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 //===----------------------------------------------------------------------===//
  14
  15 #define DEBUG_TYPE "gvn"
  16
  17 #include "llvm/Transforms/Scalar.h"
  18 #include "llvm/BasicBlock.h"
  19 #include "llvm/Constants.h"
  20 #include "llvm/DerivedTypes.h"
  21 #include "llvm/Function.h"
  22 #include "llvm/IntrinsicInst.h"
  23 #include "llvm/Instructions.h"
  24 #include "llvm/ParameterAttributes.h"
  25 #include "llvm/Value.h"
  26 #include "llvm/ADT/BitVector.h"
  27 #include "llvm/ADT/DenseMap.h"
  28 #include "llvm/ADT/DepthFirstIterator.h"
  29 #include "llvm/ADT/SmallPtrSet.h"
  30 #include "llvm/ADT/SmallVector.h"
  31 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
  32 #include "llvm/Analysis/Dominators.h"
  33 #include "llvm/Analysis/AliasAnalysis.h"
  34 #include "llvm/Analysis/MemoryDependenceAnalysis.h"
  35 #include "llvm/Support/CFG.h"
  36 #include "llvm/Support/Compiler.h"
  37 #include "llvm/Target/TargetData.h"
  38 using namespace llvm;
  39
  40 //===----------------------------------------------------------------------===//
  41 //                         ValueTable Class
  42 //===----------------------------------------------------------------------===//
  43
  44 /// This class holds the mapping between values and value numbers.  It is used
  45 /// as an efficient mechanism to determine the expression-wise equivalence of
  46 /// two values.
  47 namespace {
  48   struct VISIBILITY_HIDDEN Expression {
  49     enum ExpressionOpcode { ADD, SUB, MUL, UDIV, SDIV, FDIV, UREM, SREM,
  50                             FREM, SHL, LSHR, ASHR, AND, OR, XOR, ICMPEQ,
  51                             ICMPNE, ICMPUGT, ICMPUGE, ICMPULT, ICMPULE,
  52                             ICMPSGT, ICMPSGE, ICMPSLT, ICMPSLE, FCMPOEQ,
  53                             FCMPOGT, FCMPOGE, FCMPOLT, FCMPOLE, FCMPONE,
  54                             FCMPORD, FCMPUNO, FCMPUEQ, FCMPUGT, FCMPUGE,
  55                             FCMPULT, FCMPULE, FCMPUNE, EXTRACT, INSERT,
  56                             SHUFFLE, SELECT, TRUNC, ZEXT, SEXT, FPTOUI,
  57                             FPTOSI, UITOFP, SITOFP, FPTRUNC, FPEXT,
  58                             PTRTOINT, INTTOPTR, BITCAST, GEP, CALL, EMPTY,
  59                             TOMBSTONE };
  60
  61     ExpressionOpcode opcode;
  62     const Type* type;
  63     uint32_t firstVN;
  64     uint32_t secondVN;
  65     uint32_t thirdVN;
  66     SmallVector<uint32_t, 4> varargs;
  67     Value* function;
  68
  69     Expression() { }
  70     Expression(ExpressionOpcode o) : opcode(o) { }
  71
  72     bool operator==(const Expression &other) const {
  73       if (opcode != other.opcode)
  74         return false;
  75       else if (opcode == EMPTY || opcode == TOMBSTONE)
  76         return true;
  77       else if (type != other.type)
  78         return false;
  79       else if (function != other.function)
  80         return false;
  81       else if (firstVN != other.firstVN)
  82         return false;
  83       else if (secondVN != other.secondVN)
  84         return false;
  85       else if (thirdVN != other.thirdVN)
  86         return false;
  87       else {
  88         if (varargs.size() != other.varargs.size())
  89           return false;
  90
  91         for (size_t i = 0; i < varargs.size(); ++i)
  92           if (varargs[i] != other.varargs[i])
  93             return false;
  94
  95         return true;
  96       }
  97     }
  98
  99     bool operator!=(const Expression &other) const {
 100       if (opcode != other.opcode)
 101         return true;
 102       else if (opcode == EMPTY || opcode == TOMBSTONE)
 103         return false;
 104       else if (type != other.type)
 105         return true;
 106       else if (function != other.function)
 107         return true;
 108       else if (firstVN != other.firstVN)
 109         return true;
 110       else if (secondVN != other.secondVN)
 111         return true;
 112       else if (thirdVN != other.thirdVN)
 113         return true;
 114       else {
 115         if (varargs.size() != other.varargs.size())
 116           return true;
 117
 118         for (size_t i = 0; i < varargs.size(); ++i)
 119           if (varargs[i] != other.varargs[i])
 120             return true;
 121
 122           return false;
 123       }
 124     }
 125   };
 126
 127   class VISIBILITY_HIDDEN ValueTable {
 128     private:
 129       DenseMap<Value*, uint32_t> valueNumbering;
 130       DenseMap<Expression, uint32_t> expressionNumbering;
 131       AliasAnalysis* AA;
 132
 133       uint32_t nextValueNumber;
 134
 135       Expression::ExpressionOpcode getOpcode(BinaryOperator* BO);
 136       Expression::ExpressionOpcode getOpcode(CmpInst* C);
 137       Expression::ExpressionOpcode getOpcode(CastInst* C);
 138       Expression create_expression(BinaryOperator* BO);
 139       Expression create_expression(CmpInst* C);
 140       Expression create_expression(ShuffleVectorInst* V);
 141       Expression create_expression(ExtractElementInst* C);
 142       Expression create_expression(InsertElementInst* V);
 143       Expression create_expression(SelectInst* V);
 144       Expression create_expression(CastInst* C);
 145       Expression create_expression(GetElementPtrInst* G);
 146       Expression create_expression(CallInst* C);
 147     public:
 148       ValueTable() : nextValueNumber(1) { }
 149       uint32_t lookup_or_add(Value* V);
 150       uint32_t lookup(Value* V) const;
 151       void add(Value* V, uint32_t num);
 152       void clear();
 153       void erase(Value* v);
 154       unsigned size();
 155       void setAliasAnalysis(AliasAnalysis* A) { AA = A; }
 156       uint32_t hash_operand(Value* v);
 157   };
 158 }
 159
 160 namespace llvm {
 161 template <> struct DenseMapInfo<Expression> {
 162   static inline Expression getEmptyKey() {
 163     return Expression(Expression::EMPTY);
 164   }
 165
 166   static inline Expression getTombstoneKey() {
 167     return Expression(Expression::TOMBSTONE);
 168   }
 169
 170   static unsigned getHashValue(const Expression e) {
 171     unsigned hash = e.opcode;
 172
 173     hash = e.firstVN + hash * 37;
 174     hash = e.secondVN + hash * 37;
 175     hash = e.thirdVN + hash * 37;
 176
 177     hash = ((unsigned)((uintptr_t)e.type >> 4) ^
 178             (unsigned)((uintptr_t)e.type >> 9)) +
 179            hash * 37;
 180
