]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - contrib/llvm/lib/Transforms/Scalar/GVN.cpp
Merge llvm, clang, lld, lldb, compiler-rt and libc++ r308421, and update
[FreeBSD/FreeBSD.git] / contrib / llvm / lib / Transforms / Scalar / GVN.cpp
1 //===- GVN.cpp - Eliminate redundant values and loads ---------------------===//
2 //
3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
4 //
5 // This file is distributed under the University of Illinois Open Source
6 // License. See LICENSE.TXT for details.
7 //
8 //===----------------------------------------------------------------------===//
9 //
10 // This pass performs global value numbering to eliminate fully redundant
11 // instructions.  It also performs simple dead load elimination.
12 //
13 // Note that this pass does the value numbering itself; it does not use the
14 // ValueNumbering analysis passes.
15 //
16 //===----------------------------------------------------------------------===//
17
18 #include "llvm/Transforms/Scalar/GVN.h"
19 #include "llvm/ADT/DenseMap.h"
20 #include "llvm/ADT/DepthFirstIterator.h"
21 #include "llvm/ADT/Hashing.h"
22 #include "llvm/ADT/MapVector.h"
23 #include "llvm/ADT/PostOrderIterator.h"
24 #include "llvm/ADT/SetVector.h"
25 #include "llvm/ADT/SmallPtrSet.h"
26 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
27 #include "llvm/Analysis/AliasAnalysis.h"
28 #include "llvm/Analysis/AssumptionCache.h"
29 #include "llvm/Analysis/CFG.h"
30 #include "llvm/Analysis/ConstantFolding.h"
31 #include "llvm/Analysis/GlobalsModRef.h"
32 #include "llvm/Analysis/InstructionSimplify.h"
33 #include "llvm/Analysis/Loads.h"
34 #include "llvm/Analysis/MemoryBuiltins.h"
35 #include "llvm/Analysis/MemoryDependenceAnalysis.h"
36 #include "llvm/Analysis/OptimizationDiagnosticInfo.h"
37 #include "llvm/Analysis/PHITransAddr.h"
38 #include "llvm/Analysis/TargetLibraryInfo.h"
39 #include "llvm/IR/DataLayout.h"
40 #include "llvm/IR/Dominators.h"
41 #include "llvm/IR/GlobalVariable.h"
42 #include "llvm/IR/IRBuilder.h"
43 #include "llvm/IR/IntrinsicInst.h"
44 #include "llvm/IR/LLVMContext.h"
45 #include "llvm/IR/Metadata.h"
46 #include "llvm/IR/PatternMatch.h"
47 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
48 #include "llvm/Support/Debug.h"
49 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
50 #include "llvm/Transforms/Utils/BasicBlockUtils.h"
51 #include "llvm/Transforms/Utils/Local.h"
52 #include "llvm/Transforms/Utils/SSAUpdater.h"
53 #include "llvm/Transforms/Utils/VNCoercion.h"
54
55 #include <vector>
56 using namespace llvm;
57 using namespace llvm::gvn;
58 using namespace llvm::VNCoercion;
59 using namespace PatternMatch;
60
61 #define DEBUG_TYPE "gvn"
62
63 STATISTIC(NumGVNInstr,  "Number of instructions deleted");
64 STATISTIC(NumGVNLoad,   "Number of loads deleted");
65 STATISTIC(NumGVNPRE,    "Number of instructions PRE'd");
66 STATISTIC(NumGVNBlocks, "Number of blocks merged");
67 STATISTIC(NumGVNSimpl,  "Number of instructions simplified");
68 STATISTIC(NumGVNEqProp, "Number of equalities propagated");
69 STATISTIC(NumPRELoad,   "Number of loads PRE'd");
70
71 static cl::opt<bool> EnablePRE("enable-pre",
72                                cl::init(true), cl::Hidden);
73 static cl::opt<bool> EnableLoadPRE("enable-load-pre", cl::init(true));
74
75 // Maximum allowed recursion depth.
76 static cl::opt<uint32_t>
77 MaxRecurseDepth("max-recurse-depth", cl::Hidden, cl::init(1000), cl::ZeroOrMore,
78                 cl::desc("Max recurse depth (default = 1000)"));
79
80 struct llvm::GVN::Expression {
81   uint32_t opcode;
82   Type *type;
83   SmallVector<uint32_t, 4> varargs;
84
85   Expression(uint32_t o = ~2U) : opcode(o) {}
86
87   bool operator==(const Expression &other) const {
88     if (opcode != other.opcode)
89       return false;
90     if (opcode == ~0U || opcode == ~1U)
91       return true;
92     if (type != other.type)
93       return false;
94     if (varargs != other.varargs)
95       return false;
96     return true;
97   }
98
99   friend hash_code hash_value(const Expression &Value) {
100     return hash_combine(
101         Value.opcode, Value.type,
102         hash_combine_range(Value.varargs.begin(), Value.varargs.end()));
103   }
104 };
105
106 namespace llvm {
107 template <> struct DenseMapInfo<GVN::Expression> {
108   static inline GVN::Expression getEmptyKey() { return ~0U; }
109
110   static inline GVN::Expression getTombstoneKey() { return ~1U; }
111
112   static unsigned getHashValue(const GVN::Expression &e) {
113     using llvm::hash_value;
114     return static_cast<unsigned>(hash_value(e));
115   }
116   static bool isEqual(const GVN::Expression &LHS, const GVN::Expression &RHS) {
117     return LHS == RHS;
118   }
119 };
120 } // End llvm namespace.
121
122 /// Represents a particular available value that we know how to materialize.
123 /// Materialization of an AvailableValue never fails.  An AvailableValue is
124 /// implicitly associated with a rematerialization point which is the
125 /// location of the instruction from which it was formed.
126 struct llvm::gvn::AvailableValue {
127   enum ValType {
128     SimpleVal, // A simple offsetted value that is accessed.
129     LoadVal,   // A value produced by a load.
130     MemIntrin, // A memory intrinsic which is loaded from.
131     UndefVal   // A UndefValue representing a value from dead block (which
132                // is not yet physically removed from the CFG).
133   };
134
135   /// V - The value that is live out of the block.
136   PointerIntPair<Value *, 2, ValType> Val;
137
138   /// Offset - The byte offset in Val that is interesting for the load query.
139   unsigned Offset;
140
141   static AvailableValue get(Value *V, unsigned Offset = 0) {
142     AvailableValue Res;
143     Res.Val.setPointer(V);
144     Res.Val.setInt(SimpleVal);
145     Res.Offset = Offset;
146     return Res;
147   }
148
149   static AvailableValue getMI(MemIntrinsic *MI, unsigned Offset = 0) {
150     AvailableValue Res;
151     Res.Val.setPointer(MI);
152     Res.Val.setInt(MemIntrin);
153     Res.Offset = Offset;
154     return Res;
155   }
156
157   static AvailableValue getLoad(LoadInst *LI, unsigned Offset = 0) {
158     AvailableValue Res;
159     Res.Val.setPointer(LI);
160     Res.Val.setInt(LoadVal);
161     Res.Offset = Offset;
162     return Res;
163   }
164
165   static AvailableValue getUndef() {
166     AvailableValue Res;
167     Res.Val.setPointer(nullptr);
168     Res.Val.setInt(UndefVal);
169     Res.Offset = 0;
170     return Res;
171   }
172
173   bool isSimpleValue() const { return Val.getInt() == SimpleVal; }
174   bool isCoercedLoadValue() const { return Val.getInt() == LoadVal; }
175   bool isMemIntrinValue() const { return Val.getInt() == MemIntrin; }
176   bool isUndefValue() const { return Val.getInt() == UndefVal; }
177
178   Value *getSimpleValue() const {
179     assert(isSimpleValue() && "Wrong accessor");
180     return Val.getPointer();
181   }
182
183   LoadInst *getCoercedLoadValue() const {
184     assert(isCoercedLoadValue() && "Wrong accessor");
185     return cast<LoadInst>(Val.getPointer());
186   }
187
188   MemIntrinsic *getMemIntrinValue() const {
189     assert(isMemIntrinValue() && "Wrong accessor");
190     return cast<MemIntrinsic>(Val.getPointer());
191   }
192
193   /// Emit code at the specified insertion point to adjust the value defined
194   /// here to the specified type. This handles various coercion cases.
195   Value *MaterializeAdjustedValue(LoadInst *LI, Instruction *InsertPt,
196                                   GVN &gvn) const;
197 };
198
199 /// Represents an AvailableValue which can be rematerialized at the end of
200 /// the associated BasicBlock.
201 struct llvm::gvn::AvailableValueInBlock {
202   /// BB - The basic block in question.
203   BasicBlock *BB;
204
205   /// AV - The actual available value
206   AvailableValue AV;
207
208   static AvailableValueInBlock get(BasicBlock *BB, AvailableValue &&AV) {
209     AvailableValueInBlock Res;
210     Res.BB = BB;
211     Res.AV = std::move(AV);
212     return Res;
213   }
214
215   static AvailableValueInBlock get(BasicBlock *BB, Value *V,
216                                    unsigned Offset = 0) {
217     return get(BB, AvailableValue::get(V, Offset));
218   }
219   static AvailableValueInBlock getUndef(BasicBlock *BB) {
220     return get(BB, AvailableValue::getUndef());
221   }
222
223   /// Emit code at the end of this block to adjust the value defined here to
224   /// the specified type. This handles various coercion cases.
225   Value *MaterializeAdjustedValue(LoadInst *LI, GVN &gvn) const {
226     return AV.MaterializeAdjustedValue(LI, BB->getTerminator(), gvn);
227   }
228 };
229
230 //===----------------------------------------------------------------------===//
231 //                     ValueTable Internal Functions
232 //===----------------------------------------------------------------------===//
233
234 GVN::Expression GVN::ValueTable::createExpr(Instruction *I) {
235   Expression e;
236   e.type = I->getType();
237   e.opcode = I->getOpcode();
238   for (Instruction::op_iterator OI = I->op_begin(), OE = I->op_end();
239        OI != OE; ++OI)
240     e.varargs.push_back(lookupOrAdd(*OI));
241   if (I->isCommutative()) {
242     // Ensure that commutative instructions that only differ by a permutation
243     // of their operands get the same value number by sorting the operand value
244     // numbers.  Since all commutative instructions have two operands it is more
245     // efficient to sort by hand rather than using, say, std::sort.
246     assert(I->getNumOperands() == 2 && "Unsupported commutative instruction!");
247     if (e.varargs[0] > e.varargs[1])
248       std::swap(e.varargs[0], e.varargs[1]);
249   }
250
251   if (CmpInst *C = dyn_cast<CmpInst>(I)) {
252     // Sort the operand value numbers so x<y and y>x get the same value number.
253     CmpInst::Predicate Predicate = C->getPredicate();
254     if (e.varargs[0] > e.varargs[1]) {
255       std::swap(e.varargs[0], e.varargs[1]);
256       Predicate = CmpInst::getSwappedPredicate(Predicate);
257     }
258     e.opcode = (C->getOpcode() << 8) | Predicate;
259   } else if (InsertValueInst *E = dyn_cast<InsertValueInst>(I)) {
260     for (InsertValueInst::idx_iterator II = E->idx_begin(), IE = E->idx_end();
261          II != IE; ++II)
262       e.varargs.push_back(*II);
263   }
264
265   return e;
266 }
267
268 GVN::Expression GVN::ValueTable::createCmpExpr(unsigned Opcode,
269                                                CmpInst::Predicate Predicate,
270                                                Value *LHS, Value *RHS) {
271   assert((Opcode == Instruction::ICmp || Opcode == Instruction::FCmp) &&
272          "Not a comparison!");
273   Expression e;
274   e.type = CmpInst::makeCmpResultType(LHS->getType());
275   e.varargs.push_back(lookupOrAdd(LHS));
276   e.varargs.push_back(lookupOrAdd(RHS));
277
278   // Sort the operand value numbers so x<y and y>x get the same value number.
279   if (e.varargs[0] > e.varargs[1]) {
280     std::swap(e.varargs[0], e.varargs[1]);
281     Predicate = CmpInst::getSwappedPredicate(Predicate);
282   }
283   e.opcode = (Opcode << 8) | Predicate;
284   return e;
285 }
286
287 GVN::Expression GVN::ValueTable::createExtractvalueExpr(ExtractValueInst *EI) {
288   assert(EI && "Not an ExtractValueInst?");
289   Expression e;
290   e.type = EI->getType();
291   e.opcode = 0;
292
293   IntrinsicInst *I = dyn_cast<IntrinsicInst>(EI->getAggregateOperand());
294   if (I != nullptr && EI->getNumIndices() == 1 && *EI->idx_begin() == 0 ) {
295     // EI might be an extract from one of our recognised intrinsics. If it
296     // is we'll synthesize a semantically equivalent expression instead on
297     // an extract value expression.
