Introduce a helper to combine instruction metadata.
[oota-llvm.git] / lib / Transforms / Scalar / GVN.cpp
index eb0da20abbdf16f270db1c46940aceeabd562a07..a1fb7e9a65c346e85e6ee7ed48a2fc1ead3ad915 100644 (file)
 //
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
-#define DEBUG_TYPE "gvn"
 #include "llvm/Transforms/Scalar.h"
-#include "llvm/GlobalVariable.h"
-#include "llvm/IRBuilder.h"
-#include "llvm/IntrinsicInst.h"
-#include "llvm/LLVMContext.h"
-#include "llvm/Metadata.h"
 #include "llvm/ADT/DenseMap.h"
 #include "llvm/ADT/DepthFirstIterator.h"
 #include "llvm/ADT/Hashing.h"
+#include "llvm/ADT/MapVector.h"
+#include "llvm/ADT/SetVector.h"
 #include "llvm/ADT/SmallPtrSet.h"
 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
 #include "llvm/Analysis/AliasAnalysis.h"
+#include "llvm/Analysis/CFG.h"
 #include "llvm/Analysis/ConstantFolding.h"
-#include "llvm/Analysis/Dominators.h"
 #include "llvm/Analysis/InstructionSimplify.h"
 #include "llvm/Analysis/Loads.h"
 #include "llvm/Analysis/MemoryBuiltins.h"
 #include "llvm/Analysis/MemoryDependenceAnalysis.h"
 #include "llvm/Analysis/PHITransAddr.h"
 #include "llvm/Analysis/ValueTracking.h"
-#include "llvm/Assembly/Writer.h"
+#include "llvm/IR/DataLayout.h"
+#include "llvm/IR/Dominators.h"
+#include "llvm/IR/GlobalVariable.h"
+#include "llvm/IR/IRBuilder.h"
+#include "llvm/IR/IntrinsicInst.h"
+#include "llvm/IR/LLVMContext.h"
+#include "llvm/IR/Metadata.h"
+#include "llvm/IR/PatternMatch.h"
 #include "llvm/Support/Allocator.h"
 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
 #include "llvm/Support/Debug.h"
-#include "llvm/Support/PatternMatch.h"
-#include "llvm/DataLayout.h"
 #include "llvm/Target/TargetLibraryInfo.h"
 #include "llvm/Transforms/Utils/BasicBlockUtils.h"
+#include "llvm/Transforms/Utils/Local.h"
 #include "llvm/Transforms/Utils/SSAUpdater.h"
+#include <vector>
 using namespace llvm;
 using namespace PatternMatch;
 
+#define DEBUG_TYPE "gvn"
+
 STATISTIC(NumGVNInstr,  "Number of instructions deleted");
 STATISTIC(NumGVNLoad,   "Number of loads deleted");
 STATISTIC(NumGVNPRE,    "Number of instructions PRE'd");
@@ -211,13 +216,13 @@ Expression ValueTable::create_cmp_expression(unsigned Opcode,
 }
 
 Expression ValueTable::create_extractvalue_expression(ExtractValueInst *EI) {
-  assert(EI != 0 && "Not an ExtractValueInst?");
+  assert(EI && "Not an ExtractValueInst?");
   Expression e;
   e.type = EI->getType();
   e.opcode = 0;
 
   IntrinsicInst *I = dyn_cast<IntrinsicInst>(EI->getAggregateOperand());
-  if (I != 0 && EI->getNumIndices() == 1 && *EI->idx_begin() == 0 ) {
+  if (I != nullptr && EI->getNumIndices() == 1 && *EI->idx_begin() == 0 ) {
     // EI might be an extract from one of our recognised intrinsics. If it
     // is we'll synthesize a semantically equivalent expression instead on
     // an extract value expression.
@@ -325,7 +330,7 @@ uint32_t ValueTable::lookup_or_add_call(CallInst *C) {
     const MemoryDependenceAnalysis::NonLocalDepInfo &deps =
       MD->getNonLocalCallDependency(CallSite(C));
     // FIXME: Move the checking logic to MemDep!
-    CallInst* cdep = 0;
+    CallInst* cdep = nullptr;
 
     // Check to see if we have a single dominating call instruction that is
     // identical to C.
@@ -336,8 +341,8 @@ uint32_t ValueTable::lookup_or_add_call(CallInst *C) {
 
       // We don't handle non-definitions.  If we already have a call, reject
       // instruction dependencies.
-      if (!I->getResult().isDef() || cdep != 0) {
-        cdep = 0;
+      if (!I->getResult().isDef() || cdep != nullptr) {
+        cdep = nullptr;
         break;
       }
 
@@ -348,7 +353,7 @@ uint32_t ValueTable::lookup_or_add_call(CallInst *C) {
         continue;
       }
 
-      cdep = 0;
+      cdep = nullptr;
       break;
     }
 
@@ -498,13 +503,95 @@ void ValueTable::verifyRemoved(const Value *V) const {
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
 namespace {
+  class GVN;
+  struct AvailableValueInBlock {
+    /// BB - The basic block in question.
+    BasicBlock *BB;
+    enum ValType {
+      SimpleVal,  // A simple offsetted value that is accessed.
+      LoadVal,    // A value produced by a load.
+      MemIntrin,  // A memory intrinsic which is loaded from.
+      UndefVal    // A UndefValue representing a value from dead block (which
+                  // is not yet physically removed from the CFG). 
+    };
+  
+    /// V - The value that is live out of the block.
+    PointerIntPair<Value *, 2, ValType> Val;
+  
+    /// Offset - The byte offset in Val that is interesting for the load query.
+    unsigned Offset;
+  
+    static AvailableValueInBlock get(BasicBlock *BB, Value *V,
+                                     unsigned Offset = 0) {
+      AvailableValueInBlock Res;
+      Res.BB = BB;
+      Res.Val.setPointer(V);
+      Res.Val.setInt(SimpleVal);
+      Res.Offset = Offset;
+      return Res;
+    }
+  
+    static AvailableValueInBlock getMI(BasicBlock *BB, MemIntrinsic *MI,
+                                       unsigned Offset = 0) {
+      AvailableValueInBlock Res;
+      Res.BB = BB;
+      Res.Val.setPointer(MI);
+      Res.Val.setInt(MemIntrin);
+      Res.Offset = Offset;
+      return Res;
+    }
+  
+    static AvailableValueInBlock getLoad(BasicBlock *BB, LoadInst *LI,
+                                         unsigned Offset = 0) {
+      AvailableValueInBlock Res;
+      Res.BB = BB;
+      Res.Val.setPointer(LI);
+      Res.Val.setInt(LoadVal);
+      Res.Offset = Offset;
+      return Res;
+    }
+
+    static AvailableValueInBlock getUndef(BasicBlock *BB) {
+      AvailableValueInBlock Res;
+      Res.BB = BB;
+      Res.Val.setPointer(nullptr);
+      Res.Val.setInt(UndefVal);
+      Res.Offset = 0;
+      return Res;
+    }
+
+    bool isSimpleValue() const { return Val.getInt() == SimpleVal; }
+    bool isCoercedLoadValue() const { return Val.getInt() == LoadVal; }
+    bool isMemIntrinValue() const { return Val.getInt() == MemIntrin; }
+    bool isUndefValue() const { return Val.getInt() == UndefVal; }
+  
+    Value *getSimpleValue() const {
+      assert(isSimpleValue() && "Wrong accessor");
+      return Val.getPointer();
+    }
+  
+    LoadInst *getCoercedLoadValue() const {
+      assert(isCoercedLoadValue() && "Wrong accessor");
+      return cast<LoadInst>(Val.getPointer());
+    }
+  
+    MemIntrinsic *getMemIntrinValue() const {
+      assert(isMemIntrinValue() && "Wrong accessor");
+      return cast<MemIntrinsic>(Val.getPointer());
+    }
+  
+    /// MaterializeAdjustedValue - Emit code into this block to adjust the value
+    /// defined here to the specified type.  This handles various coercion cases.
+    Value *MaterializeAdjustedValue(Type *LoadTy, GVN &gvn) const;
+  };
 
   class GVN : public FunctionPass {
     bool NoLoads;
     MemoryDependenceAnalysis *MD;
     DominatorTree *DT;
-    const DataLayout *TD;
+    const DataLayout *DL;
     const TargetLibraryInfo *TLI;
+    SetVector<BasicBlock *> DeadBlocks;
 
     ValueTable VN;
 
@@ -519,14 +606,19 @@ namespace {
     BumpPtrAllocator TableAllocator;
 
     SmallVector<Instruction*, 8> InstrsToErase;
+
+    typedef SmallVector<NonLocalDepResult, 64> LoadDepVect;
+    typedef SmallVector<AvailableValueInBlock, 64> AvailValInBlkVect;
+    typedef SmallVector<BasicBlock*, 64> UnavailBlkVect;
+
   public:
     static char ID; // Pass identification, replacement for typeid
     explicit GVN(bool noloads = false)
-        : FunctionPass(ID), NoLoads(noloads), MD(0) {
+        : FunctionPass(ID), NoLoads(noloads), MD(nullptr) {
       initializeGVNPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
     }
 
-    bool runOnFunction(Function &F);
+    bool runOnFunction(Function &F) override;
 
     /// markInstructionForDeletion - This removes the specified instruction from
     /// our various maps and marks it for deletion.
@@ -535,7 +627,7 @@ namespace {
       InstrsToErase.push_back(I);
     }
 
-    const DataLayout *getDataLayout() const { return TD; }
+    const DataLayout *getDataLayout() const { return DL; }
     DominatorTree &getDominatorTree() const { return *DT; }
     AliasAnalysis *getAliasAnalysis() const { return VN.getAliasAnalysis(); }
     MemoryDependenceAnalysis &getMemDep() const { return *MD; }
@@ -560,7 +652,7 @@ namespace {
     /// removeFromLeaderTable - Scan the list of values corresponding to a given
     /// value number, and remove the given instruction if encountered.
     void removeFromLeaderTable(uint32_t N, Instruction *I, BasicBlock *BB) {
-      LeaderTableEntry* Prev = 0;
+      LeaderTableEntry* Prev = nullptr;
       LeaderTableEntry* Curr = &LeaderTable[N];
 
       while (Curr->Val != I || Curr->BB != BB) {
@@ -572,8 +664,8 @@ namespace {
         Prev->Next = Curr->Next;
       } else {
         if (!Curr->Next) {
-          Curr->Val = 0;
-          Curr->BB = 0;
+          Curr->Val = nullptr;
+          Curr->BB = nullptr;
         } else {
           LeaderTableEntry* Next = Curr->Next;
           Curr->Val = Next->Val;
@@ -587,23 +679,29 @@ namespace {
     SmallVector<std::pair<TerminatorInst*, unsigned>, 4> toSplit;
 
     // This transformation requires dominator postdominator info
-    virtual void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
-      AU.addRequired<DominatorTree>();
+    void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const override {
+      AU.addRequired<DominatorTreeWrapperPass>();
       AU.addRequired<TargetLibraryInfo>();
       if (!NoLoads)
         AU.addRequired<MemoryDependenceAnalysis>();
       AU.addRequired<AliasAnalysis>();
 
