LICM shouldn't sink/delete debug information. Fix this and add a testcase.
[oota-llvm.git] / lib / Transforms / Scalar / LICM.cpp
index 2ad13bbae8113d521742e5244dbfa13ef8cdbfcc..40af0a811d103650c5417abfd6874636472d4f62 100644 (file)
@@ -1,10 +1,10 @@
 //===-- LICM.cpp - Loop Invariant Code Motion Pass ------------------------===//
-// 
+//
 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
 //
-// This file was developed by the LLVM research group and is distributed under
-// the University of Illinois Open Source License. See LICENSE.TXT for details.
-// 
+// This file is distributed under the University of Illinois Open Source
+// License. See LICENSE.TXT for details.
+//
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 //
 // This pass performs loop invariant code motion, attempting to remove as much
 //
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
+#define DEBUG_TYPE "licm"
 #include "llvm/Transforms/Scalar.h"
+#include "llvm/Constants.h"
 #include "llvm/DerivedTypes.h"
+#include "llvm/IntrinsicInst.h"
 #include "llvm/Instructions.h"
 #include "llvm/Target/TargetData.h"
 #include "llvm/Analysis/LoopInfo.h"
+#include "llvm/Analysis/LoopPass.h"
 #include "llvm/Analysis/AliasAnalysis.h"
 #include "llvm/Analysis/AliasSetTracker.h"
 #include "llvm/Analysis/Dominators.h"
-#include "llvm/Support/CFG.h"
+#include "llvm/Analysis/ScalarEvolution.h"
 #include "llvm/Transforms/Utils/PromoteMemToReg.h"
-#include "llvm/Transforms/Utils/Local.h"
-#include "Support/CommandLine.h"
-#include "Support/Debug.h"
-#include "Support/Statistic.h"
+#include "llvm/Support/CFG.h"
+#include "llvm/Support/CommandLine.h"
+#include "llvm/Support/raw_ostream.h"
+#include "llvm/Support/Debug.h"
+#include "llvm/ADT/Statistic.h"
 #include <algorithm>
 using namespace llvm;
 
-namespace {
-  cl::opt<bool>
-  DisablePromotion("disable-licm-promotion", cl::Hidden,
-                   cl::desc("Disable memory promotion in LICM pass"));
+STATISTIC(NumSunk      , "Number of instructions sunk out of loop");
+STATISTIC(NumHoisted   , "Number of instructions hoisted out of loop");
+STATISTIC(NumMovedLoads, "Number of load insts hoisted or sunk");
+STATISTIC(NumMovedCalls, "Number of call insts hoisted or sunk");
+STATISTIC(NumPromoted  , "Number of memory locations promoted to registers");
+
+static cl::opt<bool>
+DisablePromotion("disable-licm-promotion", cl::Hidden,
+                 cl::desc("Disable memory promotion in LICM pass"));
+
+// This feature is currently disabled by default because CodeGen is not yet
+// capable of rematerializing these constants in PIC mode, so it can lead to
+// degraded performance. Compile test/CodeGen/X86/remat-constant.ll with
+// -relocation-model=pic to see an example of this.
+static cl::opt<bool>
+EnableLICMConstantMotion("enable-licm-constant-variables", cl::Hidden,
+                         cl::desc("Enable hoisting/sinking of constant "
+                                  "global variables"));
 
-  Statistic<> NumSunk("licm", "Number of instructions sunk out of loop");
-  Statistic<> NumHoisted("licm", "Number of instructions hoisted out of loop");
-  Statistic<> NumMovedLoads("licm", "Number of load insts hoisted or sunk");
-  Statistic<> NumMovedCalls("licm", "Number of call insts hoisted or sunk");
-  Statistic<> NumPromoted("licm",
-                          "Number of memory locations promoted to registers");
+namespace {
+  struct LICM : public LoopPass {
+    static char ID; // Pass identification, replacement for typeid
+    LICM() : LoopPass(&ID) {}
 
-  struct LICM : public FunctionPass {
-    virtual bool runOnFunction(Function &F);
+    virtual bool runOnLoop(Loop *L, LPPassManager &LPM);
 
     /// This transformation requires natural loop information & requires that
     /// loop preheaders be inserted into the CFG...
@@ -73,6 +89,19 @@ namespace {
       AU.addRequired<DominatorTree>();
       AU.addRequired<DominanceFrontier>();  // For scalar promotion (mem2reg)
       AU.addRequired<AliasAnalysis>();
+      AU.addPreserved<ScalarEvolution>();
+      AU.addPreserved<DominanceFrontier>();
+      AU.addPreservedID(LoopSimplifyID);
+    }
+
+    bool doFinalization() {
+      // Free the values stored in the map
+      for (std::map<Loop *, AliasSetTracker *>::iterator
+             I = LoopToAliasMap.begin(), E = LoopToAliasMap.end(); I != E; ++I)
+        delete I->second;
+
+      LoopToAliasMap.clear();
+      return false;
     }
 
   private:
@@ -87,10 +116,14 @@ namespace {
     BasicBlock *Preheader;   // The preheader block of the current loop...
     Loop *CurLoop;           // The current loop we are working on...
     AliasSetTracker *CurAST; // AliasSet information for the current loop...
+    std::map<Loop *, AliasSetTracker *> LoopToAliasMap;
 
