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 using namespace llvm;
  38
  39 STATISTIC(NumGVNInstr, "Number of instructions deleted");
  40 STATISTIC(NumGVNLoad, "Number of loads deleted");
  41 STATISTIC(NumGVNPRE, "Number of instructions PRE'd");
  42
  43 //===----------------------------------------------------------------------===//
  44 //                         ValueTable Class
  45 //===----------------------------------------------------------------------===//
  46
  47 /// This class holds the mapping between values and value numbers.  It is used
  48 /// as an efficient mechanism to determine the expression-wise equivalence of
  49 /// two values.
  50 namespace {
  51   struct VISIBILITY_HIDDEN Expression {
  52     enum ExpressionOpcode { ADD, SUB, MUL, UDIV, SDIV, FDIV, UREM, SREM,
  53                             FREM, SHL, LSHR, ASHR, AND, OR, XOR, ICMPEQ,
  54                             ICMPNE, ICMPUGT, ICMPUGE, ICMPULT, ICMPULE,
  55                             ICMPSGT, ICMPSGE, ICMPSLT, ICMPSLE, FCMPOEQ,
  56                             FCMPOGT, FCMPOGE, FCMPOLT, FCMPOLE, FCMPONE,
  57                             FCMPORD, FCMPUNO, FCMPUEQ, FCMPUGT, FCMPUGE,
  58                             FCMPULT, FCMPULE, FCMPUNE, EXTRACT, INSERT,
  59                             SHUFFLE, SELECT, TRUNC, ZEXT, SEXT, FPTOUI,
  60                             FPTOSI, UITOFP, SITOFP, FPTRUNC, FPEXT,
  61                             PTRTOINT, INTTOPTR, BITCAST, GEP, CALL, CONSTANT,
  62                             EXTRACTVALUE, INSERTVALUE, EMPTY, TOMBSTONE };
  63
  64     ExpressionOpcode opcode;
  65     const Type* type;
  66     uint32_t firstVN;
  67     uint32_t secondVN;
  68     uint32_t thirdVN;
  69     SmallVector<uint32_t, 4> varargs;
  70     Value* function;
  71
  72     Expression() { }
  73     Expression(ExpressionOpcode o) : opcode(o) { }
  74
  75     bool operator==(const Expression &other) const {
  76       if (opcode != other.opcode)
  77         return false;
  78       else if (opcode == EMPTY || opcode == TOMBSTONE)
  79         return true;
  80       else if (type != other.type)
  81         return false;
  82       else if (function != other.function)
  83         return false;
  84       else if (firstVN != other.firstVN)
  85         return false;
  86       else if (secondVN != other.secondVN)
  87         return false;
  88       else if (thirdVN != other.thirdVN)
  89         return false;
  90       else {
  91         if (varargs.size() != other.varargs.size())
  92           return false;
  93
  94         for (size_t i = 0; i < varargs.size(); ++i)
  95           if (varargs[i] != other.varargs[i])
  96             return false;
  97
  98         return true;
  99       }
 100     }
 101
 102     bool operator!=(const Expression &other) const {
 103       if (opcode != other.opcode)
 104         return true;
 105       else if (opcode == EMPTY || opcode == TOMBSTONE)
 106         return false;
 107       else if (type != other.type)
 108         return true;
 109       else if (function != other.function)
 110         return true;
 111       else if (firstVN != other.firstVN)
 112         return true;
 113       else if (secondVN != other.secondVN)
 114         return true;
 115       else if (thirdVN != other.thirdVN)
 116         return true;
 117       else {
 118         if (varargs.size() != other.varargs.size())
 119           return true;
 120
 121         for (size_t i = 0; i < varargs.size(); ++i)
 122           if (varargs[i] != other.varargs[i])
 123             return true;
 124
 125           return false;
 126       }
 127     }
 128   };
 129
 130   class VISIBILITY_HIDDEN ValueTable {
 131     private:
 132       DenseMap<Value*, uint32_t> valueNumbering;
 133       DenseMap<Expression, uint32_t> expressionNumbering;
 134       AliasAnalysis* AA;
 135       MemoryDependenceAnalysis* MD;
 136       DominatorTree* DT;
 137
 138       uint32_t nextValueNumber;
 139
 140       Expression::ExpressionOpcode getOpcode(BinaryOperator* BO);
 141       Expression::ExpressionOpcode getOpcode(CmpInst* C);
 142       Expression::ExpressionOpcode getOpcode(CastInst* C);
 143       Expression create_expression(BinaryOperator* BO);
 144       Expression create_expression(CmpInst* C);
 145       Expression create_expression(ShuffleVectorInst* V);
 146       Expression create_expression(ExtractElementInst* C);
 147       Expression create_expression(InsertElementInst* V);
 148       Expression create_expression(SelectInst* V);
 149       Expression create_expression(CastInst* C);
 150       Expression create_expression(GetElementPtrInst* G);
 151       Expression create_expression(CallInst* C);
 152       Expression create_expression(Constant* C);
 153       Expression create_expression(InsertValueInst* I);
 154       Expression create_expression(ExtractValueInst* I);
 155     public:
 156       ValueTable() : nextValueNumber(1) { }
 157       uint32_t lookup_or_add(Value* V);
 158       uint32_t lookup(Value* V) const;
 159       void add(Value* V, uint32_t num);
 160       void clear();
 161       void erase(Value* v);
 162       unsigned size();
 163       void setAliasAnalysis(AliasAnalysis* A) { AA = A; }
 164       void setMemDep(MemoryDependenceAnalysis* M) { MD = M; }
 165       void setDomTree(DominatorTree* D) { DT = D; }
 166   };
 167 }
 168
 169 namespace llvm {
 170 template <> struct DenseMapInfo<Expression> {
 171   static inline Expression getEmptyKey() {
 172     return Expression(Expression::EMPTY);
 173   }
 174
 175   static inline Expression getTombstoneKey() {
 176     return Expression(Expression::TOMBSTONE);
 177   }
 178
 179   static unsigned getHashValue(const Expression e) {
 180     unsigned hash = e.opcode;
 181
 182     hash = e.firstVN + hash * 37;
 183     hash = e.secondVN + hash * 37;
 184     hash = e.thirdVN + hash * 37;
 185
 186     hash = ((unsigned)((uintptr_t)e.type >> 4) ^
 187             (unsigned)((uintptr_t)e.type >> 9)) +
