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[oota-llvm.git] / lib / CodeGen / RegisterCoalescer.cpp
index 11ba9ac2bd1f2919866f51ad48f0621760688fba..d85646dd3c58efaadc12e2ccd0abdb83631daef7 100644 (file)
 
 #define DEBUG_TYPE "regalloc"
 #include "RegisterCoalescer.h"
-#include "LiveDebugVariables.h"
-#include "RegisterClassInfo.h"
-#include "VirtRegMap.h"
-
-#include "llvm/Pass.h"
-#include "llvm/Value.h"
-#include "llvm/CodeGen/LiveIntervalAnalysis.h"
-#include "llvm/CodeGen/MachineInstr.h"
-#include "llvm/CodeGen/MachineRegisterInfo.h"
-#include "llvm/Target/TargetInstrInfo.h"
-#include "llvm/Target/TargetRegisterInfo.h"
-#include "llvm/CodeGen/LiveIntervalAnalysis.h"
+#include "llvm/ADT/OwningPtr.h"
+#include "llvm/ADT/STLExtras.h"
+#include "llvm/ADT/SmallSet.h"
+#include "llvm/ADT/Statistic.h"
 #include "llvm/Analysis/AliasAnalysis.h"
+#include "llvm/CodeGen/LiveIntervalAnalysis.h"
+#include "llvm/CodeGen/LiveRangeEdit.h"
 #include "llvm/CodeGen/MachineFrameInfo.h"
 #include "llvm/CodeGen/MachineInstr.h"
 #include "llvm/CodeGen/MachineLoopInfo.h"
 #include "llvm/CodeGen/MachineRegisterInfo.h"
 #include "llvm/CodeGen/Passes.h"
-#include "llvm/Target/TargetInstrInfo.h"
-#include "llvm/Target/TargetMachine.h"
-#include "llvm/Target/TargetOptions.h"
+#include "llvm/CodeGen/RegisterClassInfo.h"
+#include "llvm/CodeGen/VirtRegMap.h"
+#include "llvm/IR/Value.h"
+#include "llvm/Pass.h"
 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
 #include "llvm/Support/Debug.h"
 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
-#include "llvm/ADT/OwningPtr.h"
-#include "llvm/ADT/SmallSet.h"
-#include "llvm/ADT/Statistic.h"
-#include "llvm/ADT/STLExtras.h"
+#include "llvm/Target/TargetInstrInfo.h"
+#include "llvm/Target/TargetMachine.h"
+#include "llvm/Target/TargetRegisterInfo.h"
+#include "llvm/Target/TargetSubtargetInfo.h"
 #include <algorithm>
 #include <cmath>
 using namespace llvm;
@@ -53,19 +48,25 @@ STATISTIC(numCrossRCs , "Number of cross class joins performed");
 STATISTIC(numCommutes , "Number of instruction commuting performed");
 STATISTIC(numExtends  , "Number of copies extended");
 STATISTIC(NumReMats   , "Number of instructions re-materialized");
-STATISTIC(numPeep     , "Number of identity moves eliminated after coalescing");
-STATISTIC(numAborts   , "Number of times interval joining aborted");
 STATISTIC(NumInflated , "Number of register classes inflated");
+STATISTIC(NumLaneConflicts, "Number of dead lane conflicts tested");
+STATISTIC(NumLaneResolves,  "Number of dead lane conflicts resolved");
 
 static cl::opt<bool>
 EnableJoining("join-liveintervals",
               cl::desc("Coalesce copies (default=true)"),
               cl::init(true));
 
+// Temporary flag to test critical edge unsplitting.
 static cl::opt<bool>
-EnablePhysicalJoin("join-physregs",
-                   cl::desc("Join physical register copies"),
-                   cl::init(false), cl::Hidden);
+EnableJoinSplits("join-splitedges",
+  cl::desc("Coalesce copies on split edges (default=subtarget)"), cl::Hidden);
+
+// Temporary flag to test global copy optimization.
+static cl::opt<cl::boolOrDefault>
+EnableGlobalCopies("join-globalcopies",
+  cl::desc("Coalesce copies that span blocks (default=subtarget)"),
+  cl::init(cl::BOU_UNSET), cl::Hidden);
 
 static cl::opt<bool>
 VerifyCoalescing("verify-coalescing",
@@ -73,37 +74,59 @@ VerifyCoalescing("verify-coalescing",
          cl::Hidden);
 
 namespace {
-  class RegisterCoalescer : public MachineFunctionPass {
+  class RegisterCoalescer : public MachineFunctionPass,
+                            private LiveRangeEdit::Delegate {
     MachineFunction* MF;
     MachineRegisterInfo* MRI;
     const TargetMachine* TM;
     const TargetRegisterInfo* TRI;
     const TargetInstrInfo* TII;
     LiveIntervals *LIS;
-    LiveDebugVariables *LDV;
     const MachineLoopInfo* Loops;
     AliasAnalysis *AA;
     RegisterClassInfo RegClassInfo;
 
-    /// JoinedCopies - Keep track of copies eliminated due to coalescing.
-    ///
-    SmallPtrSet<MachineInstr*, 32> JoinedCopies;
+    /// \brief True if the coalescer should aggressively coalesce global copies
+    /// in favor of keeping local copies.
+    bool JoinGlobalCopies;
+
+    /// \brief True if the coalescer should aggressively coalesce fall-thru
+    /// blocks exclusively containing copies.
+    bool JoinSplitEdges;
+
+    /// WorkList - Copy instructions yet to be coalesced.
+    SmallVector<MachineInstr*, 8> WorkList;
+    SmallVector<MachineInstr*, 8> LocalWorkList;
 
-    /// ReMatCopies - Keep track of copies eliminated due to remat.
-    ///
-    SmallPtrSet<MachineInstr*, 32> ReMatCopies;
+    /// ErasedInstrs - Set of instruction pointers that have been erased, and
+    /// that may be present in WorkList.
+    SmallPtrSet<MachineInstr*, 8> ErasedInstrs;
 
-    /// ReMatDefs - Keep track of definition instructions which have
-    /// been remat'ed.
-    SmallPtrSet<MachineInstr*, 8> ReMatDefs;
+    /// Dead instructions that are about to be deleted.
+    SmallVector<MachineInstr*, 8> DeadDefs;
+
+    /// Virtual registers to be considered for register class inflation.
+    SmallVector<unsigned, 8> InflateRegs;
+
+    /// Recursively eliminate dead defs in DeadDefs.
+    void eliminateDeadDefs();
+
+    /// LiveRangeEdit callback.
+    void LRE_WillEraseInstruction(MachineInstr *MI);
+
+    /// coalesceLocals - coalesce the LocalWorkList.
+    void coalesceLocals();
 
     /// joinAllIntervals - join compatible live intervals
     void joinAllIntervals();
 
     /// copyCoalesceInMBB - Coalesce copies in the specified MBB, putting
-    /// copies that cannot yet be coalesced into the "TryAgain" list.
-    void copyCoalesceInMBB(MachineBasicBlock *MBB,
-                           std::vector<MachineInstr*> &TryAgain);
+    /// copies that cannot yet be coalesced into WorkList.
+    void copyCoalesceInMBB(MachineBasicBlock *MBB);
+
+    /// copyCoalesceWorkList - Try to coalesce all copies in CurrList. Return
+    /// true if any progress was made.
+    bool copyCoalesceWorkList(MutableArrayRef<MachineInstr*> CurrList);
 
     /// joinCopy - Attempt to join intervals corresponding to SrcReg/DstReg,
     /// which are the src/dst of the copy instruction CopyMI.  This returns
@@ -118,12 +141,12 @@ namespace {
     /// can use this information below to update aliases.
     bool joinIntervals(CoalescerPair &CP);
 
+    /// Attempt joining two virtual registers. Return true on success.
+    bool joinVirtRegs(CoalescerPair &CP);
+
     /// Attempt joining with a reserved physreg.
     bool joinReservedPhysReg(CoalescerPair &CP);
 
-    /// Check for interference with a normal unreserved physreg.
-    bool canJoinPhysReg(CoalescerPair &CP);
-
     /// adjustCopiesBackFrom - We found a non-trivially-coalescable copy. If
     /// the source value number is defined by a copy from the destination reg
     /// see if we can merge these two destination reg valno# into a single
@@ -143,12 +166,10 @@ namespace {
 
     /// reMaterializeTrivialDef - If the source of a copy is defined by a
     /// trivial computation, replace the copy by rematerialize the definition.
-    /// If PreserveSrcInt is true, make sure SrcInt is valid after the call.
-    bool reMaterializeTrivialDef(LiveInterval &SrcInt, bool PreserveSrcInt,
-                                 unsigned DstReg, MachineInstr *CopyMI);
+    bool reMaterializeTrivialDef(CoalescerPair &CP, MachineInstr *CopyMI);
 
-    /// shouldJoinPhys - Return true if a physreg copy should be joined.
-    bool shouldJoinPhys(CoalescerPair &CP);
+    /// canJoinPhys - Return true if a physreg copy should be joined.
+    bool canJoinPhys(const CoalescerPair &CP);
 
     /// updateRegDefsUses - Replace all defs and uses of SrcReg to DstReg and
     /// update the subregister number if it is not zero. If DstReg is a
@@ -157,14 +178,6 @@ namespace {
     /// subregister.
     void updateRegDefsUses(unsigned SrcReg, unsigned DstReg, unsigned SubIdx);
 
-    /// removeDeadDef - If a def of a live interval is now determined dead,
-    /// remove the val# it defines. If the live interval becomes empty, remove
-    /// it as well.
-    bool removeDeadDef(LiveInterval &li, MachineInstr *DefMI);
-
-    /// markAsJoined - Remember that CopyMI has already been joined.
-    void markAsJoined(MachineInstr *CopyMI);
-
     /// eliminateUndefCopy - Handle copies of undef values.
     bool eliminateUndefCopy(MachineInstr *CopyMI, const CoalescerPair &CP);
 
@@ -191,7 +204,6 @@ char &llvm::RegisterCoalescerID = RegisterCoalescer::ID;
 INITIALIZE_PASS_BEGIN(RegisterCoalescer, "simple-register-coalescing",
                       "Simple Register Coalescing", false, false)
 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(LiveIntervals)
-INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(LiveDebugVariables)
 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(SlotIndexes)
 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(MachineLoopInfo)
 INITIALIZE_AG_DEPENDENCY(AliasAnalysis)
@@ -200,12 +212,6 @@ INITIALIZE_PASS_END(RegisterCoalescer, "simple-register-coalescing",
 
 char RegisterCoalescer::ID = 0;
 
-static unsigned compose(const TargetRegisterInfo &tri, unsigned a, unsigned b) {
-  if (!a) return b;
-  if (!b) return a;
-  return tri.composeSubRegIndices(a, b);
-}
-
 static bool isMoveInstr(const TargetRegisterInfo &tri, const MachineInstr *MI,
                         unsigned &Src, unsigned &Dst,
                         unsigned &SrcSub, unsigned &DstSub) {
@@ -216,8 +222,8 @@ static bool isMoveInstr(const TargetRegisterInfo &tri, const MachineInstr *MI,
     SrcSub = MI->getOperand(1).getSubReg();
   } else if (MI->isSubregToReg()) {
     Dst = MI->getOperand(0).getReg();
-    DstSub = compose(tri, MI->getOperand(0).getSubReg(),
-                     MI->getOperand(3).getImm());
+    DstSub = tri.composeSubRegIndices(MI->getOperand(0).getSubReg(),
+                                      MI->getOperand(3).getImm());
     Src = MI->getOperand(2).getReg();
     SrcSub = MI->getOperand(2).getSubReg();
   } else
@@ -225,6 +231,23 @@ 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.
+static bool isSplitEdge(const MachineBasicBlock *MBB) {
+  if (MBB->pred_size() != 1 || MBB->succ_size() != 1)
+    return false;
+
+  for (MachineBasicBlock::const_iterator MII = MBB->begin(), E = MBB->end();
+       MII != E; ++MII) {
+    if (!MII->isCopyLike() && !MII->isUnconditionalBranch())
+      return false;
+  }
+  return true;
+}
+
 bool CoalescerPair::setRegisters(const MachineInstr *MI) {
   SrcReg = DstReg = 0;
   SrcIdx = DstIdx = 0;
@@ -278,15 +301,6 @@ bool CoalescerPair::setRegisters(const MachineInstr *MI) {
                                          SrcIdx, DstIdx);
       if (!NewRC)
         return false;
-
-      // We cannot handle the case where both Src and Dst would be a
-      // sub-register. Yet.
-      if (SrcIdx && DstIdx) {
-        DEBUG(dbgs() << "\tCannot handle " << NewRC->getName()
-                     << " with subregs " << TRI.getSubRegIndexName(SrcIdx)
-                     << " and " << TRI.getSubRegIndexName(DstIdx) << '\n');
-        return false;
-      }
     } else if (DstSub) {
       // SrcReg will be merged with a sub-register of DstReg.
       SrcIdx = DstSub;
@@ -365,7 +379,8 @@ bool CoalescerPair::isCoalescable(const MachineInstr *MI) const {
     if (DstReg != Dst)
       return false;
     // Registers match, do the subregisters line up?
-    return compose(TRI, SrcIdx, SrcSub) == compose(TRI, DstIdx, DstSub);
+    return TRI.composeSubRegIndices(SrcIdx, SrcSub) ==
+           TRI.composeSubRegIndices(DstIdx, DstSub);
   }
 }
 
@@ -374,8 +389,6 @@ void RegisterCoalescer::getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
   AU.addRequired<AliasAnalysis>();
   AU.addRequired<LiveIntervals>();
   AU.addPreserved<LiveIntervals>();
-  AU.addRequired<LiveDebugVariables>();
-  AU.addPreserved<LiveDebugVariables>();
   AU.addPreserved<SlotIndexes>();
   AU.addRequired<MachineLoopInfo>();
   AU.addPreserved<MachineLoopInfo>();
@@ -383,16 +396,15 @@ void RegisterCoalescer::getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
   MachineFunctionPass::getAnalysisUsage(AU);
 }
 
-void RegisterCoalescer::markAsJoined(MachineInstr *CopyMI) {
-  /// Joined copies are not deleted immediately, but kept in JoinedCopies.
-  JoinedCopies.insert(CopyMI);
+void RegisterCoalescer::eliminateDeadDefs() {
+  SmallVector<LiveInterval*, 8> NewRegs;
+  LiveRangeEdit(0, NewRegs, *MF, *LIS, 0, this).eliminateDeadDefs(DeadDefs);
+}
 
