lib/Transforms/Scalar/GVN.cpp

   1 //===- GVN.cpp - Eliminate redundant values and loads ------------===//
   2 //
   3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
   4 //
   5 // This file is distributed under the University of Illinois Open Source
   6 // License. See LICENSE.TXT for details.
   7 //
   8 //===----------------------------------------------------------------------===//
   9 //
  10 // This pass performs global value numbering to eliminate fully redundant
  11 // instructions.  It also performs simple dead load elimination.
  12 //
  13 // Note that this pass does the value numbering itself, it does not use the
  14 // ValueNumbering analysis passes.
  15 //
  16 //===----------------------------------------------------------------------===//
  17
  18 #define DEBUG_TYPE "gvn"
  19 #include "llvm/Transforms/Scalar.h"
  20 #include "llvm/BasicBlock.h"
  21 #include "llvm/Constants.h"
  22 #include "llvm/DerivedTypes.h"
  23 #include "llvm/Function.h"
  24 #include "llvm/Instructions.h"
  25 #include "llvm/Value.h"
  26 #include "llvm/ADT/DenseMap.h"
  27 #include "llvm/ADT/DepthFirstIterator.h"
  28 #include "llvm/ADT/SmallPtrSet.h"
  29 #include "llvm/ADT/SmallVector.h"
  30 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
  31 #include "llvm/Analysis/Dominators.h"
  32 #include "llvm/Analysis/AliasAnalysis.h"
  33 #include "llvm/Analysis/MemoryDependenceAnalysis.h"
  34 #include "llvm/Support/CFG.h"
  35 #include "llvm/Support/Compiler.h"
  36 #include "llvm/Support/Debug.h"
  37 #include "llvm/Transforms/Utils/BasicBlockUtils.h"
  38 using namespace llvm;
  39
  40 STATISTIC(NumGVNInstr, "Number of instructions deleted");
  41 STATISTIC(NumGVNLoad, "Number of loads deleted");
  42 STATISTIC(NumGVNPRE, "Number of instructions PRE'd");
  43
  44 //===----------------------------------------------------------------------===//
  45 //                         ValueTable Class
  46 //===----------------------------------------------------------------------===//
  47
  48 /// This class holds the mapping between values and value numbers.  It is used
  49 /// as an efficient mechanism to determine the expression-wise equivalence of
  50 /// two values.
  51 namespace {
  52   struct VISIBILITY_HIDDEN Expression {
  53     enum ExpressionOpcode { ADD, SUB, MUL, UDIV, SDIV, FDIV, UREM, SREM,
  54                             FREM, SHL, LSHR, ASHR, AND, OR, XOR, ICMPEQ,
  55                             ICMPNE, ICMPUGT, ICMPUGE, ICMPULT, ICMPULE,
  56                             ICMPSGT, ICMPSGE, ICMPSLT, ICMPSLE, FCMPOEQ,
  57                             FCMPOGT, FCMPOGE, FCMPOLT, FCMPOLE, FCMPONE,
  58                             FCMPORD, FCMPUNO, FCMPUEQ, FCMPUGT, FCMPUGE,
  59                             FCMPULT, FCMPULE, FCMPUNE, EXTRACT, INSERT,
  60                             SHUFFLE, SELECT, TRUNC, ZEXT, SEXT, FPTOUI,
  61                             FPTOSI, UITOFP, SITOFP, FPTRUNC, FPEXT,
  62                             PTRTOINT, INTTOPTR, BITCAST, GEP, CALL, CONSTANT,
  63                             EMPTY, TOMBSTONE };
  64
  65     ExpressionOpcode opcode;
  66     const Type* type;
  67     uint32_t firstVN;
  68     uint32_t secondVN;
  69     uint32_t thirdVN;
  70     SmallVector<uint32_t, 4> varargs;
  71     Value* function;
  72
  73     Expression() { }
  74     Expression(ExpressionOpcode o) : opcode(o) { }
  75
  76     bool operator==(const Expression &other) const {
  77       if (opcode != other.opcode)
  78         return false;
  79       else if (opcode == EMPTY || opcode == TOMBSTONE)
  80         return true;
  81       else if (type != other.type)
  82         return false;
  83       else if (function != other.function)
  84         return false;
  85       else if (firstVN != other.firstVN)
  86         return false;
  87       else if (secondVN != other.secondVN)
  88         return false;
  89       else if (thirdVN != other.thirdVN)
  90         return false;
  91       else {
  92         if (varargs.size() != other.varargs.size())
  93           return false;
  94
  95         for (size_t i = 0; i < varargs.size(); ++i)
  96           if (varargs[i] != other.varargs[i])
  97             return false;
  98
  99         return true;
 100       }
 101     }
 102
 103     bool operator!=(const Expression &other) const {
 104       if (opcode != other.opcode)
 105         return true;
 106       else if (opcode == EMPTY || opcode == TOMBSTONE)
 107         return false;
 108       else if (type != other.type)
 109         return true;
 110       else if (function != other.function)
 111         return true;
 112       else if (firstVN != other.firstVN)
 113         return true;
 114       else if (secondVN != other.secondVN)
 115         return true;
 116       else if (thirdVN != other.thirdVN)
 117         return true;
 118       else {
 119         if (varargs.size() != other.varargs.size())
 120           return true;
 121
 122         for (size_t i = 0; i < varargs.size(); ++i)
 123           if (varargs[i] != other.varargs[i])
 124             return true;
 125
 126           return false;
 127       }
 128     }
 129   };
 130
 131   class VISIBILITY_HIDDEN ValueTable {
 132     private:
 133       DenseMap<Value*, uint32_t> valueNumbering;
 134       DenseMap<Expression, uint32_t> expressionNumbering;
 135       AliasAnalysis* AA;
