rename getNonLocalDependency -> getNonLocalCallDependency, and remove
[oota-llvm.git] / lib / Transforms / Scalar / GVN.cpp
index f72fe8bad3e2ae2f75e7aef46f69c94833f54e0d..79a0fc24e3069e6331a7df80b64273b86617b6fb 100644 (file)
@@ -1,4 +1,4 @@
-//===- GVN.cpp - Eliminate redundant values and loads ------------===//
+//===- GVN.cpp - Eliminate redundant values and loads ---------------------===//
 //
 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
 //
@@ -10,6 +10,9 @@
 // This pass performs global value numbering to eliminate fully redundant
 // instructions.  It also performs simple dead load elimination.
 //
+// Note that this pass does the value numbering itself, it does not use the
+// ValueNumbering analysis passes.
+//
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
 #define DEBUG_TYPE "gvn"
 #include "llvm/Constants.h"
 #include "llvm/DerivedTypes.h"
 #include "llvm/Function.h"
-#include "llvm/IntrinsicInst.h"
 #include "llvm/Instructions.h"
-#include "llvm/ParameterAttributes.h"
 #include "llvm/Value.h"
-#include "llvm/ADT/BitVector.h"
 #include "llvm/ADT/DenseMap.h"
 #include "llvm/ADT/DepthFirstIterator.h"
 #include "llvm/ADT/SmallPtrSet.h"
 #include "llvm/Analysis/AliasAnalysis.h"
 #include "llvm/Analysis/MemoryDependenceAnalysis.h"
 #include "llvm/Support/CFG.h"
+#include "llvm/Support/CommandLine.h"
 #include "llvm/Support/Compiler.h"
-#include "llvm/Target/TargetData.h"
+#include "llvm/Support/Debug.h"
+#include "llvm/Transforms/Utils/BasicBlockUtils.h"
+#include <cstdio>
 using namespace llvm;
 
 STATISTIC(NumGVNInstr, "Number of instructions deleted");
 STATISTIC(NumGVNLoad, "Number of loads deleted");
-STATISTIC(NumMemSetInfer, "Number of memsets inferred");
+STATISTIC(NumGVNPRE, "Number of instructions PRE'd");
+STATISTIC(NumGVNBlocks, "Number of blocks merged");
+STATISTIC(NumPRELoad, "Number of loads PRE'd");
 
+static cl::opt<bool> EnablePRE("enable-pre",
+                               cl::init(true), cl::Hidden);
+cl::opt<bool> EnableLoadPRE("enable-load-pre"/*, cl::init(true)*/);
 
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 //                         ValueTable Class
@@ -59,8 +67,8 @@ namespace {
                             FCMPULT, FCMPULE, FCMPUNE, EXTRACT, INSERT,
                             SHUFFLE, SELECT, TRUNC, ZEXT, SEXT, FPTOUI,
                             FPTOSI, UITOFP, SITOFP, FPTRUNC, FPEXT, 
-                            PTRTOINT, INTTOPTR, BITCAST, GEP, CALL, EMPTY,
-                            TOMBSTONE };
+                            PTRTOINT, INTTOPTR, BITCAST, GEP, CALL, CONSTANT,
+                            EMPTY, TOMBSTONE };
 
     ExpressionOpcode opcode;
     const Type* type;
@@ -133,6 +141,8 @@ namespace {
       DenseMap<Value*, uint32_t> valueNumbering;
       DenseMap<Expression, uint32_t> expressionNumbering;
       AliasAnalysis* AA;
+      MemoryDependenceAnalysis* MD;
+      DominatorTree* DT;
   
       uint32_t nextValueNumber;
     
@@ -148,6 +158,7 @@ namespace {
       Expression create_expression(CastInst* C);
       Expression create_expression(GetElementPtrInst* G);
       Expression create_expression(CallInst* C);
+      Expression create_expression(Constant* C);
     public:
       ValueTable() : nextValueNumber(1) { }
       uint32_t lookup_or_add(Value* V);
@@ -157,7 +168,10 @@ namespace {
       void erase(Value* v);
       unsigned size();
       void setAliasAnalysis(AliasAnalysis* A) { AA = A; }
-      uint32_t hash_operand(Value* v);
+      AliasAnalysis *getAliasAnalysis() const { return AA; }
+      void setMemDep(MemoryDependenceAnalysis* M) { MD = M; }
+      void setDomTree(DominatorTree* D) { DT = D; }
+      uint32_t getNextUnusedValueNumber() { return nextValueNumber; }
   };
 }
 
@@ -225,7 +239,7 @@ Expression::ExpressionOpcode ValueTable::getOpcode(BinaryOperator* BO) {
 }
 
 Expression::ExpressionOpcode ValueTable::getOpcode(CmpInst* C) {
-  if (isa<ICmpInst>(C)) {
+  if (isa<ICmpInst>(C) || isa<VICmpInst>(C)) {
     switch (C->getPredicate()) {
     default:  // THIS SHOULD NEVER HAPPEN
       assert(0 && "Comparison with unknown predicate?");
@@ -241,7 +255,7 @@ Expression::ExpressionOpcode ValueTable::getOpcode(CmpInst* C) {
     case ICmpInst::ICMP_SLE: return Expression::ICMPSLE;
     }
   }
-  assert(isa<FCmpInst>(C) && "Unknown compare");
+  assert((isa<FCmpInst>(C) || isa<VFCmpInst>(C)) && "Unknown compare");
   switch (C->getPredicate()) {
   default: // THIS SHOULD NEVER HAPPEN
     assert(0 && "Comparison with unknown predicate?");
@@ -281,14 +295,6 @@ Expression::ExpressionOpcode ValueTable::getOpcode(CastInst* C) {
   }
 }
 
-uint32_t ValueTable::hash_operand(Value* v) {
-  if (CallInst* CI = dyn_cast<CallInst>(v))
-    if (!AA->doesNotAccessMemory(CI))
-      return nextValueNumber++;
-  
-  return lookup_or_add(v);
-}
-
 Expression ValueTable::create_expression(CallInst* C) {
   Expression e;
   
@@ -301,7 +307,7 @@ Expression ValueTable::create_expression(CallInst* C) {
   
   for (CallInst::op_iterator I = C->op_begin()+1, E = C->op_end();
        I != E; ++I)
-    e.varargs.push_back(hash_operand(*I));
+    e.varargs.push_back(lookup_or_add(*I));
   
   return e;
 }
@@ -309,8 +315,8 @@ Expression ValueTable::create_expression(CallInst* C) {
 Expression ValueTable::create_expression(BinaryOperator* BO) {
   Expression e;
     
-  e.firstVN = hash_operand(BO->getOperand(0));
-  e.secondVN = hash_operand(BO->getOperand(1));
+  e.firstVN = lookup_or_add(BO->getOperand(0));
+  e.secondVN = lookup_or_add(BO->getOperand(1));
   e.thirdVN = 0;
   e.function = 0;
   e.type = BO->getType();
@@ -322,8 +328,8 @@ Expression ValueTable::create_expression(BinaryOperator* BO) {
 Expression ValueTable::create_expression(CmpInst* C) {
   Expression e;
     
-  e.firstVN = hash_operand(C->getOperand(0));
-  e.secondVN = hash_operand(C->getOperand(1));
+  e.firstVN = lookup_or_add(C->getOperand(0));
+  e.secondVN = lookup_or_add(C->getOperand(1));
   e.thirdVN = 0;
   e.function = 0;
   e.type = C->getType();
@@ -335,7 +341,7 @@ Expression ValueTable::create_expression(CmpInst* C) {
 Expression ValueTable::create_expression(CastInst* C) {
   Expression e;
     
-  e.firstVN = hash_operand(C->getOperand(0));
+  e.firstVN = lookup_or_add(C->getOperand(0));
   e.secondVN = 0;
   e.thirdVN = 0;
   e.function = 0;
@@ -348,9 +354,9 @@ Expression ValueTable::create_expression(CastInst* C) {
 Expression ValueTable::create_expression(ShuffleVectorInst* S) {
   Expression e;
     
-  e.firstVN = hash_operand(S->getOperand(0));
-  e.secondVN = hash_operand(S->getOperand(1));
-  e.thirdVN = hash_operand(S->getOperand(2));
+  e.firstVN = lookup_or_add(S->getOperand(0));
+  e.secondVN = lookup_or_add(S->getOperand(1));
+  e.thirdVN = lookup_or_add(S->getOperand(2));
   e.function = 0;
   e.type = S->getType();
   e.opcode = Expression::SHUFFLE;
@@ -361,8 +367,8 @@ Expression ValueTable::create_expression(ShuffleVectorInst* S) {
 Expression ValueTable::create_expression(ExtractElementInst* E) {
   Expression e;
     
-  e.firstVN = hash_operand(E->getOperand(0));
-  e.secondVN = hash_operand(E->getOperand(1));
+  e.firstVN = lookup_or_add(E->getOperand(0));
+  e.secondVN = lookup_or_add(E->getOperand(1));
   e.thirdVN = 0;
   e.function = 0;
   e.type = E->getType();
@@ -374,9 +380,9 @@ Expression ValueTable::create_expression(ExtractElementInst* E) {
 Expression ValueTable::create_expression(InsertElementInst* I) {
   Expression e;
     
-  e.firstVN = hash_operand(I->getOperand(0));
-  e.secondVN = hash_operand(I->getOperand(1));
-  e.thirdVN = hash_operand(I->getOperand(2));
+  e.firstVN = lookup_or_add(I->getOperand(0));
+  e.secondVN = lookup_or_add(I->getOperand(1));
+  e.thirdVN = lookup_or_add(I->getOperand(2));
   e.function = 0;
   e.type = I->getType();
   e.opcode = Expression::INSERT;
@@ -387,9 +393,9 @@ Expression ValueTable::create_expression(InsertElementInst* I) {
 Expression ValueTable::create_expression(SelectInst* I) {
   Expression e;
     
