSubReg() == 0 || Op.isUndef())
+      return true;
+  }
+  return false;
+}
+
+bool RegisterCoalescer::reMaterializeTrivialDef(const CoalescerPair &CP,
                                                 MachineInstr *CopyMI,
                                                 bool &IsDefCopy) {
   IsDefCopy = false;
@@ -867,8 +897,10 @@ bool RegisterCoalescer::reMaterializeTrivialDef(CoalescerPair &CP,
     return false;
   if (!TII->isTriviallyReMaterializable(DefMI, AA))
     return false;
+  if (!definesFullReg(*DefMI, SrcReg))
+    return false;
   bool SawStore = false;
-  if (!DefMI->isSafeToMove(TII, AA, SawStore))
+  if (!DefMI->isSafeToMove(AA, SawStore))
     return false;
   const MCInstrDesc &MCID = DefMI->getDesc();
   if (MCID.getNumDefs() != 1)
@@ -915,6 +947,28 @@ bool RegisterCoalescer::reMaterializeTrivialDef(CoalescerPair &CP,
   TII->reMaterialize(*MBB, MII, DstReg, SrcIdx, DefMI, *TRI);
   MachineInstr *NewMI = std::prev(MII);
 
+  // In a situation like the following:
+  //     %vreg0:subreg = instr              ; DefMI, subreg = DstIdx
+  //     %vreg1        = copy %vreg0:subreg ; CopyMI, SrcIdx = 0
+  // instead of widening %vreg1 to the register class of %vreg0 simply do:
+  //     %vreg1 = instr
+  const TargetRegisterClass *NewRC = CP.getNewRC();
+  if (DstIdx != 0) {
+    MachineOperand &DefMO = NewMI->getOperand(0);
+    if (DefMO.getSubReg() == DstIdx) {
+      assert(SrcIdx == 0 && CP.isFlipped()
+             && "Shouldn't have SrcIdx+DstIdx at this point");
+      const TargetRegisterClass *DstRC = MRI->getRegClass(DstReg);
+      const TargetRegisterClass *CommonRC =
+        TRI->getCommonSubClass(DefRC, DstRC);
+      if (CommonRC != nullptr) {
+        NewRC = CommonRC;
+        DstIdx = 0;
+        DefMO.setSubReg(0);
+      }
+    }
+  }
+
   LIS->ReplaceMachineInstrInMaps(CopyMI, NewMI);
   CopyMI->eraseFromParent();
   ErasedInstrs.insert(CopyMI);
@@ -926,23 +980,23 @@ bool RegisterCoalescer::reMaterializeTrivialDef(CoalescerPair &CP,
   for (unsigned i = NewMI->getDesc().getNumOperands(),
          e = NewMI->getNumOperands(); i != e; ++i) {
     MachineOperand &MO = NewMI->getOperand(i);
-    if (MO.isReg()) {
-      assert(MO.isDef() && MO.isImplicit() && MO.isDead() &&
+    if (MO.isReg() && MO.isDef()) {
+      assert(MO.isImplicit() && MO.isDead() &&
              TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(MO.getReg()));
       NewMIImplDefs.push_back(MO.getReg());
     }
   }
 
   if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(DstReg)) {
-    const TargetRegisterClass *NewRC = CP.getNewRC();
     unsigned NewIdx = NewMI->getOperand(0).getSubReg();
 
-    if (NewIdx)
-      NewRC = TRI->getMatchingSuperRegClass(NewRC, DefRC, NewIdx);
-    else
-      NewRC = TRI->getCommonSubClass(NewRC, DefRC);
-
-    assert(NewRC && "subreg chosen for remat incompatible with instruction");
+    if (DefRC != nullptr) {
+      if (NewIdx)
+        NewRC = TRI->getMatchingSuperRegClass(NewRC, DefRC, NewIdx);
+      else
+        NewRC = TRI->getCommonSubClass(NewRC, DefRC);
+      assert(NewRC && "subreg chosen for remat incompatible with instruction");
+    }
     MRI->setRegClass(DstReg, NewRC);
 
     updateRegDefsUses(DstReg, DstReg, DstIdx);
@@ -1009,7 +1063,7 @@ bool RegisterCoalescer::reMaterializeTrivialDef(CoalescerPair &CP,
   ++NumReMats;
 
   // The source interval can become smaller because we removed a use.
-  LIS->shrinkToUses(&SrcInt, &DeadDefs);
+  shrinkToUses(&SrcInt, &DeadDefs);
   if (!DeadDefs.empty()) {
     // If the virtual SrcReg is completely eliminated, update all DBG_VALUEs
     // to describe DstReg instead.
@@ -1026,21 +1080,15 @@ bool RegisterCoalescer::reMaterializeTrivialDef(CoalescerPair &CP,
   return true;
 }
 
-static void removeUndefValue(LiveRange &LR, SlotIndex At)
-{
-  VNInfo *VNInfo = LR.getVNInfoAt(At);
-  assert(VNInfo != nullptr && SlotIndex::isSameInstr(VNInfo->def, At));
-  LR.removeValNo(VNInfo);
-}
-
-/// ProcessImpicitDefs may leave some copies of <undef>
-/// values, it only removes local variables. When we have a copy like:
-///
-///   %vreg1 = COPY %vreg2<undef>
-///
-/// We delete the copy and remove the corresponding value number from %vreg1.
-/// Any uses of that value number are marked as <undef>.
 bool RegisterCoalescer::eliminateUndefCopy(MachineInstr *CopyMI) {
+  // ProcessImpicitDefs may leave some copies of <undef> values, it only removes
+  // local variables. When we have a copy like:
+  //
+  //   %vreg1 = COPY %vreg2<undef>
+  //
+  // We delete the copy and remove the corresponding value number from %vreg1.
+  // Any uses of that value number are marked as <undef>.
+
   // Note that we do not query CoalescerPair here but redo isMoveInstr as the
   // CoalescerPair may have a new register class with adjusted subreg indices
   // at this point.
@@ -1051,7 +1099,7 @@ bool RegisterCoalescer::eliminateUndefCopy(MachineInstr *CopyMI) {
   const LiveInterval &SrcLI = LIS->getInterval(SrcReg);
   // CopyMI is undef iff SrcReg is not live before the instruction.
   if (SrcSubIdx != 0 && SrcLI.hasSubRanges()) {
-    unsigned SrcMask = TRI->getSubRegIndexLaneMask(SrcSubIdx);
+    LaneBitmask SrcMask = TRI->getSubRegIndexLaneMask(SrcSubIdx);
     for (const LiveInterval::SubRange &SR : SrcLI.subranges()) {
       if ((SR.LaneMask & SrcMask) == 0)
         continue;
@@ -1065,22 +1113,25 @@ bool RegisterCoalescer::eliminateUndefCopy(MachineInstr *CopyMI) {
 
   // Remove any DstReg segments starting at the instruction.
   LiveInterval &DstLI = LIS->getInterval(DstReg);
-  unsigned DstMask = TRI->getSubRegIndexLaneMask(DstSubIdx);
   SlotIndex RegIndex = Idx.getRegSlot();
-  for (LiveInterval::SubRange &SR : DstLI.subranges()) {
-    if ((SR.LaneMask & DstMask) == 0)
-      continue;
-    removeUndefValue(SR, RegIndex);
-
-    DstLI.removeEmptySubRanges();
-  }
   // Remove value or merge with previous one in case of a subregister def.
   if (VNInfo *PrevVNI = DstLI.getVNInfoAt(Idx)) {
-    VNInfo *VNInfo = DstLI.getVNInfoAt(RegIndex);
-    DstLI.MergeValueNumberInto(VNInfo, PrevVNI);
-  } else {
-    removeUndefValue(DstLI, RegIndex);
-  }
+    VNInfo *VNI = DstLI.getVNInfoAt(RegIndex);
+    DstLI.MergeValueNumberInto(VNI, PrevVNI);
+
+    // The affected subregister segments can be removed.
+    LaneBitmask DstMask = TRI->getSubRegIndexLaneMask(DstSubIdx);
+    for (LiveInterval::SubRange &SR : DstLI.subranges()) {
+      if ((SR.LaneMask & DstMask) == 0)
+        continue;
+
+      VNInfo *SVNI = SR.getVNInfoAt(RegIndex);
+      assert(SVNI != nullptr && SlotIndex::isSameInstr(SVNI->def, RegIndex));
+      SR.removeValNo(SVNI);
+    }
+    DstLI.removeEmptySubRanges();
+  } else
+    LIS->removeVRegDefAt(DstLI, RegIndex);
 
   // Mark uses as undef.
   for (MachineOperand &MO : MRI->reg_nodbg_operands(DstReg)) {
@@ -1088,7 +1139,7 @@ bool RegisterCoalescer::eliminateUndefCopy(MachineInstr *CopyMI) {
       continue;
     const MachineInstr &MI = *MO.getParent();
     SlotIndex UseIdx = LIS->getInstructionIndex(&MI);
-    unsigned UseMask = TRI->getSubRegIndexLaneMask(MO.getSubReg());
+    LaneBitmask UseMask = TRI->getSubRegIndexLaneMask(MO.getSubReg());
     bool isLive;
     if (UseMask != ~0u && DstLI.hasSubRanges()) {
       isLive = false;
@@ -1110,10 +1161,6 @@ bool RegisterCoalescer::eliminateUndefCopy(MachineInstr *CopyMI) {
   return true;
 }
 