 136       MemoryDependenceAnalysis* MD;
 137       DominatorTree* DT;
 138
 139       uint32_t nextValueNumber;
 140
 141       Expression::ExpressionOpcode getOpcode(BinaryOperator* BO);
 142       Expression::ExpressionOpcode getOpcode(CmpInst* C);
 143       Expression::ExpressionOpcode getOpcode(CastInst* C);
 144       Expression create_expression(BinaryOperator* BO);
 145       Expression create_expression(CmpInst* C);
 146       Expression create_expression(ShuffleVectorInst* V);
 147       Expression create_expression(ExtractElementInst* C);
 148       Expression create_expression(InsertElementInst* V);
 149       Expression create_expression(SelectInst* V);
 150       Expression create_expression(CastInst* C);
 151       Expression create_expression(GetElementPtrInst* G);
 152       Expression create_expression(CallInst* C);
 153       Expression create_expression(Constant* C);
 154     public:
 155       ValueTable() : nextValueNumber(1) { }
 156       uint32_t lookup_or_add(Value* V);
 157       uint32_t lookup(Value* V) const;
 158       void add(Value* V, uint32_t num);
 159       void clear();
 160       void erase(Value* v);
 161       unsigned size();
 162       void setAliasAnalysis(AliasAnalysis* A) { AA = A; }
 163       void setMemDep(MemoryDependenceAnalysis* M) { MD = M; }
 164       void setDomTree(DominatorTree* D) { DT = D; }
 165   };
 166 }
 167
 168 namespace llvm {
 169 template <> struct DenseMapInfo<Expression> {
 170   static inline Expression getEmptyKey() {
 171     return Expression(Expression::EMPTY);
 172   }
 173
 174   static inline Expression getTombstoneKey() {
 175     return Expression(Expression::TOMBSTONE);
 176   }
 177
 178   static unsigned getHashValue(const Expression e) {
 179     unsigned hash = e.opcode;
 180
 181     hash = e.firstVN + hash * 37;
 182     hash = e.secondVN + hash * 37;
 183     hash = e.thirdVN + hash * 37;
 184
 185     hash = ((unsigned)((uintptr_t)e.type >> 4) ^
 186             (unsigned)((uintptr_t)e.type >> 9)) +
 187            hash * 37;
 188
 189     for (SmallVector<uint32_t, 4>::const_iterator I = e.varargs.begin(),
 190          E = e.varargs.end(); I != E; ++I)
 191       hash = *I + hash * 37;
 192
 193     hash = ((unsigned)((uintptr_t)e.function >> 4) ^
 194             (unsigned)((uintptr_t)e.function >> 9)) +
 195            hash * 37;
 196
 197     return hash;
 198   }
 199   static bool isEqual(const Expression &LHS, const Expression &RHS) {
 200     return LHS == RHS;
 201   }
 202   static bool isPod() { return true; }
 203 };
 204 }
 205
 206 //===----------------------------------------------------------------------===//
 207 //                     ValueTable Internal Functions
 208 //===----------------------------------------------------------------------===//
 209 Expression::ExpressionOpcode ValueTable::getOpcode(BinaryOperator* BO) {
 210   switch(BO->getOpcode()) {
 211   default: // THIS SHOULD NEVER HAPPEN
 212     assert(0 && "Binary operator with unknown opcode?");
 213   case Instruction::Add:  return Expression::ADD;
 214   case Instruction::Sub:  return Expression::SUB;
 215   case Instruction::Mul:  return Expression::MUL;
 216   case Instruction::UDiv: return Expression::UDIV;
 217   case Instruction::SDiv: return Expression::SDIV;
 218   case Instruction::FDiv: return Expression::FDIV;
 219   case Instruction::URem: return Expression::UREM;
 220   case Instruction::SRem: return Expression::SREM;
 221   case Instruction::FRem: return Expression::FREM;
 222   case Instruction::Shl:  return Expression::SHL;
 223   case Instruction::LShr: return Expression::LSHR;
 224   case Instruction::AShr: return Expression::ASHR;
 225   case Instruction::And:  return Expression::AND;
 226   case Instruction::Or:   return Expression::OR;
 227   case Instruction::Xor:  return Expression::XOR;
 228   }
 229 }
 230
 231 Expression::ExpressionOpcode ValueTable::getOpcode(CmpInst* C) {
 232   if (isa<ICmpInst>(C) || isa<VICmpInst>(C)) {
 233     switch (C->getPredicate()) {
 234     default:  // THIS SHOULD NEVER HAPPEN
 235       assert(0 && "Comparison with unknown predicate?");
 236     case ICmpInst::ICMP_EQ:  return Expression::ICMPEQ;
 237     case ICmpInst::ICMP_NE:  return Expression::ICMPNE;
 238     case ICmpInst::ICMP_UGT: return Expression::ICMPUGT;
 239     case ICmpInst::ICMP_UGE: return Expression::ICMPUGE;
 240     case ICmpInst::ICMP_ULT: return Expression::ICMPULT;
 241     case ICmpInst::ICMP_ULE: return Expression::ICMPULE;
 242     case ICmpInst::ICMP_SGT: return Expression::ICMPSGT;
 243     case ICmpInst::ICMP_SGE: return Expression::ICMPSGE;
 244     case ICmpInst::ICMP_SLT: return Expression::ICMPSLT;
 245     case ICmpInst::ICMP_SLE: return Expression::ICMPSLE;
 246     }
 247   }
 248   assert((isa<FCmpInst>(C) || isa<VFCmpInst>(C)) && "Unknown compare");
 249   switch (C->getPredicate()) {
 250   default: // THIS SHOULD NEVER HAPPEN
 251     assert(0 && "Comparison with unknown predicate?");
 252   case FCmpInst::FCMP_OEQ: return Expression::FCMPOEQ;
 253   case FCmpInst::FCMP_OGT: return Expression::FCMPOGT;
 254   case FCmpInst::FCMP_OGE: return Expression::FCMPOGE;
 255   case FCmpInst::FCMP_OLT: return Expression::FCMPOLT;
 256   case FCmpInst::FCMP_OLE: return Expression::FCMPOLE;
 257   case FCmpInst::FCMP_ONE: return Expression::FCMPONE;
 258   case FCmpInst::FCMP_ORD: return Expression::FCMPORD;