-    /// visitLoop - Hoist expressions out of the specified loop...    
-    ///
-    void visitLoop(Loop *L, AliasSetTracker &AST);
+    /// cloneBasicBlockAnalysis - Simple Analysis hook. Clone alias set info.
+    void cloneBasicBlockAnalysis(BasicBlock *From, BasicBlock *To, Loop *L);
+
+    /// deleteAnalysisValue - Simple Analysis hook. Delete value V from alias
+    /// set.
+    void deleteAnalysisValue(Value *V, Loop *L);
 
     /// SinkRegion - Walk the specified region of the CFG (defined by all blocks
     /// dominated by the specified block, and that are in the current loop) in
@@ -98,7 +131,7 @@ namespace {
     /// visit uses before definitions, allowing us to sink a loop body in one
     /// pass without iteration.
     ///
-    void SinkRegion(DominatorTree::Node *N);
+    void SinkRegion(DomTreeNode *N);
 
     /// HoistRegion - Walk the specified region of the CFG (defined by all
     /// blocks dominated by the specified block, and that are in the current
@@ -106,7 +139,11 @@ namespace {
     /// visit definitions before uses, allowing us to hoist a loop body in one
     /// pass without iteration.
     ///
-    void HoistRegion(DominatorTree::Node *N);
+    void HoistRegion(DomTreeNode *N);
+
+    // Cleanup debug information (remove stoppoints with no coressponding
+    // instructions).
+    void CleanupDbgInfoRegion(DomTreeNode *N);
 
     /// inSubLoop - Little predicate that returns true if the specified basic
     /// block is in a subloop of the current one, not the current one itself.
@@ -130,21 +167,21 @@ namespace {
       BasicBlock *LoopHeader = CurLoop->getHeader();
       if (BlockInLoop == LoopHeader)
         return true;
-      
-      DominatorTree::Node *BlockInLoopNode = DT->getNode(BlockInLoop);
-      DominatorTree::Node *IDom            = DT->getNode(ExitBlock);
-    
+
+      DomTreeNode *BlockInLoopNode = DT->getNode(BlockInLoop);
+      DomTreeNode *IDom            = DT->getNode(ExitBlock);
+
       // Because the exit block is not in the loop, we know we have to get _at
       // least_ its immediate dominator.
       do {
         // Get next Immediate Dominator.
         IDom = IDom->getIDom();
-        
+
         // If we have got to the header of the loop, then the instructions block
         // did not dominate the exit node, so we can't hoist it.
         if (IDom->getBlock() == LoopHeader)
           return false;
-        
+
       } while (IDom != BlockInLoopNode);
 
       return true;
@@ -169,10 +206,10 @@ namespace {
 
     /// pointerInvalidatedByLoop - Return true if the body of this loop may
     /// store into the memory location pointed to by V.
-    /// 
-    bool pointerInvalidatedByLoop(Value *V) {
+    ///
+    bool pointerInvalidatedByLoop(Value *V, unsigned Size) {
       // Check to see if any of the basic blocks in CurLoop invalidate *V.
-      return CurAST->getAliasSetForPointer(V, 0).isMod();
+      return CurAST->getAliasSetForPointer(V, Size).isMod();
     }
 
     bool canSinkOrHoistInst(Instruction &I);
@@ -184,26 +221,28 @@ namespace {
     ///
     void PromoteValuesInLoop();
 
-    /// findPromotableValuesInLoop - Check the current loop for stores to
+    /// FindPromotableValuesInLoop - Check the current loop for stores to
     /// definite pointers, which are not loaded and stored through may aliases.
     /// If these are found, create an alloca for the value, add it to the
     /// PromotedValues list, and keep track of the mapping from value to
     /// alloca...
     ///
-    void findPromotableValuesInLoop(
+    void FindPromotableValuesInLoop(
                    std::vector<std::pair<AllocaInst*, Value*> > &PromotedValues,
                                     std::map<Value*, AllocaInst*> &Val2AlMap);
   };
-
-  RegisterOpt<LICM> X("licm", "Loop Invariant Code Motion");
 }
 
-FunctionPass *llvm::createLICMPass() { return new LICM(); }
+char LICM::ID = 0;
+static RegisterPass<LICM> X("licm", "Loop Invariant Code Motion");
 
-/// runOnFunction - For LICM, this simply traverses the loop structure of the
-/// function, hoisting expressions out of loops if possible.
+Pass *llvm::createLICMPass() { return new LICM(); }
+
+/// Hoist expressions out of the specified loop. Note, alias info for inner
+/// loop is not preserved so it is not a good idea to run LICM multiple 
+/// times on one loop.
 ///
-bool LICM::runOnFunction(Function &) {
+bool LICM::runOnLoop(Loop *L, LPPassManager &LPM) {
   Changed = false;
 
   // Get our Loop and Alias Analysis information...
@@ -212,28 +251,19 @@ bool LICM::runOnFunction(Function &) {
   DF = &getAnalysis<DominanceFrontier>();
   DT = &getAnalysis<DominatorTree>();
 