-  e.firstVN = hash_operand(I->getCondition());
-  e.secondVN = hash_operand(I->getTrueValue());
-  e.thirdVN = hash_operand(I->getFalseValue());
+  e.firstVN = lookup_or_add(I->getCondition());
+  e.secondVN = lookup_or_add(I->getTrueValue());
+  e.thirdVN = lookup_or_add(I->getFalseValue());
   e.function = 0;
   e.type = I->getType();
   e.opcode = Expression::SELECT;
@@ -399,8 +405,8 @@ Expression ValueTable::create_expression(SelectInst* I) {
 
 Expression ValueTable::create_expression(GetElementPtrInst* G) {
   Expression e;
-    
-  e.firstVN = hash_operand(G->getPointerOperand());
+  
+  e.firstVN = lookup_or_add(G->getPointerOperand());
   e.secondVN = 0;
   e.thirdVN = 0;
   e.function = 0;
@@ -409,7 +415,7 @@ Expression ValueTable::create_expression(GetElementPtrInst* G) {
   
   for (GetElementPtrInst::op_iterator I = G->idx_begin(), E = G->idx_end();
        I != E; ++I)
-    e.varargs.push_back(hash_operand(*I));
+    e.varargs.push_back(lookup_or_add(*I));
   
   return e;
 }
@@ -418,6 +424,11 @@ Expression ValueTable::create_expression(GetElementPtrInst* G) {
 //                     ValueTable External Functions
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
+/// add - Insert a value into the table with a specified value number.
+void ValueTable::add(Value* V, uint32_t num) {
+  valueNumbering.insert(std::make_pair(V, num));
+}
+
 /// lookup_or_add - Returns the value number for the specified value, assigning
 /// it a new number if it did not have one before.
 uint32_t ValueTable::lookup_or_add(Value* V) {
@@ -426,7 +437,7 @@ uint32_t ValueTable::lookup_or_add(Value* V) {
     return VI->second;
   
   if (CallInst* C = dyn_cast<CallInst>(V)) {
-    if (AA->onlyReadsMemory(C)) { // includes doesNotAccessMemory
+    if (AA->doesNotAccessMemory(C)) {
       Expression e = create_expression(C);
     
       DenseMap<Expression, uint32_t>::iterator EI = expressionNumbering.find(e);
@@ -439,6 +450,99 @@ uint32_t ValueTable::lookup_or_add(Value* V) {
       
         return nextValueNumber++;
       }
+    } else if (AA->onlyReadsMemory(C)) {
+      Expression e = create_expression(C);
+      
+      if (expressionNumbering.find(e) == expressionNumbering.end()) {
+        expressionNumbering.insert(std::make_pair(e, nextValueNumber));
+        valueNumbering.insert(std::make_pair(V, nextValueNumber));
+        return nextValueNumber++;
+      }
+      
+      MemDepResult local_dep = MD->getDependency(C);
+      
+      if (!local_dep.isDef() && !local_dep.isNonLocal()) {
+        valueNumbering.insert(std::make_pair(V, nextValueNumber));
+        return nextValueNumber++;
+      }
+
+      if (local_dep.isDef()) {
+        CallInst* local_cdep = cast<CallInst>(local_dep.getInst());
+        
+        if (local_cdep->getNumOperands() != C->getNumOperands()) {
+          valueNumbering.insert(std::make_pair(V, nextValueNumber));
+          return nextValueNumber++;
+        }
+          
+        for (unsigned i = 1; i < C->getNumOperands(); ++i) {
+          uint32_t c_vn = lookup_or_add(C->getOperand(i));
+          uint32_t cd_vn = lookup_or_add(local_cdep->getOperand(i));
+          if (c_vn != cd_vn) {
+            valueNumbering.insert(std::make_pair(V, nextValueNumber));
+            return nextValueNumber++;
+          }
+        }
+      
+        uint32_t v = lookup_or_add(local_cdep);
+        valueNumbering.insert(std::make_pair(V, v));
+        return v;
+      }
+
+      // Non-local case.
+      const MemoryDependenceAnalysis::NonLocalDepInfo &deps = 
+        MD->getNonLocalCallDependency(CallSite(C));
+      // FIXME: call/call dependencies for readonly calls should return def, not
+      // clobber!  Move the checking logic to MemDep!
+      CallInst* cdep = 0;
+      
+      // Check to see if we have a single dominating call instruction that is
+      // identical to C.
+      for (unsigned i = 0, e = deps.size(); i != e; ++i) {
+        const MemoryDependenceAnalysis::NonLocalDepEntry *I = &deps[i];
+        // Ignore non-local dependencies.
+        if (I->second.isNonLocal())
+          continue;
+
+        // We don't handle non-depedencies.  If we already have a call, reject
+        // instruction dependencies.
+        if (I->second.isClobber() || cdep != 0) {
+          cdep = 0;
+          break;
+        }
+        
+        CallInst *NonLocalDepCall = dyn_cast<CallInst>(I->second.getInst());
+        // FIXME: All duplicated with non-local case.
+        if (NonLocalDepCall && DT->properlyDominates(I->first, C->getParent())){
+          cdep = NonLocalDepCall;
+          continue;
+        }
+        
+        cdep = 0;
+        break;
+      }
+      
+      if (!cdep) {
+        valueNumbering.insert(std::make_pair(V, nextValueNumber));
+        return nextValueNumber++;
+      }
+      
+      if (cdep->getNumOperands() != C->getNumOperands()) {
+        valueNumbering.insert(std::make_pair(V, nextValueNumber));
+        return nextValueNumber++;
+      }
+      for (unsigned i = 1; i < C->getNumOperands(); ++i) {
+        uint32_t c_vn = lookup_or_add(C->getOperand(i));
+        uint32_t cd_vn = lookup_or_add(cdep->getOperand(i));
+        if (c_vn != cd_vn) {
+          valueNumbering.insert(std::make_pair(V, nextValueNumber));
+          return nextValueNumber++;
+        }
+      }
+      
+      uint32_t v = lookup_or_add(cdep);
+      valueNumbering.insert(std::make_pair(V, v));
+      return v;
+      
     } else {
       valueNumbering.insert(std::make_pair(V, nextValueNumber));
       return nextValueNumber++;
@@ -574,78 +678,32 @@ void ValueTable::erase(Value* V) {
 }
 
 //===----------------------------------------------------------------------===//
-//                       ValueNumberedSet Class
+//                         GVN Pass
 //===----------------------------------------------------------------------===//
+
 namespace {
-class VISIBILITY_HIDDEN ValueNumberedSet {
-  private:
-    SmallPtrSet<Value*, 8> contents;
-    BitVector numbers;
-  public:
-    ValueNumberedSet() { numbers.resize(1); }
-    ValueNumberedSet(const ValueNumberedSet& other) {
-      numbers = other.numbers;
-      contents = other.contents;
-    }
-    
-    typedef SmallPtrSet<Value*, 8>::iterator iterator;
-    
-    iterator begin() { return contents.begin(); }
-    iterator end() { return contents.end(); }
-    
-    bool insert(Value* v) { return contents.insert(v); }
-    void insert(iterator I, iterator E) { contents.insert(I, E); }
-    void erase(Value* v) { contents.erase(v); }
-    unsigned count(Value* v) { return contents.count(v); }
-    size_t size() { return contents.size(); }
-    
-    void set(unsigned i)  {
-      if (i >= numbers.size())
-        numbers.resize(i+1);
-      
-      numbers.set(i);
-    }
-    
-    void operator=(const ValueNumberedSet& other) {
-      contents = other.contents;
-      numbers = other.numbers;
-    }
-    
-    void reset(unsigned i)  {
-      if (i < numbers.size())
-        numbers.reset(i);
-    }
+  struct VISIBILITY_HIDDEN ValueNumberScope {
+    ValueNumberScope* parent;
+    DenseMap<uint32_t, Value*> table;
     
-    bool test(unsigned i)  {
-      if (i >= numbers.size())
-        return false;
-      
-      return numbers.test(i);
-    }
-    
-    void clear() {
-      contents.clear();
-      numbers.clear();
-    }
-};
+    ValueNumberScope(ValueNumberScope* p) : parent(p) { }
+  };
 }
 
-//===----------------------------------------------------------------------===//
-//                         GVN Pass
-//===----------------------------------------------------------------------===//
-
 namespace {
 
   class VISIBILITY_HIDDEN GVN : public FunctionPass {
     bool runOnFunction(Function &F);
   public:
     static char ID; // Pass identification, replacement for typeid
-    GVN() : FunctionPass((intptr_t)&ID) { }
+    GVN() : FunctionPass(&ID) { }
 
   private:
+    MemoryDependenceAnalysis *MD;
+    DominatorTree *DT;
+
     ValueTable VN;
-    
-    DenseMap<BasicBlock*, ValueNumberedSet> availableOut;
+    DenseMap<BasicBlock*, ValueNumberScope*> localAvail;
     
     typedef DenseMap<Value*, SmallPtrSet<Instruction*, 4> > PhiMapType;
     PhiMapType phiMap;
@@ -653,41 +711,34 @@ namespace {
     
     // This transformation requires dominator postdominator info
     virtual void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
-      AU.setPreservesCFG();
       AU.addRequired<DominatorTree>();
       AU.addRequired<MemoryDependenceAnalysis>();
       AU.addRequired<AliasAnalysis>();
-      AU.addRequired<TargetData>();
+      
+      AU.addPreserved<DominatorTree>();
       AU.addPreserved<AliasAnalysis>();
-      AU.addPreserved<MemoryDependenceAnalysis>();
-      AU.addPreserved<TargetData>();
     }
   