 259   case FCmpInst::FCMP_UNO: return Expression::FCMPUNO;
 260   case FCmpInst::FCMP_UEQ: return Expression::FCMPUEQ;
 261   case FCmpInst::FCMP_UGT: return Expression::FCMPUGT;
 262   case FCmpInst::FCMP_UGE: return Expression::FCMPUGE;
 263   case FCmpInst::FCMP_ULT: return Expression::FCMPULT;
 264   case FCmpInst::FCMP_ULE: return Expression::FCMPULE;
 265   case FCmpInst::FCMP_UNE: return Expression::FCMPUNE;
 266   }
 267 }
 268
 269 Expression::ExpressionOpcode ValueTable::getOpcode(CastInst* C) {
 270   switch(C->getOpcode()) {
 271   default: // THIS SHOULD NEVER HAPPEN
 272     assert(0 && "Cast operator with unknown opcode?");
 273   case Instruction::Trunc:    return Expression::TRUNC;
 274   case Instruction::ZExt:     return Expression::ZEXT;
 275   case Instruction::SExt:     return Expression::SEXT;
 276   case Instruction::FPToUI:   return Expression::FPTOUI;
 277   case Instruction::FPToSI:   return Expression::FPTOSI;
 278   case Instruction::UIToFP:   return Expression::UITOFP;
 279   case Instruction::SIToFP:   return Expression::SITOFP;
 280   case Instruction::FPTrunc:  return Expression::FPTRUNC;
 281   case Instruction::FPExt:    return Expression::FPEXT;
 282   case Instruction::PtrToInt: return Expression::PTRTOINT;
 283   case Instruction::IntToPtr: return Expression::INTTOPTR;
 284   case Instruction::BitCast:  return Expression::BITCAST;
 285   }
 286 }
 287
 288 Expression ValueTable::create_expression(CallInst* C) {
 289   Expression e;
 290
 291   e.type = C->getType();
 292   e.firstVN = 0;
 293   e.secondVN = 0;
 294   e.thirdVN = 0;
 295   e.function = C->getCalledFunction();
 296   e.opcode = Expression::CALL;
 297
 298   for (CallInst::op_iterator I = C->op_begin()+1, E = C->op_end();
 299        I != E; ++I)
 300     e.varargs.push_back(lookup_or_add(*I));
 301
 302   return e;
 303 }
 304
 305 Expression ValueTable::create_expression(BinaryOperator* BO) {
 306   Expression e;
 307
 308   e.firstVN = lookup_or_add(BO->getOperand(0));
 309   e.secondVN = lookup_or_add(BO->getOperand(1));
 310   e.thirdVN = 0;
 311   e.function = 0;
 312   e.type = BO->getType();
 313   e.opcode = getOpcode(BO);
 314
 315   return e;
 316 }
 317
 318 Expression ValueTable::create_expression(CmpInst* C) {
 319   Expression e;
 320
 321   e.firstVN = lookup_or_add(C->getOperand(0));
 322   e.secondVN = lookup_or_add(C->getOperand(1));
 323   e.thirdVN = 0;
 324   e.function = 0;
 325   e.type = C->getType();
 326   e.opcode = getOpcode(C);
 327
 328   return e;
 329 }
 330
 331 Expression ValueTable::create_expression(CastInst* C) {
 332   Expression e;
 333
 334   e.firstVN = lookup_or_add(C->getOperand(0));
 335   e.secondVN = 0;
 336   e.thirdVN = 0;
 337   e.function = 0;
 338   e.type = C->getType();
 339   e.opcode = getOpcode(C);
 340
 341   return e;
 342 }
 343
 344 Expression ValueTable::create_expression(ShuffleVectorInst* S) {
 345   Expression e;
 346
 347   e.firstVN = lookup_or_add(S->getOperand(0));
 348   e.secondVN = lookup_or_add(S->getOperand(1));
 349   e.thirdVN = lookup_or_add(S->getOperand(2));
 350   e.function = 0;
 351   e.type = S->getType();
 352   e.opcode = Expression::SHUFFLE;
 353
 354   return e;
 355 }
 356
 357 Expression ValueTable::create_expression(ExtractElementInst* E) {
 358   Expression e;
 359
 360   e.firstVN = lookup_or_add(E->getOperand(0));
 361   e.secondVN = lookup_or_add(E->getOperand(1));
 362   e.thirdVN = 0;
 363   e.function = 0;
 364   e.type = E->getType();
 365   e.opcode = Expression::EXTRACT;
 366
 367   return e;
 368 }
 369
 370 Expression ValueTable::create_expression(InsertElementInst* I) {
 371   Expression e;
 372
 373   e.firstVN = lookup_or_add(I->getOperand(0));
 374   e.secondVN = lookup_or_add(I->getOperand(1));
 375   e.thirdVN = lookup_or_add(I->getOperand(2));
 376   e.function = 0;
 377   e.type = I->getType();
 378   e.opcode = Expression::INSERT;
 379
 380   return e;
 381 }
 382
 383 Expression ValueTable::create_expression(SelectInst* I) {
 384   Expression e;
 385
 386   e.firstVN = lookup_or_add(I->getCondition());
 387   e.secondVN = lookup_or_add(I->getTrueValue());
 388   e.thirdVN = lookup_or_add(I->getFalseValue());
 389   e.function = 0;
 390   e.type = I->getType();
 391   e.opcode = Expression::SELECT;
 392
 393   return e;
 394 }
 395
 396 Expression ValueTable::create_expression(GetElementPtrInst* G) {
 397   Expression e;
 398
 399   e.firstVN = lookup_or_add(G->getPointerOperand());
 400   e.secondVN = 0;
 401   e.thirdVN = 0;
 402   e.function = 0;
 403   e.type = G->getType();
 404   e.opcode = Expression::GEP;
 405
 406   for (GetElementPtrInst::op_iterator I = G->idx_begin(), E = G->idx_end();
 407        I != E; ++I)
 408     e.varargs.push_back(lookup_or_add(*I));
 409
 410   return e;
 411 }
 412
 413 //===----------------------------------------------------------------------===//
 414 //                     ValueTable External Functions
 415 //===----------------------------------------------------------------------===//
 416
 417 /// add - Insert a value into the table with a specified value number.
 418 void ValueTable::add(Value* V, uint32_t num) {
 419   valueNumbering.insert(std::make_pair(V, num));
 420 }
 421
 422 /// lookup_or_add - Returns the value number for the specified value, assigning
 423 /// it a new number if it did not have one before.
