GVN's Expression is not POD-like (it contains a SmallVector). Simplify code while...
[oota-llvm.git] / lib / Transforms / Scalar / GVN.cpp
index c36f5e1791e48a6da5360f83ccf449e2ed445a9d..0d2822699d9c95e3784ff104b6f9aec0ca154c11 100644 (file)
 
 #define DEBUG_TYPE "gvn"
 #include "llvm/Transforms/Scalar.h"
-#include "llvm/BasicBlock.h"
 #include "llvm/Constants.h"
 #include "llvm/DerivedTypes.h"
+#include "llvm/GlobalVariable.h"
 #include "llvm/Function.h"
 #include "llvm/IntrinsicInst.h"
 #include "llvm/LLVMContext.h"
-#include "llvm/Value.h"
+#include "llvm/Operator.h"
+#include "llvm/Analysis/AliasAnalysis.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/Target/TargetData.h"
+#include "llvm/Transforms/Utils/BasicBlockUtils.h"
+#include "llvm/Transforms/Utils/Local.h"
+#include "llvm/Transforms/Utils/SSAUpdater.h"
 #include "llvm/ADT/DenseMap.h"
 #include "llvm/ADT/DepthFirstIterator.h"
 #include "llvm/ADT/PostOrderIterator.h"
 #include "llvm/ADT/SmallPtrSet.h"
-#include "llvm/ADT/SmallVector.h"
 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
-#include "llvm/Analysis/Dominators.h"
-#include "llvm/Analysis/AliasAnalysis.h"
-#include "llvm/Analysis/MallocHelper.h"
-#include "llvm/Analysis/MemoryDependenceAnalysis.h"
+#include "llvm/Support/Allocator.h"
 #include "llvm/Support/CFG.h"
 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
 #include "llvm/Support/Debug.h"
 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
-#include "llvm/Support/raw_ostream.h"
-#include "llvm/Transforms/Utils/BasicBlockUtils.h"
-#include "llvm/Transforms/Utils/Local.h"
-#include <cstdio>
+#include "llvm/Support/GetElementPtrTypeIterator.h"
+#include "llvm/Support/IRBuilder.h"
+#include <list>
 using namespace llvm;
 
 STATISTIC(NumGVNInstr,  "Number of instructions deleted");
@@ -63,26 +71,49 @@ static cl::opt<bool> EnableLoadPRE("enable-load-pre", cl::init(true));
 /// two values.
 namespace {
   struct Expression {
-    enum ExpressionOpcode { ADD, FADD, SUB, FSUB, MUL, FMUL,
-                            UDIV, SDIV, FDIV, UREM, SREM,
-                            FREM, SHL, LSHR, ASHR, AND, OR, XOR, ICMPEQ,
-                            ICMPNE, ICMPUGT, ICMPUGE, ICMPULT, ICMPULE,
-                            ICMPSGT, ICMPSGE, ICMPSLT, ICMPSLE, FCMPOEQ,
-                            FCMPOGT, FCMPOGE, FCMPOLT, FCMPOLE, FCMPONE,
-                            FCMPORD, FCMPUNO, FCMPUEQ, FCMPUGT, FCMPUGE,
-                            FCMPULT, FCMPULE, FCMPUNE, EXTRACT, INSERT,
-                            SHUFFLE, SELECT, TRUNC, ZEXT, SEXT, FPTOUI,
-                            FPTOSI, UITOFP, SITOFP, FPTRUNC, FPEXT,
-                            PTRTOINT, INTTOPTR, BITCAST, GEP, CALL, CONSTANT,
-                            EMPTY, TOMBSTONE };
+    enum ExpressionOpcode { 
+      ADD = Instruction::Add,
+      FADD = Instruction::FAdd,
+      SUB = Instruction::Sub,
+      FSUB = Instruction::FSub,
+      MUL = Instruction::Mul,
+      FMUL = Instruction::FMul,
+      UDIV = Instruction::UDiv,
+      SDIV = Instruction::SDiv,
+      FDIV = Instruction::FDiv,
+      UREM = Instruction::URem,
+      SREM = Instruction::SRem,
+      FREM = Instruction::FRem,
+      SHL = Instruction::Shl,
+      LSHR = Instruction::LShr,
+      ASHR = Instruction::AShr,
+      AND = Instruction::And,
+      OR = Instruction::Or,
+      XOR = Instruction::Xor,
+      TRUNC = Instruction::Trunc,
+      ZEXT = Instruction::ZExt,
+      SEXT = Instruction::SExt,
+      FPTOUI = Instruction::FPToUI,
+      FPTOSI = Instruction::FPToSI,
+      UITOFP = Instruction::UIToFP,
+      SITOFP = Instruction::SIToFP,
+      FPTRUNC = Instruction::FPTrunc,
+      FPEXT = Instruction::FPExt,
+      PTRTOINT = Instruction::PtrToInt,
+      INTTOPTR = Instruction::IntToPtr,
+      BITCAST = Instruction::BitCast,
+      ICMPEQ, ICMPNE, ICMPUGT, ICMPUGE, ICMPULT, ICMPULE,
+      ICMPSGT, ICMPSGE, ICMPSLT, ICMPSLE, FCMPOEQ,
+      FCMPOGT, FCMPOGE, FCMPOLT, FCMPOLE, FCMPONE,
+      FCMPORD, FCMPUNO, FCMPUEQ, FCMPUGT, FCMPUGE,
+      FCMPULT, FCMPULE, FCMPUNE, EXTRACT, INSERT,
+      SHUFFLE, SELECT, GEP, CALL, CONSTANT,
+      INSERTVALUE, EXTRACTVALUE, EMPTY, TOMBSTONE };
 
     ExpressionOpcode opcode;
     const Type* type;
-    uint32_t firstVN;
-    uint32_t secondVN;
-    uint32_t thirdVN;
     SmallVector<uint32_t, 4> varargs;
-    Valuefunction;
+    Value *function;
 
     Expression() { }
     Expression(ExpressionOpcode o) : opcode(o) { }
@@ -96,27 +127,14 @@ namespace {
         return false;
       else if (function != other.function)
         return false;
-      else if (firstVN != other.firstVN)
+      else if (varargs != other.varargs)
         return false;
-      else if (secondVN != other.secondVN)
-        return false;
-      else if (thirdVN != other.thirdVN)
-        return false;
-      else {
-        if (varargs.size() != other.varargs.size())
-          return false;
-
-        for (size_t i = 0; i < varargs.size(); ++i)
-          if (varargs[i] != other.varargs[i])
-            return false;
-
-        return true;
-      }
+      return true;
     }
 
-    bool operator!=(const Expression &other) const {
+    /*bool operator!=(const Expression &other) const {
       return !(*this == other);
-    }
+    }*/
   };
 
   class ValueTable {
@@ -129,9 +147,7 @@ namespace {
 
       uint32_t nextValueNumber;
 
-      Expression::ExpressionOpcode getOpcode(BinaryOperator* BO);
       Expression::ExpressionOpcode getOpcode(CmpInst* C);
-      Expression::ExpressionOpcode getOpcode(CastInst* C);
       Expression create_expression(BinaryOperator* BO);
       Expression create_expression(CmpInst* C);
       Expression create_expression(ShuffleVectorInst* V);
@@ -141,15 +157,17 @@ namespace {
       Expression create_expression(CastInst* C);
       Expression create_expression(GetElementPtrInst* G);
       Expression create_expression(CallInst* C);
-      Expression create_expression(Constant* C);
+      Expression create_expression(ExtractValueInst* C);
+      Expression create_expression(InsertValueInst* C);
+      
+      uint32_t lookup_or_add_call(CallInst* C);
     public:
       ValueTable() : nextValueNumber(1) { }
-      uint32_t lookup_or_add(ValueV);
-      uint32_t lookup(ValueV) const;
-      void add(ValueV, uint32_t num);
+      uint32_t lookup_or_add(Value *V);
+      uint32_t lookup(Value *V) const;
+      void add(Value *V, uint32_t num);
       void clear();
-      void erase(Value* v);
-      unsigned size();
+      void erase(Value *v);
       void setAliasAnalysis(AliasAnalysis* A) { AA = A; }
       AliasAnalysis *getAliasAnalysis() const { return AA; }
       void setMemDep(MemoryDependenceAnalysis* M) { MD = M; }
@@ -172,13 +190,8 @@ template <> struct DenseMapInfo<Expression> {
   static unsigned getHashValue(const Expression e) {
     unsigned hash = e.opcode;
 
-    hash = e.firstVN + hash * 37;
-    hash = e.secondVN + hash * 37;
-    hash = e.thirdVN + hash * 37;
-
     hash = ((unsigned)((uintptr_t)e.type >> 4) ^
-            (unsigned)((uintptr_t)e.type >> 9)) +
-           hash * 37;
+            (unsigned)((uintptr_t)e.type >> 9));
 
     for (SmallVector<uint32_t, 4>::const_iterator I = e.varargs.begin(),
          E = e.varargs.end(); I != E; ++I)
@@ -193,37 +206,13 @@ template <> struct DenseMapInfo<Expression> {
   static bool isEqual(const Expression &LHS, const Expression &RHS) {
     return LHS == RHS;
   }
-  static bool isPod() { return true; }
 };
+
 }
 
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 //                     ValueTable Internal Functions
 //===----------------------------------------------------------------------===//
-Expression::ExpressionOpcode ValueTable::getOpcode(BinaryOperator* BO) {
-  switch(BO->getOpcode()) {
-  default: // THIS SHOULD NEVER HAPPEN
-    llvm_unreachable("Binary operator with unknown opcode?");
-  case Instruction::Add:  return Expression::ADD;
-  case Instruction::FAdd: return Expression::FADD;
-  case Instruction::Sub:  return Expression::SUB;
-  case Instruction::FSub: return Expression::FSUB;
-  case Instruction::Mul:  return Expression::MUL;
-  case Instruction::FMul: return Expression::FMUL;
-  case Instruction::UDiv: return Expression::UDIV;
-  case Instruction::SDiv: return Expression::SDIV;
-  case Instruction::FDiv: return Expression::FDIV;
-  case Instruction::URem: return Expression::UREM;
-  case Instruction::SRem: return Expression::SREM;
-  case Instruction::FRem: return Expression::FREM;
-  case Instruction::Shl:  return Expression::SHL;
-  case Instruction::LShr: return Expression::LSHR;
-  case Instruction::AShr: return Expression::ASHR;
-  case Instruction::And:  return Expression::AND;
-  case Instruction::Or:   return Expression::OR;
-  case Instruction::Xor:  return Expression::XOR;
-  }
-}
 
 Expression::ExpressionOpcode ValueTable::getOpcode(CmpInst* C) {
   if (isa<ICmpInst>(C)) {
@@ -263,36 +252,15 @@ Expression::ExpressionOpcode ValueTable::getOpcode(CmpInst* C) {
   }
 }
 
-Expression::ExpressionOpcode ValueTable::getOpcode(CastInst* C) {
-  switch(C->getOpcode()) {
-  default: // THIS SHOULD NEVER HAPPEN
-    llvm_unreachable("Cast operator with unknown opcode?");
-  case Instruction::Trunc:    return Expression::TRUNC;
-  case Instruction::ZExt:     return Expression::ZEXT;
-  case Instruction::SExt:     return Expression::SEXT;
-  case Instruction::FPToUI:   return Expression::FPTOUI;
-  case Instruction::FPToSI:   return Expression::FPTOSI;
-  case Instruction::UIToFP:   return Expression::UITOFP;
-  case Instruction::SIToFP:   return Expression::SITOFP;
-  case Instruction::FPTrunc:  return Expression::FPTRUNC;
-  case Instruction::FPExt:    return Expression::FPEXT;
-  case Instruction::PtrToInt: return Expression::PTRTOINT;
-  case Instruction::IntToPtr: return Expression::INTTOPTR;
-  case Instruction::BitCast:  return Expression::BITCAST;
-  }
-}
-
 Expression ValueTable::create_expression(CallInst* C) {
   Expression e;
 
   e.type = C->getType();
-  e.firstVN = 0;
-  e.secondVN = 0;
-  e.thirdVN = 0;
   e.function = C->getCalledFunction();
   e.opcode = Expression::CALL;
 
-  for (CallInst::op_iterator I = C->op_begin()+1, E = C->op_end();
+  CallSite CS(C);
+  for (CallInst::op_iterator I = CS.arg_begin(), E = CS.arg_end();
        I != E; ++I)
     e.varargs.push_back(lookup_or_add(*I));
 