-/// Replace all defs and uses of SrcReg to DstReg and update the subregister
-/// number if it is not zero. If DstReg is a physical register and the existing
-/// subregister number of the def / use being updated is not zero, make sure to
-/// set it to the correct physical subregister.
 void RegisterCoalescer::updateRegDefsUses(unsigned SrcReg,
                                           unsigned DstReg,
                                           unsigned SubIdx) {
@@ -1155,13 +1202,13 @@ void RegisterCoalescer::updateRegDefsUses(unsigned SrcReg,
 
       // A subreg use of a partially undef (super) register may be a complete
       // undef use now and then has to be marked that way.
-      if (SubIdx != 0 && MO.isUse() && MRI->tracksSubRegLiveness()) {
+      if (SubIdx != 0 && MO.isUse() && MRI->shouldTrackSubRegLiveness(DstReg)) {
         if (!DstInt->hasSubRanges()) {
           BumpPtrAllocator &Allocator = LIS->getVNInfoAllocator();
-          unsigned Mask = MRI->getMaxLaneMaskForVReg(DstInt->reg);
+          LaneBitmask Mask = MRI->getMaxLaneMaskForVReg(DstInt->reg);
           DstInt->createSubRangeFrom(Allocator, Mask, *DstInt);
         }
-        unsigned Mask = TRI->getSubRegIndexLaneMask(SubIdx);
+        LaneBitmask Mask = TRI->getSubRegIndexLaneMask(SubIdx);
         bool IsUndef = true;
         SlotIndex MIIdx = UseMI->isDebugValue()
           ? LIS->getSlotIndexes()->getIndexBefore(UseMI)
@@ -1202,29 +1249,23 @@ void RegisterCoalescer::updateRegDefsUses(unsigned SrcReg,
   }
 }
 
-/// Return true if a copy involving a physreg should be joined.
 bool RegisterCoalescer::canJoinPhys(const CoalescerPair &CP) {
-  /// Always join simple intervals that are defined by a single copy from a
-  /// reserved register. This doesn't increase register pressure, so it is
-  /// always beneficial.
+  // Always join simple intervals that are defined by a single copy from a
+  // reserved register. This doesn't increase register pressure, so it is
+  // always beneficial.
   if (!MRI->isReserved(CP.getDstReg())) {
     DEBUG(dbgs() << "\tCan only merge into reserved registers.\n");
     return false;
   }
 
   LiveInterval &JoinVInt = LIS->getInterval(CP.getSrcReg());
-  if (CP.isFlipped() && JoinVInt.containsOneValue())
+  if (JoinVInt.containsOneValue())
     return true;
 
-  DEBUG(dbgs() << "\tCannot join defs into reserved register.\n");
+  DEBUG(dbgs() << "\tCannot join complex intervals into reserved register.\n");
   return false;
 }
 
-/// Attempt to join intervals corresponding to SrcReg/DstReg,
-/// which are the src/dst of the copy instruction CopyMI.  This returns true
-/// if the copy was successfully coalesced away. If it is not currently
-/// possible to coalesce this interval, but it may be possible if other
-/// things get coalesced, then it returns true by reference in 'Again'.
 bool RegisterCoalescer::joinCopy(MachineInstr *CopyMI, bool &Again) {
 
   Again = false;
@@ -1396,14 +1437,15 @@ bool RegisterCoalescer::joinCopy(MachineInstr *CopyMI, bool &Again) {
     for (LiveInterval::SubRange &S : LI.subranges()) {
       if ((S.LaneMask & ShrinkMask) == 0)
         continue;
-      DEBUG(dbgs() << "Shrink LaneUses (Lane "
-                   << format("%04X", S.LaneMask) << ")\n");
+      DEBUG(dbgs() << "Shrink LaneUses (Lane " << PrintLaneMask(S.LaneMask)
+                   << ")\n");
       LIS->shrinkToUses(S, LI.reg);
     }
+    LI.removeEmptySubRanges();
   }
   if (ShrinkMainRange) {
     LiveInterval &LI = LIS->getInterval(CP.getDstReg());
-    LIS->shrinkToUses(&LI);
+    shrinkToUses(&LI);
   }
 
   // SrcReg is guaranteed to be the register whose live interval that is
@@ -1411,7 +1453,7 @@ bool RegisterCoalescer::joinCopy(MachineInstr *CopyMI, bool &Again) {
   LIS->removeInterval(CP.getSrcReg());
 
   // Update regalloc hint.
-  TRI->UpdateRegAllocHint(CP.getSrcReg(), CP.getDstReg(), *MF);
+  TRI->updateRegAllocHint(CP.getSrcReg(), CP.getDstReg(), *MF);
 
   DEBUG({
     dbgs() << "\tSuccess: " << PrintReg(CP.getSrcReg(), TRI, CP.getSrcIdx())
@@ -1428,24 +1470,23 @@ bool RegisterCoalescer::joinCopy(MachineInstr *CopyMI, bool &Again) {
   return true;
 }
 
-/// Attempt joining with a reserved physreg.
 bool RegisterCoalescer::joinReservedPhysReg(CoalescerPair &CP) {
+  unsigned DstReg = CP.getDstReg();
   assert(CP.isPhys() && "Must be a physreg copy");
-  assert(MRI->isReserved(CP.getDstReg()) && "Not a reserved register");
+  assert(MRI->isReserved(DstReg) && "Not a reserved register");
   LiveInterval &RHS = LIS->getInterval(CP.getSrcReg());
   DEBUG(dbgs() << "\t\tRHS = " << RHS << '\n');
 
-  assert(CP.isFlipped() && RHS.containsOneValue() &&
-         "Invalid join with reserved register");
+  assert(RHS.containsOneValue() && "Invalid join with reserved register");
 
   // Optimization for reserved registers like ESP. We can only merge with a
-  // reserved physreg if RHS has a single value that is a copy of CP.DstReg().
+  // reserved physreg if RHS has a single value that is a copy of DstReg.
   // The live range of the reserved register will look like a set of dead defs
   // - we don't properly track the live range of reserved registers.
 
   // Deny any overlapping intervals.  This depends on all the reserved
   // register live ranges to look like dead defs.
-  for (MCRegUnitIterator UI(CP.getDstReg(), TRI); UI.isValid(); ++UI)
+  for (MCRegUnitIterator UI(DstReg, TRI); UI.isValid(); ++UI)
     if (RHS.overlaps(LIS->getRegUnit(*UI))) {
       DEBUG(dbgs() << "\t\tInterference: " << PrintRegUnit(*UI, TRI) << '\n');
       return false;
@@ -1457,7 +1498,54 @@ bool RegisterCoalescer::joinReservedPhysReg(CoalescerPair &CP) {
   // defs are there.
 
   // Delete the identity copy.
-  MachineInstr *CopyMI = MRI->getVRegDef(RHS.reg);
+  MachineInstr *CopyMI;
+  if (CP.isFlipped()) {
+    CopyMI = MRI->getVRegDef(RHS.reg);
+  } else {
+    if (!MRI->hasOneNonDBGUse(RHS.reg)) {
+      DEBUG(dbgs() << "\t\tMultiple vreg uses!\n");
+      return false;
+    }
+
+    MachineInstr *DestMI = MRI->getVRegDef(RHS.reg);
+    CopyMI = &*MRI->use_instr_nodbg_begin(RHS.reg);
+    const SlotIndex CopyRegIdx = LIS->getInstructionIndex(CopyMI).getRegSlot();
+    const SlotIndex DestRegIdx = LIS->getInstructionIndex(DestMI).getRegSlot();
+
+    // We checked above that there are no interfering defs of the physical
+    // register. However, for this case, where we intent to move up the def of
+    // the physical register, we also need to check for interfering uses.
+    SlotIndexes *Indexes = LIS->getSlotIndexes();
+    for (SlotIndex SI = Indexes->getNextNonNullIndex(DestRegIdx);
+         SI != CopyRegIdx; SI = Indexes->getNextNonNullIndex(SI)) {
+      MachineInstr *MI = LIS->getInstructionFromIndex(SI);
+      if (MI->readsRegister(DstReg, TRI)) {
+        DEBUG(dbgs() << "\t\tInterference (read): " << *MI);
+        return false;
+      }
+
+      // We must also check for clobbers caused by regmasks.
+      for (const auto &MO : MI->operands()) {
+        if (MO.isRegMask() && MO.clobbersPhysReg(DstReg)) {
+          DEBUG(dbgs() << "\t\tInterference (regmask clobber): " << *MI);
+          return false;
+        }
+      }
+    }
+
+    // We're going to remove the copy which defines a physical reserved
+    // register, so remove its valno, etc.
+    DEBUG(dbgs() << "\t\tRemoving phys reg def of " << DstReg << " at "
+          << CopyRegIdx << "\n");
+
+    LIS->removePhysRegDefAt(DstReg, CopyRegIdx);
+    // Create a new dead def at the new def location.
+    for (MCRegUnitIterator UI(DstReg, TRI); UI.isValid(); ++UI) {
+      LiveRange &LR = LIS->getRegUnit(*UI);
+      LR.createDeadDef(DestRegIdx, LIS->getVNInfoAllocator());
+    }
+  }
+
   LIS->RemoveMachineInstrFromMaps(CopyMI);
   CopyMI->eraseFromParent();
 