298     switch (I->getIntrinsicID()) {
299       case Intrinsic::sadd_with_overflow:
300       case Intrinsic::uadd_with_overflow:
301         e.opcode = Instruction::Add;
302         break;
303       case Intrinsic::ssub_with_overflow:
304       case Intrinsic::usub_with_overflow:
305         e.opcode = Instruction::Sub;
306         break;
307       case Intrinsic::smul_with_overflow:
308       case Intrinsic::umul_with_overflow:
309         e.opcode = Instruction::Mul;
310         break;
311       default:
312         break;
313     }
314
315     if (e.opcode != 0) {
316       // Intrinsic recognized. Grab its args to finish building the expression.
317       assert(I->getNumArgOperands() == 2 &&
318              "Expect two args for recognised intrinsics.");
319       e.varargs.push_back(lookupOrAdd(I->getArgOperand(0)));
320       e.varargs.push_back(lookupOrAdd(I->getArgOperand(1)));
321       return e;
322     }
323   }
324
325   // Not a recognised intrinsic. Fall back to producing an extract value
326   // expression.
327   e.opcode = EI->getOpcode();
328   for (Instruction::op_iterator OI = EI->op_begin(), OE = EI->op_end();
329        OI != OE; ++OI)
330     e.varargs.push_back(lookupOrAdd(*OI));
331
332   for (ExtractValueInst::idx_iterator II = EI->idx_begin(), IE = EI->idx_end();
333          II != IE; ++II)
334     e.varargs.push_back(*II);
335
336   return e;
337 }
338
339 //===----------------------------------------------------------------------===//
340 //                     ValueTable External Functions
341 //===----------------------------------------------------------------------===//
342
343 GVN::ValueTable::ValueTable() : nextValueNumber(1) {}
344 GVN::ValueTable::ValueTable(const ValueTable &) = default;
345 GVN::ValueTable::ValueTable(ValueTable &&) = default;
346 GVN::ValueTable::~ValueTable() = default;
347
348 /// add - Insert a value into the table with a specified value number.
349 void GVN::ValueTable::add(Value *V, uint32_t num) {
350   valueNumbering.insert(std::make_pair(V, num));
351 }
352
353 uint32_t GVN::ValueTable::lookupOrAddCall(CallInst *C) {
354   if (AA->doesNotAccessMemory(C)) {
355     Expression exp = createExpr(C);
356     uint32_t &e = expressionNumbering[exp];
357     if (!e) e = nextValueNumber++;
358     valueNumbering[C] = e;
359     return e;
360   } else if (AA->onlyReadsMemory(C)) {
361     Expression exp = createExpr(C);
362     uint32_t &e = expressionNumbering[exp];
363     if (!e) {
364       e = nextValueNumber++;
365       valueNumbering[C] = e;
366       return e;
367     }
368     if (!MD) {
369       e = nextValueNumber++;
370       valueNumbering[C] = e;
371       return e;
372     }
373
374     MemDepResult local_dep = MD->getDependency(C);
375
376     if (!local_dep.isDef() && !local_dep.isNonLocal()) {
377       valueNumbering[C] =  nextValueNumber;
378       return nextValueNumber++;
379     }
380
381     if (local_dep.isDef()) {
382       CallInst* local_cdep = cast<CallInst>(local_dep.getInst());
383
384       if (local_cdep->getNumArgOperands() != C->getNumArgOperands()) {
385         valueNumbering[C] = nextValueNumber;
386         return nextValueNumber++;
387       }
388
389       for (unsigned i = 0, e = C->getNumArgOperands(); i < e; ++i) {
390         uint32_t c_vn = lookupOrAdd(C->getArgOperand(i));
391         uint32_t cd_vn = lookupOrAdd(local_cdep->getArgOperand(i));
392         if (c_vn != cd_vn) {
393           valueNumbering[C] = nextValueNumber;
394           return nextValueNumber++;
395         }
396       }
397
398       uint32_t v = lookupOrAdd(local_cdep);
399       valueNumbering[C] = v;
400       return v;
401     }
402
403     // Non-local case.
404     const MemoryDependenceResults::NonLocalDepInfo &deps =
405       MD->getNonLocalCallDependency(CallSite(C));
406     // FIXME: Move the checking logic to MemDep!
407     CallInst* cdep = nullptr;
408
409     // Check to see if we have a single dominating call instruction that is
410     // identical to C.
411     for (unsigned i = 0, e = deps.size(); i != e; ++i) {
412       const NonLocalDepEntry *I = &deps[i];
413       if (I->getResult().isNonLocal())
414         continue;
415
416       // We don't handle non-definitions.  If we already have a call, reject
417       // instruction dependencies.
418       if (!I->getResult().isDef() || cdep != nullptr) {
419         cdep = nullptr;
420         break;
421       }
422
423       CallInst *NonLocalDepCall = dyn_cast<CallInst>(I->getResult().getInst());
424       // FIXME: All duplicated with non-local case.
425       if (NonLocalDepCall && DT->properlyDominates(I->getBB(), C->getParent())){
426         cdep = NonLocalDepCall;
427         continue;
428       }
429
430       cdep = nullptr;
431       break;
432     }
433
434     if (!cdep) {
435       valueNumbering[C] = nextValueNumber;
436       return nextValueNumber++;
437     }
438
439     if (cdep->getNumArgOperands() != C->getNumArgOperands()) {
440       valueNumbering[C] = nextValueNumber;
441       return nextValueNumber++;
442     }
443     for (unsigned i = 0, e = C->getNumArgOperands(); i < e; ++i) {
444       uint32_t c_vn = lookupOrAdd(C->getArgOperand(i));
445       uint32_t cd_vn = lookupOrAdd(cdep->getArgOperand(i));
446       if (c_vn != cd_vn) {
447         valueNumbering[C] = nextValueNumber;
448         return nextValueNumber++;
449       }
450     }
451
452     uint32_t v = lookupOrAdd(cdep);
453     valueNumbering[C] = v;
454     return v;
455
456   } else {
457     valueNumbering[C] = nextValueNumber;
458     return nextValueNumber++;
459   }
460 }
461
462 /// Returns true if a value number exists for the specified value.
463 bool GVN::ValueTable::exists(Value *V) const { return valueNumbering.count(V) != 0; }
464
465 /// lookup_or_add - Returns the value number for the specified value, assigning
466 /// it a new number if it did not have one before.
467 uint32_t GVN::ValueTable::lookupOrAdd(Value *V) {
468   DenseMap<Value*, uint32_t>::iterator VI = valueNumbering.find(V);
469   if (VI != valueNumbering.end())
470     return VI->second;
471
472   if (!isa<Instruction>(V)) {
473     valueNumbering[V] = nextValueNumber;
474     return nextValueNumber++;
475   }
476
477   Instruction* I = cast<Instruction>(V);
478   Expression exp;
479   switch (I->getOpcode()) {
480     case Instruction::Call:
481       return lookupOrAddCall(cast<CallInst>(I));
482     case Instruction::Add:
483     case Instruction::FAdd:
484     case Instruction::Sub:
485     case Instruction::FSub:
486     case Instruction::Mul:
487     case Instruction::FMul:
488     case Instruction::UDiv:
489     case Instruction::SDiv:
490     case Instruction::FDiv:
491     case Instruction::URem:
492     case Instruction::SRem:
493     case Instruction::FRem:
494     case Instruction::Shl:
495     case Instruction::LShr:
496     case Instruction::AShr:
497     case Instruction::And:
498     case Instruction::Or:
499     case Instruction::Xor:
500     case Instruction::ICmp:
501     case Instruction::FCmp:
502     case Instruction::Trunc:
503     case Instruction::ZExt:
504     case Instruction::SExt:
505     case Instruction::FPToUI:
506     case Instruction::FPToSI:
507     case Instruction::UIToFP:
508     case Instruction::SIToFP:
509     case Instruction::FPTrunc:
510     case Instruction::FPExt:
511     case Instruction::PtrToInt:
512     case Instruction::IntToPtr:
513     case Instruction::BitCast:
514     case Instruction::Select:
515     case Instruction::ExtractElement:
516     case Instruction::InsertElement:
517     case Instruction::ShuffleVector:
518     case Instruction::InsertValue:
519     case Instruction::GetElementPtr:
520       exp = createExpr(I);
521       break;
522     case Instruction::ExtractValue:
523       exp = createExtractvalueExpr(cast<ExtractValueInst>(I));
524       break;
525     default:
526       valueNumbering[V] = nextValueNumber;
527       return nextValueNumber++;
528   }
529
530   uint32_t& e = expressionNumbering[exp];
531   if (!e) e = nextValueNumber++;
532   valueNumbering[V] = e;
533   return e;
534 }
535
536 /// Returns the value number of the specified value. Fails if
537 /// the value has not yet been numbered.
538 uint32_t GVN::ValueTable::lookup(Value *V) const {
539   DenseMap<Value*, uint32_t>::const_iterator VI = valueNumbering.find(V);
540   assert(VI != valueNumbering.end() && "Value not numbered?");
541   return VI->second;
542 }
543
544 /// Returns the value number of the given comparison,
545 /// assigning it a new number if it did not have one before.  Useful when
546 /// we deduced the result of a comparison, but don't immediately have an
547 /// instruction realizing that comparison to hand.
548 uint32_t GVN::ValueTable::lookupOrAddCmp(unsigned Opcode,
549                                          CmpInst::Predicate Predicate,
550                                          Value *LHS, Value *RHS) {
551   Expression exp = createCmpExpr(Opcode, Predicate, LHS, RHS);
552   uint32_t& e = expressionNumbering[exp];
553   if (!e) e = nextValueNumber++;
554   return e;
555 }
556
557 /// Remove all entries from the ValueTable.
558 void GVN::ValueTable::clear() {
559   valueNumbering.clear();
560   expressionNumbering.clear();
561   nextValueNumber = 1;
562 }
563
564 /// Remove a value from the value numbering.
565 void GVN::ValueTable::erase(Value *V) {
566   valueNumbering.erase(V);
567 }
568
569 /// verifyRemoved - Verify that the value is removed from all internal data
570 /// structures.
571 void GVN::ValueTable::verifyRemoved(const Value *V) const {
572   for (DenseMap<Value*, uint32_t>::const_iterator
573          I = valueNumbering.begin(), E = valueNumbering.end(); I != E; ++I) {
574     assert(I->first != V && "Inst still occurs in value numbering map!");
575   }
576 }
577
578 //===----------------------------------------------------------------------===//
579 //                                GVN Pass
580 //===----------------------------------------------------------------------===//
581
582 PreservedAnalyses GVN::run(Function &F, FunctionAnalysisManager &AM) {
583   // FIXME: The order of evaluation of these 'getResult' calls is very
584   // significant! Re-ordering these variables will cause GVN when run alone to
585   // be less effective! We should fix memdep and basic-aa to not exhibit this
586   // behavior, but until then don't change the order here.
587   auto &AC = AM.getResult<AssumptionAnalysis>(F);
588   auto &DT = AM.getResult<DominatorTreeAnalysis>(F);
589   auto &TLI = AM.getResult<TargetLibraryAnalysis>(F);
590   auto &AA = AM.getResult<AAManager>(F);
591   auto &MemDep = AM.getResult<MemoryDependenceAnalysis>(F);
592   auto *LI = AM.getCachedResult<LoopAnalysis>(F);
593   auto &ORE = AM.getResult<OptimizationRemarkEmitterAnalysis>(F);
594   bool Changed = runImpl(F, AC, DT, TLI, AA, &MemDep, LI, &ORE);
595   if (!Changed)
596     return PreservedAnalyses::all();
597   PreservedAnalyses PA;
598   PA.preserve<DominatorTreeAnalysis>();
599   PA.preserve<GlobalsAA>();
600   PA.preserve<TargetLibraryAnalysis>();
601   return PA;
602 }
603
604 #if !defined(NDEBUG) || defined(LLVM_ENABLE_DUMP)
605 LLVM_DUMP_METHOD void GVN::dump(DenseMap<uint32_t, Value*>& d) const {
606   errs() << "{\n";
607   for (DenseMap<uint32_t, Value*>::iterator I = d.begin(),
608        E = d.end(); I != E; ++I) {
609       errs() << I->first << "\n";
610       I->second->dump();
611   }
612   errs() << "}\n";
613 }
614 #endif
615
616 /// Return true if we can prove that the value
617 /// we're analyzing is fully available in the specified block.  As we go, keep
618 /// track of which blocks we know are fully alive in FullyAvailableBlocks.  This
619 /// map is actually a tri-state map with the following values:
620 ///   0) we know the block *is not* fully available.
621 ///   1) we know the block *is* fully available.
622 ///   2) we do not know whether the block is fully available or not, but we are
623 ///      currently speculating that it will be.
624 ///   3) we are speculating for this block and have used that to speculate for
625 ///      other blocks.