-  /// Mark all register operands of CopyMI as <undef> so they won't affect dead
-  /// code elimination.
-  for (MachineInstr::mop_iterator I = CopyMI->operands_begin(),
-       E = CopyMI->operands_end(); I != E; ++I)
-    if (I->isReg())
-      I->setIsUndef(true);
+// Callback from eliminateDeadDefs().
+void RegisterCoalescer::LRE_WillEraseInstruction(MachineInstr *MI) {
+  // MI may be in WorkList. Make sure we don't visit it.
+  ErasedInstrs.insert(MI);
 }
 
 /// adjustCopiesBackFrom - We found a non-trivially-coalescable copy with IntA
@@ -413,11 +425,7 @@ void RegisterCoalescer::markAsJoined(MachineInstr *CopyMI) {
 bool RegisterCoalescer::adjustCopiesBackFrom(const CoalescerPair &CP,
                                              MachineInstr *CopyMI) {
   assert(!CP.isPartial() && "This doesn't work for partial copies.");
-
-  // Bail if there is no dst interval - can happen when merging physical subreg
-  // operations.
-  if (!LIS->hasInterval(CP.getDstReg()))
-    return false;
+  assert(!CP.isPhys() && "This doesn't work for physreg copies.");
 
   LiveInterval &IntA =
     LIS->getInterval(CP.isFlipped() ? CP.getDstReg() : CP.getSrcReg());
@@ -446,7 +454,8 @@ bool RegisterCoalescer::adjustCopiesBackFrom(const CoalescerPair &CP,
   // If AValNo is defined as a copy from IntB, we can potentially process this.
   // Get the instruction that defines this value number.
   MachineInstr *ACopyMI = LIS->getInstructionFromIndex(AValNo->def);
-  if (!CP.isCoalescable(ACopyMI))
+  // Don't allow any partial copies, even if isCoalescable() allows them.
+  if (!CP.isCoalescable(ACopyMI) || !ACopyMI->isFullCopy())
     return false;
 
   // Get the LiveRange in IntB that this value number starts with.
@@ -467,24 +476,7 @@ bool RegisterCoalescer::adjustCopiesBackFrom(const CoalescerPair &CP,
   // IntB, we can merge them.
   if (ValLR+1 != BLR) return false;
 
-  // If a live interval is a physical register, conservatively check if any
-  // of its aliases is overlapping the live interval of the virtual register.
-  // If so, do not coalesce.
-  if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(IntB.reg)) {
-    for (const uint16_t *AS = TRI->getAliasSet(IntB.reg); *AS; ++AS)
-      if (LIS->hasInterval(*AS) && IntA.overlaps(LIS->getInterval(*AS))) {
-        DEBUG({
-            dbgs() << "\t\tInterfere with alias ";
-            LIS->getInterval(*AS).print(dbgs(), TRI);
-          });
-        return false;
-      }
-  }
-
-  DEBUG({
-      dbgs() << "Extending: ";
-      IntB.print(dbgs(), TRI);
-    });
+  DEBUG(dbgs() << "Extending: " << PrintReg(IntB.reg, TRI));
 
   SlotIndex FillerStart = ValLR->end, FillerEnd = BLR->start;
   // We are about to delete CopyMI, so need to remove it as the 'instruction
@@ -497,33 +489,10 @@ bool RegisterCoalescer::adjustCopiesBackFrom(const CoalescerPair &CP,
   // two value numbers.
   IntB.addRange(LiveRange(FillerStart, FillerEnd, BValNo));
 
-  // If the IntB live range is assigned to a physical register, and if that
-  // physreg has sub-registers, update their live intervals as well.
-  if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(IntB.reg)) {
-    for (const uint16_t *SR = TRI->getSubRegisters(IntB.reg); *SR; ++SR) {
-      if (!LIS->hasInterval(*SR))
-        continue;
-      LiveInterval &SRLI = LIS->getInterval(*SR);
-      SRLI.addRange(LiveRange(FillerStart, FillerEnd,
-                              SRLI.getNextValue(FillerStart,
-                                                LIS->getVNInfoAllocator())));
-    }
-  }
-
   // Okay, merge "B1" into the same value number as "B0".
-  if (BValNo != ValLR->valno) {
-    // If B1 is killed by a PHI, then the merged live range must also be killed
-    // by the same PHI, as B0 and B1 can not overlap.
-    bool HasPHIKill = BValNo->hasPHIKill();
+  if (BValNo != ValLR->valno)
     IntB.MergeValueNumberInto(BValNo, ValLR->valno);
-    if (HasPHIKill)
-      ValLR->valno->setHasPHIKill(true);
-  }
-  DEBUG({
-      dbgs() << "   result = ";
-      IntB.print(dbgs(), TRI);
-      dbgs() << "\n";
-    });
+  DEBUG(dbgs() << "   result = " << IntB << '\n');
 
   // If the source instruction was killing the source register before the
   // merge, unset the isKill marker given the live range has been extended.
@@ -549,6 +518,11 @@ bool RegisterCoalescer::hasOtherReachingDefs(LiveInterval &IntA,
                                              LiveInterval &IntB,
                                              VNInfo *AValNo,
                                              VNInfo *BValNo) {
+  // If AValNo has PHI kills, conservatively assume that IntB defs can reach
+  // the PHI values.
+  if (LIS->hasPHIKill(IntA, AValNo))
+    return true;
+
   for (LiveInterval::iterator AI = IntA.begin(), AE = IntA.end();
        AI != AE; ++AI) {
     if (AI->valno != AValNo) continue;
@@ -593,16 +567,7 @@ bool RegisterCoalescer::hasOtherReachingDefs(LiveInterval &IntA,
 ///
 bool RegisterCoalescer::removeCopyByCommutingDef(const CoalescerPair &CP,
                                                  MachineInstr *CopyMI) {
-  // FIXME: For now, only eliminate the copy by commuting its def when the
-  // source register is a virtual register. We want to guard against cases
-  // where the copy is a back edge copy and commuting the def lengthen the
-  // live interval of the source register to the entire loop.
-  if (CP.isPhys() && CP.isFlipped())
-    return false;
-
-  // Bail if there is no dst interval.
-  if (!LIS->hasInterval(CP.getDstReg()))
-    return false;
+  assert (!CP.isPhys());
 
   SlotIndex CopyIdx = LIS->getInstructionIndex(CopyMI).getRegSlot();
 
@@ -622,10 +587,7 @@ bool RegisterCoalescer::removeCopyByCommutingDef(const CoalescerPair &CP,
   // 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 other defs can reach uses of this def, then it's not safe to perform
-  // the optimization.
-  if (AValNo->isPHIDef() || AValNo->isUnused() || AValNo->hasPHIKill())
+  if (AValNo->isPHIDef() || AValNo->isUnused())
     return false;
   MachineInstr *DefMI = LIS->getInstructionFromIndex(AValNo->def);
   if (!DefMI)
@@ -651,7 +613,7 @@ bool RegisterCoalescer::removeCopyByCommutingDef(const CoalescerPair &CP,
 
   MachineOperand &NewDstMO = DefMI->getOperand(NewDstIdx);
   unsigned NewReg = NewDstMO.getReg();
-  if (NewReg != IntB.reg || !NewDstMO.isKill())
+  if (NewReg != IntB.reg || !LiveRangeQuery(IntB, AValNo->def).isKill())
     return false;
 
   // Make sure there are no other definitions of IntB that would reach the
@@ -659,14 +621,6 @@ bool RegisterCoalescer::removeCopyByCommutingDef(const CoalescerPair &CP,
   if (hasOtherReachingDefs(IntA, IntB, AValNo, BValNo))
     return false;
 
-  // Abort if the aliases of IntB.reg have values that are not simply the
-  // clobbers from the superreg.
-  if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(IntB.reg))
-    for (const uint16_t *AS = TRI->getAliasSet(IntB.reg); *AS; ++AS)
-      if (LIS->hasInterval(*AS) &&
-          hasOtherReachingDefs(IntA, LIS->getInterval(*AS), AValNo, 0))
-        return false;
-
   // If some of the uses of IntA.reg is already coalesced away, return false.
   // It's not possible to determine whether it's safe to perform the coalescing.
   for (MachineRegisterInfo::use_nodbg_iterator UI =
@@ -675,9 +629,10 @@ bool RegisterCoalescer::removeCopyByCommutingDef(const CoalescerPair &CP,
     MachineInstr *UseMI = &*UI;
     SlotIndex UseIdx = LIS->getInstructionIndex(UseMI);
     LiveInterval::iterator ULR = IntA.FindLiveRangeContaining(UseIdx);
-    if (ULR == IntA.end())
+    if (ULR == IntA.end() || ULR->valno != AValNo)
       continue;
-    if (ULR->valno == AValNo && JoinedCopies.count(UseMI))
+    // If this use is tied to a def, we can't rewrite the register.
+    if (UseMI->isRegTiedToDefOperand(UI.getOperandNo()))
       return false;
   }
 
@@ -718,8 +673,6 @@ bool RegisterCoalescer::removeCopyByCommutingDef(const CoalescerPair &CP,
     MachineOperand &UseMO = UI.getOperand();
     MachineInstr *UseMI = &*UI;
     ++UI;
-    if (JoinedCopies.count(UseMI))
-      continue;
     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.
@@ -730,6 +683,8 @@ bool RegisterCoalescer::removeCopyByCommutingDef(const CoalescerPair &CP,
     LiveInterval::iterator ULR = IntA.FindLiveRangeContaining(UseIdx);
     if (ULR == IntA.end() || ULR->valno != AValNo)
       continue;
+    // Kill flags are no longer accurate. They are recomputed after RA.
+    UseMO.setIsKill(false);
     if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(NewReg))
       UseMO.substPhysReg(NewReg, *TRI);
     else
@@ -751,7 +706,9 @@ bool RegisterCoalescer::removeCopyByCommutingDef(const CoalescerPair &CP,
     DEBUG(dbgs() << "\t\tnoop: " << DefIdx << '\t' << *UseMI);
     assert(DVNI->def == DefIdx);
     BValNo = IntB.MergeValueNumberInto(BValNo, DVNI);
-    markAsJoined(UseMI);
+    ErasedInstrs.insert(UseMI);
+    LIS->RemoveMachineInstrFromMaps(UseMI);
+    UseMI->eraseFromParent();
   }
 
   // Extend BValNo by merging in IntA live ranges of AValNo. Val# definition
@@ -773,10 +730,14 @@ bool RegisterCoalescer::removeCopyByCommutingDef(const CoalescerPair &CP,
 
 /// reMaterializeTrivialDef - If the source of a copy is defined by a trivial
 /// computation, replace the copy by rematerialize the definition.
-bool RegisterCoalescer::reMaterializeTrivialDef(LiveInterval &SrcInt,
-                                                bool preserveSrcInt,
-                                                unsigned DstReg,
+bool RegisterCoalescer::reMaterializeTrivialDef(CoalescerPair &CP,
                                                 MachineInstr *CopyMI) {
+  unsigned SrcReg = CP.isFlipped() ? CP.getDstReg() : CP.getSrcReg();
+  unsigned DstReg = CP.isFlipped() ? CP.getSrcReg() : CP.getDstReg();
+  if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(SrcReg))
+    return false;
+
+  LiveInterval &SrcInt = LIS->getInterval(SrcReg);
   SlotIndex CopyIdx = LIS->getInstructionIndex(CopyMI).getRegSlot(true);
   LiveInterval::iterator SrcLR = SrcInt.FindLiveRangeContaining(CopyIdx);
   assert(SrcLR != SrcInt.end() && "Live range not found!");
@@ -797,13 +758,17 @@ bool RegisterCoalescer::reMaterializeTrivialDef(LiveInterval &SrcInt,
   const MCInstrDesc &MCID = DefMI->getDesc();
   if (MCID.getNumDefs() != 1)
     return false;
+  // Only support subregister destinations when the def is read-undef.
+  MachineOperand &DstOperand = CopyMI->getOperand(0);
+  if (DstOperand.getSubReg() && !DstOperand.isUndef())
+    return false;
   if (!DefMI->isImplicitDef()) {
     // Make sure the copy destination register class fits the instruction
     // definition register class. The mismatch can happen as a result of earlier
     // extract_subreg, insert_subreg, subreg_to_reg coalescing.
     const TargetRegisterClass *RC = TII->getRegClass(MCID, 0, TRI, *MF);
     if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(DstReg)) {
-      if (MRI->getRegClass(DstReg) != RC)
+      if (!MRI->constrainRegClass(DstReg, RC))
         return false;
     } else if (!RC->contains(DstReg))
       return false;
@@ -815,6 +780,12 @@ bool RegisterCoalescer::reMaterializeTrivialDef(LiveInterval &SrcInt,
   TII->reMaterialize(*MBB, MII, DstReg, 0, DefMI, *TRI);
   MachineInstr *NewMI = prior(MII);
 
+  // The original DefMI may have been a subregister def, but the full register
+  // class of its destination matches the destination of CopyMI, and CopyMI is
+  // either a full register def or is read-undef. Therefore we can clear the
+  // subregister index on the rematerialized instruction.
+  NewMI->getOperand(0).setSubReg(0);
+
   // NewMI may have dead implicit defs (E.g. EFLAGS for MOV<bits>r0 on X86).
   // We need to remember these so we can add intervals once we insert
   // NewMI into SlotIndexes.
@@ -847,23 +818,21 @@ bool RegisterCoalescer::reMaterializeTrivialDef(LiveInterval &SrcInt,
 
   SlotIndex NewMIIdx = LIS->getInstructionIndex(NewMI);
   for (unsigned i = 0, e = NewMIImplDefs.size(); i != e; ++i) {
-    unsigned reg = NewMIImplDefs[i];
-    LiveInterval &li = LIS->getInterval(reg);
-    VNInfo *DeadDefVN = li.getNextValue(NewMIIdx.getRegSlot(),
-                                        LIS->getVNInfoAllocator());
-    LiveRange lr(NewMIIdx.getRegSlot(), NewMIIdx.getDeadSlot(), DeadDefVN);
-    li.addRange(lr);
+    unsigned Reg = NewMIImplDefs[i];
+    for (MCRegUnitIterator Units(Reg, TRI); Units.isValid(); ++Units)
+      if (LiveInterval *LI = LIS->getCachedRegUnit(*Units))
+        LI->createDeadDef(NewMIIdx.getRegSlot(), LIS->getVNInfoAllocator());
   }
 