@@ -1542,19 +1630,21 @@ class JoinVals {
   /// (Main) register we work on.
   const unsigned Reg;
 
-  /// When coalescing a subregister range this is the LaneMask in Reg.
-  unsigned SubRegMask;
+  /// Reg (and therefore the values in this liverange) will end up as
+  /// subregister SubIdx in the coalesced register. Either CP.DstIdx or
+  /// CP.SrcIdx.
+  const unsigned SubIdx;
+  /// The LaneMask that this liverange will occupy the coalesced register. May
+  /// be smaller than the lanemask produced by SubIdx when merging subranges.
+  const LaneBitmask LaneMask;
+
   /// This is true when joining sub register ranges, false when joining main
   /// ranges.
   const bool SubRangeJoin;
   /// Whether the current LiveInterval tracks subregister liveness.
   const bool TrackSubRegLiveness;
 
-  // Location of this register in the final joined register.
-  // Either CP.DstIdx or CP.SrcIdx.
-  const unsigned SubIdx;
-
-  // Values that will be present in the final live range.
+  /// Values that will be present in the final live range.
   SmallVectorImpl<VNInfo*> &NewVNInfo;
 
   const CoalescerPair &CP;
@@ -1562,75 +1652,75 @@ class JoinVals {
   SlotIndexes *Indexes;
   const TargetRegisterInfo *TRI;
 
-  // Value number assignments. Maps value numbers in LI to entries in NewVNInfo.
-  // This is suitable for passing to LiveInterval::join().
+  /// Value number assignments. Maps value numbers in LI to entries in
+  /// NewVNInfo. This is suitable for passing to LiveInterval::join().
   SmallVector<int, 8> Assignments;
 
-  // Conflict resolution for overlapping values.
+  /// Conflict resolution for overlapping values.
   enum ConflictResolution {
-    // No overlap, simply keep this value.
+    /// No overlap, simply keep this value.
     CR_Keep,
 
-    // Merge this value into OtherVNI and erase the defining instruction.
-    // Used for IMPLICIT_DEF, coalescable copies, and copies from external
-    // values.
+    /// Merge this value into OtherVNI and erase the defining instruction.
+    /// Used for IMPLICIT_DEF, coalescable copies, and copies from external
+    /// values.
     CR_Erase,
 
-    // Merge this value into OtherVNI but keep the defining instruction.
-    // This is for the special case where OtherVNI is defined by the same
-    // instruction.
+    /// Merge this value into OtherVNI but keep the defining instruction.
+    /// This is for the special case where OtherVNI is defined by the same
+    /// instruction.
     CR_Merge,
 
-    // Keep this value, and have it replace OtherVNI where possible. This
-    // complicates value mapping since OtherVNI maps to two different values
-    // before and after this def.
-    // Used when clobbering undefined or dead lanes.
+    /// Keep this value, and have it replace OtherVNI where possible. This
+    /// complicates value mapping since OtherVNI maps to two different values
+    /// before and after this def.
+    /// Used when clobbering undefined or dead lanes.
     CR_Replace,
 
-    // Unresolved conflict. Visit later when all values have been mapped.
+    /// Unresolved conflict. Visit later when all values have been mapped.
     CR_Unresolved,
 
-    // Unresolvable conflict. Abort the join.
+    /// Unresolvable conflict. Abort the join.
     CR_Impossible
   };
 
-  // Per-value info for LI. The lane bit masks are all relative to the final
-  // joined register, so they can be compared directly between SrcReg and
-  // DstReg.
+  /// Per-value info for LI. The lane bit masks are all relative to the final
+  /// joined register, so they can be compared directly between SrcReg and
+  /// DstReg.
   struct Val {
     ConflictResolution Resolution;
 
-    // Lanes written by this def, 0 for unanalyzed values.
-    unsigned WriteLanes;
+    /// Lanes written by this def, 0 for unanalyzed values.
+    LaneBitmask WriteLanes;
 
-    // Lanes with defined values in this register. Other lanes are undef and
-    // safe to clobber.
-    unsigned ValidLanes;
+    /// Lanes with defined values in this register. Other lanes are undef and
+    /// safe to clobber.
+    LaneBitmask ValidLanes;
 
-    // Value in LI being redefined by this def.
+    /// Value in LI being redefined by this def.
     VNInfo *RedefVNI;
 
-    // Value in the other live range that overlaps this def, if any.
+    /// Value in the other live range that overlaps this def, if any.
     VNInfo *OtherVNI;
 
-    // Is this value an IMPLICIT_DEF that can be erased?
-    //
-    // IMPLICIT_DEF values should only exist at the end of a basic block that
-    // is a predecessor to a phi-value. These IMPLICIT_DEF instructions can be
-    // safely erased if they are overlapping a live value in the other live
-    // interval.
-    //
-    // Weird control flow graphs and incomplete PHI handling in
-    // ProcessImplicitDefs can very rarely create IMPLICIT_DEF values with
-    // longer live ranges. Such IMPLICIT_DEF values should be treated like
-    // normal values.
+    /// Is this value an IMPLICIT_DEF that can be erased?
+    ///
+    /// IMPLICIT_DEF values should only exist at the end of a basic block that
+    /// is a predecessor to a phi-value. These IMPLICIT_DEF instructions can be
+    /// safely erased if they are overlapping a live value in the other live
+    /// interval.
+    ///
+    /// Weird control flow graphs and incomplete PHI handling in
+    /// ProcessImplicitDefs can very rarely create IMPLICIT_DEF values with
+    /// longer live ranges. Such IMPLICIT_DEF values should be treated like
+    /// normal values.
     bool ErasableImplicitDef;
 
-    // True when the live range of this value will be pruned because of an
-    // overlapping CR_Replace value in the other live range.
+    /// True when the live range of this value will be pruned because of an
+    /// overlapping CR_Replace value in the other live range.
     bool Pruned;
 
-    // True once Pruned above has been computed.
+    /// True once Pruned above has been computed.
     bool PrunedComputed;
 
     Val() : Resolution(CR_Keep), WriteLanes(0), ValidLanes(0),
@@ -1640,30 +1730,72 @@ class JoinVals {
     bool isAnalyzed() const { return WriteLanes != 0; }
   };
 
-  // One entry per value number in LI.
+  /// One entry per value number in LI.
   SmallVector<Val, 8> Vals;
 
-  unsigned computeWriteLanes(const MachineInstr *DefMI, bool &Redef) const;
-  VNInfo *stripCopies(VNInfo *VNI, unsigned LaneMask, unsigned &Reg) const;
+  /// Compute the bitmask of lanes actually written by DefMI.
+  /// Set Redef if there are any partial register definitions that depend on the
+  /// previous value of the register.
+  LaneBitmask computeWriteLanes(const MachineInstr *DefMI, bool &Redef) const;
+
+  /// Find the ultimate value that VNI was copied from.
+  std::pair<const VNInfo*,unsigned> followCopyChain(const VNInfo *VNI) const;
+
   bool valuesIdentical(VNInfo *Val0, VNInfo *Val1, const JoinVals &Other) const;
+
+  /// Analyze ValNo in this live range, and set all fields of Vals[ValNo].
+  /// Return a conflict resolution when possible, but leave the hard cases as
+  /// CR_Unresolved.
+  /// Recursively calls computeAssignment() on this and Other, guaranteeing that
+  /// both OtherVNI and RedefVNI have been analyzed and mapped before returning.
+  /// The recursion always goes upwards in the dominator tree, making loops
+  /// impossible.
   ConflictResolution analyzeValue(unsigned ValNo, JoinVals &Other);
+
+  /// Compute the value assignment for ValNo in RI.
+  /// This may be called recursively by analyzeValue(), but never for a ValNo on
+  /// the stack.
   void computeAssignment(unsigned ValNo, JoinVals &Other);
-  bool taintExtent(unsigned, unsigned, JoinVals&,
-                   SmallVectorImpl<std::pair<SlotIndex, unsigned> >&);
-  bool usesLanes(const MachineInstr *MI, unsigned, unsigned, unsigned) const;
+
+  /// Assuming ValNo is going to clobber some valid lanes in Other.LR, compute
+  /// the extent of the tainted lanes in the block.
+  ///
+  /// Multiple values in Other.LR can be affected since partial redefinitions
+  /// can preserve previously tainted lanes.
+  ///
+  ///   1 %dst = VLOAD           <-- Define all lanes in %dst
+  ///   2 %src = FOO             <-- ValNo to be joined with %dst:ssub0
+  ///   3 %dst:ssub1 = BAR       <-- Partial redef doesn't clear taint in ssub0
+  ///   4 %dst:ssub0 = COPY %src <-- Conflict resolved, ssub0 wasn't read
+  ///
+  /// For each ValNo in Other that is affected, add an (EndIndex, TaintedLanes)
+  /// entry to TaintedVals.
+  ///
+  /// Returns false if the tainted lanes extend beyond the basic block.
+  bool taintExtent(unsigned, LaneBitmask, JoinVals&,
+                   SmallVectorImpl<std::pair<SlotIndex, LaneBitmask> >&);
+
+  /// Return true if MI uses any of the given Lanes from Reg.
+  /// This does not include partial redefinitions of Reg.
+  bool usesLanes(const MachineInstr *MI, unsigned, unsigned, LaneBitmask) const;
+
+  /// Determine if ValNo is a copy of a value number in LR or Other.LR that will
+  /// be pruned:
+  ///
+  ///   %dst = COPY %src
+  ///   %src = COPY %dst  <-- This value to be pruned.
+  ///   %dst = COPY %src  <-- This value is a copy of a pruned value.
   bool isPrunedValue(unsigned ValNo, JoinVals &Other);
 