     // Helper fuctions
     // FIXME: eliminate or document these better
-    Value* find_leader(ValueNumberedSet& vals, uint32_t v) ;
-    void val_insert(ValueNumberedSet& s, Value* v);
     bool processLoad(LoadInst* L,
-                     DenseMap<Value*, LoadInst*> &lastLoad,
                      SmallVectorImpl<Instruction*> &toErase);
-    bool processStore(StoreInst *SI, SmallVectorImpl<Instruction*> &toErase);
     bool processInstruction(Instruction* I,
-                            ValueNumberedSet& currAvail,
-                            DenseMap<Value*, LoadInst*>& lastSeenLoad,
                             SmallVectorImpl<Instruction*> &toErase);
     bool processNonLocalLoad(LoadInst* L,
                              SmallVectorImpl<Instruction*> &toErase);
-    bool processMemCpy(MemCpyInst* M, MemCpyInst* MDep,
-                       SmallVectorImpl<Instruction*> &toErase);
-    bool performCallSlotOptzn(MemCpyInst* cpy, CallInst* C,
-                              SmallVectorImpl<Instruction*> &toErase);
+    bool processBlock(DomTreeNode* DTN);
     Value *GetValueForBlock(BasicBlock *BB, LoadInst* orig,
                             DenseMap<BasicBlock*, Value*> &Phis,
                             bool top_level = false);
-    void dump(DenseMap<BasicBlock*, Value*>& d);
+    void dump(DenseMap<uint32_t, Value*>& d);
     bool iterateOnFunction(Function &F);
     Value* CollapsePhi(PHINode* p);
     bool isSafeReplacement(PHINode* p, Instruction* inst);
+    bool performPRE(Function& F);
+    Value* lookupNumber(BasicBlock* BB, uint32_t num);
+    bool mergeBlockIntoPredecessor(BasicBlock* BB);
+    void cleanupGlobalSets();
   };
   
   char GVN::ID = 0;
@@ -699,53 +750,25 @@ FunctionPass *llvm::createGVNPass() { return new GVN(); }
 static RegisterPass<GVN> X("gvn",
                            "Global Value Numbering");
 
-/// find_leader - Given a set and a value number, return the first
-/// element of the set with that value number, or 0 if no such element
-/// is present
-Value* GVN::find_leader(ValueNumberedSet& vals, uint32_t v) {
-  if (!vals.test(v))
-    return 0;
-  
-  for (ValueNumberedSet::iterator I = vals.begin(), E = vals.end();
-       I != E; ++I)
-    if (v == VN.lookup(*I))
-      return *I;
-  
-  assert(0 && "No leader found, but present bit is set?");
-  return 0;
-}
-
-/// val_insert - Insert a value into a set only if there is not a value
-/// with the same value number already in the set
-void GVN::val_insert(ValueNumberedSet& s, Value* v) {
-  uint32_t num = VN.lookup(v);
-  if (!s.test(num))
-    s.insert(v);
-}
-
-void GVN::dump(DenseMap<BasicBlock*, Value*>& d) {
+void GVN::dump(DenseMap<uint32_t, Value*>& d) {
   printf("{\n");
-  for (DenseMap<BasicBlock*, Value*>::iterator I = d.begin(),
+  for (DenseMap<uint32_t, Value*>::iterator I = d.begin(),
        E = d.end(); I != E; ++I) {
-    if (I->second == MemoryDependenceAnalysis::None)
-      printf("None\n");
-    else
+      printf("%d\n", I->first);
       I->second->dump();
   }
   printf("}\n");
 }
 
 Value* GVN::CollapsePhi(PHINode* p) {
-  DominatorTree &DT = getAnalysis<DominatorTree>();
   Value* constVal = p->hasConstantValue();
-  
   if (!constVal) return 0;
   
   Instruction* inst = dyn_cast<Instruction>(constVal);
   if (!inst)
     return constVal;
     
-  if (DT.dominates(inst, p))
+  if (DT->dominates(inst, p))
     if (isSafeReplacement(p, inst))
       return inst;
   return 0;
@@ -774,21 +797,33 @@ Value *GVN::GetValueForBlock(BasicBlock *BB, LoadInst* orig,
   DenseMap<BasicBlock*, Value*>::iterator V = Phis.find(BB);
   if (V != Phis.end() && !top_level) return V->second;
   
-  BasicBlock* singlePred = BB->getSinglePredecessor();
-  if (singlePred) {
-    Value *ret = GetValueForBlock(singlePred, orig, Phis);
+  // If the block is unreachable, just return undef, since this path
+  // can't actually occur at runtime.
+  if (!DT->isReachableFromEntry(BB))
+    return Phis[BB] = UndefValue::get(orig->getType());
+  
+  if (BasicBlock *Pred = BB->getSinglePredecessor()) {
+    Value *ret = GetValueForBlock(Pred, orig, Phis);
     Phis[BB] = ret;
     return ret;
   }
+
+  // Get the number of predecessors of this block so we can reserve space later.
+  // If there is already a PHI in it, use the #preds from it, otherwise count.
+  // Getting it from the PHI is constant time.
+  unsigned NumPreds;
+  if (PHINode *ExistingPN = dyn_cast<PHINode>(BB->begin()))
+    NumPreds = ExistingPN->getNumIncomingValues();
+  else
+    NumPreds = std::distance(pred_begin(BB), pred_end(BB));
   
   // Otherwise, the idom is the loop, so we need to insert a PHI node.  Do so
   // now, then get values to fill in the incoming values for the PHI.
-  PHINode *PN = new PHINode(orig->getType(), orig->getName()+".rle",
-                            BB->begin());
-  PN->reserveOperandSpace(std::distance(pred_begin(BB), pred_end(BB)));
+  PHINode *PN = PHINode::Create(orig->getType(), orig->getName()+".rle",
+                                BB->begin());
+  PN->reserveOperandSpace(NumPreds);
   
-  if (Phis.count(BB) == 0)
-    Phis.insert(std::make_pair(BB, PN));
+  Phis.insert(std::make_pair(BB, PN));
   
   // Fill in the incoming values for the block.
   for (pred_iterator PI = pred_begin(BB), E = pred_end(BB); PI != E; ++PI) {
@@ -796,8 +831,7 @@ Value *GVN::GetValueForBlock(BasicBlock *BB, LoadInst* orig,
     PN->addIncoming(val, *PI);
   }
   
-  AliasAnalysis& AA = getAnalysis<AliasAnalysis>();
-  AA.copyValue(orig, PN);
+  VN.getAliasAnalysis()->copyValue(orig, PN);
   
   // Attempt to collapse PHI nodes that are trivially redundant
   Value* v = CollapsePhi(PN);
@@ -807,9 +841,6 @@ Value *GVN::GetValueForBlock(BasicBlock *BB, LoadInst* orig,
     return PN;
   }
     
-  MemoryDependenceAnalysis& MD = getAnalysis<MemoryDependenceAnalysis>();
-
-  MD.removeInstruction(PN);
   PN->replaceAllUsesWith(v);
 
   for (DenseMap<BasicBlock*, Value*>::iterator I = Phis.begin(),
@@ -817,592 +848,389 @@ Value *GVN::GetValueForBlock(BasicBlock *BB, LoadInst* orig,
     if (I->second == PN)
       I->second = v;
 
+  DEBUG(cerr << "GVN removed: " << *PN);
+  MD->removeInstruction(PN);
   PN->eraseFromParent();
 
   Phis[BB] = v;
   return v;
 }
 
-/// processNonLocalLoad - Attempt to eliminate a load whose dependencies are
-/// non-local by performing PHI construction.
-bool GVN::processNonLocalLoad(LoadInst* L,
-                              SmallVectorImpl<Instruction*> &toErase) {
-  MemoryDependenceAnalysis& MD = getAnalysis<MemoryDependenceAnalysis>();
+/// IsValueFullyAvailableInBlock - Return true if we can prove that the value
+/// we're analyzing is fully available in the specified block.  As we go, keep
+/// track of which blocks we know are fully alive in FullyAvailableBlocks.  This
+/// map is actually a tri-state map with the following values:
+///   0) we know the block *is not* fully available.
+///   1) we know the block *is* fully available.
+///   2) we do not know whether the block is fully available or not, but we are
+///      currently speculating that it will be.
+///   3) we are speculating for this block and have used that to speculate for
+///      other blocks.
+static bool IsValueFullyAvailableInBlock(BasicBlock *BB, 
+                            DenseMap<BasicBlock*, char> &FullyAvailableBlocks) {
+  // Optimistically assume that the block is fully available and check to see
+  // if we already know about this block in one lookup.
+  std::pair<DenseMap<BasicBlock*, char>::iterator, char> IV = 
+    FullyAvailableBlocks.insert(std::make_pair(BB, 2));
+
+  // If the entry already existed for this block, return the precomputed value.
+  if (!IV.second) {
+    // If this is a speculative "available" value, mark it as being used for
+    // speculation of other blocks.
+    if (IV.first->second == 2)
+      IV.first->second = 3;
+    return IV.first->second != 0;
+  }
   
-  // Find the non-local dependencies of the load
-  DenseMap<BasicBlock*, Value*> deps;
-  MD.getNonLocalDependency(L, deps);
+  // Otherwise, see if it is fully available in all predecessors.
+  pred_iterator PI = pred_begin(BB), PE = pred_end(BB);
   
-  DenseMap<BasicBlock*, Value*> repl;
+  // If this block has no predecessors, it isn't live-in here.
+  if (PI == PE)
+    goto SpeculationFailure;
   
-  // Filter out useless results (non-locals, etc)
-  for (DenseMap<BasicBlock*, Value*>::iterator I = deps.begin(), E = deps.end();
-       I != E; ++I) {
-    if (I->second == MemoryDependenceAnalysis::None)
-      return false;
+  for (; PI != PE; ++PI)
+    // If the value isn't fully available in one of our predecessors, then it
+    // isn't fully available in this block either.  Undo our previous
+    // optimistic assumption and bail out.
+    if (!IsValueFullyAvailableInBlock(*PI, FullyAvailableBlocks))
+      goto SpeculationFailure;
   
-    if (I->second == MemoryDependenceAnalysis::NonLocal)
-      continue;
+  return true;
   