   CopyMI->eraseFromParent();
-  ReMatCopies.insert(CopyMI);
-  ReMatDefs.insert(DefMI);
+  ErasedInstrs.insert(CopyMI);
   DEBUG(dbgs() << "Remat: " << *NewMI);
   ++NumReMats;
 
   // The source interval can become smaller because we removed a use.
-  if (preserveSrcInt)
-    LIS->shrinkToUses(&SrcInt);
+  LIS->shrinkToUses(&SrcInt, &DeadDefs);
+  if (!DeadDefs.empty())
+    eliminateDeadDefs();
 
   return true;
 }
@@ -920,40 +889,37 @@ void RegisterCoalescer::updateRegDefsUses(unsigned SrcReg,
                                           unsigned DstReg,
                                           unsigned SubIdx) {
   bool DstIsPhys = TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(DstReg);
+  LiveInterval *DstInt = DstIsPhys ? 0 : &LIS->getInterval(DstReg);
 
-  // Update LiveDebugVariables.
-  LDV->renameRegister(SrcReg, DstReg, SubIdx);
-
+  SmallPtrSet<MachineInstr*, 8> Visited;
   for (MachineRegisterInfo::reg_iterator I = MRI->reg_begin(SrcReg);
        MachineInstr *UseMI = I.skipInstruction();) {
-    // A PhysReg copy that won't be coalesced can perhaps be rematerialized
-    // instead.
-    if (DstIsPhys) {
-      if (UseMI->isFullCopy() &&
-          UseMI->getOperand(1).getReg() == SrcReg &&
-          UseMI->getOperand(0).getReg() != SrcReg &&
-          UseMI->getOperand(0).getReg() != DstReg &&
-          !JoinedCopies.count(UseMI) &&
-          reMaterializeTrivialDef(LIS->getInterval(SrcReg), false,
-                                  UseMI->getOperand(0).getReg(), UseMI))
-        continue;
-    }
+    // Each instruction can only be rewritten once because sub-register
+    // composition is not always idempotent. When SrcReg != DstReg, rewriting
+    // the UseMI operands removes them from the SrcReg use-def chain, but when
+    // SrcReg is DstReg we could encounter UseMI twice if it has multiple
+    // operands mentioning the virtual register.
+    if (SrcReg == DstReg && !Visited.insert(UseMI))
+      continue;
 
     SmallVector<unsigned,8> Ops;
     bool Reads, Writes;
     tie(Reads, Writes) = UseMI->readsWritesVirtualRegister(SrcReg, &Ops);
 
+    // If SrcReg wasn't read, it may still be the case that DstReg is live-in
+    // because SrcReg is a sub-register.
+    if (DstInt && !Reads && SubIdx)
+      Reads = DstInt->liveAt(LIS->getInstructionIndex(UseMI));
+
     // Replace SrcReg with DstReg in all UseMI operands.
     for (unsigned i = 0, e = Ops.size(); i != e; ++i) {
       MachineOperand &MO = UseMI->getOperand(Ops[i]);
 
-      // Make sure we don't create read-modify-write defs accidentally.  We
-      // assume here that a SrcReg def cannot be joined into a live DstReg.  If
-      // RegisterCoalescer starts tracking partially live registers, we will
-      // need to check the actual LiveInterval to determine if DstReg is live
-      // here.
-      if (SubIdx && !Reads)
-        MO.setIsUndef();
+      // Adjust <undef> flags in case of sub-register joins. We don't want to
+      // turn a full def into a read-modify-write sub-register def and vice
+      // versa.
+      if (SubIdx && MO.isDef())
+        MO.setIsUndef(!Reads);
 
       if (DstIsPhys)
         MO.substPhysReg(DstReg, *TRI);
@@ -961,10 +927,6 @@ void RegisterCoalescer::updateRegDefsUses(unsigned SrcReg,
         MO.substVirtReg(DstReg, SubIdx, *TRI);
     }
 
-    // This instruction is a copy that will be removed.
-    if (JoinedCopies.count(UseMI))
-      continue;
-
     DEBUG({
         dbgs() << "\t\tupdated: ";
         if (!UseMI->isDebugValue())
@@ -974,91 +936,24 @@ void RegisterCoalescer::updateRegDefsUses(unsigned SrcReg,
   }
 }
 
-/// removeIntervalIfEmpty - Check if the live interval of a physical register
-/// is empty, if so remove it and also remove the empty intervals of its
-/// sub-registers. Return true if live interval is removed.
-static bool removeIntervalIfEmpty(LiveInterval &li, LiveIntervals *LIS,
-                                  const TargetRegisterInfo *TRI) {
-  if (li.empty()) {
-    if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(li.reg))
-      for (const uint16_t* SR = TRI->getSubRegisters(li.reg); *SR; ++SR) {
-        if (!LIS->hasInterval(*SR))
-          continue;
-        LiveInterval &sli = LIS->getInterval(*SR);
-        if (sli.empty())
-          LIS->removeInterval(*SR);
-      }
-    LIS->removeInterval(li.reg);
-    return true;
-  }
-  return false;
-}
-
-/// removeDeadDef - If a def of a live interval is now determined dead, remove
-/// the val# it defines. If the live interval becomes empty, remove it as well.
-bool RegisterCoalescer::removeDeadDef(LiveInterval &li, MachineInstr *DefMI) {
-  SlotIndex DefIdx = LIS->getInstructionIndex(DefMI).getRegSlot();
-  LiveInterval::iterator MLR = li.FindLiveRangeContaining(DefIdx);
-  if (DefIdx != MLR->valno->def)
-    return false;
-  li.removeValNo(MLR->valno);
-  return removeIntervalIfEmpty(li, LIS, TRI);
-}
-
-/// shouldJoinPhys - Return true if a copy involving a physreg should be joined.
-/// We need to be careful about coalescing a source physical register with a
-/// virtual register. Once the coalescing is done, it cannot be broken and these
-/// are not spillable! If the destination interval uses are far away, think
-/// twice about coalescing them!
-bool RegisterCoalescer::shouldJoinPhys(CoalescerPair &CP) {
-  bool Allocatable = LIS->isAllocatable(CP.getDstReg());
-  LiveInterval &JoinVInt = LIS->getInterval(CP.getSrcReg());
-
+/// canJoinPhys - 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.
-  if (!Allocatable && CP.isFlipped() && JoinVInt.containsOneValue())
-    return true;
-
-  if (!EnablePhysicalJoin) {
-    DEBUG(dbgs() << "\tPhysreg joins disabled.\n");
+  if (!MRI->isReserved(CP.getDstReg())) {
+    DEBUG(dbgs() << "\tCan only merge into reserved registers.\n");
     return false;
   }
 
-  // Only coalesce to allocatable physreg, we don't want to risk modifying
-  // reserved registers.
-  if (!Allocatable) {
-    DEBUG(dbgs() << "\tRegister is an unallocatable physreg.\n");
-    return false;  // Not coalescable.
-  }
-
-  // Don't join with physregs that have a ridiculous number of live
-  // ranges. The data structure performance is really bad when that
-  // happens.
-  if (LIS->hasInterval(CP.getDstReg()) &&
-      LIS->getInterval(CP.getDstReg()).ranges.size() > 1000) {
-    ++numAborts;
-    DEBUG(dbgs()
-          << "\tPhysical register live interval too complicated, abort!\n");
-    return false;
-  }
+  LiveInterval &JoinVInt = LIS->getInterval(CP.getSrcReg());
+  if (CP.isFlipped() && JoinVInt.containsOneValue())
+    return true;
 
-  // FIXME: Why are we skipping this test for partial copies?
-  //        CodeGen/X86/phys_subreg_coalesce-3.ll needs it.
-  if (!CP.isPartial()) {
-    const TargetRegisterClass *RC = MRI->getRegClass(CP.getSrcReg());
-    unsigned Threshold = RegClassInfo.getNumAllocatableRegs(RC) * 2;
-    unsigned Length = LIS->getApproximateInstructionCount(JoinVInt);
-    if (Length > Threshold) {
-      ++numAborts;
-      DEBUG(dbgs() << "\tMay tie down a physical register, abort!\n");
-      return false;
-    }
-  }
-  return true;
+  DEBUG(dbgs() << "\tCannot join defs into reserved register.\n");
+  return false;
 }
 
-
 /// 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
@@ -1067,42 +962,60 @@ bool RegisterCoalescer::shouldJoinPhys(CoalescerPair &CP) {
 bool RegisterCoalescer::joinCopy(MachineInstr *CopyMI, bool &Again) {
 
   Again = false;
-  if (JoinedCopies.count(CopyMI) || ReMatCopies.count(CopyMI))
-    return false; // Already done.
-
   DEBUG(dbgs() << LIS->getInstructionIndex(CopyMI) << '\t' << *CopyMI);
 
-  CoalescerPair CP(*TII, *TRI);
+  CoalescerPair CP(*TRI);
   if (!CP.setRegisters(CopyMI)) {
     DEBUG(dbgs() << "\tNot coalescable.\n");
     return false;
   }
 
-  // If they are already joined we continue.
-  if (CP.getSrcReg() == CP.getDstReg()) {
-    markAsJoined(CopyMI);
-    DEBUG(dbgs() << "\tCopy already coalesced.\n");
-    return false;  // Not coalescable.
+  // Dead code elimination. This really should be handled by MachineDCE, but
+  // sometimes dead copies slip through, and we can't generate invalid live
+  // ranges.
+  if (!CP.isPhys() && CopyMI->allDefsAreDead()) {
+    DEBUG(dbgs() << "\tCopy is dead.\n");
+    DeadDefs.push_back(CopyMI);
+    eliminateDeadDefs();
+    return true;
   }
 
   // Eliminate undefs.
   if (!CP.isPhys() && eliminateUndefCopy(CopyMI, CP)) {
-    markAsJoined(CopyMI);
     DEBUG(dbgs() << "\tEliminated copy of <undef> value.\n");
+    LIS->RemoveMachineInstrFromMaps(CopyMI);
+    CopyMI->eraseFromParent();
     return false;  // Not coalescable.
   }
 
+  // Coalesced copies are normally removed immediately, but transformations
+  // like removeCopyByCommutingDef() can inadvertently create identity copies.
+  // When that happens, just join the values and remove the copy.
+  if (CP.getSrcReg() == CP.getDstReg()) {
+    LiveInterval &LI = LIS->getInterval(CP.getSrcReg());
+    DEBUG(dbgs() << "\tCopy already coalesced: " << LI << '\n');
+    LiveRangeQuery LRQ(LI, LIS->getInstructionIndex(CopyMI));
+    if (VNInfo *DefVNI = LRQ.valueDefined()) {
+      VNInfo *ReadVNI = LRQ.valueIn();
+      assert(ReadVNI && "No value before copy and no <undef> flag.");
+      assert(ReadVNI != DefVNI && "Cannot read and define the same value.");
+      LI.MergeValueNumberInto(DefVNI, ReadVNI);
+      DEBUG(dbgs() << "\tMerged values:          " << LI << '\n');
+    }
+    LIS->RemoveMachineInstrFromMaps(CopyMI);
+    CopyMI->eraseFromParent();
+    return true;
+  }
+
   // Enforce policies.
   if (CP.isPhys()) {
     DEBUG(dbgs() << "\tConsidering merging " << PrintReg(CP.getSrcReg(), TRI)
                  << " with " << PrintReg(CP.getDstReg(), TRI, CP.getSrcIdx())
                  << '\n');
-    if (!shouldJoinPhys(CP)) {
+    if (!canJoinPhys(CP)) {
       // Before giving up coalescing, if definition of source is defined by
       // trivial computation, try rematerializing it.
-      if (!CP.isFlipped() &&
-          reMaterializeTrivialDef(LIS->getInterval(CP.getSrcReg()), true,
-                                  CP.getDstReg(), CopyMI))
+      if (reMaterializeTrivialDef(CP, CopyMI))
         return true;
       return false;
     }
@@ -1135,16 +1048,15 @@ bool RegisterCoalescer::joinCopy(MachineInstr *CopyMI, bool &Again) {
 
     // If definition of source is defined by trivial computation, try
     // rematerializing it.
-    if (!CP.isFlipped() &&
-        reMaterializeTrivialDef(LIS->getInterval(CP.getSrcReg()), true,
-                                CP.getDstReg(), CopyMI))
+    if (reMaterializeTrivialDef(CP, CopyMI))
       return true;
 
     // If we can eliminate the copy without merging the live ranges, do so now.
-    if (!CP.isPartial()) {
+    if (!CP.isPartial() && !CP.isPhys()) {
       if (adjustCopiesBackFrom(CP, CopyMI) ||
           removeCopyByCommutingDef(CP, CopyMI)) {
-        markAsJoined(CopyMI);
+        LIS->RemoveMachineInstrFromMaps(CopyMI);
+        CopyMI->eraseFromParent();
         DEBUG(dbgs() << "\tTrivial!\n");
         return true;
       }
@@ -1163,8 +1075,15 @@ bool RegisterCoalescer::joinCopy(MachineInstr *CopyMI, bool &Again) {
     MRI->setRegClass(CP.getDstReg(), CP.getNewRC());
   }
 
-  // Remember to delete the copy instruction.
-  markAsJoined(CopyMI);
+  // Removing sub-register copies can ease the register class constraints.
+  // Make sure we attempt to inflate the register class of DstReg.
+  if (!CP.isPhys() && RegClassInfo.isProperSubClass(CP.getNewRC()))
+    InflateRegs.push_back(CP.getDstReg());
+
+  // CopyMI has been erased by joinIntervals at this point. Remove it from
+  // ErasedInstrs since copyCoalesceWorkList() won't add a successful join back
+  // to the work list. This keeps ErasedInstrs from growing needlessly.
+  ErasedInstrs.erase(CopyMI);
 
   // Rewrite all SrcReg operands to DstReg.
   // Also update DstReg operands to include DstIdx if it is set.
@@ -1172,25 +1091,6 @@ bool RegisterCoalescer::joinCopy(MachineInstr *CopyMI, bool &Again) {
     updateRegDefsUses(CP.getDstReg(), CP.getDstReg(), CP.getDstIdx());
   updateRegDefsUses(CP.getSrcReg(), CP.getDstReg(), CP.getSrcIdx());
 