 424 uint32_t ValueTable::lookup_or_add(Value* V) {
 425   DenseMap<Value*, uint32_t>::iterator VI = valueNumbering.find(V);
 426   if (VI != valueNumbering.end())
 427     return VI->second;
 428
 429   if (CallInst* C = dyn_cast<CallInst>(V)) {
 430     if (AA->doesNotAccessMemory(C)) {
 431       Expression e = create_expression(C);
 432
 433       DenseMap<Expression, uint32_t>::iterator EI = expressionNumbering.find(e);
 434       if (EI != expressionNumbering.end()) {
 435         valueNumbering.insert(std::make_pair(V, EI->second));
 436         return EI->second;
 437       } else {
 438         expressionNumbering.insert(std::make_pair(e, nextValueNumber));
 439         valueNumbering.insert(std::make_pair(V, nextValueNumber));
 440
 441         return nextValueNumber++;
 442       }
 443     } else if (AA->onlyReadsMemory(C)) {
 444       Expression e = create_expression(C);
 445
 446       if (expressionNumbering.find(e) == expressionNumbering.end()) {
 447         expressionNumbering.insert(std::make_pair(e, nextValueNumber));
 448         valueNumbering.insert(std::make_pair(V, nextValueNumber));
 449         return nextValueNumber++;
 450       }
 451
 452       Instruction* local_dep = MD->getDependency(C);
 453
 454       if (local_dep == MemoryDependenceAnalysis::None) {
 455         valueNumbering.insert(std::make_pair(V, nextValueNumber));
 456         return nextValueNumber++;
 457       } else if (local_dep != MemoryDependenceAnalysis::NonLocal) {
 458         if (!isa<CallInst>(local_dep)) {
 459           valueNumbering.insert(std::make_pair(V, nextValueNumber));
 460           return nextValueNumber++;
 461         }
 462
 463         CallInst* local_cdep = cast<CallInst>(local_dep);
 464
 465         if (local_cdep->getCalledFunction() != C->getCalledFunction() ||
 466             local_cdep->getNumOperands() != C->getNumOperands()) {
 467           valueNumbering.insert(std::make_pair(V, nextValueNumber));
 468           return nextValueNumber++;
 469         } else if (!C->getCalledFunction()) {
 470           valueNumbering.insert(std::make_pair(V, nextValueNumber));
 471           return nextValueNumber++;
 472         } else {
 473           for (unsigned i = 1; i < C->getNumOperands(); ++i) {
 474             uint32_t c_vn = lookup_or_add(C->getOperand(i));
 475             uint32_t cd_vn = lookup_or_add(local_cdep->getOperand(i));
 476             if (c_vn != cd_vn) {
 477               valueNumbering.insert(std::make_pair(V, nextValueNumber));
 478               return nextValueNumber++;
 479             }
 480           }
 481
 482           uint32_t v = lookup_or_add(local_cdep);
 483           valueNumbering.insert(std::make_pair(V, v));
 484           return v;
 485         }
 486       }
 487
 488
 489       DenseMap<BasicBlock*, Value*> deps;
 490       MD->getNonLocalDependency(C, deps);
 491       CallInst* cdep = 0;
 492
 493       for (DenseMap<BasicBlock*, Value*>::iterator I = deps.begin(),
 494            E = deps.end(); I != E; ++I) {
 495         if (I->second == MemoryDependenceAnalysis::None) {
 496           valueNumbering.insert(std::make_pair(V, nextValueNumber));
 497
 498           return nextValueNumber++;
 499         } else if (I->second != MemoryDependenceAnalysis::NonLocal) {
 500           if (DT->properlyDominates(I->first, C->getParent())) {
 501             if (CallInst* CD = dyn_cast<CallInst>(I->second))
 502               cdep = CD;
 503             else {
 504               valueNumbering.insert(std::make_pair(V, nextValueNumber));
 505               return nextValueNumber++;
 506             }
 507           } else {
 508             valueNumbering.insert(std::make_pair(V, nextValueNumber));
 509             return nextValueNumber++;
 510           }
 511         }
 512       }
 513
 514       if (!cdep) {
 515         valueNumbering.insert(std::make_pair(V, nextValueNumber));
 516         return nextValueNumber++;
 517       }
 518
 519       if (cdep->getCalledFunction() != C->getCalledFunction() ||
 520           cdep->getNumOperands() != C->getNumOperands()) {
 521         valueNumbering.insert(std::make_pair(V, nextValueNumber));
 522         return nextValueNumber++;
 523       } else if (!C->getCalledFunction()) {
 524         valueNumbering.insert(std::make_pair(V, nextValueNumber));
 525         return nextValueNumber++;
 526       } else {
 527         for (unsigned i = 1; i < C->getNumOperands(); ++i) {
 528           uint32_t c_vn = lookup_or_add(C->getOperand(i));
 529           uint32_t cd_vn = lookup_or_add(cdep->getOperand(i));
 530           if (c_vn != cd_vn) {
 531             valueNumbering.insert(std::make_pair(V, nextValueNumber));
 532             return nextValueNumber++;
 533           }
 534         }
 535
 536         uint32_t v = lookup_or_add(cdep);
 537         valueNumbering.insert(std::make_pair(V, v));
 538         return v;
 539       }
 540
 541     } else {
 542       valueNumbering.insert(std::make_pair(V, nextValueNumber));
 543       return nextValueNumber++;
 544     }
 545   } else if (BinaryOperator* BO = dyn_cast<BinaryOperator>(V)) {
 546     Expression e = create_expression(BO);
 547
 548     DenseMap<Expression, uint32_t>::iterator EI = expressionNumbering.find(e);
 549     if (EI != expressionNumbering.end()) {
 550       valueNumbering.insert(std::make_pair(V, EI->second));
 551       return EI->second;
 552     } else {
 553       expressionNumbering.insert(std::make_pair(e, nextValueNumber));
 554       valueNumbering.insert(std::make_pair(V, nextValueNumber));
 555
 556       return nextValueNumber++;
 557     }
 558   } else if (CmpInst* C = dyn_cast<CmpInst>(V)) {
 559     Expression e = create_expression(C);
 560
 561     DenseMap<Expression, uint32_t>::iterator EI = expressionNumbering.find(e);
 562     if (EI != expressionNumbering.end()) {
 563       valueNumbering.insert(std::make_pair(V, EI->second));
 564       return EI->second;
 565     } else {
 566       expressionNumbering.insert(std::make_pair(e, nextValueNumber));
 567       valueNumbering.insert(std::make_pair(V, nextValueNumber));
 568
 569       return nextValueNumber++;
 570     }
 571   } else if (ShuffleVectorInst* U = dyn_cast<ShuffleVectorInst>(V)) {
 572     Expression e = create_expression(U);
 573
 574     DenseMap<Expression, uint32_t>::iterator EI = expressionNumbering.find(e);
 575     if (EI != expressionNumbering.end()) {
 576       valueNumbering.insert(std::make_pair(V, EI->second));
 577       return EI->second;
 578     } else {
 579       expressionNumbering.insert(std::make_pair(e, nextValueNumber));
 580       valueNumbering.insert(std::make_pair(V, nextValueNumber));
 581
 582       return nextValueNumber++;
 583     }
 584   } else if (ExtractElementInst* U = dyn_cast<ExtractElementInst>(V)) {
 585     Expression e = create_expression(U);
 586
 587     DenseMap<Expression, uint32_t>::iterator EI = expressionNumbering.find(e);
 588     if (EI != expressionNumbering.end()) {
 589       valueNumbering.insert(std::make_pair(V, EI->second));
 590       return EI->second;
 591     } else {
 592       expressionNumbering.insert(std::make_pair(e, nextValueNumber));
 593       valueNumbering.insert(std::make_pair(V, nextValueNumber));
 594
 595       return nextValueNumber++;
 596     }
 597   } else if (InsertElementInst* U = dyn_cast<InsertElementInst>(V)) {
 598     Expression e = create_expression(U);
 599
 600     DenseMap<Expression, uint32_t>::iterator EI = expressionNumbering.find(e);
 601     if (EI != expressionNumbering.end()) {
 602       valueNumbering.insert(std::make_pair(V, EI->second));
 603       return EI->second;
 604     } else {
 605       expressionNumbering.insert(std::make_pair(e, nextValueNumber));
 606       valueNumbering.insert(std::make_pair(V, nextValueNumber));
 607
 608       return nextValueNumber++;
 609     }
 610   } else if (SelectInst* U = dyn_cast<SelectInst>(V)) {
 611     Expression e = create_expression(U);
 612
 613     DenseMap<Expression, uint32_t>::iterator EI = expressionNumbering.find(e);
 614     if (EI != expressionNumbering.end()) {
 615       valueNumbering.insert(std::make_pair(V, EI->second));
 616       return EI->second;
 617     } else {
 618       expressionNumbering.insert(std::make_pair(e, nextValueNumber));
 619       valueNumbering.insert(std::make_pair(V, nextValueNumber));
 620
 621       return nextValueNumber++;
 622     }
 623   } else if (CastInst* U = dyn_cast<CastInst>(V)) {
 624     Expression e = create_expression(U);
 625
 626     DenseMap<Expression, uint32_t>::iterator EI = expressionNumbering.find(e);
 627     if (EI != expressionNumbering.end()) {
 628       valueNumbering.insert(std::make_pair(V, EI->second));
 629       return EI->second;
 630     } else {
 631       expressionNumbering.insert(std::make_pair(e, nextValueNumber));
 632       valueNumbering.insert(std::make_pair(V, nextValueNumber));
 633
 634       return nextValueNumber++;
 635     }
 636   } else if (GetElementPtrInst* U = dyn_cast<GetElementPtrInst>(V)) {
 637     Expression e = create_expression(U);
 638
 639     DenseMap<Expression, uint32_t>::iterator EI = expressionNumbering.find(e);
 640     if (EI != expressionNumbering.end()) {
 641       valueNumbering.insert(std::make_pair(V, EI->second));
 642       return EI->second;
 643     } else {
 644       expressionNumbering.insert(std::make_pair(e, nextValueNumber));
 645       valueNumbering.insert(std::make_pair(V, nextValueNumber));
 646
 647       return nextValueNumber++;
 648     }
 649   } else {
 650     valueNumbering.insert(std::make_pair(V, nextValueNumber));
 651     return nextValueNumber++;
 652   }
 653 }
 654
 655 /// lookup - Returns the value number of the specified value. Fails if
 656 /// the value has not yet been numbered.