@@ -301,13 +269,11 @@ Expression ValueTable::create_expression(CallInst* C) {
 
 Expression ValueTable::create_expression(BinaryOperator* BO) {
   Expression e;
-
-  e.firstVN = lookup_or_add(BO->getOperand(0));
-  e.secondVN = lookup_or_add(BO->getOperand(1));
-  e.thirdVN = 0;
+  e.varargs.push_back(lookup_or_add(BO->getOperand(0)));
+  e.varargs.push_back(lookup_or_add(BO->getOperand(1)));
   e.function = 0;
   e.type = BO->getType();
-  e.opcode = getOpcode(BO);
+  e.opcode = static_cast<Expression::ExpressionOpcode>(BO->getOpcode());
 
   return e;
 }
@@ -315,9 +281,8 @@ Expression ValueTable::create_expression(BinaryOperator* BO) {
 Expression ValueTable::create_expression(CmpInst* C) {
   Expression e;
 
-  e.firstVN = lookup_or_add(C->getOperand(0));
-  e.secondVN = lookup_or_add(C->getOperand(1));
-  e.thirdVN = 0;
+  e.varargs.push_back(lookup_or_add(C->getOperand(0)));
+  e.varargs.push_back(lookup_or_add(C->getOperand(1)));
   e.function = 0;
   e.type = C->getType();
   e.opcode = getOpcode(C);
@@ -328,12 +293,10 @@ Expression ValueTable::create_expression(CmpInst* C) {
 Expression ValueTable::create_expression(CastInst* C) {
   Expression e;
 
-  e.firstVN = lookup_or_add(C->getOperand(0));
-  e.secondVN = 0;
-  e.thirdVN = 0;
+  e.varargs.push_back(lookup_or_add(C->getOperand(0)));
   e.function = 0;
   e.type = C->getType();
-  e.opcode = getOpcode(C);
+  e.opcode = static_cast<Expression::ExpressionOpcode>(C->getOpcode());
 
   return e;
 }
@@ -341,9 +304,9 @@ Expression ValueTable::create_expression(CastInst* C) {
 Expression ValueTable::create_expression(ShuffleVectorInst* S) {
   Expression e;
 
-  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.varargs.push_back(lookup_or_add(S->getOperand(0)));
+  e.varargs.push_back(lookup_or_add(S->getOperand(1)));
+  e.varargs.push_back(lookup_or_add(S->getOperand(2)));
   e.function = 0;
   e.type = S->getType();
   e.opcode = Expression::SHUFFLE;
@@ -354,9 +317,8 @@ Expression ValueTable::create_expression(ShuffleVectorInst* S) {
 Expression ValueTable::create_expression(ExtractElementInst* E) {
   Expression e;
 
-  e.firstVN = lookup_or_add(E->getOperand(0));
-  e.secondVN = lookup_or_add(E->getOperand(1));
-  e.thirdVN = 0;
+  e.varargs.push_back(lookup_or_add(E->getOperand(0)));
+  e.varargs.push_back(lookup_or_add(E->getOperand(1)));
   e.function = 0;
   e.type = E->getType();
   e.opcode = Expression::EXTRACT;
@@ -367,9 +329,9 @@ Expression ValueTable::create_expression(ExtractElementInst* E) {
 Expression ValueTable::create_expression(InsertElementInst* I) {
   Expression e;
 
-  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.varargs.push_back(lookup_or_add(I->getOperand(0)));
+  e.varargs.push_back(lookup_or_add(I->getOperand(1)));
+  e.varargs.push_back(lookup_or_add(I->getOperand(2)));
   e.function = 0;
   e.type = I->getType();
   e.opcode = Expression::INSERT;
@@ -380,9 +342,9 @@ Expression ValueTable::create_expression(InsertElementInst* I) {
 Expression ValueTable::create_expression(SelectInst* I) {
   Expression e;
 
-  e.firstVN = lookup_or_add(I->getCondition());
-  e.secondVN = lookup_or_add(I->getTrueValue());
-  e.thirdVN = lookup_or_add(I->getFalseValue());
+  e.varargs.push_back(lookup_or_add(I->getCondition()));
+  e.varargs.push_back(lookup_or_add(I->getTrueValue()));
+  e.varargs.push_back(lookup_or_add(I->getFalseValue()));
   e.function = 0;
   e.type = I->getType();
   e.opcode = Expression::SELECT;
@@ -393,9 +355,7 @@ Expression ValueTable::create_expression(SelectInst* I) {
 Expression ValueTable::create_expression(GetElementPtrInst* G) {
   Expression e;
 
-  e.firstVN = lookup_or_add(G->getPointerOperand());
-  e.secondVN = 0;
-  e.thirdVN = 0;
+  e.varargs.push_back(lookup_or_add(G->getPointerOperand()));
   e.function = 0;
   e.type = G->getType();
   e.opcode = Expression::GEP;
@@ -407,247 +367,246 @@ Expression ValueTable::create_expression(GetElementPtrInst* G) {
   return e;
 }
 
+Expression ValueTable::create_expression(ExtractValueInst* E) {
+  Expression e;
+
+  e.varargs.push_back(lookup_or_add(E->getAggregateOperand()));
+  for (ExtractValueInst::idx_iterator II = E->idx_begin(), IE = E->idx_end();
+       II != IE; ++II)
+    e.varargs.push_back(*II);
+  e.function = 0;
+  e.type = E->getType();
+  e.opcode = Expression::EXTRACTVALUE;
+
+  return e;
+}
+
+Expression ValueTable::create_expression(InsertValueInst* E) {
+  Expression e;
+
+  e.varargs.push_back(lookup_or_add(E->getAggregateOperand()));
+  e.varargs.push_back(lookup_or_add(E->getInsertedValueOperand()));
+  for (InsertValueInst::idx_iterator II = E->idx_begin(), IE = E->idx_end();
+       II != IE; ++II)
+    e.varargs.push_back(*II);
+  e.function = 0;
+  e.type = E->getType();
+  e.opcode = Expression::INSERTVALUE;
+
+  return e;
+}
+
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 //                     ValueTable External Functions
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
 /// add - Insert a value into the table with a specified value number.
-void ValueTable::add(ValueV, uint32_t num) {
+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) {
-  DenseMap<Value*, uint32_t>::iterator VI = valueNumbering.find(V);
-  if (VI != valueNumbering.end())
-    return VI->second;
-
-  if (CallInst* C = dyn_cast<CallInst>(V)) {
-    if (AA->doesNotAccessMemory(C)) {
-      Expression e = create_expression(C);
-
-      DenseMap<Expression, uint32_t>::iterator EI = expressionNumbering.find(e);
-      if (EI != expressionNumbering.end()) {
-        valueNumbering.insert(std::make_pair(V, EI->second));
-        return EI->second;
-      } else {
-        expressionNumbering.insert(std::make_pair(e, nextValueNumber));
-        valueNumbering.insert(std::make_pair(V, nextValueNumber));
+uint32_t ValueTable::lookup_or_add_call(CallInst* C) {
+  if (AA->doesNotAccessMemory(C)) {
+    Expression exp = create_expression(C);
+    uint32_t& e = expressionNumbering[exp];
+    if (!e) e = nextValueNumber++;
+    valueNumbering[C] = e;
+    return e;
+  } else if (AA->onlyReadsMemory(C)) {
+    Expression exp = create_expression(C);
+    uint32_t& e = expressionNumbering[exp];
+    if (!e) {
+      e = nextValueNumber++;
+      valueNumbering[C] = e;
+      return e;
+    }
+    if (!MD) {
+      e = nextValueNumber++;
+      valueNumbering[C] = e;
+      return e;
+    }
 
-        return nextValueNumber++;
-      }
-    } else if (AA->onlyReadsMemory(C)) {
-      Expression e = create_expression(C);
+    MemDepResult local_dep = MD->getDependency(C);
 
-      if (expressionNumbering.find(e) == expressionNumbering.end()) {
-        expressionNumbering.insert(std::make_pair(e, nextValueNumber));
-        valueNumbering.insert(std::make_pair(V, nextValueNumber));
-        return nextValueNumber++;
-      }
+    if (!local_dep.isDef() && !local_dep.isNonLocal()) {
+      valueNumbering[C] =  nextValueNumber;
+      return nextValueNumber++;
+    }
 
-      MemDepResult local_dep = MD->getDependency(C);
+    if (local_dep.isDef()) {
+      CallInst* local_cdep = cast<CallInst>(local_dep.getInst());
 
-      if (!local_dep.isDef() && !local_dep.isNonLocal()) {
-        valueNumbering.insert(std::make_pair(V, nextValueNumber));
+      if (local_cdep->getNumArgOperands() != C->getNumArgOperands()) {
+        valueNumbering[C] = 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));
+      for (unsigned i = 0, e = C->getNumArgOperands(); i < e; ++i) {
+        uint32_t c_vn = lookup_or_add(C->getArgOperand(i));
+        uint32_t cd_vn = lookup_or_add(local_cdep->getArgOperand(i));
+        if (c_vn != cd_vn) {
+          valueNumbering[C] = 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;
-        }
+      uint32_t v = lookup_or_add(local_cdep);
+      valueNumbering[C] = v;
+      return v;
+    }
 
-        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;
-        }
+    // 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 NonLocalDepEntry *I = &deps[i];
+      // Ignore non-local dependencies.
+      if (I->getResult().isNonLocal())
+        continue;
 
+      // We don't handle non-depedencies.  If we already have a call, reject
+      // instruction dependencies.
+      if (I->getResult().isClobber() || cdep != 0) {
         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++;
-        }
+      CallInst *NonLocalDepCall = dyn_cast<CallInst>(I->getResult().getInst());
+      // FIXME: All duplicated with non-local case.
+      if (NonLocalDepCall && DT->properlyDominates(I->getBB(), C->getParent())){
+        cdep = NonLocalDepCall;
+        continue;
       }
 
-      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++;
-    }
-  } else if (BinaryOperator* BO = dyn_cast<BinaryOperator>(V)) {
-    Expression e = create_expression(BO);
-
-    DenseMap<Expression, uint32_t>::iterator EI = expressionNumbering.find(e);
-    if (EI != expressionNumbering.end()) {
-      valueNumbering.insert(std::make_pair(V, EI->second));
-      return EI->second;
-    } else {
-      expressionNumbering.insert(std::make_pair(e, nextValueNumber));
-      valueNumbering.insert(std::make_pair(V, nextValueNumber));
-
-      return nextValueNumber++;
-    }
-  } else if (CmpInst* C = dyn_cast<CmpInst>(V)) {
-    Expression e = create_expression(C);
-
-    DenseMap<Expression, uint32_t>::iterator EI = expressionNumbering.find(e);
-    if (EI != expressionNumbering.end()) {
-      valueNumbering.insert(std::make_pair(V, EI->second));
-      return EI->second;
-    } else {
-      expressionNumbering.insert(std::make_pair(e, nextValueNumber));
-      valueNumbering.insert(std::make_pair(V, nextValueNumber));
-
-      return nextValueNumber++;
+      cdep = 0;
+      break;
     }
-  } else if (ShuffleVectorInst* U = dyn_cast<ShuffleVectorInst>(V)) {
-    Expression e = create_expression(U);
-
-    DenseMap<Expression, uint32_t>::iterator EI = expressionNumbering.find(e);
-    if (EI != expressionNumbering.end()) {
-      valueNumbering.insert(std::make_pair(V, EI->second));
-      return EI->second;
-    } else {
-      expressionNumbering.insert(std::make_pair(e, nextValueNumber));
-      valueNumbering.insert(std::make_pair(V, nextValueNumber));
 
+    if (!cdep) {
+      valueNumbering[C] = nextValueNumber;
       return nextValueNumber++;
     }
-  } else if (ExtractElementInst* U = dyn_cast<ExtractElementInst>(V)) {
-    Expression e = create_expression(U);
-
-    DenseMap<Expression, uint32_t>::iterator EI = expressionNumbering.find(e);
-    if (EI != expressionNumbering.end()) {
-      valueNumbering.insert(std::make_pair(V, EI->second));
-      return EI->second;
-    } else {
-      expressionNumbering.insert(std::make_pair(e, nextValueNumber));
-      valueNumbering.insert(std::make_pair(V, nextValueNumber));
 