-  // If we have extended the live range of a physical register, make sure we
-  // update live-in lists as well.
-  if (CP.isPhys()) {
-    SmallVector<MachineBasicBlock*, 16> BlockSeq;
-    // joinIntervals invalidates the VNInfos in SrcInt, but we only need the
-    // ranges for this, and they are preserved.
-    LiveInterval &SrcInt = LIS->getInterval(CP.getSrcReg());
-    for (LiveInterval::const_iterator I = SrcInt.begin(), E = SrcInt.end();
-         I != E; ++I ) {
-      LIS->findLiveInMBBs(I->start, I->end, BlockSeq);
-      for (unsigned idx = 0, size = BlockSeq.size(); idx != size; ++idx) {
-        MachineBasicBlock &block = *BlockSeq[idx];
-        if (!block.isLiveIn(CP.getDstReg()))
-          block.addLiveIn(CP.getDstReg());
-      }
-      BlockSeq.clear();
-    }
-  }
-
   // SrcReg is guaranteed to be the register whose live interval that is
   // being merged.
   LIS->removeInterval(CP.getSrcReg());
@@ -1199,10 +1099,10 @@ bool RegisterCoalescer::joinCopy(MachineInstr *CopyMI, bool &Again) {
   TRI->UpdateRegAllocHint(CP.getSrcReg(), CP.getDstReg(), *MF);
 
   DEBUG({
-    LiveInterval &DstInt = LIS->getInterval(CP.getDstReg());
-    dbgs() << "\tJoined. Result = ";
-    DstInt.print(dbgs(), TRI);
-    dbgs() << "\n";
+    dbgs() << "\tJoined. Result = " << PrintReg(CP.getDstReg(), TRI);
+    if (!CP.isPhys())
+      dbgs() << LIS->getInterval(CP.getDstReg());
+     dbgs() << '\n';
   });
 
   ++numJoins;
@@ -1212,9 +1112,10 @@ bool RegisterCoalescer::joinCopy(MachineInstr *CopyMI, bool &Again) {
 /// Attempt joining with a reserved physreg.
 bool RegisterCoalescer::joinReservedPhysReg(CoalescerPair &CP) {
   assert(CP.isPhys() && "Must be a physreg copy");
-  assert(RegClassInfo.isReserved(CP.getDstReg()) && "Not a reserved register");
+  assert(MRI->isReserved(CP.getDstReg()) && "Not a reserved register");
   LiveInterval &RHS = LIS->getInterval(CP.getSrcReg());
-  DEBUG({ dbgs() << "\t\tRHS = "; RHS.print(dbgs(), TRI); dbgs() << "\n"; });
+  DEBUG(dbgs() << "\t\tRHS = " << PrintReg(CP.getSrcReg()) << ' ' << RHS
+               << '\n');
 
   assert(CP.isFlipped() && RHS.containsOneValue() &&
          "Invalid join with reserved register");
@@ -1226,547 +1127,1007 @@ bool RegisterCoalescer::joinReservedPhysReg(CoalescerPair &CP) {
 
   // Deny any overlapping intervals.  This depends on all the reserved
   // register live ranges to look like dead defs.
-  for (const uint16_t *AS = TRI->getOverlaps(CP.getDstReg()); *AS; ++AS) {
-    if (!LIS->hasInterval(*AS)) {
-      // Make sure at least DstReg itself exists before attempting a join.
-      if (*AS == CP.getDstReg())
-        LIS->getOrCreateInterval(CP.getDstReg());
-      continue;
-    }
-    if (RHS.overlaps(LIS->getInterval(*AS))) {
-      DEBUG(dbgs() << "\t\tInterference: " << PrintReg(*AS, TRI) << '\n');
+  for (MCRegUnitIterator UI(CP.getDstReg(), TRI); UI.isValid(); ++UI)
+    if (RHS.overlaps(LIS->getRegUnit(*UI))) {
+      DEBUG(dbgs() << "\t\tInterference: " << PrintRegUnit(*UI, TRI) << '\n');
       return false;
     }
-  }
+
   // Skip any value computations, we are not adding new values to the
   // reserved register.  Also skip merging the live ranges, the reserved
   // register live range doesn't need to be accurate as long as all the
   // defs are there.
+
+  // Delete the identity copy.
+  MachineInstr *CopyMI = MRI->getVRegDef(RHS.reg);
+  LIS->RemoveMachineInstrFromMaps(CopyMI);
+  CopyMI->eraseFromParent();
+
+  // We don't track kills for reserved registers.
+  MRI->clearKillFlags(CP.getSrcReg());
+
   return true;
 }
 
-bool RegisterCoalescer::canJoinPhysReg(CoalescerPair &CP) {
-  assert(CP.isPhys() && "Must be a physreg copy");
-  // If a live interval is a physical register, check for interference with any
-  // aliases. The interference check implemented here is a bit more
-  // conservative than the full interfeence check below. We allow overlapping
-  // live ranges only when one is a copy of the other.
-  LiveInterval &RHS = LIS->getInterval(CP.getSrcReg());
-  DEBUG({ dbgs() << "\t\tRHS = "; RHS.print(dbgs(), TRI); dbgs() << "\n"; });
+//===----------------------------------------------------------------------===//
+//                 Interference checking and interval joining
+//===----------------------------------------------------------------------===//
+//
+// In the easiest case, the two live ranges being joined are disjoint, and
+// there is no interference to consider. It is quite common, though, to have
+// overlapping live ranges, and we need to check if the interference can be
+// resolved.
+//
+// The live range of a single SSA value forms a sub-tree of the dominator tree.
+// This means that two SSA values overlap if and only if the def of one value
+// is contained in the live range of the other value. As a special case, the
+// overlapping values can be defined at the same index.
+//
+// The interference from an overlapping def can be resolved in these cases:
+//
+// 1. Coalescable copies. The value is defined by a copy that would become an
+//    identity copy after joining SrcReg and DstReg. The copy instruction will
+//    be removed, and the value will be merged with the source value.
+//
+//    There can be several copies back and forth, causing many values to be
+//    merged into one. We compute a list of ultimate values in the joined live
+//    range as well as a mappings from the old value numbers.
+//
+// 2. IMPLICIT_DEF. This instruction is only inserted to ensure all PHI
+//    predecessors have a live out value. It doesn't cause real interference,
+//    and can be merged into the value it overlaps. Like a coalescable copy, it
+//    can be erased after joining.
+//
+// 3. Copy of external value. The overlapping def may be a copy of a value that
+//    is already in the other register. This is like a coalescable copy, but
+//    the live range of the source register must be trimmed after erasing the
+//    copy instruction:
+//
+//      %src = COPY %ext
+//      %dst = COPY %ext  <-- Remove this COPY, trim the live range of %ext.
+//
+// 4. Clobbering undefined lanes. Vector registers are sometimes built by
+//    defining one lane at a time:
+//
+//      %dst:ssub0<def,read-undef> = FOO
+//      %src = BAR
+//      %dst:ssub1<def> = COPY %src
+//
+//    The live range of %src overlaps the %dst value defined by FOO, but
+//    merging %src into %dst:ssub1 is only going to clobber the ssub1 lane
+//    which was undef anyway.
+//
+//    The value mapping is more complicated in this case. The final live range
+//    will have different value numbers for both FOO and BAR, but there is no
+//    simple mapping from old to new values. It may even be necessary to add
+//    new PHI values.
+//
+// 5. Clobbering dead lanes. A def may clobber a lane of a vector register that
+//    is live, but never read. This can happen because we don't compute
+//    individual live ranges per lane.
+//
+//      %dst<def> = FOO
+//      %src = BAR
+//      %dst:ssub1<def> = COPY %src
+//
+//    This kind of interference is only resolved locally. If the clobbered
+//    lane value escapes the block, the join is aborted.
 
-  // Check if a register mask clobbers DstReg.
-  BitVector UsableRegs;
-  if (LIS->checkRegMaskInterference(RHS, UsableRegs) &&
-      !UsableRegs.test(CP.getDstReg())) {
-    DEBUG(dbgs() << "\t\tRegister mask interference.\n");
-    return false;
-  }
+namespace {
+/// Track information about values in a single virtual register about to be
+/// joined. Objects of this class are always created in pairs - one for each
+/// side of the CoalescerPair.
+class JoinVals {
+  LiveInterval &LI;
+
+  // Location of this register in the final joined register.
+  // Either CP.DstIdx or CP.SrcIdx.
+  unsigned SubIdx;
+
+  // Values that will be present in the final live range.
+  SmallVectorImpl<VNInfo*> &NewVNInfo;
+
+  const CoalescerPair &CP;
+  LiveIntervals *LIS;
+  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().
+  SmallVector<int, 8> Assignments;
+
+  // Conflict resolution for overlapping values.
+  enum ConflictResolution {
+    // 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.
+    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.
+    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.
+    CR_Replace,
+
+    // Unresolved conflict. Visit later when all values have been mapped.
+    CR_Unresolved,
+
+    // Unresolvable conflict. Abort the join.
+    CR_Impossible
+  };
 
-  for (const uint16_t *AS = TRI->getAliasSet(CP.getDstReg()); *AS; ++AS){
-    if (!LIS->hasInterval(*AS))
-      continue;
-    const LiveInterval &LHS = LIS->getInterval(*AS);
-    LiveInterval::const_iterator LI = LHS.begin();
-    for (LiveInterval::const_iterator RI = RHS.begin(), RE = RHS.end();
-         RI != RE; ++RI) {
-      LI = std::lower_bound(LI, LHS.end(), RI->start);
-      // Does LHS have an overlapping live range starting before RI?
-      if ((LI != LHS.begin() && LI[-1].end > RI->start) &&
-          (RI->start != RI->valno->def ||
-           !CP.isCoalescable(LIS->getInstructionFromIndex(RI->start)))) {
-        DEBUG({
-          dbgs() << "\t\tInterference from alias: ";
-          LHS.print(dbgs(), TRI);
-          dbgs() << "\n\t\tOverlap at " << RI->start << " and no copy.\n";
-        });
-        return false;
-      }
+  // 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 with defined values in this register. Other lanes are undef and
+    // safe to clobber.
+    unsigned ValidLanes;
+
+    // Value in LI being redefined by this def.
+    VNInfo *RedefVNI;
+
+    // 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.
+    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.
+    bool Pruned;
+
+    // True once Pruned above has been computed.
+    bool PrunedComputed;
+
+    Val() : Resolution(CR_Keep), WriteLanes(0), ValidLanes(0),
+            RedefVNI(0), OtherVNI(0), ErasableImplicitDef(false),
+            Pruned(false), PrunedComputed(false) {}
+
+    bool isAnalyzed() const { return WriteLanes != 0; }
+  };
 
-      // Check that LHS ranges beginning in this range are copies.
-      for (; LI != LHS.end() && LI->start < RI->end; ++LI) {
-        if (LI->start != LI->valno->def ||
-            !CP.isCoalescable(LIS->getInstructionFromIndex(LI->start))) {
-          DEBUG({
-            dbgs() << "\t\tInterference from alias: ";
-            LHS.print(dbgs(), TRI);
-            dbgs() << "\n\t\tDef at " << LI->start << " is not a copy.\n";
-          });
-          return false;
-        }
-      }
-    }
+  // One entry per value number in LI.
+  SmallVector<Val, 8> Vals;
+
+  unsigned computeWriteLanes(const MachineInstr *DefMI, bool &Redef);
+  VNInfo *stripCopies(VNInfo *VNI);
+  ConflictResolution analyzeValue(unsigned ValNo, JoinVals &Other);
+  void computeAssignment(unsigned ValNo, JoinVals &Other);
+  bool taintExtent(unsigned, unsigned, JoinVals&,
+                   SmallVectorImpl<std::pair<SlotIndex, unsigned> >&);
+  bool usesLanes(MachineInstr *MI, unsigned, unsigned, unsigned);
+  bool isPrunedValue(unsigned ValNo, JoinVals &Other);
+
+public:
+  JoinVals(LiveInterval &li, unsigned subIdx,
+           SmallVectorImpl<VNInfo*> &newVNInfo,
+           const CoalescerPair &cp,
+           LiveIntervals *lis,
+           const TargetRegisterInfo *tri)
+    : LI(li), SubIdx(subIdx), NewVNInfo(newVNInfo), CP(cp), LIS(lis),
+      Indexes(LIS->getSlotIndexes()), TRI(tri),
+      Assignments(LI.getNumValNums(), -1), Vals(LI.getNumValNums())
+  {}
+
+  /// Analyze defs in LI and compute a value mapping in NewVNInfo.
+  /// Returns false if any conflicts were impossible to resolve.
+  bool mapValues(JoinVals &Other);
+
+  /// Try to resolve conflicts that require all values to be mapped.
+  /// Returns false if any conflicts were impossible to resolve.
+  bool resolveConflicts(JoinVals &Other);
+
+  /// Prune the live range of values in Other.LI where they would conflict with
+  /// CR_Replace values in LI. Collect end points for restoring the live range
+  /// after joining.
+  void pruneValues(JoinVals &Other, SmallVectorImpl<SlotIndex> &EndPoints);
+
+  /// Erase any machine instructions that have been coalesced away.
+  /// Add erased instructions to ErasedInstrs.
+  /// Add foreign virtual registers to ShrinkRegs if their live range ended at
+  /// the erased instrs.
+  void eraseInstrs(SmallPtrSet<MachineInstr*, 8> &ErasedInstrs,
+                   SmallVectorImpl<unsigned> &ShrinkRegs);
+
+  /// 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) {
+  unsigned L = 0;
+  for (ConstMIOperands MO(DefMI); MO.isValid(); ++MO) {
+    if (!MO->isReg() || MO->getReg() != LI.reg || !MO->isDef())
+      continue;
+    L |= TRI->getSubRegIndexLaneMask(
+           TRI->composeSubRegIndices(SubIdx, MO->getSubReg()));
+    if (MO->readsReg())
+      Redef = true;
   }
-  return true;
+  return L;
 }
 
