]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - contrib/llvm/lib/Transforms/Scalar/GVNHoist.cpp
Merge llvm, clang, compiler-rt, libc++, libunwind, lld, lldb and openmp
[FreeBSD/FreeBSD.git] / contrib / llvm / lib / Transforms / Scalar / GVNHoist.cpp
1 //===- GVNHoist.cpp - Hoist scalar and load expressions -------------------===//
2 //
3 // Part of the LLVM Project, under the Apache License v2.0 with LLVM Exceptions.
4 // See https://llvm.org/LICENSE.txt for license information.
5 // SPDX-License-Identifier: Apache-2.0 WITH LLVM-exception
6 //
7 //===----------------------------------------------------------------------===//
8 //
9 // This pass hoists expressions from branches to a common dominator. It uses
10 // GVN (global value numbering) to discover expressions computing the same
11 // values. The primary goals of code-hoisting are:
12 // 1. To reduce the code size.
13 // 2. In some cases reduce critical path (by exposing more ILP).
14 //
15 // The algorithm factors out the reachability of values such that multiple
16 // queries to find reachability of values are fast. This is based on finding the
17 // ANTIC points in the CFG which do not change during hoisting. The ANTIC points
18 // are basically the dominance-frontiers in the inverse graph. So we introduce a
19 // data structure (CHI nodes) to keep track of values flowing out of a basic
20 // block. We only do this for values with multiple occurrences in the function
21 // as they are the potential hoistable candidates. This approach allows us to
22 // hoist instructions to a basic block with more than two successors, as well as
23 // deal with infinite loops in a trivial way.
24 //
25 // Limitations: This pass does not hoist fully redundant expressions because
26 // they are already handled by GVN-PRE. It is advisable to run gvn-hoist before
27 // and after gvn-pre because gvn-pre creates opportunities for more instructions
28 // to be hoisted.
29 //
30 // Hoisting may affect the performance in some cases. To mitigate that, hoisting
31 // is disabled in the following cases.
32 // 1. Scalars across calls.
33 // 2. geps when corresponding load/store cannot be hoisted.
34 //===----------------------------------------------------------------------===//
35
36 #include "llvm/ADT/DenseMap.h"
37 #include "llvm/ADT/DenseSet.h"
38 #include "llvm/ADT/STLExtras.h"
39 #include "llvm/ADT/SmallPtrSet.h"
40 #include "llvm/ADT/SmallVector.h"
41 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
42 #include "llvm/ADT/iterator_range.h"
43 #include "llvm/Analysis/AliasAnalysis.h"
44 #include "llvm/Analysis/GlobalsModRef.h"
45 #include "llvm/Analysis/IteratedDominanceFrontier.h"
46 #include "llvm/Analysis/MemoryDependenceAnalysis.h"
47 #include "llvm/Analysis/MemorySSA.h"
48 #include "llvm/Analysis/MemorySSAUpdater.h"
49 #include "llvm/Analysis/PostDominators.h"
50 #include "llvm/Transforms/Utils/Local.h"
51 #include "llvm/Analysis/ValueTracking.h"
52 #include "llvm/IR/Argument.h"
53 #include "llvm/IR/BasicBlock.h"
54 #include "llvm/IR/CFG.h"
55 #include "llvm/IR/Constants.h"
56 #include "llvm/IR/Dominators.h"
57 #include "llvm/IR/Function.h"
58 #include "llvm/IR/InstrTypes.h"
59 #include "llvm/IR/Instruction.h"
60 #include "llvm/IR/Instructions.h"
61 #include "llvm/IR/IntrinsicInst.h"
62 #include "llvm/IR/Intrinsics.h"
63 #include "llvm/IR/LLVMContext.h"
64 #include "llvm/IR/PassManager.h"
65 #include "llvm/IR/Use.h"
66 #include "llvm/IR/User.h"
67 #include "llvm/IR/Value.h"
68 #include "llvm/Pass.h"
69 #include "llvm/Support/Casting.h"
70 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
71 #include "llvm/Support/Debug.h"
72 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
73 #include "llvm/Transforms/Scalar.h"
74 #include "llvm/Transforms/Scalar/GVN.h"
75 #include <algorithm>
76 #include <cassert>
77 #include <iterator>
78 #include <memory>
79 #include <utility>
80 #include <vector>
81
82 using namespace llvm;
83
84 #define DEBUG_TYPE "gvn-hoist"
85
86 STATISTIC(NumHoisted, "Number of instructions hoisted");
87 STATISTIC(NumRemoved, "Number of instructions removed");
88 STATISTIC(NumLoadsHoisted, "Number of loads hoisted");
89 STATISTIC(NumLoadsRemoved, "Number of loads removed");
90 STATISTIC(NumStoresHoisted, "Number of stores hoisted");
91 STATISTIC(NumStoresRemoved, "Number of stores removed");
92 STATISTIC(NumCallsHoisted, "Number of calls hoisted");
93 STATISTIC(NumCallsRemoved, "Number of calls removed");
94
95 static cl::opt<int>
96     MaxHoistedThreshold("gvn-max-hoisted", cl::Hidden, cl::init(-1),
97                         cl::desc("Max number of instructions to hoist "
98                                  "(default unlimited = -1)"));
99
100 static cl::opt<int> MaxNumberOfBBSInPath(
101     "gvn-hoist-max-bbs", cl::Hidden, cl::init(4),
102     cl::desc("Max number of basic blocks on the path between "
103              "hoisting locations (default = 4, unlimited = -1)"));
104
105 static cl::opt<int> MaxDepthInBB(
106     "gvn-hoist-max-depth", cl::Hidden, cl::init(100),
107     cl::desc("Hoist instructions from the beginning of the BB up to the "
108              "maximum specified depth (default = 100, unlimited = -1)"));
109
110 static cl::opt<int>
111     MaxChainLength("gvn-hoist-max-chain-length", cl::Hidden, cl::init(10),
112                    cl::desc("Maximum length of dependent chains to hoist "
113                             "(default = 10, unlimited = -1)"));
114
115 namespace llvm {
116
117 using BBSideEffectsSet = DenseMap<const BasicBlock *, bool>;
118 using SmallVecInsn = SmallVector<Instruction *, 4>;
119 using SmallVecImplInsn = SmallVectorImpl<Instruction *>;
120
121 // Each element of a hoisting list contains the basic block where to hoist and
122 // a list of instructions to be hoisted.
123 using HoistingPointInfo = std::pair<BasicBlock *, SmallVecInsn>;
124
125 using HoistingPointList = SmallVector<HoistingPointInfo, 4>;
126
127 // A map from a pair of VNs to all the instructions with those VNs.