 public:
-  JoinVals(LiveRange &LR, unsigned Reg, unsigned subIdx,
-           SmallVectorImpl<VNInfo*> &newVNInfo,
-           const CoalescerPair &cp, LiveIntervals *lis,
-           const TargetRegisterInfo *tri, unsigned SubRegMask,
-           bool SubRangeJoin, bool TrackSubRegLiveness)
-    : LR(LR), Reg(Reg), SubRegMask(SubRegMask), SubRangeJoin(SubRangeJoin),
-      TrackSubRegLiveness(TrackSubRegLiveness), SubIdx(subIdx),
+  JoinVals(LiveRange &LR, unsigned Reg, unsigned SubIdx, LaneBitmask LaneMask,
+           SmallVectorImpl<VNInfo*> &newVNInfo, const CoalescerPair &cp,
+           LiveIntervals *lis, const TargetRegisterInfo *TRI, bool SubRangeJoin,
+           bool TrackSubRegLiveness)
+    : LR(LR), Reg(Reg), SubIdx(SubIdx), LaneMask(LaneMask),
+      SubRangeJoin(SubRangeJoin), TrackSubRegLiveness(TrackSubRegLiveness),
       NewVNInfo(newVNInfo), CP(cp), LIS(lis), Indexes(LIS->getSlotIndexes()),
-      TRI(tri), Assignments(LR.getNumValNums(), -1),
-      Vals(LR.getNumValNums())
+      TRI(TRI), Assignments(LR.getNumValNums(), -1), Vals(LR.getNumValNums())
   {}
 
   /// Analyze defs in LR and compute a value mapping in NewVNInfo.
@@ -1680,10 +1812,10 @@ public:
   void pruneValues(JoinVals &Other, SmallVectorImpl<SlotIndex> &EndPoints,
                    bool changeInstrs);
 
-  // Removes subranges starting at copies that get removed. This sometimes
-  // happens when undefined subranges are copied around. These ranges contain
-  // no usefull information and can be removed.
-  void pruneSubRegValues(LiveInterval &LI, unsigned &ShrinkMask);
+  /// Removes subranges starting at copies that get removed. This sometimes
+  /// happens when undefined subranges are copied around. These ranges contain
+  /// no useful information and can be removed.
+  void pruneSubRegValues(LiveInterval &LI, LaneBitmask &ShrinkMask);
 
   /// Erase any machine instructions that have been coalesced away.
   /// Add erased instructions to ErasedInstrs.
@@ -1692,52 +1824,55 @@ public:
   void eraseInstrs(SmallPtrSetImpl<MachineInstr*> &ErasedInstrs,
                    SmallVectorImpl<unsigned> &ShrinkRegs);
 
+  /// Remove liverange defs at places where implicit defs will be removed.
+  void removeImplicitDefs();
+
   /// Get the value assignments suitable for passing to LiveInterval::join.
   const int *getAssignments() const { return Assignments.data(); }
 };
 } // end anonymous namespace
 
-/// Compute the bitmask of lanes actually written by DefMI.
-/// Set Redef if there are any partial register definitions that depend on the
-/// previous value of the register.
-unsigned JoinVals::computeWriteLanes(const MachineInstr *DefMI, bool &Redef)
+LaneBitmask JoinVals::computeWriteLanes(const MachineInstr *DefMI, bool &Redef)
   const {
-  unsigned L = 0;
-  for (ConstMIOperands MO(DefMI); MO.isValid(); ++MO) {
-    if (!MO->isReg() || MO->getReg() != Reg || !MO->isDef())
+  LaneBitmask L = 0;
+  for (const MachineOperand &MO : DefMI->operands()) {
+    if (!MO.isReg() || MO.getReg() != Reg || !MO.isDef())
       continue;
     L |= TRI->getSubRegIndexLaneMask(
-           TRI->composeSubRegIndices(SubIdx, MO->getSubReg()));
-    if (MO->readsReg())
+           TRI->composeSubRegIndices(SubIdx, MO.getSubReg()));
+    if (MO.readsReg())
       Redef = true;
   }
   return L;
 }
 
-/// Find the ultimate value that VNI was copied from.
-VNInfo *JoinVals::stripCopies(VNInfo *VNI, unsigned LaneMask, unsigned &Reg)
-  const {
+std::pair<const VNInfo*, unsigned> JoinVals::followCopyChain(
+    const VNInfo *VNI) const {
+  unsigned Reg = this->Reg;
+
   while (!VNI->isPHIDef()) {
     SlotIndex Def = VNI->def;
     MachineInstr *MI = Indexes->getInstructionFromIndex(Def);
     assert(MI && "No defining instruction");
     if (!MI->isFullCopy())
-      return VNI;
+      return std::make_pair(VNI, Reg);
     unsigned SrcReg = MI->getOperand(1).getReg();
     if (!TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(SrcReg))
-      return VNI;
+      return std::make_pair(VNI, Reg);
 
     const LiveInterval &LI = LIS->getInterval(SrcReg);
-    VNInfo *ValueIn;
+    const VNInfo *ValueIn;
     // No subrange involved.
-    if (LaneMask == 0 || !LI.hasSubRanges()) {
+    if (!SubRangeJoin || !LI.hasSubRanges()) {
       LiveQueryResult LRQ = LI.Query(Def);
       ValueIn = LRQ.valueIn();
     } else {
       // Query subranges. Pick the first matching one.
       ValueIn = nullptr;
       for (const LiveInterval::SubRange &S : LI.subranges()) {
-        if ((S.LaneMask & LaneMask) == 0)
+        // Transform lanemask to a mask in the joined live interval.
+        LaneBitmask SMask = TRI->composeSubRegIndexLaneMask(SubIdx, S.LaneMask);
+        if ((SMask & LaneMask) == 0)
           continue;
         LiveQueryResult LRQ = S.Query(Def);
         ValueIn = LRQ.valueIn();
@@ -1749,31 +1884,28 @@ VNInfo *JoinVals::stripCopies(VNInfo *VNI, unsigned LaneMask, unsigned &Reg)
     VNI = ValueIn;
     Reg = SrcReg;
   }
-  return VNI;
+  return std::make_pair(VNI, Reg);
 }
 
 bool JoinVals::valuesIdentical(VNInfo *Value0, VNInfo *Value1,
                                const JoinVals &Other) const {
-  unsigned Reg0 = Reg;
-  VNInfo *Stripped0 = stripCopies(Value0, SubRegMask, Reg0);
-  unsigned Reg1 = Other.Reg;
-  VNInfo *Stripped1 = stripCopies(Value1, Other.SubRegMask, Reg1);
-  if (Stripped0 == Stripped1)
+  const VNInfo *Orig0;
+  unsigned Reg0;
+  std::tie(Orig0, Reg0) = followCopyChain(Value0);
+  if (Orig0 == Value1)
     return true;
 
-  // Special case: when merging subranges one of the ranges is actually a copy,
-  // so we can't simply compare VNInfos but have to resort to comparing
-  // position and register of the Def.
-  return Stripped0->def == Stripped1->def && Reg0 == Reg1;
+  const VNInfo *Orig1;
+  unsigned Reg1;
+  std::tie(Orig1, Reg1) = Other.followCopyChain(Value1);
+
+  // The values are equal if they are defined at the same place and use the
+  // same register. Note that we cannot compare VNInfos directly as some of
+  // them might be from a copy created in mergeSubRangeInto()  while the other
+  // is from the original LiveInterval.
+  return Orig0->def == Orig1->def && Reg0 == Reg1;
 }
 