 188            hash * 37;
 189
 190     for (SmallVector<uint32_t, 4>::const_iterator I = e.varargs.begin(),
 191          E = e.varargs.end(); I != E; ++I)
 192       hash = *I + hash * 37;
 193
 194     hash = ((unsigned)((uintptr_t)e.function >> 4) ^
 195             (unsigned)((uintptr_t)e.function >> 9)) +
 196            hash * 37;
 197
 198     return hash;
 199   }
 200   static bool isEqual(const Expression &LHS, const Expression &RHS) {
 201     return LHS == RHS;
 202   }
 203   static bool isPod() { return true; }
 204 };
 205 }
 206
 207 //===----------------------------------------------------------------------===//
 208 //                     ValueTable Internal Functions
 209 //===----------------------------------------------------------------------===//
 210 Expression::ExpressionOpcode ValueTable::getOpcode(BinaryOperator* BO) {
 211   switch(BO->getOpcode()) {
 212   default: // THIS SHOULD NEVER HAPPEN
 213     assert(0 && "Binary operator with unknown opcode?");
 214   case Instruction::Add:  return Expression::ADD;
 215   case Instruction::Sub:  return Expression::SUB;
 216   case Instruction::Mul:  return Expression::MUL;
 217   case Instruction::UDiv: return Expression::UDIV;
 218   case Instruction::SDiv: return Expression::SDIV;
 219   case Instruction::FDiv: return Expression::FDIV;
 220   case Instruction::URem: return Expression::UREM;
 221   case Instruction::SRem: return Expression::SREM;
 222   case Instruction::FRem: return Expression::FREM;
 223   case Instruction::Shl:  return Expression::SHL;
 224   case Instruction::LShr: return Expression::LSHR;
 225   case Instruction::AShr: return Expression::ASHR;
 226   case Instruction::And:  return Expression::AND;
 227   case Instruction::Or:   return Expression::OR;
 228   case Instruction::Xor:  return Expression::XOR;
 229   }
 230 }
 231
 232 Expression::ExpressionOpcode ValueTable::getOpcode(CmpInst* C) {
 233   if (isa<ICmpInst>(C) || isa<VICmpInst>(C)) {
 234     switch (C->getPredicate()) {
 235     default:  // THIS SHOULD NEVER HAPPEN
 236       assert(0 && "Comparison with unknown predicate?");
 237     case ICmpInst::ICMP_EQ:  return Expression::ICMPEQ;
 238     case ICmpInst::ICMP_NE:  return Expression::ICMPNE;
 239     case ICmpInst::ICMP_UGT: return Expression::ICMPUGT;
 240     case ICmpInst::ICMP_UGE: return Expression::ICMPUGE;
 241     case ICmpInst::ICMP_ULT: return Expression::ICMPULT;
 242     case ICmpInst::ICMP_ULE: return Expression::ICMPULE;
 243     case ICmpInst::ICMP_SGT: return Expression::ICMPSGT;
 244     case ICmpInst::ICMP_SGE: return Expression::ICMPSGE;
 245     case ICmpInst::ICMP_SLT: return Expression::ICMPSLT;
 246     case ICmpInst::ICMP_SLE: return Expression::ICMPSLE;
 247     }
 248   }
 249   assert((isa<FCmpInst>(C) || isa<VFCmpInst>(C)) && "Unknown compare");
 250   switch (C->getPredicate()) {
 251   default: // THIS SHOULD NEVER HAPPEN
 252     assert(0 && "Comparison with unknown predicate?");
 253   case FCmpInst::FCMP_OEQ: return Expression::FCMPOEQ;
 254   case FCmpInst::FCMP_OGT: return Expression::FCMPOGT;
 255   case FCmpInst::FCMP_OGE: return Expression::FCMPOGE;
 256   case FCmpInst::FCMP_OLT: return Expression::FCMPOLT;
 257   case FCmpInst::FCMP_OLE: return Expression::FCMPOLE;
 258   case FCmpInst::FCMP_ONE: return Expression::FCMPONE;
 259   case FCmpInst::FCMP_ORD: return Expression::FCMPORD;
 260   case FCmpInst::FCMP_UNO: return Expression::FCMPUNO;
 261   case FCmpInst::FCMP_UEQ: return Expression::FCMPUEQ;
 262   case FCmpInst::FCMP_UGT: return Expression::FCMPUGT;
 263   case FCmpInst::FCMP_UGE: return Expression::FCMPUGE;
 264   case FCmpInst::FCMP_ULT: return Expression::FCMPULT;
 265   case FCmpInst::FCMP_ULE: return Expression::FCMPULE;
 266   case FCmpInst::FCMP_UNE: return Expression::FCMPUNE;
 267   }
 268 }
 269
 270 Expression::ExpressionOpcode ValueTable::getOpcode(CastInst* C) {
 271   switch(C->getOpcode()) {
 272   default: // THIS SHOULD NEVER HAPPEN
 273     assert(0 && "Cast operator with unknown opcode?");
 274   case Instruction::Trunc:    return Expression::TRUNC;
 275   case Instruction::ZExt:     return Expression::ZEXT;
 276   case Instruction::SExt:     return Expression::SEXT;
 277   case Instruction::FPToUI:   return Expression::FPTOUI;
 278   case Instruction::FPToSI:   return Expression::FPTOSI;
 279   case Instruction::UIToFP:   return Expression::UITOFP;
 280   case Instruction::SIToFP:   return Expression::SITOFP;
 281   case Instruction::FPTrunc:  return Expression::FPTRUNC;
 282   case Instruction::FPExt:    return Expression::FPEXT;
 283   case Instruction::PtrToInt: return Expression::PTRTOINT;
 284   case Instruction::IntToPtr: return Expression::INTTOPTR;
 285   case Instruction::BitCast:  return Expression::BITCAST;
 286   }
 287 }
 288
 289 Expression ValueTable::create_expression(InsertValueInst* I) {
 290   Expression e;
 291
 292   e.type = I->getType();
 293   e.firstVN = lookup_or_add(I->getOperand(0));
 294   e.secondVN = lookup_or_add(I->getOperand(1));
 295   e.thirdVN = 0;
 296   e.function = 0;
 297   e.opcode = Expression::INSERTVALUE;
 298
 299   for (InsertValueInst::op_iterator OI = I->op_begin()+2,
 300        OE = I->op_end(); OI != OE; ++OI)
 301     e.varargs.push_back(lookup_or_add(I));
 302
 303   return e;
 304 }
 305
 306 Expression ValueTable::create_expression(ExtractValueInst* I) {
 307   Expression e;
 308
 309   e.type = I->getType();
 310   e.firstVN = lookup_or_add(I->getOperand(0));
 311   e.secondVN = lookup_or_add(I->getOperand(1));
 312   e.thirdVN = 0;
 313   e.function = 0;
 314   e.opcode = Expression::EXTRACTVALUE;
 315
 316   for (InsertValueInst::op_iterator OI = I->op_begin()+2,
 317        OE = I->op_end(); OI != OE; ++OI)
 318     e.varargs.push_back(lookup_or_add(I));
 319
 320   return e;
 321 }
 322
 323 Expression ValueTable::create_expression(CallInst* C) {
 324   Expression e;
 325
 326   e.type = C->getType();
 327   e.firstVN = 0;
 328   e.secondVN = 0;
 329   e.thirdVN = 0;