-    if (StoreInst* S = dyn_cast<StoreInst>(I->second)) {
-      if (S->getPointerOperand() != L->getPointerOperand())
-        return false;
-      repl[I->first] = S->getOperand(0);
-    } else if (LoadInst* LD = dyn_cast<LoadInst>(I->second)) {
-      if (LD->getPointerOperand() != L->getPointerOperand())
-        return false;
-      repl[I->first] = LD;
-    } else {
-      return false;
-    }
-  }
+// SpeculationFailure - If we get here, we found out that this is not, after
+// all, a fully-available block.  We have a problem if we speculated on this and
+// used the speculation to mark other blocks as available.
+SpeculationFailure:
+  char &BBVal = FullyAvailableBlocks[BB];
   
-  // Use cached PHI construction information from previous runs
-  SmallPtrSet<Instruction*, 4>& p = phiMap[L->getPointerOperand()];
-  for (SmallPtrSet<Instruction*, 4>::iterator I = p.begin(), E = p.end();
-       I != E; ++I) {
-    if ((*I)->getParent() == L->getParent()) {
-      MD.removeInstruction(L);
-      L->replaceAllUsesWith(*I);
-      toErase.push_back(L);
-      NumGVNLoad++;
-      return true;
-    }
+  // If we didn't speculate on this, just return with it set to false.
+  if (BBVal == 2) {
+    BBVal = 0;
+    return false;
+  }
+
+  // If we did speculate on this value, we could have blocks set to 1 that are
+  // incorrect.  Walk the (transitive) successors of this block and mark them as
+  // 0 if set to one.
+  SmallVector<BasicBlock*, 32> BBWorklist;
+  BBWorklist.push_back(BB);
+  
+  while (!BBWorklist.empty()) {
+    BasicBlock *Entry = BBWorklist.pop_back_val();
+    // Note that this sets blocks to 0 (unavailable) if they happen to not
+    // already be in FullyAvailableBlocks.  This is safe.
+    char &EntryVal = FullyAvailableBlocks[Entry];
+    if (EntryVal == 0) continue;  // Already unavailable.
+
+    // Mark as unavailable.
+    EntryVal = 0;
     
-    repl.insert(std::make_pair((*I)->getParent(), *I));
+    for (succ_iterator I = succ_begin(Entry), E = succ_end(Entry); I != E; ++I)
+      BBWorklist.push_back(*I);
   }
   
-  // Perform PHI construction
-  SmallPtrSet<BasicBlock*, 4> visited;
-  Value* v = GetValueForBlock(L->getParent(), L, repl, true);
-  
-  MD.removeInstruction(L);
-  L->replaceAllUsesWith(v);
-  toErase.push_back(L);
-  NumGVNLoad++;
-
-  return true;
+  return false;
 }
 
-/// processLoad - Attempt to eliminate a load, first by eliminating it
-/// locally, and then attempting non-local elimination if that fails.
-bool GVN::processLoad(LoadInst *L, DenseMap<Value*, LoadInst*> &lastLoad,
-                      SmallVectorImpl<Instruction*> &toErase) {
-  if (L->isVolatile()) {
-    lastLoad[L->getPointerOperand()] = L;
+/// processNonLocalLoad - Attempt to eliminate a load whose dependencies are
+/// non-local by performing PHI construction.
+bool GVN::processNonLocalLoad(LoadInst *LI,
+                              SmallVectorImpl<Instruction*> &toErase) {
+  // Find the non-local dependencies of the load.
+  SmallVector<MemoryDependenceAnalysis::NonLocalDepEntry, 64> Deps; 
+  MD->getNonLocalPointerDependency(LI->getOperand(0), true, LI->getParent(),
+                                   Deps);
+  //DEBUG(cerr << "INVESTIGATING NONLOCAL LOAD: " << Deps.size() << *LI);
+  
+  // If we had to process more than one hundred blocks to find the
+  // dependencies, this load isn't worth worrying about.  Optimizing
+  // it will be too expensive.
+  if (Deps.size() > 100)
     return false;
-  }
   
-  Value* pointer = L->getPointerOperand();
-  LoadInst*& last = lastLoad[pointer];
+  // Filter out useless results (non-locals, etc).  Keep track of the blocks
+  // where we have a value available in repl, also keep track of whether we see
+  // dependencies that produce an unknown value for the load (such as a call
+  // that could potentially clobber the load).
+  SmallVector<std::pair<BasicBlock*, Value*>, 16> ValuesPerBlock;
+  SmallVector<BasicBlock*, 16> UnavailableBlocks;
   
-  // ... to a pointer that has been loaded from before...
-  MemoryDependenceAnalysis& MD = getAnalysis<MemoryDependenceAnalysis>();
-  bool removedNonLocal = false;
-  Instruction* dep = MD.getDependency(L);
-  if (dep == MemoryDependenceAnalysis::NonLocal &&
-      L->getParent() != &L->getParent()->getParent()->getEntryBlock()) {
-    removedNonLocal = processNonLocalLoad(L, toErase);
+  for (unsigned i = 0, e = Deps.size(); i != e; ++i) {
+    BasicBlock *DepBB = Deps[i].first;
+    MemDepResult DepInfo = Deps[i].second;
     
-    if (!removedNonLocal)
-      last = L;
+    if (DepInfo.isClobber()) {
+      UnavailableBlocks.push_back(DepBB);
+      continue;
+    }
     
-    return removedNonLocal;
-  }
-  
-  
-  bool deletedLoad = false;
+    Instruction *DepInst = DepInfo.getInst();
+    
+    // Loading the allocation -> undef.
+    if (isa<AllocationInst>(DepInst)) {
+      ValuesPerBlock.push_back(std::make_pair(DepBB, 
+                                              UndefValue::get(LI->getType())));
+      continue;
+    }
   
-  // Walk up the dependency chain until we either find
-  // a dependency we can use, or we can't walk any further
-  while (dep != MemoryDependenceAnalysis::None &&
-         dep != MemoryDependenceAnalysis::NonLocal &&
-         (isa<LoadInst>(dep) || isa<StoreInst>(dep))) {
-    // ... that depends on a store ...
-    if (StoreInst* S = dyn_cast<StoreInst>(dep)) {
-      if (S->getPointerOperand() == pointer) {
-        // Remove it!
-        MD.removeInstruction(L);
-        
-        L->replaceAllUsesWith(S->getOperand(0));
-        toErase.push_back(L);
-        deletedLoad = true;
-        NumGVNLoad++;
+    if (StoreInst* S = dyn_cast<StoreInst>(DepInst)) {
+      // Reject loads and stores that are to the same address but are of 
+      // different types.
+      // NOTE: 403.gcc does have this case (e.g. in readonly_fields_p) because
+      // of bitfield access, it would be interesting to optimize for it at some
+      // point.
+      if (S->getOperand(0)->getType() != LI->getType()) {
+        UnavailableBlocks.push_back(DepBB);
+        continue;
       }
       
-      // Whether we removed it or not, we can't
-      // go any further
-      break;
-    } else if (!last) {
-      // If we don't depend on a store, and we haven't
-      // been loaded before, bail.
-      break;
-    } else if (dep == last) {
-      // Remove it!
-      MD.removeInstruction(L);
+      ValuesPerBlock.push_back(std::make_pair(DepBB, S->getOperand(0)));
       
-      L->replaceAllUsesWith(last);
-      toErase.push_back(L);
-      deletedLoad = true;
-      NumGVNLoad++;
-        
-      break;
+    } else if (LoadInst* LD = dyn_cast<LoadInst>(DepInst)) {
+      if (LD->getType() != LI->getType()) {
+        UnavailableBlocks.push_back(DepBB);
+        continue;
+      }
+      ValuesPerBlock.push_back(std::make_pair(DepBB, LD));
     } else {
-      dep = MD.getDependency(L, dep);
-    }
-  }
-
-  if (dep != MemoryDependenceAnalysis::None &&
-      dep != MemoryDependenceAnalysis::NonLocal &&
-      isa<AllocationInst>(dep)) {
-    // Check that this load is actually from the
-    // allocation we found
-    Value* v = L->getOperand(0);
-    while (true) {
-      if (BitCastInst *BC = dyn_cast<BitCastInst>(v))
-        v = BC->getOperand(0);
-      else if (GetElementPtrInst *GEP = dyn_cast<GetElementPtrInst>(v))
-        v = GEP->getOperand(0);
-      else
-        break;
-    }
-    if (v == dep) {
-      // If this load depends directly on an allocation, there isn't
-      // anything stored there; therefore, we can optimize this load
-      // to undef.
-      MD.removeInstruction(L);
-
-      L->replaceAllUsesWith(UndefValue::get(L->getType()));
-      toErase.push_back(L);
-      deletedLoad = true;
-      NumGVNLoad++;
+      UnavailableBlocks.push_back(DepBB);
+      continue;
     }
   }
-
-  if (!deletedLoad)
-    last = L;
-  
-  return deletedLoad;
-}
-
-/// isBytewiseValue - If the specified value can be set by repeating the same
-/// byte in memory, return the i8 value that it is represented with.  This is
-/// true for all i8 values obviously, but is also true for i32 0, i32 -1,
-/// i16 0xF0F0, double 0.0 etc.  If the value can't be handled with a repeated
-/// byte store (e.g. i16 0x1234), return null.
-static Value *isBytewiseValue(Value *V) {
-  // All byte-wide stores are splatable, even of arbitrary variables.
-  if (V->getType() == Type::Int8Ty) return V;
-  
-  // Constant float and double values can be handled as integer values if the
-  // corresponding integer value is "byteable".  An important case is 0.0. 
-  if (ConstantFP *CFP = dyn_cast<ConstantFP>(V)) {
-    if (CFP->getType() == Type::FloatTy)
-      V = ConstantExpr::getBitCast(CFP, Type::Int32Ty);
-    if (CFP->getType() == Type::DoubleTy)
-      V = ConstantExpr::getBitCast(CFP, Type::Int64Ty);
-    // Don't handle long double formats, which have strange constraints.
-  }
   