128 using VNType = std::pair<unsigned, unsigned>;
129
130 using VNtoInsns = DenseMap<VNType, SmallVector<Instruction *, 4>>;
131
132 // CHI keeps information about values flowing out of a basic block.  It is
133 // similar to PHI but in the inverse graph, and used for outgoing values on each
134 // edge. For conciseness, it is computed only for instructions with multiple
135 // occurrences in the CFG because they are the only hoistable candidates.
136 //     A (CHI[{V, B, I1}, {V, C, I2}]
137 //  /     \
138 // /       \
139 // B(I1)  C (I2)
140 // The Value number for both I1 and I2 is V, the CHI node will save the
141 // instruction as well as the edge where the value is flowing to.
142 struct CHIArg {
143   VNType VN;
144
145   // Edge destination (shows the direction of flow), may not be where the I is.
146   BasicBlock *Dest;
147
148   // The instruction (VN) which uses the values flowing out of CHI.
149   Instruction *I;
150
151   bool operator==(const CHIArg &A) { return VN == A.VN; }
152   bool operator!=(const CHIArg &A) { return !(*this == A); }
153 };
154
155 using CHIIt = SmallVectorImpl<CHIArg>::iterator;
156 using CHIArgs = iterator_range<CHIIt>;
157 using OutValuesType = DenseMap<BasicBlock *, SmallVector<CHIArg, 2>>;
158 using InValuesType =
159     DenseMap<BasicBlock *, SmallVector<std::pair<VNType, Instruction *>, 2>>;
160
161 // An invalid value number Used when inserting a single value number into
162 // VNtoInsns.
163 enum : unsigned { InvalidVN = ~2U };
164
165 // Records all scalar instructions candidate for code hoisting.
166 class InsnInfo {
167   VNtoInsns VNtoScalars;
168
169 public:
170   // Inserts I and its value number in VNtoScalars.
171   void insert(Instruction *I, GVN::ValueTable &VN) {
172     // Scalar instruction.
173     unsigned V = VN.lookupOrAdd(I);
174     VNtoScalars[{V, InvalidVN}].push_back(I);
175   }
176
177   const VNtoInsns &getVNTable() const { return VNtoScalars; }
178 };
179
180 // Records all load instructions candidate for code hoisting.
181 class LoadInfo {
182   VNtoInsns VNtoLoads;
183
184 public:
185   // Insert Load and the value number of its memory address in VNtoLoads.
186   void insert(LoadInst *Load, GVN::ValueTable &VN) {
187     if (Load->isSimple()) {
188       unsigned V = VN.lookupOrAdd(Load->getPointerOperand());
189       VNtoLoads[{V, InvalidVN}].push_back(Load);
190     }
191   }
192
193   const VNtoInsns &getVNTable() const { return VNtoLoads; }
194 };
195
196 // Records all store instructions candidate for code hoisting.
197 class StoreInfo {
198   VNtoInsns VNtoStores;
199
200 public:
201   // Insert the Store and a hash number of the store address and the stored
202   // value in VNtoStores.
203   void insert(StoreInst *Store, GVN::ValueTable &VN) {
204     if (!Store->isSimple())
205       return;
206     // Hash the store address and the stored value.
207     Value *Ptr = Store->getPointerOperand();
208     Value *Val = Store->getValueOperand();
209     VNtoStores[{VN.lookupOrAdd(Ptr), VN.lookupOrAdd(Val)}].push_back(Store);
210   }
211
212   const VNtoInsns &getVNTable() const { return VNtoStores; }
213 };
214
215 // Records all call instructions candidate for code hoisting.
216 class CallInfo {
217   VNtoInsns VNtoCallsScalars;
218   VNtoInsns VNtoCallsLoads;
219   VNtoInsns VNtoCallsStores;
220
221 public:
222   // Insert Call and its value numbering in one of the VNtoCalls* containers.
223   void insert(CallInst *Call, GVN::ValueTable &VN) {
224     // A call that doesNotAccessMemory is handled as a Scalar,
225     // onlyReadsMemory will be handled as a Load instruction,
226     // all other calls will be handled as stores.
227     unsigned V = VN.lookupOrAdd(Call);
228     auto Entry = std::make_pair(V, InvalidVN);
229
230     if (Call->doesNotAccessMemory())
231       VNtoCallsScalars[Entry].push_back(Call);
232     else if (Call->onlyReadsMemory())
233       VNtoCallsLoads[Entry].push_back(Call);
234     else
235       VNtoCallsStores[Entry].push_back(Call);
236   }
237
238   const VNtoInsns &getScalarVNTable() const { return VNtoCallsScalars; }
239   const VNtoInsns &getLoadVNTable() const { return VNtoCallsLoads; }
240   const VNtoInsns &getStoreVNTable() const { return VNtoCallsStores; }
241 };
242
243 static void combineKnownMetadata(Instruction *ReplInst, Instruction *I) {
244   static const unsigned KnownIDs[] = {
245       LLVMContext::MD_tbaa,           LLVMContext::MD_alias_scope,
246       LLVMContext::MD_noalias,        LLVMContext::MD_range,
247       LLVMContext::MD_fpmath,         LLVMContext::MD_invariant_load,
248       LLVMContext::MD_invariant_group, LLVMContext::MD_access_group};
249   combineMetadata(ReplInst, I, KnownIDs, true);
250 }
251
252 // This pass hoists common computations across branches sharing common
253 // dominator. The primary goal is to reduce the code size, and in some
254 // cases reduce critical path (by exposing more ILP).
255 class GVNHoist {
256 public:
257   GVNHoist(DominatorTree *DT, PostDominatorTree *PDT, AliasAnalysis *AA,
258            MemoryDependenceResults *MD, MemorySSA *MSSA)
259       : DT(DT), PDT(PDT), AA(AA), MD(MD), MSSA(MSSA),
260         MSSAUpdater(llvm::make_unique<MemorySSAUpdater>(MSSA)) {}
261
262   bool run(Function &F) {
263     NumFuncArgs = F.arg_size();
264     VN.setDomTree(DT);
265     VN.setAliasAnalysis(AA);
266     VN.setMemDep(MD);
267     bool Res = false;
268     // Perform DFS Numbering of instructions.
269     unsigned BBI = 0;
270     for (const BasicBlock *BB : depth_first(&F.getEntryBlock())) {
271       DFSNumber[BB] = ++BBI;
272       unsigned I = 0;
273       for (auto &Inst : *BB)
274         DFSNumber[&Inst] = ++I;
275     }
276
277     int ChainLength = 0;
278
279     // FIXME: use lazy evaluation of VN to avoid the fix-point computation.
280     while (true) {
281       if (MaxChainLength != -1 && ++ChainLength >= MaxChainLength)
282         return Res;
283
284       auto HoistStat = hoistExpressions(F);
285       if (HoistStat.first + HoistStat.second == 0)
286         return Res;
287
288       if (HoistStat.second > 0)
289         // To address a limitation of the current GVN, we need to rerun the
290         // hoisting after we hoisted loads or stores in order to be able to
291         // hoist all scalars dependent on the hoisted ld/st.