 330   e.function = C->getCalledFunction();
 331   e.opcode = Expression::CALL;
 332
 333   for (CallInst::op_iterator I = C->op_begin()+1, E = C->op_end();
 334        I != E; ++I)
 335     e.varargs.push_back(lookup_or_add(*I));
 336
 337   return e;
 338 }
 339
 340 Expression ValueTable::create_expression(BinaryOperator* BO) {
 341   Expression e;
 342
 343   e.firstVN = lookup_or_add(BO->getOperand(0));
 344   e.secondVN = lookup_or_add(BO->getOperand(1));
 345   e.thirdVN = 0;
 346   e.function = 0;
 347   e.type = BO->getType();
 348   e.opcode = getOpcode(BO);
 349
 350   return e;
 351 }
 352
 353 Expression ValueTable::create_expression(CmpInst* C) {
 354   Expression e;
 355
 356   e.firstVN = lookup_or_add(C->getOperand(0));
 357   e.secondVN = lookup_or_add(C->getOperand(1));
 358   e.thirdVN = 0;
 359   e.function = 0;
 360   e.type = C->getType();
 361   e.opcode = getOpcode(C);
 362
 363   return e;
 364 }
 365
 366 Expression ValueTable::create_expression(CastInst* C) {
 367   Expression e;
 368
 369   e.firstVN = lookup_or_add(C->getOperand(0));
 370   e.secondVN = 0;
 371   e.thirdVN = 0;
 372   e.function = 0;
 373   e.type = C->getType();
 374   e.opcode = getOpcode(C);
 375
 376   return e;
 377 }
 378
 379 Expression ValueTable::create_expression(ShuffleVectorInst* S) {
 380   Expression e;
 381
 382   e.firstVN = lookup_or_add(S->getOperand(0));
 383   e.secondVN = lookup_or_add(S->getOperand(1));
 384   e.thirdVN = lookup_or_add(S->getOperand(2));
 385   e.function = 0;
 386   e.type = S->getType();
 387   e.opcode = Expression::SHUFFLE;
 388
 389   return e;
 390 }
 391
 392 Expression ValueTable::create_expression(ExtractElementInst* E) {
 393   Expression e;
 394
 395   e.firstVN = lookup_or_add(E->getOperand(0));
 396   e.secondVN = lookup_or_add(E->getOperand(1));
 397   e.thirdVN = 0;
 398   e.function = 0;
 399   e.type = E->getType();
 400   e.opcode = Expression::EXTRACT;
 401
 402   return e;
 403 }
 404
 405 Expression ValueTable::create_expression(InsertElementInst* I) {
 406   Expression e;
 407
 408   e.firstVN = lookup_or_add(I->getOperand(0));
 409   e.secondVN = lookup_or_add(I->getOperand(1));
 410   e.thirdVN = lookup_or_add(I->getOperand(2));
 411   e.function = 0;
 412   e.type = I->getType();
 413   e.opcode = Expression::INSERT;
 414
 415   return e;
 416 }
 417
 418 Expression ValueTable::create_expression(SelectInst* I) {
 419   Expression e;
 420
 421   e.firstVN = lookup_or_add(I->getCondition());
 422   e.secondVN = lookup_or_add(I->getTrueValue());
 423   e.thirdVN = lookup_or_add(I->getFalseValue());
 424   e.function = 0;
 425   e.type = I->getType();
 426   e.opcode = Expression::SELECT;
 427
 428   return e;
 429 }
 430
 431 Expression ValueTable::create_expression(GetElementPtrInst* G) {
 432   Expression e;
 433
 434   e.firstVN = lookup_or_add(G->getPointerOperand());
 435   e.secondVN = 0;
 436   e.thirdVN = 0;
 437   e.function = 0;
 438   e.type = G->getType();
 439   e.opcode = Expression::GEP;
 440
 441   for (GetElementPtrInst::op_iterator I = G->idx_begin(), E = G->idx_end();
 442        I != E; ++I)
 443     e.varargs.push_back(lookup_or_add(*I));
 444
 445   return e;
 446 }
 447
 448 //===----------------------------------------------------------------------===//
 449 //                     ValueTable External Functions
 450 //===----------------------------------------------------------------------===//
 451
 452 /// add - Insert a value into the table with a specified value number.
 453 void ValueTable::add(Value* V, uint32_t num) {
 454   valueNumbering.insert(std::make_pair(V, num));
 455 }
 456
 457 /// lookup_or_add - Returns the value number for the specified value, assigning
 458 /// it a new number if it did not have one before.
 459 uint32_t ValueTable::lookup_or_add(Value* V) {
 460   DenseMap<Value*, uint32_t>::iterator VI = valueNumbering.find(V);
 461   if (VI != valueNumbering.end())
 462     return VI->second;
 463
 464   if (CallInst* C = dyn_cast<CallInst>(V)) {
 465     if (AA->doesNotAccessMemory(C)) {
 466       Expression e = create_expression(C);
 467
 468       DenseMap<Expression, uint32_t>::iterator EI = expressionNumbering.find(e);
 469       if (EI != expressionNumbering.end()) {
 470         valueNumbering.insert(std::make_pair(V, EI->second));
 471         return EI->second;
 472       } else {
 473         expressionNumbering.insert(std::make_pair(e, nextValueNumber));
 474         valueNumbering.insert(std::make_pair(V, nextValueNumber));
 475
 476         return nextValueNumber++;
 477       }
 478     } else if (AA->onlyReadsMemory(C)) {
 479       Expression e = create_expression(C);
 480
 481       if (expressionNumbering.find(e) == expressionNumbering.end()) {
 482         expressionNumbering.insert(std::make_pair(e, nextValueNumber));
 483         valueNumbering.insert(std::make_pair(V, nextValueNumber));
 484         return nextValueNumber++;
 485       }
 486
 487       Instruction* local_dep = MD->getDependency(C);
 488
 489       if (local_dep == MemoryDependenceAnalysis::None) {
 490         valueNumbering.insert(std::make_pair(V, nextValueNumber));
 491         return nextValueNumber++;
 492       } else if (local_dep != MemoryDependenceAnalysis::NonLocal) {
 493         if (!isa<CallInst>(local_dep)) {
 494           valueNumbering.insert(std::make_pair(V, nextValueNumber));
 495           return nextValueNumber++;
 496         }
 497
 498         CallInst* local_cdep = cast<CallInst>(local_dep);
 499
 500         if (local_cdep->getCalledFunction() != C->getCalledFunction() ||
 501             local_cdep->getNumOperands() != C->getNumOperands()) {
 502           valueNumbering.insert(std::make_pair(V, nextValueNumber));
 503           return nextValueNumber++;
 504         } else if (!C->getCalledFunction()) {
 505           valueNumbering.insert(std::make_pair(V, nextValueNumber));
 506           return nextValueNumber++;
 507         } else {
 508           for (unsigned i = 1; i < C->getNumOperands(); ++i) {