-  // We can handle constant integers that are power of two in size and a 
-  // multiple of 8 bits.
-  if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(V)) {
-    unsigned Width = CI->getBitWidth();
-    if (isPowerOf2_32(Width) && Width > 8) {
-      // We can handle this value if the recursive binary decomposition is the
-      // same at all levels.
-      APInt Val = CI->getValue();
-      APInt Val2;
-      while (Val.getBitWidth() != 8) {
-        unsigned NextWidth = Val.getBitWidth()/2;
-        Val2  = Val.lshr(NextWidth);
-        Val2.trunc(Val.getBitWidth()/2);
-        Val.trunc(Val.getBitWidth()/2);
-
-        // If the top/bottom halves aren't the same, reject it.
-        if (Val != Val2)
-          return 0;
+  // If we have no predecessors that produce a known value for this load, exit
+  // early.
+  if (ValuesPerBlock.empty()) return false;
+  
+  // If all of the instructions we depend on produce a known value for this
+  // load, then it is fully redundant and we can use PHI insertion to compute
+  // its value.  Insert PHIs and remove the fully redundant value now.
+  if (UnavailableBlocks.empty()) {
+    // Use cached PHI construction information from previous runs
+    SmallPtrSet<Instruction*, 4> &p = phiMap[LI->getPointerOperand()];
+    // FIXME: What does phiMap do? Are we positive it isn't getting invalidated?
+    for (SmallPtrSet<Instruction*, 4>::iterator I = p.begin(), E = p.end();
+         I != E; ++I) {
+      if ((*I)->getParent() == LI->getParent()) {
+        DEBUG(cerr << "GVN REMOVING NONLOCAL LOAD #1: " << *LI);
+        LI->replaceAllUsesWith(*I);
+        toErase.push_back(LI);
+        NumGVNLoad++;
+        return true;
       }
-      return ConstantInt::get(Val);
+      
+      ValuesPerBlock.push_back(std::make_pair((*I)->getParent(), *I));
     }
+    
+    DEBUG(cerr << "GVN REMOVING NONLOCAL LOAD: " << *LI);
+    
+    DenseMap<BasicBlock*, Value*> BlockReplValues;
+    BlockReplValues.insert(ValuesPerBlock.begin(), ValuesPerBlock.end());
+    // Perform PHI construction.
+    Value* v = GetValueForBlock(LI->getParent(), LI, BlockReplValues, true);
+    LI->replaceAllUsesWith(v);
+    toErase.push_back(LI);
+    NumGVNLoad++;
+    return true;
   }
   
-  // Conceptually, we could handle things like:
-  //   %a = zext i8 %X to i16
-  //   %b = shl i16 %a, 8
-  //   %c = or i16 %a, %b
-  // but until there is an example that actually needs this, it doesn't seem
-  // worth worrying about.
-  return 0;
-}
-
-/// IsPointerAtOffset - Return true if Ptr1 is exactly provably equal to Ptr2
-/// plus the specified constant offset.  For example, Ptr1 might be &A[42], and
-/// Ptr2 might be &A[40] and Offset might be 8.
-static bool IsPointerAtOffset(Value *Ptr1, Value *Ptr2, uint64_t Offset) {
-  return true;
-}
-
+  if (!EnablePRE || !EnableLoadPRE)
+    return false;
 
-/// processStore - When GVN is scanning forward over instructions, we look for
-/// some other patterns to fold away.  In particular, this looks for stores to
-/// neighboring locations of memory.  If it sees enough consequtive ones
-/// (currently 4) it attempts to merge them together into a memcpy/memset.
-bool GVN::processStore(StoreInst *SI, SmallVectorImpl<Instruction*> &toErase) {
-  return false;
-  if (SI->isVolatile()) return false;
+  // Okay, we have *some* definitions of the value.  This means that the value
+  // is available in some of our (transitive) predecessors.  Lets think about
+  // doing PRE of this load.  This will involve inserting a new load into the
+  // predecessor when it's not available.  We could do this in general, but
+  // prefer to not increase code size.  As such, we only do this when we know
+  // that we only have to insert *one* load (which means we're basically moving
+  // the load, not inserting a new one).
+  
+  // Everything we do here is based on local predecessors of LI's block.  If it
+  // only has one predecessor, bail now.
+  BasicBlock *LoadBB = LI->getParent();
+  if (LoadBB->getSinglePredecessor())
+    return false;
   
-  // There are two cases that are interesting for this code to handle: memcpy
-  // and memset.  Right now we only handle memset.
+  // If we have a repl set with LI itself in it, this means we have a loop where
+  // at least one of the values is LI.  Since this means that we won't be able
+  // to eliminate LI even if we insert uses in the other predecessors, we will
+  // end up increasing code size.  Reject this by scanning for LI.
+  for (unsigned i = 0, e = ValuesPerBlock.size(); i != e; ++i)
+    if (ValuesPerBlock[i].second == LI)
+      return false;
   
-  // Ensure that the value being stored is something that can be memset'able a
-  // byte at a time like "0" or "-1" or any width, as well as things like
-  // 0xA0A0A0A0 and 0.0.
-  Value *ByteVal = isBytewiseValue(SI->getOperand(0));
-  if (!ByteVal)
-    return false;
-
-  TargetData &TD = getAnalysis<TargetData>();
-  AliasAnalysis &AA = getAnalysis<AliasAnalysis>();
-
-  // Okay, so we now have a single store that can be splatable.  Try to 'grow'
-  // this store by looking for neighboring stores to the immediate left or right
-  // of the store we have so far.  While we could in theory handle stores in
-  // this order:  A[0], A[2], A[1]
-  // in practice, right now we only worry about cases where stores are
-  // consequtive in increasing or decreasing address order.
-  uint64_t BytesSoFar = TD.getTypeStoreSize(SI->getOperand(0)->getType());
-  uint64_t BytesFromSI = 0;
-  unsigned StartAlign = SI->getAlignment();
-  Value *StartPtr = SI->getPointerOperand();
-  SmallVector<StoreInst*, 16> Stores;
-  Stores.push_back(SI);
-  
-  BasicBlock::iterator BI = SI; ++BI;
-  for (++BI; !isa<TerminatorInst>(BI); ++BI) {
-    if (isa<CallInst>(BI) || isa<InvokeInst>(BI)) { 
-      // If the call is readnone, ignore it, otherwise bail out.  We don't even
-      // allow readonly here because we don't want something like:
-      // A[1] = 2; strlen(A); A[2] = 2; -> memcpy(A, ...); strlen(A).
-      if (AA.getModRefBehavior(CallSite::get(BI)) ==
-            AliasAnalysis::DoesNotAccessMemory)
-        continue;
-      
-      // TODO: If this is a memset, try to join it in.
-      
-      break;
-    } else if (isa<VAArgInst>(BI) || isa<LoadInst>(BI))
-      break;
-
-    // If this is a non-store instruction it is fine, ignore it.
-    StoreInst *NextStore = dyn_cast<StoreInst>(BI);
-    if (NextStore == 0) continue;
-    
-    // If this is a store, see if we can merge it in.
-    if (NextStore->isVolatile()) break;
-    
-    // Check to see if this stored value is of the same byte-splattable value.
-    if (ByteVal != isBytewiseValue(NextStore->getOperand(0)))
-      break;
-    
-    Value *ThisPointer = NextStore->getPointerOperand();
-    unsigned AccessSize = TD.getTypeStoreSize(SI->getOperand(0)->getType());
-    
-    // If so, check to see if the store is before the current range or after it
-    // in either case, extend the range, otherwise reject it.
-    if (IsPointerAtOffset(ThisPointer, StartPtr, BytesSoFar)) {
-      // Okay, this extends the stored area on the end, just add to the bytes
-      // so far and remember this store.
-      BytesSoFar += AccessSize;
-      Stores.push_back(NextStore);
+  // Okay, we have some hope :).  Check to see if the loaded value is fully
+  // available in all but one predecessor.
+  // FIXME: If we could restructure the CFG, we could make a common pred with
+  // all the preds that don't have an available LI and insert a new load into
+  // that one block.
+  BasicBlock *UnavailablePred = 0;
+
+  DenseMap<BasicBlock*, char> FullyAvailableBlocks;
+  for (unsigned i = 0, e = ValuesPerBlock.size(); i != e; ++i)
+    FullyAvailableBlocks[ValuesPerBlock[i].first] = true;
+  for (unsigned i = 0, e = UnavailableBlocks.size(); i != e; ++i)
+    FullyAvailableBlocks[UnavailableBlocks[i]] = false;
+
+  for (pred_iterator PI = pred_begin(LoadBB), E = pred_end(LoadBB);
+       PI != E; ++PI) {
+    if (IsValueFullyAvailableInBlock(*PI, FullyAvailableBlocks))
       continue;
-    }
     
-    if (IsPointerAtOffset(StartPtr, ThisPointer, AccessSize)) {
-      // Okay, the store is before the current range.  Reset our start pointer
-      // and get new alignment info etc.
-      BytesSoFar  += AccessSize;
-      BytesFromSI += AccessSize;
-      Stores.push_back(NextStore);
-      StartPtr = ThisPointer;
-      StartAlign = NextStore->getAlignment();
-      continue;
-    }
-
-    // Otherwise, this store wasn't contiguous with our current range, bail out.
-    break;
+    // If this load is not available in multiple predecessors, reject it.
+    if (UnavailablePred && UnavailablePred != *PI)
+      return false;
+    UnavailablePred = *PI;
   }
   
-  // If we found less than 4 stores to merge, bail out, it isn't worth losing
-  // type information in llvm IR to do the transformation.
-  if (Stores.size() < 4) 
-    return false;
+  assert(UnavailablePred != 0 &&
+         "Fully available value should be eliminated above!");
   