-      AU.addPreserved<DominatorTree>();
+      AU.addPreserved<DominatorTreeWrapperPass>();
       AU.addPreserved<AliasAnalysis>();
     }
 
 
-    // Helper fuctions
-    // FIXME: eliminate or document these better
+    // Helper fuctions of redundant load elimination 
     bool processLoad(LoadInst *L);
-    bool processInstruction(Instruction *I);
     bool processNonLocalLoad(LoadInst *L);
+    void AnalyzeLoadAvailability(LoadInst *LI, LoadDepVect &Deps, 
+                                 AvailValInBlkVect &ValuesPerBlock,
+                                 UnavailBlkVect &UnavailableBlocks);
+    bool PerformLoadPRE(LoadInst *LI, AvailValInBlkVect &ValuesPerBlock, 
+                        UnavailBlkVect &UnavailableBlocks);
+
+    // Other helper routines
+    bool processInstruction(Instruction *I);
     bool processBlock(BasicBlock *BB);
     void dump(DenseMap<uint32_t, Value*> &d);
     bool iterateOnFunction(Function &F);
@@ -612,9 +710,13 @@ namespace {
     void cleanupGlobalSets();
     void verifyRemoved(const Instruction *I) const;
     bool splitCriticalEdges();
+    BasicBlock *splitCriticalEdges(BasicBlock *Pred, BasicBlock *Succ);
     unsigned replaceAllDominatedUsesWith(Value *From, Value *To,
                                          const BasicBlockEdge &Root);
     bool propagateEquality(Value *LHS, Value *RHS, const BasicBlockEdge &Root);
+    bool processFoldableCondBr(BranchInst *BI);
+    void addDeadBlock(BasicBlock *BB);
+    void assignValNumForDeadCode();
   };
 
   char GVN::ID = 0;
@@ -627,7 +729,7 @@ FunctionPass *llvm::createGVNPass(bool NoLoads) {
 
 INITIALIZE_PASS_BEGIN(GVN, "gvn", "Global Value Numbering", false, false)
 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(MemoryDependenceAnalysis)
-INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(DominatorTree)
+INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(DominatorTreeWrapperPass)
 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(TargetLibraryInfo)
 INITIALIZE_AG_DEPENDENCY(AliasAnalysis)
 INITIALIZE_PASS_END(GVN, "gvn", "Global Value Numbering", false, false)
@@ -718,8 +820,7 @@ SpeculationFailure:
     // Mark as unavailable.
     EntryVal = 0;
 
-    for (succ_iterator I = succ_begin(Entry), E = succ_end(Entry); I != E; ++I)
-      BBWorklist.push_back(*I);
+    BBWorklist.append(succ_begin(Entry), succ_end(Entry));
   } while (!BBWorklist.empty());
 
   return false;
@@ -730,7 +831,7 @@ SpeculationFailure:
 /// CoerceAvailableValueToLoadType will succeed.
 static bool CanCoerceMustAliasedValueToLoad(Value *StoredVal,
                                             Type *LoadTy,
-                                            const DataLayout &TD) {
+                                            const DataLayout &DL) {
   // If the loaded or stored value is an first class array or struct, don't try
   // to transform them.  We need to be able to bitcast to integer.
   if (LoadTy->isStructTy() || LoadTy->isArrayTy() ||
@@ -739,14 +840,13 @@ static bool CanCoerceMustAliasedValueToLoad(Value *StoredVal,
     return false;
 
   // The store has to be at least as big as the load.
-  if (TD.getTypeSizeInBits(StoredVal->getType()) <
-        TD.getTypeSizeInBits(LoadTy))
+  if (DL.getTypeSizeInBits(StoredVal->getType()) <
+        DL.getTypeSizeInBits(LoadTy))
     return false;
 
   return true;
 }
 
-
 /// CoerceAvailableValueToLoadType - If we saw a store of a value to memory, and
 /// then a load from a must-aliased pointer of a different type, try to coerce
 /// the stored value.  LoadedTy is the type of the load we want to replace and
@@ -756,37 +856,38 @@ static bool CanCoerceMustAliasedValueToLoad(Value *StoredVal,
 static Value *CoerceAvailableValueToLoadType(Value *StoredVal,
                                              Type *LoadedTy,
                                              Instruction *InsertPt,
-                                             const DataLayout &TD) {
-  if (!CanCoerceMustAliasedValueToLoad(StoredVal, LoadedTy, TD))
-    return 0;
+                                             const DataLayout &DL) {
+  if (!CanCoerceMustAliasedValueToLoad(StoredVal, LoadedTy, DL))
+    return nullptr;
 
   // If this is already the right type, just return it.
   Type *StoredValTy = StoredVal->getType();
 
-  uint64_t StoreSize = TD.getTypeSizeInBits(StoredValTy);
-  uint64_t LoadSize = TD.getTypeSizeInBits(LoadedTy);
+  uint64_t StoreSize = DL.getTypeSizeInBits(StoredValTy);
+  uint64_t LoadSize = DL.getTypeSizeInBits(LoadedTy);
 
   // If the store and reload are the same size, we can always reuse it.
   if (StoreSize == LoadSize) {
     // Pointer to Pointer -> use bitcast.
-    if (StoredValTy->isPointerTy() && LoadedTy->isPointerTy())
+    if (StoredValTy->getScalarType()->isPointerTy() &&
+        LoadedTy->getScalarType()->isPointerTy())
       return new BitCastInst(StoredVal, LoadedTy, "", InsertPt);
 
     // Convert source pointers to integers, which can be bitcast.
-    if (StoredValTy->isPointerTy()) {
-      StoredValTy = TD.getIntPtrType(StoredValTy->getContext());
+    if (StoredValTy->getScalarType()->isPointerTy()) {
+      StoredValTy = DL.getIntPtrType(StoredValTy);
       StoredVal = new PtrToIntInst(StoredVal, StoredValTy, "", InsertPt);
     }
 
     Type *TypeToCastTo = LoadedTy;
-    if (TypeToCastTo->isPointerTy())
-      TypeToCastTo = TD.getIntPtrType(StoredValTy->getContext());
+    if (TypeToCastTo->getScalarType()->isPointerTy())
+      TypeToCastTo = DL.getIntPtrType(TypeToCastTo);
 
     if (StoredValTy != TypeToCastTo)
       StoredVal = new BitCastInst(StoredVal, TypeToCastTo, "", InsertPt);
 
     // Cast to pointer if the load needs a pointer type.
-    if (LoadedTy->isPointerTy())
+    if (LoadedTy->getScalarType()->isPointerTy())
       StoredVal = new IntToPtrInst(StoredVal, LoadedTy, "", InsertPt);
 
     return StoredVal;
@@ -798,8 +899,8 @@ static Value *CoerceAvailableValueToLoadType(Value *StoredVal,
   assert(StoreSize >= LoadSize && "CanCoerceMustAliasedValueToLoad fail");
 
   // Convert source pointers to integers, which can be manipulated.
-  if (StoredValTy->isPointerTy()) {
-    StoredValTy = TD.getIntPtrType(StoredValTy->getContext());
+  if (StoredValTy->getScalarType()->isPointerTy()) {
+    StoredValTy = DL.getIntPtrType(StoredValTy);
     StoredVal = new PtrToIntInst(StoredVal, StoredValTy, "", InsertPt);
   }
 
@@ -811,7 +912,7 @@ static Value *CoerceAvailableValueToLoadType(Value *StoredVal,
 
   // If this is a big-endian system, we need to shift the value down to the low
   // bits so that a truncate will work.
-  if (TD.isBigEndian()) {
+  if (DL.isBigEndian()) {
     Constant *Val = ConstantInt::get(StoredVal->getType(), StoreSize-LoadSize);
     StoredVal = BinaryOperator::CreateLShr(StoredVal, Val, "tmp", InsertPt);
   }
@@ -824,7 +925,7 @@ static Value *CoerceAvailableValueToLoadType(Value *StoredVal,
     return StoredVal;
 
   // If the result is a pointer, inttoptr.
-  if (LoadedTy->isPointerTy())
+  if (LoadedTy->getScalarType()->isPointerTy())
     return new IntToPtrInst(StoredVal, LoadedTy, "inttoptr", InsertPt);
 
   // Otherwise, bitcast.
@@ -842,15 +943,15 @@ static Value *CoerceAvailableValueToLoadType(Value *StoredVal,
 static int AnalyzeLoadFromClobberingWrite(Type *LoadTy, Value *LoadPtr,
                                           Value *WritePtr,
                                           uint64_t WriteSizeInBits,
-                                          const DataLayout &TD) {
+                                          const DataLayout &DL) {
   // If the loaded or stored value is a first class array or struct, don't try
   // to transform them.  We need to be able to bitcast to integer.
   if (LoadTy->isStructTy() || LoadTy->isArrayTy())
     return -1;
 
   int64_t StoreOffset = 0, LoadOffset = 0;
-  Value *StoreBase = GetPointerBaseWithConstantOffset(WritePtr, StoreOffset,TD);
-  Value *LoadBase = GetPointerBaseWithConstantOffset(LoadPtr, LoadOffset, TD);
+  Value *StoreBase = GetPointerBaseWithConstantOffset(WritePtr,StoreOffset,&DL);
+  Value *LoadBase = GetPointerBaseWithConstantOffset(LoadPtr, LoadOffset, &DL);
   if (StoreBase != LoadBase)
     return -1;
 
@@ -872,7 +973,7 @@ static int AnalyzeLoadFromClobberingWrite(Type *LoadTy, Value *LoadPtr,
   // If the load and store don't overlap at all, the store doesn't provide
   // anything to the load.  In this case, they really don't alias at all, AA
   // must have gotten confused.
-  uint64_t LoadSize = TD.getTypeSizeInBits(LoadTy);
+  uint64_t LoadSize = DL.getTypeSizeInBits(LoadTy);
 
   if ((WriteSizeInBits & 7) | (LoadSize & 7))
     return -1;
@@ -915,61 +1016,61 @@ static int AnalyzeLoadFromClobberingWrite(Type *LoadTy, Value *LoadPtr,
 /// memdep query of a load that ends up being a clobbering store.
 static int AnalyzeLoadFromClobberingStore(Type *LoadTy, Value *LoadPtr,
                                           StoreInst *DepSI,
-                                          const DataLayout &TD) {
+                                          const DataLayout &DL) {
   // Cannot handle reading from store of first-class aggregate yet.
   if (DepSI->getValueOperand()->getType()->isStructTy() ||
       DepSI->getValueOperand()->getType()->isArrayTy())
     return -1;
 
   Value *StorePtr = DepSI->getPointerOperand();
-  uint64_t StoreSize =TD.getTypeSizeInBits(DepSI->getValueOperand()->getType());
+  uint64_t StoreSize =DL.getTypeSizeInBits(DepSI->getValueOperand()->getType());
   return AnalyzeLoadFromClobberingWrite(LoadTy, LoadPtr,
-                                        StorePtr, StoreSize, TD);
+                                        StorePtr, StoreSize, DL);
 }
 