 509             uint32_t c_vn = lookup_or_add(C->getOperand(i));
 510             uint32_t cd_vn = lookup_or_add(local_cdep->getOperand(i));
 511             if (c_vn != cd_vn) {
 512               valueNumbering.insert(std::make_pair(V, nextValueNumber));
 513               return nextValueNumber++;
 514             }
 515           }
 516
 517           uint32_t v = lookup_or_add(local_cdep);
 518           valueNumbering.insert(std::make_pair(V, v));
 519           return v;
 520         }
 521       }
 522
 523
 524       DenseMap<BasicBlock*, Value*> deps;
 525       MD->getNonLocalDependency(C, deps);
 526       CallInst* cdep = 0;
 527
 528       for (DenseMap<BasicBlock*, Value*>::iterator I = deps.begin(),
 529            E = deps.end(); I != E; ++I) {
 530         if (I->second == MemoryDependenceAnalysis::None) {
 531           valueNumbering.insert(std::make_pair(V, nextValueNumber));
 532
 533           return nextValueNumber++;
 534         } else if (I->second != MemoryDependenceAnalysis::NonLocal) {
 535           if (DT->properlyDominates(I->first, C->getParent())) {
 536             if (CallInst* CD = dyn_cast<CallInst>(I->second))
 537               cdep = CD;
 538             else {
 539               valueNumbering.insert(std::make_pair(V, nextValueNumber));
 540               return nextValueNumber++;
 541             }
 542           } else {
 543             valueNumbering.insert(std::make_pair(V, nextValueNumber));
 544             return nextValueNumber++;
 545           }
 546         }
 547       }
 548
 549       if (!cdep) {
 550         valueNumbering.insert(std::make_pair(V, nextValueNumber));
 551         return nextValueNumber++;
 552       }
 553
 554       if (cdep->getCalledFunction() != C->getCalledFunction() ||
 555           cdep->getNumOperands() != C->getNumOperands()) {
 556         valueNumbering.insert(std::make_pair(V, nextValueNumber));
 557         return nextValueNumber++;
 558       } else if (!C->getCalledFunction()) {
 559         valueNumbering.insert(std::make_pair(V, nextValueNumber));
 560         return nextValueNumber++;
 561       } else {
 562         for (unsigned i = 1; i < C->getNumOperands(); ++i) {
 563           uint32_t c_vn = lookup_or_add(C->getOperand(i));
 564           uint32_t cd_vn = lookup_or_add(cdep->getOperand(i));
 565           if (c_vn != cd_vn) {
 566             valueNumbering.insert(std::make_pair(V, nextValueNumber));
 567             return nextValueNumber++;
 568           }
 569         }
 570
 571         uint32_t v = lookup_or_add(cdep);
 572         valueNumbering.insert(std::make_pair(V, v));
 573         return v;
 574       }
 575
 576     } else {
 577       valueNumbering.insert(std::make_pair(V, nextValueNumber));
 578       return nextValueNumber++;
 579     }
 580   } else if (InsertValueInst* II = dyn_cast<InsertValueInst>(V)) {
 581     Expression e = create_expression(II);
 582
 583     DenseMap<Expression, uint32_t>::iterator EI = expressionNumbering.find(e);
 584     if (EI != expressionNumbering.end()) {
 585       valueNumbering.insert(std::make_pair(V, EI->second));
 586       return EI->second;
 587     } else {
 588       expressionNumbering.insert(std::make_pair(e, nextValueNumber));
 589       valueNumbering.insert(std::make_pair(V, nextValueNumber));
 590
 591       return nextValueNumber++;
 592     }
 593   } else if (ExtractValueInst* E = dyn_cast<ExtractValueInst>(V)) {
 594     Expression e = create_expression(E);
 595
 596     DenseMap<Expression, uint32_t>::iterator EI = expressionNumbering.find(e);
 597     if (EI != expressionNumbering.end()) {
 598       valueNumbering.insert(std::make_pair(V, EI->second));
 599       return EI->second;
 600     } else {
 601       expressionNumbering.insert(std::make_pair(e, nextValueNumber));
 602       valueNumbering.insert(std::make_pair(V, nextValueNumber));
 603
 604       return nextValueNumber++;
 605     }
 606   } else if (BinaryOperator* BO = dyn_cast<BinaryOperator>(V)) {
 607     Expression e = create_expression(BO);
 608
 609     DenseMap<Expression, uint32_t>::iterator EI = expressionNumbering.find(e);
 610     if (EI != expressionNumbering.end()) {
 611       valueNumbering.insert(std::make_pair(V, EI->second));
 612       return EI->second;
 613     } else {
 614       expressionNumbering.insert(std::make_pair(e, nextValueNumber));
 615       valueNumbering.insert(std::make_pair(V, nextValueNumber));
 616
 617       return nextValueNumber++;
 618     }
 619   } else if (CmpInst* C = dyn_cast<CmpInst>(V)) {
 620     Expression e = create_expression(C);
 621
 622     DenseMap<Expression, uint32_t>::iterator EI = expressionNumbering.find(e);
 623     if (EI != expressionNumbering.end()) {
 624       valueNumbering.insert(std::make_pair(V, EI->second));
 625       return EI->second;
 626     } else {
 627       expressionNumbering.insert(std::make_pair(e, nextValueNumber));
 628       valueNumbering.insert(std::make_pair(V, nextValueNumber));
 629
 630       return nextValueNumber++;
 631     }
 632   } else if (ShuffleVectorInst* U = dyn_cast<ShuffleVectorInst>(V)) {
 633     Expression e = create_expression(U);
 634
 635     DenseMap<Expression, uint32_t>::iterator EI = expressionNumbering.find(e);
 636     if (EI != expressionNumbering.end()) {
 637       valueNumbering.insert(std::make_pair(V, EI->second));
 638       return EI->second;
 639     } else {
 640       expressionNumbering.insert(std::make_pair(e, nextValueNumber));
 641       valueNumbering.insert(std::make_pair(V, nextValueNumber));
 642
 643       return nextValueNumber++;
 644     }
 645   } else if (ExtractElementInst* U = dyn_cast<ExtractElementInst>(V)) {
 646     Expression e = create_expression(U);
 647
 648     DenseMap<Expression, uint32_t>::iterator EI = expressionNumbering.find(e);
 649     if (EI != expressionNumbering.end()) {
 650       valueNumbering.insert(std::make_pair(V, EI->second));
 651       return EI->second;
 652     } else {