-/// ComputeUltimateVN - Assuming we are going to join two live intervals,
-/// compute what the resultant value numbers for each value in the input two
-/// ranges will be.  This is complicated by copies between the two which can
-/// and will commonly cause multiple value numbers to be merged into one.
-///
-/// VN is the value number that we're trying to resolve.  InstDefiningValue
-/// keeps track of the new InstDefiningValue assignment for the result
-/// LiveInterval.  ThisFromOther/OtherFromThis are sets that keep track of
-/// whether a value in this or other is a copy from the opposite set.
-/// ThisValNoAssignments/OtherValNoAssignments keep track of value #'s that have
-/// already been assigned.
-///
-/// ThisFromOther[x] - If x is defined as a copy from the other interval, this
-/// contains the value number the copy is from.
-///
-static unsigned ComputeUltimateVN(VNInfo *VNI,
-                                  SmallVector<VNInfo*, 16> &NewVNInfo,
-                                  DenseMap<VNInfo*, VNInfo*> &ThisFromOther,
-                                  DenseMap<VNInfo*, VNInfo*> &OtherFromThis,
-                                  SmallVector<int, 16> &ThisValNoAssignments,
-                                  SmallVector<int, 16> &OtherValNoAssignments) {
-  unsigned VN = VNI->id;
-
-  // If the VN has already been computed, just return it.
-  if (ThisValNoAssignments[VN] >= 0)
-    return ThisValNoAssignments[VN];
-  assert(ThisValNoAssignments[VN] != -2 && "Cyclic value numbers");
-
-  // If this val is not a copy from the other val, then it must be a new value
-  // number in the destination.
-  DenseMap<VNInfo*, VNInfo*>::iterator I = ThisFromOther.find(VNI);
-  if (I == ThisFromOther.end()) {
-    NewVNInfo.push_back(VNI);
-    return ThisValNoAssignments[VN] = NewVNInfo.size()-1;
+/// Find the ultimate value that VNI was copied from.
+VNInfo *JoinVals::stripCopies(VNInfo *VNI) {
+  while (!VNI->isPHIDef()) {
+    MachineInstr *MI = Indexes->getInstructionFromIndex(VNI->def);
+    assert(MI && "No defining instruction");
+    if (!MI->isFullCopy())
+      break;
+    unsigned Reg = MI->getOperand(1).getReg();
+    if (!TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(Reg))
+      break;
+    LiveRangeQuery LRQ(LIS->getInterval(Reg), VNI->def);
+    if (!LRQ.valueIn())
+      break;
+    VNI = LRQ.valueIn();
   }
-  VNInfo *OtherValNo = I->second;
-
-  // Otherwise, this *is* a copy from the RHS.  If the other side has already
-  // been computed, return it.
-  if (OtherValNoAssignments[OtherValNo->id] >= 0)
-    return ThisValNoAssignments[VN] = OtherValNoAssignments[OtherValNo->id];
-
-  // Mark this value number as currently being computed, then ask what the
-  // ultimate value # of the other value is.
-  ThisValNoAssignments[VN] = -2;
-  unsigned UltimateVN =
-    ComputeUltimateVN(OtherValNo, NewVNInfo, OtherFromThis, ThisFromOther,
-                      OtherValNoAssignments, ThisValNoAssignments);
-  return ThisValNoAssignments[VN] = UltimateVN;
+  return VNI;
 }
 
+/// 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];
+  assert(!V.isAnalyzed() && "Value has already been analyzed!");
+  VNInfo *VNI = LI.getValNumInfo(ValNo);
+  if (VNI->isUnused()) {
+    V.WriteLanes = ~0u;
+    return CR_Keep;
+  }
 
-// Find out if we have something like
-// A = X
-// B = X
-// if so, we can pretend this is actually
-// A = X
-// B = A
-// which allows us to coalesce A and B.
-// VNI is the definition of B. LR is the life range of A that includes
-// the slot just before B. If we return true, we add "B = X" to DupCopies.
-// This implies that A dominates B.
-static bool RegistersDefinedFromSameValue(LiveIntervals &li,
-                                          const TargetRegisterInfo &tri,
-                                          CoalescerPair &CP,
-                                          VNInfo *VNI,
-                                          LiveRange *LR,
-                                     SmallVector<MachineInstr*, 8> &DupCopies) {
-  // FIXME: This is very conservative. For example, we don't handle
-  // physical registers.
-
-  MachineInstr *MI = li.getInstructionFromIndex(VNI->def);
-
-  if (!MI || !MI->isFullCopy() || CP.isPartial() || CP.isPhys())
-    return false;
-
-  unsigned Dst = MI->getOperand(0).getReg();
-  unsigned Src = MI->getOperand(1).getReg();
-
-  if (!TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(Src) ||
-      !TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(Dst))
-    return false;
-
-  unsigned A = CP.getDstReg();
-  unsigned B = CP.getSrcReg();
-
-  if (B == Dst)
-    std::swap(A, B);
-  assert(Dst == A);
-
-  VNInfo *Other = LR->valno;
-  const MachineInstr *OtherMI = li.getInstructionFromIndex(Other->def);
-
-  if (!OtherMI || !OtherMI->isFullCopy())
-    return false;
+  // Get the instruction defining this value, compute the lanes written.
+  const MachineInstr *DefMI = 0;
+  if (VNI->isPHIDef()) {
+    // Conservatively assume that all lanes in a PHI are valid.
+    V.ValidLanes = V.WriteLanes = TRI->getSubRegIndexLaneMask(SubIdx);
+  } else {
+    DefMI = Indexes->getInstructionFromIndex(VNI->def);
+    bool Redef = false;
+    V.ValidLanes = V.WriteLanes = computeWriteLanes(DefMI, Redef);
+
+    // If this is a read-modify-write instruction, there may be more valid
+    // lanes than the ones written by this instruction.
+    // This only covers partial redef operands. DefMI may have normal use
+    // operands reading the register. They don't contribute valid lanes.
+    //
+    // This adds ssub1 to the set of valid lanes in %src:
+    //
+    //   %src:ssub1<def> = FOO
+    //
+    // This leaves only ssub1 valid, making any other lanes undef:
+    //
+    //   %src:ssub1<def,read-undef> = FOO %src:ssub2
+    //
+    // The <read-undef> flag on the def operand means that old lane values are
+    // not important.
+    if (Redef) {
+      V.RedefVNI = LiveRangeQuery(LI, VNI->def).valueIn();
+      assert(V.RedefVNI && "Instruction is reading nonexistent value");
+      computeAssignment(V.RedefVNI->id, Other);
+      V.ValidLanes |= Vals[V.RedefVNI->id].ValidLanes;
+    }
 
-  unsigned OtherDst = OtherMI->getOperand(0).getReg();
-  unsigned OtherSrc = OtherMI->getOperand(1).getReg();
+    // An IMPLICIT_DEF writes undef values.
+    if (DefMI->isImplicitDef()) {
+      // We normally expect IMPLICIT_DEF values to be live only until the end
+      // of their block. If the value is really live longer and gets pruned in
+      // another block, this flag is cleared again.
+      V.ErasableImplicitDef = true;
+      V.ValidLanes &= ~V.WriteLanes;
+    }
+  }
 
-  if (!TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(OtherSrc) ||
-      !TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(OtherDst))
-    return false;
+  // Find the value in Other that overlaps VNI->def, if any.
+  LiveRangeQuery OtherLRQ(Other.LI, VNI->def);
+
+  // It is possible that both values are defined by the same instruction, or
+  // the values are PHIs defined in the same block. When that happens, the two
+  // values should be merged into one, but not into any preceding value.
+  // The first value defined or visited gets CR_Keep, the other gets CR_Merge.
+  if (VNInfo *OtherVNI = OtherLRQ.valueDefined()) {
+    assert(SlotIndex::isSameInstr(VNI->def, OtherVNI->def) && "Broken LRQ");
+
+    // One value stays, the other is merged. Keep the earlier one, or the first
+    // one we see.
+    if (OtherVNI->def < VNI->def)
+      Other.computeAssignment(OtherVNI->id, *this);
+    else if (VNI->def < OtherVNI->def && OtherLRQ.valueIn()) {
+      // This is an early-clobber def overlapping a live-in value in the other
+      // register. Not mergeable.
+      V.OtherVNI = OtherLRQ.valueIn();
+      return CR_Impossible;
+    }
+    V.OtherVNI = OtherVNI;
+    Val &OtherV = Other.Vals[OtherVNI->id];
+    // Keep this value, check for conflicts when analyzing OtherVNI.
+    if (!OtherV.isAnalyzed())
+      return CR_Keep;
+    // Both sides have been analyzed now.
+    // Allow overlapping PHI values. Any real interference would show up in a
+    // predecessor, the PHI itself can't introduce any conflicts.
+    if (VNI->isPHIDef())
+      return CR_Merge;
+    if (V.ValidLanes & OtherV.ValidLanes)
+      // Overlapping lanes can't be resolved.
+      return CR_Impossible;
+    else
+      return CR_Merge;
+  }
 
-  assert(OtherDst == B);
+  // No simultaneous def. Is Other live at the def?
+  V.OtherVNI = OtherLRQ.valueIn();
+  if (!V.OtherVNI)
+    // No overlap, no conflict.
+    return CR_Keep;
+
+  assert(!SlotIndex::isSameInstr(VNI->def, V.OtherVNI->def) && "Broken LRQ");
+
+  // We have overlapping values, or possibly a kill of Other.
+  // Recursively compute assignments up the dominator tree.
+  Other.computeAssignment(V.OtherVNI->id, *this);
+  Val &OtherV = Other.Vals[V.OtherVNI->id];
+
+  // Check if OtherV is an IMPLICIT_DEF that extends beyond its basic block.
+  // This shouldn't normally happen, but ProcessImplicitDefs can leave such
+  // IMPLICIT_DEF instructions behind, and there is nothing wrong with it
+  // technically.
+  //
+  // WHen it happens, treat that IMPLICIT_DEF as a normal value, and don't try
+  // to erase the IMPLICIT_DEF instruction.
+  if (OtherV.ErasableImplicitDef && DefMI &&
+      DefMI->getParent() != Indexes->getMBBFromIndex(V.OtherVNI->def)) {
+    DEBUG(dbgs() << "IMPLICIT_DEF defined at " << V.OtherVNI->def
+                 << " extends into BB#" << DefMI->getParent()->getNumber()
+                 << ", keeping it.\n");
+    OtherV.ErasableImplicitDef = false;
+  }
 
-  if (Src != OtherSrc)
-    return false;
+  // Allow overlapping PHI values. Any real interference would show up in a
+  // predecessor, the PHI itself can't introduce any conflicts.
+  if (VNI->isPHIDef())
+    return CR_Replace;
+
+  // Check for simple erasable conflicts.
+  if (DefMI->isImplicitDef())
+    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.
+  if (CP.isCoalescable(DefMI)) {
+    // Some of the lanes copied from OtherVNI may be undef, making them undef
+    // here too.
+    V.ValidLanes &= ~V.WriteLanes | OtherV.ValidLanes;
+    return CR_Erase;
+  }
 
-  // If the copies use two different value numbers of X, we cannot merge
-  // A and B.
-  LiveInterval &SrcInt = li.getInterval(Src);
-  // getVNInfoBefore returns NULL for undef copies. In this case, the
-  // optimization is still safe.
-  if (SrcInt.getVNInfoBefore(Other->def) != SrcInt.getVNInfoBefore(VNI->def))
-    return false;
+  // This may not be a real conflict if DefMI simply kills Other and defines
+  // VNI.
+  if (OtherLRQ.isKill() && OtherLRQ.endPoint() <= VNI->def)
+    return CR_Keep;
+
+  // Handle the case where VNI and OtherVNI can be proven to be identical:
+  //
+  //   %other = COPY %ext
+  //   %this  = COPY %ext <-- Erase this copy
+  //
+  if (DefMI->isFullCopy() && !CP.isPartial() &&
+      stripCopies(VNI) == stripCopies(V.OtherVNI))
+    return CR_Erase;
+
+  // If the lanes written by this instruction were all undef in OtherVNI, it is
+  // still safe to join the live ranges. This can't be done with a simple value
+  // mapping, though - OtherVNI will map to multiple values:
+  //
+  //   1 %dst:ssub0 = FOO                <-- OtherVNI
+  //   2 %src = BAR                      <-- VNI
+  //   3 %dst:ssub1 = COPY %src<kill>    <-- Eliminate this copy.
+  //   4 BAZ %dst<kill>
+  //   5 QUUX %src<kill>
+  //
+  // Here OtherVNI will map to itself in [1;2), but to VNI in [2;5). CR_Replace
+  // handles this complex value mapping.
+  if ((V.WriteLanes & OtherV.ValidLanes) == 0)
+    return CR_Replace;
+
+  // If the other live range is killed by DefMI and the live ranges are still
+  // overlapping, it must be because we're looking at an early clobber def:
+  //
+  //   %dst<def,early-clobber> = ASM %src<kill>
+  //
+  // In this case, it is illegal to merge the two live ranges since the early
+  // clobber def would clobber %src before it was read.
+  if (OtherLRQ.isKill()) {
+    // This case where the def doesn't overlap the kill is handled above.
+    assert(VNI->def.isEarlyClobber() &&
+           "Only early clobber defs can overlap a kill");
+    return CR_Impossible;
+  }
 
-  DupCopies.push_back(MI);
+  // VNI is clobbering live lanes in OtherVNI, but there is still the
+  // possibility that no instructions actually read the clobbered lanes.
+  // If we're clobbering all the lanes in OtherVNI, at least one must be read.
+  // Otherwise Other.LI wouldn't be live here.
+  if ((TRI->getSubRegIndexLaneMask(Other.SubIdx) & ~V.WriteLanes) == 0)
+    return CR_Impossible;
+
+  // We need to verify that no instructions are reading the clobbered lanes. To
+  // save compile time, we'll only check that locally. Don't allow the tainted
+  // value to escape the basic block.
+  MachineBasicBlock *MBB = Indexes->getMBBFromIndex(VNI->def);
+  if (OtherLRQ.endPoint() >= Indexes->getMBBEndIdx(MBB))
+    return CR_Impossible;
+
+  // There are still some things that could go wrong besides clobbered lanes
+  // being read, for example OtherVNI may be only partially redefined in MBB,
+  // and some clobbered lanes could escape the block. Save this analysis for
+  // resolveConflicts() when all values have been mapped. We need to know
+  // RedefVNI and WriteLanes for any later defs in MBB, and we can't compute
+  // that now - the recursive analyzeValue() calls must go upwards in the
+  // dominator tree.
+  return CR_Unresolved;
+}
 