292         VN.clear();
293
294       Res = true;
295     }
296
297     return Res;
298   }
299
300   // Copied from NewGVN.cpp
301   // This function provides global ranking of operations so that we can place
302   // them in a canonical order.  Note that rank alone is not necessarily enough
303   // for a complete ordering, as constants all have the same rank.  However,
304   // generally, we will simplify an operation with all constants so that it
305   // doesn't matter what order they appear in.
306   unsigned int rank(const Value *V) const {
307     // Prefer constants to undef to anything else
308     // Undef is a constant, have to check it first.
309     // Prefer smaller constants to constantexprs
310     if (isa<ConstantExpr>(V))
311       return 2;
312     if (isa<UndefValue>(V))
313       return 1;
314     if (isa<Constant>(V))
315       return 0;
316     else if (auto *A = dyn_cast<Argument>(V))
317       return 3 + A->getArgNo();
318
319     // Need to shift the instruction DFS by number of arguments + 3 to account
320     // for the constant and argument ranking above.
321     auto Result = DFSNumber.lookup(V);
322     if (Result > 0)
323       return 4 + NumFuncArgs + Result;
324     // Unreachable or something else, just return a really large number.
325     return ~0;
326   }
327
328 private:
329   GVN::ValueTable VN;
330   DominatorTree *DT;
331   PostDominatorTree *PDT;
332   AliasAnalysis *AA;
333   MemoryDependenceResults *MD;
334   MemorySSA *MSSA;
335   std::unique_ptr<MemorySSAUpdater> MSSAUpdater;
336   DenseMap<const Value *, unsigned> DFSNumber;
337   BBSideEffectsSet BBSideEffects;
338   DenseSet<const BasicBlock *> HoistBarrier;
339   SmallVector<BasicBlock *, 32> IDFBlocks;
340   unsigned NumFuncArgs;
341   const bool HoistingGeps = false;
342
343   enum InsKind { Unknown, Scalar, Load, Store };
344
345   // Return true when there are exception handling in BB.
346   bool hasEH(const BasicBlock *BB) {
347     auto It = BBSideEffects.find(BB);
348     if (It != BBSideEffects.end())
349       return It->second;
350
351     if (BB->isEHPad() || BB->hasAddressTaken()) {
352       BBSideEffects[BB] = true;
353       return true;
354     }
355
356     if (BB->getTerminator()->mayThrow()) {
357       BBSideEffects[BB] = true;
358       return true;
359     }
360
361     BBSideEffects[BB] = false;
362     return false;
363   }
364
365   // Return true when a successor of BB dominates A.
366   bool successorDominate(const BasicBlock *BB, const BasicBlock *A) {
367     for (const BasicBlock *Succ : successors(BB))
368       if (DT->dominates(Succ, A))
369         return true;
370
371     return false;
372   }
373
374   // Return true when I1 appears before I2 in the instructions of BB.
375   bool firstInBB(const Instruction *I1, const Instruction *I2) {
376     assert(I1->getParent() == I2->getParent());
377     unsigned I1DFS = DFSNumber.lookup(I1);
378     unsigned I2DFS = DFSNumber.lookup(I2);
379     assert(I1DFS && I2DFS);
380     return I1DFS < I2DFS;
381   }
382
383   // Return true when there are memory uses of Def in BB.
384   bool hasMemoryUse(const Instruction *NewPt, MemoryDef *Def,
385                     const BasicBlock *BB) {
386     const MemorySSA::AccessList *Acc = MSSA->getBlockAccesses(BB);
387     if (!Acc)
388       return false;
389
390     Instruction *OldPt = Def->getMemoryInst();
391     const BasicBlock *OldBB = OldPt->getParent();
392     const BasicBlock *NewBB = NewPt->getParent();
393     bool ReachedNewPt = false;
394
395     for (const MemoryAccess &MA : *Acc)
396       if (const MemoryUse *MU = dyn_cast<MemoryUse>(&MA)) {
397         Instruction *Insn = MU->getMemoryInst();
398
399         // Do not check whether MU aliases Def when MU occurs after OldPt.
400         if (BB == OldBB && firstInBB(OldPt, Insn))
401           break;
402
403         // Do not check whether MU aliases Def when MU occurs before NewPt.
404         if (BB == NewBB) {
405           if (!ReachedNewPt) {
406             if (firstInBB(Insn, NewPt))
407               continue;
408             ReachedNewPt = true;
409           }
410         }
411         if (MemorySSAUtil::defClobbersUseOrDef(Def, MU, *AA))
412           return true;
413       }
414
415     return false;
416   }
417
418   bool hasEHhelper(const BasicBlock *BB, const BasicBlock *SrcBB,
419                    int &NBBsOnAllPaths) {
420     // Stop walk once the limit is reached.
421     if (NBBsOnAllPaths == 0)
422       return true;
423
424     // Impossible to hoist with exceptions on the path.
425     if (hasEH(BB))
426       return true;
427
428     // No such instruction after HoistBarrier in a basic block was
429     // selected for hoisting so instructions selected within basic block with
430     // a hoist barrier can be hoisted.
431     if ((BB != SrcBB) && HoistBarrier.count(BB))
432       return true;
433
434     return false;
435   }
436
437   // Return true when there are exception handling or loads of memory Def
438   // between Def and NewPt.  This function is only called for stores: Def is
439   // the MemoryDef of the store to be hoisted.
440
441   // Decrement by 1 NBBsOnAllPaths for each block between HoistPt and BB, and
442   // return true when the counter NBBsOnAllPaths reaces 0, except when it is
443   // initialized to -1 which is unlimited.
444   bool hasEHOrLoadsOnPath(const Instruction *NewPt, MemoryDef *Def,
445                           int &NBBsOnAllPaths) {
446     const BasicBlock *NewBB = NewPt->getParent();
447     const BasicBlock *OldBB = Def->getBlock();
448     assert(DT->dominates(NewBB, OldBB) && "invalid path");
449     assert(DT->dominates(Def->getDefiningAccess()->getBlock(), NewBB) &&
450            "def does not dominate new hoisting point");
451
452     // Walk all basic blocks reachable in depth-first iteration on the inverse
453     // CFG from OldBB to NewBB. These blocks are all the blocks that may be
454     // executed between the execution of NewBB and OldBB. Hoisting an expression
455     // from OldBB into NewBB has to be safe on all execution paths.
456     for (auto I = idf_begin(OldBB), E = idf_end(OldBB); I != E;) {
457       const BasicBlock *BB = *I;
458       if (BB == NewBB) {
459         // Stop traversal when reaching HoistPt.
460         I.skipChildren();
461         continue;
462       }
463
464       if (hasEHhelper(BB, OldBB, NBBsOnAllPaths))
465         return true;
466
467       // Check that we do not move a store past loads.