-  // Otherwise, we do want to transform this!  Create a new memset.  We put the
-  // memset right after the first store that we found in this block.  This
-  // ensures that the caller will increment the iterator to  the memset before
-  // it deletes all the stores.
-  BasicBlock::iterator InsertPt = SI; ++InsertPt;
-  
-  Function *F = Intrinsic::getDeclaration(SI->getParent()->getParent()
-                                          ->getParent(), Intrinsic::memset_i64);
-  
-  // StartPtr may not dominate the starting point.  Instead of using it, base
-  // the destination pointer off the input to the first store in the block.
-  StartPtr = SI->getPointerOperand();
-  
-  // Cast the start ptr to be i8* as memset requires.
-  const Type *i8Ptr = PointerType::getUnqual(Type::Int8Ty);
-  if (StartPtr->getType() != i8Ptr)
-    StartPtr = new BitCastInst(StartPtr, i8Ptr, StartPtr->getNameStart(),
-                               InsertPt);
-  
-  // Offset the pointer if needed.
-  if (BytesFromSI)
-    StartPtr = new GetElementPtrInst(StartPtr, ConstantInt::get(Type::Int64Ty,
-                                                                -BytesFromSI),
-                                     "ptroffset", InsertPt);
-  
-  Value *Ops[] = {
-    StartPtr, ByteVal,   // Start, value
-    ConstantInt::get(Type::Int64Ty, BytesSoFar),  // size
-    ConstantInt::get(Type::Int32Ty, StartAlign)   // align
-  };
-  new CallInst(F, Ops, Ops+4, "", InsertPt);
+  // If the loaded pointer is PHI node defined in this block, do PHI translation
+  // to get its value in the predecessor.
+  Value *LoadPtr = LI->getOperand(0)->DoPHITranslation(LoadBB, UnavailablePred);
+  
+  // Make sure the value is live in the predecessor.  If it was defined by a
+  // non-PHI instruction in this block, we don't know how to recompute it above.
+  if (Instruction *LPInst = dyn_cast<Instruction>(LoadPtr))
+    if (!DT->dominates(LPInst->getParent(), UnavailablePred)) {
+      DEBUG(cerr << "COULDN'T PRE LOAD BECAUSE PTR IS UNAVAILABLE IN PRED: "
+                 << *LPInst << *LI << "\n");
+      return false;
+    }
   
-  toErase.append(Stores.begin(), Stores.end());
+  // We don't currently handle critical edges :(
+  if (UnavailablePred->getTerminator()->getNumSuccessors() != 1) {
+    DEBUG(cerr << "COULD NOT PRE LOAD BECAUSE OF CRITICAL EDGE '"
+                << UnavailablePred->getName() << "': " << *LI);
+    return false;
+  }
   
-  ++NumMemSetInfer;
+  // Okay, we can eliminate this load by inserting a reload in the predecessor
+  // and using PHI construction to get the value in the other predecessors, do
+  // it.
+  DEBUG(cerr << "GVN REMOVING PRE LOAD: " << *LI);
+  
+  Value *NewLoad = new LoadInst(LoadPtr, LI->getName()+".pre", false,
+                                LI->getAlignment(),
+                                UnavailablePred->getTerminator());
+  
+  DenseMap<BasicBlock*, Value*> BlockReplValues;
+  BlockReplValues.insert(ValuesPerBlock.begin(), ValuesPerBlock.end());
+  BlockReplValues[UnavailablePred] = NewLoad;
+  
+  // Perform PHI construction.
+  Value* v = GetValueForBlock(LI->getParent(), LI, BlockReplValues, true);
+  LI->replaceAllUsesWith(v);
+  v->takeName(LI);
+  toErase.push_back(LI);
+  NumPRELoad++;
   return true;
 }
 
-
-/// performCallSlotOptzn - takes a memcpy and a call that it depends on,
-/// and checks for the possibility of a call slot optimization by having
-/// the call write its result directly into the destination of the memcpy.
-bool GVN::performCallSlotOptzn(MemCpyInst *cpy, CallInst *C,
-                               SmallVectorImpl<Instruction*> &toErase) {
-  // The general transformation to keep in mind is
-  //
-  //   call @func(..., src, ...)
-  //   memcpy(dest, src, ...)
-  //
-  // ->
-  //
-  //   memcpy(dest, src, ...)
-  //   call @func(..., dest, ...)
-  //
-  // Since moving the memcpy is technically awkward, we additionally check that
-  // src only holds uninitialized values at the moment of the call, meaning that
-  // the memcpy can be discarded rather than moved.
-
-  // Deliberately get the source and destination with bitcasts stripped away,
-  // because we'll need to do type comparisons based on the underlying type.
-  Value* cpyDest = cpy->getDest();
-  Value* cpySrc = cpy->getSource();
-  CallSite CS = CallSite::get(C);
-
-  // We need to be able to reason about the size of the memcpy, so we require
-  // that it be a constant.
-  ConstantInt* cpyLength = dyn_cast<ConstantInt>(cpy->getLength());
-  if (!cpyLength)
-    return false;
-
-  // Require that src be an alloca.  This simplifies the reasoning considerably.
-  AllocaInst* srcAlloca = dyn_cast<AllocaInst>(cpySrc);
-  if (!srcAlloca)
-    return false;
-
-  // Check that all of src is copied to dest.
-  TargetData& TD = getAnalysis<TargetData>();
-
-  ConstantInt* srcArraySize = dyn_cast<ConstantInt>(srcAlloca->getArraySize());
-  if (!srcArraySize)
+/// processLoad - Attempt to eliminate a load, first by eliminating it
+/// locally, and then attempting non-local elimination if that fails.
+bool GVN::processLoad(LoadInst *L, SmallVectorImpl<Instruction*> &toErase) {
+  if (L->isVolatile())
     return false;
+  
+  Value* pointer = L->getPointerOperand();
 
-  uint64_t srcSize = TD.getABITypeSize(srcAlloca->getAllocatedType()) *
-    srcArraySize->getZExtValue();
-
-  if (cpyLength->getZExtValue() < srcSize)
+  // ... to a pointer that has been loaded from before...
+  MemDepResult dep = MD->getDependency(L);
+  
+  // If the value isn't available, don't do anything!
+  if (dep.isClobber())
     return false;
 
-  // Check that accessing the first srcSize bytes of dest will not cause a
-  // trap.  Otherwise the transform is invalid since it might cause a trap
-  // to occur earlier than it otherwise would.
-  if (AllocaInst* A = dyn_cast<AllocaInst>(cpyDest)) {
-    // The destination is an alloca.  Check it is larger than srcSize.
-    ConstantInt* destArraySize = dyn_cast<ConstantInt>(A->getArraySize());
-    if (!destArraySize)
-      return false;
-
-    uint64_t destSize = TD.getABITypeSize(A->getAllocatedType()) *
-      destArraySize->getZExtValue();
-
-    if (destSize < srcSize)
-      return false;
-  } else if (Argument* A = dyn_cast<Argument>(cpyDest)) {
-    // If the destination is an sret parameter then only accesses that are
-    // outside of the returned struct type can trap.
-    if (!A->hasStructRetAttr())
-      return false;
+  // If it is defined in another block, try harder.
+  if (dep.isNonLocal())
+    return processNonLocalLoad(L, toErase);
 
-    const Type* StructTy = cast<PointerType>(A->getType())->getElementType();
-    uint64_t destSize = TD.getABITypeSize(StructTy);
-
-    if (destSize < srcSize)
+  Instruction *DepInst = dep.getInst();
+  if (StoreInst *DepSI = dyn_cast<StoreInst>(DepInst)) {
+    // Only forward substitute stores to loads of the same type.
+    // FIXME: Could do better!
+    if (DepSI->getPointerOperand()->getType() != pointer->getType())
       return false;
-  } else {
-    return false;
+    
+    // Remove it!
+    L->replaceAllUsesWith(DepSI->getOperand(0));
+    toErase.push_back(L);
+    NumGVNLoad++;
+    return true;
   }
 
-  // Check that src is not accessed except via the call and the memcpy.  This
-  // guarantees that it holds only undefined values when passed in (so the final
-  // memcpy can be dropped), that it is not read or written between the call and
-  // the memcpy, and that writing beyond the end of it is undefined.
-  SmallVector<User*, 8> srcUseList(srcAlloca->use_begin(),
-                                   srcAlloca->use_end());
-  while (!srcUseList.empty()) {
-    User* UI = srcUseList.back();
-    srcUseList.pop_back();
-
-    if (isa<GetElementPtrInst>(UI) || isa<BitCastInst>(UI)) {
-      for (User::use_iterator I = UI->use_begin(), E = UI->use_end();
-           I != E; ++I)
-        srcUseList.push_back(*I);
-    } else if (UI != C && UI != cpy) {
+  if (LoadInst *DepLI = dyn_cast<LoadInst>(DepInst)) {
+    // Only forward substitute stores to loads of the same type.
+    // FIXME: Could do better! load i32 -> load i8 -> truncate on little endian.
+    if (DepLI->getType() != L->getType())
       return false;
-    }
+    
+    // Remove it!
+    L->replaceAllUsesWith(DepLI);
+    toErase.push_back(L);
+    NumGVNLoad++;
+    return true;
+  }
+  
+  // If this load really doesn't depend on anything, then we must be loading an
+  // undef value.  This can happen when loading for a fresh allocation with no
+  // intervening stores, for example.
+  if (isa<AllocationInst>(DepInst)) {
+    L->replaceAllUsesWith(UndefValue::get(L->getType()));
+    toErase.push_back(L);
+    NumGVNLoad++;
+    return true;
   }
 
-  // Since we're changing the parameter to the callsite, we need to make sure
-  // that what would be the new parameter dominates the callsite.
-  DominatorTree& DT = getAnalysis<DominatorTree>();
-  if (Instruction* cpyDestInst = dyn_cast<Instruction>(cpyDest))
-    if (!DT.dominates(cpyDestInst, C))
-      return false;
-
-  // In addition to knowing that the call does not access src in some
-  // unexpected manner, for example via a global, which we deduce from
-  // the use analysis, we also need to know that it does not sneakily
-  // access dest.  We rely on AA to figure this out for us.
-  AliasAnalysis& AA = getAnalysis<AliasAnalysis>();
-  if (AA.getModRefInfo(C, cpy->getRawDest(), srcSize) !=
-      AliasAnalysis::NoModRef)
-    return false;
-
-  // All the checks have passed, so do the transformation.
-  for (unsigned i = 0; i < CS.arg_size(); ++i)
-    if (CS.getArgument(i) == cpySrc) {
-      if (cpySrc->getType() != cpyDest->getType())
-        cpyDest = CastInst::createPointerCast(cpyDest, cpySrc->getType(),
-                                              cpyDest->getName(), C);
-      CS.setArgument(i, cpyDest);
-    }
-
-  // Drop any cached information about the call, because we may have changed
-  // its dependence information by changing its parameter.
-  MemoryDependenceAnalysis& MD = getAnalysis<MemoryDependenceAnalysis>();
-  MD.dropInstruction(C);
-
-  // Remove the memcpy
-  MD.removeInstruction(cpy);
-  toErase.push_back(cpy);
-
-  return true;
+  return false;
 }
 