-/// Analyze ValNo in this live range, and set all fields of Vals[ValNo].
-/// Return a conflict resolution when possible, but leave the hard cases as
-/// CR_Unresolved.
-/// Recursively calls computeAssignment() on this and Other, guaranteeing that
-/// both OtherVNI and RedefVNI have been analyzed and mapped before returning.
-/// The recursion always goes upwards in the dominator tree, making loops
-/// impossible.
 JoinVals::ConflictResolution
 JoinVals::analyzeValue(unsigned ValNo, JoinVals &Other) {
   Val &V = Vals[ValNo];
@@ -1788,14 +1920,18 @@ JoinVals::analyzeValue(unsigned ValNo, JoinVals &Other) {
   const MachineInstr *DefMI = nullptr;
   if (VNI->isPHIDef()) {
     // Conservatively assume that all lanes in a PHI are valid.
-    unsigned Lanes = SubRangeJoin ? 1 : TRI->getSubRegIndexLaneMask(SubIdx);
+    LaneBitmask Lanes = SubRangeJoin ? 1 : TRI->getSubRegIndexLaneMask(SubIdx);
     V.ValidLanes = V.WriteLanes = Lanes;
   } else {
     DefMI = Indexes->getInstructionFromIndex(VNI->def);
     assert(DefMI != nullptr);
     if (SubRangeJoin) {
       // We don't care about the lanes when joining subregister ranges.
-      V.ValidLanes = V.WriteLanes = 1;
+      V.WriteLanes = V.ValidLanes = 1;
+      if (DefMI->isImplicitDef()) {
+        V.ValidLanes = 0;
+        V.ErasableImplicitDef = true;
+      }
     } else {
       bool Redef = false;
       V.ValidLanes = V.WriteLanes = computeWriteLanes(DefMI, Redef);
@@ -1817,7 +1953,7 @@ JoinVals::analyzeValue(unsigned ValNo, JoinVals &Other) {
       // not important.
       if (Redef) {
         V.RedefVNI = LR.Query(VNI->def).valueIn();
-        assert(TrackSubRegLiveness || V.RedefVNI &&
+        assert((TrackSubRegLiveness || V.RedefVNI) &&
                "Instruction is reading nonexistent value");
         if (V.RedefVNI != nullptr) {
           computeAssignment(V.RedefVNI->id, Other);
@@ -1907,8 +2043,14 @@ JoinVals::analyzeValue(unsigned ValNo, JoinVals &Other) {
     return CR_Replace;
 
   // Check for simple erasable conflicts.
-  if (DefMI->isImplicitDef())
+  if (DefMI->isImplicitDef()) {
+    // We need the def for the subregister if there is nothing else live at the
+    // subrange at this point.
+    if (TrackSubRegLiveness
+        && (V.WriteLanes & (OtherV.ValidLanes | OtherV.WriteLanes)) == 0)
+      return CR_Replace;
     return CR_Erase;
+  }
 
   // Include the non-conflict where DefMI is a coalescable copy that kills
   // OtherVNI. We still want the copy erased and value numbers merged.
@@ -1986,9 +2128,6 @@ JoinVals::analyzeValue(unsigned ValNo, JoinVals &Other) {
   return CR_Unresolved;
 }
 
-/// Compute the value assignment for ValNo in RI.
-/// This may be called recursively by analyzeValue(), but never for a ValNo on
-/// the stack.
 void JoinVals::computeAssignment(unsigned ValNo, JoinVals &Other) {
   Val &V = Vals[ValNo];
   if (V.isAnalyzed()) {
@@ -2042,24 +2181,9 @@ bool JoinVals::mapValues(JoinVals &Other) {
   return true;
 }
 
-/// Assuming ValNo is going to clobber some valid lanes in Other.LR, compute
-/// the extent of the tainted lanes in the block.
-///
-/// Multiple values in Other.LR can be affected since partial redefinitions can
-/// preserve previously tainted lanes.
-///
-///   1 %dst = VLOAD           <-- Define all lanes in %dst
-///   2 %src = FOO             <-- ValNo to be joined with %dst:ssub0
-///   3 %dst:ssub1 = BAR       <-- Partial redef doesn't clear taint in ssub0
-///   4 %dst:ssub0 = COPY %src <-- Conflict resolved, ssub0 wasn't read
-///
-/// For each ValNo in Other that is affected, add an (EndIndex, TaintedLanes)
-/// entry to TaintedVals.
-///
-/// Returns false if the tainted lanes extend beyond the basic block.
 bool JoinVals::
-taintExtent(unsigned ValNo, unsigned TaintedLanes, JoinVals &Other,
-            SmallVectorImpl<std::pair<SlotIndex, unsigned> > &TaintExtent) {
+taintExtent(unsigned ValNo, LaneBitmask TaintedLanes, JoinVals &Other,
+            SmallVectorImpl<std::pair<SlotIndex, LaneBitmask> > &TaintExtent) {
   VNInfo *VNI = LR.getValNumInfo(ValNo);
   MachineBasicBlock *MBB = Indexes->getMBBFromIndex(VNI->def);
   SlotIndex MBBEnd = Indexes->getMBBEndIdx(MBB);
@@ -2097,19 +2221,17 @@ taintExtent(unsigned ValNo, unsigned TaintedLanes, JoinVals &Other,
   return true;
 }
 
-/// Return true if MI uses any of the given Lanes from Reg.
-/// This does not include partial redefinitions of Reg.
 bool JoinVals::usesLanes(const MachineInstr *MI, unsigned Reg, unsigned SubIdx,
-                         unsigned Lanes) const {
+                         LaneBitmask Lanes) const {
   if (MI->isDebugValue())
     return false;
-  for (ConstMIOperands MO(MI); MO.isValid(); ++MO) {
-    if (!MO->isReg() || MO->isDef() || MO->getReg() != Reg)
+  for (const MachineOperand &MO : MI->operands()) {
+    if (!MO.isReg() || MO.isDef() || MO.getReg() != Reg)
       continue;
-    if (!MO->readsReg())
+    if (!MO.readsReg())
       continue;
     if (Lanes & TRI->getSubRegIndexLaneMask(
-                  TRI->composeSubRegIndices(SubIdx, MO->getSubReg())))
+                  TRI->composeSubRegIndices(SubIdx, MO.getSubReg())))
       return true;
   }
   return false;
@@ -2134,8 +2256,8 @@ bool JoinVals::resolveConflicts(JoinVals &Other) {
     // VNI is known to clobber some lanes in OtherVNI. If we go ahead with the
     // join, those lanes will be tainted with a wrong value. Get the extent of
     // the tainted lanes.
-    unsigned TaintedLanes = V.WriteLanes & OtherV.ValidLanes;
-    SmallVector<std::pair<SlotIndex, unsigned>, 8> TaintExtent;
+    LaneBitmask TaintedLanes = V.WriteLanes & OtherV.ValidLanes;
+    SmallVector<std::pair<SlotIndex, LaneBitmask>, 8> TaintExtent;
     if (!taintExtent(i, TaintedLanes, Other, TaintExtent))
       // Tainted lanes would extend beyond the basic block.
       return false;
@@ -2180,13 +2302,6 @@ bool JoinVals::resolveConflicts(JoinVals &Other) {
   return true;
 }
 
-// Determine if ValNo is a copy of a value number in LR or Other.LR that will
-// be pruned:
-//
-//   %dst = COPY %src
-//   %src = COPY %dst  <-- This value to be pruned.
-//   %dst = COPY %src  <-- This value is a copy of a pruned value.
-//
 bool JoinVals::isPrunedValue(unsigned ValNo, JoinVals &Other) {
   Val &V = Vals[ValNo];
   if (V.Pruned || V.PrunedComputed)
@@ -2225,11 +2340,11 @@ void JoinVals::pruneValues(JoinVals &Other,
           // Remove <def,read-undef> flags. This def is now a partial redef.
           // Also remove <def,dead> flags since the joined live range will
           // continue past this instruction.
-          for (MIOperands MO(Indexes->getInstructionFromIndex(Def));
-               MO.isValid(); ++MO) {
-            if (MO->isReg() && MO->isDef() && MO->getReg() == Reg) {
-              MO->setIsUndef(EraseImpDef);
-              MO->setIsDead(false);
+          for (MachineOperand &MO :
+               Indexes->getInstructionFromIndex(Def)->operands()) {
+            if (MO.isReg() && MO.isDef() && MO.getReg() == Reg) {
+              MO.setIsUndef(EraseImpDef);
+              MO.setIsDead(false);
             }
           }
         }
@@ -2261,7 +2376,7 @@ void JoinVals::pruneValues(JoinVals &Other,
   }
 }
 
-void JoinVals::pruneSubRegValues(LiveInterval &LI, unsigned &ShrinkMask)
+void JoinVals::pruneSubRegValues(LiveInterval &LI, LaneBitmask &ShrinkMask)
 {
   // Look for values being erased.
   bool DidPrune = false;
@@ -2278,7 +2393,7 @@ void JoinVals::pruneSubRegValues(LiveInterval &LI, unsigned &ShrinkMask)
       // copied and we must remove that subrange value as well.
       VNInfo *ValueOut = Q.valueOutOrDead();
       if (ValueOut != nullptr && Q.valueIn() == nullptr) {
-        DEBUG(dbgs() << "\t\tPrune sublane " << format("%04X", S.LaneMask)
+        DEBUG(dbgs() << "\t\tPrune sublane " << PrintLaneMask(S.LaneMask)
                      << " at " << Def << "\n");
         LIS->pruneValue(S, Def, nullptr);
         DidPrune = true;
@@ -2287,10 +2402,10 @@ void JoinVals::pruneSubRegValues(LiveInterval &LI, unsigned &ShrinkMask)
         continue;
       }
       // If a subrange ends at the copy, then a value was copied but only
-      // partially used later. Shrink the subregister range apropriately.
+      // partially used later. Shrink the subregister range appropriately.
       if (Q.valueIn() != nullptr && Q.valueOut() == nullptr) {
-        DEBUG(dbgs() << "\t\tDead uses at sublane "
-                     << format("%04X", S.LaneMask) << " at " << Def << "\n");
+        DEBUG(dbgs() << "\t\tDead uses at sublane " << PrintLaneMask(S.LaneMask)
+                     << " at " << Def << "\n");
         ShrinkMask |= S.LaneMask;
       }
     }
@@ -2299,25 +2414,39 @@ void JoinVals::pruneSubRegValues(LiveInterval &LI, unsigned &ShrinkMask)
     LI.removeEmptySubRanges();
 }
 