-  // Hoist expressions out of all of the top-level loops.
-  for (LoopInfo::iterator I = LI->begin(), E = LI->end(); I != E; ++I) {
-    AliasSetTracker AST(*AA);
-    visitLoop(*I, AST);
-  }
-  return Changed;
-}
+  CurAST = new AliasSetTracker(*AA);
+  // Collect Alias info from subloops
+  for (Loop::iterator LoopItr = L->begin(), LoopItrE = L->end();
+       LoopItr != LoopItrE; ++LoopItr) {
+    Loop *InnerL = *LoopItr;
+    AliasSetTracker *InnerAST = LoopToAliasMap[InnerL];
+    assert (InnerAST && "Where is my AST?");
 
-
-/// visitLoop - Hoist expressions out of the specified loop...    
-///
-void LICM::visitLoop(Loop *L, AliasSetTracker &AST) {
-  // Recurse through all subloops before we process this loop...
-  for (Loop::iterator I = L->begin(), E = L->end(); I != E; ++I) {
-    AliasSetTracker SubAST(*AA);
-    visitLoop(*I, SubAST);
-
-    // Incorporate information about the subloops into this loop...
-    AST.add(SubAST);
+    // What if InnerLoop was modified by other passes ?
+    CurAST->add(*InnerAST);
   }
+  
   CurLoop = L;
-  CurAST = &AST;
 
   // Get the preheader block to move instructions into...
   Preheader = L->getLoopPreheader();
@@ -243,10 +273,12 @@ void LICM::visitLoop(Loop *L, AliasSetTracker &AST) {
   // Because subloops have already been incorporated into AST, we skip blocks in
   // subloops.
   //
-  for (std::vector<BasicBlock*>::const_iterator I = L->getBlocks().begin(),
-         E = L->getBlocks().end(); I != E; ++I)
-    if (LI->getLoopFor(*I) == L)        // Ignore blocks in subloops...
-      AST.add(**I);                     // Incorporate the specified basic block
+  for (Loop::block_iterator I = L->block_begin(), E = L->block_end();
+       I != E; ++I) {
+    BasicBlock *BB = *I;
+    if (LI->getLoopFor(BB) == L)        // Ignore blocks in subloops...
+      CurAST->add(*BB);                 // Incorporate the specified basic block
+  }
 
   // We want to visit all of the instructions in this loop... that are not parts
   // of our subloops (they have already had their invariants hoisted out of
@@ -255,11 +287,12 @@ void LICM::visitLoop(Loop *L, AliasSetTracker &AST) {
   //
   // Traverse the body of the loop in depth first order on the dominator tree so
   // that we are guaranteed to see definitions before we see uses.  This allows
-  // us to sink instructions in one pass, without iteration.  AFter sinking
+  // us to sink instructions in one pass, without iteration.  After sinking
   // instructions, we perform another pass to hoist them out of the loop.
   //
   SinkRegion(DT->getNode(L->getHeader()));
   HoistRegion(DT->getNode(L->getHeader()));
+  CleanupDbgInfoRegion(DT->getNode(L->getHeader()));
 
   // Now that all loop invariants have been removed from the loop, promote any
   // memory references to scalars that we can...
@@ -269,6 +302,9 @@ void LICM::visitLoop(Loop *L, AliasSetTracker &AST) {
   // Clear out loops state information for the next iteration
   CurLoop = 0;
   Preheader = 0;
+
+  LoopToAliasMap[L] = CurAST;
+  return Changed;
 }
 
 /// SinkRegion - Walk the specified region of the CFG (defined by all blocks
@@ -277,7 +313,7 @@ void LICM::visitLoop(Loop *L, AliasSetTracker &AST) {
 /// uses before definitions, allowing us to sink a loop body in one pass without
 /// iteration.
 ///
-void LICM::SinkRegion(DominatorTree::Node *N) {
+void LICM::SinkRegion(DomTreeNode *N) {
   assert(N != 0 && "Null dominator tree node?");
   BasicBlock *BB = N->getBlock();
 
@@ -285,7 +321,7 @@ void LICM::SinkRegion(DominatorTree::Node *N) {
   if (!CurLoop->contains(BB)) return;
 
   // We are processing blocks in reverse dfo, so process children first...
-  const std::vector<DominatorTree::Node*> &Children = N->getChildren();
+  const std::vector<DomTreeNode*> &Children = N->getChildren();
   for (unsigned i = 0, e = Children.size(); i != e; ++i)
     SinkRegion(Children[i]);
 
@@ -295,26 +331,55 @@ void LICM::SinkRegion(DominatorTree::Node *N) {
 
   for (BasicBlock::iterator II = BB->end(); II != BB->begin(); ) {
     Instruction &I = *--II;
-    
+
     // Check to see if we can sink this instruction to the exit blocks
     // of the loop.  We can do this if the all users of the instruction are
     // outside of the loop.  In this case, it doesn't even matter if the
     // operands of the instruction are loop invariant.
     //
-    if (canSinkOrHoistInst(I) && isNotUsedInLoop(I)) {
+    if (isNotUsedInLoop(I) && canSinkOrHoistInst(I)) {
       ++II;
       sink(I);
     }
   }
 }
 