 657 uint32_t ValueTable::lookup(Value* V) const {
 658   DenseMap<Value*, uint32_t>::iterator VI = valueNumbering.find(V);
 659   assert(VI != valueNumbering.end() && "Value not numbered?");
 660   return VI->second;
 661 }
 662
 663 /// clear - Remove all entries from the ValueTable
 664 void ValueTable::clear() {
 665   valueNumbering.clear();
 666   expressionNumbering.clear();
 667   nextValueNumber = 1;
 668 }
 669
 670 /// erase - Remove a value from the value numbering
 671 void ValueTable::erase(Value* V) {
 672   valueNumbering.erase(V);
 673 }
 674
 675 //===----------------------------------------------------------------------===//
 676 //                         GVN Pass
 677 //===----------------------------------------------------------------------===//
 678
 679 namespace llvm {
 680   template<> struct DenseMapInfo<uint32_t> {
 681     static inline uint32_t getEmptyKey() { return ~0; }
 682     static inline uint32_t getTombstoneKey() { return ~0 - 1; }
 683     static unsigned getHashValue(const uint32_t& Val) { return Val * 37; }
 684     static bool isPod() { return true; }
 685     static bool isEqual(const uint32_t& LHS, const uint32_t& RHS) {
 686       return LHS == RHS;
 687     }
 688   };
 689 }
 690
 691 namespace {
 692
 693   class VISIBILITY_HIDDEN GVN : public FunctionPass {
 694     bool runOnFunction(Function &F);
 695   public:
 696     static char ID; // Pass identification, replacement for typeid
 697     GVN() : FunctionPass((intptr_t)&ID) { }
 698
 699   private:
 700     ValueTable VN;
 701     DenseMap<BasicBlock*, DenseMap<uint32_t, Value*> > localAvail;
 702
 703     typedef DenseMap<Value*, SmallPtrSet<Instruction*, 4> > PhiMapType;
 704     PhiMapType phiMap;
 705
 706
 707     // This transformation requires dominator postdominator info
 708     virtual void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
 709       AU.setPreservesCFG();
 710       AU.addRequired<DominatorTree>();
 711       AU.addRequired<MemoryDependenceAnalysis>();
 712       AU.addRequired<AliasAnalysis>();
 713       AU.addPreserved<AliasAnalysis>();
 714       AU.addPreserved<MemoryDependenceAnalysis>();
 715     }
 716
 717     // Helper fuctions
 718     // FIXME: eliminate or document these better
 719     bool processLoad(LoadInst* L,
 720                      DenseMap<Value*, LoadInst*> &lastLoad,
 721                      SmallVectorImpl<Instruction*> &toErase);
 722     bool processInstruction(Instruction* I,
 723                             DenseMap<Value*, LoadInst*>& lastSeenLoad,
 724                             SmallVectorImpl<Instruction*> &toErase);
 725     bool processNonLocalLoad(LoadInst* L,
 726                              SmallVectorImpl<Instruction*> &toErase);
 727     bool processBlock(DomTreeNode* DTN);
 728     Value *GetValueForBlock(BasicBlock *BB, LoadInst* orig,
 729                             DenseMap<BasicBlock*, Value*> &Phis,
 730                             bool top_level = false);
 731     void dump(DenseMap<uint32_t, Value*>& d);
 732     bool iterateOnFunction(Function &F);
 733     Value* CollapsePhi(PHINode* p);
 734     bool isSafeReplacement(PHINode* p, Instruction* inst);
 735     bool performPRE(Function& F);
 736   };
 737
 738   char GVN::ID = 0;
 739 }
 740
 741 // createGVNPass - The public interface to this file...
 742 FunctionPass *llvm::createGVNPass() { return new GVN(); }
 743
 744 static RegisterPass<GVN> X("gvn",
 745                            "Global Value Numbering");
 746
 747 void GVN::dump(DenseMap<uint32_t, Value*>& d) {
 748   printf("{\n");
 749   for (DenseMap<uint32_t, Value*>::iterator I = d.begin(),
 750        E = d.end(); I != E; ++I) {
 751       printf("%d\n", I->first);
 752       I->second->dump();
 753   }
 754   printf("}\n");
 755 }
 756
 757 Value* GVN::CollapsePhi(PHINode* p) {
 758   DominatorTree &DT = getAnalysis<DominatorTree>();
 759   Value* constVal = p->hasConstantValue();
 760
 761   if (!constVal) return 0;
 762
 763   Instruction* inst = dyn_cast<Instruction>(constVal);
 764   if (!inst)
 765     return constVal;
 766
 767   if (DT.dominates(inst, p))
 768     if (isSafeReplacement(p, inst))
 769       return inst;
 770   return 0;
 771 }
 772
 773 bool GVN::isSafeReplacement(PHINode* p, Instruction* inst) {
 774   if (!isa<PHINode>(inst))
 775     return true;
 776
 777   for (Instruction::use_iterator UI = p->use_begin(), E = p->use_end();
 778        UI != E; ++UI)
 779     if (PHINode* use_phi = dyn_cast<PHINode>(UI))
 780       if (use_phi->getParent() == inst->getParent())
 781         return false;
 782
 783   return true;
 784 }
 785
 786 /// GetValueForBlock - Get the value to use within the specified basic block.