626 static bool IsValueFullyAvailableInBlock(BasicBlock *BB,
627                             DenseMap<BasicBlock*, char> &FullyAvailableBlocks,
628                             uint32_t RecurseDepth) {
629   if (RecurseDepth > MaxRecurseDepth)
630     return false;
631
632   // Optimistically assume that the block is fully available and check to see
633   // if we already know about this block in one lookup.
634   std::pair<DenseMap<BasicBlock*, char>::iterator, char> IV =
635     FullyAvailableBlocks.insert(std::make_pair(BB, 2));
636
637   // If the entry already existed for this block, return the precomputed value.
638   if (!IV.second) {
639     // If this is a speculative "available" value, mark it as being used for
640     // speculation of other blocks.
641     if (IV.first->second == 2)
642       IV.first->second = 3;
643     return IV.first->second != 0;
644   }
645
646   // Otherwise, see if it is fully available in all predecessors.
647   pred_iterator PI = pred_begin(BB), PE = pred_end(BB);
648
649   // If this block has no predecessors, it isn't live-in here.
650   if (PI == PE)
651     goto SpeculationFailure;
652
653   for (; PI != PE; ++PI)
654     // If the value isn't fully available in one of our predecessors, then it
655     // isn't fully available in this block either.  Undo our previous
656     // optimistic assumption and bail out.
657     if (!IsValueFullyAvailableInBlock(*PI, FullyAvailableBlocks,RecurseDepth+1))
658       goto SpeculationFailure;
659
660   return true;
661
662 // If we get here, we found out that this is not, after
663 // all, a fully-available block.  We have a problem if we speculated on this and
664 // used the speculation to mark other blocks as available.
665 SpeculationFailure:
666   char &BBVal = FullyAvailableBlocks[BB];
667
668   // If we didn't speculate on this, just return with it set to false.
669   if (BBVal == 2) {
670     BBVal = 0;
671     return false;
672   }
673
674   // If we did speculate on this value, we could have blocks set to 1 that are
675   // incorrect.  Walk the (transitive) successors of this block and mark them as
676   // 0 if set to one.
677   SmallVector<BasicBlock*, 32> BBWorklist;
678   BBWorklist.push_back(BB);
679
680   do {
681     BasicBlock *Entry = BBWorklist.pop_back_val();
682     // Note that this sets blocks to 0 (unavailable) if they happen to not
683     // already be in FullyAvailableBlocks.  This is safe.
684     char &EntryVal = FullyAvailableBlocks[Entry];
685     if (EntryVal == 0) continue;  // Already unavailable.
686
687     // Mark as unavailable.
688     EntryVal = 0;
689
690     BBWorklist.append(succ_begin(Entry), succ_end(Entry));
691   } while (!BBWorklist.empty());
692
693   return false;
694 }
695
696
697
698
699 /// Given a set of loads specified by ValuesPerBlock,
700 /// construct SSA form, allowing us to eliminate LI.  This returns the value
701 /// that should be used at LI's definition site.
702 static Value *ConstructSSAForLoadSet(LoadInst *LI,
703                          SmallVectorImpl<AvailableValueInBlock> &ValuesPerBlock,
704                                      GVN &gvn) {
705   // Check for the fully redundant, dominating load case.  In this case, we can
706   // just use the dominating value directly.
707   if (ValuesPerBlock.size() == 1 &&
708       gvn.getDominatorTree().properlyDominates(ValuesPerBlock[0].BB,
709                                                LI->getParent())) {
710     assert(!ValuesPerBlock[0].AV.isUndefValue() &&
711            "Dead BB dominate this block");
712     return ValuesPerBlock[0].MaterializeAdjustedValue(LI, gvn);
713   }
714
715   // Otherwise, we have to construct SSA form.
716   SmallVector<PHINode*, 8> NewPHIs;
717   SSAUpdater SSAUpdate(&NewPHIs);
718   SSAUpdate.Initialize(LI->getType(), LI->getName());
719
720   for (const AvailableValueInBlock &AV : ValuesPerBlock) {
721     BasicBlock *BB = AV.BB;
722
723     if (SSAUpdate.HasValueForBlock(BB))
724       continue;
725
726     SSAUpdate.AddAvailableValue(BB, AV.MaterializeAdjustedValue(LI, gvn));
727   }
728
729   // Perform PHI construction.
730   return SSAUpdate.GetValueInMiddleOfBlock(LI->getParent());
731 }
732
733 Value *AvailableValue::MaterializeAdjustedValue(LoadInst *LI,
734                                                 Instruction *InsertPt,
735                                                 GVN &gvn) const {
736   Value *Res;
737   Type *LoadTy = LI->getType();
738   const DataLayout &DL = LI->getModule()->getDataLayout();
739   if (isSimpleValue()) {
740     Res = getSimpleValue();
741     if (Res->getType() != LoadTy) {
742       Res = getStoreValueForLoad(Res, Offset, LoadTy, InsertPt, DL);
743
744       DEBUG(dbgs() << "GVN COERCED NONLOCAL VAL:\nOffset: " << Offset << "  "
745                    << *getSimpleValue() << '\n'
746                    << *Res << '\n' << "\n\n\n");
747     }
748   } else if (isCoercedLoadValue()) {
749     LoadInst *Load = getCoercedLoadValue();
750     if (Load->getType() == LoadTy && Offset == 0) {
751       Res = Load;
752     } else {
753       Res = getLoadValueForLoad(Load, Offset, LoadTy, InsertPt, DL);
754       // We would like to use gvn.markInstructionForDeletion here, but we can't
755       // because the load is already memoized into the leader map table that GVN
756       // tracks.  It is potentially possible to remove the load from the table,
757       // but then there all of the operations based on it would need to be
758       // rehashed.  Just leave the dead load around.
759       gvn.getMemDep().removeInstruction(Load);
760       DEBUG(dbgs() << "GVN COERCED NONLOCAL LOAD:\nOffset: " << Offset << "  "
761                    << *getCoercedLoadValue() << '\n'
762                    << *Res << '\n'
763                    << "\n\n\n");
764     }
765   } else if (isMemIntrinValue()) {
766     Res = getMemInstValueForLoad(getMemIntrinValue(), Offset, LoadTy,
767                                  InsertPt, DL);
768     DEBUG(dbgs() << "GVN COERCED NONLOCAL MEM INTRIN:\nOffset: " << Offset
769                  << "  " << *getMemIntrinValue() << '\n'
770                  << *Res << '\n' << "\n\n\n");
771   } else {
772     assert(isUndefValue() && "Should be UndefVal");
773     DEBUG(dbgs() << "GVN COERCED NONLOCAL Undef:\n";);
774     return UndefValue::get(LoadTy);
775   }
776   assert(Res && "failed to materialize?");
777   return Res;
778 }
779
780 static bool isLifetimeStart(const Instruction *Inst) {
781   if (const IntrinsicInst* II = dyn_cast<IntrinsicInst>(Inst))
782     return II->getIntrinsicID() == Intrinsic::lifetime_start;
783   return false;
784 }
785
786 /// \brief Try to locate the three instruction involved in a missed
787 /// load-elimination case that is due to an intervening store.
788 static void reportMayClobberedLoad(LoadInst *LI, MemDepResult DepInfo,
789                                    DominatorTree *DT,
790                                    OptimizationRemarkEmitter *ORE) {
791   using namespace ore;
792   User *OtherAccess = nullptr;
793
794   OptimizationRemarkMissed R(DEBUG_TYPE, "LoadClobbered", LI);
795   R << "load of type " << NV("Type", LI->getType()) << " not eliminated"
796     << setExtraArgs();
797
798   for (auto *U : LI->getPointerOperand()->users())
799     if (U != LI && (isa<LoadInst>(U) || isa<StoreInst>(U)) &&
800         DT->dominates(cast<Instruction>(U), LI)) {
801       // FIXME: for now give up if there are multiple memory accesses that
802       // dominate the load.  We need further analysis to decide which one is
803       // that we're forwarding from.
804       if (OtherAccess)
805         OtherAccess = nullptr;
806       else
807         OtherAccess = U;
808     }
809
810   if (OtherAccess)
811     R << " in favor of " << NV("OtherAccess", OtherAccess);
812
813   R << " because it is clobbered by " << NV("ClobberedBy", DepInfo.getInst());
814
815   ORE->emit(R);
816 }
817
818 bool GVN::AnalyzeLoadAvailability(LoadInst *LI, MemDepResult DepInfo,
819                                   Value *Address, AvailableValue &Res) {
820
821   assert((DepInfo.isDef() || DepInfo.isClobber()) &&
822          "expected a local dependence");
823   assert(LI->isUnordered() && "rules below are incorrect for ordered access");
824
825   const DataLayout &DL = LI->getModule()->getDataLayout();
826
827   if (DepInfo.isClobber()) {
828     // If the dependence is to a store that writes to a superset of the bits
829     // read by the load, we can extract the bits we need for the load from the
830     // stored value.
831     if (StoreInst *DepSI = dyn_cast<StoreInst>(DepInfo.getInst())) {
832       // Can't forward from non-atomic to atomic without violating memory model.
833       if (Address && LI->isAtomic() <= DepSI->isAtomic()) {
834         int Offset =
835           analyzeLoadFromClobberingStore(LI->getType(), Address, DepSI, DL);
836         if (Offset != -1) {
837           Res = AvailableValue::get(DepSI->getValueOperand(), Offset);
838           return true;
839         }
840       }
841     }
842
843     // Check to see if we have something like this:
844     //    load i32* P
845     //    load i8* (P+1)
846     // if we have this, replace the later with an extraction from the former.
847     if (LoadInst *DepLI = dyn_cast<LoadInst>(DepInfo.getInst())) {
848       // If this is a clobber and L is the first instruction in its block, then
849       // we have the first instruction in the entry block.
850       // Can't forward from non-atomic to atomic without violating memory model.
851       if (DepLI != LI && Address && LI->isAtomic() <= DepLI->isAtomic()) {
852         int Offset =
853           analyzeLoadFromClobberingLoad(LI->getType(), Address, DepLI, DL);
854
855         if (Offset != -1) {
856           Res = AvailableValue::getLoad(DepLI, Offset);
857           return true;
858         }
859       }
860     }
861
862     // If the clobbering value is a memset/memcpy/memmove, see if we can
863     // forward a value on from it.
864     if (MemIntrinsic *DepMI = dyn_cast<MemIntrinsic>(DepInfo.getInst())) {
865       if (Address && !LI->isAtomic()) {
866         int Offset = analyzeLoadFromClobberingMemInst(LI->getType(), Address,
867                                                       DepMI, DL);
868         if (Offset != -1) {
869           Res = AvailableValue::getMI(DepMI, Offset);
870           return true;
871         }
872       }
873     }
874     // Nothing known about this clobber, have to be conservative
875     DEBUG(
876       // fast print dep, using operator<< on instruction is too slow.
877       dbgs() << "GVN: load ";
878       LI->printAsOperand(dbgs());
879       Instruction *I = DepInfo.getInst();
880       dbgs() << " is clobbered by " << *I << '\n';
881     );
882
883     if (ORE->allowExtraAnalysis())
884       reportMayClobberedLoad(LI, DepInfo, DT, ORE);
885
886     return false;
887   }
888   assert(DepInfo.isDef() && "follows from above");
889
890   Instruction *DepInst = DepInfo.getInst();
891
892   // Loading the allocation -> undef.
893   if (isa<AllocaInst>(DepInst) || isMallocLikeFn(DepInst, TLI) ||
894       // Loading immediately after lifetime begin -> undef.
895       isLifetimeStart(DepInst)) {
896     Res = AvailableValue::get(UndefValue::get(LI->getType()));
897     return true;
898   }
899
900   // Loading from calloc (which zero initializes memory) -> zero
901   if (isCallocLikeFn(DepInst, TLI)) {
902     Res = AvailableValue::get(Constant::getNullValue(LI->getType()));
903     return true;
904   }
905
906   if (StoreInst *S = dyn_cast<StoreInst>(DepInst)) {
907     // Reject loads and stores that are to the same address but are of
908     // different types if we have to. If the stored value is larger or equal to
909     // the loaded value, we can reuse it.
910     if (S->getValueOperand()->getType() != LI->getType() &&
911         !canCoerceMustAliasedValueToLoad(S->getValueOperand(),
912                                          LI->getType(), DL))
913       return false;
914
915     // Can't forward from non-atomic to atomic without violating memory model.
916     if (S->isAtomic() < LI->isAtomic())
917       return false;
918
919     Res = AvailableValue::get(S->getValueOperand());
920     return true;
921   }
922
923   if (LoadInst *LD = dyn_cast<LoadInst>(DepInst)) {
924     // If the types mismatch and we can't handle it, reject reuse of the load.
925     // If the stored value is larger or equal to the loaded value, we can reuse
926     // it.
927     if (LD->getType() != LI->getType() &&
928         !canCoerceMustAliasedValueToLoad(LD, LI->getType(), DL))
929       return false;
930
931     // Can't forward from non-atomic to atomic without violating memory model.