468       if (hasMemoryUse(NewPt, Def, BB))
469         return true;
470
471       // -1 is unlimited number of blocks on all paths.
472       if (NBBsOnAllPaths != -1)
473         --NBBsOnAllPaths;
474
475       ++I;
476     }
477
478     return false;
479   }
480
481   // Return true when there are exception handling between HoistPt and BB.
482   // Decrement by 1 NBBsOnAllPaths for each block between HoistPt and BB, and
483   // return true when the counter NBBsOnAllPaths reaches 0, except when it is
484   // initialized to -1 which is unlimited.
485   bool hasEHOnPath(const BasicBlock *HoistPt, const BasicBlock *SrcBB,
486                    int &NBBsOnAllPaths) {
487     assert(DT->dominates(HoistPt, SrcBB) && "Invalid path");
488
489     // Walk all basic blocks reachable in depth-first iteration on
490     // the inverse CFG from BBInsn to NewHoistPt. These blocks are all the
491     // blocks that may be executed between the execution of NewHoistPt and
492     // BBInsn. Hoisting an expression from BBInsn into NewHoistPt has to be safe
493     // on all execution paths.
494     for (auto I = idf_begin(SrcBB), E = idf_end(SrcBB); I != E;) {
495       const BasicBlock *BB = *I;
496       if (BB == HoistPt) {
497         // Stop traversal when reaching NewHoistPt.
498         I.skipChildren();
499         continue;
500       }
501
502       if (hasEHhelper(BB, SrcBB, NBBsOnAllPaths))
503         return true;
504
505       // -1 is unlimited number of blocks on all paths.
506       if (NBBsOnAllPaths != -1)
507         --NBBsOnAllPaths;
508
509       ++I;
510     }
511
512     return false;
513   }
514
515   // Return true when it is safe to hoist a memory load or store U from OldPt
516   // to NewPt.
517   bool safeToHoistLdSt(const Instruction *NewPt, const Instruction *OldPt,
518                        MemoryUseOrDef *U, InsKind K, int &NBBsOnAllPaths) {
519     // In place hoisting is safe.
520     if (NewPt == OldPt)
521       return true;
522
523     const BasicBlock *NewBB = NewPt->getParent();
524     const BasicBlock *OldBB = OldPt->getParent();
525     const BasicBlock *UBB = U->getBlock();
526
527     // Check for dependences on the Memory SSA.
528     MemoryAccess *D = U->getDefiningAccess();
529     BasicBlock *DBB = D->getBlock();
530     if (DT->properlyDominates(NewBB, DBB))
531       // Cannot move the load or store to NewBB above its definition in DBB.
532       return false;
533
534     if (NewBB == DBB && !MSSA->isLiveOnEntryDef(D))
535       if (auto *UD = dyn_cast<MemoryUseOrDef>(D))
536         if (!firstInBB(UD->getMemoryInst(), NewPt))
537           // Cannot move the load or store to NewPt above its definition in D.
538           return false;
539
540     // Check for unsafe hoistings due to side effects.
541     if (K == InsKind::Store) {
542       if (hasEHOrLoadsOnPath(NewPt, dyn_cast<MemoryDef>(U), NBBsOnAllPaths))
543         return false;
544     } else if (hasEHOnPath(NewBB, OldBB, NBBsOnAllPaths))
545       return false;
546
547     if (UBB == NewBB) {
548       if (DT->properlyDominates(DBB, NewBB))
549         return true;
550       assert(UBB == DBB);
551       assert(MSSA->locallyDominates(D, U));
552     }
553
554     // No side effects: it is safe to hoist.
555     return true;
556   }
557
558   // Return true when it is safe to hoist scalar instructions from all blocks in
559   // WL to HoistBB.
560   bool safeToHoistScalar(const BasicBlock *HoistBB, const BasicBlock *BB,
561                          int &NBBsOnAllPaths) {
562     return !hasEHOnPath(HoistBB, BB, NBBsOnAllPaths);
563   }
564
565   // In the inverse CFG, the dominance frontier of basic block (BB) is the
566   // point where ANTIC needs to be computed for instructions which are going
567   // to be hoisted. Since this point does not change during gvn-hoist,
568   // we compute it only once (on demand).
569   // The ides is inspired from:
570   // "Partial Redundancy Elimination in SSA Form"
571   // ROBERT KENNEDY, SUN CHAN, SHIN-MING LIU, RAYMOND LO, PENG TU and FRED CHOW
572   // They use similar idea in the forward graph to find fully redundant and
573   // partially redundant expressions, here it is used in the inverse graph to
574   // find fully anticipable instructions at merge point (post-dominator in
575   // the inverse CFG).
576   // Returns the edge via which an instruction in BB will get the values from.
577
578   // Returns true when the values are flowing out to each edge.
579   bool valueAnticipable(CHIArgs C, Instruction *TI) const {
580     if (TI->getNumSuccessors() > (unsigned)size(C))
581       return false; // Not enough args in this CHI.
582
583     for (auto CHI : C) {
584       BasicBlock *Dest = CHI.Dest;
585       // Find if all the edges have values flowing out of BB.
586       bool Found = llvm::any_of(
587           successors(TI), [Dest](const BasicBlock *BB) { return BB == Dest; });
588       if (!Found)
589         return false;
590     }
591     return true;
592   }
593
594   // Check if it is safe to hoist values tracked by CHI in the range
595   // [Begin, End) and accumulate them in Safe.
596   void checkSafety(CHIArgs C, BasicBlock *BB, InsKind K,
597                    SmallVectorImpl<CHIArg> &Safe) {
598     int NumBBsOnAllPaths = MaxNumberOfBBSInPath;
599     for (auto CHI : C) {
600       Instruction *Insn = CHI.I;
601       if (!Insn) // No instruction was inserted in this CHI.
602         continue;
603       if (K == InsKind::Scalar) {
604         if (safeToHoistScalar(BB, Insn->getParent(), NumBBsOnAllPaths))
605           Safe.push_back(CHI);
606       } else {
607         MemoryUseOrDef *UD = MSSA->getMemoryAccess(Insn);
608         if (safeToHoistLdSt(BB->getTerminator(), Insn, UD, K, NumBBsOnAllPaths))
609           Safe.push_back(CHI);
610       }
611     }
612   }
613
614   using RenameStackType = DenseMap<VNType, SmallVector<Instruction *, 2>>;
615
616   // Push all the VNs corresponding to BB into RenameStack.
617   void fillRenameStack(BasicBlock *BB, InValuesType &ValueBBs,
618                        RenameStackType &RenameStack) {
619     auto it1 = ValueBBs.find(BB);
620     if (it1 != ValueBBs.end()) {
621       // Iterate in reverse order to keep lower ranked values on the top.