+    if (cdep->getNumArgOperands() != C->getNumArgOperands()) {
+      valueNumbering[C] = nextValueNumber;
       return nextValueNumber++;
     }
-  } else if (InsertElementInst* U = dyn_cast<InsertElementInst>(V)) {
-    Expression e = create_expression(U);
-
-    DenseMap<Expression, uint32_t>::iterator EI = expressionNumbering.find(e);
-    if (EI != expressionNumbering.end()) {
-      valueNumbering.insert(std::make_pair(V, EI->second));
-      return EI->second;
-    } else {
-      expressionNumbering.insert(std::make_pair(e, nextValueNumber));
-      valueNumbering.insert(std::make_pair(V, nextValueNumber));
-
-      return nextValueNumber++;
-    }
-  } else if (SelectInst* U = dyn_cast<SelectInst>(V)) {
-    Expression e = create_expression(U);
-
-    DenseMap<Expression, uint32_t>::iterator EI = expressionNumbering.find(e);
-    if (EI != expressionNumbering.end()) {
-      valueNumbering.insert(std::make_pair(V, EI->second));
-      return EI->second;
-    } else {
-      expressionNumbering.insert(std::make_pair(e, nextValueNumber));
-      valueNumbering.insert(std::make_pair(V, nextValueNumber));
-
-      return nextValueNumber++;
+    for (unsigned i = 0, e = C->getNumArgOperands(); i < e; ++i) {
+      uint32_t c_vn = lookup_or_add(C->getArgOperand(i));
+      uint32_t cd_vn = lookup_or_add(cdep->getArgOperand(i));
+      if (c_vn != cd_vn) {
+        valueNumbering[C] = nextValueNumber;
+        return nextValueNumber++;
+      }
     }
-  } else if (CastInst* U = dyn_cast<CastInst>(V)) {
-    Expression e = create_expression(U);
 
-    DenseMap<Expression, uint32_t>::iterator EI = expressionNumbering.find(e);
-    if (EI != expressionNumbering.end()) {
-      valueNumbering.insert(std::make_pair(V, EI->second));
-      return EI->second;
-    } else {
-      expressionNumbering.insert(std::make_pair(e, nextValueNumber));
-      valueNumbering.insert(std::make_pair(V, nextValueNumber));
+    uint32_t v = lookup_or_add(cdep);
+    valueNumbering[C] = v;
+    return v;
 
-      return nextValueNumber++;
-    }
-  } else if (GetElementPtrInst* U = dyn_cast<GetElementPtrInst>(V)) {
-    Expression e = create_expression(U);
+  } else {
+    valueNumbering[C] = nextValueNumber;
+    return nextValueNumber++;
+  }
+}
 
-    DenseMap<Expression, uint32_t>::iterator EI = expressionNumbering.find(e);
-    if (EI != expressionNumbering.end()) {
-      valueNumbering.insert(std::make_pair(V, EI->second));
-      return EI->second;
-    } else {
-      expressionNumbering.insert(std::make_pair(e, nextValueNumber));
-      valueNumbering.insert(std::make_pair(V, nextValueNumber));
+/// 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) {
+  DenseMap<Value*, uint32_t>::iterator VI = valueNumbering.find(V);
+  if (VI != valueNumbering.end())
+    return VI->second;
 
-      return nextValueNumber++;
-    }
-  } else {
-    valueNumbering.insert(std::make_pair(V, nextValueNumber));
+  if (!isa<Instruction>(V)) {
+    valueNumbering[V] = nextValueNumber;
     return nextValueNumber++;
   }
+  
+  Instruction* I = cast<Instruction>(V);
+  Expression exp;
+  switch (I->getOpcode()) {
+    case Instruction::Call:
+      return lookup_or_add_call(cast<CallInst>(I));
+    case Instruction::Add:
+    case Instruction::FAdd:
+    case Instruction::Sub:
+    case Instruction::FSub:
+    case Instruction::Mul:
+    case Instruction::FMul:
+    case Instruction::UDiv:
+    case Instruction::SDiv:
+    case Instruction::FDiv:
+    case Instruction::URem:
+    case Instruction::SRem:
+    case Instruction::FRem:
+    case Instruction::Shl:
+    case Instruction::LShr:
+    case Instruction::AShr:
+    case Instruction::And:
+    case Instruction::Or :
+    case Instruction::Xor:
+      exp = create_expression(cast<BinaryOperator>(I));
+      break;
+    case Instruction::ICmp:
+    case Instruction::FCmp:
+      exp = create_expression(cast<CmpInst>(I));
+      break;
+    case Instruction::Trunc:
+    case Instruction::ZExt:
+    case Instruction::SExt:
+    case Instruction::FPToUI:
+    case Instruction::FPToSI:
+    case Instruction::UIToFP:
+    case Instruction::SIToFP:
+    case Instruction::FPTrunc:
+    case Instruction::FPExt:
+    case Instruction::PtrToInt:
+    case Instruction::IntToPtr:
+    case Instruction::BitCast:
+      exp = create_expression(cast<CastInst>(I));
+      break;
+    case Instruction::Select:
+      exp = create_expression(cast<SelectInst>(I));
+      break;
+    case Instruction::ExtractElement:
+      exp = create_expression(cast<ExtractElementInst>(I));
+      break;
+    case Instruction::InsertElement:
+      exp = create_expression(cast<InsertElementInst>(I));
+      break;
+    case Instruction::ShuffleVector:
+      exp = create_expression(cast<ShuffleVectorInst>(I));
+      break;
+    case Instruction::ExtractValue:
+      exp = create_expression(cast<ExtractValueInst>(I));
+      break;
+    case Instruction::InsertValue:
+      exp = create_expression(cast<InsertValueInst>(I));
+      break;      
+    case Instruction::GetElementPtr:
+      exp = create_expression(cast<GetElementPtrInst>(I));
+      break;
+    default:
+      valueNumbering[V] = nextValueNumber;
+      return nextValueNumber++;
+  }
+
+  uint32_t& e = expressionNumbering[exp];
+  if (!e) e = nextValueNumber++;
+  valueNumbering[V] = e;
+  return e;
 }
 
 /// lookup - Returns the value number of the specified value. Fails if
 /// the value has not yet been numbered.
-uint32_t ValueTable::lookup(ValueV) const {
-  DenseMap<Value*, uint32_t>::iterator VI = valueNumbering.find(V);
+uint32_t ValueTable::lookup(Value *V) const {
+  DenseMap<Value*, uint32_t>::const_iterator VI = valueNumbering.find(V);
   assert(VI != valueNumbering.end() && "Value not numbered?");
   return VI->second;
 }
@@ -660,14 +619,14 @@ void ValueTable::clear() {
 }
 
 /// erase - Remove a value from the value numbering
-void ValueTable::erase(ValueV) {
+void ValueTable::erase(Value *V) {
   valueNumbering.erase(V);
 }
 
 /// verifyRemoved - Verify that the value is removed from all internal data
 /// structures.
 void ValueTable::verifyRemoved(const Value *V) const {
-  for (DenseMap<Value*, uint32_t>::iterator
+  for (DenseMap<Value*, uint32_t>::const_iterator
          I = valueNumbering.begin(), E = valueNumbering.end(); I != E; ++I) {
     assert(I->first != V && "Inst still occurs in value numbering map!");
   }
@@ -692,23 +651,73 @@ namespace {
     bool runOnFunction(Function &F);
   public:
     static char ID; // Pass identification, replacement for typeid
-    GVN() : FunctionPass(&ID) { }
+    explicit GVN(bool noloads = false)
+        : FunctionPass(ID), NoLoads(noloads), MD(0) {
+      initializeGVNPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
+    }
 
   private:
+    bool NoLoads;
     MemoryDependenceAnalysis *MD;
     DominatorTree *DT;
+    const TargetData* TD;
 
     ValueTable VN;
-    DenseMap<BasicBlock*, ValueNumberScope*> localAvail;
-
-    typedef DenseMap<Value*, SmallPtrSet<Instruction*, 4> > PhiMapType;
-    PhiMapType phiMap;
+    
+    /// NumberTable - A mapping from value numers to lists of Value*'s that
+    /// have that value number.  Use lookupNumber to query it.
+    DenseMap<uint32_t, std::pair<Value*, void*> > NumberTable;
+    BumpPtrAllocator TableAllocator;
+    
+    /// insert_table - Push a new Value to the NumberTable onto the list for
+    /// its value number.
+    void insert_table(uint32_t N, Value *V) {
+      std::pair<Value*, void*>& Curr = NumberTable[N];
+      if (!Curr.first) {
+        Curr.first = V;
+        return;
+      }
+      
+      std::pair<Value*, void*>* Node =
+        TableAllocator.Allocate<std::pair<Value*, void*> >();
+      Node->first = V;
+      Node->second = Curr.second;
+      Curr.second = Node;
+    }
+    
+    /// erase_table - Scan the list of values corresponding to a given value
+    /// number, and remove the given value if encountered.
+    void erase_table(uint32_t N, Value *V) {
+      std::pair<Value*, void*>* Prev = 0;
+      std::pair<Value*, void*>* Curr = &NumberTable[N];
+
+      while (Curr->first != V) {
+        Prev = Curr;
+        Curr = static_cast<std::pair<Value*, void*>*>(Curr->second);
+      }
+      
+      if (Prev) {
+        Prev->second = Curr->second;
+      } else {
+        if (!Curr->second) {
+          Curr->first = 0;
+        } else {
+          std::pair<Value*, void*>* Next =
+            static_cast<std::pair<Value*, void*>*>(Curr->second);
+          Curr->first = Next->first;
+          Curr->second = Next->second;
+        }
+      }
+    }
 
+    // List of critical edges to be split between iterations.
+    SmallVector<std::pair<TerminatorInst*, unsigned>, 4> toSplit;
 
     // This transformation requires dominator postdominator info
     virtual void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
       AU.addRequired<DominatorTree>();
-      AU.addRequired<MemoryDependenceAnalysis>();
+      if (!NoLoads)
+        AU.addRequired<MemoryDependenceAnalysis>();
       AU.addRequired<AliasAnalysis>();
 
       AU.addPreserved<DominatorTree>();
@@ -719,144 +728,42 @@ namespace {
     // FIXME: eliminate or document these better
     bool processLoad(LoadInst* L,
                      SmallVectorImpl<Instruction*> &toErase);
-    bool processInstruction(InstructionI,
+    bool processInstruction(Instruction *I,
                             SmallVectorImpl<Instruction*> &toErase);
     bool processNonLocalLoad(LoadInst* L,
                              SmallVectorImpl<Instruction*> &toErase);
-    bool processBlock(BasicBlock* BB);
-    Value *GetValueForBlock(BasicBlock *BB, Instruction* orig,
-                            DenseMap<BasicBlock*, Value*> &Phis,
-                            bool top_level = false);
+    bool processBlock(BasicBlock *BB);
     void dump(DenseMap<uint32_t, Value*>& d);
     bool iterateOnFunction(Function &F);
-    Value* CollapsePhi(PHINode* p);
     bool performPRE(Function& F);
-    Value* lookupNumber(BasicBlock* BB, uint32_t num);
-    Value* AttemptRedundancyElimination(Instruction* orig, unsigned valno);
+    Value *lookupNumber(BasicBlock *BB, uint32_t num);
     void cleanupGlobalSets();
     void verifyRemoved(const Instruction *I) const;
+    bool splitCriticalEdges();
   };
 
   char GVN::ID = 0;
 }
 
 // createGVNPass - The public interface to this file...
-FunctionPass *llvm::createGVNPass() { return new GVN(); }
+FunctionPass *llvm::createGVNPass(bool NoLoads) {
+  return new GVN(NoLoads);
+}
 