-/// processMemCpy - perform simplication of memcpy's.  If we have memcpy A which
-/// copies X to Y, and memcpy B which copies Y to Z, then we can rewrite B to be
-/// a memcpy from X to Z (or potentially a memmove, depending on circumstances).
-///  This allows later passes to remove the first memcpy altogether.
-bool GVN::processMemCpy(MemCpyInst* M, MemCpyInst* MDep,
-                        SmallVectorImpl<Instruction*> &toErase) {
-  // We can only transforms memcpy's where the dest of one is the source of the
-  // other
-  if (M->getSource() != MDep->getDest())
-    return false;
-  
-  // Second, the length of the memcpy's must be the same, or the preceeding one
-  // must be larger than the following one.
-  ConstantInt* C1 = dyn_cast<ConstantInt>(MDep->getLength());
-  ConstantInt* C2 = dyn_cast<ConstantInt>(M->getLength());
-  if (!C1 || !C2)
-    return false;
-  
-  uint64_t DepSize = C1->getValue().getZExtValue();
-  uint64_t CpySize = C2->getValue().getZExtValue();
-  
-  if (DepSize < CpySize)
-    return false;
+Value* GVN::lookupNumber(BasicBlock* BB, uint32_t num) {
+  DenseMap<BasicBlock*, ValueNumberScope*>::iterator I = localAvail.find(BB);
+  if (I == localAvail.end())
+    return 0;
   
-  // Finally, we have to make sure that the dest of the second does not
-  // alias the source of the first
-  AliasAnalysis& AA = getAnalysis<AliasAnalysis>();
-  if (AA.alias(M->getRawDest(), CpySize, MDep->getRawSource(), DepSize) !=
-      AliasAnalysis::NoAlias)
-    return false;
-  else if (AA.alias(M->getRawDest(), CpySize, M->getRawSource(), CpySize) !=
-           AliasAnalysis::NoAlias)
-    return false;
-  else if (AA.alias(MDep->getRawDest(), DepSize, MDep->getRawSource(), DepSize)
-           != AliasAnalysis::NoAlias)
-    return false;
+  ValueNumberScope* locals = I->second;
   
-  // If all checks passed, then we can transform these memcpy's
-  Function* MemCpyFun = Intrinsic::getDeclaration(
-                                 M->getParent()->getParent()->getParent(),
-                                 M->getIntrinsicID());
-    
-  std::vector<Value*> args;
-  args.push_back(M->getRawDest());
-  args.push_back(MDep->getRawSource());
-  args.push_back(M->getLength());
-  args.push_back(M->getAlignment());
-  
-  CallInst* C = new CallInst(MemCpyFun, args.begin(), args.end(), "", M);
-  
-  MemoryDependenceAnalysis& MD = getAnalysis<MemoryDependenceAnalysis>();
-  if (MD.getDependency(C) == MDep) {
-    MD.dropInstruction(M);
-    toErase.push_back(M);
-    return true;
+  while (locals) {
+    DenseMap<uint32_t, Value*>::iterator I = locals->table.find(num);
+    if (I != locals->table.end())
+      return I->second;
+    else
+      locals = locals->parent;
   }
   
-  MD.removeInstruction(C);
-  toErase.push_back(C);
-  return false;
+  return 0;
 }
 
 /// processInstruction - When calculating availability, handle an instruction
 /// by inserting it into the appropriate sets
-bool GVN::processInstruction(Instruction *I, ValueNumberedSet &currAvail,
-                             DenseMap<Value*, LoadInst*> &lastSeenLoad,
+bool GVN::processInstruction(Instruction *I,
                              SmallVectorImpl<Instruction*> &toErase) {
-  if (LoadInst* L = dyn_cast<LoadInst>(I))
-    return processLoad(L, lastSeenLoad, toErase);
+  if (LoadInst* L = dyn_cast<LoadInst>(I)) {
+    bool changed = processLoad(L, toErase);
+    
+    if (!changed) {
+      unsigned num = VN.lookup_or_add(L);
+      localAvail[I->getParent()]->table.insert(std::make_pair(num, L));
+    }
+    
+    return changed;
+  }
   
-  if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(I))
-    return processStore(SI, toErase);
+  uint32_t nextNum = VN.getNextUnusedValueNumber();
+  unsigned num = VN.lookup_or_add(I);
   
-  if (MemCpyInst* M = dyn_cast<MemCpyInst>(I)) {
-    MemoryDependenceAnalysis& MD = getAnalysis<MemoryDependenceAnalysis>();
-
-    // The are two possible optimizations we can do for memcpy:
-    //   a) memcpy-memcpy xform which exposes redundance for DSE
-    //   b) call-memcpy xform for return slot optimization
-    Instruction* dep = MD.getDependency(M);
-    if (dep == MemoryDependenceAnalysis::None ||
-        dep == MemoryDependenceAnalysis::NonLocal)
-      return false;
-    if (MemCpyInst *MemCpy = dyn_cast<MemCpyInst>(dep))
-      return processMemCpy(M, MemCpy, toErase);
-    if (CallInst* C = dyn_cast<CallInst>(dep))
-      return performCallSlotOptzn(M, C, toErase);
+  // Allocations are always uniquely numbered, so we can save time and memory
+  // by fast failing them.
+  if (isa<AllocationInst>(I) || isa<TerminatorInst>(I)) {
+    localAvail[I->getParent()]->table.insert(std::make_pair(num, I));
     return false;
   }
   
-  unsigned num = VN.lookup_or_add(I);
-  
   // Collapse PHI nodes
   if (PHINode* p = dyn_cast<PHINode>(I)) {
     Value* constVal = CollapsePhi(p);
@@ -1410,43 +1238,29 @@ bool GVN::processInstruction(Instruction *I, ValueNumberedSet &currAvail,
     if (constVal) {
       for (PhiMapType::iterator PI = phiMap.begin(), PE = phiMap.end();
            PI != PE; ++PI)
-        if (PI->second.count(p))
-          PI->second.erase(p);
+        PI->second.erase(p);
         
       p->replaceAllUsesWith(constVal);
       toErase.push_back(p);
+    } else {
+      localAvail[I->getParent()]->table.insert(std::make_pair(num, I));
     }
-  // Perform value-number based elimination
-  } else if (currAvail.test(num)) {
-    Value* repl = find_leader(currAvail, num);
-    
-    if (CallInst* CI = dyn_cast<CallInst>(I)) {
-      AliasAnalysis& AA = getAnalysis<AliasAnalysis>();
-      if (!AA.doesNotAccessMemory(CI)) {
-        MemoryDependenceAnalysis& MD = getAnalysis<MemoryDependenceAnalysis>();
-        if (cast<Instruction>(repl)->getParent() != CI->getParent() ||
-            MD.getDependency(CI) != MD.getDependency(cast<CallInst>(repl))) {
-          // There must be an intervening may-alias store, so nothing from
-          // this point on will be able to be replaced with the preceding call
-          currAvail.erase(repl);
-          currAvail.insert(I);
-          
-          return false;
-        }
-      }
-    }
+  
+  // If the number we were assigned was a brand new VN, then we don't
+  // need to do a lookup to see if the number already exists
+  // somewhere in the domtree: it can't!
+  } else if (num == nextNum) {
+    localAvail[I->getParent()]->table.insert(std::make_pair(num, I));
     
+  // Perform value-number based elimination
+  } else if (Value* repl = lookupNumber(I->getParent(), num)) {
     // Remove it!
-    MemoryDependenceAnalysis& MD = getAnalysis<MemoryDependenceAnalysis>();
-    MD.removeInstruction(I);
-    
     VN.erase(I);
     I->replaceAllUsesWith(repl);
     toErase.push_back(I);
     return true;
-  } else if (!I->isTerminator()) {
-    currAvail.set(num);
-    currAvail.insert(I);
+  } else {
+    localAvail[I->getParent()]->table.insert(std::make_pair(num, I));
   }
   
   return false;
@@ -1456,65 +1270,265 @@ bool GVN::processInstruction(Instruction *I, ValueNumberedSet &currAvail,
 // function.
 //
 bool GVN::runOnFunction(Function& F) {
+  MD = &getAnalysis<MemoryDependenceAnalysis>();
+  DT = &getAnalysis<DominatorTree>();
   VN.setAliasAnalysis(&getAnalysis<AliasAnalysis>());
+  VN.setMemDep(MD);
+  VN.setDomTree(DT);
   
   bool changed = false;
   bool shouldContinue = true;
   
+  // Merge unconditional branches, allowing PRE to catch more
+  // optimization opportunities.
+  for (Function::iterator FI = F.begin(), FE = F.end(); FI != FE; ) {
+    BasicBlock* BB = FI;
+    ++FI;
+    bool removedBlock = MergeBlockIntoPredecessor(BB, this);
+    if (removedBlock) NumGVNBlocks++;
+    
+    changed |= removedBlock;
+  }
+  
+  unsigned Iteration = 0;
+  
   while (shouldContinue) {
+    DEBUG(cerr << "GVN iteration: " << Iteration << "\n");
     shouldContinue = iterateOnFunction(F);
     changed |= shouldContinue;
+    ++Iteration;
   }
   