622       for (std::pair<VNType, Instruction *> &VI : reverse(it1->second)) {
623         // Get the value of instruction I
624         LLVM_DEBUG(dbgs() << "\nPushing on stack: " << *VI.second);
625         RenameStack[VI.first].push_back(VI.second);
626       }
627     }
628   }
629
630   void fillChiArgs(BasicBlock *BB, OutValuesType &CHIBBs,
631                    RenameStackType &RenameStack) {
632     // For each *predecessor* (because Post-DOM) of BB check if it has a CHI
633     for (auto Pred : predecessors(BB)) {
634       auto P = CHIBBs.find(Pred);
635       if (P == CHIBBs.end()) {
636         continue;
637       }
638       LLVM_DEBUG(dbgs() << "\nLooking at CHIs in: " << Pred->getName(););
639       // A CHI is found (BB -> Pred is an edge in the CFG)
640       // Pop the stack until Top(V) = Ve.
641       auto &VCHI = P->second;
642       for (auto It = VCHI.begin(), E = VCHI.end(); It != E;) {
643         CHIArg &C = *It;
644         if (!C.Dest) {
645           auto si = RenameStack.find(C.VN);
646           // The Basic Block where CHI is must dominate the value we want to
647           // track in a CHI. In the PDom walk, there can be values in the
648           // stack which are not control dependent e.g., nested loop.
649           if (si != RenameStack.end() && si->second.size() &&
650               DT->properlyDominates(Pred, si->second.back()->getParent())) {
651             C.Dest = BB;                     // Assign the edge
652             C.I = si->second.pop_back_val(); // Assign the argument
653             LLVM_DEBUG(dbgs()
654                        << "\nCHI Inserted in BB: " << C.Dest->getName() << *C.I
655                        << ", VN: " << C.VN.first << ", " << C.VN.second);
656           }
657           // Move to next CHI of a different value
658           It = std::find_if(It, VCHI.end(),
659                             [It](CHIArg &A) { return A != *It; });
660         } else
661           ++It;
662       }
663     }
664   }
665
666   // Walk the post-dominator tree top-down and use a stack for each value to
667   // store the last value you see. When you hit a CHI from a given edge, the
668   // value to use as the argument is at the top of the stack, add the value to
669   // CHI and pop.
670   void insertCHI(InValuesType &ValueBBs, OutValuesType &CHIBBs) {
671     auto Root = PDT->getNode(nullptr);
672     if (!Root)
673       return;
674     // Depth first walk on PDom tree to fill the CHIargs at each PDF.
675     RenameStackType RenameStack;
676     for (auto Node : depth_first(Root)) {
677       BasicBlock *BB = Node->getBlock();
678       if (!BB)
679         continue;
680
681       // Collect all values in BB and push to stack.
682       fillRenameStack(BB, ValueBBs, RenameStack);
683
684       // Fill outgoing values in each CHI corresponding to BB.
685       fillChiArgs(BB, CHIBBs, RenameStack);
686     }
687   }
688
689   // Walk all the CHI-nodes to find ones which have a empty-entry and remove
690   // them Then collect all the instructions which are safe to hoist and see if
691   // they form a list of anticipable values. OutValues contains CHIs
692   // corresponding to each basic block.
693   void findHoistableCandidates(OutValuesType &CHIBBs, InsKind K,
694                                HoistingPointList &HPL) {
695     auto cmpVN = [](const CHIArg &A, const CHIArg &B) { return A.VN < B.VN; };
696
697     // CHIArgs now have the outgoing values, so check for anticipability and
698     // accumulate hoistable candidates in HPL.
699     for (std::pair<BasicBlock *, SmallVector<CHIArg, 2>> &A : CHIBBs) {
700       BasicBlock *BB = A.first;
701       SmallVectorImpl<CHIArg> &CHIs = A.second;
702       // Vector of PHIs contains PHIs for different instructions.
703       // Sort the args according to their VNs, such that identical
704       // instructions are together.
705       llvm::stable_sort(CHIs, cmpVN);
706       auto TI = BB->getTerminator();
707       auto B = CHIs.begin();
708       // [PreIt, PHIIt) form a range of CHIs which have identical VNs.
709       auto PHIIt = std::find_if(CHIs.begin(), CHIs.end(),
710                                  [B](CHIArg &A) { return A != *B; });
711       auto PrevIt = CHIs.begin();
712       while (PrevIt != PHIIt) {
713         // Collect values which satisfy safety checks.
714         SmallVector<CHIArg, 2> Safe;
715         // We check for safety first because there might be multiple values in
716         // the same path, some of which are not safe to be hoisted, but overall
717         // each edge has at least one value which can be hoisted, making the
718         // value anticipable along that path.
719         checkSafety(make_range(PrevIt, PHIIt), BB, K, Safe);
720
721         // List of safe values should be anticipable at TI.
722         if (valueAnticipable(make_range(Safe.begin(), Safe.end()), TI)) {
723           HPL.push_back({BB, SmallVecInsn()});
724           SmallVecInsn &V = HPL.back().second;
725           for (auto B : Safe)
726             V.push_back(B.I);
727         }
728
729         // Check other VNs
730         PrevIt = PHIIt;
731         PHIIt = std::find_if(PrevIt, CHIs.end(),
732                              [PrevIt](CHIArg &A) { return A != *PrevIt; });
733       }
734     }
735   }
736
737   // Compute insertion points for each values which can be fully anticipated at
738   // a dominator. HPL contains all such values.
739   void computeInsertionPoints(const VNtoInsns &Map, HoistingPointList &HPL,
740                               InsKind K) {
741     // Sort VNs based on their rankings
742     std::vector<VNType> Ranks;
743     for (const auto &Entry : Map) {
744       Ranks.push_back(Entry.first);
745     }
746
747     // TODO: Remove fully-redundant expressions.
748     // Get instruction from the Map, assume that all the Instructions
749     // with same VNs have same rank (this is an approximation).
750     llvm::sort(Ranks, [this, &Map](const VNType &r1, const VNType &r2) {
751       return (rank(*Map.lookup(r1).begin()) < rank(*Map.lookup(r2).begin()));
752     });
753
754     // - Sort VNs according to their rank, and start with lowest ranked VN
755     // - Take a VN and for each instruction with same VN
756     //   - Find the dominance frontier in the inverse graph (PDF)
757     //   - Insert the chi-node at PDF
758     // - Remove the chi-nodes with missing entries
759     // - Remove values from CHI-nodes which do not truly flow out, e.g.,
760     //   modified along the path.