+void JoinVals::removeImplicitDefs() {
+  for (unsigned i = 0, e = LR.getNumValNums(); i != e; ++i) {
+    Val &V = Vals[i];
+    if (V.Resolution != CR_Keep || !V.ErasableImplicitDef || !V.Pruned)
+      continue;
+
+    VNInfo *VNI = LR.getValNumInfo(i);
+    VNI->markUnused();
+    LR.removeValNo(VNI);
+  }
+}
+
 void JoinVals::eraseInstrs(SmallPtrSetImpl<MachineInstr*> &ErasedInstrs,
                            SmallVectorImpl<unsigned> &ShrinkRegs) {
   for (unsigned i = 0, e = LR.getNumValNums(); i != e; ++i) {
     // Get the def location before markUnused() below invalidates it.
     SlotIndex Def = LR.getValNumInfo(i)->def;
     switch (Vals[i].Resolution) {
-    case CR_Keep:
+    case CR_Keep: {
       // If an IMPLICIT_DEF value is pruned, it doesn't serve a purpose any
       // longer. The IMPLICIT_DEF instructions are only inserted by
       // PHIElimination to guarantee that all PHI predecessors have a value.
       if (!Vals[i].ErasableImplicitDef || !Vals[i].Pruned)
         break;
-      // Remove value number i from LR. Note that this VNInfo is still present
-      // in NewVNInfo, so it will appear as an unused value number in the final
-      // joined interval.
-      LR.getValNumInfo(i)->markUnused();
-      LR.removeValNo(LR.getValNumInfo(i));
+      // Remove value number i from LR.
+      VNInfo *VNI = LR.getValNumInfo(i);
+      LR.removeValNo(VNI);
+      // Note that this VNInfo is reused and still referenced in NewVNInfo,
+      // make it appear like an unused value number.
+      VNI->markUnused();
       DEBUG(dbgs() << "\t\tremoved " << i << '@' << Def << ": " << LR << '\n');
       // FALL THROUGH.
+    }
 
     case CR_Erase: {
       MachineInstr *MI = Indexes->getInstructionFromIndex(Def);
@@ -2340,22 +2469,29 @@ void JoinVals::eraseInstrs(SmallPtrSetImpl<MachineInstr*> &ErasedInstrs,
   }
 }
 
-void RegisterCoalescer::joinSubRegRanges(LiveRange &LRange, unsigned LMask,
-                                         LiveRange &RRange, unsigned RMask,
+bool RegisterCoalescer::joinSubRegRanges(LiveRange &LRange, LiveRange &RRange,
+                                         LaneBitmask LaneMask,
                                          const CoalescerPair &CP) {
   SmallVector<VNInfo*, 16> NewVNInfo;
-  JoinVals RHSVals(RRange, CP.getSrcReg(), CP.getSrcIdx(),
-                   NewVNInfo, CP, LIS, TRI, LMask, true, true);
-  JoinVals LHSVals(LRange, CP.getDstReg(), CP.getDstIdx(),
-                   NewVNInfo, CP, LIS, TRI, RMask, true, true);
-
-  /// Compute NewVNInfo and resolve conflicts (see also joinVirtRegs())
-  /// Conflicts should already be resolved so the mapping/resolution should
-  /// always succeed.
-  if (!LHSVals.mapValues(RHSVals) || !RHSVals.mapValues(LHSVals))
-    llvm_unreachable("Can't join subrange although main ranges are compatible");
-  if (!LHSVals.resolveConflicts(RHSVals) || !RHSVals.resolveConflicts(LHSVals))
-    llvm_unreachable("Can't join subrange although main ranges are compatible");
+  JoinVals RHSVals(RRange, CP.getSrcReg(), CP.getSrcIdx(), LaneMask,
+                   NewVNInfo, CP, LIS, TRI, true, true);
+  JoinVals LHSVals(LRange, CP.getDstReg(), CP.getDstIdx(), LaneMask,
+                   NewVNInfo, CP, LIS, TRI, true, true);
+
+  // Compute NewVNInfo and resolve conflicts (see also joinVirtRegs())
+  // We should be able to resolve all conflicts here as we could successfully do
+  // it on the mainrange already. There is however a problem when multiple
+  // ranges get mapped to the "overflow" lane mask bit which creates unexpected
+  // interferences.
+  if (!LHSVals.mapValues(RHSVals) || !RHSVals.mapValues(LHSVals)) {
+    DEBUG(dbgs() << "*** Couldn't join subrange!\n");
+    return false;
+  }
+  if (!LHSVals.resolveConflicts(RHSVals) ||
+      !RHSVals.resolveConflicts(LHSVals)) {
+    DEBUG(dbgs() << "*** Couldn't join subrange!\n");
+    return false;
+  }
 
   // The merging algorithm in LiveInterval::join() can't handle conflicting
   // value mappings, so we need to remove any live ranges that overlap a
@@ -2365,6 +2501,9 @@ void RegisterCoalescer::joinSubRegRanges(LiveRange &LRange, unsigned LMask,
   LHSVals.pruneValues(RHSVals, EndPoints, false);
   RHSVals.pruneValues(LHSVals, EndPoints, false);
 
+  LHSVals.removeImplicitDefs();
+  RHSVals.removeImplicitDefs();
+
   LRange.verify();
   RRange.verify();
 
@@ -2374,37 +2513,38 @@ void RegisterCoalescer::joinSubRegRanges(LiveRange &LRange, unsigned LMask,
 
   DEBUG(dbgs() << "\t\tjoined lanes: " << LRange << "\n");
   if (EndPoints.empty())
-    return;
+    return true;
 
   // Recompute the parts of the live range we had to remove because of
   // CR_Replace conflicts.
   DEBUG(dbgs() << "\t\trestoring liveness to " << EndPoints.size()
                << " points: " << LRange << '\n');
   LIS->extendToIndices(LRange, EndPoints);
+  return true;
 }
 
-void RegisterCoalescer::mergeSubRangeInto(LiveInterval &LI,
+bool RegisterCoalescer::mergeSubRangeInto(LiveInterval &LI,
                                           const LiveRange &ToMerge,
-                                          unsigned DstLaneMask,
-                                          unsigned PrevLaneMask,
+                                          LaneBitmask LaneMask,
                                           CoalescerPair &CP) {
   BumpPtrAllocator &Allocator = LIS->getVNInfoAllocator();
   for (LiveInterval::SubRange &R : LI.subranges()) {
-    unsigned RMask = R.LaneMask;
+    LaneBitmask RMask = R.LaneMask;
     // LaneMask of subregisters common to subrange R and ToMerge.
-    unsigned Common = RMask & DstLaneMask;
+    LaneBitmask Common = RMask & LaneMask;
     // There is nothing to do without common subregs.
     if (Common == 0)
       continue;
 
-    DEBUG(dbgs() << format("\t\tCopy+Merge %04X into %04X\n", RMask, Common));
+    DEBUG(dbgs() << "\t\tCopy+Merge " << PrintLaneMask(RMask) << " into "
+                 << PrintLaneMask(Common) << '\n');
     // LaneMask of subregisters contained in the R range but not in ToMerge,
     // they have to split into their own subrange.
-    unsigned LRest = RMask & ~DstLaneMask;
+    LaneBitmask LRest = RMask & ~LaneMask;
     LiveInterval::SubRange *CommonRange;
     if (LRest != 0) {
       R.LaneMask = LRest;
-      DEBUG(dbgs() << format("\t\tReduce Lane to %04X\n", LRest));
+      DEBUG(dbgs() << "\t\tReduce Lane to " << PrintLaneMask(LRest) << '\n');
       // Duplicate SubRange for newly merged common stuff.
       CommonRange = LI.createSubRangeFrom(Allocator, Common, R);
     } else {
@@ -2413,26 +2553,27 @@ void RegisterCoalescer::mergeSubRangeInto(LiveInterval &LI,
       CommonRange = &R;
     }
     LiveRange RangeCopy(ToMerge, Allocator);
-    joinSubRegRanges(*CommonRange, CommonRange->LaneMask, RangeCopy,
-                     PrevLaneMask, CP);
-    DstLaneMask &= ~RMask;
+    if (!joinSubRegRanges(*CommonRange, RangeCopy, Common, CP))
+      return false;
+    LaneMask &= ~RMask;
   }
 