 /// AnalyzeLoadFromClobberingLoad - This function is called when we have a
 /// memdep query of a load that ends up being clobbered by another load.  See if
 /// the other load can feed into the second load.
 static int AnalyzeLoadFromClobberingLoad(Type *LoadTy, Value *LoadPtr,
-                                         LoadInst *DepLI, const DataLayout &TD){
+                                         LoadInst *DepLI, const DataLayout &DL){
   // Cannot handle reading from store of first-class aggregate yet.
   if (DepLI->getType()->isStructTy() || DepLI->getType()->isArrayTy())
     return -1;
 
   Value *DepPtr = DepLI->getPointerOperand();
-  uint64_t DepSize = TD.getTypeSizeInBits(DepLI->getType());
-  int R = AnalyzeLoadFromClobberingWrite(LoadTy, LoadPtr, DepPtr, DepSize, TD);
+  uint64_t DepSize = DL.getTypeSizeInBits(DepLI->getType());
+  int R = AnalyzeLoadFromClobberingWrite(LoadTy, LoadPtr, DepPtr, DepSize, DL);
   if (R != -1) return R;
 
   // If we have a load/load clobber an DepLI can be widened to cover this load,
   // then we should widen it!
   int64_t LoadOffs = 0;
   const Value *LoadBase =
-    GetPointerBaseWithConstantOffset(LoadPtr, LoadOffs, TD);
-  unsigned LoadSize = TD.getTypeStoreSize(LoadTy);
+    GetPointerBaseWithConstantOffset(LoadPtr, LoadOffs, &DL);
+  unsigned LoadSize = DL.getTypeStoreSize(LoadTy);
 
   unsigned Size = MemoryDependenceAnalysis::
-    getLoadLoadClobberFullWidthSize(LoadBase, LoadOffs, LoadSize, DepLI, TD);
+    getLoadLoadClobberFullWidthSize(LoadBase, LoadOffs, LoadSize, DepLI, DL);
   if (Size == 0) return -1;
 
-  return AnalyzeLoadFromClobberingWrite(LoadTy, LoadPtr, DepPtr, Size*8, TD);
+  return AnalyzeLoadFromClobberingWrite(LoadTy, LoadPtr, DepPtr, Size*8, DL);
 }
 
 
 
 static int AnalyzeLoadFromClobberingMemInst(Type *LoadTy, Value *LoadPtr,
                                             MemIntrinsic *MI,
-                                            const DataLayout &TD) {
+                                            const DataLayout &DL) {
   // If the mem operation is a non-constant size, we can't handle it.
   ConstantInt *SizeCst = dyn_cast<ConstantInt>(MI->getLength());
-  if (SizeCst == 0) return -1;
+  if (!SizeCst) return -1;
   uint64_t MemSizeInBits = SizeCst->getZExtValue()*8;
 
   // If this is memset, we just need to see if the offset is valid in the size
   // of the memset..
   if (MI->getIntrinsicID() == Intrinsic::memset)
     return AnalyzeLoadFromClobberingWrite(LoadTy, LoadPtr, MI->getDest(),
-                                          MemSizeInBits, TD);
+                                          MemSizeInBits, DL);
 
   // If we have a memcpy/memmove, the only case we can handle is if this is a
   // copy from constant memory.  In that case, we can read directly from the
@@ -977,26 +1078,27 @@ static int AnalyzeLoadFromClobberingMemInst(Type *LoadTy, Value *LoadPtr,
   MemTransferInst *MTI = cast<MemTransferInst>(MI);
 
   Constant *Src = dyn_cast<Constant>(MTI->getSource());
-  if (Src == 0) return -1;
+  if (!Src) return -1;
 
-  GlobalVariable *GV = dyn_cast<GlobalVariable>(GetUnderlyingObject(Src, &TD));
-  if (GV == 0 || !GV->isConstant()) return -1;
+  GlobalVariable *GV = dyn_cast<GlobalVariable>(GetUnderlyingObject(Src, &DL));
+  if (!GV || !GV->isConstant()) return -1;
 
   // See if the access is within the bounds of the transfer.
   int Offset = AnalyzeLoadFromClobberingWrite(LoadTy, LoadPtr,
-                                              MI->getDest(), MemSizeInBits, TD);
+                                              MI->getDest(), MemSizeInBits, DL);
   if (Offset == -1)
     return Offset;
 
+  unsigned AS = Src->getType()->getPointerAddressSpace();
   // Otherwise, see if we can constant fold a load from the constant with the
   // offset applied as appropriate.
   Src = ConstantExpr::getBitCast(Src,
-                                 llvm::Type::getInt8PtrTy(Src->getContext()));
+                                 Type::getInt8PtrTy(Src->getContext(), AS));
   Constant *OffsetCst =
     ConstantInt::get(Type::getInt64Ty(Src->getContext()), (unsigned)Offset);
   Src = ConstantExpr::getGetElementPtr(Src, OffsetCst);
-  Src = ConstantExpr::getBitCast(Src, PointerType::getUnqual(LoadTy));
-  if (ConstantFoldLoadFromConstPtr(Src, &TD))
+  Src = ConstantExpr::getBitCast(Src, PointerType::get(LoadTy, AS));
+  if (ConstantFoldLoadFromConstPtr(Src, &DL))
     return Offset;
   return -1;
 }
@@ -1009,24 +1111,25 @@ static int AnalyzeLoadFromClobberingMemInst(Type *LoadTy, Value *LoadPtr,
 /// before we give up.
 static Value *GetStoreValueForLoad(Value *SrcVal, unsigned Offset,
                                    Type *LoadTy,
-                                   Instruction *InsertPt, const DataLayout &TD){
+                                   Instruction *InsertPt, const DataLayout &DL){
   LLVMContext &Ctx = SrcVal->getType()->getContext();
 
-  uint64_t StoreSize = (TD.getTypeSizeInBits(SrcVal->getType()) + 7) / 8;
-  uint64_t LoadSize = (TD.getTypeSizeInBits(LoadTy) + 7) / 8;
+  uint64_t StoreSize = (DL.getTypeSizeInBits(SrcVal->getType()) + 7) / 8;
+  uint64_t LoadSize = (DL.getTypeSizeInBits(LoadTy) + 7) / 8;
 
   IRBuilder<> Builder(InsertPt->getParent(), InsertPt);
 
   // Compute which bits of the stored value are being used by the load.  Convert
   // to an integer type to start with.
-  if (SrcVal->getType()->isPointerTy())
-    SrcVal = Builder.CreatePtrToInt(SrcVal, TD.getIntPtrType(Ctx));
+  if (SrcVal->getType()->getScalarType()->isPointerTy())
+    SrcVal = Builder.CreatePtrToInt(SrcVal,
+        DL.getIntPtrType(SrcVal->getType()));
   if (!SrcVal->getType()->isIntegerTy())
     SrcVal = Builder.CreateBitCast(SrcVal, IntegerType::get(Ctx, StoreSize*8));
 
   // Shift the bits to the least significant depending on endianness.
   unsigned ShiftAmt;
-  if (TD.isLittleEndian())
+  if (DL.isLittleEndian())
     ShiftAmt = Offset*8;
   else
     ShiftAmt = (StoreSize-LoadSize-Offset)*8;
@@ -1037,7 +1140,7 @@ static Value *GetStoreValueForLoad(Value *SrcVal, unsigned Offset,
   if (LoadSize != StoreSize)
     SrcVal = Builder.CreateTrunc(SrcVal, IntegerType::get(Ctx, LoadSize*8));
 
-  return CoerceAvailableValueToLoadType(SrcVal, LoadTy, InsertPt, TD);
+  return CoerceAvailableValueToLoadType(SrcVal, LoadTy, InsertPt, DL);
 }
 
 /// GetLoadValueForLoad - This function is called when we have a
@@ -1048,11 +1151,11 @@ static Value *GetStoreValueForLoad(Value *SrcVal, unsigned Offset,
 static Value *GetLoadValueForLoad(LoadInst *SrcVal, unsigned Offset,
                                   Type *LoadTy, Instruction *InsertPt,
                                   GVN &gvn) {
-  const DataLayout &TD = *gvn.getDataLayout();
+  const DataLayout &DL = *gvn.getDataLayout();
   // If Offset+LoadTy exceeds the size of SrcVal, then we must be wanting to
   // widen SrcVal out to a larger load.
-  unsigned SrcValSize = TD.getTypeStoreSize(SrcVal->getType());
-  unsigned LoadSize = TD.getTypeStoreSize(LoadTy);
+  unsigned SrcValSize = DL.getTypeStoreSize(SrcVal->getType());
+  unsigned LoadSize = DL.getTypeStoreSize(LoadTy);
   if (Offset+LoadSize > SrcValSize) {
     assert(SrcVal->isSimple() && "Cannot widen volatile/atomic load!");
     assert(SrcVal->getType()->isIntegerTy() && "Can't widen non-integer load");
@@ -1071,7 +1174,7 @@ static Value *GetLoadValueForLoad(LoadInst *SrcVal, unsigned Offset,
     Type *DestPTy =
       IntegerType::get(LoadTy->getContext(), NewLoadSize*8);
     DestPTy = PointerType::get(DestPTy,
-                       cast<PointerType>(PtrVal->getType())->getAddressSpace());
+                               PtrVal->getType()->getPointerAddressSpace());
     Builder.SetCurrentDebugLocation(SrcVal->getDebugLoc());
     PtrVal = Builder.CreateBitCast(PtrVal, DestPTy);
     LoadInst *NewLoad = Builder.CreateLoad(PtrVal);
@@ -1084,7 +1187,7 @@ static Value *GetLoadValueForLoad(LoadInst *SrcVal, unsigned Offset,
     // Replace uses of the original load with the wider load.  On a big endian
     // system, we need to shift down to get the relevant bits.
     Value *RV = NewLoad;
-    if (TD.isBigEndian())
+    if (DL.isBigEndian())
       RV = Builder.CreateLShr(RV,
                     NewLoadSize*8-SrcVal->getType()->getPrimitiveSizeInBits());
     RV = Builder.CreateTrunc(RV, SrcVal->getType());
@@ -1099,7 +1202,7 @@ static Value *GetLoadValueForLoad(LoadInst *SrcVal, unsigned Offset,
     SrcVal = NewLoad;
   }
 
-  return GetStoreValueForLoad(SrcVal, Offset, LoadTy, InsertPt, TD);
+  return GetStoreValueForLoad(SrcVal, Offset, LoadTy, InsertPt, DL);
 }
 
 
@@ -1107,9 +1210,9 @@ static Value *GetLoadValueForLoad(LoadInst *SrcVal, unsigned Offset,
 /// memdep query of a load that ends up being a clobbering mem intrinsic.
 static Value *GetMemInstValueForLoad(MemIntrinsic *SrcInst, unsigned Offset,
                                      Type *LoadTy, Instruction *InsertPt,
-                                     const DataLayout &TD){
+                                     const DataLayout &DL){
   LLVMContext &Ctx = LoadTy->getContext();
-  uint64_t LoadSize = TD.getTypeSizeInBits(LoadTy)/8;
+  uint64_t LoadSize = DL.getTypeSizeInBits(LoadTy)/8;
 
   IRBuilder<> Builder(InsertPt->getParent(), InsertPt);
 
@@ -1140,132 +1243,25 @@ static Value *GetMemInstValueForLoad(MemIntrinsic *SrcInst, unsigned Offset,
       ++NumBytesSet;
     }
 