761     // - Collect the remaining values that are still anticipable
762     SmallVector<BasicBlock *, 2> IDFBlocks;
763     ReverseIDFCalculator IDFs(*PDT);
764     OutValuesType OutValue;
765     InValuesType InValue;
766     for (const auto &R : Ranks) {
767       const SmallVecInsn &V = Map.lookup(R);
768       if (V.size() < 2)
769         continue;
770       const VNType &VN = R;
771       SmallPtrSet<BasicBlock *, 2> VNBlocks;
772       for (auto &I : V) {
773         BasicBlock *BBI = I->getParent();
774         if (!hasEH(BBI))
775           VNBlocks.insert(BBI);
776       }
777       // Compute the Post Dominance Frontiers of each basic block
778       // The dominance frontier of a live block X in the reverse
779       // control graph is the set of blocks upon which X is control
780       // dependent. The following sequence computes the set of blocks
781       // which currently have dead terminators that are control
782       // dependence sources of a block which is in NewLiveBlocks.
783       IDFs.setDefiningBlocks(VNBlocks);
784       IDFBlocks.clear();
785       IDFs.calculate(IDFBlocks);
786
787       // Make a map of BB vs instructions to be hoisted.
788       for (unsigned i = 0; i < V.size(); ++i) {
789         InValue[V[i]->getParent()].push_back(std::make_pair(VN, V[i]));
790       }
791       // Insert empty CHI node for this VN. This is used to factor out
792       // basic blocks where the ANTIC can potentially change.
793       for (auto IDFB : IDFBlocks) {
794         for (unsigned i = 0; i < V.size(); ++i) {
795           CHIArg C = {VN, nullptr, nullptr};
796            // Ignore spurious PDFs.
797           if (DT->properlyDominates(IDFB, V[i]->getParent())) {
798             OutValue[IDFB].push_back(C);
799             LLVM_DEBUG(dbgs() << "\nInsertion a CHI for BB: " << IDFB->getName()
800                               << ", for Insn: " << *V[i]);
801           }
802         }
803       }
804     }
805
806     // Insert CHI args at each PDF to iterate on factored graph of
807     // control dependence.
808     insertCHI(InValue, OutValue);
809     // Using the CHI args inserted at each PDF, find fully anticipable values.
810     findHoistableCandidates(OutValue, K, HPL);
811   }
812
813   // Return true when all operands of Instr are available at insertion point
814   // HoistPt. When limiting the number of hoisted expressions, one could hoist
815   // a load without hoisting its access function. So before hoisting any
816   // expression, make sure that all its operands are available at insert point.
817   bool allOperandsAvailable(const Instruction *I,
818                             const BasicBlock *HoistPt) const {
819     for (const Use &Op : I->operands())
820       if (const auto *Inst = dyn_cast<Instruction>(&Op))
821         if (!DT->dominates(Inst->getParent(), HoistPt))
822           return false;
823
824     return true;
825   }
826
827   // Same as allOperandsAvailable with recursive check for GEP operands.
828   bool allGepOperandsAvailable(const Instruction *I,
829                                const BasicBlock *HoistPt) const {
830     for (const Use &Op : I->operands())
831       if (const auto *Inst = dyn_cast<Instruction>(&Op))
832         if (!DT->dominates(Inst->getParent(), HoistPt)) {
833           if (const GetElementPtrInst *GepOp =
834                   dyn_cast<GetElementPtrInst>(Inst)) {
835             if (!allGepOperandsAvailable(GepOp, HoistPt))
836               return false;
837             // Gep is available if all operands of GepOp are available.
838           } else {
839             // Gep is not available if it has operands other than GEPs that are
840             // defined in blocks not dominating HoistPt.
841             return false;
842           }
843         }
844     return true;
845   }
846
847   // Make all operands of the GEP available.
848   void makeGepsAvailable(Instruction *Repl, BasicBlock *HoistPt,
849                          const SmallVecInsn &InstructionsToHoist,
850                          Instruction *Gep) const {
851     assert(allGepOperandsAvailable(Gep, HoistPt) &&
852            "GEP operands not available");
853
854     Instruction *ClonedGep = Gep->clone();
855     for (unsigned i = 0, e = Gep->getNumOperands(); i != e; ++i)
856       if (Instruction *Op = dyn_cast<Instruction>(Gep->getOperand(i))) {
857         // Check whether the operand is already available.
858         if (DT->dominates(Op->getParent(), HoistPt))
859           continue;
860
861         // As a GEP can refer to other GEPs, recursively make all the operands
862         // of this GEP available at HoistPt.
863         if (GetElementPtrInst *GepOp = dyn_cast<GetElementPtrInst>(Op))
864           makeGepsAvailable(ClonedGep, HoistPt, InstructionsToHoist, GepOp);
865       }
866
867     // Copy Gep and replace its uses in Repl with ClonedGep.
868     ClonedGep->insertBefore(HoistPt->getTerminator());
869
870     // Conservatively discard any optimization hints, they may differ on the
871     // other paths.
872     ClonedGep->dropUnknownNonDebugMetadata();
873
874     // If we have optimization hints which agree with each other along different
875     // paths, preserve them.
876     for (const Instruction *OtherInst : InstructionsToHoist) {
877       const GetElementPtrInst *OtherGep;
878       if (auto *OtherLd = dyn_cast<LoadInst>(OtherInst))
879         OtherGep = cast<GetElementPtrInst>(OtherLd->getPointerOperand());
880       else
881         OtherGep = cast<GetElementPtrInst>(
882             cast<StoreInst>(OtherInst)->getPointerOperand());
883       ClonedGep->andIRFlags(OtherGep);
884     }
885
886     // Replace uses of Gep with ClonedGep in Repl.
887     Repl->replaceUsesOfWith(Gep, ClonedGep);
888   }
889
890   void updateAlignment(Instruction *I, Instruction *Repl) {
891     if (auto *ReplacementLoad = dyn_cast<LoadInst>(Repl)) {
892       ReplacementLoad->setAlignment(
893           std::min(ReplacementLoad->getAlignment(),
894                    cast<LoadInst>(I)->getAlignment()));
895       ++NumLoadsRemoved;
896     } else if (auto *ReplacementStore = dyn_cast<StoreInst>(Repl)) {
897       ReplacementStore->setAlignment(
898           std::min(ReplacementStore->getAlignment(),
899                    cast<StoreInst>(I)->getAlignment()));
900       ++NumStoresRemoved;
901     } else if (auto *ReplacementAlloca = dyn_cast<AllocaInst>(Repl)) {
902       ReplacementAlloca->setAlignment(
903           std::max(ReplacementAlloca->getAlignment(),
904                    cast<AllocaInst>(I)->getAlignment()));
905     } else if (isa<CallInst>(Repl)) {
906       ++NumCallsRemoved;
907     }
908   }
909
910   // Remove all the instructions in Candidates and replace their usage with Repl.
911   // Returns the number of instructions removed.