-static RegisterPass<GVN> X("gvn",
-                           "Global Value Numbering");
+INITIALIZE_PASS_BEGIN(GVN, "gvn", "Global Value Numbering", false, false)
+INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(MemoryDependenceAnalysis)
+INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(DominatorTree)
+INITIALIZE_AG_DEPENDENCY(AliasAnalysis)
+INITIALIZE_PASS_END(GVN, "gvn", "Global Value Numbering", false, false)
 
 void GVN::dump(DenseMap<uint32_t, Value*>& d) {
-  printf("{\n");
+  errs() << "{\n";
   for (DenseMap<uint32_t, Value*>::iterator I = d.begin(),
        E = d.end(); I != E; ++I) {
-      printf("%d\n", I->first);
+      errs() << I->first << "\n";
       I->second->dump();
   }
-  printf("}\n");
-}
-
-static bool isSafeReplacement(PHINode* p, Instruction* inst) {
-  if (!isa<PHINode>(inst))
-    return true;
-
-  for (Instruction::use_iterator UI = p->use_begin(), E = p->use_end();
-       UI != E; ++UI)
-    if (PHINode* use_phi = dyn_cast<PHINode>(UI))
-      if (use_phi->getParent() == inst->getParent())
-        return false;
-
-  return true;
-}
-
-Value* GVN::CollapsePhi(PHINode* p) {
-  Value* constVal = p->hasConstantValue(DT);
-  if (!constVal) return 0;
-
-  Instruction* inst = dyn_cast<Instruction>(constVal);
-  if (!inst)
-    return constVal;
-
-  if (DT->dominates(inst, p))
-    if (isSafeReplacement(p, inst))
-      return inst;
-  return 0;
-}
-
-/// GetValueForBlock - Get the value to use within the specified basic block.
-/// available values are in Phis.
-Value *GVN::GetValueForBlock(BasicBlock *BB, Instruction* orig,
-                             DenseMap<BasicBlock*, Value*> &Phis,
-                             bool top_level) {
-
-  // If we have already computed this value, return the previously computed val.
-  DenseMap<BasicBlock*, Value*>::iterator V = Phis.find(BB);
-  if (V != Phis.end() && !top_level) return V->second;
-
-  // 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 = PHINode::Create(orig->getType(), orig->getName()+".rle",
-                                BB->begin());
-  PN->reserveOperandSpace(NumPreds);
-
-  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) {
-    Value* val = GetValueForBlock(*PI, orig, Phis);
-    PN->addIncoming(val, *PI);
-  }
-
-  VN.getAliasAnalysis()->copyValue(orig, PN);
-
-  // Attempt to collapse PHI nodes that are trivially redundant
-  Value* v = CollapsePhi(PN);
-  if (!v) {
-    // Cache our phi construction results
-    if (LoadInst* L = dyn_cast<LoadInst>(orig))
-      phiMap[L->getPointerOperand()].insert(PN);
-    else
-      phiMap[orig].insert(PN);
-
-    return PN;
-  }
-
-  PN->replaceAllUsesWith(v);
-  if (isa<PointerType>(v->getType()))
-    MD->invalidateCachedPointerInfo(v);
-
-  for (DenseMap<BasicBlock*, Value*>::iterator I = Phis.begin(),
-       E = Phis.end(); I != E; ++I)
-    if (I->second == PN)
-      I->second = v;
-
-  DEBUG(errs() << "GVN removed: " << *PN << '\n');
-  MD->removeInstruction(PN);
-  PN->eraseFromParent();
-  DEBUG(verifyRemoved(PN));
-
-  Phis[BB] = v;
-  return v;
+  errs() << "}\n";
 }
 
 /// IsValueFullyAvailableInBlock - Return true if we can prove that the value
@@ -919,7 +826,7 @@ SpeculationFailure:
   SmallVector<BasicBlock*, 32> BBWorklist;
   BBWorklist.push_back(BB);
 
-  while (!BBWorklist.empty()) {
+  do {
     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.
@@ -931,8 +838,474 @@ SpeculationFailure:
 
     for (succ_iterator I = succ_begin(Entry), E = succ_end(Entry); I != E; ++I)
       BBWorklist.push_back(*I);
+  } while (!BBWorklist.empty());
+
+  return false;
+}
+
+
+/// CanCoerceMustAliasedValueToLoad - Return true if
+/// CoerceAvailableValueToLoadType will succeed.
+static bool CanCoerceMustAliasedValueToLoad(Value *StoredVal,
+                                            const Type *LoadTy,
+                                            const TargetData &TD) {
+  // 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() ||
+      StoredVal->getType()->isStructTy() ||
+      StoredVal->getType()->isArrayTy())
+    return false;
+  
+  // The store has to be at least as big as the load.
+  if (TD.getTypeSizeInBits(StoredVal->getType()) <
+        TD.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
+/// InsertPt is the place to insert new instructions.
+///
+/// If we can't do it, return null.
+static Value *CoerceAvailableValueToLoadType(Value *StoredVal, 
+                                             const Type *LoadedTy,
+                                             Instruction *InsertPt,
+                                             const TargetData &TD) {
+  if (!CanCoerceMustAliasedValueToLoad(StoredVal, LoadedTy, TD))
+    return 0;
+  
+  const Type *StoredValTy = StoredVal->getType();
+  
+  uint64_t StoreSize = TD.getTypeStoreSizeInBits(StoredValTy);
+  uint64_t LoadSize = TD.getTypeSizeInBits(LoadedTy);
+  
+  // If the store and reload are the same size, we can always reuse it.
+  if (StoreSize == LoadSize) {
+    if (StoredValTy->isPointerTy() && LoadedTy->isPointerTy()) {
+      // Pointer to Pointer -> use bitcast.
+      return new BitCastInst(StoredVal, LoadedTy, "", InsertPt);
+    }
+    
+    // Convert source pointers to integers, which can be bitcast.
+    if (StoredValTy->isPointerTy()) {
+      StoredValTy = TD.getIntPtrType(StoredValTy->getContext());
+      StoredVal = new PtrToIntInst(StoredVal, StoredValTy, "", InsertPt);
+    }
+    
+    const Type *TypeToCastTo = LoadedTy;
+    if (TypeToCastTo->isPointerTy())
+      TypeToCastTo = TD.getIntPtrType(StoredValTy->getContext());
+    
+    if (StoredValTy != TypeToCastTo)
+      StoredVal = new BitCastInst(StoredVal, TypeToCastTo, "", InsertPt);
+    
+    // Cast to pointer if the load needs a pointer type.
+    if (LoadedTy->isPointerTy())
+      StoredVal = new IntToPtrInst(StoredVal, LoadedTy, "", InsertPt);
+    
+    return StoredVal;
+  }
+  
+  // If the loaded value is smaller than the available value, then we can
+  // extract out a piece from it.  If the available value is too small, then we
+  // can't do anything.
+  assert(StoreSize >= LoadSize && "CanCoerceMustAliasedValueToLoad fail");
+  
+  // Convert source pointers to integers, which can be manipulated.
+  if (StoredValTy->isPointerTy()) {
+    StoredValTy = TD.getIntPtrType(StoredValTy->getContext());
+    StoredVal = new PtrToIntInst(StoredVal, StoredValTy, "", InsertPt);
+  }
+  
+  // Convert vectors and fp to integer, which can be manipulated.
+  if (!StoredValTy->isIntegerTy()) {
+    StoredValTy = IntegerType::get(StoredValTy->getContext(), StoreSize);
+    StoredVal = new BitCastInst(StoredVal, StoredValTy, "", InsertPt);
+  }
+  
+  // 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()) {
+    Constant *Val = ConstantInt::get(StoredVal->getType(), StoreSize-LoadSize);
+    StoredVal = BinaryOperator::CreateLShr(StoredVal, Val, "tmp", InsertPt);
+  }
+  
+  // Truncate the integer to the right size now.
+  const Type *NewIntTy = IntegerType::get(StoredValTy->getContext(), LoadSize);
+  StoredVal = new TruncInst(StoredVal, NewIntTy, "trunc", InsertPt);
+  
+  if (LoadedTy == NewIntTy)
+    return StoredVal;
+  
+  // If the result is a pointer, inttoptr.
+  if (LoadedTy->isPointerTy())
+    return new IntToPtrInst(StoredVal, LoadedTy, "inttoptr", InsertPt);
+  
+  // Otherwise, bitcast.
+  return new BitCastInst(StoredVal, LoadedTy, "bitcast", InsertPt);
+}
+
+/// AnalyzeLoadFromClobberingWrite - This function is called when we have a
+/// memdep query of a load that ends up being a clobbering memory write (store,
+/// memset, memcpy, memmove).  This means that the write *may* provide bits used
+/// by the load but we can't be sure because the pointers don't mustalias.
+///
+/// Check this case to see if there is anything more we can do before we give
+/// up.  This returns -1 if we have to give up, or a byte number in the stored
+/// value of the piece that feeds the load.
+static int AnalyzeLoadFromClobberingWrite(const Type *LoadTy, Value *LoadPtr,
+                                          Value *WritePtr,
+                                          uint64_t WriteSizeInBits,
+                                          const TargetData &TD) {
+  // 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())
+    return -1;
+  
+  int64_t StoreOffset = 0, LoadOffset = 0;
+  Value *StoreBase = GetPointerBaseWithConstantOffset(WritePtr, StoreOffset,TD);
+  Value *LoadBase = GetPointerBaseWithConstantOffset(LoadPtr, LoadOffset, TD);
+  if (StoreBase != LoadBase)
+    return -1;
+  
+  // If the load and store are to the exact same address, they should have been
+  // a must alias.  AA must have gotten confused.
+  // FIXME: Study to see if/when this happens.  One case is forwarding a memset
+  // to a load from the base of the memset.
+#if 0
+  if (LoadOffset == StoreOffset) {
+    dbgs() << "STORE/LOAD DEP WITH COMMON POINTER MISSED:\n"
+    << "Base       = " << *StoreBase << "\n"
+    << "Store Ptr  = " << *WritePtr << "\n"
+    << "Store Offs = " << StoreOffset << "\n"
+    << "Load Ptr   = " << *LoadPtr << "\n";
+    abort();
   }
+#endif
+  
+  // 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);
+  
+  if ((WriteSizeInBits & 7) | (LoadSize & 7))
+    return -1;
+  uint64_t StoreSize = WriteSizeInBits >> 3;  // Convert to bytes.
+  LoadSize >>= 3;
+  
+  
+  bool isAAFailure = false;
+  if (StoreOffset < LoadOffset)
+    isAAFailure = StoreOffset+int64_t(StoreSize) <= LoadOffset;
+  else
+    isAAFailure = LoadOffset+int64_t(LoadSize) <= StoreOffset;
+
+  if (isAAFailure) {
+#if 0
+    dbgs() << "STORE LOAD DEP WITH COMMON BASE:\n"
+    << "Base       = " << *StoreBase << "\n"
+    << "Store Ptr  = " << *WritePtr << "\n"
+    << "Store Offs = " << StoreOffset << "\n"
+    << "Load Ptr   = " << *LoadPtr << "\n";
+    abort();
+#endif
+    return -1;
+  }
+  
+  // If the Load isn't completely contained within the stored bits, we don't
+  // have all the bits to feed it.  We could do something crazy in the future
+  // (issue a smaller load then merge the bits in) but this seems unlikely to be
+  // valuable.
+  if (StoreOffset > LoadOffset ||
+      StoreOffset+StoreSize < LoadOffset+LoadSize)
+    return -1;
+  
+  // Okay, we can do this transformation.  Return the number of bytes into the
+  // store that the load is.
+  return LoadOffset-StoreOffset;
+}  
+
+/// AnalyzeLoadFromClobberingStore - This function is called when we have a
+/// memdep query of a load that ends up being a clobbering store.
+static int AnalyzeLoadFromClobberingStore(const Type *LoadTy, Value *LoadPtr,
+                                          StoreInst *DepSI,
+                                          const TargetData &TD) {
+  // 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());
+  return AnalyzeLoadFromClobberingWrite(LoadTy, LoadPtr,
+                                        StorePtr, StoreSize, TD);
+}
 