932     if (LD->isAtomic() < LI->isAtomic())
933       return false;
934
935     Res = AvailableValue::getLoad(LD);
936     return true;
937   }
938
939   // Unknown def - must be conservative
940   DEBUG(
941     // fast print dep, using operator<< on instruction is too slow.
942     dbgs() << "GVN: load ";
943     LI->printAsOperand(dbgs());
944     dbgs() << " has unknown def " << *DepInst << '\n';
945   );
946   return false;
947 }
948
949 void GVN::AnalyzeLoadAvailability(LoadInst *LI, LoadDepVect &Deps,
950                                   AvailValInBlkVect &ValuesPerBlock,
951                                   UnavailBlkVect &UnavailableBlocks) {
952
953   // Filter out useless results (non-locals, etc).  Keep track of the blocks
954   // where we have a value available in repl, also keep track of whether we see
955   // dependencies that produce an unknown value for the load (such as a call
956   // that could potentially clobber the load).
957   unsigned NumDeps = Deps.size();
958   for (unsigned i = 0, e = NumDeps; i != e; ++i) {
959     BasicBlock *DepBB = Deps[i].getBB();
960     MemDepResult DepInfo = Deps[i].getResult();
961
962     if (DeadBlocks.count(DepBB)) {
963       // Dead dependent mem-op disguise as a load evaluating the same value
964       // as the load in question.
965       ValuesPerBlock.push_back(AvailableValueInBlock::getUndef(DepBB));
966       continue;
967     }
968
969     if (!DepInfo.isDef() && !DepInfo.isClobber()) {
970       UnavailableBlocks.push_back(DepBB);
971       continue;
972     }
973
974     // The address being loaded in this non-local block may not be the same as
975     // the pointer operand of the load if PHI translation occurs.  Make sure
976     // to consider the right address.
977     Value *Address = Deps[i].getAddress();
978
979     AvailableValue AV;
980     if (AnalyzeLoadAvailability(LI, DepInfo, Address, AV)) {
981       // subtlety: because we know this was a non-local dependency, we know
982       // it's safe to materialize anywhere between the instruction within
983       // DepInfo and the end of it's block.
984       ValuesPerBlock.push_back(AvailableValueInBlock::get(DepBB,
985                                                           std::move(AV)));
986     } else {
987       UnavailableBlocks.push_back(DepBB);
988     }
989   }
990
991   assert(NumDeps == ValuesPerBlock.size() + UnavailableBlocks.size() &&
992          "post condition violation");
993 }
994
995 bool GVN::PerformLoadPRE(LoadInst *LI, AvailValInBlkVect &ValuesPerBlock,
996                          UnavailBlkVect &UnavailableBlocks) {
997   // Okay, we have *some* definitions of the value.  This means that the value
998   // is available in some of our (transitive) predecessors.  Lets think about
999   // doing PRE of this load.  This will involve inserting a new load into the
1000   // predecessor when it's not available.  We could do this in general, but
1001   // prefer to not increase code size.  As such, we only do this when we know
1002   // that we only have to insert *one* load (which means we're basically moving
1003   // the load, not inserting a new one).
1004
1005   SmallPtrSet<BasicBlock *, 4> Blockers(UnavailableBlocks.begin(),
1006                                         UnavailableBlocks.end());
1007
1008   // Let's find the first basic block with more than one predecessor.  Walk
1009   // backwards through predecessors if needed.
1010   BasicBlock *LoadBB = LI->getParent();
1011   BasicBlock *TmpBB = LoadBB;
1012
1013   while (TmpBB->getSinglePredecessor()) {
1014     TmpBB = TmpBB->getSinglePredecessor();
1015     if (TmpBB == LoadBB) // Infinite (unreachable) loop.
1016       return false;
1017     if (Blockers.count(TmpBB))
1018       return false;
1019
1020     // If any of these blocks has more than one successor (i.e. if the edge we
1021     // just traversed was critical), then there are other paths through this
1022     // block along which the load may not be anticipated.  Hoisting the load
1023     // above this block would be adding the load to execution paths along
1024     // which it was not previously executed.
1025     if (TmpBB->getTerminator()->getNumSuccessors() != 1)
1026       return false;
1027   }
1028
1029   assert(TmpBB);
1030   LoadBB = TmpBB;
1031
1032   // Check to see how many predecessors have the loaded value fully
1033   // available.
1034   MapVector<BasicBlock *, Value *> PredLoads;
1035   DenseMap<BasicBlock*, char> FullyAvailableBlocks;
1036   for (const AvailableValueInBlock &AV : ValuesPerBlock)
1037     FullyAvailableBlocks[AV.BB] = true;
1038   for (BasicBlock *UnavailableBB : UnavailableBlocks)
1039     FullyAvailableBlocks[UnavailableBB] = false;
1040
1041   SmallVector<BasicBlock *, 4> CriticalEdgePred;
1042   for (BasicBlock *Pred : predecessors(LoadBB)) {
1043     // If any predecessor block is an EH pad that does not allow non-PHI
1044     // instructions before the terminator, we can't PRE the load.
1045     if (Pred->getTerminator()->isEHPad()) {
1046       DEBUG(dbgs()
1047             << "COULD NOT PRE LOAD BECAUSE OF AN EH PAD PREDECESSOR '"
1048             << Pred->getName() << "': " << *LI << '\n');
1049       return false;
1050     }
1051
1052     if (IsValueFullyAvailableInBlock(Pred, FullyAvailableBlocks, 0)) {
1053       continue;
1054     }
1055
1056     if (Pred->getTerminator()->getNumSuccessors() != 1) {
1057       if (isa<IndirectBrInst>(Pred->getTerminator())) {
1058         DEBUG(dbgs() << "COULD NOT PRE LOAD BECAUSE OF INDBR CRITICAL EDGE '"
1059               << Pred->getName() << "': " << *LI << '\n');
1060         return false;
1061       }
1062
1063       if (LoadBB->isEHPad()) {
1064         DEBUG(dbgs()
1065               << "COULD NOT PRE LOAD BECAUSE OF AN EH PAD CRITICAL EDGE '"
1066               << Pred->getName() << "': " << *LI << '\n');
1067         return false;
1068       }
1069
1070       CriticalEdgePred.push_back(Pred);
1071     } else {
1072       // Only add the predecessors that will not be split for now.
1073       PredLoads[Pred] = nullptr;
1074     }
1075   }
1076
1077   // Decide whether PRE is profitable for this load.
1078   unsigned NumUnavailablePreds = PredLoads.size() + CriticalEdgePred.size();
1079   assert(NumUnavailablePreds != 0 &&
1080          "Fully available value should already be eliminated!");
1081
1082   // If this load is unavailable in multiple predecessors, reject it.
1083   // FIXME: If we could restructure the CFG, we could make a common pred with
1084   // all the preds that don't have an available LI and insert a new load into
1085   // that one block.
1086   if (NumUnavailablePreds != 1)
1087       return false;
1088
1089   // Split critical edges, and update the unavailable predecessors accordingly.
1090   for (BasicBlock *OrigPred : CriticalEdgePred) {
1091     BasicBlock *NewPred = splitCriticalEdges(OrigPred, LoadBB);
1092     assert(!PredLoads.count(OrigPred) && "Split edges shouldn't be in map!");
1093     PredLoads[NewPred] = nullptr;
1094     DEBUG(dbgs() << "Split critical edge " << OrigPred->getName() << "->"
1095                  << LoadBB->getName() << '\n');
1096   }
1097
1098   // Check if the load can safely be moved to all the unavailable predecessors.
1099   bool CanDoPRE = true;
1100   const DataLayout &DL = LI->getModule()->getDataLayout();
1101   SmallVector<Instruction*, 8> NewInsts;
1102   for (auto &PredLoad : PredLoads) {
1103     BasicBlock *UnavailablePred = PredLoad.first;
1104
1105     // Do PHI translation to get its value in the predecessor if necessary.  The
1106     // returned pointer (if non-null) is guaranteed to dominate UnavailablePred.
1107
1108     // If all preds have a single successor, then we know it is safe to insert
1109     // the load on the pred (?!?), so we can insert code to materialize the
1110     // pointer if it is not available.
1111     PHITransAddr Address(LI->getPointerOperand(), DL, AC);
1112     Value *LoadPtr = nullptr;
1113     LoadPtr = Address.PHITranslateWithInsertion(LoadBB, UnavailablePred,
1114                                                 *DT, NewInsts);
1115
1116     // If we couldn't find or insert a computation of this phi translated value,
1117     // we fail PRE.
1118     if (!LoadPtr) {
1119       DEBUG(dbgs() << "COULDN'T INSERT PHI TRANSLATED VALUE OF: "
1120             << *LI->getPointerOperand() << "\n");
1121       CanDoPRE = false;
1122       break;
1123     }
1124
1125     PredLoad.second = LoadPtr;
1126   }
1127
1128   if (!CanDoPRE) {
1129     while (!NewInsts.empty()) {
1130       Instruction *I = NewInsts.pop_back_val();
1131       if (MD) MD->removeInstruction(I);
1132       I->eraseFromParent();
1133     }
1134     // HINT: Don't revert the edge-splitting as following transformation may
1135     // also need to split these critical edges.
1136     return !CriticalEdgePred.empty();
1137   }
1138
1139   // Okay, we can eliminate this load by inserting a reload in the predecessor
1140   // and using PHI construction to get the value in the other predecessors, do
1141   // it.
1142   DEBUG(dbgs() << "GVN REMOVING PRE LOAD: " << *LI << '\n');
1143   DEBUG(if (!NewInsts.empty())
1144           dbgs() << "INSERTED " << NewInsts.size() << " INSTS: "
1145                  << *NewInsts.back() << '\n');
1146
1147   // Assign value numbers to the new instructions.
1148   for (Instruction *I : NewInsts) {
1149     // Instructions that have been inserted in predecessor(s) to materialize
1150     // the load address do not retain their original debug locations. Doing
1151     // so could lead to confusing (but correct) source attributions.
1152     // FIXME: How do we retain source locations without causing poor debugging
1153     // behavior?
1154     I->setDebugLoc(DebugLoc());
1155
1156     // FIXME: We really _ought_ to insert these value numbers into their
1157     // parent's availability map.  However, in doing so, we risk getting into
1158     // ordering issues.  If a block hasn't been processed yet, we would be
1159     // marking a value as AVAIL-IN, which isn't what we intend.
1160     VN.lookupOrAdd(I);
1161   }
1162
1163   for (const auto &PredLoad : PredLoads) {
1164     BasicBlock *UnavailablePred = PredLoad.first;
1165     Value *LoadPtr = PredLoad.second;
1166
1167     auto *NewLoad = new LoadInst(LoadPtr, LI->getName()+".pre",
1168                                  LI->isVolatile(), LI->getAlignment(),
1169                                  LI->getOrdering(), LI->getSyncScopeID(),
1170                                  UnavailablePred->getTerminator());
1171     NewLoad->setDebugLoc(LI->getDebugLoc());
1172
1173     // Transfer the old load's AA tags to the new load.
1174     AAMDNodes Tags;
1175     LI->getAAMetadata(Tags);
1176     if (Tags)
1177       NewLoad->setAAMetadata(Tags);
1178
1179     if (auto *MD = LI->getMetadata(LLVMContext::MD_invariant_load))
1180       NewLoad->setMetadata(LLVMContext::MD_invariant_load, MD);
1181     if (auto *InvGroupMD = LI->getMetadata(LLVMContext::MD_invariant_group))
1182       NewLoad->setMetadata(LLVMContext::MD_invariant_group, InvGroupMD);
1183     if (auto *RangeMD = LI->getMetadata(LLVMContext::MD_range))
1184       NewLoad->setMetadata(LLVMContext::MD_range, RangeMD);
1185
1186     // We do not propagate the old load's debug location, because the new
1187     // load now lives in a different BB, and we want to avoid a jumpy line
1188     // table.
1189     // FIXME: How do we retain source locations without causing poor debugging
1190     // behavior?
1191
1192     // Add the newly created load.
1193     ValuesPerBlock.push_back(AvailableValueInBlock::get(UnavailablePred,
1194                                                         NewLoad));
1195     MD->invalidateCachedPointerInfo(LoadPtr);
1196     DEBUG(dbgs() << "GVN INSERTED " << *NewLoad << '\n');
1197   }
1198
1199   // Perform PHI construction.