 181     for (SmallVector<uint32_t, 4>::const_iterator I = e.varargs.begin(),
 182          E = e.varargs.end(); I != E; ++I)
 183       hash = *I + hash * 37;
 184
 185     hash = ((unsigned)((uintptr_t)e.function >> 4) ^
 186             (unsigned)((uintptr_t)e.function >> 9)) +
 187            hash * 37;
 188
 189     return hash;
 190   }
 191   static bool isEqual(const Expression &LHS, const Expression &RHS) {
 192     return LHS == RHS;
 193   }
 194   static bool isPod() { return true; }
 195 };
 196 }
 197
 198 //===----------------------------------------------------------------------===//
 199 //                     ValueTable Internal Functions
 200 //===----------------------------------------------------------------------===//
 201 Expression::ExpressionOpcode ValueTable::getOpcode(BinaryOperator* BO) {
 202   switch(BO->getOpcode()) {
 203   default: // THIS SHOULD NEVER HAPPEN
 204     assert(0 && "Binary operator with unknown opcode?");
 205   case Instruction::Add:  return Expression::ADD;
 206   case Instruction::Sub:  return Expression::SUB;
 207   case Instruction::Mul:  return Expression::MUL;
 208   case Instruction::UDiv: return Expression::UDIV;
 209   case Instruction::SDiv: return Expression::SDIV;
 210   case Instruction::FDiv: return Expression::FDIV;
 211   case Instruction::URem: return Expression::UREM;
 212   case Instruction::SRem: return Expression::SREM;
 213   case Instruction::FRem: return Expression::FREM;
 214   case Instruction::Shl:  return Expression::SHL;
 215   case Instruction::LShr: return Expression::LSHR;
 216   case Instruction::AShr: return Expression::ASHR;
 217   case Instruction::And:  return Expression::AND;
 218   case Instruction::Or:   return Expression::OR;
 219   case Instruction::Xor:  return Expression::XOR;
 220   }
 221 }
 222
 223 Expression::ExpressionOpcode ValueTable::getOpcode(CmpInst* C) {
 224   if (isa<ICmpInst>(C)) {
 225     switch (C->getPredicate()) {
 226     default:  // THIS SHOULD NEVER HAPPEN
 227       assert(0 && "Comparison with unknown predicate?");
 228     case ICmpInst::ICMP_EQ:  return Expression::ICMPEQ;
 229     case ICmpInst::ICMP_NE:  return Expression::ICMPNE;
 230     case ICmpInst::ICMP_UGT: return Expression::ICMPUGT;
 231     case ICmpInst::ICMP_UGE: return Expression::ICMPUGE;
 232     case ICmpInst::ICMP_ULT: return Expression::ICMPULT;
 233     case ICmpInst::ICMP_ULE: return Expression::ICMPULE;
 234     case ICmpInst::ICMP_SGT: return Expression::ICMPSGT;
 235     case ICmpInst::ICMP_SGE: return Expression::ICMPSGE;
 236     case ICmpInst::ICMP_SLT: return Expression::ICMPSLT;
 237     case ICmpInst::ICMP_SLE: return Expression::ICMPSLE;
 238     }
 239   }
 240   assert(isa<FCmpInst>(C) && "Unknown compare");
 241   switch (C->getPredicate()) {
 242   default: // THIS SHOULD NEVER HAPPEN
 243     assert(0 && "Comparison with unknown predicate?");
 244   case FCmpInst::FCMP_OEQ: return Expression::FCMPOEQ;
 245   case FCmpInst::FCMP_OGT: return Expression::FCMPOGT;
 246   case FCmpInst::FCMP_OGE: return Expression::FCMPOGE;
 247   case FCmpInst::FCMP_OLT: return Expression::FCMPOLT;
 248   case FCmpInst::FCMP_OLE: return Expression::FCMPOLE;
 249   case FCmpInst::FCMP_ONE: return Expression::FCMPONE;
 250   case FCmpInst::FCMP_ORD: return Expression::FCMPORD;
 251   case FCmpInst::FCMP_UNO: return Expression::FCMPUNO;
 252   case FCmpInst::FCMP_UEQ: return Expression::FCMPUEQ;
 253   case FCmpInst::FCMP_UGT: return Expression::FCMPUGT;
 254   case FCmpInst::FCMP_UGE: return Expression::FCMPUGE;
 255   case FCmpInst::FCMP_ULT: return Expression::FCMPULT;
 256   case FCmpInst::FCMP_ULE: return Expression::FCMPULE;
 257   case FCmpInst::FCMP_UNE: return Expression::FCMPUNE;
 258   }
 259 }
 260
 261 Expression::ExpressionOpcode ValueTable::getOpcode(CastInst* C) {
 262   switch(C->getOpcode()) {
 263   default: // THIS SHOULD NEVER HAPPEN
 264     assert(0 && "Cast operator with unknown opcode?");
 265   case Instruction::Trunc:    return Expression::TRUNC;
 266   case Instruction::ZExt:     return Expression::ZEXT;
 267   case Instruction::SExt:     return Expression::SEXT;
 268   case Instruction::FPToUI:   return Expression::FPTOUI;
 269   case Instruction::FPToSI:   return Expression::FPTOSI;
 270   case Instruction::UIToFP:   return Expression::UITOFP;
 271   case Instruction::SIToFP:   return Expression::SITOFP;
 272   case Instruction::FPTrunc:  return Expression::FPTRUNC;
 273   case Instruction::FPExt:    return Expression::FPEXT;
 274   case Instruction::PtrToInt: return Expression::PTRTOINT;
 275   case Instruction::IntToPtr: return Expression::INTTOPTR;
 276   case Instruction::BitCast:  return Expression::BITCAST;
 277   }
 278 }
 279
 280 uint32_t ValueTable::hash_operand(Value* v) {
 281   if (CallInst* CI = dyn_cast<CallInst>(v))
 282     if (!AA->doesNotAccessMemory(CI))
 283       return nextValueNumber++;
 284
 285   return lookup_or_add(v);
 286 }
 287
 288 Expression ValueTable::create_expression(CallInst* C) {
 289   Expression e;
 290
 291   e.type = C->getType();
 292   e.firstVN = 0;
 293   e.secondVN = 0;
 294   e.thirdVN = 0;
 295   e.function = C->getCalledFunction();
 296   e.opcode = Expression::CALL;
 297
 298   for (CallInst::op_iterator I = C->op_begin()+1, E = C->op_end();
 299        I != E; ++I)
 300     e.varargs.push_back(hash_operand(*I));
 301
 302   return e;
 303 }
 304
 305 Expression ValueTable::create_expression(BinaryOperator* BO) {
 306   Expression e;
 307
 308   e.firstVN = hash_operand(BO->getOperand(0));
 309   e.secondVN = hash_operand(BO->getOperand(1));
 310   e.thirdVN = 0;
 311   e.function = 0;
 312   e.type = BO->getType();
 313   e.opcode = getOpcode(BO);
 314
 315   return e;
 316 }
 317
 318 Expression ValueTable::create_expression(CmpInst* C) {
 319   Expression e;
 320
 321   e.firstVN = hash_operand(C->getOperand(0));
 322   e.secondVN = hash_operand(C->getOperand(1));
 323   e.thirdVN = 0;
 324   e.function = 0;
 325   e.type = C->getType();
 326   e.opcode = getOpcode(C);
 327
 328   return e;
 329 }
 330
 331 Expression ValueTable::create_expression(CastInst* C) {
 332   Expression e;
 333
 334   e.firstVN = hash_operand(C->getOperand(0));
 335   e.secondVN = 0;
 336   e.thirdVN = 0;
 337   e.function = 0;
 338   e.type = C->getType();
 339   e.opcode = getOpcode(C);
 340
 341   return e;
 342 }
 343
 344 Expression ValueTable::create_expression(ShuffleVectorInst* S) {
 345   Expression e;
 346
 347   e.firstVN = hash_operand(S->getOperand(0));