+  if (EnablePRE) {
+    bool PREChanged = true;
+    while (PREChanged) {
+      PREChanged = performPRE(F);
+      changed |= PREChanged;
+    }
+  }
+  // FIXME: Should perform GVN again after PRE does something.  PRE can move
+  // computations into blocks where they become fully redundant.  Note that
+  // we can't do this until PRE's critical edge splitting updates memdep.
+  // Actually, when this happens, we should just fully integrate PRE into GVN.
+
+  cleanupGlobalSets();
+
   return changed;
 }
 
 
-// GVN::iterateOnFunction - Executes one iteration of GVN
-bool GVN::iterateOnFunction(Function &F) {
-  // Clean out global sets from any previous functions
-  VN.clear();
-  availableOut.clear();
-  phiMap.clear();
+bool GVN::processBlock(DomTreeNode* DTN) {
+  BasicBlock* BB = DTN->getBlock();
+  // FIXME: Kill off toErase by doing erasing eagerly in a helper function (and
+  // incrementing BI before processing an instruction).
+  SmallVector<Instruction*, 8> toErase;
   bool changed_function = false;
   
-  DominatorTree &DT = getAnalysis<DominatorTree>();   
+  if (DTN->getIDom())
+    localAvail[BB] =
+                  new ValueNumberScope(localAvail[DTN->getIDom()->getBlock()]);
+  else
+    localAvail[BB] = new ValueNumberScope(0);
   
-  SmallVector<Instruction*, 4> toErase;
-  DenseMap<Value*, LoadInst*> lastSeenLoad;
-
-  // Top-down walk of the dominator tree
-  for (df_iterator<DomTreeNode*> DI = df_begin(DT.getRootNode()),
-         E = df_end(DT.getRootNode()); DI != E; ++DI) {
+  for (BasicBlock::iterator BI = BB->begin(), BE = BB->end();
+       BI != BE;) {
+    changed_function |= processInstruction(BI, toErase);
+    if (toErase.empty()) {
+      ++BI;
+      continue;
+    }
     
-    // Get the set to update for this block
-    ValueNumberedSet& currAvail = availableOut[DI->getBlock()];     
-    lastSeenLoad.clear();
+    // If we need some instructions deleted, do it now.
+    NumGVNInstr += toErase.size();
+    
+    // Avoid iterator invalidation.
+    bool AtStart = BI == BB->begin();
+    if (!AtStart)
+      --BI;
+
+    for (SmallVector<Instruction*, 4>::iterator I = toErase.begin(),
+         E = toErase.end(); I != E; ++I) {
+      DEBUG(cerr << "GVN removed: " << **I);
+      MD->removeInstruction(*I);
+      (*I)->eraseFromParent();
+    }
+    toErase.clear();
 
-    BasicBlock* BB = DI->getBlock();
+    if (AtStart)
+      BI = BB->begin();
+    else
+      ++BI;
+  }
   
-    // A block inherits AVAIL_OUT from its dominator
-    if (DI->getIDom() != 0)
-      currAvail = availableOut[DI->getIDom()->getBlock()];
+  return changed_function;
+}
 
-    for (BasicBlock::iterator BI = BB->begin(), BE = BB->end();
-         BI != BE; ) {
-      changed_function |= processInstruction(BI, currAvail,
-                                             lastSeenLoad, toErase);
+/// performPRE - Perform a purely local form of PRE that looks for diamond
+/// control flow patterns and attempts to perform simple PRE at the join point.
+bool GVN::performPRE(Function& F) {
+  bool Changed = false;
+  SmallVector<std::pair<TerminatorInst*, unsigned>, 4> toSplit;
+  DenseMap<BasicBlock*, Value*> predMap;
+  for (df_iterator<BasicBlock*> DI = df_begin(&F.getEntryBlock()),
+       DE = df_end(&F.getEntryBlock()); DI != DE; ++DI) {
+    BasicBlock* CurrentBlock = *DI;
+    
+    // Nothing to PRE in the entry block.
+    if (CurrentBlock == &F.getEntryBlock()) continue;
+    
+    for (BasicBlock::iterator BI = CurrentBlock->begin(),
+         BE = CurrentBlock->end(); BI != BE; ) {
+      Instruction *CurInst = BI++;
       
-      NumGVNInstr += toErase.size();
+      if (isa<AllocationInst>(CurInst) || isa<TerminatorInst>(CurInst) ||
+          isa<PHINode>(CurInst) || CurInst->mayReadFromMemory() ||
+          CurInst->mayWriteToMemory())
+        continue;
       
-      // Avoid iterator invalidation
-      ++BI;
-
-      for (SmallVector<Instruction*, 4>::iterator I = toErase.begin(),
-           E = toErase.end(); I != E; ++I)
-        (*I)->eraseFromParent();
-
-      toErase.clear();
+      uint32_t valno = VN.lookup(CurInst);
+      
+      // Look for the predecessors for PRE opportunities.  We're
+      // only trying to solve the basic diamond case, where
+      // a value is computed in the successor and one predecessor,
+      // but not the other.  We also explicitly disallow cases
+      // where the successor is its own predecessor, because they're
+      // more complicated to get right.
+      unsigned numWith = 0;
+      unsigned numWithout = 0;
+      BasicBlock* PREPred = 0;
+      predMap.clear();
+
+      for (pred_iterator PI = pred_begin(CurrentBlock),
+           PE = pred_end(CurrentBlock); PI != PE; ++PI) {
+        // We're not interested in PRE where the block is its
+        // own predecessor, on in blocks with predecessors
+        // that are not reachable.
+        if (*PI == CurrentBlock) {
+          numWithout = 2;
+          break;
+        } else if (!localAvail.count(*PI))  {
+          numWithout = 2;
+          break;
+        }
+        
+        DenseMap<uint32_t, Value*>::iterator predV = 
+                                            localAvail[*PI]->table.find(valno);
+        if (predV == localAvail[*PI]->table.end()) {
+          PREPred = *PI;
+          numWithout++;
+        } else if (predV->second == CurInst) {
+          numWithout = 2;
+        } else {
+          predMap[*PI] = predV->second;
+          numWith++;
+        }
+      }
+      
+      // Don't do PRE when it might increase code size, i.e. when
+      // we would need to insert instructions in more than one pred.
+      if (numWithout != 1 || numWith == 0)
+        continue;
+      
+      // We can't do PRE safely on a critical edge, so instead we schedule
+      // the edge to be split and perform the PRE the next time we iterate
+      // on the function.
+      unsigned succNum = 0;
+      for (unsigned i = 0, e = PREPred->getTerminator()->getNumSuccessors();
+           i != e; ++i)
+        if (PREPred->getTerminator()->getSuccessor(i) == CurrentBlock) {
+          succNum = i;
+          break;
+        }
+        
+      if (isCriticalEdge(PREPred->getTerminator(), succNum)) {
+        toSplit.push_back(std::make_pair(PREPred->getTerminator(), succNum));
+        continue;
+      }
+      
+      // Instantiate the expression the in predecessor that lacked it.
+      // Because we are going top-down through the block, all value numbers
+      // will be available in the predecessor by the time we need them.  Any
+      // that weren't original present will have been instantiated earlier
+      // in this loop.
+      Instruction* PREInstr = CurInst->clone();
+      bool success = true;
+      for (unsigned i = 0, e = CurInst->getNumOperands(); i != e; ++i) {
+        Value *Op = PREInstr->getOperand(i);
+        if (isa<Argument>(Op) || isa<Constant>(Op) || isa<GlobalValue>(Op))
+          continue;
+        
+        if (Value *V = lookupNumber(PREPred, VN.lookup(Op))) {
+          PREInstr->setOperand(i, V);
+        } else {
+          success = false;
+          break;
+        }
+      }
+      
+      // Fail out if we encounter an operand that is not available in
+      // the PRE predecessor.  This is typically because of loads which 
+      // are not value numbered precisely.
+      if (!success) {
+        delete PREInstr;
+        continue;
+      }
+      
+      PREInstr->insertBefore(PREPred->getTerminator());
+      PREInstr->setName(CurInst->getName() + ".pre");
+      predMap[PREPred] = PREInstr;
+      VN.add(PREInstr, valno);
+      NumGVNPRE++;
+      
+      // Update the availability map to include the new instruction.
+      localAvail[PREPred]->table.insert(std::make_pair(valno, PREInstr));
+      
+      // Create a PHI to make the value available in this block.
+      PHINode* Phi = PHINode::Create(CurInst->getType(),
+                                     CurInst->getName() + ".pre-phi",
+                                     CurrentBlock->begin());
+      for (pred_iterator PI = pred_begin(CurrentBlock),
+           PE = pred_end(CurrentBlock); PI != PE; ++PI)
+        Phi->addIncoming(predMap[*PI], *PI);
+      
+      VN.add(Phi, valno);
+      localAvail[CurrentBlock]->table[valno] = Phi;
+      
+      CurInst->replaceAllUsesWith(Phi);
+      VN.erase(CurInst);
+      
+      DEBUG(cerr << "GVN PRE removed: " << *CurInst);
+      MD->removeInstruction(CurInst);
+      CurInst->eraseFromParent();
+      Changed = true;
     }
   }
   
-  return changed_function;
+  for (SmallVector<std::pair<TerminatorInst*, unsigned>, 4>::iterator
+       I = toSplit.begin(), E = toSplit.end(); I != E; ++I)
+    SplitCriticalEdge(I->first, I->second, this);
+  
+  return Changed || toSplit.size();
+}
+
+// iterateOnFunction - Executes one iteration of GVN
+bool GVN::iterateOnFunction(Function &F) {
+  cleanupGlobalSets();
+
+  // Top-down walk of the dominator tree
+  bool changed = false;
+  for (df_iterator<DomTreeNode*> DI = df_begin(DT->getRootNode()),
+       DE = df_end(DT->getRootNode()); DI != DE; ++DI)
+    changed |= processBlock(*DI);
+  
+  return changed;
+}
+
+void GVN::cleanupGlobalSets() {
+  VN.clear();
+  phiMap.clear();
+
+  for (DenseMap<BasicBlock*, ValueNumberScope*>::iterator
+       I = localAvail.begin(), E = localAvail.end(); I != E; ++I)
+    delete I->second;
+  localAvail.clear();
 }