 653       expressionNumbering.insert(std::make_pair(e, nextValueNumber));
 654       valueNumbering.insert(std::make_pair(V, nextValueNumber));
 655
 656       return nextValueNumber++;
 657     }
 658   } else if (InsertElementInst* U = dyn_cast<InsertElementInst>(V)) {
 659     Expression e = create_expression(U);
 660
 661     DenseMap<Expression, uint32_t>::iterator EI = expressionNumbering.find(e);
 662     if (EI != expressionNumbering.end()) {
 663       valueNumbering.insert(std::make_pair(V, EI->second));
 664       return EI->second;
 665     } else {
 666       expressionNumbering.insert(std::make_pair(e, nextValueNumber));
 667       valueNumbering.insert(std::make_pair(V, nextValueNumber));
 668
 669       return nextValueNumber++;
 670     }
 671   } else if (SelectInst* U = dyn_cast<SelectInst>(V)) {
 672     Expression e = create_expression(U);
 673
 674     DenseMap<Expression, uint32_t>::iterator EI = expressionNumbering.find(e);
 675     if (EI != expressionNumbering.end()) {
 676       valueNumbering.insert(std::make_pair(V, EI->second));
 677       return EI->second;
 678     } else {
 679       expressionNumbering.insert(std::make_pair(e, nextValueNumber));
 680       valueNumbering.insert(std::make_pair(V, nextValueNumber));
 681
 682       return nextValueNumber++;
 683     }
 684   } else if (CastInst* U = dyn_cast<CastInst>(V)) {
 685     Expression e = create_expression(U);
 686
 687     DenseMap<Expression, uint32_t>::iterator EI = expressionNumbering.find(e);
 688     if (EI != expressionNumbering.end()) {
 689       valueNumbering.insert(std::make_pair(V, EI->second));
 690       return EI->second;
 691     } else {
 692       expressionNumbering.insert(std::make_pair(e, nextValueNumber));
 693       valueNumbering.insert(std::make_pair(V, nextValueNumber));
 694
 695       return nextValueNumber++;
 696     }
 697   } else if (GetElementPtrInst* U = dyn_cast<GetElementPtrInst>(V)) {
 698     Expression e = create_expression(U);
 699
 700     DenseMap<Expression, uint32_t>::iterator EI = expressionNumbering.find(e);
 701     if (EI != expressionNumbering.end()) {
 702       valueNumbering.insert(std::make_pair(V, EI->second));
 703       return EI->second;
 704     } else {
 705       expressionNumbering.insert(std::make_pair(e, nextValueNumber));
 706       valueNumbering.insert(std::make_pair(V, nextValueNumber));
 707
 708       return nextValueNumber++;
 709     }
 710   } else {
 711     valueNumbering.insert(std::make_pair(V, nextValueNumber));
 712     return nextValueNumber++;
 713   }
 714 }
 715
 716 /// lookup - Returns the value number of the specified value. Fails if
 717 /// the value has not yet been numbered.
 718 uint32_t ValueTable::lookup(Value* V) const {
 719   DenseMap<Value*, uint32_t>::iterator VI = valueNumbering.find(V);
 720   assert(VI != valueNumbering.end() && "Value not numbered?");
 721   return VI->second;
 722 }
 723
 724 /// clear - Remove all entries from the ValueTable
 725 void ValueTable::clear() {
 726   valueNumbering.clear();
 727   expressionNumbering.clear();
 728   nextValueNumber = 1;
 729 }
 730
 731 /// erase - Remove a value from the value numbering
 732 void ValueTable::erase(Value* V) {
 733   valueNumbering.erase(V);
 734 }
 735
 736 //===----------------------------------------------------------------------===//
 737 //                         GVN Pass
 738 //===----------------------------------------------------------------------===//
 739
 740 namespace llvm {
 741   template<> struct DenseMapInfo<uint32_t> {
 742     static inline uint32_t getEmptyKey() { return ~0; }
 743     static inline uint32_t getTombstoneKey() { return ~0 - 1; }
 744     static unsigned getHashValue(const uint32_t& Val) { return Val * 37; }
 745     static bool isPod() { return true; }
 746     static bool isEqual(const uint32_t& LHS, const uint32_t& RHS) {
 747       return LHS == RHS;
 748     }
 749   };
 750 }
 751
 752 namespace {
 753
 754   class VISIBILITY_HIDDEN GVN : public FunctionPass {
 755     bool runOnFunction(Function &F);
 756   public:
 757     static char ID; // Pass identification, replacement for typeid
 758     GVN() : FunctionPass((intptr_t)&ID) { }
 759
 760   private:
 761     ValueTable VN;
 762     DenseMap<BasicBlock*, DenseMap<uint32_t, Value*> > localAvail;
 763
 764     typedef DenseMap<Value*, SmallPtrSet<Instruction*, 4> > PhiMapType;
 765     PhiMapType phiMap;
 766
 767
 768     // This transformation requires dominator postdominator info
 769     virtual void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
 770       AU.setPreservesCFG();
 771       AU.addRequired<DominatorTree>();
 772       AU.addRequired<MemoryDependenceAnalysis>();
 773       AU.addRequired<AliasAnalysis>();
 774       AU.addPreserved<AliasAnalysis>();
 775       AU.addPreserved<MemoryDependenceAnalysis>();
 776     }
 777
 778     // Helper fuctions
 779     // FIXME: eliminate or document these better
 780     bool processLoad(LoadInst* L,
 781                      DenseMap<Value*, LoadInst*> &lastLoad,
 782                      SmallVectorImpl<Instruction*> &toErase);
 783     bool processInstruction(Instruction* I,
 784                             DenseMap<Value*, LoadInst*>& lastSeenLoad,
 785                             SmallVectorImpl<Instruction*> &toErase);
 786     bool processNonLocalLoad(LoadInst* L,
 787                              SmallVectorImpl<Instruction*> &toErase);
 788     bool processBlock(DomTreeNode* DTN);
 789     Value *GetValueForBlock(BasicBlock *BB, LoadInst* orig,
 790                             DenseMap<BasicBlock*, Value*> &Phis,
 791                             bool top_level = false);
 792     void dump(DenseMap<uint32_t, Value*>& d);
 793     bool iterateOnFunction(Function &F);
 794     Value* CollapsePhi(PHINode* p);
 795     bool isSafeReplacement(PHINode* p, Instruction* inst);
 796     bool performPRE(Function& F);
 797   };
 798
 799   char GVN::ID = 0;
 800 }
 801
 802 // createGVNPass - The public interface to this file...