+void LICM::CleanupDbgInfoRegion(DomTreeNode *N) {
+  BasicBlock *BB = N->getBlock();
+
+  // If this subregion is not in the top level loop at all, exit.
+  if (!CurLoop->contains(BB)) return;
+
+  // We are processing blocks in reverse dfo, so process children first...
+  const std::vector<DomTreeNode*> &Children = N->getChildren();
+  for (unsigned i = 0, e = Children.size(); i != e; ++i)
+    CleanupDbgInfoRegion(Children[i]);
+
+  // Only need to process the contents of this block if it is not part of a
+  // subloop (which would already have been processed).
+  if (inSubLoop(BB)) return;
+
+  // We modify the basicblock, so don't cache end()
+  for (BasicBlock::iterator I=BB->begin(); I != BB->end();) {
+    Instruction *Last = 0;
+    // Remove consecutive dbgstoppoints, leave only last
+    do {
+      if (Last) {
+        Last->eraseFromParent();
+        Changed = true;
+      }
+      Last = I;
+      ++I;
+    } while (isa<DbgStopPointInst>(Last) && isa<DbgStopPointInst>(I));
+  }
+}
 
 /// HoistRegion - Walk the specified region of the CFG (defined by all blocks
 /// dominated by the specified block, and that are in the current loop) in depth
 /// first order w.r.t the DominatorTree.  This allows us to visit definitions
 /// before uses, allowing us to hoist a loop body in one pass without iteration.
 ///
-void LICM::HoistRegion(DominatorTree::Node *N) {
+void LICM::HoistRegion(DomTreeNode *N) {
   assert(N != 0 && "Null dominator tree node?");
   BasicBlock *BB = N->getBlock();
 
@@ -326,17 +391,17 @@ void LICM::HoistRegion(DominatorTree::Node *N) {
   if (!inSubLoop(BB))
     for (BasicBlock::iterator II = BB->begin(), E = BB->end(); II != E; ) {
       Instruction &I = *II++;
-      
+
       // Try hoisting the instruction out to the preheader.  We can only do this
       // if all of the operands of the instruction are loop invariant and if it
       // is safe to hoist the instruction.
       //
-      if (isLoopInvariantInst(I) && canSinkOrHoistInst(I) && 
+      if (isLoopInvariantInst(I) && canSinkOrHoistInst(I) &&
           isSafeToExecuteUnconditionally(I))
-          hoist(I);
+        hoist(I);
       }
 
-  const std::vector<DominatorTree::Node*> &Children = N->getChildren();
+  const std::vector<DomTreeNode*> &Children = N->getChildren();
   for (unsigned i = 0, e = Children.size(); i != e; ++i)
     HoistRegion(Children[i]);
 }
@@ -350,38 +415,52 @@ bool LICM::canSinkOrHoistInst(Instruction &I) {
     if (LI->isVolatile())
       return false;        // Don't hoist volatile loads!
 
+    // Loads from constant memory are always safe to move, even if they end up
+    // in the same alias set as something that ends up being modified.
+    if (EnableLICMConstantMotion &&
+        AA->pointsToConstantMemory(LI->getOperand(0)))
+      return true;
+    
     // Don't hoist loads which have may-aliased stores in loop.
-    return !pointerInvalidatedByLoop(LI->getOperand(0));
+    unsigned Size = 0;
+    if (LI->getType()->isSized())
+      Size = AA->getTypeStoreSize(LI->getType());
+    return !pointerInvalidatedByLoop(LI->getOperand(0), Size);
   } else if (CallInst *CI = dyn_cast<CallInst>(&I)) {
+    if (isa<DbgStopPointInst>(CI)) {
+      // Don't hoist/sink dbgstoppoints, we handle them separately
+      return false;
+    }
     // Handle obvious cases efficiently.
-    if (Function *Callee = CI->getCalledFunction()) {
-      if (AA->doesNotAccessMemory(Callee))
-        return true;
-      else if (AA->onlyReadsMemory(Callee)) {
-        // If this call only reads from memory and there are no writes to memory
-        // in the loop, we can hoist or sink the call as appropriate.
-        bool FoundMod = false;
-        for (AliasSetTracker::iterator I = CurAST->begin(), E = CurAST->end();
-             I != E; ++I) {
-          AliasSet &AS = *I;
-          if (!AS.isForwardingAliasSet() && AS.isMod()) {
-            FoundMod = true;
-            break;
-          }
+    AliasAnalysis::ModRefBehavior Behavior = AA->getModRefBehavior(CI);
+    if (Behavior == AliasAnalysis::DoesNotAccessMemory)
+      return true;
+    else if (Behavior == AliasAnalysis::OnlyReadsMemory) {
+      // If this call only reads from memory and there are no writes to memory
+      // in the loop, we can hoist or sink the call as appropriate.
+      bool FoundMod = false;
+      for (AliasSetTracker::iterator I = CurAST->begin(), E = CurAST->end();
+           I != E; ++I) {
+        AliasSet &AS = *I;
+        if (!AS.isForwardingAliasSet() && AS.isMod()) {
+          FoundMod = true;
+          break;
         }
-        if (!FoundMod) return true;
       }
+      if (!FoundMod) return true;
     }
 
     // FIXME: This should use mod/ref information to see if we can hoist or sink
     // the call.
-    
+
     return false;
   }
 
