Taints the non-acquire RMW's store address with the load part
[oota-llvm.git] / lib / Analysis / LazyCallGraph.cpp
index 9e0559829dec065d3c04203c4d60e8579821f4e5..0f0f31e62ac7ea19e43cf67fc36e330804fc014f 100644 (file)
@@ -8,19 +8,22 @@
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
 #include "llvm/Analysis/LazyCallGraph.h"
-#include "llvm/ADT/SCCIterator.h"
+#include "llvm/ADT/STLExtras.h"
+#include "llvm/IR/CallSite.h"
+#include "llvm/IR/InstVisitor.h"
 #include "llvm/IR/Instructions.h"
 #include "llvm/IR/PassManager.h"
-#include "llvm/Support/CallSite.h"
+#include "llvm/Support/Debug.h"
 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
-#include "llvm/InstVisitor.h"
 
 using namespace llvm;
 
+#define DEBUG_TYPE "lcg"
+
 static void findCallees(
     SmallVectorImpl<Constant *> &Worklist, SmallPtrSetImpl<Constant *> &Visited,
-    SmallVectorImpl<PointerUnion<Function *, LazyCallGraph::Node *> > &Callees,
-    SmallPtrSetImpl<Function *> &CalleeSet) {
+    SmallVectorImpl<PointerUnion<Function *, LazyCallGraph::Node *>> &Callees,
+    DenseMap<Function *, size_t> &CalleeIndexMap) {
   while (!Worklist.empty()) {
     Constant *C = Worklist.pop_back_val();
 
@@ -35,128 +38,646 @@ static void findCallees(
       // alias. Then a test of the address of the weak function against the new
       // strong definition's address would be an effective way to determine the
       // safety of optimizing a direct call edge.
-      if (!F->isDeclaration() && CalleeSet.insert(F))
-          Callees.push_back(F);
+      if (!F->isDeclaration() &&
+          CalleeIndexMap.insert(std::make_pair(F, Callees.size())).second) {
+        DEBUG(dbgs() << "    Added callable function: " << F->getName()
+                     << "\n");
+        Callees.push_back(F);
+      }
       continue;
     }
 
-    for (User::value_op_iterator OI = C->value_op_begin(),
-                                 OE = C->value_op_end();
-         OI != OE; ++OI)
-      if (Visited.insert(cast<Constant>(*OI)))
-        Worklist.push_back(cast<Constant>(*OI));
+    for (Value *Op : C->operand_values())
+      if (Visited.insert(cast<Constant>(Op)).second)
+        Worklist.push_back(cast<Constant>(Op));
   }
 }
 
-LazyCallGraph::Node::Node(LazyCallGraph &G, Function &F) : G(G), F(F) {
+LazyCallGraph::Node::Node(LazyCallGraph &G, Function &F)
+    : G(&G), F(F), DFSNumber(0), LowLink(0) {
+  DEBUG(dbgs() << "  Adding functions called by '" << F.getName()
+               << "' to the graph.\n");
+
   SmallVector<Constant *, 16> Worklist;
   SmallPtrSet<Constant *, 16> Visited;
   // Find all the potential callees in this function. First walk the
   // instructions and add every operand which is a constant to the worklist.
-  for (Function::iterator BBI = F.begin(), BBE = F.end(); BBI != BBE; ++BBI)
-    for (BasicBlock::iterator II = BBI->begin(), IE = BBI->end(); II != IE;
-         ++II)
-      for (User::value_op_iterator OI = II->value_op_begin(),
-                                   OE = II->value_op_end();
-           OI != OE; ++OI)
-        if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(*OI))
-          if (Visited.insert(C))
+  for (BasicBlock &BB : F)
+    for (Instruction &I : BB)
+      for (Value *Op : I.operand_values())
+        if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(Op))
+          if (Visited.insert(C).second)
             Worklist.push_back(C);
 