 803 FunctionPass *llvm::createGVNPass() { return new GVN(); }
 804
 805 static RegisterPass<GVN> X("gvn",
 806                            "Global Value Numbering");
 807
 808 void GVN::dump(DenseMap<uint32_t, Value*>& d) {
 809   printf("{\n");
 810   for (DenseMap<uint32_t, Value*>::iterator I = d.begin(),
 811        E = d.end(); I != E; ++I) {
 812       printf("%d\n", I->first);
 813       I->second->dump();
 814   }
 815   printf("}\n");
 816 }
 817
 818 Value* GVN::CollapsePhi(PHINode* p) {
 819   DominatorTree &DT = getAnalysis<DominatorTree>();
 820   Value* constVal = p->hasConstantValue();
 821
 822   if (!constVal) return 0;
 823
 824   Instruction* inst = dyn_cast<Instruction>(constVal);
 825   if (!inst)
 826     return constVal;
 827
 828   if (DT.dominates(inst, p))
 829     if (isSafeReplacement(p, inst))
 830       return inst;
 831   return 0;
 832 }
 833
 834 bool GVN::isSafeReplacement(PHINode* p, Instruction* inst) {
 835   if (!isa<PHINode>(inst))
 836     return true;
 837
 838   for (Instruction::use_iterator UI = p->use_begin(), E = p->use_end();
 839        UI != E; ++UI)
 840     if (PHINode* use_phi = dyn_cast<PHINode>(UI))
 841       if (use_phi->getParent() == inst->getParent())
 842         return false;
 843
 844   return true;
 845 }
 846
 847 /// GetValueForBlock - Get the value to use within the specified basic block.
 848 /// available values are in Phis.
 849 Value *GVN::GetValueForBlock(BasicBlock *BB, LoadInst* orig,
 850                              DenseMap<BasicBlock*, Value*> &Phis,
 851                              bool top_level) {
 852
 853   // If we have already computed this value, return the previously computed val.
 854   DenseMap<BasicBlock*, Value*>::iterator V = Phis.find(BB);
 855   if (V != Phis.end() && !top_level) return V->second;
 856
 857   BasicBlock* singlePred = BB->getSinglePredecessor();
 858   if (singlePred) {
 859     Value *ret = GetValueForBlock(singlePred, orig, Phis);
 860     Phis[BB] = ret;
 861     return ret;
 862   }
 863
 864   // Otherwise, the idom is the loop, so we need to insert a PHI node.  Do so
 865   // now, then get values to fill in the incoming values for the PHI.
 866   PHINode *PN = PHINode::Create(orig->getType(), orig->getName()+".rle",
 867                                 BB->begin());
 868   PN->reserveOperandSpace(std::distance(pred_begin(BB), pred_end(BB)));
 869
 870   if (Phis.count(BB) == 0)
 871     Phis.insert(std::make_pair(BB, PN));
 872
 873   // Fill in the incoming values for the block.
 874   for (pred_iterator PI = pred_begin(BB), E = pred_end(BB); PI != E; ++PI) {
 875     Value* val = GetValueForBlock(*PI, orig, Phis);
 876     PN->addIncoming(val, *PI);
 877   }
 878
 879   AliasAnalysis& AA = getAnalysis<AliasAnalysis>();
 880   AA.copyValue(orig, PN);
 881
 882   // Attempt to collapse PHI nodes that are trivially redundant
 883   Value* v = CollapsePhi(PN);
 884   if (!v) {
 885     // Cache our phi construction results
 886     phiMap[orig->getPointerOperand()].insert(PN);
 887     return PN;
 888   }
 889
 890   MemoryDependenceAnalysis& MD = getAnalysis<MemoryDependenceAnalysis>();
 891
 892   MD.removeInstruction(PN);
 893   PN->replaceAllUsesWith(v);
 894
 895   for (DenseMap<BasicBlock*, Value*>::iterator I = Phis.begin(),
 896        E = Phis.end(); I != E; ++I)
 897     if (I->second == PN)
 898       I->second = v;
 899
 900   PN->eraseFromParent();
 901
 902   Phis[BB] = v;
 903   return v;
 904 }
 905
 906 /// processNonLocalLoad - Attempt to eliminate a load whose dependencies are
 907 /// non-local by performing PHI construction.
 908 bool GVN::processNonLocalLoad(LoadInst* L,
 909                               SmallVectorImpl<Instruction*> &toErase) {
 910   MemoryDependenceAnalysis& MD = getAnalysis<MemoryDependenceAnalysis>();
 911
 912   // Find the non-local dependencies of the load
 913   DenseMap<BasicBlock*, Value*> deps;
 914   MD.getNonLocalDependency(L, deps);
 915
 916   DenseMap<BasicBlock*, Value*> repl;
 917
 918   // Filter out useless results (non-locals, etc)
 919   for (DenseMap<BasicBlock*, Value*>::iterator I = deps.begin(), E = deps.end();
 920        I != E; ++I) {
 921     if (I->second == MemoryDependenceAnalysis::None)
 922       return false;
 923
 924     if (I->second == MemoryDependenceAnalysis::NonLocal)
 925       continue;
 926
 927     if (StoreInst* S = dyn_cast<StoreInst>(I->second)) {
 928       if (S->getPointerOperand() != L->getPointerOperand())
 929         return false;
 930       repl[I->first] = S->getOperand(0);
 931     } else if (LoadInst* LD = dyn_cast<LoadInst>(I->second)) {
 932       if (LD->getPointerOperand() != L->getPointerOperand())
 933         return false;
 934       repl[I->first] = LD;
 935     } else {
 936       return false;
 937     }
 938   }
 939
 940   // Use cached PHI construction information from previous runs
 941   SmallPtrSet<Instruction*, 4>& p = phiMap[L->getPointerOperand()];
 942   for (SmallPtrSet<Instruction*, 4>::iterator I = p.begin(), E = p.end();
 943        I != E; ++I) {
 944     if ((*I)->getParent() == L->getParent()) {
 945       MD.removeInstruction(L);
 946       L->replaceAllUsesWith(*I);
 947       toErase.push_back(L);
 948       NumGVNLoad++;
 949       return true;
 950     }
 951
 952     repl.insert(std::make_pair((*I)->getParent(), *I));
 953   }
 954
 955   // Perform PHI construction
 956   SmallPtrSet<BasicBlock*, 4> visited;
 957   Value* v = GetValueForBlock(L->getParent(), L, repl, true);
 958
 959   MD.removeInstruction(L);
 960   L->replaceAllUsesWith(v);
 961   toErase.push_back(L);
 962   NumGVNLoad++;
 963
 964   return true;
 965 }
 966
 967 /// processLoad - Attempt to eliminate a load, first by eliminating it
 968 /// locally, and then attempting non-local elimination if that fails.
 969 bool GVN::processLoad(LoadInst *L, DenseMap<Value*, LoadInst*> &lastLoad,
 970                       SmallVectorImpl<Instruction*> &toErase) {
 971   if (L->isVolatile()) {
 972     lastLoad[L->getPointerOperand()] = L;
 973     return false;
 974   }
 975
 976   Value* pointer = L->getPointerOperand();
 977   LoadInst*& last = lastLoad[pointer];
 978
 979   // ... to a pointer that has been loaded from before...