912   unsigned rauw(const SmallVecInsn &Candidates, Instruction *Repl,
913                 MemoryUseOrDef *NewMemAcc) {
914     unsigned NR = 0;
915     for (Instruction *I : Candidates) {
916       if (I != Repl) {
917         ++NR;
918         updateAlignment(I, Repl);
919         if (NewMemAcc) {
920           // Update the uses of the old MSSA access with NewMemAcc.
921           MemoryAccess *OldMA = MSSA->getMemoryAccess(I);
922           OldMA->replaceAllUsesWith(NewMemAcc);
923           MSSAUpdater->removeMemoryAccess(OldMA);
924         }
925
926         Repl->andIRFlags(I);
927         combineKnownMetadata(Repl, I);
928         I->replaceAllUsesWith(Repl);
929         // Also invalidate the Alias Analysis cache.
930         MD->removeInstruction(I);
931         I->eraseFromParent();
932       }
933     }
934     return NR;
935   }
936
937   // Replace all Memory PHI usage with NewMemAcc.
938   void raMPHIuw(MemoryUseOrDef *NewMemAcc) {
939     SmallPtrSet<MemoryPhi *, 4> UsePhis;
940     for (User *U : NewMemAcc->users())
941       if (MemoryPhi *Phi = dyn_cast<MemoryPhi>(U))
942         UsePhis.insert(Phi);
943
944     for (MemoryPhi *Phi : UsePhis) {
945       auto In = Phi->incoming_values();
946       if (llvm::all_of(In, [&](Use &U) { return U == NewMemAcc; })) {
947         Phi->replaceAllUsesWith(NewMemAcc);
948         MSSAUpdater->removeMemoryAccess(Phi);
949       }
950     }
951   }
952
953   // Remove all other instructions and replace them with Repl.
954   unsigned removeAndReplace(const SmallVecInsn &Candidates, Instruction *Repl,
955                             BasicBlock *DestBB, bool MoveAccess) {
956     MemoryUseOrDef *NewMemAcc = MSSA->getMemoryAccess(Repl);
957     if (MoveAccess && NewMemAcc) {
958         // The definition of this ld/st will not change: ld/st hoisting is
959         // legal when the ld/st is not moved past its current definition.
960         MSSAUpdater->moveToPlace(NewMemAcc, DestBB, MemorySSA::End);
961     }
962
963     // Replace all other instructions with Repl with memory access NewMemAcc.
964     unsigned NR = rauw(Candidates, Repl, NewMemAcc);
965
966     // Remove MemorySSA phi nodes with the same arguments.
967     if (NewMemAcc)
968       raMPHIuw(NewMemAcc);
969     return NR;
970   }
971
972   // In the case Repl is a load or a store, we make all their GEPs
973   // available: GEPs are not hoisted by default to avoid the address
974   // computations to be hoisted without the associated load or store.
975   bool makeGepOperandsAvailable(Instruction *Repl, BasicBlock *HoistPt,
976                                 const SmallVecInsn &InstructionsToHoist) const {
977     // Check whether the GEP of a ld/st can be synthesized at HoistPt.
978     GetElementPtrInst *Gep = nullptr;
979     Instruction *Val = nullptr;
980     if (auto *Ld = dyn_cast<LoadInst>(Repl)) {
981       Gep = dyn_cast<GetElementPtrInst>(Ld->getPointerOperand());
982     } else if (auto *St = dyn_cast<StoreInst>(Repl)) {
983       Gep = dyn_cast<GetElementPtrInst>(St->getPointerOperand());
984       Val = dyn_cast<Instruction>(St->getValueOperand());
985       // Check that the stored value is available.
986       if (Val) {
987         if (isa<GetElementPtrInst>(Val)) {
988           // Check whether we can compute the GEP at HoistPt.
989           if (!allGepOperandsAvailable(Val, HoistPt))
990             return false;
991         } else if (!DT->dominates(Val->getParent(), HoistPt))
992           return false;
993       }
994     }
995
996     // Check whether we can compute the Gep at HoistPt.
997     if (!Gep || !allGepOperandsAvailable(Gep, HoistPt))
998       return false;
999
1000     makeGepsAvailable(Repl, HoistPt, InstructionsToHoist, Gep);
1001
1002     if (Val && isa<GetElementPtrInst>(Val))
1003       makeGepsAvailable(Repl, HoistPt, InstructionsToHoist, Val);
1004
1005     return true;
1006   }
1007
1008   std::pair<unsigned, unsigned> hoist(HoistingPointList &HPL) {
1009     unsigned NI = 0, NL = 0, NS = 0, NC = 0, NR = 0;
1010     for (const HoistingPointInfo &HP : HPL) {
1011       // Find out whether we already have one of the instructions in HoistPt,
1012       // in which case we do not have to move it.
1013       BasicBlock *DestBB = HP.first;
1014       const SmallVecInsn &InstructionsToHoist = HP.second;
1015       Instruction *Repl = nullptr;
1016       for (Instruction *I : InstructionsToHoist)
1017         if (I->getParent() == DestBB)
1018           // If there are two instructions in HoistPt to be hoisted in place:
1019           // update Repl to be the first one, such that we can rename the uses
1020           // of the second based on the first.
1021           if (!Repl || firstInBB(I, Repl))
1022             Repl = I;
1023
1024       // Keep track of whether we moved the instruction so we know whether we
1025       // should move the MemoryAccess.
1026       bool MoveAccess = true;
1027       if (Repl) {
1028         // Repl is already in HoistPt: it remains in place.
1029         assert(allOperandsAvailable(Repl, DestBB) &&
1030                "instruction depends on operands that are not available");
1031         MoveAccess = false;
1032       } else {
1033         // When we do not find Repl in HoistPt, select the first in the list
1034         // and move it to HoistPt.
1035         Repl = InstructionsToHoist.front();
1036
1037         // We can move Repl in HoistPt only when all operands are available.
1038         // The order in which hoistings are done may influence the availability
1039         // of operands.
1040         if (!allOperandsAvailable(Repl, DestBB)) {
1041           // When HoistingGeps there is nothing more we can do to make the
1042           // operands available: just continue.
1043           if (HoistingGeps)
1044             continue;
1045
1046           // When not HoistingGeps we need to copy the GEPs.
1047           if (!makeGepOperandsAvailable(Repl, DestBB, InstructionsToHoist))
1048             continue;
1049         }
1050
1051         // Move the instruction at the end of HoistPt.
1052         Instruction *Last = DestBB->getTerminator();
1053         MD->removeInstruction(Repl);
1054         Repl->moveBefore(Last);
1055
1056         DFSNumber[Repl] = DFSNumber[Last]++;
1057       }
1058
1059       NR += removeAndReplace(InstructionsToHoist, Repl, DestBB, MoveAccess);
1060
1061       if (isa<LoadInst>(Repl))
1062         ++NL;
1063       else if (isa<StoreInst>(Repl))
1064         ++NS;
1065       else if (isa<CallInst>(Repl))
1066         ++NC;
1067       else // Scalar
1068         ++NI;
1069     }
1070
1071     NumHoisted += NL + NS + NC + NI;
1072     NumRemoved += NR;
1073     NumLoadsHoisted += NL;
1074     NumStoresHoisted += NS;
1075     NumCallsHoisted += NC;
1076     return {NI, NL + NC + NS};
1077   }
1078
1079   // Hoist all expressions. Returns Number of scalars hoisted
1080   // and number of non-scalars hoisted.