   // We've collected all the constant (and thus potentially function or
   // function containing) operands to all of the instructions in the function.
   // Process them (recursively) collecting every function found.
-  findCallees(Worklist, Visited, Callees, CalleeSet);
-}
-
-LazyCallGraph::Node::Node(LazyCallGraph &G, const Node &OtherN)
-    : G(G), F(OtherN.F), CalleeSet(OtherN.CalleeSet) {
-  // Loop over the other node's callees, adding the Function*s to our list
-  // directly, and recursing to add the Node*s.
-  Callees.reserve(OtherN.Callees.size());
-  for (NodeVectorImplT::iterator OI = OtherN.Callees.begin(),
-                                 OE = OtherN.Callees.end();
-       OI != OE; ++OI)
-    if (Function *Callee = OI->dyn_cast<Function *>())
-      Callees.push_back(Callee);
-    else
-      Callees.push_back(G.copyInto(*OI->get<Node *>()));
+  findCallees(Worklist, Visited, Callees, CalleeIndexMap);
+}
+
+void LazyCallGraph::Node::insertEdgeInternal(Function &Callee) {
+  if (Node *N = G->lookup(Callee))
+    return insertEdgeInternal(*N);
+
+  CalleeIndexMap.insert(std::make_pair(&Callee, Callees.size()));
+  Callees.push_back(&Callee);
+}
+
+void LazyCallGraph::Node::insertEdgeInternal(Node &CalleeN) {
+  CalleeIndexMap.insert(std::make_pair(&CalleeN.getFunction(), Callees.size()));
+  Callees.push_back(&CalleeN);
 }
 
-LazyCallGraph::Node::Node(LazyCallGraph &G, Node &&OtherN)
-    : G(G), F(OtherN.F), Callees(std::move(OtherN.Callees)),
-      CalleeSet(std::move(OtherN.CalleeSet)) {
-  // Loop over our Callees. They've been moved from another node, but we need
-  // to move the Node*s to live under our bump ptr allocator.
-  for (NodeVectorImplT::iterator CI = Callees.begin(), CE = Callees.end();
-       CI != CE; ++CI)
-    if (Node *ChildN = CI->dyn_cast<Node *>())
-      *CI = G.moveInto(std::move(*ChildN));
+void LazyCallGraph::Node::removeEdgeInternal(Function &Callee) {
+  auto IndexMapI = CalleeIndexMap.find(&Callee);
+  assert(IndexMapI != CalleeIndexMap.end() &&
+         "Callee not in the callee set for this caller?");
+
+  Callees[IndexMapI->second] = nullptr;
+  CalleeIndexMap.erase(IndexMapI);
 }
 
-LazyCallGraph::LazyCallGraph(Module &M) : M(M) {
-  for (Module::iterator FI = M.begin(), FE = M.end(); FI != FE; ++FI)
-    if (!FI->isDeclaration() && !FI->hasLocalLinkage())
-      if (EntryNodeSet.insert(&*FI))
-        EntryNodes.push_back(&*FI);
+LazyCallGraph::LazyCallGraph(Module &M) : NextDFSNumber(0) {
+  DEBUG(dbgs() << "Building CG for module: " << M.getModuleIdentifier()
+               << "\n");
+  for (Function &F : M)
+    if (!F.isDeclaration() && !F.hasLocalLinkage())
+      if (EntryIndexMap.insert(std::make_pair(&F, EntryNodes.size())).second) {
+        DEBUG(dbgs() << "  Adding '" << F.getName()
+                     << "' to entry set of the graph.\n");
+        EntryNodes.push_back(&F);
+      }
 
   // Now add entry nodes for functions reachable via initializers to globals.
   SmallVector<Constant *, 16> Worklist;
   SmallPtrSet<Constant *, 16> Visited;
-  for (Module::global_iterator GI = M.global_begin(), GE = M.global_end(); GI != GE; ++GI)
-    if (GI->hasInitializer())
-      if (Visited.insert(GI->getInitializer()))
-        Worklist.push_back(GI->getInitializer());
-
-  findCallees(Worklist, Visited, EntryNodes, EntryNodeSet);
-}
-
-LazyCallGraph::LazyCallGraph(const LazyCallGraph &G)
-    : M(G.M), EntryNodeSet(G.EntryNodeSet) {
-  EntryNodes.reserve(G.EntryNodes.size());
-  for (NodeVectorImplT::const_iterator EI = G.EntryNodes.begin(),
-                                       EE = G.EntryNodes.end();
-       EI != EE; ++EI)
-    if (Function *Callee = EI->dyn_cast<Function *>())
-      EntryNodes.push_back(Callee);
+  for (GlobalVariable &GV : M.globals())
+    if (GV.hasInitializer())
+      if (Visited.insert(GV.getInitializer()).second)
+        Worklist.push_back(GV.getInitializer());
+
+  DEBUG(dbgs() << "  Adding functions referenced by global initializers to the "
+                  "entry set.\n");
+  findCallees(Worklist, Visited, EntryNodes, EntryIndexMap);
+
+  for (auto &Entry : EntryNodes) {
+    assert(!Entry.isNull() &&
+           "We can't have removed edges before we finish the constructor!");
+    if (Function *F = Entry.dyn_cast<Function *>())
+      SCCEntryNodes.push_back(F);
     else
-      EntryNodes.push_back(copyInto(*EI->get<Node *>()));
+      SCCEntryNodes.push_back(&Entry.get<Node *>()->getFunction());
+  }
 }
 