 348   e.secondVN = hash_operand(S->getOperand(1));
 349   e.thirdVN = hash_operand(S->getOperand(2));
 350   e.function = 0;
 351   e.type = S->getType();
 352   e.opcode = Expression::SHUFFLE;
 353
 354   return e;
 355 }
 356
 357 Expression ValueTable::create_expression(ExtractElementInst* E) {
 358   Expression e;
 359
 360   e.firstVN = hash_operand(E->getOperand(0));
 361   e.secondVN = hash_operand(E->getOperand(1));
 362   e.thirdVN = 0;
 363   e.function = 0;
 364   e.type = E->getType();
 365   e.opcode = Expression::EXTRACT;
 366
 367   return e;
 368 }
 369
 370 Expression ValueTable::create_expression(InsertElementInst* I) {
 371   Expression e;
 372
 373   e.firstVN = hash_operand(I->getOperand(0));
 374   e.secondVN = hash_operand(I->getOperand(1));
 375   e.thirdVN = hash_operand(I->getOperand(2));
 376   e.function = 0;
 377   e.type = I->getType();
 378   e.opcode = Expression::INSERT;
 379
 380   return e;
 381 }
 382
 383 Expression ValueTable::create_expression(SelectInst* I) {
 384   Expression e;
 385
 386   e.firstVN = hash_operand(I->getCondition());
 387   e.secondVN = hash_operand(I->getTrueValue());
 388   e.thirdVN = hash_operand(I->getFalseValue());
 389   e.function = 0;
 390   e.type = I->getType();
 391   e.opcode = Expression::SELECT;
 392
 393   return e;
 394 }
 395
 396 Expression ValueTable::create_expression(GetElementPtrInst* G) {
 397   Expression e;
 398
 399   e.firstVN = hash_operand(G->getPointerOperand());
 400   e.secondVN = 0;
 401   e.thirdVN = 0;
 402   e.function = 0;
 403   e.type = G->getType();
 404   e.opcode = Expression::GEP;
 405
 406   for (GetElementPtrInst::op_iterator I = G->idx_begin(), E = G->idx_end();
 407        I != E; ++I)
 408     e.varargs.push_back(hash_operand(*I));
 409
 410   return e;
 411 }
 412
 413 //===----------------------------------------------------------------------===//
 414 //                     ValueTable External Functions
 415 //===----------------------------------------------------------------------===//
 416
 417 /// lookup_or_add - Returns the value number for the specified value, assigning
 418 /// it a new number if it did not have one before.
 419 uint32_t ValueTable::lookup_or_add(Value* V) {
 420   DenseMap<Value*, uint32_t>::iterator VI = valueNumbering.find(V);
 421   if (VI != valueNumbering.end())
 422     return VI->second;
 423
 424   if (CallInst* C = dyn_cast<CallInst>(V)) {
 425     if (AA->onlyReadsMemory(C)) { // includes doesNotAccessMemory
 426       Expression e = create_expression(C);
 427
 428       DenseMap<Expression, uint32_t>::iterator EI = expressionNumbering.find(e);
 429       if (EI != expressionNumbering.end()) {
 430         valueNumbering.insert(std::make_pair(V, EI->second));
 431         return EI->second;
 432       } else {
 433         expressionNumbering.insert(std::make_pair(e, nextValueNumber));
 434         valueNumbering.insert(std::make_pair(V, nextValueNumber));
 435
 436         return nextValueNumber++;
 437       }
 438     } else {
 439       valueNumbering.insert(std::make_pair(V, nextValueNumber));
 440       return nextValueNumber++;
 441     }
 442   } else if (BinaryOperator* BO = dyn_cast<BinaryOperator>(V)) {
 443     Expression e = create_expression(BO);
 444
 445     DenseMap<Expression, uint32_t>::iterator EI = expressionNumbering.find(e);
 446     if (EI != expressionNumbering.end()) {
 447       valueNumbering.insert(std::make_pair(V, EI->second));
 448       return EI->second;
 449     } else {
 450       expressionNumbering.insert(std::make_pair(e, nextValueNumber));
 451       valueNumbering.insert(std::make_pair(V, nextValueNumber));
 452
 453       return nextValueNumber++;
 454     }
 455   } else if (CmpInst* C = dyn_cast<CmpInst>(V)) {
 456     Expression e = create_expression(C);
 457
 458     DenseMap<Expression, uint32_t>::iterator EI = expressionNumbering.find(e);
 459     if (EI != expressionNumbering.end()) {
 460       valueNumbering.insert(std::make_pair(V, EI->second));
 461       return EI->second;
 462     } else {
 463       expressionNumbering.insert(std::make_pair(e, nextValueNumber));
 464       valueNumbering.insert(std::make_pair(V, nextValueNumber));
 465
 466       return nextValueNumber++;
 467     }
 468   } else if (ShuffleVectorInst* U = dyn_cast<ShuffleVectorInst>(V)) {
 469     Expression e = create_expression(U);
 470
 471     DenseMap<Expression, uint32_t>::iterator EI = expressionNumbering.find(e);
 472     if (EI != expressionNumbering.end()) {
 473       valueNumbering.insert(std::make_pair(V, EI->second));
 474       return EI->second;
 475     } else {
 476       expressionNumbering.insert(std::make_pair(e, nextValueNumber));
 477       valueNumbering.insert(std::make_pair(V, nextValueNumber));
 478
 479       return nextValueNumber++;
 480     }
 481   } else if (ExtractElementInst* U = dyn_cast<ExtractElementInst>(V)) {
 482     Expression e = create_expression(U);
 483
 484     DenseMap<Expression, uint32_t>::iterator EI = expressionNumbering.find(e);
 485     if (EI != expressionNumbering.end()) {
 486       valueNumbering.insert(std::make_pair(V, EI->second));
 487       return EI->second;
 488     } else {
 489       expressionNumbering.insert(std::make_pair(e, nextValueNumber));
 490       valueNumbering.insert(std::make_pair(V, nextValueNumber));
 491
 492       return nextValueNumber++;
 493     }
 494   } else if (InsertElementInst* U = dyn_cast<InsertElementInst>(V)) {
 495     Expression e = create_expression(U);
 496
 497     DenseMap<Expression, uint32_t>::iterator EI = expressionNumbering.find(e);
 498     if (EI != expressionNumbering.end()) {
 499       valueNumbering.insert(std::make_pair(V, EI->second));
 500       return EI->second;
 501     } else {
 502       expressionNumbering.insert(std::make_pair(e, nextValueNumber));
 503       valueNumbering.insert(std::make_pair(V, nextValueNumber));
 504
 505       return nextValueNumber++;
 506     }
 507   } else if (SelectInst* U = dyn_cast<SelectInst>(V)) {
 508     Expression e = create_expression(U);
 509
 510     DenseMap<Expression, uint32_t>::iterator EI = expressionNumbering.find(e);
 511     if (EI != expressionNumbering.end()) {
 512       valueNumbering.insert(std::make_pair(V, EI->second));
 513       return EI->second;
 514     } else {
 515       expressionNumbering.insert(std::make_pair(e, nextValueNumber));
 516       valueNumbering.insert(std::make_pair(V, nextValueNumber));
 517
 518       return nextValueNumber++;