-  return true;
+/// Compute the value assignment for ValNo in LI.
+/// 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()) {
+    // Recursion should always move up the dominator tree, so ValNo is not
+    // supposed to reappear before it has been assigned.
+    assert(Assignments[ValNo] != -1 && "Bad recursion?");
+    return;
+  }
+  switch ((V.Resolution = analyzeValue(ValNo, Other))) {
+  case CR_Erase:
+  case CR_Merge:
+    // Merge this ValNo into OtherVNI.
+    assert(V.OtherVNI && "OtherVNI not assigned, can't merge.");
+    assert(Other.Vals[V.OtherVNI->id].isAnalyzed() && "Missing recursion");
+    Assignments[ValNo] = Other.Assignments[V.OtherVNI->id];
+    DEBUG(dbgs() << "\t\tmerge " << PrintReg(LI.reg) << ':' << ValNo << '@'
+                 << LI.getValNumInfo(ValNo)->def << " into "
+                 << PrintReg(Other.LI.reg) << ':' << V.OtherVNI->id << '@'
+                 << V.OtherVNI->def << " --> @"
+                 << NewVNInfo[Assignments[ValNo]]->def << '\n');
+    break;
+  case CR_Replace:
+  case CR_Unresolved:
+    // The other value is going to be pruned if this join is successful.
+    assert(V.OtherVNI && "OtherVNI not assigned, can't prune");
+    Other.Vals[V.OtherVNI->id].Pruned = true;
+    // Fall through.
+  default:
+    // This value number needs to go in the final joined live range.
+    Assignments[ValNo] = NewVNInfo.size();
+    NewVNInfo.push_back(LI.getValNumInfo(ValNo));
+    break;
+  }
 }
 
-/// joinIntervals - Attempt to join these two intervals.  On failure, this
-/// returns false.
-bool RegisterCoalescer::joinIntervals(CoalescerPair &CP) {
-  // Handle physreg joins separately.
-  if (CP.isPhys()) {
-    if (RegClassInfo.isReserved(CP.getDstReg()))
-      return joinReservedPhysReg(CP);
-    if (!canJoinPhysReg(CP))
+bool JoinVals::mapValues(JoinVals &Other) {
+  for (unsigned i = 0, e = LI.getNumValNums(); i != e; ++i) {
+    computeAssignment(i, Other);
+    if (Vals[i].Resolution == CR_Impossible) {
+      DEBUG(dbgs() << "\t\tinterference at " << PrintReg(LI.reg) << ':' << i
+                   << '@' << LI.getValNumInfo(i)->def << '\n');
       return false;
+    }
   }
+  return true;
+}
 
-  LiveInterval &RHS = LIS->getInterval(CP.getSrcReg());
-  DEBUG({ dbgs() << "\t\tRHS = "; RHS.print(dbgs(), TRI); dbgs() << "\n"; });
-
-  // Compute the final value assignment, assuming that the live ranges can be
-  // coalesced.
-  SmallVector<int, 16> LHSValNoAssignments;
-  SmallVector<int, 16> RHSValNoAssignments;
-  DenseMap<VNInfo*, VNInfo*> LHSValsDefinedFromRHS;
-  DenseMap<VNInfo*, VNInfo*> RHSValsDefinedFromLHS;
-  SmallVector<VNInfo*, 16> NewVNInfo;
-
-  SmallVector<MachineInstr*, 8> DupCopies;
-
-  LiveInterval &LHS = LIS->getOrCreateInterval(CP.getDstReg());
-  DEBUG({ dbgs() << "\t\tLHS = "; LHS.print(dbgs(), TRI); dbgs() << "\n"; });
+/// Assuming ValNo is going to clobber some valid lanes in Other.LI, compute
+/// the extent of the tainted lanes in the block.
+///
+/// Multiple values in Other.LI 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) {
+  VNInfo *VNI = LI.getValNumInfo(ValNo);
+  MachineBasicBlock *MBB = Indexes->getMBBFromIndex(VNI->def);
+  SlotIndex MBBEnd = Indexes->getMBBEndIdx(MBB);
+
+  // Scan Other.LI from VNI.def to MBBEnd.
+  LiveInterval::iterator OtherI = Other.LI.find(VNI->def);
+  assert(OtherI != Other.LI.end() && "No conflict?");
+  do {
+    // OtherI is pointing to a tainted value. Abort the join if the tainted
+    // lanes escape the block.
+    SlotIndex End = OtherI->end;
+    if (End >= MBBEnd) {
+      DEBUG(dbgs() << "\t\ttaints global " << PrintReg(Other.LI.reg) << ':'
+                   << OtherI->valno->id << '@' << OtherI->start << '\n');
+      return false;
+    }
+    DEBUG(dbgs() << "\t\ttaints local " << PrintReg(Other.LI.reg) << ':'
+                 << OtherI->valno->id << '@' << OtherI->start
+                 << " to " << End << '\n');
+    // A dead def is not a problem.
+    if (End.isDead())
+      break;
+    TaintExtent.push_back(std::make_pair(End, TaintedLanes));
+
+    // Check for another def in the MBB.
+    if (++OtherI == Other.LI.end() || OtherI->start >= MBBEnd)
+      break;
+
+    // Lanes written by the new def are no longer tainted.
+    const Val &OV = Other.Vals[OtherI->valno->id];
+    TaintedLanes &= ~OV.WriteLanes;
+    if (!OV.RedefVNI)
+      break;
+  } while (TaintedLanes);
+  return true;
+}
 
-  // Loop over the value numbers of the LHS, seeing if any are defined from
-  // the RHS.
-  for (LiveInterval::vni_iterator i = LHS.vni_begin(), e = LHS.vni_end();
-       i != e; ++i) {
-    VNInfo *VNI = *i;
-    if (VNI->isUnused() || VNI->isPHIDef())
+/// Return true if MI uses any of the given Lanes from Reg.
+/// This does not include partial redefinitions of Reg.
+bool JoinVals::usesLanes(MachineInstr *MI, unsigned Reg, unsigned SubIdx,
+                         unsigned Lanes) {
+  if (MI->isDebugValue())
+    return false;
+  for (ConstMIOperands MO(MI); MO.isValid(); ++MO) {
+    if (!MO->isReg() || MO->isDef() || MO->getReg() != Reg)
       continue;
-    MachineInstr *MI = LIS->getInstructionFromIndex(VNI->def);
-    assert(MI && "Missing def");
-    if (!MI->isCopyLike())  // Src not defined by a copy?
+    if (!MO->readsReg())
       continue;
-
-    // Figure out the value # from the RHS.
-    LiveRange *lr = RHS.getLiveRangeContaining(VNI->def.getPrevSlot());
-    // The copy could be to an aliased physreg.
-    if (!lr) continue;
-
-    // DstReg is known to be a register in the LHS interval.  If the src is
-    // from the RHS interval, we can use its value #.
-    if (!CP.isCoalescable(MI) &&
-        !RegistersDefinedFromSameValue(*LIS, *TRI, CP, VNI, lr, DupCopies))
-      continue;
-
-    LHSValsDefinedFromRHS[VNI] = lr->valno;
+    if (Lanes & TRI->getSubRegIndexLaneMask(
+                  TRI->composeSubRegIndices(SubIdx, MO->getSubReg())))
+      return true;
   }
+  return false;
+}
 
-  // Loop over the value numbers of the RHS, seeing if any are defined from
-  // the LHS.
-  for (LiveInterval::vni_iterator i = RHS.vni_begin(), e = RHS.vni_end();
-       i != e; ++i) {
-    VNInfo *VNI = *i;
-    if (VNI->isUnused() || VNI->isPHIDef())
-      continue;
-    MachineInstr *MI = LIS->getInstructionFromIndex(VNI->def);
-    assert(MI && "Missing def");
-    if (!MI->isCopyLike())  // Src not defined by a copy?
+bool JoinVals::resolveConflicts(JoinVals &Other) {
+  for (unsigned i = 0, e = LI.getNumValNums(); i != e; ++i) {
+    Val &V = Vals[i];
+    assert (V.Resolution != CR_Impossible && "Unresolvable conflict");
+    if (V.Resolution != CR_Unresolved)
       continue;
+    DEBUG(dbgs() << "\t\tconflict at " << PrintReg(LI.reg) << ':' << i
+                 << '@' << LI.getValNumInfo(i)->def << '\n');
+    ++NumLaneConflicts;
+    assert(V.OtherVNI && "Inconsistent conflict resolution.");
+    VNInfo *VNI = LI.getValNumInfo(i);
+    const Val &OtherV = Other.Vals[V.OtherVNI->id];
+
+    // 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;
+    if (!taintExtent(i, TaintedLanes, Other, TaintExtent))
+      // Tainted lanes would extend beyond the basic block.
+      return false;
 
-    // Figure out the value # from the LHS.
-    LiveRange *lr = LHS.getLiveRangeContaining(VNI->def.getPrevSlot());
-    // The copy could be to an aliased physreg.
-    if (!lr) continue;
+    assert(!TaintExtent.empty() && "There should be at least one conflict.");
 
-    // DstReg is known to be a register in the RHS interval.  If the src is
-    // from the LHS interval, we can use its value #.
-    if (!CP.isCoalescable(MI) &&
-        !RegistersDefinedFromSameValue(*LIS, *TRI, CP, VNI, lr, DupCopies))
-        continue;
+    // Now look at the instructions from VNI->def to TaintExtent (inclusive).
+    MachineBasicBlock *MBB = Indexes->getMBBFromIndex(VNI->def);
+    MachineBasicBlock::iterator MI = MBB->begin();
+    if (!VNI->isPHIDef()) {
+      MI = Indexes->getInstructionFromIndex(VNI->def);
+      // No need to check the instruction defining VNI for reads.
+      ++MI;
+    }
+    assert(!SlotIndex::isSameInstr(VNI->def, TaintExtent.front().first) &&
+           "Interference ends on VNI->def. Should have been handled earlier");
+    MachineInstr *LastMI =
+      Indexes->getInstructionFromIndex(TaintExtent.front().first);
+    assert(LastMI && "Range must end at a proper instruction");
+    unsigned TaintNum = 0;
+    for(;;) {
+      assert(MI != MBB->end() && "Bad LastMI");
+      if (usesLanes(MI, Other.LI.reg, Other.SubIdx, TaintedLanes)) {
+        DEBUG(dbgs() << "\t\ttainted lanes used by: " << *MI);
+        return false;
+      }
+      // LastMI is the last instruction to use the current value.
+      if (&*MI == LastMI) {
+        if (++TaintNum == TaintExtent.size())
+          break;
+        LastMI = Indexes->getInstructionFromIndex(TaintExtent[TaintNum].first);
+        assert(LastMI && "Range must end at a proper instruction");
+        TaintedLanes = TaintExtent[TaintNum].second;
+      }
+      ++MI;
+    }
 
-    RHSValsDefinedFromLHS[VNI] = lr->valno;
+    // The tainted lanes are unused.
+    V.Resolution = CR_Replace;
+    ++NumLaneResolves;
   }
+  return true;
+}
 
-  LHSValNoAssignments.resize(LHS.getNumValNums(), -1);
-  RHSValNoAssignments.resize(RHS.getNumValNums(), -1);
-  NewVNInfo.reserve(LHS.getNumValNums() + RHS.getNumValNums());
+// Determine if ValNo is a copy of a value number in LI or Other.LI 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)
+    return V.Pruned;
+
+  if (V.Resolution != CR_Erase && V.Resolution != CR_Merge)
+    return V.Pruned;
+
+  // Follow copies up the dominator tree and check if any intermediate value
+  // has been pruned.
+  V.PrunedComputed = true;
+  V.Pruned = Other.isPrunedValue(V.OtherVNI->id, *this);
+  return V.Pruned;
+}
 
-  for (LiveInterval::vni_iterator i = LHS.vni_begin(), e = LHS.vni_end();
-       i != e; ++i) {
-    VNInfo *VNI = *i;
-    unsigned VN = VNI->id;
-    if (LHSValNoAssignments[VN] >= 0 || VNI->isUnused())
-      continue;
-    ComputeUltimateVN(VNI, NewVNInfo,
-                      LHSValsDefinedFromRHS, RHSValsDefinedFromLHS,
-                      LHSValNoAssignments, RHSValNoAssignments);
-  }
-  for (LiveInterval::vni_iterator i = RHS.vni_begin(), e = RHS.vni_end();
-       i != e; ++i) {
-    VNInfo *VNI = *i;
-    unsigned VN = VNI->id;
-    if (RHSValNoAssignments[VN] >= 0 || VNI->isUnused())
-      continue;
-    // If this value number isn't a copy from the LHS, it's a new number.
-    if (RHSValsDefinedFromLHS.find(VNI) == RHSValsDefinedFromLHS.end()) {
-      NewVNInfo.push_back(VNI);
-      RHSValNoAssignments[VN] = NewVNInfo.size()-1;
-      continue;
+void JoinVals::pruneValues(JoinVals &Other,
+                           SmallVectorImpl<SlotIndex> &EndPoints) {
+  for (unsigned i = 0, e = LI.getNumValNums(); i != e; ++i) {
+    SlotIndex Def = LI.getValNumInfo(i)->def;
+    switch (Vals[i].Resolution) {
+    case CR_Keep:
+      break;
+    case CR_Replace: {
+      // This value takes precedence over the value in Other.LI.
+      LIS->pruneValue(&Other.LI, Def, &EndPoints);
+      // Check if we're replacing an IMPLICIT_DEF value. The IMPLICIT_DEF
+      // instructions are only inserted to provide a live-out value for PHI
+      // predecessors, so the instruction should simply go away once its value
+      // has been replaced.
+      Val &OtherV = Other.Vals[Vals[i].OtherVNI->id];
+      bool EraseImpDef = OtherV.ErasableImplicitDef &&
+                         OtherV.Resolution == CR_Keep;
+      if (!Def.isBlock()) {
+        // 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() == LI.reg) {
+            MO->setIsUndef(EraseImpDef);
+            MO->setIsDead(false);
+          }
+        // This value will reach instructions below, but we need to make sure
+        // the live range also reaches the instruction at Def.
+        if (!EraseImpDef)
+          EndPoints.push_back(Def);
+      }
+      DEBUG(dbgs() << "\t\tpruned " << PrintReg(Other.LI.reg) << " at " << Def
+                   << ": " << Other.LI << '\n');
+      break;
     }
-
-    ComputeUltimateVN(VNI, NewVNInfo,
-                      RHSValsDefinedFromLHS, LHSValsDefinedFromRHS,
-                      RHSValNoAssignments, LHSValNoAssignments);
-  }
-
-  // Armed with the mappings of LHS/RHS values to ultimate values, walk the
-  // interval lists to see if these intervals are coalescable.
-  LiveInterval::const_iterator I = LHS.begin();
-  LiveInterval::const_iterator IE = LHS.end();
-  LiveInterval::const_iterator J = RHS.begin();
-  LiveInterval::const_iterator JE = RHS.end();
-
-  // Skip ahead until the first place of potential sharing.
-  if (I != IE && J != JE) {
-    if (I->start < J->start) {
-      I = std::upper_bound(I, IE, J->start);
-      if (I != LHS.begin()) --I;
-    } else if (J->start < I->start) {
-      J = std::upper_bound(J, JE, I->start);
-      if (J != RHS.begin()) --J;
+    case CR_Erase:
+    case CR_Merge:
+      if (isPrunedValue(i, Other)) {
+        // This value is ultimately a copy of a pruned value in LI or Other.LI.
+        // We can no longer trust the value mapping computed by
+        // computeAssignment(), the value that was originally copied could have
+        // been replaced.
+        LIS->pruneValue(&LI, Def, &EndPoints);
+        DEBUG(dbgs() << "\t\tpruned all of " << PrintReg(LI.reg) << " at "
+                     << Def << ": " << LI << '\n');
+      }
+      break;
+    case CR_Unresolved:
+    case CR_Impossible:
+      llvm_unreachable("Unresolved conflicts");
     }
   }
+}
 