-  return isa<BinaryOperator>(I) || isa<ShiftInst>(I) || isa<CastInst>(I) || 
-         isa<SelectInst>(I) ||
-         isa<GetElementPtrInst>(I) || isa<VANextInst>(I) || isa<VAArgInst>(I);
+  // Otherwise these instructions are hoistable/sinkable
+  return isa<BinaryOperator>(I) || isa<CastInst>(I) ||
+         isa<SelectInst>(I) || isa<GetElementPtrInst>(I) || isa<CmpInst>(I) ||
+         isa<InsertElementInst>(I) || isa<ExtractElementInst>(I) ||
+         isa<ShuffleVectorInst>(I);
 }
 
 /// isNotUsedInLoop - Return true if the only users of this instruction are
@@ -425,9 +504,9 @@ bool LICM::isLoopInvariantInst(Instruction &I) {
 /// position, and may either delete it or move it to outside of the loop.
 ///
 void LICM::sink(Instruction &I) {
-  DEBUG(std::cerr << "LICM sinking instruction: " << I);
+  DEBUG(errs() << "LICM sinking instruction: " << I);
 
-  std::vector<BasicBlock*> ExitBlocks;
+  SmallVector<BasicBlock*, 8> ExitBlocks;
   CurLoop->getExitBlocks(ExitBlocks);
 
   if (isa<LoadInst>(I)) ++NumMovedLoads;
@@ -442,28 +521,35 @@ void LICM::sink(Instruction &I) {
     if (!isExitBlockDominatedByBlockInLoop(ExitBlocks[0], I.getParent())) {
       // Instruction is not used, just delete it.
       CurAST->deleteValue(&I);
-      I.getParent()->getInstList().erase(&I);
+      if (!I.use_empty())  // If I has users in unreachable blocks, eliminate.
+        I.replaceAllUsesWith(UndefValue::get(I.getType()));
+      I.eraseFromParent();
     } else {
       // Move the instruction to the start of the exit block, after any PHI
       // nodes in it.
-      I.getParent()->getInstList().remove(&I);
-      
-      BasicBlock::iterator InsertPt = ExitBlocks[0]->begin();
-      while (isa<PHINode>(InsertPt)) ++InsertPt;
+      I.removeFromParent();
+      BasicBlock::iterator InsertPt = ExitBlocks[0]->getFirstNonPHI();
       ExitBlocks[0]->getInstList().insert(InsertPt, &I);
     }
-  } else if (ExitBlocks.size() == 0) {
+  } else if (ExitBlocks.empty()) {
     // The instruction is actually dead if there ARE NO exit blocks.
     CurAST->deleteValue(&I);
-    I.getParent()->getInstList().erase(&I);
+    if (!I.use_empty())  // If I has users in unreachable blocks, eliminate.
+      I.replaceAllUsesWith(UndefValue::get(I.getType()));
+    I.eraseFromParent();
   } else {
     // Otherwise, if we have multiple exits, use the PromoteMem2Reg function to
     // do all of the hard work of inserting PHI nodes as necessary.  We convert
     // the value into a stack object to get it to do this.
 
     // Firstly, we create a stack object to hold the value...
-    AllocaInst *AI = new AllocaInst(I.getType(), 0, I.getName(),
-                                   I.getParent()->getParent()->front().begin());
+    AllocaInst *AI = 0;
+
+    if (I.getType() != Type::getVoidTy(I.getContext())) {
+      AI = new AllocaInst(I.getType(), 0, I.getName(),
+                          I.getParent()->getParent()->getEntryBlock().begin());
+      CurAST->add(AI);
+    }
 
     // Secondly, insert load instructions for each use of the instruction
     // outside of the loop.
@@ -484,6 +570,7 @@ void LICM::sink(Instruction &I) {
               // Insert a new load instruction right before the terminator in
               // the predecessor block.
               PredVal = new LoadInst(AI, "", Pred->getTerminator());
+              CurAST->add(cast<LoadInst>(PredVal));
             }
 
             UPN->setIncomingValue(i, PredVal);
@@ -492,6 +579,7 @@ void LICM::sink(Instruction &I) {
       } else {
         LoadInst *L = new LoadInst(AI, "", U);
         U->replaceUsesOfWith(&I, L);
+        CurAST->add(L);
       }
     }
 
@@ -509,25 +597,26 @@ void LICM::sink(Instruction &I) {
         // If we haven't already processed this exit block, do so now.
         if (InsertedBlocks.insert(ExitBlock).second) {
           // Insert the code after the last PHI node...
-          BasicBlock::iterator InsertPt = ExitBlock->begin();
-          while (isa<PHINode>(InsertPt)) ++InsertPt;
-          
+          BasicBlock::iterator InsertPt = ExitBlock->getFirstNonPHI();
+
           // If this is the first exit block processed, just move the original
           // instruction, otherwise clone the original instruction and insert
           // the copy.
           Instruction *New;
           if (InsertedBlocks.size() == 1) {
-            I.getParent()->getInstList().remove(&I);
+            I.removeFromParent();
             ExitBlock->getInstList().insert(InsertPt, &I);
             New = &I;
           } else {
             New = I.clone();
-            New->setName(I.getName()+".le");
+            CurAST->copyValue(&I, New);
+            if (!I.getName().empty())
+              New->setName(I.getName()+".le");
             ExitBlock->getInstList().insert(InsertPt, New);
           }
-          
+
           // Now that we have inserted the instruction, store it into the alloca
-          new StoreInst(New, AI, InsertPt);
+          if (AI) new StoreInst(New, AI, InsertPt);
         }
       }
     }
@@ -535,13 +624,15 @@ void LICM::sink(Instruction &I) {
     // If the instruction doesn't dominate any exit blocks, it must be dead.
     if (InsertedBlocks.empty()) {
       CurAST->deleteValue(&I);
-      I.getParent()->getInstList().erase(&I);
+      I.eraseFromParent();
     }
-      
+
     // Finally, promote the fine value to SSA form.
-    std::vector<AllocaInst*> Allocas;
-    Allocas.push_back(AI);
-    PromoteMemToReg(Allocas, *DT, *DF, AA->getTargetData());
+    if (AI) {
+      std::vector<AllocaInst*> Allocas;
+      Allocas.push_back(AI);
+      PromoteMemToReg(Allocas, *DT, *DF, AI->getContext(), CurAST);
+    }
   }
 }
 