1200   Value *V = ConstructSSAForLoadSet(LI, ValuesPerBlock, *this);
1201   LI->replaceAllUsesWith(V);
1202   if (isa<PHINode>(V))
1203     V->takeName(LI);
1204   if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V))
1205     I->setDebugLoc(LI->getDebugLoc());
1206   if (V->getType()->isPtrOrPtrVectorTy())
1207     MD->invalidateCachedPointerInfo(V);
1208   markInstructionForDeletion(LI);
1209   ORE->emit(OptimizationRemark(DEBUG_TYPE, "LoadPRE", LI)
1210             << "load eliminated by PRE");
1211   ++NumPRELoad;
1212   return true;
1213 }
1214
1215 static void reportLoadElim(LoadInst *LI, Value *AvailableValue,
1216                            OptimizationRemarkEmitter *ORE) {
1217   using namespace ore;
1218   ORE->emit(OptimizationRemark(DEBUG_TYPE, "LoadElim", LI)
1219             << "load of type " << NV("Type", LI->getType()) << " eliminated"
1220             << setExtraArgs() << " in favor of "
1221             << NV("InfavorOfValue", AvailableValue));
1222 }
1223
1224 /// Attempt to eliminate a load whose dependencies are
1225 /// non-local by performing PHI construction.
1226 bool GVN::processNonLocalLoad(LoadInst *LI) {
1227   // non-local speculations are not allowed under asan.
1228   if (LI->getParent()->getParent()->hasFnAttribute(Attribute::SanitizeAddress))
1229     return false;
1230
1231   // Step 1: Find the non-local dependencies of the load.
1232   LoadDepVect Deps;
1233   MD->getNonLocalPointerDependency(LI, Deps);
1234
1235   // If we had to process more than one hundred blocks to find the
1236   // dependencies, this load isn't worth worrying about.  Optimizing
1237   // it will be too expensive.
1238   unsigned NumDeps = Deps.size();
1239   if (NumDeps > 100)
1240     return false;
1241
1242   // If we had a phi translation failure, we'll have a single entry which is a
1243   // clobber in the current block.  Reject this early.
1244   if (NumDeps == 1 &&
1245       !Deps[0].getResult().isDef() && !Deps[0].getResult().isClobber()) {
1246     DEBUG(
1247       dbgs() << "GVN: non-local load ";
1248       LI->printAsOperand(dbgs());
1249       dbgs() << " has unknown dependencies\n";
1250     );
1251     return false;
1252   }
1253
1254   // If this load follows a GEP, see if we can PRE the indices before analyzing.
1255   if (GetElementPtrInst *GEP = dyn_cast<GetElementPtrInst>(LI->getOperand(0))) {
1256     for (GetElementPtrInst::op_iterator OI = GEP->idx_begin(),
1257                                         OE = GEP->idx_end();
1258          OI != OE; ++OI)
1259       if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(OI->get()))
1260         performScalarPRE(I);
1261   }
1262
1263   // Step 2: Analyze the availability of the load
1264   AvailValInBlkVect ValuesPerBlock;
1265   UnavailBlkVect UnavailableBlocks;
1266   AnalyzeLoadAvailability(LI, Deps, ValuesPerBlock, UnavailableBlocks);
1267
1268   // If we have no predecessors that produce a known value for this load, exit
1269   // early.
1270   if (ValuesPerBlock.empty())
1271     return false;
1272
1273   // Step 3: Eliminate fully redundancy.
1274   //
1275   // If all of the instructions we depend on produce a known value for this
1276   // load, then it is fully redundant and we can use PHI insertion to compute
1277   // its value.  Insert PHIs and remove the fully redundant value now.
1278   if (UnavailableBlocks.empty()) {
1279     DEBUG(dbgs() << "GVN REMOVING NONLOCAL LOAD: " << *LI << '\n');
1280
1281     // Perform PHI construction.
1282     Value *V = ConstructSSAForLoadSet(LI, ValuesPerBlock, *this);
1283     LI->replaceAllUsesWith(V);
1284
1285     if (isa<PHINode>(V))
1286       V->takeName(LI);
1287     if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V))
1288       // If instruction I has debug info, then we should not update it.
1289       // Also, if I has a null DebugLoc, then it is still potentially incorrect
1290       // to propagate LI's DebugLoc because LI may not post-dominate I.
1291       if (LI->getDebugLoc() && LI->getParent() == I->getParent())
1292         I->setDebugLoc(LI->getDebugLoc());
1293     if (V->getType()->isPtrOrPtrVectorTy())
1294       MD->invalidateCachedPointerInfo(V);
1295     markInstructionForDeletion(LI);
1296     ++NumGVNLoad;
1297     reportLoadElim(LI, V, ORE);
1298     return true;
1299   }
1300
1301   // Step 4: Eliminate partial redundancy.
1302   if (!EnablePRE || !EnableLoadPRE)
1303     return false;
1304
1305   return PerformLoadPRE(LI, ValuesPerBlock, UnavailableBlocks);
1306 }
1307
1308 bool GVN::processAssumeIntrinsic(IntrinsicInst *IntrinsicI) {
1309   assert(IntrinsicI->getIntrinsicID() == Intrinsic::assume &&
1310          "This function can only be called with llvm.assume intrinsic");
1311   Value *V = IntrinsicI->getArgOperand(0);
1312
1313   if (ConstantInt *Cond = dyn_cast<ConstantInt>(V)) {
1314     if (Cond->isZero()) {
1315       Type *Int8Ty = Type::getInt8Ty(V->getContext());
1316       // Insert a new store to null instruction before the load to indicate that
1317       // this code is not reachable.  FIXME: We could insert unreachable
1318       // instruction directly because we can modify the CFG.
1319       new StoreInst(UndefValue::get(Int8Ty),
1320                     Constant::getNullValue(Int8Ty->getPointerTo()),
1321                     IntrinsicI);
1322     }
1323     markInstructionForDeletion(IntrinsicI);
1324     return false;
1325   }
1326
1327   Constant *True = ConstantInt::getTrue(V->getContext());
1328   bool Changed = false;
1329
1330   for (BasicBlock *Successor : successors(IntrinsicI->getParent())) {
1331     BasicBlockEdge Edge(IntrinsicI->getParent(), Successor);
1332
1333     // This property is only true in dominated successors, propagateEquality
1334     // will check dominance for us.
1335     Changed |= propagateEquality(V, True, Edge, false);
1336   }
1337
1338   // We can replace assume value with true, which covers cases like this:
1339   // call void @llvm.assume(i1 %cmp)
1340   // br i1 %cmp, label %bb1, label %bb2 ; will change %cmp to true
1341   ReplaceWithConstMap[V] = True;
1342
1343   // If one of *cmp *eq operand is const, adding it to map will cover this:
1344   // %cmp = fcmp oeq float 3.000000e+00, %0 ; const on lhs could happen
1345   // call void @llvm.assume(i1 %cmp)
1346   // ret float %0 ; will change it to ret float 3.000000e+00
1347   if (auto *CmpI = dyn_cast<CmpInst>(V)) {
1348     if (CmpI->getPredicate() == CmpInst::Predicate::ICMP_EQ ||
1349         CmpI->getPredicate() == CmpInst::Predicate::FCMP_OEQ ||
1350         (CmpI->getPredicate() == CmpInst::Predicate::FCMP_UEQ &&
1351          CmpI->getFastMathFlags().noNaNs())) {
1352       Value *CmpLHS = CmpI->getOperand(0);
1353       Value *CmpRHS = CmpI->getOperand(1);
1354       if (isa<Constant>(CmpLHS))
1355         std::swap(CmpLHS, CmpRHS);
1356       auto *RHSConst = dyn_cast<Constant>(CmpRHS);
1357
1358       // If only one operand is constant.
1359       if (RHSConst != nullptr && !isa<Constant>(CmpLHS))
1360         ReplaceWithConstMap[CmpLHS] = RHSConst;
1361     }
1362   }
1363   return Changed;
1364 }
1365
1366 static void patchReplacementInstruction(Instruction *I, Value *Repl) {
1367   auto *ReplInst = dyn_cast<Instruction>(Repl);
1368   if (!ReplInst)
1369     return;
1370
1371   // Patch the replacement so that it is not more restrictive than the value
1372   // being replaced.
1373   // Note that if 'I' is a load being replaced by some operation,
1374   // for example, by an arithmetic operation, then andIRFlags()
1375   // would just erase all math flags from the original arithmetic
1376   // operation, which is clearly not wanted and not needed.
1377   if (!isa<LoadInst>(I))
1378     ReplInst->andIRFlags(I);
1379
1380   // FIXME: If both the original and replacement value are part of the
1381   // same control-flow region (meaning that the execution of one
1382   // guarantees the execution of the other), then we can combine the
1383   // noalias scopes here and do better than the general conservative
1384   // answer used in combineMetadata().
1385
1386   // In general, GVN unifies expressions over different control-flow
1387   // regions, and so we need a conservative combination of the noalias
1388   // scopes.
1389   static const unsigned KnownIDs[] = {
1390       LLVMContext::MD_tbaa,           LLVMContext::MD_alias_scope,
1391       LLVMContext::MD_noalias,        LLVMContext::MD_range,
1392       LLVMContext::MD_fpmath,         LLVMContext::MD_invariant_load,
1393       LLVMContext::MD_invariant_group};
1394   combineMetadata(ReplInst, I, KnownIDs);
1395 }
1396
1397 static void patchAndReplaceAllUsesWith(Instruction *I, Value *Repl) {
1398   patchReplacementInstruction(I, Repl);
1399   I->replaceAllUsesWith(Repl);
1400 }
1401
1402 /// Attempt to eliminate a load, first by eliminating it
1403 /// locally, and then attempting non-local elimination if that fails.
1404 bool GVN::processLoad(LoadInst *L) {
1405   if (!MD)
1406     return false;
1407
1408   // This code hasn't been audited for ordered or volatile memory access
1409   if (!L->isUnordered())
1410     return false;
1411
1412   if (L->use_empty()) {
1413     markInstructionForDeletion(L);
1414     return true;
1415   }
1416
1417   // ... to a pointer that has been loaded from before...
1418   MemDepResult Dep = MD->getDependency(L);
1419
1420   // If it is defined in another block, try harder.
1421   if (Dep.isNonLocal())
1422     return processNonLocalLoad(L);
1423
1424   // Only handle the local case below
1425   if (!Dep.isDef() && !Dep.isClobber()) {
1426     // This might be a NonFuncLocal or an Unknown
1427     DEBUG(
1428       // fast print dep, using operator<< on instruction is too slow.
1429       dbgs() << "GVN: load ";
1430       L->printAsOperand(dbgs());
1431       dbgs() << " has unknown dependence\n";
1432     );
1433     return false;
1434   }
1435
1436   AvailableValue AV;
1437   if (AnalyzeLoadAvailability(L, Dep, L->getPointerOperand(), AV)) {
1438     Value *AvailableValue = AV.MaterializeAdjustedValue(L, L, *this);
1439
1440     // Replace the load!
1441     patchAndReplaceAllUsesWith(L, AvailableValue);
1442     markInstructionForDeletion(L);
1443     ++NumGVNLoad;
1444     reportLoadElim(L, AvailableValue, ORE);
1445     // Tell MDA to rexamine the reused pointer since we might have more
1446     // information after forwarding it.
1447     if (MD && AvailableValue->getType()->isPtrOrPtrVectorTy())
1448       MD->invalidateCachedPointerInfo(AvailableValue);
1449     return true;
1450   }
1451
1452   return false;
1453 }
1454
1455 // In order to find a leader for a given value number at a
1456 // specific basic block, we first obtain the list of all Values for that number,
1457 // and then scan the list to find one whose block dominates the block in
1458 // question.  This is fast because dominator tree queries consist of only
1459 // a few comparisons of DFS numbers.
1460 Value *GVN::findLeader(const BasicBlock *BB, uint32_t num) {
1461   LeaderTableEntry Vals = LeaderTable[num];
1462   if (!Vals.Val) return nullptr;
1463
1464   Value *Val = nullptr;
1465   if (DT->dominates(Vals.BB, BB)) {
1466     Val = Vals.Val;
1467     if (isa<Constant>(Val)) return Val;
1468   }
1469
1470   LeaderTableEntry* Next = Vals.Next;
1471   while (Next) {
1472     if (DT->dominates(Next->BB, BB)) {
1473       if (isa<Constant>(Next->Val)) return Next->Val;
1474       if (!Val) Val = Next->Val;
1475     }
1476
1477     Next = Next->Next;
1478   }
1479
1480   return Val;
1481 }
1482
1483 /// There is an edge from 'Src' to 'Dst'.  Return
1484 /// true if every path from the entry block to 'Dst' passes via this edge.  In
1485 /// particular 'Dst' must not be reachable via another edge from 'Src'.
1486 static bool isOnlyReachableViaThisEdge(const BasicBlockEdge &E,
1487                                        DominatorTree *DT) {
1488   // While in theory it is interesting to consider the case in which Dst has
1489   // more than one predecessor, because Dst might be part of a loop which is
1490   // only reachable from Src, in practice it is pointless since at the time
1491   // GVN runs all such loops have preheaders, which means that Dst will have
1492   // been changed to have only one predecessor, namely Src.