-    return CoerceAvailableValueToLoadType(Val, LoadTy, InsertPt, TD);
+    return CoerceAvailableValueToLoadType(Val, LoadTy, InsertPt, DL);
   }
 
   // Otherwise, this is a memcpy/memmove from a constant global.
   MemTransferInst *MTI = cast<MemTransferInst>(SrcInst);
   Constant *Src = cast<Constant>(MTI->getSource());
+  unsigned AS = Src->getType()->getPointerAddressSpace();
 
   // Otherwise, see if we can constant fold a load from the constant with the
   // offset applied as appropriate.
   Src = ConstantExpr::getBitCast(Src,
-                                 llvm::Type::getInt8PtrTy(Src->getContext()));
+                                 Type::getInt8PtrTy(Src->getContext(), AS));
   Constant *OffsetCst =
-  ConstantInt::get(Type::getInt64Ty(Src->getContext()), (unsigned)Offset);
+    ConstantInt::get(Type::getInt64Ty(Src->getContext()), (unsigned)Offset);
   Src = ConstantExpr::getGetElementPtr(Src, OffsetCst);
-  Src = ConstantExpr::getBitCast(Src, PointerType::getUnqual(LoadTy));
-  return ConstantFoldLoadFromConstPtr(Src, &TD);
+  Src = ConstantExpr::getBitCast(Src, PointerType::get(LoadTy, AS));
+  return ConstantFoldLoadFromConstPtr(Src, &DL);
 }
 
-namespace {
-
-struct AvailableValueInBlock {
-  /// BB - The basic block in question.
-  BasicBlock *BB;
-  enum ValType {
-    SimpleVal,  // A simple offsetted value that is accessed.
-    LoadVal,    // A value produced by a load.
-    MemIntrin   // A memory intrinsic which is loaded from.
-  };
-
-  /// V - The value that is live out of the block.
-  PointerIntPair<Value *, 2, ValType> Val;
-
-  /// Offset - The byte offset in Val that is interesting for the load query.
-  unsigned Offset;
-
-  static AvailableValueInBlock get(BasicBlock *BB, Value *V,
-                                   unsigned Offset = 0) {
-    AvailableValueInBlock Res;
-    Res.BB = BB;
-    Res.Val.setPointer(V);
-    Res.Val.setInt(SimpleVal);
-    Res.Offset = Offset;
-    return Res;
-  }
-
-  static AvailableValueInBlock getMI(BasicBlock *BB, MemIntrinsic *MI,
-                                     unsigned Offset = 0) {
-    AvailableValueInBlock Res;
-    Res.BB = BB;
-    Res.Val.setPointer(MI);
-    Res.Val.setInt(MemIntrin);
-    Res.Offset = Offset;
-    return Res;
-  }
-
-  static AvailableValueInBlock getLoad(BasicBlock *BB, LoadInst *LI,
-                                       unsigned Offset = 0) {
-    AvailableValueInBlock Res;
-    Res.BB = BB;
-    Res.Val.setPointer(LI);
-    Res.Val.setInt(LoadVal);
-    Res.Offset = Offset;
-    return Res;
-  }
-
-  bool isSimpleValue() const { return Val.getInt() == SimpleVal; }
-  bool isCoercedLoadValue() const { return Val.getInt() == LoadVal; }
-  bool isMemIntrinValue() const { return Val.getInt() == MemIntrin; }
-
-  Value *getSimpleValue() const {
-    assert(isSimpleValue() && "Wrong accessor");
-    return Val.getPointer();
-  }
-
-  LoadInst *getCoercedLoadValue() const {
-    assert(isCoercedLoadValue() && "Wrong accessor");
-    return cast<LoadInst>(Val.getPointer());
-  }
-
-  MemIntrinsic *getMemIntrinValue() const {
-    assert(isMemIntrinValue() && "Wrong accessor");
-    return cast<MemIntrinsic>(Val.getPointer());
-  }
-
-  /// MaterializeAdjustedValue - Emit code into this block to adjust the value
-  /// defined here to the specified type.  This handles various coercion cases.
-  Value *MaterializeAdjustedValue(Type *LoadTy, GVN &gvn) const {
-    Value *Res;
-    if (isSimpleValue()) {
-      Res = getSimpleValue();
-      if (Res->getType() != LoadTy) {
-        const DataLayout *TD = gvn.getDataLayout();
-        assert(TD && "Need target data to handle type mismatch case");
-        Res = GetStoreValueForLoad(Res, Offset, LoadTy, BB->getTerminator(),
-                                   *TD);
-
-        DEBUG(dbgs() << "GVN COERCED NONLOCAL VAL:\nOffset: " << Offset << "  "
-                     << *getSimpleValue() << '\n'
-                     << *Res << '\n' << "\n\n\n");
-      }
-    } else if (isCoercedLoadValue()) {
-      LoadInst *Load = getCoercedLoadValue();
-      if (Load->getType() == LoadTy && Offset == 0) {
-        Res = Load;
-      } else {
-        Res = GetLoadValueForLoad(Load, Offset, LoadTy, BB->getTerminator(),
-                                  gvn);
-
-        DEBUG(dbgs() << "GVN COERCED NONLOCAL LOAD:\nOffset: " << Offset << "  "
-                     << *getCoercedLoadValue() << '\n'
-                     << *Res << '\n' << "\n\n\n");
-      }
-    } else {
-      const DataLayout *TD = gvn.getDataLayout();
-      assert(TD && "Need target data to handle type mismatch case");
-      Res = GetMemInstValueForLoad(getMemIntrinValue(), Offset,
-                                   LoadTy, BB->getTerminator(), *TD);
-      DEBUG(dbgs() << "GVN COERCED NONLOCAL MEM INTRIN:\nOffset: " << Offset
-                   << "  " << *getMemIntrinValue() << '\n'
-                   << *Res << '\n' << "\n\n\n");
-    }
-    return Res;
-  }
-};
-
-} // end anonymous namespace
 
 /// ConstructSSAForLoadSet - Given a set of loads specified by ValuesPerBlock,
 /// construct SSA form, allowing us to eliminate LI.  This returns the value
@@ -1277,8 +1273,10 @@ static Value *ConstructSSAForLoadSet(LoadInst *LI,
   // just use the dominating value directly.
   if (ValuesPerBlock.size() == 1 &&
       gvn.getDominatorTree().properlyDominates(ValuesPerBlock[0].BB,
-                                               LI->getParent()))
+                                               LI->getParent())) {
+    assert(!ValuesPerBlock[0].isUndefValue() && "Dead BB dominate this block");
     return ValuesPerBlock[0].MaterializeAdjustedValue(LI->getType(), gvn);
+  }
 
   // Otherwise, we have to construct SSA form.
   SmallVector<PHINode*, 8> NewPHIs;
@@ -1301,7 +1299,7 @@ static Value *ConstructSSAForLoadSet(LoadInst *LI,
   Value *V = SSAUpdate.GetValueInMiddleOfBlock(LI->getParent());
 
   // If new PHI nodes were created, notify alias analysis.
-  if (V->getType()->isPointerTy()) {
+  if (V->getType()->getScalarType()->isPointerTy()) {
     AliasAnalysis *AA = gvn.getAliasAnalysis();
 
     for (unsigned i = 0, e = NewPHIs.size(); i != e; ++i)
@@ -1322,52 +1320,74 @@ static Value *ConstructSSAForLoadSet(LoadInst *LI,
   return V;
 }
 
+Value *AvailableValueInBlock::MaterializeAdjustedValue(Type *LoadTy, GVN &gvn) const {
+  Value *Res;
+  if (isSimpleValue()) {
+    Res = getSimpleValue();
+    if (Res->getType() != LoadTy) {
+      const DataLayout *DL = gvn.getDataLayout();
+      assert(DL && "Need target data to handle type mismatch case");
+      Res = GetStoreValueForLoad(Res, Offset, LoadTy, BB->getTerminator(),
+                                 *DL);
+  
+      DEBUG(dbgs() << "GVN COERCED NONLOCAL VAL:\nOffset: " << Offset << "  "
+                   << *getSimpleValue() << '\n'
+                   << *Res << '\n' << "\n\n\n");
+    }
+  } else if (isCoercedLoadValue()) {
+    LoadInst *Load = getCoercedLoadValue();
+    if (Load->getType() == LoadTy && Offset == 0) {
+      Res = Load;
+    } else {
+      Res = GetLoadValueForLoad(Load, Offset, LoadTy, BB->getTerminator(),
+                                gvn);
+  
+      DEBUG(dbgs() << "GVN COERCED NONLOCAL LOAD:\nOffset: " << Offset << "  "
+                   << *getCoercedLoadValue() << '\n'
+                   << *Res << '\n' << "\n\n\n");
+    }
+  } else if (isMemIntrinValue()) {
+    const DataLayout *DL = gvn.getDataLayout();
+    assert(DL && "Need target data to handle type mismatch case");
+    Res = GetMemInstValueForLoad(getMemIntrinValue(), Offset,
+                                 LoadTy, BB->getTerminator(), *DL);
+    DEBUG(dbgs() << "GVN COERCED NONLOCAL MEM INTRIN:\nOffset: " << Offset
+                 << "  " << *getMemIntrinValue() << '\n'
+                 << *Res << '\n' << "\n\n\n");
+  } else {
+    assert(isUndefValue() && "Should be UndefVal");
+    DEBUG(dbgs() << "GVN COERCED NONLOCAL Undef:\n";);
+    return UndefValue::get(LoadTy);
+  }
+  return Res;
+}
+
 static bool isLifetimeStart(const Instruction *Inst) {
   if (const IntrinsicInst* II = dyn_cast<IntrinsicInst>(Inst))
     return II->getIntrinsicID() == Intrinsic::lifetime_start;
   return false;
 }
 
-/// processNonLocalLoad - Attempt to eliminate a load whose dependencies are
-/// non-local by performing PHI construction.
-bool GVN::processNonLocalLoad(LoadInst *LI) {
-  // Find the non-local dependencies of the load.
-  SmallVector<NonLocalDepResult, 64> Deps;
-  AliasAnalysis::Location Loc = VN.getAliasAnalysis()->getLocation(LI);
-  MD->getNonLocalPointerDependency(Loc, true, LI->getParent(), Deps);
-  //DEBUG(dbgs() << "INVESTIGATING NONLOCAL LOAD: "
-  //             << Deps.size() << *LI << '\n');
-
-  // 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.
-  unsigned NumDeps = Deps.size();
-  if (NumDeps > 100)
-    return false;
-
-  // If we had a phi translation failure, we'll have a single entry which is a
-  // clobber in the current block.  Reject this early.
-  if (NumDeps == 1 &&
-      !Deps[0].getResult().isDef() && !Deps[0].getResult().isClobber()) {
-    DEBUG(
-      dbgs() << "GVN: non-local load ";
-      WriteAsOperand(dbgs(), LI);
-      dbgs() << " has unknown dependencies\n";
-    );
-    return false;
-  }
+void GVN::AnalyzeLoadAvailability(LoadInst *LI, LoadDepVect &Deps, 
+                                  AvailValInBlkVect &ValuesPerBlock,
+                                  UnavailBlkVect &UnavailableBlocks) {
 