1081   std::pair<unsigned, unsigned> hoistExpressions(Function &F) {
1082     InsnInfo II;
1083     LoadInfo LI;
1084     StoreInfo SI;
1085     CallInfo CI;
1086     for (BasicBlock *BB : depth_first(&F.getEntryBlock())) {
1087       int InstructionNb = 0;
1088       for (Instruction &I1 : *BB) {
1089         // If I1 cannot guarantee progress, subsequent instructions
1090         // in BB cannot be hoisted anyways.
1091         if (!isGuaranteedToTransferExecutionToSuccessor(&I1)) {
1092           HoistBarrier.insert(BB);
1093           break;
1094         }
1095         // Only hoist the first instructions in BB up to MaxDepthInBB. Hoisting
1096         // deeper may increase the register pressure and compilation time.
1097         if (MaxDepthInBB != -1 && InstructionNb++ >= MaxDepthInBB)
1098           break;
1099
1100         // Do not value number terminator instructions.
1101         if (I1.isTerminator())
1102           break;
1103
1104         if (auto *Load = dyn_cast<LoadInst>(&I1))
1105           LI.insert(Load, VN);
1106         else if (auto *Store = dyn_cast<StoreInst>(&I1))
1107           SI.insert(Store, VN);
1108         else if (auto *Call = dyn_cast<CallInst>(&I1)) {
1109           if (auto *Intr = dyn_cast<IntrinsicInst>(Call)) {
1110             if (isa<DbgInfoIntrinsic>(Intr) ||
1111                 Intr->getIntrinsicID() == Intrinsic::assume ||
1112                 Intr->getIntrinsicID() == Intrinsic::sideeffect)
1113               continue;
1114           }
1115           if (Call->mayHaveSideEffects())
1116             break;
1117
1118           if (Call->isConvergent())
1119             break;
1120
1121           CI.insert(Call, VN);
1122         } else if (HoistingGeps || !isa<GetElementPtrInst>(&I1))
1123           // Do not hoist scalars past calls that may write to memory because
1124           // that could result in spills later. geps are handled separately.
1125           // TODO: We can relax this for targets like AArch64 as they have more
1126           // registers than X86.
1127           II.insert(&I1, VN);
1128       }
1129     }
1130
1131     HoistingPointList HPL;
1132     computeInsertionPoints(II.getVNTable(), HPL, InsKind::Scalar);
1133     computeInsertionPoints(LI.getVNTable(), HPL, InsKind::Load);
1134     computeInsertionPoints(SI.getVNTable(), HPL, InsKind::Store);
1135     computeInsertionPoints(CI.getScalarVNTable(), HPL, InsKind::Scalar);
1136     computeInsertionPoints(CI.getLoadVNTable(), HPL, InsKind::Load);
1137     computeInsertionPoints(CI.getStoreVNTable(), HPL, InsKind::Store);
1138     return hoist(HPL);
1139   }
1140 };
1141
1142 class GVNHoistLegacyPass : public FunctionPass {
1143 public:
1144   static char ID;
1145
1146   GVNHoistLegacyPass() : FunctionPass(ID) {
1147     initializeGVNHoistLegacyPassPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
1148   }
1149
1150   bool runOnFunction(Function &F) override {
1151     if (skipFunction(F))
1152       return false;
1153     auto &DT = getAnalysis<DominatorTreeWrapperPass>().getDomTree();
1154     auto &PDT = getAnalysis<PostDominatorTreeWrapperPass>().getPostDomTree();
1155     auto &AA = getAnalysis<AAResultsWrapperPass>().getAAResults();
1156     auto &MD = getAnalysis<MemoryDependenceWrapperPass>().getMemDep();
1157     auto &MSSA = getAnalysis<MemorySSAWrapperPass>().getMSSA();
1158
1159     GVNHoist G(&DT, &PDT, &AA, &MD, &MSSA);
1160     return G.run(F);
1161   }
1162
1163   void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const override {
1164     AU.addRequired<DominatorTreeWrapperPass>();
1165     AU.addRequired<PostDominatorTreeWrapperPass>();
1166     AU.addRequired<AAResultsWrapperPass>();
1167     AU.addRequired<MemoryDependenceWrapperPass>();
1168     AU.addRequired<MemorySSAWrapperPass>();
1169     AU.addPreserved<DominatorTreeWrapperPass>();
1170     AU.addPreserved<MemorySSAWrapperPass>();
1171     AU.addPreserved<GlobalsAAWrapperPass>();
1172   }
1173 };
1174
1175 } // end namespace llvm
1176
1177 PreservedAnalyses GVNHoistPass::run(Function &F, FunctionAnalysisManager &AM) {
1178   DominatorTree &DT = AM.getResult<DominatorTreeAnalysis>(F);
1179   PostDominatorTree &PDT = AM.getResult<PostDominatorTreeAnalysis>(F);
1180   AliasAnalysis &AA = AM.getResult<AAManager>(F);
1181   MemoryDependenceResults &MD = AM.getResult<MemoryDependenceAnalysis>(F);
1182   MemorySSA &MSSA = AM.getResult<MemorySSAAnalysis>(F).getMSSA();
1183   GVNHoist G(&DT, &PDT, &AA, &MD, &MSSA);
1184   if (!G.run(F))
1185     return PreservedAnalyses::all();
1186
1187   PreservedAnalyses PA;
1188   PA.preserve<DominatorTreeAnalysis>();
1189   PA.preserve<MemorySSAAnalysis>();
1190   PA.preserve<GlobalsAA>();
1191   return PA;
1192 }
1193
1194 char GVNHoistLegacyPass::ID = 0;
1195
1196 INITIALIZE_PASS_BEGIN(GVNHoistLegacyPass, "gvn-hoist",
1197                       "Early GVN Hoisting of Expressions", false, false)
1198 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(MemoryDependenceWrapperPass)
1199 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(MemorySSAWrapperPass)
1200 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(DominatorTreeWrapperPass)
1201 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(PostDominatorTreeWrapperPass)
1202 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(AAResultsWrapperPass)
1203 INITIALIZE_PASS_END(GVNHoistLegacyPass, "gvn-hoist",
1204                     "Early GVN Hoisting of Expressions", false, false)
1205
1206 FunctionPass *llvm::createGVNHoistPass() { return new GVNHoistLegacyPass(); }