 519     }
 520   } else if (CastInst* U = dyn_cast<CastInst>(V)) {
 521     Expression e = create_expression(U);
 522
 523     DenseMap<Expression, uint32_t>::iterator EI = expressionNumbering.find(e);
 524     if (EI != expressionNumbering.end()) {
 525       valueNumbering.insert(std::make_pair(V, EI->second));
 526       return EI->second;
 527     } else {
 528       expressionNumbering.insert(std::make_pair(e, nextValueNumber));
 529       valueNumbering.insert(std::make_pair(V, nextValueNumber));
 530
 531       return nextValueNumber++;
 532     }
 533   } else if (GetElementPtrInst* U = dyn_cast<GetElementPtrInst>(V)) {
 534     Expression e = create_expression(U);
 535
 536     DenseMap<Expression, uint32_t>::iterator EI = expressionNumbering.find(e);
 537     if (EI != expressionNumbering.end()) {
 538       valueNumbering.insert(std::make_pair(V, EI->second));
 539       return EI->second;
 540     } else {
 541       expressionNumbering.insert(std::make_pair(e, nextValueNumber));
 542       valueNumbering.insert(std::make_pair(V, nextValueNumber));
 543
 544       return nextValueNumber++;
 545     }
 546   } else {
 547     valueNumbering.insert(std::make_pair(V, nextValueNumber));
 548     return nextValueNumber++;
 549   }
 550 }
 551
 552 /// lookup - Returns the value number of the specified value. Fails if
 553 /// the value has not yet been numbered.
 554 uint32_t ValueTable::lookup(Value* V) const {
 555   DenseMap<Value*, uint32_t>::iterator VI = valueNumbering.find(V);
 556   assert(VI != valueNumbering.end() && "Value not numbered?");
 557   return VI->second;
 558 }
 559
 560 /// clear - Remove all entries from the ValueTable
 561 void ValueTable::clear() {
 562   valueNumbering.clear();
 563   expressionNumbering.clear();
 564   nextValueNumber = 1;
 565 }
 566
 567 /// erase - Remove a value from the value numbering
 568 void ValueTable::erase(Value* V) {
 569   valueNumbering.erase(V);
 570 }
 571
 572 //===----------------------------------------------------------------------===//
 573 //                       ValueNumberedSet Class
 574 //===----------------------------------------------------------------------===//
 575 namespace {
 576 class VISIBILITY_HIDDEN ValueNumberedSet {
 577   private:
 578     SmallPtrSet<Value*, 8> contents;
 579     BitVector numbers;
 580   public:
 581     ValueNumberedSet() { numbers.resize(1); }
 582     ValueNumberedSet(const ValueNumberedSet& other) {
 583       numbers = other.numbers;
 584       contents = other.contents;
 585     }
 586
 587     typedef SmallPtrSet<Value*, 8>::iterator iterator;
 588
 589     iterator begin() { return contents.begin(); }
 590     iterator end() { return contents.end(); }
 591
 592     bool insert(Value* v) { return contents.insert(v); }
 593     void insert(iterator I, iterator E) { contents.insert(I, E); }
 594     void erase(Value* v) { contents.erase(v); }
 595     unsigned count(Value* v) { return contents.count(v); }
 596     size_t size() { return contents.size(); }
 597
 598     void set(unsigned i)  {
 599       if (i >= numbers.size())
 600         numbers.resize(i+1);
 601
 602       numbers.set(i);
 603     }
 604
 605     void operator=(const ValueNumberedSet& other) {
 606       contents = other.contents;
 607       numbers = other.numbers;
 608     }
 609
 610     void reset(unsigned i)  {
 611       if (i < numbers.size())
 612         numbers.reset(i);
 613     }
 614
 615     bool test(unsigned i)  {
 616       if (i >= numbers.size())
 617         return false;
 618
 619       return numbers.test(i);
 620     }
 621
 622     void clear() {
 623       contents.clear();
 624       numbers.clear();
 625     }
 626 };
 627 }
 628
 629 //===----------------------------------------------------------------------===//
 630 //                         GVN Pass
 631 //===----------------------------------------------------------------------===//
 632
 633 namespace {
 634
 635   class VISIBILITY_HIDDEN GVN : public FunctionPass {
 636     bool runOnFunction(Function &F);
 637   public:
 638     static char ID; // Pass identification, replacement for typeid
 639     GVN() : FunctionPass((intptr_t)&ID) { }
 640
 641   private:
 642     ValueTable VN;
 643
 644     DenseMap<BasicBlock*, ValueNumberedSet> availableOut;
 645
 646     typedef DenseMap<Value*, SmallPtrSet<Instruction*, 4> > PhiMapType;
 647     PhiMapType phiMap;
 648
 649
 650     // This transformation requires dominator postdominator info
 651     virtual void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
 652       AU.setPreservesCFG();
 653       AU.addRequired<DominatorTree>();
 654       AU.addRequired<MemoryDependenceAnalysis>();
 655       AU.addRequired<AliasAnalysis>();
 656       AU.addRequired<TargetData>();
 657       AU.addPreserved<AliasAnalysis>();
 658       AU.addPreserved<MemoryDependenceAnalysis>();
 659       AU.addPreserved<TargetData>();
 660     }
 661
 662     // Helper fuctions
 663     // FIXME: eliminate or document these better
 664     Value* find_leader(ValueNumberedSet& vals, uint32_t v) ;
 665     void val_insert(ValueNumberedSet& s, Value* v);
 666     bool processLoad(LoadInst* L,
 667                      DenseMap<Value*, LoadInst*> &lastLoad,
 668                      SmallVectorImpl<Instruction*> &toErase);
 669     bool processInstruction(Instruction* I,
 670                             ValueNumberedSet& currAvail,
 671                             DenseMap<Value*, LoadInst*>& lastSeenLoad,
 672                             SmallVectorImpl<Instruction*> &toErase);
 673     bool processNonLocalLoad(LoadInst* L,
 674                              SmallVectorImpl<Instruction*> &toErase);
 675     bool processMemCpy(MemCpyInst* M, MemCpyInst* MDep,
 676                        SmallVectorImpl<Instruction*> &toErase);
 677     bool performCallSlotOptzn(MemCpyInst* cpy, CallInst* C,
 678                               SmallVectorImpl<Instruction*> &toErase);
 679     Value *GetValueForBlock(BasicBlock *BB, LoadInst* orig,
 680                             DenseMap<BasicBlock*, Value*> &Phis,
 681                             bool top_level = false);
 682     void dump(DenseMap<BasicBlock*, Value*>& d);
 683     bool iterateOnFunction(Function &F);
 684     Value* CollapsePhi(PHINode* p);
 685     bool isSafeReplacement(PHINode* p, Instruction* inst);
 686   };
 687
 688   char GVN::ID = 0;
 689 }
 690
 691 // createGVNPass - The public interface to this file...