+static int AnalyzeLoadFromClobberingMemInst(const Type *LoadTy, Value *LoadPtr,
+                                            MemIntrinsic *MI,
+                                            const TargetData &TD) {
+  // 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;
+  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);
+  
+  // 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
+  // constant memory.
+  MemTransferInst *MTI = cast<MemTransferInst>(MI);
+  
+  Constant *Src = dyn_cast<Constant>(MTI->getSource());
+  if (Src == 0) return -1;
+  
+  GlobalVariable *GV = dyn_cast<GlobalVariable>(GetUnderlyingObject(Src));
+  if (GV == 0 || !GV->isConstant()) return -1;
+  
+  // See if the access is within the bounds of the transfer.
+  int Offset = AnalyzeLoadFromClobberingWrite(LoadTy, LoadPtr,
+                                              MI->getDest(), MemSizeInBits, TD);
+  if (Offset == -1)
+    return Offset;
+  
+  // 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()));
+  Constant *OffsetCst = 
+    ConstantInt::get(Type::getInt64Ty(Src->getContext()), (unsigned)Offset);
+  Src = ConstantExpr::getGetElementPtr(Src, &OffsetCst, 1);
+  Src = ConstantExpr::getBitCast(Src, PointerType::getUnqual(LoadTy));
+  if (ConstantFoldLoadFromConstPtr(Src, &TD))
+    return Offset;
+  return -1;
+}
+                                            
+
+/// GetStoreValueForLoad - This function is called when we have a
+/// memdep query of a load that ends up being a clobbering store.  This means
+/// that the store *may* provide bits used by the load but we can't be sure
+/// because the pointers don't mustalias.  Check this case to see if there is
+/// anything more we can do before we give up.
+static Value *GetStoreValueForLoad(Value *SrcVal, unsigned Offset,
+                                   const Type *LoadTy,
+                                   Instruction *InsertPt, const TargetData &TD){
+  LLVMContext &Ctx = SrcVal->getType()->getContext();
+  
+  uint64_t StoreSize = (TD.getTypeSizeInBits(SrcVal->getType()) + 7) / 8;
+  uint64_t LoadSize = (TD.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), "tmp");
+  if (!SrcVal->getType()->isIntegerTy())
+    SrcVal = Builder.CreateBitCast(SrcVal, IntegerType::get(Ctx, StoreSize*8),
+                                   "tmp");
+  
+  // Shift the bits to the least significant depending on endianness.
+  unsigned ShiftAmt;
+  if (TD.isLittleEndian())
+    ShiftAmt = Offset*8;
+  else
+    ShiftAmt = (StoreSize-LoadSize-Offset)*8;
+  
+  if (ShiftAmt)
+    SrcVal = Builder.CreateLShr(SrcVal, ShiftAmt, "tmp");
+  
+  if (LoadSize != StoreSize)
+    SrcVal = Builder.CreateTrunc(SrcVal, IntegerType::get(Ctx, LoadSize*8),
+                                 "tmp");
+  
+  return CoerceAvailableValueToLoadType(SrcVal, LoadTy, InsertPt, TD);
+}
+
+/// GetMemInstValueForLoad - This function is called when we have a
+/// memdep query of a load that ends up being a clobbering mem intrinsic.
+static Value *GetMemInstValueForLoad(MemIntrinsic *SrcInst, unsigned Offset,
+                                     const Type *LoadTy, Instruction *InsertPt,
+                                     const TargetData &TD){
+  LLVMContext &Ctx = LoadTy->getContext();
+  uint64_t LoadSize = TD.getTypeSizeInBits(LoadTy)/8;
+
+  IRBuilder<> Builder(InsertPt->getParent(), InsertPt);
+  
+  // We know that this method is only called when the mem transfer fully
+  // provides the bits for the load.
+  if (MemSetInst *MSI = dyn_cast<MemSetInst>(SrcInst)) {
+    // memset(P, 'x', 1234) -> splat('x'), even if x is a variable, and
+    // independently of what the offset is.
+    Value *Val = MSI->getValue();
+    if (LoadSize != 1)
+      Val = Builder.CreateZExt(Val, IntegerType::get(Ctx, LoadSize*8));
+    
+    Value *OneElt = Val;
+    
+    // Splat the value out to the right number of bits.
+    for (unsigned NumBytesSet = 1; NumBytesSet != LoadSize; ) {
+      // If we can double the number of bytes set, do it.
+      if (NumBytesSet*2 <= LoadSize) {
+        Value *ShVal = Builder.CreateShl(Val, NumBytesSet*8);
+        Val = Builder.CreateOr(Val, ShVal);
+        NumBytesSet <<= 1;
+        continue;
+      }
+      
+      // Otherwise insert one byte at a time.
+      Value *ShVal = Builder.CreateShl(Val, 1*8);
+      Val = Builder.CreateOr(OneElt, ShVal);
+      ++NumBytesSet;
+    }
+    
+    return CoerceAvailableValueToLoadType(Val, LoadTy, InsertPt, TD);
+  }
+  // Otherwise, this is a memcpy/memmove from a constant global.
+  MemTransferInst *MTI = cast<MemTransferInst>(SrcInst);
+  Constant *Src = cast<Constant>(MTI->getSource());
+
+  // 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()));
+  Constant *OffsetCst = 
+  ConstantInt::get(Type::getInt64Ty(Src->getContext()), (unsigned)Offset);
+  Src = ConstantExpr::getGetElementPtr(Src, &OffsetCst, 1);
+  Src = ConstantExpr::getBitCast(Src, PointerType::getUnqual(LoadTy));
+  return ConstantFoldLoadFromConstPtr(Src, &TD);
+}
+
+namespace {
+
+struct AvailableValueInBlock {
+  /// BB - The basic block in question.
+  BasicBlock *BB;
+  enum ValType {
+    SimpleVal,  // A simple offsetted value that is accessed.
+    MemIntrin   // A memory intrinsic which is loaded from.
+  };
+  
+  /// V - The value that is live out of the block.
+  PointerIntPair<Value *, 1, 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;
+  }
+  
+  bool isSimpleValue() const { return Val.getInt() == SimpleVal; }
+  Value *getSimpleValue() const {
+    assert(isSimpleValue() && "Wrong accessor");
+    return Val.getPointer();
+  }
+  
+  MemIntrinsic *getMemIntrinValue() const {
+    assert(!isSimpleValue() && "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(const Type *LoadTy,
+                                  const TargetData *TD) const {
+    Value *Res;
+    if (isSimpleValue()) {
+      Res = getSimpleValue();
+      if (Res->getType() != LoadTy) {
+        assert(TD && "Need target data to handle type mismatch case");
+        Res = GetStoreValueForLoad(Res, Offset, LoadTy, BB->getTerminator(),
+                                   *TD);
+        
+        DEBUG(errs() << "GVN COERCED NONLOCAL VAL:\nOffset: " << Offset << "  "
+                     << *getSimpleValue() << '\n'
+                     << *Res << '\n' << "\n\n\n");
+      }
+    } else {
+      Res = GetMemInstValueForLoad(getMemIntrinValue(), Offset,
+                                   LoadTy, BB->getTerminator(), *TD);
+      DEBUG(errs() << "GVN COERCED NONLOCAL MEM INTRIN:\nOffset: " << Offset
+                   << "  " << *getMemIntrinValue() << '\n'
+                   << *Res << '\n' << "\n\n\n");
+    }
+    return Res;
+  }
+};
+
+}
+
+/// ConstructSSAForLoadSet - Given a set of loads specified by ValuesPerBlock,
+/// construct SSA form, allowing us to eliminate LI.  This returns the value
+/// that should be used at LI's definition site.
+static Value *ConstructSSAForLoadSet(LoadInst *LI, 
+                         SmallVectorImpl<AvailableValueInBlock> &ValuesPerBlock,
+                                     const TargetData *TD,
+                                     const DominatorTree &DT,
+                                     AliasAnalysis *AA) {
+  // Check for the fully redundant, dominating load case.  In this case, we can
+  // just use the dominating value directly.
+  if (ValuesPerBlock.size() == 1 && 
+      DT.properlyDominates(ValuesPerBlock[0].BB, LI->getParent()))
+    return ValuesPerBlock[0].MaterializeAdjustedValue(LI->getType(), TD);
+
+  // Otherwise, we have to construct SSA form.
+  SmallVector<PHINode*, 8> NewPHIs;
+  SSAUpdater SSAUpdate(&NewPHIs);
+  SSAUpdate.Initialize(LI->getType(), LI->getName());
+  
+  const Type *LoadTy = LI->getType();
+  
+  for (unsigned i = 0, e = ValuesPerBlock.size(); i != e; ++i) {
+    const AvailableValueInBlock &AV = ValuesPerBlock[i];
+    BasicBlock *BB = AV.BB;
+    
+    if (SSAUpdate.HasValueForBlock(BB))
+      continue;
+
+    SSAUpdate.AddAvailableValue(BB, AV.MaterializeAdjustedValue(LoadTy, TD));
+  }
+  
+  // Perform PHI construction.
+  Value *V = SSAUpdate.GetValueInMiddleOfBlock(LI->getParent());
+  
+  // If new PHI nodes were created, notify alias analysis.
+  if (V->getType()->isPointerTy())
+    for (unsigned i = 0, e = NewPHIs.size(); i != e; ++i)
+      AA->copyValue(LI, NewPHIs[i]);
+
+  return V;
+}
+
+static bool isLifetimeStart(const Instruction *Inst) {
+  if (const IntrinsicInst* II = dyn_cast<IntrinsicInst>(Inst))
+    return II->getIntrinsicID() == Intrinsic::lifetime_start;
   return false;
 }
 
@@ -941,10 +1314,10 @@ SpeculationFailure:
 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(errs() << "INVESTIGATING NONLOCAL 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
@@ -955,11 +1328,11 @@ bool GVN::processNonLocalLoad(LoadInst *LI,
 
   // 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 (Deps.size() == 1 && Deps[0].second.isClobber()) {
+  if (Deps.size() == 1 && Deps[0].getResult().isClobber()) {
     DEBUG(
-      errs() << "GVN: non-local load ";
-      WriteAsOperand(errs(), LI);
-      errs() << " is clobbered by " << *Deps[0].second.getInst() << '\n';
+      dbgs() << "GVN: non-local load ";
+      WriteAsOperand(dbgs(), LI);
+      dbgs() << " is clobbered by " << *Deps[0].getResult().getInst() << '\n';
     );
     return false;
   }
@@ -968,14 +1341,49 @@ bool GVN::processNonLocalLoad(LoadInst *LI,
   // 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<AvailableValueInBlock, 16> ValuesPerBlock;
   SmallVector<BasicBlock*, 16> UnavailableBlocks;
 
   for (unsigned i = 0, e = Deps.size(); i != e; ++i) {
-    BasicBlock *DepBB = Deps[i].first;
-    MemDepResult DepInfo = Deps[i].second;
+    BasicBlock *DepBB = Deps[i].getBB();
+    MemDepResult DepInfo = Deps[i].getResult();
 
     if (DepInfo.isClobber()) {
+      // The address being loaded in this non-local block may not be the same as
+      // the pointer operand of the load if PHI translation occurs.  Make sure
+      // to consider the right address.
+      Value *Address = Deps[i].getAddress();
+      
+      // If the dependence is to a store that writes to a superset of the bits
+      // 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) {
+          int Offset = AnalyzeLoadFromClobberingStore(LI->getType(), Address,
+                                                      DepSI, *TD);
+          if (Offset != -1) {
+            ValuesPerBlock.push_back(AvailableValueInBlock::get(DepBB,
+                                                       DepSI->getValueOperand(),
+                                                                Offset));
+            continue;
+          }
+        }
+      }
+
+      // 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) {
+          int Offset = AnalyzeLoadFromClobberingMemInst(LI->getType(), Address,
+                                                        DepMI, *TD);
+          if (Offset != -1) {
+            ValuesPerBlock.push_back(AvailableValueInBlock::getMI(DepBB, DepMI,
+                                                                  Offset));
+            continue;
+          }            
+        }
+      }
+      
       UnavailableBlocks.push_back(DepBB);
       continue;
     }
@@ -983,35 +1391,48 @@ bool GVN::processNonLocalLoad(LoadInst *LI,
     Instruction *DepInst = DepInfo.getInst();
 
     // Loading the allocation -> undef.
-    if (isa<AllocationInst>(DepInst) || isMalloc(DepInst)) {
-      ValuesPerBlock.push_back(std::make_pair(DepBB,
-                               UndefValue::get(LI->getType())));
+    if (isa<AllocaInst>(DepInst) || isMalloc(DepInst) ||
+        // Loading immediately after lifetime begin -> undef.
+        isLifetimeStart(DepInst)) {
+      ValuesPerBlock.push_back(AvailableValueInBlock::get(DepBB,
+                                             UndefValue::get(LI->getType())));
       continue;
     }
-
-    if (StoreInstS = dyn_cast<StoreInst>(DepInst)) {
+    
+    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;
+      // 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)) {
+          UnavailableBlocks.push_back(DepBB);
+          continue;
+        }
       }
 