-  if (DstLaneMask != 0) {
-    DEBUG(dbgs() << format("\t\tNew Lane %04X\n", DstLaneMask));
-    LI.createSubRangeFrom(Allocator, DstLaneMask, ToMerge);
+  if (LaneMask != 0) {
+    DEBUG(dbgs() << "\t\tNew Lane " << PrintLaneMask(LaneMask) << '\n');
+    LI.createSubRangeFrom(Allocator, LaneMask, ToMerge);
   }
+  return true;
 }
 
 bool RegisterCoalescer::joinVirtRegs(CoalescerPair &CP) {
   SmallVector<VNInfo*, 16> NewVNInfo;
   LiveInterval &RHS = LIS->getInterval(CP.getSrcReg());
   LiveInterval &LHS = LIS->getInterval(CP.getDstReg());
-  bool TrackSubRegLiveness = MRI->tracksSubRegLiveness();
-  JoinVals RHSVals(RHS, CP.getSrcReg(), CP.getSrcIdx(), NewVNInfo, CP, LIS, TRI,
-                   0, false, TrackSubRegLiveness);
-  JoinVals LHSVals(LHS, CP.getDstReg(), CP.getDstIdx(), NewVNInfo, CP, LIS, TRI,
-                   0, false, TrackSubRegLiveness);
+  bool TrackSubRegLiveness = MRI->shouldTrackSubRegLiveness(*CP.getNewRC());
+  JoinVals RHSVals(RHS, CP.getSrcReg(), CP.getSrcIdx(), 0, NewVNInfo, CP, LIS,
+                   TRI, false, TrackSubRegLiveness);
+  JoinVals LHSVals(LHS, CP.getDstReg(), CP.getDstIdx(), 0, NewVNInfo, CP, LIS,
+                   TRI, false, TrackSubRegLiveness);
 
   DEBUG(dbgs() << "\t\tRHS = " << RHS
                << "\n\t\tLHS = " << LHS
@@ -2450,55 +2591,63 @@ bool RegisterCoalescer::joinVirtRegs(CoalescerPair &CP) {
   // All clear, the live ranges can be merged.
   if (RHS.hasSubRanges() || LHS.hasSubRanges()) {
     BumpPtrAllocator &Allocator = LIS->getVNInfoAllocator();
+
+    // Transform lanemasks from the LHS to masks in the coalesced register and
+    // create initial subranges if necessary.
     unsigned DstIdx = CP.getDstIdx();
     if (!LHS.hasSubRanges()) {
-      unsigned Mask = CP.getNewRC()->getLaneMask();
-      unsigned DstMask = TRI->composeSubRegIndexLaneMask(DstIdx, Mask);
+      LaneBitmask Mask = DstIdx == 0 ? CP.getNewRC()->getLaneMask()
+                                     : TRI->getSubRegIndexLaneMask(DstIdx);
       // LHS must support subregs or we wouldn't be in this codepath.
-      assert(DstMask != 0);
-      LHS.createSubRangeFrom(Allocator, DstMask, LHS);
-      DEBUG(dbgs() << "\t\tLHST = " << PrintReg(CP.getDstReg())
-                   << ' ' << LHS << '\n');
+      assert(Mask != 0);
+      LHS.createSubRangeFrom(Allocator, Mask, LHS);
     } else if (DstIdx != 0) {
       // Transform LHS lanemasks to new register class if necessary.
       for (LiveInterval::SubRange &R : LHS.subranges()) {
-        unsigned DstMask = TRI->composeSubRegIndexLaneMask(DstIdx, R.LaneMask);
-        R.LaneMask = DstMask;
+        LaneBitmask Mask = TRI->composeSubRegIndexLaneMask(DstIdx, R.LaneMask);
+        R.LaneMask = Mask;
       }
-      DEBUG(dbgs() << "\t\tLHST = " << PrintReg(CP.getDstReg())
-                   << ' ' << LHS << '\n');
     }
+    DEBUG(dbgs() << "\t\tLHST = " << PrintReg(CP.getDstReg())
+                 << ' ' << LHS << '\n');
 
+    // Determine lanemasks of RHS in the coalesced register and merge subranges.
     unsigned SrcIdx = CP.getSrcIdx();
+    bool Abort = false;
     if (!RHS.hasSubRanges()) {
-      unsigned Mask = SrcIdx != 0
-                    ? TRI->getSubRegIndexLaneMask(SrcIdx)
-                    : MRI->getMaxLaneMaskForVReg(LHS.reg);
-
-      DEBUG(dbgs() << "\t\tRHS Mask: "
-                   << format("%04X", Mask) << "\n");
-      mergeSubRangeInto(LHS, RHS, Mask, 0, CP);
+      LaneBitmask Mask = SrcIdx == 0 ? CP.getNewRC()->getLaneMask()
+                                     : TRI->getSubRegIndexLaneMask(SrcIdx);
+      if (!mergeSubRangeInto(LHS, RHS, Mask, CP))
+        Abort = true;
     } else {
       // Pair up subranges and merge.
       for (LiveInterval::SubRange &R : RHS.subranges()) {
-        unsigned RMask = R.LaneMask;
-        if (SrcIdx != 0) {
-          // Transform LaneMask of RHS subranges to the ones on LHS.
-          RMask = TRI->composeSubRegIndexLaneMask(SrcIdx, RMask);
-          DEBUG(dbgs() << "\t\tTransform RHS Mask "
-                       << format("%04X", R.LaneMask) << " to subreg "
-                       << TRI->getSubRegIndexName(SrcIdx)
-                       << " => " << format("%04X", RMask) << "\n");
+        LaneBitmask Mask = TRI->composeSubRegIndexLaneMask(SrcIdx, R.LaneMask);
+        if (!mergeSubRangeInto(LHS, R, Mask, CP)) {
+          Abort = true;
+          break;
         }
-
-        mergeSubRangeInto(LHS, R, RMask, R.LaneMask, CP);
       }
     }
+    if (Abort) {
+      // This shouldn't have happened :-(
+      // However we are aware of at least one existing problem where we
+      // can't merge subranges when multiple ranges end up in the
+      // "overflow bit" 32. As a workaround we drop all subregister ranges
+      // which means we loose some precision but are back to a well defined
+      // state.
+      assert(TargetRegisterInfo::isImpreciseLaneMask(
+             CP.getNewRC()->getLaneMask())
+             && "SubRange merge should only fail when merging into bit 32.");
+      DEBUG(dbgs() << "\tSubrange join aborted!\n");
+      LHS.clearSubRanges();
+      RHS.clearSubRanges();
+    } else {
+      DEBUG(dbgs() << "\tJoined SubRanges " << LHS << "\n");
 
-    DEBUG(dbgs() << "\tJoined SubRanges " << LHS << "\n");
-
-    LHSVals.pruneSubRegValues(LHS, ShrinkMask);
-    RHSVals.pruneSubRegValues(LHS, ShrinkMask);
+      LHSVals.pruneSubRegValues(LHS, ShrinkMask);
+      RHSVals.pruneSubRegValues(LHS, ShrinkMask);
+    }
   }
 
   // The merging algorithm in LiveInterval::join() can't handle conflicting
@@ -2515,7 +2664,7 @@ bool RegisterCoalescer::joinVirtRegs(CoalescerPair &CP) {
   LHSVals.eraseInstrs(ErasedInstrs, ShrinkRegs);
   RHSVals.eraseInstrs(ErasedInstrs, ShrinkRegs);
   while (!ShrinkRegs.empty())
-    LIS->shrinkToUses(&LIS->getInterval(ShrinkRegs.pop_back_val()));
+    shrinkToUses(&LIS->getInterval(ShrinkRegs.pop_back_val()));
 
   // Join RHS into LHS.
   LHS.join(RHS, LHSVals.getAssignments(), RHSVals.getAssignments(), NewVNInfo);
@@ -2537,13 +2686,12 @@ bool RegisterCoalescer::joinVirtRegs(CoalescerPair &CP) {
   return true;
 }
 
-/// Attempt to join these two intervals.  On failure, this returns false.
 bool RegisterCoalescer::joinIntervals(CoalescerPair &CP) {
   return CP.isPhys() ? joinReservedPhysReg(CP) : joinVirtRegs(CP);
 }
 
 namespace {
-// Information concerning MBB coalescing priority.
+/// Information concerning MBB coalescing priority.
 struct MBBPriorityInfo {
   MachineBasicBlock *MBB;
   unsigned Depth;
@@ -2554,10 +2702,10 @@ struct MBBPriorityInfo {
 };
 }
 
-// C-style comparator that sorts first based on the loop depth of the basic
-// block (the unsigned), and then on the MBB number.
-//
-// EnableGlobalCopies assumes that the primary sort key is loop depth.
+/// C-style comparator that sorts first based on the loop depth of the basic
+/// block (the unsigned), and then on the MBB number.
+///
+/// EnableGlobalCopies assumes that the primary sort key is loop depth.
 static int compareMBBPriority(const MBBPriorityInfo *LHS,
                               const MBBPriorityInfo *RHS) {
   // Deeper loops first
@@ -2597,8 +2745,6 @@ static bool isLocalCopy(MachineInstr *Copy, const LiveIntervals *LIS) {
     || LIS->intervalIsInOneMBB(LIS->getInterval(DstReg));
 }
 