 692 FunctionPass *llvm::createGVNPass() { return new GVN(); }
 693
 694 static RegisterPass<GVN> X("gvn",
 695                            "Global Value Numbering");
 696
 697 STATISTIC(NumGVNInstr, "Number of instructions deleted");
 698 STATISTIC(NumGVNLoad, "Number of loads deleted");
 699
 700 /// find_leader - Given a set and a value number, return the first
 701 /// element of the set with that value number, or 0 if no such element
 702 /// is present
 703 Value* GVN::find_leader(ValueNumberedSet& vals, uint32_t v) {
 704   if (!vals.test(v))
 705     return 0;
 706
 707   for (ValueNumberedSet::iterator I = vals.begin(), E = vals.end();
 708        I != E; ++I)
 709     if (v == VN.lookup(*I))
 710       return *I;
 711
 712   assert(0 && "No leader found, but present bit is set?");
 713   return 0;
 714 }
 715
 716 /// val_insert - Insert a value into a set only if there is not a value
 717 /// with the same value number already in the set
 718 void GVN::val_insert(ValueNumberedSet& s, Value* v) {
 719   uint32_t num = VN.lookup(v);
 720   if (!s.test(num))
 721     s.insert(v);
 722 }
 723
 724 void GVN::dump(DenseMap<BasicBlock*, Value*>& d) {
 725   printf("{\n");
 726   for (DenseMap<BasicBlock*, Value*>::iterator I = d.begin(),
 727        E = d.end(); I != E; ++I) {
 728     if (I->second == MemoryDependenceAnalysis::None)
 729       printf("None\n");
 730     else
 731       I->second->dump();
 732   }
 733   printf("}\n");
 734 }
 735
 736 Value* GVN::CollapsePhi(PHINode* p) {
 737   DominatorTree &DT = getAnalysis<DominatorTree>();
 738   Value* constVal = p->hasConstantValue();
 739
 740   if (!constVal) return 0;
 741
 742   Instruction* inst = dyn_cast<Instruction>(constVal);
 743   if (!inst)
 744     return constVal;
 745
 746   if (DT.dominates(inst, p))
 747     if (isSafeReplacement(p, inst))
 748       return inst;
 749   return 0;
 750 }
 751
 752 bool GVN::isSafeReplacement(PHINode* p, Instruction* inst) {
 753   if (!isa<PHINode>(inst))
 754     return true;
 755
 756   for (Instruction::use_iterator UI = p->use_begin(), E = p->use_end();
 757        UI != E; ++UI)
 758     if (PHINode* use_phi = dyn_cast<PHINode>(UI))
 759       if (use_phi->getParent() == inst->getParent())
 760         return false;
 761
 762   return true;
 763 }
 764
 765 /// GetValueForBlock - Get the value to use within the specified basic block.
 766 /// available values are in Phis.
 767 Value *GVN::GetValueForBlock(BasicBlock *BB, LoadInst* orig,
 768                              DenseMap<BasicBlock*, Value*> &Phis,
 769                              bool top_level) {
 770
 771   // If we have already computed this value, return the previously computed val.
 772   DenseMap<BasicBlock*, Value*>::iterator V = Phis.find(BB);
 773   if (V != Phis.end() && !top_level) return V->second;
 774
 775   BasicBlock* singlePred = BB->getSinglePredecessor();
 776   if (singlePred) {
 777     Value *ret = GetValueForBlock(singlePred, orig, Phis);
 778     Phis[BB] = ret;
 779     return ret;
 780   }
 781
 782   // Otherwise, the idom is the loop, so we need to insert a PHI node.  Do so
 783   // now, then get values to fill in the incoming values for the PHI.
 784   PHINode *PN = new PHINode(orig->getType(), orig->getName()+".rle",
 785                             BB->begin());
 786   PN->reserveOperandSpace(std::distance(pred_begin(BB), pred_end(BB)));
 787
 788   if (Phis.count(BB) == 0)
 789     Phis.insert(std::make_pair(BB, PN));
 790
 791   // Fill in the incoming values for the block.
 792   for (pred_iterator PI = pred_begin(BB), E = pred_end(BB); PI != E; ++PI) {
 793     Value* val = GetValueForBlock(*PI, orig, Phis);
 794     PN->addIncoming(val, *PI);
 795   }
 796
 797   AliasAnalysis& AA = getAnalysis<AliasAnalysis>();
 798   AA.copyValue(orig, PN);
 799
 800   // Attempt to collapse PHI nodes that are trivially redundant
 801   Value* v = CollapsePhi(PN);
 802   if (!v) {
 803     // Cache our phi construction results
 804     phiMap[orig->getPointerOperand()].insert(PN);
 805     return PN;
 806   }
 807
 808   MemoryDependenceAnalysis& MD = getAnalysis<MemoryDependenceAnalysis>();
 809
 810   MD.removeInstruction(PN);
 811   PN->replaceAllUsesWith(v);
 812
 813   for (DenseMap<BasicBlock*, Value*>::iterator I = Phis.begin(),
 814        E = Phis.end(); I != E; ++I)
 815     if (I->second == PN)
 816       I->second = v;
 817
 818   PN->eraseFromParent();
 819
 820   Phis[BB] = v;
 821   return v;
 822 }
 823
 824 /// processNonLocalLoad - Attempt to eliminate a load whose dependencies are
 825 /// non-local by performing PHI construction.