   // 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<AvailableValueInBlock, 64> ValuesPerBlock;
-  SmallVector<BasicBlock*, 64> UnavailableBlocks;
-
+  unsigned NumDeps = Deps.size();
   for (unsigned i = 0, e = NumDeps; i != e; ++i) {
     BasicBlock *DepBB = Deps[i].getBB();
     MemDepResult DepInfo = Deps[i].getResult();
 
+    if (DeadBlocks.count(DepBB)) {
+      // Dead dependent mem-op disguise as a load evaluating the same value
+      // as the load in question.
+      ValuesPerBlock.push_back(AvailableValueInBlock::getUndef(DepBB));
+      continue;
+    }
+
     if (!DepInfo.isDef() && !DepInfo.isClobber()) {
       UnavailableBlocks.push_back(DepBB);
       continue;
@@ -1383,9 +1403,9 @@ bool GVN::processNonLocalLoad(LoadInst *LI) {
       // read by the load, we can extract the bits we need for the load from the
       // stored value.
       if (StoreInst *DepSI = dyn_cast<StoreInst>(DepInfo.getInst())) {
-        if (TD && Address) {
+        if (DL && Address) {
           int Offset = AnalyzeLoadFromClobberingStore(LI->getType(), Address,
-                                                      DepSI, *TD);
+                                                      DepSI, *DL);
           if (Offset != -1) {
             ValuesPerBlock.push_back(AvailableValueInBlock::get(DepBB,
                                                        DepSI->getValueOperand(),
@@ -1402,10 +1422,9 @@ bool GVN::processNonLocalLoad(LoadInst *LI) {
       if (LoadInst *DepLI = dyn_cast<LoadInst>(DepInfo.getInst())) {
         // If this is a clobber and L is the first instruction in its block, then
         // we have the first instruction in the entry block.
-        if (DepLI != LI && Address && TD) {
-          int Offset = AnalyzeLoadFromClobberingLoad(LI->getType(),
-                                                     LI->getPointerOperand(),
-                                                     DepLI, *TD);
+        if (DepLI != LI && Address && DL) {
+          int Offset = AnalyzeLoadFromClobberingLoad(LI->getType(), Address,
+                                                     DepLI, *DL);
 
           if (Offset != -1) {
             ValuesPerBlock.push_back(AvailableValueInBlock::getLoad(DepBB,DepLI,
@@ -1418,9 +1437,9 @@ bool GVN::processNonLocalLoad(LoadInst *LI) {
       // If the clobbering value is a memset/memcpy/memmove, see if we can
       // forward a value on from it.
       if (MemIntrinsic *DepMI = dyn_cast<MemIntrinsic>(DepInfo.getInst())) {
-        if (TD && Address) {
+        if (DL && Address) {
           int Offset = AnalyzeLoadFromClobberingMemInst(LI->getType(), Address,
-                                                        DepMI, *TD);
+                                                        DepMI, *DL);
           if (Offset != -1) {
             ValuesPerBlock.push_back(AvailableValueInBlock::getMI(DepBB, DepMI,
                                                                   Offset));
@@ -1446,14 +1465,21 @@ bool GVN::processNonLocalLoad(LoadInst *LI) {
       continue;
     }
 
+    // Loading from calloc (which zero initializes memory) -> zero
+    if (isCallocLikeFn(DepInst, TLI)) {
+      ValuesPerBlock.push_back(AvailableValueInBlock::get(
+          DepBB, Constant::getNullValue(LI->getType())));
+      continue;
+    }
+
     if (StoreInst *S = dyn_cast<StoreInst>(DepInst)) {
       // Reject loads and stores that are to the same address but are of
       // different types if we have to.
       if (S->getValueOperand()->getType() != LI->getType()) {
         // If the stored value is larger or equal to the loaded value, we can
         // reuse it.
-        if (TD == 0 || !CanCoerceMustAliasedValueToLoad(S->getValueOperand(),
-                                                        LI->getType(), *TD)) {
+        if (!DL || !CanCoerceMustAliasedValueToLoad(S->getValueOperand(),
+                                                    LI->getType(), *DL)) {
           UnavailableBlocks.push_back(DepBB);
           continue;
         }
@@ -1469,7 +1495,7 @@ bool GVN::processNonLocalLoad(LoadInst *LI) {
       if (LD->getType() != LI->getType()) {
         // If the stored value is larger or equal to the loaded value, we can
         // reuse it.
-        if (TD == 0 || !CanCoerceMustAliasedValueToLoad(LD, LI->getType(),*TD)){
+        if (!DL || !CanCoerceMustAliasedValueToLoad(LD, LI->getType(),*DL)) {
           UnavailableBlocks.push_back(DepBB);
           continue;
         }
@@ -1479,35 +1505,11 @@ bool GVN::processNonLocalLoad(LoadInst *LI) {
     }
 
     UnavailableBlocks.push_back(DepBB);
-    continue;
   }
+}
 
-  // 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()) {
-    DEBUG(dbgs() << "GVN REMOVING NONLOCAL LOAD: " << *LI << '\n');
-
-    // Perform PHI construction.
-    Value *V = ConstructSSAForLoadSet(LI, ValuesPerBlock, *this);
-    LI->replaceAllUsesWith(V);
-
-    if (isa<PHINode>(V))
-      V->takeName(LI);
-    if (V->getType()->isPointerTy())
-      MD->invalidateCachedPointerInfo(V);
-    markInstructionForDeletion(LI);
-    ++NumGVNLoad;
-    return true;
-  }
-
-  if (!EnablePRE || !EnableLoadPRE)
-    return false;
-
+bool GVN::PerformLoadPRE(LoadInst *LI, AvailValInBlkVect &ValuesPerBlock, 
+                         UnavailBlkVect &UnavailableBlocks) {
   // 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
@@ -1525,10 +1527,7 @@ bool GVN::processNonLocalLoad(LoadInst *LI) {
   BasicBlock *LoadBB = LI->getParent();
   BasicBlock *TmpBB = LoadBB;
 
-  bool isSinglePred = false;
-  bool allSingleSucc = true;
   while (TmpBB->getSinglePredecessor()) {
-    isSinglePred = true;
     TmpBB = TmpBB->getSinglePredecessor();
     if (TmpBB == LoadBB) // Infinite (unreachable) loop.
       return false;
@@ -1547,45 +1546,22 @@ bool GVN::processNonLocalLoad(LoadInst *LI) {
   assert(TmpBB);
   LoadBB = TmpBB;
 
-  // FIXME: It is extremely unclear what this loop is doing, other than
-  // artificially restricting loadpre.
-  if (isSinglePred) {
-    bool isHot = false;
-    for (unsigned i = 0, e = ValuesPerBlock.size(); i != e; ++i) {
-      const AvailableValueInBlock &AV = ValuesPerBlock[i];
-      if (AV.isSimpleValue())
-        // "Hot" Instruction is in some loop (because it dominates its dep.
-        // instruction).
-        if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(AV.getSimpleValue()))
-          if (DT->dominates(LI, I)) {
-            isHot = true;
-            break;
-          }
-    }
-
-    // We are interested only in "hot" instructions. We don't want to do any
-    // mis-optimizations here.
-    if (!isHot)
-      return false;
-  }
-
   // Check to see how many predecessors have the loaded value fully
   // available.
-  DenseMap<BasicBlock*, Value*> PredLoads;
+  MapVector<BasicBlock *, Value *> PredLoads;
   DenseMap<BasicBlock*, char> FullyAvailableBlocks;
   for (unsigned i = 0, e = ValuesPerBlock.size(); i != e; ++i)
     FullyAvailableBlocks[ValuesPerBlock[i].BB] = true;
   for (unsigned i = 0, e = UnavailableBlocks.size(); i != e; ++i)
     FullyAvailableBlocks[UnavailableBlocks[i]] = false;
 
-  SmallVector<std::pair<TerminatorInst*, unsigned>, 4> NeedToSplit;
+  SmallVector<BasicBlock *, 4> CriticalEdgePred;
   for (pred_iterator PI = pred_begin(LoadBB), E = pred_end(LoadBB);
        PI != E; ++PI) {
     BasicBlock *Pred = *PI;
     if (IsValueFullyAvailableInBlock(Pred, FullyAvailableBlocks, 0)) {
       continue;
     }
-    PredLoads[Pred] = 0;
 
     if (Pred->getTerminator()->getNumSuccessors() != 1) {
       if (isa<IndirectBrInst>(Pred->getTerminator())) {
@@ -1601,20 +1577,17 @@ bool GVN::processNonLocalLoad(LoadInst *LI) {
         return false;
       }
 
-      unsigned SuccNum = GetSuccessorNumber(Pred, LoadBB);
-      NeedToSplit.push_back(std::make_pair(Pred->getTerminator(), SuccNum));
+      CriticalEdgePred.push_back(Pred);
+    } else {
+      // Only add the predecessors that will not be split for now.
+      PredLoads[Pred] = nullptr;
     }
   }
 
-  if (!NeedToSplit.empty()) {
-    toSplit.append(NeedToSplit.begin(), NeedToSplit.end());
-    return false;
-  }
-
   // Decide whether PRE is profitable for this load.
-  unsigned NumUnavailablePreds = PredLoads.size();
+  unsigned NumUnavailablePreds = PredLoads.size() + CriticalEdgePred.size();
   assert(NumUnavailablePreds != 0 &&
-         "Fully available value should be eliminated above!");
+         "Fully available value should already be eliminated!");
 
   // If this load is unavailable in multiple predecessors, reject it.
   // FIXME: If we could restructure the CFG, we could make a common pred with
@@ -1623,12 +1596,20 @@ bool GVN::processNonLocalLoad(LoadInst *LI) {
   if (NumUnavailablePreds != 1)
       return false;
 
+  // Split critical edges, and update the unavailable predecessors accordingly.
+  for (BasicBlock *OrigPred : CriticalEdgePred) {
+    BasicBlock *NewPred = splitCriticalEdges(OrigPred, LoadBB);
+    assert(!PredLoads.count(OrigPred) && "Split edges shouldn't be in map!");
+    PredLoads[NewPred] = nullptr;
+    DEBUG(dbgs() << "Split critical edge " << OrigPred->getName() << "->"
+                 << LoadBB->getName() << '\n');
+  }
+
   // Check if the load can safely be moved to all the unavailable predecessors.
   bool CanDoPRE = true;
   SmallVector<Instruction*, 8> NewInsts;
-  for (DenseMap<BasicBlock*, Value*>::iterator I = PredLoads.begin(),
-         E = PredLoads.end(); I != E; ++I) {
-    BasicBlock *UnavailablePred = I->first;
+  for (auto &PredLoad : PredLoads) {
+    BasicBlock *UnavailablePred = PredLoad.first;
 
     // Do PHI translation to get its value in the predecessor if necessary.  The
     // returned pointer (if non-null) is guaranteed to dominate UnavailablePred.
@@ -1636,44 +1617,21 @@ bool GVN::processNonLocalLoad(LoadInst *LI) {
     // If all preds have a single successor, then we know it is safe to insert
     // the load on the pred (?!?), so we can insert code to materialize the
     // pointer if it is not available.
-    PHITransAddr Address(LI->getPointerOperand(), TD);
-    Value *LoadPtr = 0;
-    if (allSingleSucc) {
-      LoadPtr = Address.PHITranslateWithInsertion(LoadBB, UnavailablePred,
-                                                  *DT, NewInsts);
-    } else {
-      Address.PHITranslateValue(LoadBB, UnavailablePred, DT);
-      LoadPtr = Address.getAddr();
-    }
+    PHITransAddr Address(LI->getPointerOperand(), DL);
+    Value *LoadPtr = nullptr;
+    LoadPtr = Address.PHITranslateWithInsertion(LoadBB, UnavailablePred,
+                                                *DT, NewInsts);
 