-      ValuesPerBlock.push_back(std::make_pair(DepBB, S->getOperand(0)));
-
-    } else if (LoadInst* LD = dyn_cast<LoadInst>(DepInst)) {
+      ValuesPerBlock.push_back(AvailableValueInBlock::get(DepBB,
+                                                         S->getValueOperand()));
+      continue;
+    }
+    
+    if (LoadInst *LD = dyn_cast<LoadInst>(DepInst)) {
+      // If the types mismatch and we can't handle it, reject reuse of the load.
       if (LD->getType() != LI->getType()) {
-        UnavailableBlocks.push_back(DepBB);
-        continue;
+        // If the stored value is larger or equal to the loaded value, we can
+        // reuse it.
+        if (TD == 0 || !CanCoerceMustAliasedValueToLoad(LD, LI->getType(),*TD)){
+          UnavailableBlocks.push_back(DepBB);
+          continue;
+        }          
       }
-      ValuesPerBlock.push_back(std::make_pair(DepBB, LD));
-    } else {
-      UnavailableBlocks.push_back(DepBB);
+      ValuesPerBlock.push_back(AvailableValueInBlock::get(DepBB, LD));
       continue;
     }
+    
+    UnavailableBlocks.push_back(DepBB);
+    continue;
   }
 
   // If we have no predecessors that produce a known value for this load, exit
@@ -1022,38 +1443,20 @@ bool GVN::processNonLocalLoad(LoadInst *LI,
   // 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(errs() << "GVN REMOVING NONLOCAL LOAD #1: " << *LI << '\n');
-        LI->replaceAllUsesWith(*I);
-        if (isa<PointerType>((*I)->getType()))
-          MD->invalidateCachedPointerInfo(*I);
-        toErase.push_back(LI);
-        NumGVNLoad++;
-        return true;
-      }
-
-      ValuesPerBlock.push_back(std::make_pair((*I)->getParent(), *I));
-    }
-
-    DEBUG(errs() << "GVN REMOVING NONLOCAL LOAD: " << *LI << '\n');
-
-    DenseMap<BasicBlock*, Value*> BlockReplValues;
-    BlockReplValues.insert(ValuesPerBlock.begin(), ValuesPerBlock.end());
+    DEBUG(dbgs() << "GVN REMOVING NONLOCAL LOAD: " << *LI << '\n');
+    
     // Perform PHI construction.
-    Value* v = GetValueForBlock(LI->getParent(), LI, BlockReplValues, true);
-    LI->replaceAllUsesWith(v);
-
-    if (isa<PHINode>(v))
-      v->takeName(LI);
-    if (isa<PointerType>(v->getType()))
-      MD->invalidateCachedPointerInfo(v);
+    Value *V = ConstructSSAForLoadSet(LI, ValuesPerBlock, TD, *DT,
+                                      VN.getAliasAnalysis());
+    LI->replaceAllUsesWith(V);
+
+    if (isa<PHINode>(V))
+      V->takeName(LI);
+    if (V->getType()->isPointerTy())
+      MD->invalidateCachedPointerInfo(V);
+    VN.erase(LI);
     toErase.push_back(LI);
-    NumGVNLoad++;
+    ++NumGVNLoad;
     return true;
   }
 
@@ -1082,37 +1485,38 @@ bool GVN::processNonLocalLoad(LoadInst *LI,
   while (TmpBB->getSinglePredecessor()) {
     isSinglePred = true;
     TmpBB = TmpBB->getSinglePredecessor();
-    if (!TmpBB) // If haven't found any, bail now.
-      return false;
     if (TmpBB == LoadBB) // Infinite (unreachable) loop.
       return false;
     if (Blockers.count(TmpBB))
       return false;
+    
+    // If any of these blocks has more than one successor (i.e. if the edge we
+    // just traversed was critical), then there are other paths through this 
+    // block along which the load may not be anticipated.  Hoisting the load 
+    // above this block would be adding the load to execution paths along
+    // which it was not previously executed.
     if (TmpBB->getTerminator()->getNumSuccessors() != 1)
-      allSingleSucc = false;
+      return false;
   }
 
   assert(TmpBB);
   LoadBB = TmpBB;
 
-  // 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;
-
+  // 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)
-      if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(ValuesPerBlock[i].second))
+    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 (DT->dominates(LI, I)) {
-          isHot = true;
-          break;
-        }
+        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.
@@ -1120,367 +1524,453 @@ bool GVN::processNonLocalLoad(LoadInst *LI,
       return false;
   }
 
-  // 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;
-
+  // Check to see how many predecessors have the loaded value fully
+  // available.
+  DenseMap<BasicBlock*, Value*> PredLoads;
   DenseMap<BasicBlock*, char> FullyAvailableBlocks;
   for (unsigned i = 0, e = ValuesPerBlock.size(); i != e; ++i)
-    FullyAvailableBlocks[ValuesPerBlock[i].first] = true;
+    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;
   for (pred_iterator PI = pred_begin(LoadBB), E = pred_end(LoadBB);
        PI != E; ++PI) {
-    if (IsValueFullyAvailableInBlock(*PI, FullyAvailableBlocks))
+    BasicBlock *Pred = *PI;
+    if (IsValueFullyAvailableInBlock(Pred, FullyAvailableBlocks)) {
       continue;
+    }
+    PredLoads[Pred] = 0;
 
-    // If this load is not available in multiple predecessors, reject it.
-    if (UnavailablePred && UnavailablePred != *PI)
-      return false;
-    UnavailablePred = *PI;
+    if (Pred->getTerminator()->getNumSuccessors() != 1) {
+      if (isa<IndirectBrInst>(Pred->getTerminator())) {
+        DEBUG(dbgs() << "COULD NOT PRE LOAD BECAUSE OF INDBR CRITICAL EDGE '"
+              << Pred->getName() << "': " << *LI << '\n');
+        return false;
+      }
+      unsigned SuccNum = GetSuccessorNumber(Pred, LoadBB);
+      NeedToSplit.push_back(std::make_pair(Pred->getTerminator(), SuccNum));
+    }
+  }
+  if (!NeedToSplit.empty()) {
+    toSplit.append(NeedToSplit.begin(), NeedToSplit.end());
+    return false;
   }
 
-  assert(UnavailablePred != 0 &&
+  // Decide whether PRE is profitable for this load.
+  unsigned NumUnavailablePreds = PredLoads.size();
+  assert(NumUnavailablePreds != 0 &&
          "Fully available value should be eliminated above!");
+  
+  // If this load is unavailable in multiple predecessors, reject it.
+  // 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.
+  if (NumUnavailablePreds != 1)
+      return false;
 
-  // 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);
+  // 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;
+
+    // Do PHI translation to get its value in the predecessor if necessary.  The
+    // returned pointer (if non-null) is guaranteed to dominate UnavailablePred.
+
+    // 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();
+    }
 
-  // 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(errs() << "COULDN'T PRE LOAD BECAUSE PTR IS UNAVAILABLE IN PRED: "
-                   << *LPInst << '\n' << *LI << "\n");
-      return false;
+    // If we couldn't find or insert a computation of this phi translated value,
+    // we fail PRE.
+    if (LoadPtr == 0) {
+      DEBUG(dbgs() << "COULDN'T INSERT PHI TRANSLATED VALUE OF: "
+            << *LI->getPointerOperand() << "\n");
+      CanDoPRE = false;
+      break;
     }
 
-  // We don't currently handle critical edges :(
-  if (UnavailablePred->getTerminator()->getNumSuccessors() != 1) {
-    DEBUG(errs() << "COULD NOT PRE LOAD BECAUSE OF CRITICAL EDGE '"
-                 << UnavailablePred->getName() << "': " << *LI << '\n');
-    return false;
+    // 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;
   }
 
-  // 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 &&
-      !isSafeToLoadUnconditionally(LoadPtr, UnavailablePred->getTerminator()))
+  if (!CanDoPRE) {
+    while (!NewInsts.empty())
+      NewInsts.pop_back_val()->eraseFromParent();
     return false;
+  }
 
   // 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(errs() << "GVN REMOVING PRE LOAD: " << *LI << '\n');
+  DEBUG(dbgs() << "GVN REMOVING PRE LOAD: " << *LI << '\n');
+  DEBUG(if (!NewInsts.empty())
+          dbgs() << "INSERTED " << NewInsts.size() << " INSTS: "
+                 << *NewInsts.back() << '\n');
+  
+  // Assign value numbers to the new instructions.
+  for (unsigned i = 0, e = NewInsts.size(); i != e; ++i) {
+    // FIXME: We really _ought_ to insert these value numbers into their 
+    // parent's availability map.  However, in doing so, we risk getting into
+    // ordering issues.  If a block hasn't been processed yet, we would be
+    // marking a value as AVAIL-IN, which isn't what we intend.
+    VN.lookup_or_add(NewInsts[i]);
+  }
 
-  Value *NewLoad = new LoadInst(LoadPtr, LI->getName()+".pre", false,
-                                LI->getAlignment(),
-                                UnavailablePred->getTerminator());
+  for (DenseMap<BasicBlock*, Value*>::iterator I = PredLoads.begin(),
+         E = PredLoads.end(); I != E; ++I) {
+    BasicBlock *UnavailablePred = I->first;
+    Value *LoadPtr = I->second;
 
-  SmallPtrSet<Instruction*, 4> &p = phiMap[LI->getPointerOperand()];
-  for (SmallPtrSet<Instruction*, 4>::iterator I = p.begin(), E = p.end();
-       I != E; ++I)
-    ValuesPerBlock.push_back(std::make_pair((*I)->getParent(), *I));
+    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);
 
-  DenseMap<BasicBlock*, Value*> BlockReplValues;
-  BlockReplValues.insert(ValuesPerBlock.begin(), ValuesPerBlock.end());
-  BlockReplValues[UnavailablePred] = NewLoad;
+    // Add the newly created load.
+    ValuesPerBlock.push_back(AvailableValueInBlock::get(UnavailablePred,
+                                                        NewLoad));
+    MD->invalidateCachedPointerInfo(LoadPtr);
+    DEBUG(dbgs() << "GVN INSERTED " << *NewLoad << '\n');
+  }
 
   // Perform PHI construction.
-  Value* v = GetValueForBlock(LI->getParent(), LI, BlockReplValues, true);
-  LI->replaceAllUsesWith(v);
-  if (isa<PHINode>(v))
-    v->takeName(LI);
-  if (isa<PointerType>(v->getType()))
-    MD->invalidateCachedPointerInfo(v);
+  Value *V = ConstructSSAForLoadSet(LI, ValuesPerBlock, TD, *DT,
+                                    VN.getAliasAnalysis());
+  LI->replaceAllUsesWith(V);
+  if (isa<PHINode>(V))
+    V->takeName(LI);
+  if (V->getType()->isPointerTy())
+    MD->invalidateCachedPointerInfo(V);
+  VN.erase(LI);
   toErase.push_back(LI);
-  NumPRELoad++;
+  ++NumPRELoad;
   return true;
 }
 
 /// 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())
+  if (!MD)
     return false;
 
-  Value* pointer = L->getPointerOperand();
+  if (L->isVolatile())
+    return false;
 
   // ... to a pointer that has been loaded from before...
-  MemDepResult dep = MD->getDependency(L);
+  MemDepResult Dep = MD->getDependency(L);
 
   // If the value isn't available, don't do anything!
-  if (dep.isClobber()) {
+  if (Dep.isClobber()) {
+    // Check to see if we have something like this:
+    //   store i32 123, i32* %P
+    //   %A = bitcast i32* %P to i8*
+    //   %B = gep i8* %A, i32 1
+    //   %C = load i8* %B
+    //
+    // We could do that by recognizing if the clobber instructions are obviously
+    // 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;
+    if (StoreInst *DepSI = dyn_cast<StoreInst>(Dep.getInst()))
+      if (TD) {
+        int Offset = AnalyzeLoadFromClobberingStore(L->getType(),
+                                                    L->getPointerOperand(),
+                                                    DepSI, *TD);
+        if (Offset != -1)
+          AvailVal = GetStoreValueForLoad(DepSI->getValueOperand(), Offset,
+                                          L->getType(), L, *TD);
+      }
+    
+    // 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>(Dep.getInst())) {
+      if (TD) {
+        int Offset = AnalyzeLoadFromClobberingMemInst(L->getType(),
+                                                      L->getPointerOperand(),
+                                                      DepMI, *TD);
+        if (Offset != -1)
+          AvailVal = GetMemInstValueForLoad(DepMI, Offset, L->getType(), L,*TD);
+      }
+    }
+        
+    if (AvailVal) {
+      DEBUG(dbgs() << "GVN COERCED INST:\n" << *Dep.getInst() << '\n'
+            << *AvailVal << '\n' << *L << "\n\n\n");
+      
+      // Replace the load!
+      L->replaceAllUsesWith(AvailVal);
+      if (AvailVal->getType()->isPointerTy())
+        MD->invalidateCachedPointerInfo(AvailVal);
+      VN.erase(L);
+      toErase.push_back(L);
+      ++NumGVNLoad;
+      return true;
+    }
+        
     DEBUG(
       // fast print dep, using operator<< on instruction would be too slow
-      errs() << "GVN: load ";
-      WriteAsOperand(errs(), L);
-      Instruction *I = dep.getInst();
-      errs() << " is clobbered by " << *I << '\n';
+      dbgs() << "GVN: load ";
+      WriteAsOperand(dbgs(), L);
+      Instruction *I = Dep.getInst();
+      dbgs() << " is clobbered by " << *I << '\n';
     );
     return false;
   }
 