 980   MemoryDependenceAnalysis& MD = getAnalysis<MemoryDependenceAnalysis>();
 981   bool removedNonLocal = false;
 982   Instruction* dep = MD.getDependency(L);
 983   if (dep == MemoryDependenceAnalysis::NonLocal &&
 984       L->getParent() != &L->getParent()->getParent()->getEntryBlock()) {
 985     removedNonLocal = processNonLocalLoad(L, toErase);
 986
 987     if (!removedNonLocal)
 988       last = L;
 989
 990     return removedNonLocal;
 991   }
 992
 993
 994   bool deletedLoad = false;
 995
 996   // Walk up the dependency chain until we either find
 997   // a dependency we can use, or we can't walk any further
 998   while (dep != MemoryDependenceAnalysis::None &&
 999          dep != MemoryDependenceAnalysis::NonLocal &&
1000          (isa<LoadInst>(dep) || isa<StoreInst>(dep))) {
1001     // ... that depends on a store ...
1002     if (StoreInst* S = dyn_cast<StoreInst>(dep)) {
1003       if (S->getPointerOperand() == pointer) {
1004         // Remove it!
1005         MD.removeInstruction(L);
1006
1007         L->replaceAllUsesWith(S->getOperand(0));
1008         toErase.push_back(L);
1009         deletedLoad = true;
1010         NumGVNLoad++;
1011       }
1012
1013       // Whether we removed it or not, we can't
1014       // go any further
1015       break;
1016     } else if (!last) {
1017       // If we don't depend on a store, and we haven't
1018       // been loaded before, bail.
1019       break;
1020     } else if (dep == last) {
1021       // Remove it!
1022       MD.removeInstruction(L);
1023
1024       L->replaceAllUsesWith(last);
1025       toErase.push_back(L);
1026       deletedLoad = true;
1027       NumGVNLoad++;
1028
1029       break;
1030     } else {
1031       dep = MD.getDependency(L, dep);
1032     }
1033   }
1034
1035   if (dep != MemoryDependenceAnalysis::None &&
1036       dep != MemoryDependenceAnalysis::NonLocal &&
1037       isa<AllocationInst>(dep)) {
1038     // Check that this load is actually from the
1039     // allocation we found
1040     Value* v = L->getOperand(0);
1041     while (true) {
1042       if (BitCastInst *BC = dyn_cast<BitCastInst>(v))
1043         v = BC->getOperand(0);
1044       else if (GetElementPtrInst *GEP = dyn_cast<GetElementPtrInst>(v))
1045         v = GEP->getOperand(0);
1046       else
1047         break;
1048     }
1049     if (v == dep) {
1050       // If this load depends directly on an allocation, there isn't
1051       // anything stored there; therefore, we can optimize this load
1052       // to undef.
1053       MD.removeInstruction(L);
1054
1055       L->replaceAllUsesWith(UndefValue::get(L->getType()));
1056       toErase.push_back(L);
1057       deletedLoad = true;
1058       NumGVNLoad++;
1059     }
1060   }
1061
1062   if (!deletedLoad)
1063     last = L;
1064
1065   return deletedLoad;
1066 }
1067
1068 /// processInstruction - When calculating availability, handle an instruction
1069 /// by inserting it into the appropriate sets
1070 bool GVN::processInstruction(Instruction *I,
1071                              DenseMap<Value*, LoadInst*> &lastSeenLoad,
1072                              SmallVectorImpl<Instruction*> &toErase) {
1073   if (LoadInst* L = dyn_cast<LoadInst>(I)) {
1074     bool changed = processLoad(L, lastSeenLoad, toErase);
1075
1076     if (!changed) {
1077       unsigned num = VN.lookup_or_add(L);
1078       localAvail[I->getParent()].insert(std::make_pair(num, L));
1079     }
1080
1081     return changed;
1082   }
1083
1084   unsigned num = VN.lookup_or_add(I);
1085
1086   // Allocations are always uniquely numbered, so we can save time and memory
1087   // by fast failing them.
1088   if (isa<AllocationInst>(I)) {
1089     localAvail[I->getParent()].insert(std::make_pair(num, I));
1090     return false;
1091   }
1092
1093   // Collapse PHI nodes
1094   if (PHINode* p = dyn_cast<PHINode>(I)) {
1095     Value* constVal = CollapsePhi(p);
1096
1097     if (constVal) {
1098       for (PhiMapType::iterator PI = phiMap.begin(), PE = phiMap.end();
1099            PI != PE; ++PI)
1100         if (PI->second.count(p))
1101           PI->second.erase(p);
1102
1103       p->replaceAllUsesWith(constVal);
1104       toErase.push_back(p);
1105     } else {
1106       localAvail[I->getParent()].insert(std::make_pair(num, I));
1107     }
1108   // Perform value-number based elimination
1109   } else if (localAvail[I->getParent()].count(num)) {
1110     Value* repl = localAvail[I->getParent()][num];
1111
1112     // Remove it!
1113     MemoryDependenceAnalysis& MD = getAnalysis<MemoryDependenceAnalysis>();
1114     MD.removeInstruction(I);
1115
1116     VN.erase(I);
1117     I->replaceAllUsesWith(repl);
1118     toErase.push_back(I);
1119     return true;
1120   } else if (!I->isTerminator()) {
1121     localAvail[I->getParent()].insert(std::make_pair(num, I));
1122   }
1123
1124   return false;
1125 }
1126
1127 // GVN::runOnFunction - This is the main transformation entry point for a
1128 // function.
1129 //
1130 bool GVN::runOnFunction(Function& F) {
1131   VN.setAliasAnalysis(&getAnalysis<AliasAnalysis>());
1132   VN.setMemDep(&getAnalysis<MemoryDependenceAnalysis>());
1133   VN.setDomTree(&getAnalysis<DominatorTree>());
1134
1135   bool changed = false;
1136   bool shouldContinue = true;
1137
1138   while (shouldContinue) {
1139     shouldContinue = iterateOnFunction(F);
1140     changed |= shouldContinue;
1141   }
1142
1143   return changed;
1144 }
1145
1146
1147 bool GVN::processBlock(DomTreeNode* DTN) {
1148   BasicBlock* BB = DTN->getBlock();
1149
1150   SmallVector<Instruction*, 8> toErase;
1151   DenseMap<Value*, LoadInst*> lastSeenLoad;
1152   bool changed_function = false;
1153
1154   if (DTN->getIDom())
1155     localAvail.insert(std::make_pair(BB,
1156                       localAvail[DTN->getIDom()->getBlock()]));
1157
1158   for (BasicBlock::iterator BI = BB->begin(), BE = BB->end();
1159        BI != BE;) {
1160     changed_function |= processInstruction(BI, lastSeenLoad, toErase);
1161     if (toErase.empty()) {
1162       ++BI;
1163       continue;
1164     }
1165
1166     // If we need some instructions deleted, do it now.