     // If we couldn't find or insert a computation of this phi translated value,
     // we fail PRE.
-    if (LoadPtr == 0) {
+    if (!LoadPtr) {
       DEBUG(dbgs() << "COULDN'T INSERT PHI TRANSLATED VALUE OF: "
             << *LI->getPointerOperand() << "\n");
       CanDoPRE = false;
       break;
     }
 
-    // Make sure it is valid to move this load here.  We have to watch out for:
-    //  @1 = getelementptr (i8* p, ...
-    //  test p and branch if == 0
-    //  load @1
-    // It is valid to have the getelementptr before the test, even if p can
-    // be 0, as getelementptr only does address arithmetic.
-    // If we are not pushing the value through any multiple-successor blocks
-    // we do not have this case.  Otherwise, check that the load is safe to
-    // put anywhere; this can be improved, but should be conservatively safe.
-    if (!allSingleSucc &&
-        // FIXME: REEVALUTE THIS.
-        !isSafeToLoadUnconditionally(LoadPtr,
-                                     UnavailablePred->getTerminator(),
-                                     LI->getAlignment(), TD)) {
-      CanDoPRE = false;
-      break;
-    }
-
-    I->second = LoadPtr;
+    PredLoad.second = LoadPtr;
   }
 
   if (!CanDoPRE) {
@@ -1682,7 +1640,9 @@ bool GVN::processNonLocalLoad(LoadInst *LI) {
       if (MD) MD->removeInstruction(I);
       I->eraseFromParent();
     }
-    return false;
+    // HINT: Don't revert the edge-splitting as following transformation may
+    // also need to split these critical edges.
+    return !CriticalEdgePred.empty();
   }
 
   // Okay, we can eliminate this load by inserting a reload in the predecessor
@@ -1702,18 +1662,19 @@ bool GVN::processNonLocalLoad(LoadInst *LI) {
     VN.lookup_or_add(NewInsts[i]);
   }
 
-  for (DenseMap<BasicBlock*, Value*>::iterator I = PredLoads.begin(),
-         E = PredLoads.end(); I != E; ++I) {
-    BasicBlock *UnavailablePred = I->first;
-    Value *LoadPtr = I->second;
+  for (const auto &PredLoad : PredLoads) {
+    BasicBlock *UnavailablePred = PredLoad.first;
+    Value *LoadPtr = PredLoad.second;
 
     Instruction *NewLoad = new LoadInst(LoadPtr, LI->getName()+".pre", false,
                                         LI->getAlignment(),
                                         UnavailablePred->getTerminator());
 
-    // Transfer the old load's TBAA tag to the new load.
-    if (MDNode *Tag = LI->getMetadata(LLVMContext::MD_tbaa))
-      NewLoad->setMetadata(LLVMContext::MD_tbaa, Tag);
+    // Transfer the old load's AA tags to the new load.
+    AAMDNodes Tags;
+    LI->getAAMetadata(Tags);
+    if (Tags)
+      NewLoad->setAAMetadata(Tags);
 
     // Transfer DebugLoc.
     NewLoad->setDebugLoc(LI->getDebugLoc());
@@ -1730,14 +1691,80 @@ bool GVN::processNonLocalLoad(LoadInst *LI) {
   LI->replaceAllUsesWith(V);
   if (isa<PHINode>(V))
     V->takeName(LI);
-  if (V->getType()->isPointerTy())
+  if (V->getType()->getScalarType()->isPointerTy())
     MD->invalidateCachedPointerInfo(V);
   markInstructionForDeletion(LI);
   ++NumPRELoad;
   return true;
 }
 
-static void patchReplacementInstruction(Value *Repl, Instruction *I) {
+/// processNonLocalLoad - Attempt to eliminate a load whose dependencies are
+/// non-local by performing PHI construction.
+bool GVN::processNonLocalLoad(LoadInst *LI) {
+  // Step 1: Find the non-local dependencies of the load.
+  LoadDepVect Deps;
+  AliasAnalysis::Location Loc = VN.getAliasAnalysis()->getLocation(LI);
+  MD->getNonLocalPointerDependency(Loc, true, LI->getParent(), Deps);
+
+  // 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.
+  unsigned NumDeps = Deps.size();
+  if (NumDeps > 100)
+    return false;
+
+  // If we had a phi translation failure, we'll have a single entry which is a
+  // clobber in the current block.  Reject this early.
+  if (NumDeps == 1 &&
+      !Deps[0].getResult().isDef() && !Deps[0].getResult().isClobber()) {
+    DEBUG(
+      dbgs() << "GVN: non-local load ";
+      LI->printAsOperand(dbgs());
+      dbgs() << " has unknown dependencies\n";
+    );
+    return false;
+  }
+
+  // Step 2: Analyze the availability of the load
+  AvailValInBlkVect ValuesPerBlock;
+  UnavailBlkVect UnavailableBlocks;
+  AnalyzeLoadAvailability(LI, Deps, ValuesPerBlock, UnavailableBlocks);
+
+  // If we have no predecessors that produce a known value for this load, exit
+  // early.
+  if (ValuesPerBlock.empty())
+    return false;
+
+  // Step 3: Eliminate fully redundancy.
+  //
+  // 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()) {
+    DEBUG(dbgs() << "GVN REMOVING NONLOCAL LOAD: " << *LI << '\n');
+
+    // Perform PHI construction.
+    Value *V = ConstructSSAForLoadSet(LI, ValuesPerBlock, *this);
+    LI->replaceAllUsesWith(V);
+
+    if (isa<PHINode>(V))
+      V->takeName(LI);
+    if (V->getType()->getScalarType()->isPointerTy())
+      MD->invalidateCachedPointerInfo(V);
+    markInstructionForDeletion(LI);
+    ++NumGVNLoad;
+    return true;
+  }
+
+  // Step 4: Eliminate partial redundancy.
+  if (!EnablePRE || !EnableLoadPRE)
+    return false;
+
+  return PerformLoadPRE(LI, ValuesPerBlock, UnavailableBlocks);
+}
+
+
+static void patchReplacementInstruction(Instruction *I, Value *Repl) {
   // Patch the replacement so that it is not more restrictive than the value
   // being replaced.
   BinaryOperator *Op = dyn_cast<BinaryOperator>(I);
@@ -1750,37 +1777,29 @@ static void patchReplacementInstruction(Value *Repl, Instruction *I) {
       ReplOp->setHasNoUnsignedWrap(false);
   }
   if (Instruction *ReplInst = dyn_cast<Instruction>(Repl)) {
-    SmallVector<std::pair<unsigned, MDNode*>, 4> Metadata;
-    ReplInst->getAllMetadataOtherThanDebugLoc(Metadata);
-    for (int i = 0, n = Metadata.size(); i < n; ++i) {
-      unsigned Kind = Metadata[i].first;
-      MDNode *IMD = I->getMetadata(Kind);
-      MDNode *ReplMD = Metadata[i].second;
-      switch(Kind) {
-      default:
-        ReplInst->setMetadata(Kind, NULL); // Remove unknown metadata
-        break;
-      case LLVMContext::MD_dbg:
-        llvm_unreachable("getAllMetadataOtherThanDebugLoc returned a MD_dbg");
-      case LLVMContext::MD_tbaa:
-        ReplInst->setMetadata(Kind, MDNode::getMostGenericTBAA(IMD, ReplMD));
-        break;
-      case LLVMContext::MD_range:
-        ReplInst->setMetadata(Kind, MDNode::getMostGenericRange(IMD, ReplMD));
-        break;
-      case LLVMContext::MD_prof:
-        llvm_unreachable("MD_prof in a non terminator instruction");
-        break;
-      case LLVMContext::MD_fpmath:
-        ReplInst->setMetadata(Kind, MDNode::getMostGenericFPMath(IMD, ReplMD));
-        break;
-      }
-    }
+    // FIXME: If both the original and replacement value are part of the
+    // same control-flow region (meaning that the execution of one
+    // guarentees the executation of the other), then we can combine the
+    // noalias scopes here and do better than the general conservative
+    // answer used in combineMetadata().
+
+    // In general, GVN unifies expressions over different control-flow
+    // regions, and so we need a conservative combination of the noalias
+    // scopes.
+    unsigned KnownIDs[] = {
+      LLVMContext::MD_tbaa,
+      LLVMContext::MD_alias_scope,
+      LLVMContext::MD_noalias,
+      LLVMContext::MD_range,
+      LLVMContext::MD_fpmath,
+      LLVMContext::MD_invariant_load,
+    };
+    combineMetadata(ReplInst, I, KnownIDs);
   }
 }
 
-static void patchAndReplaceAllUsesWith(Value *Repl, Instruction *I) {
-  patchReplacementInstruction(Repl, I);
+static void patchAndReplaceAllUsesWith(Instruction *I, Value *Repl) {
+  patchReplacementInstruction(I, Repl);
   I->replaceAllUsesWith(Repl);
 }
 
@@ -1803,7 +1822,7 @@ bool GVN::processLoad(LoadInst *L) {
 
   // If we have a clobber and target data is around, see if this is a clobber
   // that we can fix up through code synthesis.
-  if (Dep.isClobber() && TD) {
+  if (Dep.isClobber() && DL) {
     // Check to see if we have something like this:
     //   store i32 123, i32* %P
     //   %A = bitcast i32* %P to i8*
@@ -1814,14 +1833,14 @@ bool GVN::processLoad(LoadInst *L) {
     // a common base + constant offset, and if the previous store (or memset)
     // completely covers this load.  This sort of thing can happen in bitfield
     // access code.
-    Value *AvailVal = 0;
+    Value *AvailVal = nullptr;
     if (StoreInst *DepSI = dyn_cast<StoreInst>(Dep.getInst())) {
       int Offset = AnalyzeLoadFromClobberingStore(L->getType(),
                                                   L->getPointerOperand(),
-                                                  DepSI, *TD);
+                                                  DepSI, *DL);
       if (Offset != -1)
         AvailVal = GetStoreValueForLoad(DepSI->getValueOperand(), Offset,
-                                        L->getType(), L, *TD);
+                                        L->getType(), L, *DL);
     }
 