   // If it is defined in another block, try harder.
-  if (dep.isNonLocal())
+  if (Dep.isNonLocal())
     return processNonLocalLoad(L, toErase);
 
-  Instruction *DepInst = dep.getInst();
+  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;
+    Value *StoredVal = DepSI->getValueOperand();
+    
+    // The store and load are to a must-aliased pointer, but they may not
+    // 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) {
+        StoredVal = CoerceAvailableValueToLoadType(StoredVal, L->getType(),
+                                                   L, *TD);
+        if (StoredVal == 0)
+          return false;
+        
+        DEBUG(dbgs() << "GVN COERCED STORE:\n" << *DepSI << '\n' << *StoredVal
+                     << '\n' << *L << "\n\n\n");
+      }
+      else 
+        return false;
+    }
 
     // Remove it!
-    L->replaceAllUsesWith(DepSI->getOperand(0));
-    if (isa<PointerType>(DepSI->getOperand(0)->getType()))
-      MD->invalidateCachedPointerInfo(DepSI->getOperand(0));
+    L->replaceAllUsesWith(StoredVal);
+    if (StoredVal->getType()->isPointerTy())
+      MD->invalidateCachedPointerInfo(StoredVal);
+    VN.erase(L);
     toErase.push_back(L);
-    NumGVNLoad++;
+    ++NumGVNLoad;
     return true;
   }
 
   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;
-
+    Value *AvailableVal = DepLI;
+    
+    // The loads are of a must-aliased pointer, but they may not actually have
+    // 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) {
+        AvailableVal = CoerceAvailableValueToLoadType(DepLI, L->getType(), L,*TD);
+        if (AvailableVal == 0)
+          return false;
+      
+        DEBUG(dbgs() << "GVN COERCED LOAD:\n" << *DepLI << "\n" << *AvailableVal
+                     << "\n" << *L << "\n\n\n");
+      }
+      else 
+        return false;
+    }
+    
     // Remove it!
-    L->replaceAllUsesWith(DepLI);
-    if (isa<PointerType>(DepLI->getType()))
+    L->replaceAllUsesWith(AvailableVal);
+    if (DepLI->getType()->isPointerTy())
       MD->invalidateCachedPointerInfo(DepLI);
+    VN.erase(L);
     toErase.push_back(L);
-    NumGVNLoad++;
+    ++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) || isMalloc(DepInst)) {
+  if (isa<AllocaInst>(DepInst) || isMalloc(DepInst)) {
     L->replaceAllUsesWith(UndefValue::get(L->getType()));
+    VN.erase(L);
     toErase.push_back(L);
-    NumGVNLoad++;
+    ++NumGVNLoad;
     return true;
   }
+  
+  // If this load occurs either right after a lifetime begin,
+  // then the loaded value is undefined.
+  if (IntrinsicInst* II = dyn_cast<IntrinsicInst>(DepInst)) {
+    if (II->getIntrinsicID() == Intrinsic::lifetime_start) {
+      L->replaceAllUsesWith(UndefValue::get(L->getType()));
+      VN.erase(L);
+      toErase.push_back(L);
+      ++NumGVNLoad;
+      return true;
+    }
+  }
 
   return false;
 }
 
-Value* GVN::lookupNumber(BasicBlock* BB, uint32_t num) {
-  DenseMap<BasicBlock*, ValueNumberScope*>::iterator I = localAvail.find(BB);
-  if (I == localAvail.end())
-    return 0;
-
-  ValueNumberScope* locals = I->second;
-
-  while (locals) {
-    DenseMap<uint32_t, Value*>::iterator I = locals->table.find(num);
-    if (I != locals->table.end())
-      return I->second;
-    else
-      locals = locals->parent;
+// lookupNumber - In order to find a leader for a given value number at a 
+// specific basic block, we first obtain the list of all Values for that number,
+// and then scan the list to find one whose block dominates the block in 
+// question.  This is fast because dominator tree queries consist of only
+// a few comparisons of DFS numbers.
+Value *GVN::lookupNumber(BasicBlock *BB, uint32_t num) {
+  std::pair<Value*, void*> Vals = NumberTable[num];
+  if (!Vals.first) return 0;
+  Instruction *Inst = dyn_cast<Instruction>(Vals.first);
+  if (!Inst) return Vals.first;
+  BasicBlock *Parent = Inst->getParent();
+  if (DT->dominates(Parent, BB))
+    return Inst;
+  
+  std::pair<Value*, void*>* Next =
+    static_cast<std::pair<Value*, void*>*>(Vals.second);
+  while (Next) {
+    Instruction *CurrInst = dyn_cast<Instruction>(Next->first);
+    if (!CurrInst) return Next->first;
+    
+    BasicBlock *Parent = CurrInst->getParent();
+    if (DT->dominates(Parent, BB))
+      return CurrInst;
+    
+    Next = static_cast<std::pair<Value*, void*>*>(Next->second);
   }
 
   return 0;
 }
 
-/// AttemptRedundancyElimination - If the "fast path" of redundancy elimination
-/// by inheritance from the dominator fails, see if we can perform phi
-/// construction to eliminate the redundancy.
-Value* GVN::AttemptRedundancyElimination(Instruction* orig, unsigned valno) {
-  BasicBlock* BaseBlock = orig->getParent();
-
-  SmallPtrSet<BasicBlock*, 4> Visited;
-  SmallVector<BasicBlock*, 8> Stack;
-  Stack.push_back(BaseBlock);
-
-  DenseMap<BasicBlock*, Value*> Results;
-
-  // Walk backwards through our predecessors, looking for instances of the
-  // value number we're looking for.  Instances are recorded in the Results
-  // map, which is then used to perform phi construction.
-  while (!Stack.empty()) {
-    BasicBlock* Current = Stack.back();
-    Stack.pop_back();
-
-    // If we've walked all the way to a proper dominator, then give up. Cases
-    // where the instance is in the dominator will have been caught by the fast
-    // path, and any cases that require phi construction further than this are
-    // probably not worth it anyways.  Note that this is a SIGNIFICANT compile
-    // time improvement.
-    if (DT->properlyDominates(Current, orig->getParent())) return 0;
-
-    DenseMap<BasicBlock*, ValueNumberScope*>::iterator LA =
-                                                       localAvail.find(Current);
-    if (LA == localAvail.end()) return 0;
-    DenseMap<uint32_t, Value*>::iterator V = LA->second->table.find(valno);
-
-    if (V != LA->second->table.end()) {
-      // Found an instance, record it.
-      Results.insert(std::make_pair(Current, V->second));
-      continue;
-    }
-
-    // If we reach the beginning of the function, then give up.
-    if (pred_begin(Current) == pred_end(Current))
-      return 0;
-
-    for (pred_iterator PI = pred_begin(Current), PE = pred_end(Current);
-         PI != PE; ++PI)
-      if (Visited.insert(*PI))
-        Stack.push_back(*PI);
-  }
-
-  // If we didn't find instances, give up.  Otherwise, perform phi construction.
-  if (Results.size() == 0)
-    return 0;
-  else
-    return GetValueForBlock(BaseBlock, orig, Results, true);
-}
 
 /// processInstruction - When calculating availability, handle an instruction
 /// by inserting it into the appropriate sets
 bool GVN::processInstruction(Instruction *I,
                              SmallVectorImpl<Instruction*> &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));
-    }
+  // Ignore dbg info intrinsics.
+  if (isa<DbgInfoIntrinsic>(I))
+    return false;
 
-    return changed;
+  // If the instruction can be easily simplified then do so now in preference
+  // 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, DT)) {
+    I->replaceAllUsesWith(V);
+    if (MD && V->getType()->isPointerTy())
+      MD->invalidateCachedPointerInfo(V);
+    VN.erase(I);
+    toErase.push_back(I);
+    return true;
   }
 
-  uint32_t nextNum = VN.getNextUnusedValueNumber();
-  unsigned num = VN.lookup_or_add(I);
-
-  if (BranchInst* BI = dyn_cast<BranchInst>(I)) {
-    localAvail[I->getParent()]->table.insert(std::make_pair(num, I));
-
-    if (!BI->isConditional() || isa<Constant>(BI->getCondition()))
-      return false;
-
-    Value* branchCond = BI->getCondition();
-    uint32_t condVN = VN.lookup_or_add(branchCond);
+  if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(I)) {
+    bool Changed = processLoad(LI, toErase);
 
-    BasicBlock* trueSucc = BI->getSuccessor(0);
-    BasicBlock* falseSucc = BI->getSuccessor(1);
+    if (!Changed) {
+      unsigned Num = VN.lookup_or_add(LI);
+      insert_table(Num, LI);
+    }
 
-    if (trueSucc->getSinglePredecessor())
-      localAvail[trueSucc]->table[condVN] =
-        ConstantInt::getTrue(trueSucc->getContext());
-    if (falseSucc->getSinglePredecessor())
-      localAvail[falseSucc]->table[condVN] =
-        ConstantInt::getFalse(trueSucc->getContext());
+    return Changed;
+  }
 
-    return false;
+  uint32_t NextNum = VN.getNextUnusedValueNumber();
+  unsigned Num = VN.lookup_or_add(I);
 
   // Allocations are always uniquely numbered, so we can save time and memory
   // by fast failing them.
-  } else if (isa<AllocationInst>(I) || isMalloc(I) || isa<TerminatorInst>(I)) {
-    localAvail[I->getParent()]->table.insert(std::make_pair(num, I));
+  if (isa<AllocaInst>(I) || isa<TerminatorInst>(I) || isa<PHINode>(I)) {
+    insert_table(Num, I);
     return false;
   }
 
-  // Collapse PHI nodes
-  if (PHINode* p = dyn_cast<PHINode>(I)) {
-    Value* constVal = CollapsePhi(p);
-
-    if (constVal) {
-      for (PhiMapType::iterator PI = phiMap.begin(), PE = phiMap.end();
-           PI != PE; ++PI)
-        PI->second.erase(p);
-
-      p->replaceAllUsesWith(constVal);
-      if (isa<PointerType>(constVal->getType()))
-        MD->invalidateCachedPointerInfo(constVal);
-      VN.erase(p);
-
-      toErase.push_back(p);
-    } else {
-      localAvail[I->getParent()]->table.insert(std::make_pair(num, I));
-    }
-
   // 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));
-
+  if (Num == NextNum) {
+    insert_table(Num, I);
+    return false;
+  }
+  
   // Perform fast-path value-number based elimination of values inherited from
   // dominators.
-  } else if (Value* repl = lookupNumber(I->getParent(), num)) {
-    // Remove it!
-    VN.erase(I);
-    I->replaceAllUsesWith(repl);
-    if (isa<PointerType>(repl->getType()))
-      MD->invalidateCachedPointerInfo(repl);
-    toErase.push_back(I);
-    return true;
-
-#if 0
-  // Perform slow-pathvalue-number based elimination with phi construction.
-  } else if (Value* repl = AttemptRedundancyElimination(I, num)) {
-    // Remove it!
-    VN.erase(I);
-    I->replaceAllUsesWith(repl);
-    if (isa<PointerType>(repl->getType()))
-      MD->invalidateCachedPointerInfo(repl);
-    toErase.push_back(I);
-    return true;
-#endif
-  } else {
-    localAvail[I->getParent()]->table.insert(std::make_pair(num, I));
+  Value *repl = lookupNumber(I->getParent(), Num);
+  if (repl == 0) {
+    // Failure, just remember this instance for future use.
+    insert_table(Num, I);
+    return false;
   }
-
-  return false;
+  
+  // Remove it!
+  VN.erase(I);
+  I->replaceAllUsesWith(repl);
+  if (MD && repl->getType()->isPointerTy())
+    MD->invalidateCachedPointerInfo(repl);
+  toErase.push_back(I);
+  return true;
 }
 