 787 /// available values are in Phis.
 788 Value *GVN::GetValueForBlock(BasicBlock *BB, LoadInst* orig,
 789                              DenseMap<BasicBlock*, Value*> &Phis,
 790                              bool top_level) {
 791
 792   // If we have already computed this value, return the previously computed val.
 793   DenseMap<BasicBlock*, Value*>::iterator V = Phis.find(BB);
 794   if (V != Phis.end() && !top_level) return V->second;
 795
 796   BasicBlock* singlePred = BB->getSinglePredecessor();
 797   if (singlePred) {
 798     Value *ret = GetValueForBlock(singlePred, orig, Phis);
 799     Phis[BB] = ret;
 800     return ret;
 801   }
 802
 803   // Otherwise, the idom is the loop, so we need to insert a PHI node.  Do so
 804   // now, then get values to fill in the incoming values for the PHI.
 805   PHINode *PN = PHINode::Create(orig->getType(), orig->getName()+".rle",
 806                                 BB->begin());
 807   PN->reserveOperandSpace(std::distance(pred_begin(BB), pred_end(BB)));
 808
 809   if (Phis.count(BB) == 0)
 810     Phis.insert(std::make_pair(BB, PN));
 811
 812   // Fill in the incoming values for the block.
 813   for (pred_iterator PI = pred_begin(BB), E = pred_end(BB); PI != E; ++PI) {
 814     Value* val = GetValueForBlock(*PI, orig, Phis);
 815     PN->addIncoming(val, *PI);
 816   }
 817
 818   AliasAnalysis& AA = getAnalysis<AliasAnalysis>();
 819   AA.copyValue(orig, PN);
 820
 821   // Attempt to collapse PHI nodes that are trivially redundant
 822   Value* v = CollapsePhi(PN);
 823   if (!v) {
 824     // Cache our phi construction results
 825     phiMap[orig->getPointerOperand()].insert(PN);
 826     return PN;
 827   }
 828
 829   MemoryDependenceAnalysis& MD = getAnalysis<MemoryDependenceAnalysis>();
 830
 831   MD.removeInstruction(PN);
 832   PN->replaceAllUsesWith(v);
 833
 834   for (DenseMap<BasicBlock*, Value*>::iterator I = Phis.begin(),
 835        E = Phis.end(); I != E; ++I)
 836     if (I->second == PN)
 837       I->second = v;
 838
 839   PN->eraseFromParent();
 840
 841   Phis[BB] = v;
 842   return v;
 843 }
 844
 845 /// processNonLocalLoad - Attempt to eliminate a load whose dependencies are
 846 /// non-local by performing PHI construction.
 847 bool GVN::processNonLocalLoad(LoadInst* L,
 848                               SmallVectorImpl<Instruction*> &toErase) {
 849   MemoryDependenceAnalysis& MD = getAnalysis<MemoryDependenceAnalysis>();
 850
 851   // Find the non-local dependencies of the load
 852   DenseMap<BasicBlock*, Value*> deps;
 853   MD.getNonLocalDependency(L, deps);
 854
 855   DenseMap<BasicBlock*, Value*> repl;
 856
 857   // Filter out useless results (non-locals, etc)
 858   for (DenseMap<BasicBlock*, Value*>::iterator I = deps.begin(), E = deps.end();
 859        I != E; ++I) {
 860     if (I->second == MemoryDependenceAnalysis::None)
 861       return false;
 862
 863     if (I->second == MemoryDependenceAnalysis::NonLocal)
 864       continue;
 865
 866     if (StoreInst* S = dyn_cast<StoreInst>(I->second)) {
 867       if (S->getPointerOperand() != L->getPointerOperand())
 868         return false;
 869       repl[I->first] = S->getOperand(0);
 870     } else if (LoadInst* LD = dyn_cast<LoadInst>(I->second)) {
 871       if (LD->getPointerOperand() != L->getPointerOperand())
 872         return false;
 873       repl[I->first] = LD;
 874     } else {
 875       return false;
 876     }
 877   }
 878
 879   // Use cached PHI construction information from previous runs
 880   SmallPtrSet<Instruction*, 4>& p = phiMap[L->getPointerOperand()];
 881   for (SmallPtrSet<Instruction*, 4>::iterator I = p.begin(), E = p.end();
 882        I != E; ++I) {
 883     if ((*I)->getParent() == L->getParent()) {
 884       MD.removeInstruction(L);
 885       L->replaceAllUsesWith(*I);
 886       toErase.push_back(L);
 887       NumGVNLoad++;
 888       return true;
 889     }
 890
 891     repl.insert(std::make_pair((*I)->getParent(), *I));
 892   }
 893
 894   // Perform PHI construction
 895   SmallPtrSet<BasicBlock*, 4> visited;
 896   Value* v = GetValueForBlock(L->getParent(), L, repl, true);
 897
 898   MD.removeInstruction(L);
 899   L->replaceAllUsesWith(v);
 900   toErase.push_back(L);
 901   NumGVNLoad++;
 902
 903   return true;
 904 }
 905
 906 /// processLoad - Attempt to eliminate a load, first by eliminating it
 907 /// locally, and then attempting non-local elimination if that fails.
 908 bool GVN::processLoad(LoadInst *L, DenseMap<Value*, LoadInst*> &lastLoad,
 909                       SmallVectorImpl<Instruction*> &toErase) {
 910   if (L->isVolatile()) {
 911     lastLoad[L->getPointerOperand()] = L;
 912     return false;
 913   }
 914
 915   Value* pointer = L->getPointerOperand();
 916   LoadInst*& last = lastLoad[pointer];
 917
 918   // ... to a pointer that has been loaded from before...
 919   MemoryDependenceAnalysis& MD = getAnalysis<MemoryDependenceAnalysis>();
 920   bool removedNonLocal = false;
 921   Instruction* dep = MD.getDependency(L);
 922   if (dep == MemoryDependenceAnalysis::NonLocal &&
 923       L->getParent() != &L->getParent()->getParent()->getEntryBlock()) {
 924     removedNonLocal = processNonLocalLoad(L, toErase);
 925
 926     if (!removedNonLocal)
 927       last = L;
 928
 929     return removedNonLocal;
 930   }
 931
 932
 933   bool deletedLoad = false;
 934
 935   // Walk up the dependency chain until we either find
 936   // a dependency we can use, or we can't walk any further
 937   while (dep != MemoryDependenceAnalysis::None &&
 938          dep != MemoryDependenceAnalysis::NonLocal &&
 939          (isa<LoadInst>(dep) || isa<StoreInst>(dep))) {
 940     // ... that depends on a store ...