@@ -549,16 +640,15 @@ void LICM::sink(Instruction &I) {
 /// that is safe to hoist, this instruction is called to do the dirty work.
 ///
 void LICM::hoist(Instruction &I) {
-  DEBUG(std::cerr << "LICM hoisting to" << Preheader->getName() 
-                  << ": " << I);
+  DEBUG(errs() << "LICM hoisting to " << Preheader->getName() << ": " << I);
 
   // Remove the instruction from its current basic block... but don't delete the
   // instruction.
-  I.getParent()->getInstList().remove(&I);
+  I.removeFromParent();
 
   // Insert the new node in Preheader, before the terminator.
   Preheader->getInstList().insert(Preheader->getTerminator(), &I);
-  
+
   if (isa<LoadInst>(I)) ++NumMovedLoads;
   else if (isa<CallInst>(I)) ++NumMovedCalls;
   ++NumHoisted;
@@ -571,8 +661,9 @@ void LICM::hoist(Instruction &I) {
 ///
 bool LICM::isSafeToExecuteUnconditionally(Instruction &Inst) {
   // If it is not a trapping instruction, it is always safe to hoist.
-  if (!Inst.isTrapping()) return true;
-  
+  if (Inst.isSafeToSpeculativelyExecute())
+    return true;
+
   // Otherwise we have to check to make sure that the instruction dominates all
   // of the exit blocks.  If it doesn't, then there is a path out of the loop
   // which does not execute this instruction, so we can't hoist it.
@@ -584,7 +675,7 @@ bool LICM::isSafeToExecuteUnconditionally(Instruction &Inst) {
     return true;
 
   // Get the exit blocks for the current loop.
-  std::vector<BasicBlock*> ExitBlocks;
+  SmallVector<BasicBlock*, 8> ExitBlocks;
   CurLoop->getExitBlocks(ExitBlocks);
 
   // For each exit block, get the DT node and walk up the DT until the
@@ -592,7 +683,7 @@ bool LICM::isSafeToExecuteUnconditionally(Instruction &Inst) {
   for (unsigned i = 0, e = ExitBlocks.size(); i != e; ++i)
     if (!isExitBlockDominatedByBlockInLoop(ExitBlocks[i], Inst.getParent()))
       return false;
-  
+
   return true;
 }
 
@@ -611,32 +702,58 @@ void LICM::PromoteValuesInLoop() {
   std::vector<std::pair<AllocaInst*, Value*> > PromotedValues;
   std::map<Value*, AllocaInst*> ValueToAllocaMap; // Map of ptr to alloca
 
-  findPromotableValuesInLoop(PromotedValues, ValueToAllocaMap);
-  if (ValueToAllocaMap.empty()) return;   // If there are values to promote...
+  FindPromotableValuesInLoop(PromotedValues, ValueToAllocaMap);
+  if (ValueToAllocaMap.empty()) return;   // If there are values to promote.
 
   Changed = true;
   NumPromoted += PromotedValues.size();
 