 /// runOnFunction - This is the main transformation entry point for a function.
 bool GVN::runOnFunction(Function& F) {
-  MD = &getAnalysis<MemoryDependenceAnalysis>();
+  if (!NoLoads)
+    MD = &getAnalysis<MemoryDependenceAnalysis>();
   DT = &getAnalysis<DominatorTree>();
+  TD = getAnalysisIfAvailable<TargetData>();
   VN.setAliasAnalysis(&getAnalysis<AliasAnalysis>());
   VN.setMemDep(MD);
   VN.setDomTree(DT);
 
-  bool changed = false;
-  bool shouldContinue = true;
+  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; ) {
-    BasicBlockBB = FI;
+    BasicBlock *BB = FI;
     ++FI;
     bool removedBlock = MergeBlockIntoPredecessor(BB, this);
-    if (removedBlock) NumGVNBlocks++;
+    if (removedBlock) ++NumGVNBlocks;
 
-    changed |= removedBlock;
+    Changed |= removedBlock;
   }
 
   unsigned Iteration = 0;
 
-  while (shouldContinue) {
-    DEBUG(errs() << "GVN iteration: " << Iteration << "\n");
-    shouldContinue = iterateOnFunction(F);
-    changed |= shouldContinue;
+  while (ShouldContinue) {
+    DEBUG(dbgs() << "GVN iteration: " << Iteration << "\n");
+    ShouldContinue = iterateOnFunction(F);
+    if (splitCriticalEdges())
+      ShouldContinue = true;
+    Changed |= ShouldContinue;
     ++Iteration;
   }
 
@@ -1488,7 +1978,7 @@ bool GVN::runOnFunction(Function& F) {
     bool PREChanged = true;
     while (PREChanged) {
       PREChanged = performPRE(F);
-      changed |= PREChanged;
+      Changed |= PREChanged;
     }
   }
   // FIXME: Should perform GVN again after PRE does something.  PRE can move
@@ -1498,19 +1988,19 @@ bool GVN::runOnFunction(Function& F) {
 
   cleanupGlobalSets();
 
-  return changed;
+  return Changed;
 }
 
 
-bool GVN::processBlock(BasicBlockBB) {
+bool GVN::processBlock(BasicBlock *BB) {
   // 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;
+  bool ChangedFunction = false;
 
   for (BasicBlock::iterator BI = BB->begin(), BE = BB->end();
        BI != BE;) {
-    changed_function |= processInstruction(BI, toErase);
+    ChangedFunction |= processInstruction(BI, toErase);
     if (toErase.empty()) {
       ++BI;
       continue;
@@ -1526,8 +2016,8 @@ bool GVN::processBlock(BasicBlock* BB) {
 
     for (SmallVector<Instruction*, 4>::iterator I = toErase.begin(),
          E = toErase.end(); I != E; ++I) {
-      DEBUG(errs() << "GVN removed: " << **I << '\n');
-      MD->removeInstruction(*I);
+      DEBUG(dbgs() << "GVN removed: " << **I << '\n');
+      if (MD) MD->removeInstruction(*I);
       (*I)->eraseFromParent();
       DEBUG(verifyRemoved(*I));
     }
@@ -1539,18 +2029,17 @@ bool GVN::processBlock(BasicBlock* BB) {
       ++BI;
   }
 
-  return changed_function;
+  return ChangedFunction;
 }
 
 /// 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(FunctionF) {
+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) {
-    BasicBlockCurrentBlock = *DI;
+    BasicBlock *CurrentBlock = *DI;
 
     // Nothing to PRE in the entry block.
     if (CurrentBlock == &F.getEntryBlock()) continue;
@@ -1559,14 +2048,19 @@ bool GVN::performPRE(Function& F) {
          BE = CurrentBlock->end(); BI != BE; ) {
       Instruction *CurInst = BI++;
 
-      if (isa<AllocationInst>(CurInst) || isMalloc(CurInst) ||
+      if (isa<AllocaInst>(CurInst) ||
           isa<TerminatorInst>(CurInst) || isa<PHINode>(CurInst) ||
-          (CurInst->getType() == Type::getVoidTy(F.getContext())) ||
+          CurInst->getType()->isVoidTy() ||
           CurInst->mayReadFromMemory() || CurInst->mayHaveSideEffects() ||
           isa<DbgInfoIntrinsic>(CurInst))
         continue;
+      
+      // We don't currently value number ANY inline asm calls.
+      if (CallInst *CallI = dyn_cast<CallInst>(CurInst))
+        if (CallI->isInlineAsm())
+          continue;
 
-      uint32_t valno = VN.lookup(CurInst);
+      uint32_t ValNo = VN.lookup(CurInst);
 
       // Look for the predecessors for PRE opportunities.  We're
       // only trying to solve the basic diamond case, where
@@ -1574,64 +2068,61 @@ bool GVN::performPRE(Function& F) {
       // 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;
-      BasicBlockPREPred = 0;
+      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) {
+        BasicBlock *P = *PI;
         // We're not interested in PRE where the block is its
-        // own predecessor, on in blocks with predecessors
+        // own predecessor, or in blocks with predecessors
         // that are not reachable.
-        if (*PI == CurrentBlock) {
-          numWithout = 2;
+        if (P == CurrentBlock) {
+          NumWithout = 2;
           break;
-        } else if (!localAvail.count(*PI))  {
-          numWithout = 2;
+        } else if (!DT->dominates(&F.getEntryBlock(), P))  {
+          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;
+        Value* predV = lookupNumber(P, ValNo);
+        if (predV == 0) {
+          PREPred = P;
+          ++NumWithout;
+        } else if (predV == CurInst) {
+          NumWithout = 2;
         } else {
-          predMap[*PI] = predV->second;
-          numWith++;
+          predMap[P] = predV;
+          ++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)
+      if (NumWithout != 1 || NumWith == 0)
+        continue;
+      
+      // Don't do PRE across indirect branch.
+      if (isa<IndirectBrInst>(PREPred->getTerminator()))
         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));
+      unsigned SuccNum = GetSuccessorNumber(PREPred, CurrentBlock);
+      if (isCriticalEdge(PREPred->getTerminator(), SuccNum)) {
+        toSplit.push_back(std::make_pair(PREPred->getTerminator(), SuccNum));
         continue;
       }
 
-      // Instantiate the expression the in predecessor that lacked it.
+      // Instantiate the expression in the 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
+      // that weren't originally present will have been instantiated earlier
       // in this loop.
-      Instruction* PREInstr = CurInst->clone(CurInst->getContext());
+      Instruction *PREInstr = CurInst->clone();
       bool success = true;
       for (unsigned i = 0, e = CurInst->getNumOperands(); i != e; ++i) {
         Value *Op = PREInstr->getOperand(i);
@@ -1658,81 +2149,83 @@ bool GVN::performPRE(Function& F) {
       PREInstr->insertBefore(PREPred->getTerminator());
       PREInstr->setName(CurInst->getName() + ".pre");
       predMap[PREPred] = PREInstr;
-      VN.add(PREInstr, valno);
-      NumGVNPRE++;
+      VN.add(PREInstr, ValNo);
+      ++NumGVNPRE;
 
       // Update the availability map to include the new instruction.
-      localAvail[PREPred]->table.insert(std::make_pair(valno, PREInstr));
+      insert_table(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);
+           PE = pred_end(CurrentBlock); PI != PE; ++PI) {
+        BasicBlock *P = *PI;
+        Phi->addIncoming(predMap[P], P);
+      }
 
-      VN.add(Phi, valno);
-      localAvail[CurrentBlock]->table[valno] = Phi;
+      VN.add(Phi, ValNo);
+      insert_table(ValNo, Phi);
 
       CurInst->replaceAllUsesWith(Phi);
-      if (isa<PointerType>(Phi->getType()))
+      if (MD && Phi->getType()->isPointerTy())
         MD->invalidateCachedPointerInfo(Phi);
       VN.erase(CurInst);
+      erase_table(ValNo, CurInst);
 
-      DEBUG(errs() << "GVN PRE removed: " << *CurInst << '\n');
-      MD->removeInstruction(CurInst);
+      DEBUG(dbgs() << "GVN PRE removed: " << *CurInst << '\n');
+      if (MD) MD->removeInstruction(CurInst);
       CurInst->eraseFromParent();
       DEBUG(verifyRemoved(CurInst));
       Changed = true;
     }
   }
 
-  for (SmallVector<std::pair<TerminatorInst*, unsigned>, 4>::iterator
-       I = toSplit.begin(), E = toSplit.end(); I != E; ++I)
-    SplitCriticalEdge(I->first, I->second, this);
+  if (splitCriticalEdges())
+    Changed = true;
+
+  return Changed;
+}
 
-  return Changed || toSplit.size();
+/// splitCriticalEdges - Split critical edges found during the previous
+/// iteration that may enable further optimization.
+bool GVN::splitCriticalEdges() {
+  if (toSplit.empty())
+    return false;
+  do {
+    std::pair<TerminatorInst*, unsigned> Edge = toSplit.pop_back_val();
+    SplitCriticalEdge(Edge.first, Edge.second, this);
+  } while (!toSplit.empty());
+  if (MD) MD->invalidateCachedPredecessors();
+  return true;
 }
 
 /// iterateOnFunction - Executes one iteration of GVN
 bool GVN::iterateOnFunction(Function &F) {
   cleanupGlobalSets();
-
-  for (df_iterator<DomTreeNode*> DI = df_begin(DT->getRootNode()),
-       DE = df_end(DT->getRootNode()); DI != DE; ++DI) {
-    if (DI->getIDom())
-      localAvail[DI->getBlock()] =
-                   new ValueNumberScope(localAvail[DI->getIDom()->getBlock()]);
-    else
-      localAvail[DI->getBlock()] = new ValueNumberScope(0);
-  }
-
+  
   // Top-down walk of the dominator tree
-  bool changed = false;
+  bool Changed = false;
 #if 0
   // Needed for value numbering with phi construction to work.
   ReversePostOrderTraversal<Function*> RPOT(&F);
   for (ReversePostOrderTraversal<Function*>::rpo_iterator RI = RPOT.begin(),
        RE = RPOT.end(); RI != RE; ++RI)
-    changed |= processBlock(*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());
+    Changed |= processBlock(DI->getBlock());
 #endif
 
-  return changed;
+  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();
+  NumberTable.clear();
+  TableAllocator.Reset();
 }
 
 /// verifyRemoved - Verify that the specified instruction does not occur in our
@@ -1740,31 +2233,16 @@ void GVN::cleanupGlobalSets() {
 void GVN::verifyRemoved(const Instruction *Inst) const {
   VN.verifyRemoved(Inst);
 
-  // Walk through the PHI map to make sure the instruction isn't hiding in there
-  // somewhere.
-  for (PhiMapType::iterator
-         I = phiMap.begin(), E = phiMap.end(); I != E; ++I) {
-    assert(I->first != Inst && "Inst is still a key in PHI map!");
-
-    for (SmallPtrSet<Instruction*, 4>::iterator
-           II = I->second.begin(), IE = I->second.end(); II != IE; ++II) {
-      assert(*II != Inst && "Inst is still a value in PHI map!");
-    }
-  }
-
   // Walk through the value number scope to make sure the instruction isn't
   // ferreted away in it.
-  for (DenseMap<BasicBlock*, ValueNumberScope*>::iterator
-         I = localAvail.begin(), E = localAvail.end(); I != E; ++I) {
-    const ValueNumberScope *VNS = I->second;
-
-    while (VNS) {
-      for (DenseMap<uint32_t, Value*>::iterator
-             II = VNS->table.begin(), IE = VNS->table.end(); II != IE; ++II) {
-        assert(II->second != Inst && "Inst still in value numbering scope!");
-      }
-
-      VNS = VNS->parent;
+  for (DenseMap<uint32_t, std::pair<Value*, void*> >::const_iterator
+       I = NumberTable.begin(), E = NumberTable.end(); I != E; ++I) {
+    std::pair<Value*, void*> const * Node = &I->second;
+    assert(Node->first != Inst && "Inst still in value numbering scope!");
+    
+    while (Node->second) {
+      Node = static_cast<std::pair<Value*, void*>*>(Node->second);
+      assert(Node->first != Inst && "Inst still in value numbering scope!");
     }
   }
 }