     // Check to see if we have something like this:
@@ -1836,7 +1855,7 @@ bool GVN::processLoad(LoadInst *L) {
 
       int Offset = AnalyzeLoadFromClobberingLoad(L->getType(),
                                                  L->getPointerOperand(),
-                                                 DepLI, *TD);
+                                                 DepLI, *DL);
       if (Offset != -1)
         AvailVal = GetLoadValueForLoad(DepLI, Offset, L->getType(), L, *this);
     }
@@ -1846,9 +1865,9 @@ bool GVN::processLoad(LoadInst *L) {
     if (MemIntrinsic *DepMI = dyn_cast<MemIntrinsic>(Dep.getInst())) {
       int Offset = AnalyzeLoadFromClobberingMemInst(L->getType(),
                                                     L->getPointerOperand(),
-                                                    DepMI, *TD);
+                                                    DepMI, *DL);
       if (Offset != -1)
-        AvailVal = GetMemInstValueForLoad(DepMI, Offset, L->getType(), L, *TD);
+        AvailVal = GetMemInstValueForLoad(DepMI, Offset, L->getType(), L, *DL);
     }
 
     if (AvailVal) {
@@ -1857,7 +1876,7 @@ bool GVN::processLoad(LoadInst *L) {
 
       // Replace the load!
       L->replaceAllUsesWith(AvailVal);
-      if (AvailVal->getType()->isPointerTy())
+      if (AvailVal->getType()->getScalarType()->isPointerTy())
         MD->invalidateCachedPointerInfo(AvailVal);
       markInstructionForDeletion(L);
       ++NumGVNLoad;
@@ -1870,7 +1889,7 @@ bool GVN::processLoad(LoadInst *L) {
     DEBUG(
       // fast print dep, using operator<< on instruction is too slow.
       dbgs() << "GVN: load ";
-      WriteAsOperand(dbgs(), L);
+      L->printAsOperand(dbgs());
       Instruction *I = Dep.getInst();
       dbgs() << " is clobbered by " << *I << '\n';
     );
@@ -1885,7 +1904,7 @@ bool GVN::processLoad(LoadInst *L) {
     DEBUG(
       // fast print dep, using operator<< on instruction is too slow.
       dbgs() << "GVN: load ";
-      WriteAsOperand(dbgs(), L);
+      L->printAsOperand(dbgs());
       dbgs() << " has unknown dependence\n";
     );
     return false;
@@ -1899,10 +1918,10 @@ bool GVN::processLoad(LoadInst *L) {
     // actually have the same type.  See if we know how to reuse the stored
     // value (depending on its type).
     if (StoredVal->getType() != L->getType()) {
-      if (TD) {
+      if (DL) {
         StoredVal = CoerceAvailableValueToLoadType(StoredVal, L->getType(),
-                                                   L, *TD);
-        if (StoredVal == 0)
+                                                   L, *DL);
+        if (!StoredVal)
           return false;
 
         DEBUG(dbgs() << "GVN COERCED STORE:\n" << *DepSI << '\n' << *StoredVal
@@ -1914,7 +1933,7 @@ bool GVN::processLoad(LoadInst *L) {
 
     // Remove it!
     L->replaceAllUsesWith(StoredVal);
-    if (StoredVal->getType()->isPointerTy())
+    if (StoredVal->getType()->getScalarType()->isPointerTy())
       MD->invalidateCachedPointerInfo(StoredVal);
     markInstructionForDeletion(L);
     ++NumGVNLoad;
@@ -1928,10 +1947,10 @@ bool GVN::processLoad(LoadInst *L) {
     // the same type.  See if we know how to reuse the previously loaded value
     // (depending on its type).
     if (DepLI->getType() != L->getType()) {
-      if (TD) {
+      if (DL) {
         AvailableVal = CoerceAvailableValueToLoadType(DepLI, L->getType(),
-                                                      L, *TD);
-        if (AvailableVal == 0)
+                                                      L, *DL);
+        if (!AvailableVal)
           return false;
 
         DEBUG(dbgs() << "GVN COERCED LOAD:\n" << *DepLI << "\n" << *AvailableVal
@@ -1942,8 +1961,8 @@ bool GVN::processLoad(LoadInst *L) {
     }
 
     // Remove it!
-    patchAndReplaceAllUsesWith(AvailableVal, L);
-    if (DepLI->getType()->isPointerTy())
+    patchAndReplaceAllUsesWith(L, AvailableVal);
+    if (DepLI->getType()->getScalarType()->isPointerTy())
       MD->invalidateCachedPointerInfo(DepLI);
     markInstructionForDeletion(L);
     ++NumGVNLoad;
@@ -1971,6 +1990,15 @@ bool GVN::processLoad(LoadInst *L) {
     }
   }
 
+  // If this load follows a calloc (which zero initializes memory),
+  // then the loaded value is zero
+  if (isCallocLikeFn(DepInst, TLI)) {
+    L->replaceAllUsesWith(Constant::getNullValue(L->getType()));
+    markInstructionForDeletion(L);
+    ++NumGVNLoad;
+    return true;
+  }
+
   return false;
 }
 
@@ -1981,9 +2009,9 @@ bool GVN::processLoad(LoadInst *L) {
 // a few comparisons of DFS numbers.
 Value *GVN::findLeader(const BasicBlock *BB, uint32_t num) {
   LeaderTableEntry Vals = LeaderTable[num];
-  if (!Vals.Val) return 0;
+  if (!Vals.Val) return nullptr;
 
-  Value *Val = 0;
+  Value *Val = nullptr;
   if (DT->dominates(Vals.BB, BB)) {
     Val = Vals.Val;
     if (isa<Constant>(Val)) return Val;
@@ -2010,7 +2038,7 @@ unsigned GVN::replaceAllDominatedUsesWith(Value *From, Value *To,
   unsigned Count = 0;
   for (Value::use_iterator UI = From->use_begin(), UE = From->use_end();
        UI != UE; ) {
-    Use &U = (UI++).getUse();
+    Use &U = *UI++;
 
     if (DT->dominates(Root, U)) {
       U.set(To);
@@ -2034,7 +2062,7 @@ static bool isOnlyReachableViaThisEdge(const BasicBlockEdge &E,
   const BasicBlock *Src = E.getStart();
   assert((!Pred || Pred == Src) && "No edge between these basic blocks!");
   (void)Src;
-  return Pred != 0;
+  return Pred != nullptr;
 }
 
 /// propagateEquality - The given values are known to be equal in every block
@@ -2182,9 +2210,9 @@ bool GVN::processInstruction(Instruction *I) {
   // to value numbering it.  Value numbering often exposes redundancies, for
   // example if it determines that %y is equal to %x then the instruction
   // "%z = and i32 %x, %y" becomes "%z = and i32 %x, %x" which we now simplify.
-  if (Value *V = SimplifyInstruction(I, TD, TLI, DT)) {
+  if (Value *V = SimplifyInstruction(I, DL, TLI, DT)) {
     I->replaceAllUsesWith(V);
-    if (MD && V->getType()->isPointerTy())
+    if (MD && V->getType()->getScalarType()->isPointerTy())
       MD->invalidateCachedPointerInfo(V);
     markInstructionForDeletion(I);
     ++NumGVNSimpl;
@@ -2203,11 +2231,13 @@ bool GVN::processInstruction(Instruction *I) {
   // For conditional branches, we can perform simple conditional propagation on
   // the condition value itself.
   if (BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(I)) {
-    if (!BI->isConditional() || isa<Constant>(BI->getCondition()))
+    if (!BI->isConditional())
       return false;
 
-    Value *BranchCond = BI->getCondition();
+    if (isa<Constant>(BI->getCondition()))
+      return processFoldableCondBr(BI);
 
+    Value *BranchCond = BI->getCondition();
     BasicBlock *TrueSucc = BI->getSuccessor(0);
     BasicBlock *FalseSucc = BI->getSuccessor(1);
     // Avoid multiple edges early.
@@ -2276,15 +2306,15 @@ bool GVN::processInstruction(Instruction *I) {
   // Perform fast-path value-number based elimination of values inherited from
   // dominators.
   Value *repl = findLeader(I->getParent(), Num);
-  if (repl == 0) {
+  if (!repl) {
     // Failure, just remember this instance for future use.
     addToLeaderTable(Num, I, I->getParent());
     return false;
   }
 
   // Remove it!
-  patchAndReplaceAllUsesWith(repl, I);
-  if (MD && repl->getType()->isPointerTy())
+  patchAndReplaceAllUsesWith(I, repl);
+  if (MD && repl->getType()->getScalarType()->isPointerTy())
     MD->invalidateCachedPointerInfo(repl);
   markInstructionForDeletion(I);
   return true;
@@ -2292,10 +2322,14 @@ bool GVN::processInstruction(Instruction *I) {
 
 /// runOnFunction - This is the main transformation entry point for a function.
 bool GVN::runOnFunction(Function& F) {
+  if (skipOptnoneFunction(F))
+    return false;
+
   if (!NoLoads)
     MD = &getAnalysis<MemoryDependenceAnalysis>();
-  DT = &getAnalysis<DominatorTree>();
-  TD = getAnalysisIfAvailable<DataLayout>();
+  DT = &getAnalysis<DominatorTreeWrapperPass>().getDomTree();
+  DataLayoutPass *DLP = getAnalysisIfAvailable<DataLayoutPass>();
+  DL = DLP ? &DLP->getDataLayout() : nullptr;
   TLI = &getAnalysis<TargetLibraryInfo>();
   VN.setAliasAnalysis(&getAnalysis<AliasAnalysis>());
   VN.setMemDep(MD);
@@ -2319,25 +2353,30 @@ bool GVN::runOnFunction(Function& F) {
   while (ShouldContinue) {
     DEBUG(dbgs() << "GVN iteration: " << Iteration << "\n");
     ShouldContinue = iterateOnFunction(F);
-    if (splitCriticalEdges())
-      ShouldContinue = true;
     Changed |= ShouldContinue;
     ++Iteration;
   }
 
   if (EnablePRE) {
+    // Fabricate val-num for dead-code in order to suppress assertion in
+    // performPRE().
+    assignValNumForDeadCode();
     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();
+  // Do not cleanup DeadBlocks in cleanupGlobalSets() as it's called for each
+  // iteration. 
+  DeadBlocks.clear();
 
   return Changed;
 }
@@ -2348,6 +2387,9 @@ bool GVN::processBlock(BasicBlock *BB) {
   // (and incrementing BI before processing an instruction).
   assert(InstrsToErase.empty() &&
          "We expect InstrsToErase to be empty across iterations");
+  if (DeadBlocks.count(BB))
+    return false;
+
   bool ChangedFunction = false;
 
   for (BasicBlock::iterator BI = BB->begin(), BE = BB->end();
@@ -2366,12 +2408,12 @@ bool GVN::processBlock(BasicBlock *BB) {
     if (!AtStart)
       --BI;
 
-    for (SmallVector<Instruction*, 4>::iterator I = InstrsToErase.begin(),
+    for (SmallVectorImpl<Instruction *>::iterator I = InstrsToErase.begin(),
          E = InstrsToErase.end(); I != E; ++I) {
       DEBUG(dbgs() << "GVN removed: " << **I << '\n');
       if (MD) MD->removeInstruction(*I);
-      (*I)->eraseFromParent();
       DEBUG(verifyRemoved(*I));
+      (*I)->eraseFromParent();
     }
     InstrsToErase.clear();
 
@@ -2388,11 +2430,8 @@ bool GVN::processBlock(BasicBlock *BB) {
 /// control flow patterns and attempts to perform simple PRE at the join point.
 bool GVN::performPRE(Function &F) {
   bool Changed = false;
-  DenseMap<BasicBlock*, Value*> predMap;
-  for (df_iterator<BasicBlock*> DI = df_begin(&F.getEntryBlock()),
-       DE = df_end(&F.getEntryBlock()); DI != DE; ++DI) {
-    BasicBlock *CurrentBlock = *DI;
-
+  SmallVector<std::pair<Value*, BasicBlock*>, 8> predMap;
+  for (BasicBlock *CurrentBlock : depth_first(&F.getEntryBlock())) {
     // Nothing to PRE in the entry block.
     if (CurrentBlock == &F.getEntryBlock()) continue;
 