-// Try joining WorkList copies starting from index From.
-// Null out any successful joins.
 bool RegisterCoalescer::
 copyCoalesceWorkList(MutableArrayRef<MachineInstr*> CurrList) {
   bool Progress = false;
@@ -2620,6 +2766,64 @@ copyCoalesceWorkList(MutableArrayRef<MachineInstr*> CurrList) {
   return Progress;
 }
 
+/// Check if DstReg is a terminal node.
+/// I.e., it does not have any affinity other than \p Copy.
+static bool isTerminalReg(unsigned DstReg, const MachineInstr &Copy,
+                          const MachineRegisterInfo *MRI) {
+  assert(Copy.isCopyLike());
+  // Check if the destination of this copy as any other affinity.
+  for (const MachineInstr &MI : MRI->reg_nodbg_instructions(DstReg))
+    if (&MI != &Copy && MI.isCopyLike())
+      return false;
+  return true;
+}
+
+bool RegisterCoalescer::applyTerminalRule(const MachineInstr &Copy) const {
+  assert(Copy.isCopyLike());
+  if (!UseTerminalRule)
+    return false;
+  unsigned DstReg, DstSubReg, SrcReg, SrcSubReg;
+  isMoveInstr(*TRI, &Copy, SrcReg, DstReg, SrcSubReg, DstSubReg);
+  // Check if the destination of this copy has any other affinity.
+  if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(DstReg) ||
+      // If SrcReg is a physical register, the copy won't be coalesced.
+      // Ignoring it may have other side effect (like missing
+      // rematerialization). So keep it.
+      TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(SrcReg) ||
+      !isTerminalReg(DstReg, Copy, MRI))
+    return false;
+
+  // DstReg is a terminal node. Check if it interferes with any other
+  // copy involving SrcReg.
+  const MachineBasicBlock *OrigBB = Copy.getParent();
+  const LiveInterval &DstLI = LIS->getInterval(DstReg);
+  for (const MachineInstr &MI : MRI->reg_nodbg_instructions(SrcReg)) {
+    // Technically we should check if the weight of the new copy is
+    // interesting compared to the other one and update the weight
+    // of the copies accordingly. However, this would only work if
+    // we would gather all the copies first then coalesce, whereas
+    // right now we interleave both actions.
+    // For now, just consider the copies that are in the same block.
+    if (&MI == &Copy || !MI.isCopyLike() || MI.getParent() != OrigBB)
+      continue;
+    unsigned OtherReg, OtherSubReg, OtherSrcReg, OtherSrcSubReg;
+    isMoveInstr(*TRI, &Copy, OtherSrcReg, OtherReg, OtherSrcSubReg,
+                OtherSubReg);
+    if (OtherReg == SrcReg)
+      OtherReg = OtherSrcReg;
+    // Check if OtherReg is a non-terminal.
+    if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(OtherReg) ||
+        isTerminalReg(OtherReg, MI, MRI))
+      continue;
+    // Check that OtherReg interfere with DstReg.
+    if (LIS->getInterval(OtherReg).overlaps(DstLI)) {
+      DEBUG(dbgs() << "Apply terminal rule for: " << PrintReg(DstReg) << '\n');
+      return true;
+    }
+  }
+  return false;
+}
+
 void
 RegisterCoalescer::copyCoalesceInMBB(MachineBasicBlock *MBB) {
   DEBUG(dbgs() << MBB->getName() << ":\n");
@@ -2628,6 +2832,8 @@ RegisterCoalescer::copyCoalesceInMBB(MachineBasicBlock *MBB) {
   // yet, it might invalidate the iterator.
   const unsigned PrevSize = WorkList.size();
   if (JoinGlobalCopies) {
+    SmallVector<MachineInstr*, 2> LocalTerminals;
+    SmallVector<MachineInstr*, 2> GlobalTerminals;
     // Coalesce copies bottom-up to coalesce local defs before local uses. They
     // are not inherently easier to resolve, but slightly preferable until we
     // have local live range splitting. In particular this is required by
@@ -2636,17 +2842,35 @@ RegisterCoalescer::copyCoalesceInMBB(MachineBasicBlock *MBB) {
          MII != E; ++MII) {
       if (!MII->isCopyLike())
         continue;
-      if (isLocalCopy(&(*MII), LIS))
-        LocalWorkList.push_back(&(*MII));
-      else
-        WorkList.push_back(&(*MII));
+      bool ApplyTerminalRule = applyTerminalRule(*MII);
+      if (isLocalCopy(&(*MII), LIS)) {
+        if (ApplyTerminalRule)
+          LocalTerminals.push_back(&(*MII));
+        else
+          LocalWorkList.push_back(&(*MII));
+      } else {
+        if (ApplyTerminalRule)
+          GlobalTerminals.push_back(&(*MII));
+        else
+          WorkList.push_back(&(*MII));
+      }
     }
+    // Append the copies evicted by the terminal rule at the end of the list.
+    LocalWorkList.append(LocalTerminals.begin(), LocalTerminals.end());
+    WorkList.append(GlobalTerminals.begin(), GlobalTerminals.end());
   }
   else {
+    SmallVector<MachineInstr*, 2> Terminals;
      for (MachineBasicBlock::iterator MII = MBB->begin(), E = MBB->end();
           MII != E; ++MII)
-       if (MII->isCopyLike())
-         WorkList.push_back(MII);
+       if (MII->isCopyLike()) {
+        if (applyTerminalRule(*MII))
+          Terminals.push_back(&(*MII));
+        else
+          WorkList.push_back(MII);
+       }
+     // Append the copies evicted by the terminal rule at the end of the list.
+     WorkList.append(Terminals.begin(), Terminals.end());
   }
   // Try coalescing the collected copies immediately, and remove the nulls.
   // This prevents the WorkList from getting too large since most copies are
@@ -2674,7 +2898,7 @@ void RegisterCoalescer::joinAllIntervals() {
   std::vector<MBBPriorityInfo> MBBs;
   MBBs.reserve(MF->size());
   for (MachineFunction::iterator I = MF->begin(), E = MF->end();I != E;++I){
-    MachineBasicBlock *MBB = I;
+    MachineBasicBlock *MBB = &*I;
     MBBs.push_back(MBBPriorityInfo(MBB, Loops->getLoopDepth(MBB),
                                    JoinSplitEdges && isSplitEdge(MBB)));
   }
@@ -2709,15 +2933,14 @@ bool RegisterCoalescer::runOnMachineFunction(MachineFunction &fn) {
   MF = &fn;
   MRI = &fn.getRegInfo();
   TM = &fn.getTarget();
-  TRI = TM->getSubtargetImpl()->getRegisterInfo();
-  TII = TM->getSubtargetImpl()->getInstrInfo();
+  const TargetSubtargetInfo &STI = fn.getSubtarget();
+  TRI = STI.getRegisterInfo();
+  TII = STI.getInstrInfo();
   LIS = &getAnalysis<LiveIntervals>();
-  AA = &getAnalysis<AliasAnalysis>();
+  AA = &getAnalysis<AAResultsWrapperPass>().getAAResults();
   Loops = &getAnalysis<MachineLoopInfo>();
-
-  const TargetSubtargetInfo &ST = TM->getSubtarget<TargetSubtargetInfo>();
   if (EnableGlobalCopies == cl::BOU_UNSET)
-    JoinGlobalCopies = ST.useMachineScheduler();
+    JoinGlobalCopies = STI.enableJoinGlobalCopies();
   else
     JoinGlobalCopies = (EnableGlobalCopies == cl::BOU_TRUE);
 
@@ -2749,19 +2972,19 @@ bool RegisterCoalescer::runOnMachineFunction(MachineFunction &fn) {
     unsigned Reg = InflateRegs[i];
     if (MRI->reg_nodbg_empty(Reg))
       continue;
-    if (MRI->recomputeRegClass(Reg, *TM)) {
+    if (MRI->recomputeRegClass(Reg)) {
       DEBUG(dbgs() << PrintReg(Reg) << " inflated to "
                    << TRI->getRegClassName(MRI->getRegClass(Reg)) << '\n');
       LiveInterval &LI = LIS->getInterval(Reg);
-      unsigned MaxMask = MRI->getMaxLaneMaskForVReg(Reg);
+      LaneBitmask MaxMask = MRI->getMaxLaneMaskForVReg(Reg);
       if (MaxMask == 0) {
         // If the inflated register class does not support subregisters anymore
         // remove the subranges.
         LI.clearSubRanges();
       } else {
+#ifndef NDEBUG
         // If subranges are still supported, then the same subregs should still
         // be supported.
-#ifndef NDEBUG
         for (LiveInterval::SubRange &S : LI.subranges()) {
           assert ((S.LaneMask & ~MaxMask) == 0);
         }
@@ -2777,7 +3000,6 @@ bool RegisterCoalescer::runOnMachineFunction(MachineFunction &fn) {
   return true;
 }
 
-/// Implement the dump method.
 void RegisterCoalescer::print(raw_ostream &O, const Module* m) const {
    LIS->print(O, m);
 }