 941     if (StoreInst* S = dyn_cast<StoreInst>(dep)) {
 942       if (S->getPointerOperand() == pointer) {
 943         // Remove it!
 944         MD.removeInstruction(L);
 945
 946         L->replaceAllUsesWith(S->getOperand(0));
 947         toErase.push_back(L);
 948         deletedLoad = true;
 949         NumGVNLoad++;
 950       }
 951
 952       // Whether we removed it or not, we can't
 953       // go any further
 954       break;
 955     } else if (!last) {
 956       // If we don't depend on a store, and we haven't
 957       // been loaded before, bail.
 958       break;
 959     } else if (dep == last) {
 960       // Remove it!
 961       MD.removeInstruction(L);
 962
 963       L->replaceAllUsesWith(last);
 964       toErase.push_back(L);
 965       deletedLoad = true;
 966       NumGVNLoad++;
 967
 968       break;
 969     } else {
 970       dep = MD.getDependency(L, dep);
 971     }
 972   }
 973
 974   if (dep != MemoryDependenceAnalysis::None &&
 975       dep != MemoryDependenceAnalysis::NonLocal &&
 976       isa<AllocationInst>(dep)) {
 977     // Check that this load is actually from the
 978     // allocation we found
 979     Value* v = L->getOperand(0);
 980     while (true) {
 981       if (BitCastInst *BC = dyn_cast<BitCastInst>(v))
 982         v = BC->getOperand(0);
 983       else if (GetElementPtrInst *GEP = dyn_cast<GetElementPtrInst>(v))
 984         v = GEP->getOperand(0);
 985       else
 986         break;
 987     }
 988     if (v == dep) {
 989       // If this load depends directly on an allocation, there isn't
 990       // anything stored there; therefore, we can optimize this load
 991       // to undef.
 992       MD.removeInstruction(L);
 993
 994       L->replaceAllUsesWith(UndefValue::get(L->getType()));
 995       toErase.push_back(L);
 996       deletedLoad = true;
 997       NumGVNLoad++;
 998     }
 999   }
1000
1001   if (!deletedLoad)
1002     last = L;
1003
1004   return deletedLoad;
1005 }
1006
1007 /// processInstruction - When calculating availability, handle an instruction
1008 /// by inserting it into the appropriate sets
1009 bool GVN::processInstruction(Instruction *I,
1010                              DenseMap<Value*, LoadInst*> &lastSeenLoad,
1011                              SmallVectorImpl<Instruction*> &toErase) {
1012   if (LoadInst* L = dyn_cast<LoadInst>(I)) {
1013     bool changed = processLoad(L, lastSeenLoad, toErase);
1014
1015     if (!changed) {
1016       unsigned num = VN.lookup_or_add(L);
1017       localAvail[I->getParent()].insert(std::make_pair(num, L));
1018     }
1019
1020     return changed;
1021   }
1022
1023   unsigned num = VN.lookup_or_add(I);
1024
1025   // Allocations are always uniquely numbered, so we can save time and memory
1026   // by fast failing them.
1027   if (isa<AllocationInst>(I)) {
1028     localAvail[I->getParent()].insert(std::make_pair(num, I));
1029     return false;
1030   }
1031
1032   // Collapse PHI nodes
1033   if (PHINode* p = dyn_cast<PHINode>(I)) {
1034     Value* constVal = CollapsePhi(p);
1035
1036     if (constVal) {
1037       for (PhiMapType::iterator PI = phiMap.begin(), PE = phiMap.end();
1038            PI != PE; ++PI)
1039         if (PI->second.count(p))
1040           PI->second.erase(p);
1041
1042       p->replaceAllUsesWith(constVal);
1043       toErase.push_back(p);
1044     } else {
1045       localAvail[I->getParent()].insert(std::make_pair(num, I));
1046     }
1047   // Perform value-number based elimination
1048   } else if (localAvail[I->getParent()].count(num)) {
1049     Value* repl = localAvail[I->getParent()][num];
1050
1051     // Remove it!
1052     MemoryDependenceAnalysis& MD = getAnalysis<MemoryDependenceAnalysis>();
1053     MD.removeInstruction(I);
1054
1055     VN.erase(I);
1056     I->replaceAllUsesWith(repl);
1057     toErase.push_back(I);
1058     return true;
1059   } else if (!I->isTerminator()) {
1060     localAvail[I->getParent()].insert(std::make_pair(num, I));
1061   }
1062
1063   return false;
1064 }
1065
1066 // GVN::runOnFunction - This is the main transformation entry point for a
1067 // function.
1068 //
1069 bool GVN::runOnFunction(Function& F) {
1070   VN.setAliasAnalysis(&getAnalysis<AliasAnalysis>());
1071   VN.setMemDep(&getAnalysis<MemoryDependenceAnalysis>());
1072   VN.setDomTree(&getAnalysis<DominatorTree>());
1073
1074   bool changed = false;
1075   bool shouldContinue = true;
1076
1077   while (shouldContinue) {
1078     shouldContinue = iterateOnFunction(F);
1079     changed |= shouldContinue;
1080   }
1081
1082   return changed;
1083 }
1084
1085
1086 bool GVN::processBlock(DomTreeNode* DTN) {
1087   BasicBlock* BB = DTN->getBlock();
1088
1089   SmallVector<Instruction*, 8> toErase;
1090   DenseMap<Value*, LoadInst*> lastSeenLoad;
1091   bool changed_function = false;
1092
1093   if (DTN->getIDom())
1094     localAvail.insert(std::make_pair(BB,
1095                       localAvail[DTN->getIDom()->getBlock()]));
1096
1097   for (BasicBlock::iterator BI = BB->begin(), BE = BB->end();
1098        BI != BE;) {
1099     changed_function |= processInstruction(BI, lastSeenLoad, toErase);
1100     if (toErase.empty()) {
1101       ++BI;
1102       continue;
1103     }
1104
1105     // If we need some instructions deleted, do it now.
1106     NumGVNInstr += toErase.size();
1107
1108     // Avoid iterator invalidation.
1109     bool AtStart = BI == BB->begin();
1110     if (!AtStart)
1111       --BI;
1112
1113     for (SmallVector<Instruction*, 4>::iterator I = toErase.begin(),
1114          E = toErase.end(); I != E; ++I)
1115       (*I)->eraseFromParent();
1116
1117     if (AtStart)
1118       BI = BB->begin();
1119     else
1120       ++BI;
1121
1122     toErase.clear();
1123   }
1124
1125   return changed_function;
1126 }
1127
1128 /// performPRE - Perform a purely local form of PRE that looks for diamond
1129 /// control flow patterns and attempts to perform simple PRE at the join point.