1493   const BasicBlock *Pred = E.getEnd()->getSinglePredecessor();
1494   assert((!Pred || Pred == E.getStart()) &&
1495          "No edge between these basic blocks!");
1496   return Pred != nullptr;
1497 }
1498
1499 // Tries to replace instruction with const, using information from
1500 // ReplaceWithConstMap.
1501 bool GVN::replaceOperandsWithConsts(Instruction *Instr) const {
1502   bool Changed = false;
1503   for (unsigned OpNum = 0; OpNum < Instr->getNumOperands(); ++OpNum) {
1504     Value *Operand = Instr->getOperand(OpNum);
1505     auto it = ReplaceWithConstMap.find(Operand);
1506     if (it != ReplaceWithConstMap.end()) {
1507       assert(!isa<Constant>(Operand) &&
1508              "Replacing constants with constants is invalid");
1509       DEBUG(dbgs() << "GVN replacing: " << *Operand << " with " << *it->second
1510                    << " in instruction " << *Instr << '\n');
1511       Instr->setOperand(OpNum, it->second);
1512       Changed = true;
1513     }
1514   }
1515   return Changed;
1516 }
1517
1518 /// The given values are known to be equal in every block
1519 /// dominated by 'Root'.  Exploit this, for example by replacing 'LHS' with
1520 /// 'RHS' everywhere in the scope.  Returns whether a change was made.
1521 /// If DominatesByEdge is false, then it means that we will propagate the RHS
1522 /// value starting from the end of Root.Start.
1523 bool GVN::propagateEquality(Value *LHS, Value *RHS, const BasicBlockEdge &Root,
1524                             bool DominatesByEdge) {
1525   SmallVector<std::pair<Value*, Value*>, 4> Worklist;
1526   Worklist.push_back(std::make_pair(LHS, RHS));
1527   bool Changed = false;
1528   // For speed, compute a conservative fast approximation to
1529   // DT->dominates(Root, Root.getEnd());
1530   const bool RootDominatesEnd = isOnlyReachableViaThisEdge(Root, DT);
1531
1532   while (!Worklist.empty()) {
1533     std::pair<Value*, Value*> Item = Worklist.pop_back_val();
1534     LHS = Item.first; RHS = Item.second;
1535
1536     if (LHS == RHS)
1537       continue;
1538     assert(LHS->getType() == RHS->getType() && "Equality but unequal types!");
1539
1540     // Don't try to propagate equalities between constants.
1541     if (isa<Constant>(LHS) && isa<Constant>(RHS))
1542       continue;
1543
1544     // Prefer a constant on the right-hand side, or an Argument if no constants.
1545     if (isa<Constant>(LHS) || (isa<Argument>(LHS) && !isa<Constant>(RHS)))
1546       std::swap(LHS, RHS);
1547     assert((isa<Argument>(LHS) || isa<Instruction>(LHS)) && "Unexpected value!");
1548
1549     // If there is no obvious reason to prefer the left-hand side over the
1550     // right-hand side, ensure the longest lived term is on the right-hand side,
1551     // so the shortest lived term will be replaced by the longest lived.
1552     // This tends to expose more simplifications.
1553     uint32_t LVN = VN.lookupOrAdd(LHS);
1554     if ((isa<Argument>(LHS) && isa<Argument>(RHS)) ||
1555         (isa<Instruction>(LHS) && isa<Instruction>(RHS))) {
1556       // Move the 'oldest' value to the right-hand side, using the value number
1557       // as a proxy for age.
1558       uint32_t RVN = VN.lookupOrAdd(RHS);
1559       if (LVN < RVN) {
1560         std::swap(LHS, RHS);
1561         LVN = RVN;
1562       }
1563     }
1564
1565     // If value numbering later sees that an instruction in the scope is equal
1566     // to 'LHS' then ensure it will be turned into 'RHS'.  In order to preserve
1567     // the invariant that instructions only occur in the leader table for their
1568     // own value number (this is used by removeFromLeaderTable), do not do this
1569     // if RHS is an instruction (if an instruction in the scope is morphed into
1570     // LHS then it will be turned into RHS by the next GVN iteration anyway, so
1571     // using the leader table is about compiling faster, not optimizing better).
1572     // The leader table only tracks basic blocks, not edges. Only add to if we
1573     // have the simple case where the edge dominates the end.
1574     if (RootDominatesEnd && !isa<Instruction>(RHS))
1575       addToLeaderTable(LVN, RHS, Root.getEnd());
1576
1577     // Replace all occurrences of 'LHS' with 'RHS' everywhere in the scope.  As
1578     // LHS always has at least one use that is not dominated by Root, this will
1579     // never do anything if LHS has only one use.
1580     if (!LHS->hasOneUse()) {
1581       unsigned NumReplacements =
1582           DominatesByEdge
1583               ? replaceDominatedUsesWith(LHS, RHS, *DT, Root)
1584               : replaceDominatedUsesWith(LHS, RHS, *DT, Root.getStart());
1585
1586       Changed |= NumReplacements > 0;
1587       NumGVNEqProp += NumReplacements;
1588     }
1589
1590     // Now try to deduce additional equalities from this one. For example, if
1591     // the known equality was "(A != B)" == "false" then it follows that A and B
1592     // are equal in the scope. Only boolean equalities with an explicit true or
1593     // false RHS are currently supported.
1594     if (!RHS->getType()->isIntegerTy(1))
1595       // Not a boolean equality - bail out.
1596       continue;
1597     ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(RHS);
1598     if (!CI)
1599       // RHS neither 'true' nor 'false' - bail out.
1600       continue;
1601     // Whether RHS equals 'true'.  Otherwise it equals 'false'.
1602     bool isKnownTrue = CI->isMinusOne();
1603     bool isKnownFalse = !isKnownTrue;
1604
1605     // If "A && B" is known true then both A and B are known true.  If "A || B"
1606     // is known false then both A and B are known false.
1607     Value *A, *B;
1608     if ((isKnownTrue && match(LHS, m_And(m_Value(A), m_Value(B)))) ||
1609         (isKnownFalse && match(LHS, m_Or(m_Value(A), m_Value(B))))) {
1610       Worklist.push_back(std::make_pair(A, RHS));
1611       Worklist.push_back(std::make_pair(B, RHS));
1612       continue;
1613     }
1614
1615     // If we are propagating an equality like "(A == B)" == "true" then also
1616     // propagate the equality A == B.  When propagating a comparison such as
1617     // "(A >= B)" == "true", replace all instances of "A < B" with "false".
1618     if (CmpInst *Cmp = dyn_cast<CmpInst>(LHS)) {
1619       Value *Op0 = Cmp->getOperand(0), *Op1 = Cmp->getOperand(1);
1620
1621       // If "A == B" is known true, or "A != B" is known false, then replace
1622       // A with B everywhere in the scope.
1623       if ((isKnownTrue && Cmp->getPredicate() == CmpInst::ICMP_EQ) ||
1624           (isKnownFalse && Cmp->getPredicate() == CmpInst::ICMP_NE))
1625         Worklist.push_back(std::make_pair(Op0, Op1));
1626
1627       // Handle the floating point versions of equality comparisons too.
1628       if ((isKnownTrue && Cmp->getPredicate() == CmpInst::FCMP_OEQ) ||
1629           (isKnownFalse && Cmp->getPredicate() == CmpInst::FCMP_UNE)) {
1630
1631         // Floating point -0.0 and 0.0 compare equal, so we can only
1632         // propagate values if we know that we have a constant and that
1633         // its value is non-zero.
1634
1635         // FIXME: We should do this optimization if 'no signed zeros' is
1636         // applicable via an instruction-level fast-math-flag or some other
1637         // indicator that relaxed FP semantics are being used.
1638
1639         if (isa<ConstantFP>(Op1) && !cast<ConstantFP>(Op1)->isZero())
1640           Worklist.push_back(std::make_pair(Op0, Op1));
1641       }
1642
1643       // If "A >= B" is known true, replace "A < B" with false everywhere.
1644       CmpInst::Predicate NotPred = Cmp->getInversePredicate();
1645       Constant *NotVal = ConstantInt::get(Cmp->getType(), isKnownFalse);
1646       // Since we don't have the instruction "A < B" immediately to hand, work
1647       // out the value number that it would have and use that to find an
1648       // appropriate instruction (if any).
1649       uint32_t NextNum = VN.getNextUnusedValueNumber();
1650       uint32_t Num = VN.lookupOrAddCmp(Cmp->getOpcode(), NotPred, Op0, Op1);
1651       // If the number we were assigned was brand new then there is no point in
1652       // looking for an instruction realizing it: there cannot be one!
1653       if (Num < NextNum) {
1654         Value *NotCmp = findLeader(Root.getEnd(), Num);
1655         if (NotCmp && isa<Instruction>(NotCmp)) {
1656           unsigned NumReplacements =
1657               DominatesByEdge
1658                   ? replaceDominatedUsesWith(NotCmp, NotVal, *DT, Root)
1659                   : replaceDominatedUsesWith(NotCmp, NotVal, *DT,
1660                                              Root.getStart());
1661           Changed |= NumReplacements > 0;
1662           NumGVNEqProp += NumReplacements;
1663         }
1664       }
1665       // Ensure that any instruction in scope that gets the "A < B" value number
1666       // is replaced with false.
1667       // The leader table only tracks basic blocks, not edges. Only add to if we
1668       // have the simple case where the edge dominates the end.
1669       if (RootDominatesEnd)
1670         addToLeaderTable(Num, NotVal, Root.getEnd());
1671
1672       continue;
1673     }
1674   }
1675
1676   return Changed;
1677 }
1678
1679 /// When calculating availability, handle an instruction
1680 /// by inserting it into the appropriate sets
1681 bool GVN::processInstruction(Instruction *I) {
1682   // Ignore dbg info intrinsics.
1683   if (isa<DbgInfoIntrinsic>(I))
1684     return false;
1685
1686   // If the instruction can be easily simplified then do so now in preference
1687   // to value numbering it.  Value numbering often exposes redundancies, for
1688   // example if it determines that %y is equal to %x then the instruction
1689   // "%z = and i32 %x, %y" becomes "%z = and i32 %x, %x" which we now simplify.
1690   const DataLayout &DL = I->getModule()->getDataLayout();
1691   if (Value *V = SimplifyInstruction(I, {DL, TLI, DT, AC})) {
1692     bool Changed = false;
1693     if (!I->use_empty()) {
1694       I->replaceAllUsesWith(V);
1695       Changed = true;
1696     }
1697     if (isInstructionTriviallyDead(I, TLI)) {
1698       markInstructionForDeletion(I);
1699       Changed = true;
1700     }
1701     if (Changed) {
1702       if (MD && V->getType()->isPtrOrPtrVectorTy())
1703         MD->invalidateCachedPointerInfo(V);
1704       ++NumGVNSimpl;
1705       return true;
1706     }
1707   }
1708
1709   if (IntrinsicInst *IntrinsicI = dyn_cast<IntrinsicInst>(I))
1710     if (IntrinsicI->getIntrinsicID() == Intrinsic::assume)
1711       return processAssumeIntrinsic(IntrinsicI);
1712
1713   if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(I)) {
1714     if (processLoad(LI))
1715       return true;
1716
1717     unsigned Num = VN.lookupOrAdd(LI);
1718     addToLeaderTable(Num, LI, LI->getParent());
1719     return false;
1720   }
1721
1722   // For conditional branches, we can perform simple conditional propagation on
1723   // the condition value itself.
1724   if (BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(I)) {
1725     if (!BI->isConditional())
1726       return false;
1727
1728     if (isa<Constant>(BI->getCondition()))
1729       return processFoldableCondBr(BI);
1730
1731     Value *BranchCond = BI->getCondition();
1732     BasicBlock *TrueSucc = BI->getSuccessor(0);
1733     BasicBlock *FalseSucc = BI->getSuccessor(1);
1734     // Avoid multiple edges early.
1735     if (TrueSucc == FalseSucc)
1736       return false;
1737
1738     BasicBlock *Parent = BI->getParent();
1739     bool Changed = false;
1740
1741     Value *TrueVal = ConstantInt::getTrue(TrueSucc->getContext());
1742     BasicBlockEdge TrueE(Parent, TrueSucc);
1743     Changed |= propagateEquality(BranchCond, TrueVal, TrueE, true);
1744
1745     Value *FalseVal = ConstantInt::getFalse(FalseSucc->getContext());
1746     BasicBlockEdge FalseE(Parent, FalseSucc);
1747     Changed |= propagateEquality(BranchCond, FalseVal, FalseE, true);
1748
1749     return Changed;
1750   }
1751
1752   // For switches, propagate the case values into the case destinations.
1753   if (SwitchInst *SI = dyn_cast<SwitchInst>(I)) {
1754     Value *SwitchCond = SI->getCondition();
1755     BasicBlock *Parent = SI->getParent();
1756     bool Changed = false;
1757
1758     // Remember how many outgoing edges there are to every successor.