+  std::vector<Value*> PointerValueNumbers;
+
   // Emit a copy from the value into the alloca'd value in the loop preheader
   TerminatorInst *LoopPredInst = Preheader->getTerminator();
   for (unsigned i = 0, e = PromotedValues.size(); i != e; ++i) {
-    // Load from the memory we are promoting...
-    LoadInst *LI = new LoadInst(PromotedValues[i].second, 
-                                PromotedValues[i].second->getName()+".promoted",
-                                LoopPredInst);
-    // Store into the temporary alloca...
+    Value *Ptr = PromotedValues[i].second;
+
+    // If we are promoting a pointer value, update alias information for the
+    // inserted load.
+    Value *LoadValue = 0;
+    if (isa<PointerType>(cast<PointerType>(Ptr->getType())->getElementType())) {
+      // Locate a load or store through the pointer, and assign the same value
+      // to LI as we are loading or storing.  Since we know that the value is
+      // stored in this loop, this will always succeed.
+      for (Value::use_iterator UI = Ptr->use_begin(), E = Ptr->use_end();
+           UI != E; ++UI)
+        if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(*UI)) {
+          LoadValue = LI;
+          break;
+        } else if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(*UI)) {
+          if (SI->getOperand(1) == Ptr) {
+            LoadValue = SI->getOperand(0);
+            break;
+          }
+        }
+      assert(LoadValue && "No store through the pointer found!");
+      PointerValueNumbers.push_back(LoadValue);  // Remember this for later.
+    }
+
+    // Load from the memory we are promoting.
+    LoadInst *LI = new LoadInst(Ptr, Ptr->getName()+".promoted", LoopPredInst);
+
+    if (LoadValue) CurAST->copyValue(LoadValue, LI);
+
+    // Store into the temporary alloca.
     new StoreInst(LI, PromotedValues[i].first, LoopPredInst);
   }
-  
+
   // Scan the basic blocks in the loop, replacing uses of our pointers with
   // uses of the allocas in question.
   //
-  const std::vector<BasicBlock*> &LoopBBs = CurLoop->getBlocks();
-  for (std::vector<BasicBlock*>::const_iterator I = LoopBBs.begin(),
-         E = LoopBBs.end(); I != E; ++I) {
+  for (Loop::block_iterator I = CurLoop->block_begin(),
+         E = CurLoop->block_end(); I != E; ++I) {
+    BasicBlock *BB = *I;
     // Rewrite all loads and stores in the block of the pointer...
-    for (BasicBlock::iterator II = (*I)->begin(), E = (*I)->end();
-         II != E; ++II) {
+    for (BasicBlock::iterator II = BB->begin(), E = BB->end(); II != E; ++II) {
       if (LoadInst *L = dyn_cast<LoadInst>(II)) {
         std::map<Value*, AllocaInst*>::iterator
           I = ValueToAllocaMap.find(L->getOperand(0));
@@ -657,78 +774,146 @@ void LICM::PromoteValuesInLoop() {
   // want to insert one copy of the code in each exit block, though the loop may
   // exit to the same block more than once.
   //
-  std::set<BasicBlock*> ProcessedBlocks;
+  SmallPtrSet<BasicBlock*, 16> ProcessedBlocks;
 
-  std::vector<BasicBlock*> ExitBlocks;
+  SmallVector<BasicBlock*, 8> ExitBlocks;
   CurLoop->getExitBlocks(ExitBlocks);
-  for (unsigned i = 0, e = ExitBlocks.size(); i != e; ++i)
-    if (ProcessedBlocks.insert(ExitBlocks[i]).second) {
-      // Copy all of the allocas into their memory locations...
-      BasicBlock::iterator BI = ExitBlocks[i]->begin();
-      while (isa<PHINode>(*BI))
-        ++BI;             // Skip over all of the phi nodes in the block...
-      Instruction *InsertPos = BI;
-      for (unsigned i = 0, e = PromotedValues.size(); i != e; ++i) {
-        // Load from the alloca...
-        LoadInst *LI = new LoadInst(PromotedValues[i].first, "", InsertPos);
-        // Store into the memory we promoted...
-        new StoreInst(LI, PromotedValues[i].second, InsertPos);
-      }
+  for (unsigned i = 0, e = ExitBlocks.size(); i != e; ++i) {
+    if (!ProcessedBlocks.insert(ExitBlocks[i]))
+      continue;
+  
+    // Copy all of the allocas into their memory locations.
+    BasicBlock::iterator BI = ExitBlocks[i]->getFirstNonPHI();
+    Instruction *InsertPos = BI;
+    unsigned PVN = 0;
+    for (unsigned i = 0, e = PromotedValues.size(); i != e; ++i) {
+      // Load from the alloca.
+      LoadInst *LI = new LoadInst(PromotedValues[i].first, "", InsertPos);
+
+      // If this is a pointer type, update alias info appropriately.
+      if (isa<PointerType>(LI->getType()))
+        CurAST->copyValue(PointerValueNumbers[PVN++], LI);
+
+      // Store into the memory we promoted.
+      new StoreInst(LI, PromotedValues[i].second, InsertPos);
     }
+  }
 
   // Now that we have done the deed, use the mem2reg functionality to promote
-  // all of the new allocas we just created into real SSA registers...
+  // all of the new allocas we just created into real SSA registers.
   //
   std::vector<AllocaInst*> PromotedAllocas;
   PromotedAllocas.reserve(PromotedValues.size());
   for (unsigned i = 0, e = PromotedValues.size(); i != e; ++i)
     PromotedAllocas.push_back(PromotedValues[i].first);
-  PromoteMemToReg(PromotedAllocas, *DT, *DF, AA->getTargetData());
+  PromoteMemToReg(PromotedAllocas, *DT, *DF, Preheader->getContext(), CurAST);
 }
 
-/// findPromotableValuesInLoop - Check the current loop for stores to definite
-/// pointers, which are not loaded and stored through may aliases.  If these are
-/// found, create an alloca for the value, add it to the PromotedValues list,
-/// and keep track of the mapping from value to alloca...
-///
-void LICM::findPromotableValuesInLoop(
+/// FindPromotableValuesInLoop - Check the current loop for stores to definite
+/// pointers, which are not loaded and stored through may aliases and are safe
+/// for promotion.  If these are found, create an alloca for the value, add it 
+/// to the PromotedValues list, and keep track of the mapping from value to 
+/// alloca. 
+void LICM::FindPromotableValuesInLoop(
                    std::vector<std::pair<AllocaInst*, Value*> > &PromotedValues,
                              std::map<Value*, AllocaInst*> &ValueToAllocaMap) {
   Instruction *FnStart = CurLoop->getHeader()->getParent()->begin()->begin();
 