1130 bool GVN::performPRE(Function& F) {
1131   bool changed = false;
1132   SmallVector<std::pair<TerminatorInst*, unsigned>, 4> toSplit;
1133   for (df_iterator<BasicBlock*> DI = df_begin(&F.getEntryBlock()),
1134        DE = df_end(&F.getEntryBlock()); DI != DE; ++DI) {
1135     BasicBlock* CurrentBlock = *DI;
1136
1137     // Nothing to PRE in the entry block.
1138     if (CurrentBlock == &F.getEntryBlock()) continue;
1139
1140     for (BasicBlock::iterator BI = CurrentBlock->begin(),
1141          BE = CurrentBlock->end(); BI != BE; ) {
1142       if (isa<AllocaInst>(BI) || isa<TerminatorInst>(BI) ||
1143           isa<LoadInst>(BI) || isa<StoreInst>(BI) ||
1144           isa<CallInst>(BI) || isa<PHINode>(BI)) {
1145         BI++;
1146         continue;
1147       }
1148
1149       uint32_t valno = VN.lookup(BI);
1150
1151       // Look for the predecessors for PRE opportunities.  We're
1152       // only trying to solve the basic diamond case, where
1153       // a value is computed in the successor and one predecessor,
1154       // but not the other.  We also explicitly disallow cases
1155       // where the successor is its own predecessor, because they're
1156       // more complicated to get right.
1157       unsigned numWith = 0;
1158       unsigned numWithout = 0;
1159       BasicBlock* PREPred = 0;
1160       for (pred_iterator PI = pred_begin(CurrentBlock),
1161            PE = pred_end(CurrentBlock); PI != PE; ++PI) {
1162         // We're not interested in PRE where the block is its
1163         // own predecessor.
1164         if (*PI == CurrentBlock)
1165           numWithout = 2;
1166
1167         if (!localAvail[*PI].count(valno)) {
1168           PREPred = *PI;
1169           numWithout++;
1170         } else if (localAvail[*PI][valno] == BI) {
1171           numWithout = 2;
1172         } else {
1173           numWith++;
1174         }
1175       }
1176
1177       // Don't do PRE when it might increase code size, i.e. when
1178       // we would need to insert instructions in more than one pred.
1179       if (numWithout != 1 || numWith == 0) {
1180         BI++;
1181         continue;
1182       }
1183
1184       // We can't do PRE safely on a critical edge, so instead we schedule
1185       // the edge to be split and perform the PRE the next time we iterate
1186       // on the function.
1187       unsigned succNum = 0;
1188       for (unsigned i = 0, e = PREPred->getTerminator()->getNumSuccessors();
1189            i != e; ++i)
1190         if (PREPred->getTerminator()->getSuccessor(i) == PREPred) {
1191           succNum = i;
1192           break;
1193         }
1194
1195       if (isCriticalEdge(PREPred->getTerminator(), succNum)) {
1196         toSplit.push_back(std::make_pair(PREPred->getTerminator(), succNum));
1197         changed = true;
1198         BI++;
1199         continue;
1200       }
1201
1202       // Instantiate the expression the in predecessor that lacked it.
1203       // Because we are going top-down through the block, all value numbers
1204       // will be available in the predecessor by the time we need them.  Any
1205       // that weren't original present will have been instantiated earlier
1206       // in this loop.
1207       Instruction* PREInstr = BI->clone();
1208       bool success = true;
1209       for (unsigned i = 0; i < BI->getNumOperands(); ++i) {
1210         Value* op = BI->getOperand(i);
1211         if (isa<Argument>(op) || isa<Constant>(op) || isa<GlobalValue>(op))
1212           PREInstr->setOperand(i, op);
1213         else if (!localAvail[PREPred].count(VN.lookup(op))) {
1214           success = false;
1215           break;
1216         } else
1217           PREInstr->setOperand(i, localAvail[PREPred][VN.lookup(op)]);
1218       }
1219
1220       // Fail out if we encounter an operand that is not available in
1221       // the PRE predecessor.  This is typically because of loads which
1222       // are not value numbered precisely.
1223       if (!success) {
1224         delete PREInstr;
1225         BI++;
1226         continue;
1227       }
1228
1229       PREInstr->insertBefore(PREPred->getTerminator());
1230       PREInstr->setName(BI->getName() + ".pre");
1231       VN.add(PREInstr, valno);
1232       NumGVNPRE++;
1233
1234       // Update the availability map to include the new instruction.
1235       localAvail[PREPred].insert(std::make_pair(valno, PREInstr));
1236
1237       // Create a PHI to make the value available in this block.
1238       PHINode* Phi = PHINode::Create(BI->getType(),
1239                                      BI->getName() + ".pre-phi",
1240                                      CurrentBlock->begin());
1241       for (pred_iterator PI = pred_begin(CurrentBlock),
1242            PE = pred_end(CurrentBlock); PI != PE; ++PI)
1243         Phi->addIncoming(localAvail[*PI][valno], *PI);
1244
1245       VN.add(Phi, valno);
1246
1247       // The newly created PHI completely replaces the old instruction,
1248       // so we need to update the maps to reflect this.
1249       for (DenseMap<BasicBlock*, DenseMap<uint32_t, Value*> >::iterator
1250            UI = localAvail.begin(), UE = localAvail.end(); UI != UE; ++UI)
1251         for (DenseMap<uint32_t, Value*>::iterator UUI = UI->second.begin(),
1252              UUE = UI->second.end(); UUI != UUE; ++UUI)
1253             if (UUI->second == BI)
1254               UUI->second = Phi;
1255
1256       BI->replaceAllUsesWith(Phi);
1257       VN.erase(BI);
1258
1259       Instruction* erase = BI;
1260       BI++;
1261       erase->eraseFromParent();
1262
1263       changed = true;
1264     }
1265   }
1266
1267   for (SmallVector<std::pair<TerminatorInst*, unsigned>, 4>::iterator
1268        I = toSplit.begin(), E = toSplit.end(); I != E; ++I)
1269     SplitCriticalEdge(I->first, I->second, this);
1270
1271   return changed;
1272 }
1273
1274 // GVN::iterateOnFunction - Executes one iteration of GVN
1275 bool GVN::iterateOnFunction(Function &F) {
1276   // Clean out global sets from any previous functions
1277   VN.clear();
1278   localAvail.clear();
1279   phiMap.clear();
1280
1281   DominatorTree &DT = getAnalysis<DominatorTree>();
1282
1283   // Top-down walk of the dominator tree
1284   bool changed = false;
1285   for (df_iterator<DomTreeNode*> DI = df_begin(DT.getRootNode()),
1286        DE = df_end(DT.getRootNode()); DI != DE; ++DI)
1287     changed |= processBlock(*DI);
1288
1289   changed |= performPRE(F);
1290   return changed;
1291 }