@@ -2432,7 +2471,7 @@ bool GVN::performPRE(Function &F) {
       // more complicated to get right.
       unsigned NumWith = 0;
       unsigned NumWithout = 0;
-      BasicBlock *PREPred = 0;
+      BasicBlock *PREPred = nullptr;
       predMap.clear();
 
       for (pred_iterator PI = pred_begin(CurrentBlock),
@@ -2444,19 +2483,22 @@ bool GVN::performPRE(Function &F) {
         if (P == CurrentBlock) {
           NumWithout = 2;
           break;
-        } else if (!DT->dominates(&F.getEntryBlock(), P))  {
+        } else if (!DT->isReachableFromEntry(P))  {
           NumWithout = 2;
           break;
         }
 
         Value* predV = findLeader(P, ValNo);
-        if (predV == 0) {
+        if (!predV) {
+          predMap.push_back(std::make_pair(static_cast<Value *>(nullptr), P));
           PREPred = P;
           ++NumWithout;
         } else if (predV == CurInst) {
+          /* CurInst dominates this predecessor. */
           NumWithout = 2;
+          break;
         } else {
-          predMap[P] = predV;
+          predMap.push_back(std::make_pair(predV, P));
           ++NumWith;
         }
       }
@@ -2503,15 +2545,14 @@ bool GVN::performPRE(Function &F) {
       // the PRE predecessor.  This is typically because of loads which
       // are not value numbered precisely.
       if (!success) {
-        delete PREInstr;
         DEBUG(verifyRemoved(PREInstr));
+        delete PREInstr;
         continue;
       }
 
       PREInstr->insertBefore(PREPred->getTerminator());
       PREInstr->setName(CurInst->getName() + ".pre");
       PREInstr->setDebugLoc(CurInst->getDebugLoc());
-      predMap[PREPred] = PREInstr;
       VN.add(PREInstr, ValNo);
       ++NumGVNPRE;
 
@@ -2519,20 +2560,21 @@ bool GVN::performPRE(Function &F) {
       addToLeaderTable(ValNo, PREInstr, PREPred);
 
       // Create a PHI to make the value available in this block.
-      pred_iterator PB = pred_begin(CurrentBlock), PE = pred_end(CurrentBlock);
-      PHINode* Phi = PHINode::Create(CurInst->getType(), std::distance(PB, PE),
+      PHINode* Phi = PHINode::Create(CurInst->getType(), predMap.size(),
                                      CurInst->getName() + ".pre-phi",
                                      CurrentBlock->begin());
-      for (pred_iterator PI = PB; PI != PE; ++PI) {
-        BasicBlock *P = *PI;
-        Phi->addIncoming(predMap[P], P);
+      for (unsigned i = 0, e = predMap.size(); i != e; ++i) {
+        if (Value *V = predMap[i].first)
+          Phi->addIncoming(V, predMap[i].second);
+        else
+          Phi->addIncoming(PREInstr, PREPred);
       }
 
       VN.add(Phi, ValNo);
       addToLeaderTable(ValNo, Phi, CurrentBlock);
       Phi->setDebugLoc(CurInst->getDebugLoc());
       CurInst->replaceAllUsesWith(Phi);
-      if (Phi->getType()->isPointerTy()) {
+      if (Phi->getType()->getScalarType()->isPointerTy()) {
         // Because we have added a PHI-use of the pointer value, it has now
         // "escaped" from alias analysis' perspective.  We need to inform
         // AA of this.
@@ -2550,8 +2592,8 @@ bool GVN::performPRE(Function &F) {
 
       DEBUG(dbgs() << "GVN PRE removed: " << *CurInst << '\n');
       if (MD) MD->removeInstruction(CurInst);
-      CurInst->eraseFromParent();
       DEBUG(verifyRemoved(CurInst));
+      CurInst->eraseFromParent();
       Changed = true;
     }
   }
@@ -2562,6 +2604,15 @@ bool GVN::performPRE(Function &F) {
   return Changed;
 }
 
+/// Split the critical edge connecting the given two blocks, and return
+/// the block inserted to the critical edge.
+BasicBlock *GVN::splitCriticalEdges(BasicBlock *Pred, BasicBlock *Succ) {
+  BasicBlock *BB = SplitCriticalEdge(Pred, Succ, this);
+  if (MD)
+    MD->invalidateCachedPredecessors();
+  return BB;
+}
+
 /// splitCriticalEdges - Split critical edges found during the previous
 /// iteration that may enable further optimization.
 bool GVN::splitCriticalEdges() {
@@ -2588,9 +2639,17 @@ bool GVN::iterateOnFunction(Function &F) {
        RE = RPOT.end(); RI != RE; ++RI)
     Changed |= processBlock(*RI);
 #else
-  for (df_iterator<DomTreeNode*> DI = df_begin(DT->getRootNode()),
-       DE = df_end(DT->getRootNode()); DI != DE; ++DI)
-    Changed |= processBlock(DI->getBlock());
+  // Save the blocks this function have before transformation begins. GVN may
+  // split critical edge, and hence may invalidate the RPO/DT iterator.
+  //
+  std::vector<BasicBlock *> BBVect;
+  BBVect.reserve(256);
+  for (DomTreeNode *x : depth_first(DT->getRootNode()))
+    BBVect.push_back(x->getBlock());
+
+  for (std::vector<BasicBlock *>::iterator I = BBVect.begin(), E = BBVect.end();
+       I != E; I++)
+    Changed |= processBlock(*I);
 #endif
 
   return Changed;
@@ -2620,3 +2679,133 @@ void GVN::verifyRemoved(const Instruction *Inst) const {
     }
   }
 }
+
+// BB is declared dead, which implied other blocks become dead as well. This
+// function is to add all these blocks to "DeadBlocks". For the dead blocks'
+// live successors, update their phi nodes by replacing the operands
+// corresponding to dead blocks with UndefVal.
+//
+void GVN::addDeadBlock(BasicBlock *BB) {
+  SmallVector<BasicBlock *, 4> NewDead;
+  SmallSetVector<BasicBlock *, 4> DF;
+
+  NewDead.push_back(BB);
+  while (!NewDead.empty()) {
+    BasicBlock *D = NewDead.pop_back_val();
+    if (DeadBlocks.count(D))
+      continue;
+
+    // All blocks dominated by D are dead.
+    SmallVector<BasicBlock *, 8> Dom;
+    DT->getDescendants(D, Dom);
+    DeadBlocks.insert(Dom.begin(), Dom.end());
+    
+    // Figure out the dominance-frontier(D).
+    for (SmallVectorImpl<BasicBlock *>::iterator I = Dom.begin(),
+           E = Dom.end(); I != E; I++) {
+      BasicBlock *B = *I;
+      for (succ_iterator SI = succ_begin(B), SE = succ_end(B); SI != SE; SI++) {
+        BasicBlock *S = *SI;
+        if (DeadBlocks.count(S))
+          continue;
+
+        bool AllPredDead = true;
+        for (pred_iterator PI = pred_begin(S), PE = pred_end(S); PI != PE; PI++)
+          if (!DeadBlocks.count(*PI)) {
+            AllPredDead = false;
+            break;
+          }
+
+        if (!AllPredDead) {
+          // S could be proved dead later on. That is why we don't update phi
+          // operands at this moment.
+          DF.insert(S);
+        } else {
+          // While S is not dominated by D, it is dead by now. This could take
+          // place if S already have a dead predecessor before D is declared
+          // dead.
+          NewDead.push_back(S);
+        }
+      }
+    }
+  }
+
+  // For the dead blocks' live successors, update their phi nodes by replacing
+  // the operands corresponding to dead blocks with UndefVal.
+  for(SmallSetVector<BasicBlock *, 4>::iterator I = DF.begin(), E = DF.end();
+        I != E; I++) {
+    BasicBlock *B = *I;
+    if (DeadBlocks.count(B))
+      continue;
+
+    SmallVector<BasicBlock *, 4> Preds(pred_begin(B), pred_end(B));
+    for (SmallVectorImpl<BasicBlock *>::iterator PI = Preds.begin(),
+           PE = Preds.end(); PI != PE; PI++) {
+      BasicBlock *P = *PI;
+
+      if (!DeadBlocks.count(P))
+        continue;
+
+      if (isCriticalEdge(P->getTerminator(), GetSuccessorNumber(P, B))) {
+        if (BasicBlock *S = splitCriticalEdges(P, B))
+          DeadBlocks.insert(P = S);
+      }
+
+      for (BasicBlock::iterator II = B->begin(); isa<PHINode>(II); ++II) {
+        PHINode &Phi = cast<PHINode>(*II);
+        Phi.setIncomingValue(Phi.getBasicBlockIndex(P),
+                             UndefValue::get(Phi.getType()));
+      }
+    }
+  }
+}
+
+// If the given branch is recognized as a foldable branch (i.e. conditional
+// branch with constant condition), it will perform following analyses and
+// transformation.
+//  1) If the dead out-coming edge is a critical-edge, split it. Let 
+//     R be the target of the dead out-coming edge.
+//  1) Identify the set of dead blocks implied by the branch's dead outcoming
+//     edge. The result of this step will be {X| X is dominated by R}
+//  2) Identify those blocks which haves at least one dead prodecessor. The
+//     result of this step will be dominance-frontier(R).
+//  3) Update the PHIs in DF(R) by replacing the operands corresponding to 
+//     dead blocks with "UndefVal" in an hope these PHIs will optimized away.
+//
+// Return true iff *NEW* dead code are found.
+bool GVN::processFoldableCondBr(BranchInst *BI) {
+  if (!BI || BI->isUnconditional())
+    return false;
+
+  ConstantInt *Cond = dyn_cast<ConstantInt>(BI->getCondition());
+  if (!Cond)
+    return false;
+
+  BasicBlock *DeadRoot = Cond->getZExtValue() ? 
+                         BI->getSuccessor(1) : BI->getSuccessor(0);
+  if (DeadBlocks.count(DeadRoot))
+    return false;
+
+  if (!DeadRoot->getSinglePredecessor())
+    DeadRoot = splitCriticalEdges(BI->getParent(), DeadRoot);
+
+  addDeadBlock(DeadRoot);
+  return true;
+}
+
+// performPRE() will trigger assert if it comes across an instruction without
+// associated val-num. As it normally has far more live instructions than dead
+// instructions, it makes more sense just to "fabricate" a val-number for the
+// dead code than checking if instruction involved is dead or not.
+void GVN::assignValNumForDeadCode() {
+  for (SetVector<BasicBlock *>::iterator I = DeadBlocks.begin(),
+        E = DeadBlocks.end(); I != E; I++) {
+    BasicBlock *BB = *I;
+    for (BasicBlock::iterator II = BB->begin(), EE = BB->end();
+          II != EE; II++) {
+      Instruction *Inst = &*II;
+      unsigned ValNum = VN.lookup_or_add(Inst);
+      addToLeaderTable(ValNum, Inst, BB);
+    }
+  }
+}