-  // Loop over all of the alias sets in the tracker object...
+  // Loop over all of the alias sets in the tracker object.
   for (AliasSetTracker::iterator I = CurAST->begin(), E = CurAST->end();
        I != E; ++I) {
     AliasSet &AS = *I;
     // We can promote this alias set if it has a store, if it is a "Must" alias
-    // set, if the pointer is loop invariant, if if we are not eliminating any
+    // set, if the pointer is loop invariant, and if we are not eliminating any
     // volatile loads or stores.
-    if (!AS.isForwardingAliasSet() && AS.isMod() && AS.isMustAlias() &&
-        !AS.isVolatile() && CurLoop->isLoopInvariant(AS.begin()->first)) {
-      assert(AS.begin() != AS.end() &&
-             "Must alias set should have at least one pointer element in it!");
-      Value *V = AS.begin()->first;
-
-      // Check that all of the pointers in the alias set have the same type.  We
-      // cannot (yet) promote a memory location that is loaded and stored in
-      // different sizes.
+    if (AS.isForwardingAliasSet() || !AS.isMod() || !AS.isMustAlias() ||
+        AS.isVolatile() || !CurLoop->isLoopInvariant(AS.begin()->getValue()))
+      continue;
+    
+    assert(!AS.empty() &&
+           "Must alias set should have at least one pointer element in it!");
+    Value *V = AS.begin()->getValue();
+
+    // Check that all of the pointers in the alias set have the same type.  We
+    // cannot (yet) promote a memory location that is loaded and stored in
+    // different sizes.
+    {
       bool PointerOk = true;
       for (AliasSet::iterator I = AS.begin(), E = AS.end(); I != E; ++I)
-        if (V->getType() != I->first->getType()) {
+        if (V->getType() != I->getValue()->getType()) {
           PointerOk = false;
           break;
         }
+      if (!PointerOk)
+        continue;
+    }
 
-      if (PointerOk) {
-        const Type *Ty = cast<PointerType>(V->getType())->getElementType();
-        AllocaInst *AI = new AllocaInst(Ty, 0, V->getName()+".tmp", FnStart);
-        PromotedValues.push_back(std::make_pair(AI, V));
-        
-        for (AliasSet::iterator I = AS.begin(), E = AS.end(); I != E; ++I)
-          ValueToAllocaMap.insert(std::make_pair(I->first, AI));
-        
-        DEBUG(std::cerr << "LICM: Promoting value: " << *V << "\n");
+    // It isn't safe to promote a load/store from the loop if the load/store is
+    // conditional.  For example, turning:
+    //
+    //    for () { if (c) *P += 1; }
+    //
+    // into:
+    //
+    //    tmp = *P;  for () { if (c) tmp +=1; } *P = tmp;
+    //
+    // is not safe, because *P may only be valid to access if 'c' is true.
+    // 
+    // It is safe to promote P if all uses are direct load/stores and if at
+    // least one is guaranteed to be executed.
+    bool GuaranteedToExecute = false;
+    bool InvalidInst = false;
+    for (Value::use_iterator UI = V->use_begin(), UE = V->use_end();
+         UI != UE; ++UI) {
+      // Ignore instructions not in this loop.
+      Instruction *Use = dyn_cast<Instruction>(*UI);
+      if (!Use || !CurLoop->contains(Use->getParent()))
+        continue;
+
+      if (!isa<LoadInst>(Use) && !isa<StoreInst>(Use)) {
+        InvalidInst = true;
+        break;
       }
+      
+      if (!GuaranteedToExecute)
+        GuaranteedToExecute = isSafeToExecuteUnconditionally(*Use);
     }
+
+    // If there is an non-load/store instruction in the loop, we can't promote
+    // it.  If there isn't a guaranteed-to-execute instruction, we can't
+    // promote.
+    if (InvalidInst || !GuaranteedToExecute)
+      continue;
+    
+    const Type *Ty = cast<PointerType>(V->getType())->getElementType();
+    AllocaInst *AI = new AllocaInst(Ty, 0, V->getName()+".tmp", FnStart);
+    PromotedValues.push_back(std::make_pair(AI, V));
+
+    // Update the AST and alias analysis.
+    CurAST->copyValue(V, AI);
+
+    for (AliasSet::iterator I = AS.begin(), E = AS.end(); I != E; ++I)
+      ValueToAllocaMap.insert(std::make_pair(I->getValue(), AI));
+
+    DEBUG(errs() << "LICM: Promoting value: " << *V << "\n");
   }
 }
+
+/// cloneBasicBlockAnalysis - Simple Analysis hook. Clone alias set info.
+void LICM::cloneBasicBlockAnalysis(BasicBlock *From, BasicBlock *To, Loop *L) {
+  AliasSetTracker *AST = LoopToAliasMap[L];
+  if (!AST)
+    return;
+
+  AST->copyValue(From, To);
+}
+
+/// deleteAnalysisValue - Simple Analysis hook. Delete value V from alias
+/// set.
+void LICM::deleteAnalysisValue(Value *V, Loop *L) {
+  AliasSetTracker *AST = LoopToAliasMap[L];
+  if (!AST)
+    return;
+
+  AST->deleteValue(V);
+}