-  while (I != IE && J != JE) {
-    // Determine if these two live ranges overlap.
-    bool Overlaps;
-    if (I->start < J->start) {
-      Overlaps = I->end > J->start;
-    } else {
-      Overlaps = J->end > I->start;
+void JoinVals::eraseInstrs(SmallPtrSet<MachineInstr*, 8> &ErasedInstrs,
+                           SmallVectorImpl<unsigned> &ShrinkRegs) {
+  for (unsigned i = 0, e = LI.getNumValNums(); i != e; ++i) {
+    // Get the def location before markUnused() below invalidates it.
+    SlotIndex Def = LI.getValNumInfo(i)->def;
+    switch (Vals[i].Resolution) {
+    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 LI. Note that this VNInfo is still present
+      // in NewVNInfo, so it will appear as an unused value number in the final
+      // joined interval.
+      LI.getValNumInfo(i)->markUnused();
+      LI.removeValNo(LI.getValNumInfo(i));
+      DEBUG(dbgs() << "\t\tremoved " << i << '@' << Def << ": " << LI << '\n');
+      // FALL THROUGH.
+
+    case CR_Erase: {
+      MachineInstr *MI = Indexes->getInstructionFromIndex(Def);
+      assert(MI && "No instruction to erase");
+      if (MI->isCopy()) {
+        unsigned Reg = MI->getOperand(1).getReg();
+        if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(Reg) &&
+            Reg != CP.getSrcReg() && Reg != CP.getDstReg())
+          ShrinkRegs.push_back(Reg);
+      }
+      ErasedInstrs.insert(MI);
+      DEBUG(dbgs() << "\t\terased:\t" << Def << '\t' << *MI);
+      LIS->RemoveMachineInstrFromMaps(MI);
+      MI->eraseFromParent();
+      break;
     }
-
-    // If so, check value # info to determine if they are really different.
-    if (Overlaps) {
-      // If the live range overlap will map to the same value number in the
-      // result liverange, we can still coalesce them.  If not, we can't.
-      if (LHSValNoAssignments[I->valno->id] !=
-          RHSValNoAssignments[J->valno->id])
-        return false;
+    default:
+      break;
     }
-
-    if (I->end < J->end)
-      ++I;
-    else
-      ++J;
   }
+}
 
-  // Update kill info. Some live ranges are extended due to copy coalescing.
-  for (DenseMap<VNInfo*, VNInfo*>::iterator I = LHSValsDefinedFromRHS.begin(),
-         E = LHSValsDefinedFromRHS.end(); I != E; ++I) {
-    VNInfo *VNI = I->first;
-    unsigned LHSValID = LHSValNoAssignments[VNI->id];
-    if (VNI->hasPHIKill())
-      NewVNInfo[LHSValID]->setHasPHIKill(true);
-  }
+bool RegisterCoalescer::joinVirtRegs(CoalescerPair &CP) {
+  SmallVector<VNInfo*, 16> NewVNInfo;
+  LiveInterval &RHS = LIS->getInterval(CP.getSrcReg());
+  LiveInterval &LHS = LIS->getInterval(CP.getDstReg());
+  JoinVals RHSVals(RHS, CP.getSrcIdx(), NewVNInfo, CP, LIS, TRI);
+  JoinVals LHSVals(LHS, CP.getDstIdx(), NewVNInfo, CP, LIS, TRI);
 
-  // Update kill info. Some live ranges are extended due to copy coalescing.
-  for (DenseMap<VNInfo*, VNInfo*>::iterator I = RHSValsDefinedFromLHS.begin(),
-         E = RHSValsDefinedFromLHS.end(); I != E; ++I) {
-    VNInfo *VNI = I->first;
-    unsigned RHSValID = RHSValNoAssignments[VNI->id];
-    if (VNI->hasPHIKill())
-      NewVNInfo[RHSValID]->setHasPHIKill(true);
-  }
+  DEBUG(dbgs() << "\t\tRHS = " << PrintReg(CP.getSrcReg()) << ' ' << RHS
+               << "\n\t\tLHS = " << PrintReg(CP.getDstReg()) << ' ' << LHS
+               << '\n');
 
-  if (LHSValNoAssignments.empty())
-    LHSValNoAssignments.push_back(-1);
-  if (RHSValNoAssignments.empty())
-    RHSValNoAssignments.push_back(-1);
-
-  SmallVector<unsigned, 8> SourceRegisters;
-  for (SmallVector<MachineInstr*, 8>::iterator I = DupCopies.begin(),
-         E = DupCopies.end(); I != E; ++I) {
-    MachineInstr *MI = *I;
-
-    // We have pretended that the assignment to B in
-    // A = X
-    // B = X
-    // was actually a copy from A. Now that we decided to coalesce A and B,
-    // transform the code into
-    // A = X
-    // X = X
-    // and mark the X as coalesced to keep the illusion.
-    unsigned Src = MI->getOperand(1).getReg();
-    SourceRegisters.push_back(Src);
-    MI->getOperand(0).substVirtReg(Src, 0, *TRI);
-
-    markAsJoined(MI);
-  }
+  // First compute NewVNInfo and the simple value mappings.
+  // Detect impossible conflicts early.
+  if (!LHSVals.mapValues(RHSVals) || !RHSVals.mapValues(LHSVals))
+    return false;
 
-  // If B = X was the last use of X in a liverange, we have to shrink it now
-  // that B = X is gone.
-  for (SmallVector<unsigned, 8>::iterator I = SourceRegisters.begin(),
-         E = SourceRegisters.end(); I != E; ++I) {
-    LIS->shrinkToUses(&LIS->getInterval(*I));
-  }
+  // Some conflicts can only be resolved after all values have been mapped.
+  if (!LHSVals.resolveConflicts(RHSVals) || !RHSVals.resolveConflicts(LHSVals))
+    return false;
 
-  // If we get here, we know that we can coalesce the live ranges.  Ask the
-  // intervals to coalesce themselves now.
-  LHS.join(RHS, &LHSValNoAssignments[0], &RHSValNoAssignments[0], NewVNInfo,
+  // All clear, the live ranges can be merged.
+
+  // The merging algorithm in LiveInterval::join() can't handle conflicting
+  // value mappings, so we need to remove any live ranges that overlap a
+  // CR_Replace resolution. Collect a set of end points that can be used to
+  // restore the live range after joining.
+  SmallVector<SlotIndex, 8> EndPoints;
+  LHSVals.pruneValues(RHSVals, EndPoints);
+  RHSVals.pruneValues(LHSVals, EndPoints);
+
+  // Erase COPY and IMPLICIT_DEF instructions. This may cause some external
+  // registers to require trimming.
+  SmallVector<unsigned, 8> ShrinkRegs;
+  LHSVals.eraseInstrs(ErasedInstrs, ShrinkRegs);
+  RHSVals.eraseInstrs(ErasedInstrs, ShrinkRegs);
+  while (!ShrinkRegs.empty())
+    LIS->shrinkToUses(&LIS->getInterval(ShrinkRegs.pop_back_val()));
+
+  // Join RHS into LHS.
+  LHS.join(RHS, LHSVals.getAssignments(), RHSVals.getAssignments(), NewVNInfo,
            MRI);
+
+  // Kill flags are going to be wrong if the live ranges were overlapping.
+  // Eventually, we should simply clear all kill flags when computing live
+  // ranges. They are reinserted after register allocation.
+  MRI->clearKillFlags(LHS.reg);
+  MRI->clearKillFlags(RHS.reg);
+
+  if (EndPoints.empty())
+    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: " << LHS << '\n');
+  LIS->extendToIndices(&LHS, EndPoints);
   return true;
 }
 
+/// joinIntervals - Attempt to join these two intervals.  On failure, this
+/// returns false.
+bool RegisterCoalescer::joinIntervals(CoalescerPair &CP) {
+  return CP.isPhys() ? joinReservedPhysReg(CP) : joinVirtRegs(CP);
+}
+
 namespace {
-  // DepthMBBCompare - Comparison predicate that sort first based on the loop
-  // depth of the basic block (the unsigned), and then on the MBB number.
-  struct DepthMBBCompare {
-    typedef std::pair<unsigned, MachineBasicBlock*> DepthMBBPair;
-    bool operator()(const DepthMBBPair &LHS, const DepthMBBPair &RHS) const {
-      // Deeper loops first
-      if (LHS.first != RHS.first)
-        return LHS.first > RHS.first;
-
-      // Prefer blocks that are more connected in the CFG. This takes care of
-      // the most difficult copies first while intervals are short.
-      unsigned cl = LHS.second->pred_size() + LHS.second->succ_size();
-      unsigned cr = RHS.second->pred_size() + RHS.second->succ_size();
-      if (cl != cr)
-        return cl > cr;
-
-      // As a last resort, sort by block number.
-      return LHS.second->getNumber() < RHS.second->getNumber();
-    }
-  };
+// Information concerning MBB coalescing priority.
+struct MBBPriorityInfo {
+  MachineBasicBlock *MBB;
+  unsigned Depth;
+  bool IsSplit;
+
+  MBBPriorityInfo(MachineBasicBlock *mbb, unsigned depth, bool issplit)
+    : MBB(mbb), Depth(depth), IsSplit(issplit) {}
+};
 }
 
-void
-RegisterCoalescer::copyCoalesceInMBB(MachineBasicBlock *MBB,
-                                     std::vector<MachineInstr*> &TryAgain) {
-  DEBUG(dbgs() << MBB->getName() << ":\n");
+// 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 void *L, const void *R) {
+  const MBBPriorityInfo *LHS = static_cast<const MBBPriorityInfo*>(L);
+  const MBBPriorityInfo *RHS = static_cast<const MBBPriorityInfo*>(R);
+  // Deeper loops first
+  if (LHS->Depth != RHS->Depth)
+    return LHS->Depth > RHS->Depth ? -1 : 1;
+
+  // Try to unsplit critical edges next.
+  if (LHS->IsSplit != RHS->IsSplit)
+    return LHS->IsSplit ? -1 : 1;
+
+  // Prefer blocks that are more connected in the CFG. This takes care of
+  // the most difficult copies first while intervals are short.
+  unsigned cl = LHS->MBB->pred_size() + LHS->MBB->succ_size();
+  unsigned cr = RHS->MBB->pred_size() + RHS->MBB->succ_size();
+  if (cl != cr)
+    return cl > cr ? -1 : 1;
+
+  // As a last resort, sort by block number.
+  return LHS->MBB->getNumber() < RHS->MBB->getNumber() ? -1 : 1;
+}
 
-  SmallVector<MachineInstr*, 8> VirtCopies;
-  SmallVector<MachineInstr*, 8> PhysCopies;
-  SmallVector<MachineInstr*, 8> ImpDefCopies;
-  for (MachineBasicBlock::iterator MII = MBB->begin(), E = MBB->end();
-       MII != E;) {
-    MachineInstr *Inst = MII++;
-
-    // If this isn't a copy nor a extract_subreg, we can't join intervals.
-    unsigned SrcReg, DstReg;
-    if (Inst->isCopy()) {
-      DstReg = Inst->getOperand(0).getReg();
-      SrcReg = Inst->getOperand(1).getReg();
-    } else if (Inst->isSubregToReg()) {
-      DstReg = Inst->getOperand(0).getReg();
-      SrcReg = Inst->getOperand(2).getReg();
-    } else
-      continue;
+/// \returns true if the given copy uses or defines a local live range.
+static bool isLocalCopy(MachineInstr *Copy, const LiveIntervals *LIS) {
+  if (!Copy->isCopy())
+    return false;
 
-    bool SrcIsPhys = TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(SrcReg);
-    bool DstIsPhys = TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(DstReg);
-    if (LIS->hasInterval(SrcReg) && LIS->getInterval(SrcReg).empty())
-      ImpDefCopies.push_back(Inst);
-    else if (SrcIsPhys || DstIsPhys)
-      PhysCopies.push_back(Inst);
-    else
-      VirtCopies.push_back(Inst);
-  }
+  unsigned SrcReg = Copy->getOperand(1).getReg();
+  unsigned DstReg = Copy->getOperand(0).getReg();
+  if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(SrcReg)
+      || TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(DstReg))
+    return false;
+
+  return LIS->intervalIsInOneMBB(LIS->getInterval(SrcReg))
+    || LIS->intervalIsInOneMBB(LIS->getInterval(DstReg));
+}
 