 826 bool GVN::processNonLocalLoad(LoadInst* L,
 827                               SmallVectorImpl<Instruction*> &toErase) {
 828   MemoryDependenceAnalysis& MD = getAnalysis<MemoryDependenceAnalysis>();
 829
 830   // Find the non-local dependencies of the load
 831   DenseMap<BasicBlock*, Value*> deps;
 832   MD.getNonLocalDependency(L, deps);
 833
 834   DenseMap<BasicBlock*, Value*> repl;
 835
 836   // Filter out useless results (non-locals, etc)
 837   for (DenseMap<BasicBlock*, Value*>::iterator I = deps.begin(), E = deps.end();
 838        I != E; ++I) {
 839     if (I->second == MemoryDependenceAnalysis::None)
 840       return false;
 841
 842     if (I->second == MemoryDependenceAnalysis::NonLocal)
 843       continue;
 844
 845     if (StoreInst* S = dyn_cast<StoreInst>(I->second)) {
 846       if (S->getPointerOperand() != L->getPointerOperand())
 847         return false;
 848       repl[I->first] = S->getOperand(0);
 849     } else if (LoadInst* LD = dyn_cast<LoadInst>(I->second)) {
 850       if (LD->getPointerOperand() != L->getPointerOperand())
 851         return false;
 852       repl[I->first] = LD;
 853     } else {
 854       return false;
 855     }
 856   }
 857
 858   // Use cached PHI construction information from previous runs
 859   SmallPtrSet<Instruction*, 4>& p = phiMap[L->getPointerOperand()];
 860   for (SmallPtrSet<Instruction*, 4>::iterator I = p.begin(), E = p.end();
 861        I != E; ++I) {
 862     if ((*I)->getParent() == L->getParent()) {
 863       MD.removeInstruction(L);
 864       L->replaceAllUsesWith(*I);
 865       toErase.push_back(L);
 866       NumGVNLoad++;
 867       return true;
 868     }
 869
 870     repl.insert(std::make_pair((*I)->getParent(), *I));
 871   }
 872
 873   // Perform PHI construction
 874   SmallPtrSet<BasicBlock*, 4> visited;
 875   Value* v = GetValueForBlock(L->getParent(), L, repl, true);
 876
 877   MD.removeInstruction(L);
 878   L->replaceAllUsesWith(v);
 879   toErase.push_back(L);
 880   NumGVNLoad++;
 881
 882   return true;
 883 }
 884
 885 /// processLoad - Attempt to eliminate a load, first by eliminating it
 886 /// locally, and then attempting non-local elimination if that fails.
 887 bool GVN::processLoad(LoadInst *L, DenseMap<Value*, LoadInst*> &lastLoad,
 888                       SmallVectorImpl<Instruction*> &toErase) {
 889   if (L->isVolatile()) {
 890     lastLoad[L->getPointerOperand()] = L;
 891     return false;
 892   }
 893
 894   Value* pointer = L->getPointerOperand();
 895   LoadInst*& last = lastLoad[pointer];
 896
 897   // ... to a pointer that has been loaded from before...
 898   MemoryDependenceAnalysis& MD = getAnalysis<MemoryDependenceAnalysis>();
 899   bool removedNonLocal = false;
 900   Instruction* dep = MD.getDependency(L);
 901   if (dep == MemoryDependenceAnalysis::NonLocal &&
 902       L->getParent() != &L->getParent()->getParent()->getEntryBlock()) {
 903     removedNonLocal = processNonLocalLoad(L, toErase);
 904
 905     if (!removedNonLocal)
 906       last = L;
 907
 908     return removedNonLocal;
 909   }
 910
 911
 912   bool deletedLoad = false;
 913
 914   // Walk up the dependency chain until we either find
 915   // a dependency we can use, or we can't walk any further
 916   while (dep != MemoryDependenceAnalysis::None &&
 917          dep != MemoryDependenceAnalysis::NonLocal &&
 918          (isa<LoadInst>(dep) || isa<StoreInst>(dep))) {
 919     // ... that depends on a store ...
 920     if (StoreInst* S = dyn_cast<StoreInst>(dep)) {
 921       if (S->getPointerOperand() == pointer) {
 922         // Remove it!
 923         MD.removeInstruction(L);
 924
 925         L->replaceAllUsesWith(S->getOperand(0));
 926         toErase.push_back(L);
 927         deletedLoad = true;
 928         NumGVNLoad++;
 929       }
 930
 931       // Whether we removed it or not, we can't
 932       // go any further
 933       break;
 934     } else if (!last) {
 935       // If we don't depend on a store, and we haven't
 936       // been loaded before, bail.
 937       break;
 938     } else if (dep == last) {
 939       // Remove it!
 940       MD.removeInstruction(L);
 941
 942       L->replaceAllUsesWith(last);
 943       toErase.push_back(L);
 944       deletedLoad = true;
 945       NumGVNLoad++;
 946
 947       break;
 948     } else {
 949       dep = MD.getDependency(L, dep);
 950     }
 951   }
 952
 953   if (dep != MemoryDependenceAnalysis::None &&
 954       dep != MemoryDependenceAnalysis::NonLocal &&
 955       isa<AllocationInst>(dep)) {
 956     // Check that this load is actually from the
 957     // allocation we found
 958     Value* v = L->getOperand(0);
 959     while (true) {
 960       if (BitCastInst *BC = dyn_cast<BitCastInst>(v))
 961         v = BC->getOperand(0);
 962       else if (GetElementPtrInst *GEP = dyn_cast<GetElementPtrInst>(v))
 963         v = GEP->getOperand(0);
 964       else
 965         break;
 966     }
 967     if (v == dep) {
 968       // If this load depends directly on an allocation, there isn't
 969       // anything stored there; therefore, we can optimize this load
 970       // to undef.
 971       MD.removeInstruction(L);
 972
 973       L->replaceAllUsesWith(UndefValue::get(L->getType()));
 974       toErase.push_back(L);
 975       deletedLoad = true;
 976       NumGVNLoad++;
 977     }
 978   }
 979
 980   if (!deletedLoad)
 981     last = L;
 982
 983   return deletedLoad;
 984 }
 985
 986 /// performCallSlotOptzn - takes a memcpy and a call that it depends on,
 987 /// and checks for the possibility of a call slot optimization by having
 988 /// the call write its result directly into the destination of the memcpy.
 989 bool GVN::performCallSlotOptzn(MemCpyInst *cpy, CallInst *C,
 990                                SmallVectorImpl<Instruction*> &toErase) {
 991   // The general transformation to keep in mind is
 992   //
 993   //   call @func(..., src, ...)
 994   //   memcpy(dest, src, ...)
 995   //
 996   // ->
 997   //
 998   //   memcpy(dest, src, ...)
 999   //   call @func(..., dest, ...)
1000   //
1001   // Since moving the memcpy is technically awkward, we additionally check that
1002   // src only holds uninitialized values at the moment of the call, meaning that
1003   // the memcpy can be discarded rather than moved.