1759     SmallDenseMap<BasicBlock *, unsigned, 16> SwitchEdges;
1760     for (unsigned i = 0, n = SI->getNumSuccessors(); i != n; ++i)
1761       ++SwitchEdges[SI->getSuccessor(i)];
1762
1763     for (SwitchInst::CaseIt i = SI->case_begin(), e = SI->case_end();
1764          i != e; ++i) {
1765       BasicBlock *Dst = i->getCaseSuccessor();
1766       // If there is only a single edge, propagate the case value into it.
1767       if (SwitchEdges.lookup(Dst) == 1) {
1768         BasicBlockEdge E(Parent, Dst);
1769         Changed |= propagateEquality(SwitchCond, i->getCaseValue(), E, true);
1770       }
1771     }
1772     return Changed;
1773   }
1774
1775   // Instructions with void type don't return a value, so there's
1776   // no point in trying to find redundancies in them.
1777   if (I->getType()->isVoidTy())
1778     return false;
1779
1780   uint32_t NextNum = VN.getNextUnusedValueNumber();
1781   unsigned Num = VN.lookupOrAdd(I);
1782
1783   // Allocations are always uniquely numbered, so we can save time and memory
1784   // by fast failing them.
1785   if (isa<AllocaInst>(I) || isa<TerminatorInst>(I) || isa<PHINode>(I)) {
1786     addToLeaderTable(Num, I, I->getParent());
1787     return false;
1788   }
1789
1790   // If the number we were assigned was a brand new VN, then we don't
1791   // need to do a lookup to see if the number already exists
1792   // somewhere in the domtree: it can't!
1793   if (Num >= NextNum) {
1794     addToLeaderTable(Num, I, I->getParent());
1795     return false;
1796   }
1797
1798   // Perform fast-path value-number based elimination of values inherited from
1799   // dominators.
1800   Value *Repl = findLeader(I->getParent(), Num);
1801   if (!Repl) {
1802     // Failure, just remember this instance for future use.
1803     addToLeaderTable(Num, I, I->getParent());
1804     return false;
1805   } else if (Repl == I) {
1806     // If I was the result of a shortcut PRE, it might already be in the table
1807     // and the best replacement for itself. Nothing to do.
1808     return false;
1809   }
1810
1811   // Remove it!
1812   patchAndReplaceAllUsesWith(I, Repl);
1813   if (MD && Repl->getType()->isPtrOrPtrVectorTy())
1814     MD->invalidateCachedPointerInfo(Repl);
1815   markInstructionForDeletion(I);
1816   return true;
1817 }
1818
1819 /// runOnFunction - This is the main transformation entry point for a function.
1820 bool GVN::runImpl(Function &F, AssumptionCache &RunAC, DominatorTree &RunDT,
1821                   const TargetLibraryInfo &RunTLI, AAResults &RunAA,
1822                   MemoryDependenceResults *RunMD, LoopInfo *LI,
1823                   OptimizationRemarkEmitter *RunORE) {
1824   AC = &RunAC;
1825   DT = &RunDT;
1826   VN.setDomTree(DT);
1827   TLI = &RunTLI;
1828   VN.setAliasAnalysis(&RunAA);
1829   MD = RunMD;
1830   VN.setMemDep(MD);
1831   ORE = RunORE;
1832
1833   bool Changed = false;
1834   bool ShouldContinue = true;
1835
1836   // Merge unconditional branches, allowing PRE to catch more
1837   // optimization opportunities.
1838   for (Function::iterator FI = F.begin(), FE = F.end(); FI != FE; ) {
1839     BasicBlock *BB = &*FI++;
1840
1841     bool removedBlock = MergeBlockIntoPredecessor(BB, DT, LI, MD);
1842     if (removedBlock)
1843       ++NumGVNBlocks;
1844
1845     Changed |= removedBlock;
1846   }
1847
1848   unsigned Iteration = 0;
1849   while (ShouldContinue) {
1850     DEBUG(dbgs() << "GVN iteration: " << Iteration << "\n");
1851     ShouldContinue = iterateOnFunction(F);
1852     Changed |= ShouldContinue;
1853     ++Iteration;
1854   }
1855
1856   if (EnablePRE) {
1857     // Fabricate val-num for dead-code in order to suppress assertion in
1858     // performPRE().
1859     assignValNumForDeadCode();
1860     bool PREChanged = true;
1861     while (PREChanged) {
1862       PREChanged = performPRE(F);
1863       Changed |= PREChanged;
1864     }
1865   }
1866
1867   // FIXME: Should perform GVN again after PRE does something.  PRE can move
1868   // computations into blocks where they become fully redundant.  Note that
1869   // we can't do this until PRE's critical edge splitting updates memdep.
1870   // Actually, when this happens, we should just fully integrate PRE into GVN.
1871
1872   cleanupGlobalSets();
1873   // Do not cleanup DeadBlocks in cleanupGlobalSets() as it's called for each
1874   // iteration.
1875   DeadBlocks.clear();
1876
1877   return Changed;
1878 }
1879
1880 bool GVN::processBlock(BasicBlock *BB) {
1881   // FIXME: Kill off InstrsToErase by doing erasing eagerly in a helper function
1882   // (and incrementing BI before processing an instruction).
1883   assert(InstrsToErase.empty() &&
1884          "We expect InstrsToErase to be empty across iterations");
1885   if (DeadBlocks.count(BB))
1886     return false;
1887
1888   // Clearing map before every BB because it can be used only for single BB.
1889   ReplaceWithConstMap.clear();
1890   bool ChangedFunction = false;
1891
1892   for (BasicBlock::iterator BI = BB->begin(), BE = BB->end();
1893        BI != BE;) {
1894     if (!ReplaceWithConstMap.empty())
1895       ChangedFunction |= replaceOperandsWithConsts(&*BI);
1896     ChangedFunction |= processInstruction(&*BI);
1897
1898     if (InstrsToErase.empty()) {
1899       ++BI;
1900       continue;
1901     }
1902
1903     // If we need some instructions deleted, do it now.
1904     NumGVNInstr += InstrsToErase.size();
1905
1906     // Avoid iterator invalidation.
1907     bool AtStart = BI == BB->begin();
1908     if (!AtStart)
1909       --BI;
1910
1911     for (SmallVectorImpl<Instruction *>::iterator I = InstrsToErase.begin(),
1912          E = InstrsToErase.end(); I != E; ++I) {
1913       DEBUG(dbgs() << "GVN removed: " << **I << '\n');
1914       if (MD) MD->removeInstruction(*I);
1915       DEBUG(verifyRemoved(*I));
1916       (*I)->eraseFromParent();
1917     }
1918     InstrsToErase.clear();
1919
1920     if (AtStart)
1921       BI = BB->begin();
1922     else
1923       ++BI;
1924   }
1925
1926   return ChangedFunction;
1927 }
1928
1929 // Instantiate an expression in a predecessor that lacked it.
1930 bool GVN::performScalarPREInsertion(Instruction *Instr, BasicBlock *Pred,
1931                                     unsigned int ValNo) {
1932   // Because we are going top-down through the block, all value numbers
1933   // will be available in the predecessor by the time we need them.  Any
1934   // that weren't originally present will have been instantiated earlier
1935   // in this loop.
1936   bool success = true;
1937   for (unsigned i = 0, e = Instr->getNumOperands(); i != e; ++i) {
1938     Value *Op = Instr->getOperand(i);
1939     if (isa<Argument>(Op) || isa<Constant>(Op) || isa<GlobalValue>(Op))
1940       continue;
1941     // This could be a newly inserted instruction, in which case, we won't
1942     // find a value number, and should give up before we hurt ourselves.
1943     // FIXME: Rewrite the infrastructure to let it easier to value number
1944     // and process newly inserted instructions.
1945     if (!VN.exists(Op)) {
1946       success = false;
1947       break;
1948     }
1949     if (Value *V = findLeader(Pred, VN.lookup(Op))) {
1950       Instr->setOperand(i, V);
1951     } else {
1952       success = false;
1953       break;
1954     }
1955   }
1956
1957   // Fail out if we encounter an operand that is not available in
1958   // the PRE predecessor.  This is typically because of loads which
1959   // are not value numbered precisely.
1960   if (!success)
1961     return false;
1962
1963   Instr->insertBefore(Pred->getTerminator());
1964   Instr->setName(Instr->getName() + ".pre");
1965   Instr->setDebugLoc(Instr->getDebugLoc());
1966   VN.add(Instr, ValNo);
1967
1968   // Update the availability map to include the new instruction.
1969   addToLeaderTable(ValNo, Instr, Pred);
1970   return true;
1971 }
1972
1973 bool GVN::performScalarPRE(Instruction *CurInst) {
1974   if (isa<AllocaInst>(CurInst) || isa<TerminatorInst>(CurInst) ||
1975       isa<PHINode>(CurInst) || CurInst->getType()->isVoidTy() ||
1976       CurInst->mayReadFromMemory() || CurInst->mayHaveSideEffects() ||
1977       isa<DbgInfoIntrinsic>(CurInst))
1978     return false;
1979
1980   // Don't do PRE on compares. The PHI would prevent CodeGenPrepare from
1981   // sinking the compare again, and it would force the code generator to
1982   // move the i1 from processor flags or predicate registers into a general
1983   // purpose register.
1984   if (isa<CmpInst>(CurInst))
1985     return false;
1986
1987   // We don't currently value number ANY inline asm calls.
1988   if (CallInst *CallI = dyn_cast<CallInst>(CurInst))
1989     if (CallI->isInlineAsm())
1990       return false;
1991
1992   uint32_t ValNo = VN.lookup(CurInst);
1993
1994   // Look for the predecessors for PRE opportunities.  We're
1995   // only trying to solve the basic diamond case, where
1996   // a value is computed in the successor and one predecessor,
1997   // but not the other.  We also explicitly disallow cases
1998   // where the successor is its own predecessor, because they're
1999   // more complicated to get right.
2000   unsigned NumWith = 0;
2001   unsigned NumWithout = 0;
2002   BasicBlock *PREPred = nullptr;
2003   BasicBlock *CurrentBlock = CurInst->getParent();
2004
2005   SmallVector<std::pair<Value *, BasicBlock *>, 8> predMap;
2006   for (BasicBlock *P : predecessors(CurrentBlock)) {
2007     // We're not interested in PRE where the block is its
2008     // own predecessor, or in blocks with predecessors
2009     // that are not reachable.
2010     if (P == CurrentBlock) {
2011       NumWithout = 2;
2012       break;
2013     } else if (!DT->isReachableFromEntry(P)) {
2014       NumWithout = 2;
2015       break;
2016     }
2017
2018     Value *predV = findLeader(P, ValNo);
2019     if (!predV) {
2020       predMap.push_back(std::make_pair(static_cast<Value *>(nullptr), P));
2021       PREPred = P;
2022       ++NumWithout;
2023     } else if (predV == CurInst) {
2024       /* CurInst dominates this predecessor. */
2025       NumWithout = 2;
2026       break;
2027     } else {
2028       predMap.push_back(std::make_pair(predV, P));
2029       ++NumWith;
2030     }
2031   }
2032
2033   // Don't do PRE when it might increase code size, i.e. when
2034   // we would need to insert instructions in more than one pred.
2035   if (NumWithout > 1 || NumWith == 0)
2036     return false;
2037
2038   // We may have a case where all predecessors have the instruction,
2039   // and we just need to insert a phi node. Otherwise, perform
2040   // insertion.
2041   Instruction *PREInstr = nullptr;
2042
2043   if (NumWithout != 0) {
2044     // Don't do PRE across indirect branch.
2045     if (isa<IndirectBrInst>(PREPred->getTerminator()))
2046       return false;
2047
2048     // We can't do PRE safely on a critical edge, so instead we schedule
2049     // the edge to be split and perform the PRE the next time we iterate
2050     // on the function.
2051     unsigned SuccNum = GetSuccessorNumber(PREPred, CurrentBlock);
2052     if (isCriticalEdge(PREPred->getTerminator(), SuccNum)) {
2053       toSplit.push_back(std::make_pair(PREPred->getTerminator(), SuccNum));
2054       return false;
2055     }
2056     // We need to insert somewhere, so let's give it a shot
2057     PREInstr = CurInst->clone();
2058     if (!performScalarPREInsertion(PREInstr, PREPred, ValNo)) {
2059       // If we failed insertion, make sure we remove the instruction.
2060       DEBUG(verifyRemoved(PREInstr));
2061       PREInstr->deleteValue();
2062       return false;
2063     }
2064   }
2065
2066   // Either we should have filled in the PRE instruction, or we should
2067   // not have needed insertions.
2068   assert (PREInstr != nullptr || NumWithout == 0);
2069
2070   ++NumGVNPRE;
2071
2072   // Create a PHI to make the value available in this block.