-  // Try coalescing implicit copies and insert_subreg <undef> first,
-  // followed by copies to / from physical registers, then finally copies
-  // from virtual registers to virtual registers.
-  for (unsigned i = 0, e = ImpDefCopies.size(); i != e; ++i) {
-    MachineInstr *TheCopy = ImpDefCopies[i];
+// Try joining WorkList copies starting from index From.
+// Null out any successful joins.
+bool RegisterCoalescer::
+copyCoalesceWorkList(MutableArrayRef<MachineInstr*> CurrList) {
+  bool Progress = false;
+  for (unsigned i = 0, e = CurrList.size(); i != e; ++i) {
+    if (!CurrList[i])
+      continue;
+    // Skip instruction pointers that have already been erased, for example by
+    // dead code elimination.
+    if (ErasedInstrs.erase(CurrList[i])) {
+      CurrList[i] = 0;
+      continue;
+    }
     bool Again = false;
-    if (!joinCopy(TheCopy, Again))
-      if (Again)
-        TryAgain.push_back(TheCopy);
+    bool Success = joinCopy(CurrList[i], Again);
+    Progress |= Success;
+    if (Success || !Again)
+      CurrList[i] = 0;
   }
-  for (unsigned i = 0, e = PhysCopies.size(); i != e; ++i) {
-    MachineInstr *TheCopy = PhysCopies[i];
-    bool Again = false;
-    if (!joinCopy(TheCopy, Again))
-      if (Again)
-        TryAgain.push_back(TheCopy);
+  return Progress;
+}
+
+void
+RegisterCoalescer::copyCoalesceInMBB(MachineBasicBlock *MBB) {
+  DEBUG(dbgs() << MBB->getName() << ":\n");
+
+  // Collect all copy-like instructions in MBB. Don't start coalescing anything
+  // yet, it might invalidate the iterator.
+  const unsigned PrevSize = WorkList.size();
+  if (JoinGlobalCopies) {
+    // 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
+    // cmp+jmp macro fusion.
+    for (MachineBasicBlock::reverse_iterator
+           MII = MBB->rbegin(), E = MBB->rend(); MII != E; ++MII) {
+      if (!MII->isCopyLike())
+        continue;
+      if (isLocalCopy(&(*MII), LIS))
+        LocalWorkList.push_back(&(*MII));
+      else
+        WorkList.push_back(&(*MII));
+    }
   }
-  for (unsigned i = 0, e = VirtCopies.size(); i != e; ++i) {
-    MachineInstr *TheCopy = VirtCopies[i];
-    bool Again = false;
-    if (!joinCopy(TheCopy, Again))
-      if (Again)
-        TryAgain.push_back(TheCopy);
+  else {
+     for (MachineBasicBlock::iterator MII = MBB->begin(), E = MBB->end();
+          MII != E; ++MII)
+       if (MII->isCopyLike())
+         WorkList.push_back(MII);
+  }
+  // Try coalescing the collected copies immediately, and remove the nulls.
+  // This prevents the WorkList from getting too large since most copies are
+  // joinable on the first attempt.
+  MutableArrayRef<MachineInstr*>
+    CurrList(WorkList.begin() + PrevSize, WorkList.end());
+  if (copyCoalesceWorkList(CurrList))
+    WorkList.erase(std::remove(WorkList.begin() + PrevSize, WorkList.end(),
+                               (MachineInstr*)0), WorkList.end());
+}
+
+void RegisterCoalescer::coalesceLocals() {
+  copyCoalesceWorkList(LocalWorkList);
+  for (unsigned j = 0, je = LocalWorkList.size(); j != je; ++j) {
+    if (LocalWorkList[j])
+      WorkList.push_back(LocalWorkList[j]);
   }
+  LocalWorkList.clear();
 }
 
 void RegisterCoalescer::joinAllIntervals() {
   DEBUG(dbgs() << "********** JOINING INTERVALS ***********\n");
-
-  std::vector<MachineInstr*> TryAgainList;
-  if (Loops->empty()) {
-    // If there are no loops in the function, join intervals in function order.
-    for (MachineFunction::iterator I = MF->begin(), E = MF->end();
-         I != E; ++I)
-      copyCoalesceInMBB(I, TryAgainList);
-  } else {
-    // Otherwise, join intervals in inner loops before other intervals.
-    // Unfortunately we can't just iterate over loop hierarchy here because
-    // there may be more MBB's than BB's.  Collect MBB's for sorting.
-
-    // Join intervals in the function prolog first. We want to join physical
-    // registers with virtual registers before the intervals got too long.
-    std::vector<std::pair<unsigned, MachineBasicBlock*> > MBBs;
-    for (MachineFunction::iterator I = MF->begin(), E = MF->end();I != E;++I){
-      MachineBasicBlock *MBB = I;
-      MBBs.push_back(std::make_pair(Loops->getLoopDepth(MBB), I));
+  assert(WorkList.empty() && LocalWorkList.empty() && "Old data still around.");
+
+  std::vector<MBBPriorityInfo> MBBs;
+  MBBs.reserve(MF->size());
+  for (MachineFunction::iterator I = MF->begin(), E = MF->end();I != E;++I){
+    MachineBasicBlock *MBB = I;
+    MBBs.push_back(MBBPriorityInfo(MBB, Loops->getLoopDepth(MBB),
+                                   JoinSplitEdges && isSplitEdge(MBB)));
+  }
+  array_pod_sort(MBBs.begin(), MBBs.end(), compareMBBPriority);
+
+  // Coalesce intervals in MBB priority order.
+  unsigned CurrDepth = UINT_MAX;
+  for (unsigned i = 0, e = MBBs.size(); i != e; ++i) {
+    // Try coalescing the collected local copies for deeper loops.
+    if (JoinGlobalCopies && MBBs[i].Depth < CurrDepth) {
+      coalesceLocals();
+      CurrDepth = MBBs[i].Depth;
     }
-
-    // Sort by loop depth.
-    std::sort(MBBs.begin(), MBBs.end(), DepthMBBCompare());
-
-    // Finally, join intervals in loop nest order.
-    for (unsigned i = 0, e = MBBs.size(); i != e; ++i)
-      copyCoalesceInMBB(MBBs[i].second, TryAgainList);
+    copyCoalesceInMBB(MBBs[i].MBB);
   }
+  coalesceLocals();
 
   // Joining intervals can allow other intervals to be joined.  Iteratively join
   // until we make no progress.
-  bool ProgressMade = true;
-  while (ProgressMade) {
-    ProgressMade = false;
-
-    for (unsigned i = 0, e = TryAgainList.size(); i != e; ++i) {
-      MachineInstr *&TheCopy = TryAgainList[i];
-      if (!TheCopy)
-        continue;
-
-      bool Again = false;
-      bool Success = joinCopy(TheCopy, Again);
-      if (Success || !Again) {
-        TheCopy= 0;   // Mark this one as done.
-        ProgressMade = true;
-      }
-    }
-  }
+  while (copyCoalesceWorkList(WorkList))
+    /* empty */ ;
 }
 
 void RegisterCoalescer::releaseMemory() {
-  JoinedCopies.clear();
-  ReMatCopies.clear();
-  ReMatDefs.clear();
+  ErasedInstrs.clear();
+  WorkList.clear();
+  DeadDefs.clear();
+  InflateRegs.clear();
 }
 
 bool RegisterCoalescer::runOnMachineFunction(MachineFunction &fn) {
@@ -1776,13 +2137,22 @@ bool RegisterCoalescer::runOnMachineFunction(MachineFunction &fn) {
   TRI = TM->getRegisterInfo();
   TII = TM->getInstrInfo();
   LIS = &getAnalysis<LiveIntervals>();
-  LDV = &getAnalysis<LiveDebugVariables>();
   AA = &getAnalysis<AliasAnalysis>();
   Loops = &getAnalysis<MachineLoopInfo>();
 
+  const TargetSubtargetInfo &ST = TM->getSubtarget<TargetSubtargetInfo>();
+  if (EnableGlobalCopies == cl::BOU_UNSET)
+    JoinGlobalCopies = ST.enableMachineScheduler();
+  else
+    JoinGlobalCopies = (EnableGlobalCopies == cl::BOU_TRUE);
+
+  // The MachineScheduler does not currently require JoinSplitEdges. This will
+  // either be enabled unconditionally or replaced by a more general live range
+  // splitting optimization.
+  JoinSplitEdges = EnableJoinSplits;
+
   DEBUG(dbgs() << "********** SIMPLE REGISTER COALESCING **********\n"
-               << "********** Function: "
-               << ((Value*)MF->getFunction())->getName() << '\n');
+               << "********** Function: " << MF->getName() << '\n');
 
   if (VerifyCoalescing)
     MF->verify(this, "Before register coalescing");
@@ -1790,138 +2160,11 @@ bool RegisterCoalescer::runOnMachineFunction(MachineFunction &fn) {
   RegClassInfo.runOnMachineFunction(fn);
 
   // Join (coalesce) intervals if requested.
-  if (EnableJoining) {
+  if (EnableJoining)
     joinAllIntervals();
-    DEBUG({
-        dbgs() << "********** INTERVALS POST JOINING **********\n";
-        for (LiveIntervals::iterator I = LIS->begin(), E = LIS->end();
-             I != E; ++I){
-          I->second->print(dbgs(), TRI);
-          dbgs() << "\n";
-        }
-      });
-  }
-
-  // Perform a final pass over the instructions and compute spill weights
-  // and remove identity moves.
-  SmallVector<unsigned, 4> DeadDefs, InflateRegs;
-  for (MachineFunction::iterator mbbi = MF->begin(), mbbe = MF->end();
-       mbbi != mbbe; ++mbbi) {
-    MachineBasicBlock* mbb = mbbi;
-    for (MachineBasicBlock::iterator mii = mbb->begin(), mie = mbb->end();
-         mii != mie; ) {
-      MachineInstr *MI = mii;
-      if (JoinedCopies.count(MI)) {
-        // Delete all coalesced copies.
-        bool DoDelete = true;
-        assert(MI->isCopyLike() && "Unrecognized copy instruction");
-        unsigned SrcReg = MI->getOperand(MI->isSubregToReg() ? 2 : 1).getReg();
-        unsigned DstReg = MI->getOperand(0).getReg();
-
-        // Collect candidates for register class inflation.
-        if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(SrcReg) &&
-            RegClassInfo.isProperSubClass(MRI->getRegClass(SrcReg)))
-          InflateRegs.push_back(SrcReg);
-        if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(DstReg) &&
-            RegClassInfo.isProperSubClass(MRI->getRegClass(DstReg)))
-          InflateRegs.push_back(DstReg);
-
-        if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(SrcReg) &&
-            MI->getNumOperands() > 2)
-          // Do not delete extract_subreg, insert_subreg of physical
-          // registers unless the definition is dead. e.g.
-          // %DO<def> = INSERT_SUBREG %D0<undef>, %S0<kill>, 1
-          // or else the scavenger may complain. LowerSubregs will
-          // delete them later.
-          DoDelete = false;
-
-        if (MI->allDefsAreDead()) {
-          if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(SrcReg) &&
-              LIS->hasInterval(SrcReg))
-            LIS->shrinkToUses(&LIS->getInterval(SrcReg));
-          DoDelete = true;
-        }
-        if (!DoDelete) {
-          // We need the instruction to adjust liveness, so make it a KILL.
-          if (MI->isSubregToReg()) {
-            MI->RemoveOperand(3);
-            MI->RemoveOperand(1);
-          }
-          MI->setDesc(TII->get(TargetOpcode::KILL));
-          mii = llvm::next(mii);
-        } else {
-          LIS->RemoveMachineInstrFromMaps(MI);
-          mii = mbbi->erase(mii);
-          ++numPeep;
-        }
-        continue;
-      }
-
-      // Now check if this is a remat'ed def instruction which is now dead.
-      if (ReMatDefs.count(MI)) {
-        bool isDead = true;
-        for (unsigned i = 0, e = MI->getNumOperands(); i != e; ++i) {
-          const MachineOperand &MO = MI->getOperand(i);
-          if (!MO.isReg())
-            continue;
-          unsigned Reg = MO.getReg();
-          if (!Reg)
-            continue;
-          DeadDefs.push_back(Reg);
-          if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(Reg)) {
-            // Remat may also enable register class inflation.
-            if (RegClassInfo.isProperSubClass(MRI->getRegClass(Reg)))
-              InflateRegs.push_back(Reg);
-          }
-          if (MO.isDead())
-            continue;
-          if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(Reg) ||
-              !MRI->use_nodbg_empty(Reg)) {
-            isDead = false;
-            break;
-          }
-        }
-        if (isDead) {
-          while (!DeadDefs.empty()) {
-            unsigned DeadDef = DeadDefs.back();
-            DeadDefs.pop_back();
-            removeDeadDef(LIS->getInterval(DeadDef), MI);
-          }
-          LIS->RemoveMachineInstrFromMaps(mii);
-          mii = mbbi->erase(mii);
-          continue;
-        } else
-          DeadDefs.clear();
-      }
-
-      ++mii;
-
-      // Check for now unnecessary kill flags.
-      if (LIS->isNotInMIMap(MI)) continue;
-      SlotIndex DefIdx = LIS->getInstructionIndex(MI).getRegSlot();
-      for (unsigned i = 0, e = MI->getNumOperands(); i != e; ++i) {
-        MachineOperand &MO = MI->getOperand(i);
-        if (!MO.isReg() || !MO.isKill()) continue;
-        unsigned reg = MO.getReg();
-        if (!reg || !LIS->hasInterval(reg)) continue;
-        if (!LIS->getInterval(reg).killedAt(DefIdx)) {
-          MO.setIsKill(false);
-          continue;
-        }
-        // When leaving a kill flag on a physreg, check if any subregs should
-        // remain alive.
-        if (!TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(reg))
-          continue;
-        for (const uint16_t *SR = TRI->getSubRegisters(reg);
-             unsigned S = *SR; ++SR)
-          if (LIS->hasInterval(S) && LIS->getInterval(S).liveAt(DefIdx))
-            MI->addRegisterDefined(S, TRI);
-      }
-    }
-  }
 
   // After deleting a lot of copies, register classes may be less constrained.
-  // Removing sub-register opreands may alow GR32_ABCD -> GR32 and DPR_VFP2 ->
+  // Removing sub-register operands may allow GR32_ABCD -> GR32 and DPR_VFP2 ->
   // DPR inflation.
   array_pod_sort(InflateRegs.begin(), InflateRegs.end());
   InflateRegs.erase(std::unique(InflateRegs.begin(), InflateRegs.end()),
@@ -1939,7 +2182,6 @@ bool RegisterCoalescer::runOnMachineFunction(MachineFunction &fn) {
   }
 
   DEBUG(dump());
-  DEBUG(LDV->dump());
   if (VerifyCoalescing)
     MF->verify(this, "After register coalescing");
   return true;