-// FIXME: This would be crazy simpler if BumpPtrAllocator were movable without
-// invalidating any of the allocated memory. We should make that be the case at
-// some point and delete this.
 LazyCallGraph::LazyCallGraph(LazyCallGraph &&G)
-    : M(G.M), EntryNodes(std::move(G.EntryNodes)),
-      EntryNodeSet(std::move(G.EntryNodeSet)) {
-  // Loop over our EntryNodes. They've been moved from another graph, so we
-  // need to move the Node*s to live under our bump ptr allocator. We can just
-  // do this in-place.
-  for (NodeVectorImplT::iterator EI = EntryNodes.begin(),
-                                 EE = EntryNodes.end();
-       EI != EE; ++EI)
-    if (Node *EntryN = EI->dyn_cast<Node *>())
-      *EI = moveInto(std::move(*EntryN));
+    : BPA(std::move(G.BPA)), NodeMap(std::move(G.NodeMap)),
+      EntryNodes(std::move(G.EntryNodes)),
+      EntryIndexMap(std::move(G.EntryIndexMap)), SCCBPA(std::move(G.SCCBPA)),
+      SCCMap(std::move(G.SCCMap)), LeafSCCs(std::move(G.LeafSCCs)),
+      DFSStack(std::move(G.DFSStack)),
+      SCCEntryNodes(std::move(G.SCCEntryNodes)),
+      NextDFSNumber(G.NextDFSNumber) {
+  updateGraphPtrs();
+}
+
+LazyCallGraph &LazyCallGraph::operator=(LazyCallGraph &&G) {
+  BPA = std::move(G.BPA);
+  NodeMap = std::move(G.NodeMap);
+  EntryNodes = std::move(G.EntryNodes);
+  EntryIndexMap = std::move(G.EntryIndexMap);
+  SCCBPA = std::move(G.SCCBPA);
+  SCCMap = std::move(G.SCCMap);
+  LeafSCCs = std::move(G.LeafSCCs);
+  DFSStack = std::move(G.DFSStack);
+  SCCEntryNodes = std::move(G.SCCEntryNodes);
+  NextDFSNumber = G.NextDFSNumber;
+  updateGraphPtrs();
+  return *this;
+}
+
+void LazyCallGraph::SCC::insert(Node &N) {
+  N.DFSNumber = N.LowLink = -1;
+  Nodes.push_back(&N);
+  G->SCCMap[&N] = this;
+}
+
+bool LazyCallGraph::SCC::isDescendantOf(const SCC &C) const {
+  // Walk up the parents of this SCC and verify that we eventually find C.
+  SmallVector<const SCC *, 4> AncestorWorklist;
+  AncestorWorklist.push_back(this);
+  do {
+    const SCC *AncestorC = AncestorWorklist.pop_back_val();
+    if (AncestorC->isChildOf(C))
+      return true;
+    for (const SCC *ParentC : AncestorC->ParentSCCs)
+      AncestorWorklist.push_back(ParentC);
+  } while (!AncestorWorklist.empty());
+
+  return false;
+}
+
+void LazyCallGraph::SCC::insertIntraSCCEdge(Node &CallerN, Node &CalleeN) {
+  // First insert it into the caller.
+  CallerN.insertEdgeInternal(CalleeN);
+
+  assert(G->SCCMap.lookup(&CallerN) == this && "Caller must be in this SCC.");
+  assert(G->SCCMap.lookup(&CalleeN) == this && "Callee must be in this SCC.");
+
+  // Nothing changes about this SCC or any other.
+}
+
+void LazyCallGraph::SCC::insertOutgoingEdge(Node &CallerN, Node &CalleeN) {
+  // First insert it into the caller.
+  CallerN.insertEdgeInternal(CalleeN);
+
+  assert(G->SCCMap.lookup(&CallerN) == this && "Caller must be in this SCC.");
+
+  SCC &CalleeC = *G->SCCMap.lookup(&CalleeN);
+  assert(&CalleeC != this && "Callee must not be in this SCC.");
+  assert(CalleeC.isDescendantOf(*this) &&
+         "Callee must be a descendant of the Caller.");
+
+  // The only change required is to add this SCC to the parent set of the
+  // callee.
+  CalleeC.ParentSCCs.insert(this);
+}
+
+SmallVector<LazyCallGraph::SCC *, 1>
+LazyCallGraph::SCC::insertIncomingEdge(Node &CallerN, Node &CalleeN) {
+  // First insert it into the caller.
+  CallerN.insertEdgeInternal(CalleeN);
+
+  assert(G->SCCMap.lookup(&CalleeN) == this && "Callee must be in this SCC.");
+
+  SCC &CallerC = *G->SCCMap.lookup(&CallerN);
+  assert(&CallerC != this && "Caller must not be in this SCC.");