1167     NumGVNInstr += toErase.size();
1168
1169     // Avoid iterator invalidation.
1170     bool AtStart = BI == BB->begin();
1171     if (!AtStart)
1172       --BI;
1173
1174     for (SmallVector<Instruction*, 4>::iterator I = toErase.begin(),
1175          E = toErase.end(); I != E; ++I)
1176       (*I)->eraseFromParent();
1177
1178     if (AtStart)
1179       BI = BB->begin();
1180     else
1181       ++BI;
1182
1183     toErase.clear();
1184   }
1185
1186   return changed_function;
1187 }
1188
1189 /// performPRE - Perform a purely local form of PRE that looks for diamond
1190 /// control flow patterns and attempts to perform simple PRE at the join point.
1191 bool GVN::performPRE(Function& F) {
1192   bool changed = false;
1193   for (df_iterator<BasicBlock*> DI = df_begin(&F.getEntryBlock()),
1194        DE = df_end(&F.getEntryBlock()); DI != DE; ++DI) {
1195     BasicBlock* CurrentBlock = *DI;
1196
1197     // Nothing to PRE in the entry block.
1198     if (CurrentBlock == &F.getEntryBlock()) continue;
1199
1200     for (BasicBlock::iterator BI = CurrentBlock->begin(),
1201          BE = CurrentBlock->end(); BI != BE; ) {
1202       if (isa<AllocaInst>(BI) || isa<TerminatorInst>(BI) ||
1203           isa<LoadInst>(BI) || isa<StoreInst>(BI) ||
1204           isa<CallInst>(BI) || isa<PHINode>(BI)) {
1205         BI++;
1206         continue;
1207       }
1208
1209       uint32_t valno = VN.lookup(BI);
1210
1211       // Look for the predecessors for PRE opportunities.  We're
1212       // only trying to solve the basic diamond case, where
1213       // a value is computed in the successor and one predecessor,
1214       // but not the other.  We also explicitly disallow cases
1215       // where the successor is its own predecessor, because they're
1216       // more complicated to get right.
1217       unsigned numWith = 0;
1218       unsigned numWithout = 0;
1219       BasicBlock* PREPred = 0;
1220       for (pred_iterator PI = pred_begin(CurrentBlock),
1221            PE = pred_end(CurrentBlock); PI != PE; ++PI) {
1222         // We're not interested in PRE where the block is its
1223         // own predecessor.
1224         if (*PI == CurrentBlock)
1225           numWithout = 2;
1226
1227         if (!localAvail[*PI].count(valno)) {
1228           PREPred = *PI;
1229           numWithout++;
1230         } else if (localAvail[*PI][valno] == BI) {
1231           numWithout = 2;
1232         } else {
1233           numWith++;
1234         }
1235       }
1236
1237       // Don't do PRE when it might increase code size, i.e. when
1238       // we would need to insert instructions in more than one pred.
1239       if (numWithout != 1 || numWith == 0) {
1240         BI++;
1241         continue;
1242       }
1243
1244       // Instantiate the expression the in predecessor that lacked it.
1245       // Because we are going top-down through the block, all value numbers
1246       // will be available in the predecessor by the time we need them.  Any
1247       // that weren't original present will have been instantiated earlier
1248       // in this loop.
1249       Instruction* PREInstr = BI->clone();
1250       bool success = true;
1251       for (unsigned i = 0; i < BI->getNumOperands(); ++i) {
1252         Value* op = BI->getOperand(i);
1253         if (isa<Argument>(op) || isa<Constant>(op) || isa<GlobalValue>(op))
1254           PREInstr->setOperand(i, op);
1255         else if (!localAvail[PREPred].count(VN.lookup(op))) {
1256           success = false;
1257           break;
1258         } else
1259           PREInstr->setOperand(i, localAvail[PREPred][VN.lookup(op)]);
1260       }
1261
1262       // Fail out if we encounter an operand that is not available in
1263       // the PRE predecessor.  This is typically because of loads which
1264       // are not value numbered precisely.
1265       if (!success) {
1266         delete PREInstr;
1267         BI++;
1268         continue;
1269       }
1270
1271       PREInstr->insertBefore(PREPred->getTerminator());
1272       PREInstr->setName(BI->getName() + ".pre");
1273       VN.add(PREInstr, valno);
1274       NumGVNPRE++;
1275
1276       // Update the availability map to include the new instruction.
1277       localAvail[PREPred].insert(std::make_pair(valno, PREInstr));
1278
1279       // Create a PHI to make the value available in this block.
1280       PHINode* Phi = PHINode::Create(BI->getType(),
1281                                      BI->getName() + ".pre-phi",
1282                                      CurrentBlock->begin());
1283       for (pred_iterator PI = pred_begin(CurrentBlock),
1284            PE = pred_end(CurrentBlock); PI != PE; ++PI)
1285         Phi->addIncoming(localAvail[*PI][valno], *PI);
1286
1287       VN.add(Phi, valno);
1288
1289       // The newly created PHI completely replaces the old instruction,
1290       // so we need to update the maps to reflect this.
1291       for (DenseMap<BasicBlock*, DenseMap<uint32_t, Value*> >::iterator
1292            UI = localAvail.begin(), UE = localAvail.end(); UI != UE; ++UI)
1293         for (DenseMap<uint32_t, Value*>::iterator UUI = UI->second.begin(),
1294              UUE = UI->second.end(); UUI != UUE; ++UUI)
1295             if (UUI->second == BI)
1296               UUI->second = Phi;
1297
1298       BI->replaceAllUsesWith(Phi);
1299
1300       Instruction* erase = BI;
1301       BI++;
1302       erase->eraseFromParent();
1303
1304       changed = true;
1305     }
1306   }
1307
1308   return changed;
1309 }
1310
1311 // GVN::iterateOnFunction - Executes one iteration of GVN
1312 bool GVN::iterateOnFunction(Function &F) {
1313   // Clean out global sets from any previous functions
1314   VN.clear();
1315   localAvail.clear();
1316   phiMap.clear();
1317
1318   DominatorTree &DT = getAnalysis<DominatorTree>();
1319
1320   // Top-down walk of the dominator tree
1321   bool changed = false;
1322   for (df_iterator<DomTreeNode*> DI = df_begin(DT.getRootNode()),
1323        DE = df_end(DT.getRootNode()); DI != DE; ++DI)
1324     changed |= processBlock(*DI);
1325
1326   changed |= performPRE(F);
1327   return changed;
1328 }