1004
1005   // Deliberately get the source and destination with bitcasts stripped away,
1006   // because we'll need to do type comparisons based on the underlying type.
1007   Value* cpyDest = cpy->getDest();
1008   Value* cpySrc = cpy->getSource();
1009   CallSite CS = CallSite::get(C);
1010
1011   // We need to be able to reason about the size of the memcpy, so we require
1012   // that it be a constant.
1013   ConstantInt* cpyLength = dyn_cast<ConstantInt>(cpy->getLength());
1014   if (!cpyLength)
1015     return false;
1016
1017   // Require that src be an alloca.  This simplifies the reasoning considerably.
1018   AllocaInst* srcAlloca = dyn_cast<AllocaInst>(cpySrc);
1019   if (!srcAlloca)
1020     return false;
1021
1022   // Check that all of src is copied to dest.
1023   TargetData& TD = getAnalysis<TargetData>();
1024
1025   ConstantInt* srcArraySize = dyn_cast<ConstantInt>(srcAlloca->getArraySize());
1026   if (!srcArraySize)
1027     return false;
1028
1029   uint64_t srcSize = TD.getABITypeSize(srcAlloca->getAllocatedType()) *
1030     srcArraySize->getZExtValue();
1031
1032   if (cpyLength->getZExtValue() < srcSize)
1033     return false;
1034
1035   // Check that accessing the first srcSize bytes of dest will not cause a
1036   // trap.  Otherwise the transform is invalid since it might cause a trap
1037   // to occur earlier than it otherwise would.
1038   if (AllocaInst* A = dyn_cast<AllocaInst>(cpyDest)) {
1039     // The destination is an alloca.  Check it is larger than srcSize.
1040     ConstantInt* destArraySize = dyn_cast<ConstantInt>(A->getArraySize());
1041     if (!destArraySize)
1042       return false;
1043
1044     uint64_t destSize = TD.getABITypeSize(A->getAllocatedType()) *
1045       destArraySize->getZExtValue();
1046
1047     if (destSize < srcSize)
1048       return false;
1049   } else if (Argument* A = dyn_cast<Argument>(cpyDest)) {
1050     // If the destination is an sret parameter then only accesses that are
1051     // outside of the returned struct type can trap.
1052     if (!A->hasStructRetAttr())
1053       return false;
1054
1055     const Type* StructTy = cast<PointerType>(A->getType())->getElementType();
1056     uint64_t destSize = TD.getABITypeSize(StructTy);
1057
1058     if (destSize < srcSize)
1059       return false;
1060   } else {
1061     return false;
1062   }
1063
1064   // Check that src is not accessed except via the call and the memcpy.  This
1065   // guarantees that it holds only undefined values when passed in (so the final
1066   // memcpy can be dropped), that it is not read or written between the call and
1067   // the memcpy, and that writing beyond the end of it is undefined.
1068   SmallVector<User*, 8> srcUseList(srcAlloca->use_begin(),
1069                                    srcAlloca->use_end());
1070   while (!srcUseList.empty()) {
1071     User* UI = srcUseList.back();
1072     srcUseList.pop_back();
1073
1074     if (isa<GetElementPtrInst>(UI) || isa<BitCastInst>(UI)) {
1075       for (User::use_iterator I = UI->use_begin(), E = UI->use_end();
1076            I != E; ++I)
1077         srcUseList.push_back(*I);
1078     } else if (UI != C && UI != cpy) {
1079       return false;
1080     }
1081   }
1082
1083   // Since we're changing the parameter to the callsite, we need to make sure
1084   // that what would be the new parameter dominates the callsite.
1085   DominatorTree& DT = getAnalysis<DominatorTree>();
1086   if (Instruction* cpyDestInst = dyn_cast<Instruction>(cpyDest))
1087     if (!DT.dominates(cpyDestInst, C))
1088       return false;
1089
1090   // In addition to knowing that the call does not access src in some
1091   // unexpected manner, for example via a global, which we deduce from
1092   // the use analysis, we also need to know that it does not sneakily
1093   // access dest.  We rely on AA to figure this out for us.
1094   AliasAnalysis& AA = getAnalysis<AliasAnalysis>();
1095   if (AA.getModRefInfo(C, cpy->getRawDest(), srcSize) !=
1096       AliasAnalysis::NoModRef)
1097     return false;
1098
1099   // All the checks have passed, so do the transformation.
1100   for (unsigned i = 0; i < CS.arg_size(); ++i)
1101     if (CS.getArgument(i) == cpySrc) {
1102       if (cpySrc->getType() != cpyDest->getType())
1103         cpyDest = CastInst::createPointerCast(cpyDest, cpySrc->getType(),
1104                                               cpyDest->getName(), C);
1105       CS.setArgument(i, cpyDest);
1106     }
1107
1108   // Drop any cached information about the call, because we may have changed
1109   // its dependence information by changing its parameter.
1110   MemoryDependenceAnalysis& MD = getAnalysis<MemoryDependenceAnalysis>();
1111   MD.dropInstruction(C);
1112
1113   // Remove the memcpy
1114   MD.removeInstruction(cpy);
1115   toErase.push_back(cpy);
1116
1117   return true;
1118 }
1119
1120 /// processMemCpy - perform simplication of memcpy's.  If we have memcpy A which
1121 /// copies X to Y, and memcpy B which copies Y to Z, then we can rewrite B to be
1122 /// a memcpy from X to Z (or potentially a memmove, depending on circumstances).
1123 ///  This allows later passes to remove the first memcpy altogether.
1124 bool GVN::processMemCpy(MemCpyInst* M, MemCpyInst* MDep,
1125                         SmallVectorImpl<Instruction*> &toErase) {
1126   // We can only transforms memcpy's where the dest of one is the source of the
1127   // other
1128   if (M->getSource() != MDep->getDest())
1129     return false;
1130
1131   // Second, the length of the memcpy's must be the same, or the preceeding one
1132   // must be larger than the following one.