2073   PHINode *Phi =
2074       PHINode::Create(CurInst->getType(), predMap.size(),
2075                       CurInst->getName() + ".pre-phi", &CurrentBlock->front());
2076   for (unsigned i = 0, e = predMap.size(); i != e; ++i) {
2077     if (Value *V = predMap[i].first)
2078       Phi->addIncoming(V, predMap[i].second);
2079     else
2080       Phi->addIncoming(PREInstr, PREPred);
2081   }
2082
2083   VN.add(Phi, ValNo);
2084   addToLeaderTable(ValNo, Phi, CurrentBlock);
2085   Phi->setDebugLoc(CurInst->getDebugLoc());
2086   CurInst->replaceAllUsesWith(Phi);
2087   if (MD && Phi->getType()->isPtrOrPtrVectorTy())
2088     MD->invalidateCachedPointerInfo(Phi);
2089   VN.erase(CurInst);
2090   removeFromLeaderTable(ValNo, CurInst, CurrentBlock);
2091
2092   DEBUG(dbgs() << "GVN PRE removed: " << *CurInst << '\n');
2093   if (MD)
2094     MD->removeInstruction(CurInst);
2095   DEBUG(verifyRemoved(CurInst));
2096   CurInst->eraseFromParent();
2097   ++NumGVNInstr;
2098
2099   return true;
2100 }
2101
2102 /// Perform a purely local form of PRE that looks for diamond
2103 /// control flow patterns and attempts to perform simple PRE at the join point.
2104 bool GVN::performPRE(Function &F) {
2105   bool Changed = false;
2106   for (BasicBlock *CurrentBlock : depth_first(&F.getEntryBlock())) {
2107     // Nothing to PRE in the entry block.
2108     if (CurrentBlock == &F.getEntryBlock())
2109       continue;
2110
2111     // Don't perform PRE on an EH pad.
2112     if (CurrentBlock->isEHPad())
2113       continue;
2114
2115     for (BasicBlock::iterator BI = CurrentBlock->begin(),
2116                               BE = CurrentBlock->end();
2117          BI != BE;) {
2118       Instruction *CurInst = &*BI++;
2119       Changed |= performScalarPRE(CurInst);
2120     }
2121   }
2122
2123   if (splitCriticalEdges())
2124     Changed = true;
2125
2126   return Changed;
2127 }
2128
2129 /// Split the critical edge connecting the given two blocks, and return
2130 /// the block inserted to the critical edge.
2131 BasicBlock *GVN::splitCriticalEdges(BasicBlock *Pred, BasicBlock *Succ) {
2132   BasicBlock *BB =
2133       SplitCriticalEdge(Pred, Succ, CriticalEdgeSplittingOptions(DT));
2134   if (MD)
2135     MD->invalidateCachedPredecessors();
2136   return BB;
2137 }
2138
2139 /// Split critical edges found during the previous
2140 /// iteration that may enable further optimization.
2141 bool GVN::splitCriticalEdges() {
2142   if (toSplit.empty())
2143     return false;
2144   do {
2145     std::pair<TerminatorInst*, unsigned> Edge = toSplit.pop_back_val();
2146     SplitCriticalEdge(Edge.first, Edge.second,
2147                       CriticalEdgeSplittingOptions(DT));
2148   } while (!toSplit.empty());
2149   if (MD) MD->invalidateCachedPredecessors();
2150   return true;
2151 }
2152
2153 /// Executes one iteration of GVN
2154 bool GVN::iterateOnFunction(Function &F) {
2155   cleanupGlobalSets();
2156
2157   // Top-down walk of the dominator tree
2158   bool Changed = false;
2159   // Needed for value numbering with phi construction to work.
2160   // RPOT walks the graph in its constructor and will not be invalidated during
2161   // processBlock.
2162   ReversePostOrderTraversal<Function *> RPOT(&F);
2163   for (BasicBlock *BB : RPOT)
2164     Changed |= processBlock(BB);
2165
2166   return Changed;
2167 }
2168
2169 void GVN::cleanupGlobalSets() {
2170   VN.clear();
2171   LeaderTable.clear();
2172   TableAllocator.Reset();
2173 }
2174
2175 /// Verify that the specified instruction does not occur in our
2176 /// internal data structures.
2177 void GVN::verifyRemoved(const Instruction *Inst) const {
2178   VN.verifyRemoved(Inst);
2179
2180   // Walk through the value number scope to make sure the instruction isn't
2181   // ferreted away in it.
2182   for (DenseMap<uint32_t, LeaderTableEntry>::const_iterator
2183        I = LeaderTable.begin(), E = LeaderTable.end(); I != E; ++I) {
2184     const LeaderTableEntry *Node = &I->second;
2185     assert(Node->Val != Inst && "Inst still in value numbering scope!");
2186
2187     while (Node->Next) {
2188       Node = Node->Next;
2189       assert(Node->Val != Inst && "Inst still in value numbering scope!");
2190     }
2191   }
2192 }
2193
2194 /// BB is declared dead, which implied other blocks become dead as well. This
2195 /// function is to add all these blocks to "DeadBlocks". For the dead blocks'
2196 /// live successors, update their phi nodes by replacing the operands
2197 /// corresponding to dead blocks with UndefVal.
2198 void GVN::addDeadBlock(BasicBlock *BB) {
2199   SmallVector<BasicBlock *, 4> NewDead;
2200   SmallSetVector<BasicBlock *, 4> DF;
2201
2202   NewDead.push_back(BB);
2203   while (!NewDead.empty()) {
2204     BasicBlock *D = NewDead.pop_back_val();
2205     if (DeadBlocks.count(D))
2206       continue;
2207
2208     // All blocks dominated by D are dead.
2209     SmallVector<BasicBlock *, 8> Dom;
2210     DT->getDescendants(D, Dom);
2211     DeadBlocks.insert(Dom.begin(), Dom.end());
2212
2213     // Figure out the dominance-frontier(D).
2214     for (BasicBlock *B : Dom) {
2215       for (BasicBlock *S : successors(B)) {
2216         if (DeadBlocks.count(S))
2217           continue;
2218
2219         bool AllPredDead = true;
2220         for (BasicBlock *P : predecessors(S))
2221           if (!DeadBlocks.count(P)) {
2222             AllPredDead = false;
2223             break;
2224           }
2225
2226         if (!AllPredDead) {
2227           // S could be proved dead later on. That is why we don't update phi
2228           // operands at this moment.
2229           DF.insert(S);
2230         } else {
2231           // While S is not dominated by D, it is dead by now. This could take
2232           // place if S already have a dead predecessor before D is declared
2233           // dead.
2234           NewDead.push_back(S);
2235         }
2236       }
2237     }
2238   }
2239
2240   // For the dead blocks' live successors, update their phi nodes by replacing
2241   // the operands corresponding to dead blocks with UndefVal.
2242   for(SmallSetVector<BasicBlock *, 4>::iterator I = DF.begin(), E = DF.end();
2243         I != E; I++) {
2244     BasicBlock *B = *I;
2245     if (DeadBlocks.count(B))
2246       continue;
2247
2248     SmallVector<BasicBlock *, 4> Preds(pred_begin(B), pred_end(B));
2249     for (BasicBlock *P : Preds) {
2250       if (!DeadBlocks.count(P))
2251         continue;
2252
2253       if (isCriticalEdge(P->getTerminator(), GetSuccessorNumber(P, B))) {
2254         if (BasicBlock *S = splitCriticalEdges(P, B))
2255           DeadBlocks.insert(P = S);
2256       }
2257
2258       for (BasicBlock::iterator II = B->begin(); isa<PHINode>(II); ++II) {
2259         PHINode &Phi = cast<PHINode>(*II);
2260         Phi.setIncomingValue(Phi.getBasicBlockIndex(P),
2261                              UndefValue::get(Phi.getType()));
2262       }
2263     }
2264   }
2265 }
2266
2267 // If the given branch is recognized as a foldable branch (i.e. conditional
2268 // branch with constant condition), it will perform following analyses and
2269 // transformation.
2270 //  1) If the dead out-coming edge is a critical-edge, split it. Let
2271 //     R be the target of the dead out-coming edge.
2272 //  1) Identify the set of dead blocks implied by the branch's dead outcoming
2273 //     edge. The result of this step will be {X| X is dominated by R}
2274 //  2) Identify those blocks which haves at least one dead predecessor. The
2275 //     result of this step will be dominance-frontier(R).
2276 //  3) Update the PHIs in DF(R) by replacing the operands corresponding to
2277 //     dead blocks with "UndefVal" in an hope these PHIs will optimized away.
2278 //
2279 // Return true iff *NEW* dead code are found.
2280 bool GVN::processFoldableCondBr(BranchInst *BI) {
2281   if (!BI || BI->isUnconditional())
2282     return false;
2283
2284   // If a branch has two identical successors, we cannot declare either dead.
2285   if (BI->getSuccessor(0) == BI->getSuccessor(1))
2286     return false;
2287
2288   ConstantInt *Cond = dyn_cast<ConstantInt>(BI->getCondition());
2289   if (!Cond)
2290     return false;
2291
2292   BasicBlock *DeadRoot =
2293       Cond->getZExtValue() ? BI->getSuccessor(1) : BI->getSuccessor(0);
2294   if (DeadBlocks.count(DeadRoot))
2295     return false;
2296
2297   if (!DeadRoot->getSinglePredecessor())
2298     DeadRoot = splitCriticalEdges(BI->getParent(), DeadRoot);
2299
2300   addDeadBlock(DeadRoot);
2301   return true;
2302 }
2303
2304 // performPRE() will trigger assert if it comes across an instruction without
2305 // associated val-num. As it normally has far more live instructions than dead
2306 // instructions, it makes more sense just to "fabricate" a val-number for the
2307 // dead code than checking if instruction involved is dead or not.
2308 void GVN::assignValNumForDeadCode() {
2309   for (BasicBlock *BB : DeadBlocks) {
2310     for (Instruction &Inst : *BB) {
2311       unsigned ValNum = VN.lookupOrAdd(&Inst);
2312       addToLeaderTable(ValNum, &Inst, BB);
2313     }
2314   }
2315 }
2316
2317 class llvm::gvn::GVNLegacyPass : public FunctionPass {
2318 public:
2319   static char ID; // Pass identification, replacement for typeid
2320   explicit GVNLegacyPass(bool NoLoads = false)
2321       : FunctionPass(ID), NoLoads(NoLoads) {
2322     initializeGVNLegacyPassPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
2323   }
2324
2325   bool runOnFunction(Function &F) override {
2326     if (skipFunction(F))
2327       return false;
2328
2329     auto *LIWP = getAnalysisIfAvailable<LoopInfoWrapperPass>();
2330
2331     return Impl.runImpl(
2332         F, getAnalysis<AssumptionCacheTracker>().getAssumptionCache(F),
2333         getAnalysis<DominatorTreeWrapperPass>().getDomTree(),
2334         getAnalysis<TargetLibraryInfoWrapperPass>().getTLI(),
2335         getAnalysis<AAResultsWrapperPass>().getAAResults(),
2336         NoLoads ? nullptr
2337                 : &getAnalysis<MemoryDependenceWrapperPass>().getMemDep(),
2338         LIWP ? &LIWP->getLoopInfo() : nullptr,
2339         &getAnalysis<OptimizationRemarkEmitterWrapperPass>().getORE());
2340   }
2341
2342   void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const override {
2343     AU.addRequired<AssumptionCacheTracker>();
2344     AU.addRequired<DominatorTreeWrapperPass>();
2345     AU.addRequired<TargetLibraryInfoWrapperPass>();
2346     if (!NoLoads)
2347       AU.addRequired<MemoryDependenceWrapperPass>();
2348     AU.addRequired<AAResultsWrapperPass>();
2349
2350     AU.addPreserved<DominatorTreeWrapperPass>();
2351     AU.addPreserved<GlobalsAAWrapperPass>();
2352     AU.addPreserved<TargetLibraryInfoWrapperPass>();
2353     AU.addRequired<OptimizationRemarkEmitterWrapperPass>();
2354   }
2355
2356 private:
2357   bool NoLoads;
2358   GVN Impl;
2359 };
2360
2361 char GVNLegacyPass::ID = 0;
2362
2363 // The public interface to this file...
2364 FunctionPass *llvm::createGVNPass(bool NoLoads) {
2365   return new GVNLegacyPass(NoLoads);
2366 }
2367
2368 INITIALIZE_PASS_BEGIN(GVNLegacyPass, "gvn", "Global Value Numbering", false, false)
2369 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(AssumptionCacheTracker)
2370 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(MemoryDependenceWrapperPass)
2371 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(DominatorTreeWrapperPass)
2372 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(TargetLibraryInfoWrapperPass)
2373 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(AAResultsWrapperPass)
2374 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(GlobalsAAWrapperPass)
2375 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(OptimizationRemarkEmitterWrapperPass)
2376 INITIALIZE_PASS_END(GVNLegacyPass, "gvn", "Global Value Numbering", false, false)