1133   ConstantInt* C1 = dyn_cast<ConstantInt>(MDep->getLength());
1134   ConstantInt* C2 = dyn_cast<ConstantInt>(M->getLength());
1135   if (!C1 || !C2)
1136     return false;
1137
1138   uint64_t DepSize = C1->getValue().getZExtValue();
1139   uint64_t CpySize = C2->getValue().getZExtValue();
1140
1141   if (DepSize < CpySize)
1142     return false;
1143
1144   // Finally, we have to make sure that the dest of the second does not
1145   // alias the source of the first
1146   AliasAnalysis& AA = getAnalysis<AliasAnalysis>();
1147   if (AA.alias(M->getRawDest(), CpySize, MDep->getRawSource(), DepSize) !=
1148       AliasAnalysis::NoAlias)
1149     return false;
1150   else if (AA.alias(M->getRawDest(), CpySize, M->getRawSource(), CpySize) !=
1151            AliasAnalysis::NoAlias)
1152     return false;
1153   else if (AA.alias(MDep->getRawDest(), DepSize, MDep->getRawSource(), DepSize)
1154            != AliasAnalysis::NoAlias)
1155     return false;
1156
1157   // If all checks passed, then we can transform these memcpy's
1158   Function* MemCpyFun = Intrinsic::getDeclaration(
1159                                  M->getParent()->getParent()->getParent(),
1160                                  M->getIntrinsicID());
1161
1162   std::vector<Value*> args;
1163   args.push_back(M->getRawDest());
1164   args.push_back(MDep->getRawSource());
1165   args.push_back(M->getLength());
1166   args.push_back(M->getAlignment());
1167
1168   CallInst* C = new CallInst(MemCpyFun, args.begin(), args.end(), "", M);
1169
1170   MemoryDependenceAnalysis& MD = getAnalysis<MemoryDependenceAnalysis>();
1171   if (MD.getDependency(C) == MDep) {
1172     MD.dropInstruction(M);
1173     toErase.push_back(M);
1174     return true;
1175   }
1176
1177   MD.removeInstruction(C);
1178   toErase.push_back(C);
1179   return false;
1180 }
1181
1182 /// processInstruction - When calculating availability, handle an instruction
1183 /// by inserting it into the appropriate sets
1184 bool GVN::processInstruction(Instruction *I, ValueNumberedSet &currAvail,
1185                              DenseMap<Value*, LoadInst*> &lastSeenLoad,
1186                              SmallVectorImpl<Instruction*> &toErase) {
1187   if (LoadInst* L = dyn_cast<LoadInst>(I))
1188     return processLoad(L, lastSeenLoad, toErase);
1189
1190   if (MemCpyInst* M = dyn_cast<MemCpyInst>(I)) {
1191     MemoryDependenceAnalysis& MD = getAnalysis<MemoryDependenceAnalysis>();
1192
1193     // The are two possible optimizations we can do for memcpy:
1194     //   a) memcpy-memcpy xform which exposes redundance for DSE
1195     //   b) call-memcpy xform for return slot optimization
1196     Instruction* dep = MD.getDependency(M);
1197     if (dep == MemoryDependenceAnalysis::None ||
1198         dep == MemoryDependenceAnalysis::NonLocal)
1199       return false;
1200     if (MemCpyInst *MemCpy = dyn_cast<MemCpyInst>(dep))
1201       return processMemCpy(M, MemCpy, toErase);
1202     if (CallInst* C = dyn_cast<CallInst>(dep))
1203       return performCallSlotOptzn(M, C, toErase);
1204     return false;
1205   }
1206
1207   unsigned num = VN.lookup_or_add(I);
1208
1209   // Collapse PHI nodes
1210   if (PHINode* p = dyn_cast<PHINode>(I)) {
1211     Value* constVal = CollapsePhi(p);
1212
1213     if (constVal) {
1214       for (PhiMapType::iterator PI = phiMap.begin(), PE = phiMap.end();
1215            PI != PE; ++PI)
1216         if (PI->second.count(p))
1217           PI->second.erase(p);
1218
1219       p->replaceAllUsesWith(constVal);
1220       toErase.push_back(p);
1221     }
1222   // Perform value-number based elimination
1223   } else if (currAvail.test(num)) {
1224     Value* repl = find_leader(currAvail, num);
1225
1226     if (CallInst* CI = dyn_cast<CallInst>(I)) {
1227       AliasAnalysis& AA = getAnalysis<AliasAnalysis>();
1228       if (!AA.doesNotAccessMemory(CI)) {
1229         MemoryDependenceAnalysis& MD = getAnalysis<MemoryDependenceAnalysis>();
1230         if (cast<Instruction>(repl)->getParent() != CI->getParent() ||
1231             MD.getDependency(CI) != MD.getDependency(cast<CallInst>(repl))) {
1232           // There must be an intervening may-alias store, so nothing from
1233           // this point on will be able to be replaced with the preceding call
1234           currAvail.erase(repl);
1235           currAvail.insert(I);
1236
1237           return false;
1238         }
1239       }
1240     }
1241
1242     // Remove it!
1243     MemoryDependenceAnalysis& MD = getAnalysis<MemoryDependenceAnalysis>();
1244     MD.removeInstruction(I);
1245
1246     VN.erase(I);
1247     I->replaceAllUsesWith(repl);
1248     toErase.push_back(I);
1249     return true;
1250   } else if (!I->isTerminator()) {
1251     currAvail.set(num);
1252     currAvail.insert(I);
1253   }
1254
1255   return false;
1256 }
1257
1258 // GVN::runOnFunction - This is the main transformation entry point for a
1259 // function.
1260 //
1261 bool GVN::runOnFunction(Function& F) {
1262   VN.setAliasAnalysis(&getAnalysis<AliasAnalysis>());
1263
1264   bool changed = false;
1265   bool shouldContinue = true;
1266
1267   while (shouldContinue) {
1268     shouldContinue = iterateOnFunction(F);
1269     changed |= shouldContinue;
1270   }
1271
1272   return changed;
1273 }
1274
1275
1276 // GVN::iterateOnFunction - Executes one iteration of GVN
1277 bool GVN::iterateOnFunction(Function &F) {
1278   // Clean out global sets from any previous functions
1279   VN.clear();
1280   availableOut.clear();
1281   phiMap.clear();
1282
1283   bool changed_function = false;
1284
1285   DominatorTree &DT = getAnalysis<DominatorTree>();
1286
1287   SmallVector<Instruction*, 4> toErase;
1288   DenseMap<Value*, LoadInst*> lastSeenLoad;
1289
1290   // Top-down walk of the dominator tree
1291   for (df_iterator<DomTreeNode*> DI = df_begin(DT.getRootNode()),
1292          E = df_end(DT.getRootNode()); DI != E; ++DI) {
1293
1294     // Get the set to update for this block
1295     ValueNumberedSet& currAvail = availableOut[DI->getBlock()];
1296     lastSeenLoad.clear();
1297
1298     BasicBlock* BB = DI->getBlock();
1299
1300     // A block inherits AVAIL_OUT from its dominator
1301     if (DI->getIDom() != 0)
1302       currAvail = availableOut[DI->getIDom()->getBlock()];
1303
1304     for (BasicBlock::iterator BI = BB->begin(), BE = BB->end();
1305          BI != BE; ) {
1306       changed_function |= processInstruction(BI, currAvail,
1307                                              lastSeenLoad, toErase);
1308
1309       NumGVNInstr += toErase.size();
1310
1311       // Avoid iterator invalidation
1312       ++BI;
1313
1314       for (SmallVector<Instruction*, 4>::iterator I = toErase.begin(),
1315            E = toErase.end(); I != E; ++I)
1316         (*I)->eraseFromParent();
1317
1318       toErase.clear();
1319     }
1320   }
1321
1322   return changed_function;
1323 }