+  assert(CallerC.isDescendantOf(*this) &&
+         "Caller must be a descendant of the Callee.");
+
+  // The algorithm we use for merging SCCs based on the cycle introduced here
+  // is to walk the SCC inverted DAG formed by the parent SCC sets. The inverse
+  // graph has the same cycle properties as the actual DAG of the SCCs, and
+  // when forming SCCs lazily by a DFS, the bottom of the graph won't exist in
+  // many cases which should prune the search space.
+  //
+  // FIXME: We can get this pruning behavior even after the incremental SCC
+  // formation by leaving behind (conservative) DFS numberings in the nodes,
+  // and pruning the search with them. These would need to be cleverly updated
+  // during the removal of intra-SCC edges, but could be preserved
+  // conservatively.
+
+  // The set of SCCs that are connected to the caller, and thus will
+  // participate in the merged connected component.
+  SmallPtrSet<SCC *, 8> ConnectedSCCs;
+  ConnectedSCCs.insert(this);
+  ConnectedSCCs.insert(&CallerC);
+
+  // We build up a DFS stack of the parents chains.
+  SmallVector<std::pair<SCC *, SCC::parent_iterator>, 8> DFSSCCs;
+  SmallPtrSet<SCC *, 8> VisitedSCCs;
+  int ConnectedDepth = -1;
+  SCC *C = this;
+  parent_iterator I = parent_begin(), E = parent_end();
+  for (;;) {
+    while (I != E) {
+      SCC &ParentSCC = *I++;
+
+      // If we have already processed this parent SCC, skip it, and remember
+      // whether it was connected so we don't have to check the rest of the
+      // stack. This also handles when we reach a child of the 'this' SCC (the
+      // callee) which terminates the search.
+      if (ConnectedSCCs.count(&ParentSCC)) {
+        ConnectedDepth = std::max<int>(ConnectedDepth, DFSSCCs.size());
+        continue;
+      }
+      if (VisitedSCCs.count(&ParentSCC))
+        continue;
+
+      // We fully explore the depth-first space, adding nodes to the connected
+      // set only as we pop them off, so "recurse" by rotating to the parent.
+      DFSSCCs.push_back(std::make_pair(C, I));
+      C = &ParentSCC;
+      I = ParentSCC.parent_begin();
+      E = ParentSCC.parent_end();
+    }
+
+    // If we've found a connection anywhere below this point on the stack (and
+    // thus up the parent graph from the caller), the current node needs to be
+    // added to the connected set now that we've processed all of its parents.
+    if ((int)DFSSCCs.size() == ConnectedDepth) {
+      --ConnectedDepth; // We're finished with this connection.
+      ConnectedSCCs.insert(C);
+    } else {
+      // Otherwise remember that its parents don't ever connect.
+      assert(ConnectedDepth < (int)DFSSCCs.size() &&
+             "Cannot have a connected depth greater than the DFS depth!");
+      VisitedSCCs.insert(C);
+    }
+
+    if (DFSSCCs.empty())
+      break; // We've walked all the parents of the caller transitively.
+
+    // Pop off the prior node and position to unwind the depth first recursion.
+    std::tie(C, I) = DFSSCCs.pop_back_val();
+    E = C->parent_end();
+  }
+
+  // Now that we have identified all of the SCCs which need to be merged into
+  // a connected set with the inserted edge, merge all of them into this SCC.
+  // FIXME: This operation currently creates ordering stability problems
+  // because we don't use stably ordered containers for the parent SCCs or the
+  // connected SCCs.
+  unsigned NewNodeBeginIdx = Nodes.size();
+  for (SCC *C : ConnectedSCCs) {
+    if (C == this)
+      continue;
+    for (SCC *ParentC : C->ParentSCCs)
+      if (!ConnectedSCCs.count(ParentC))
+        ParentSCCs.insert(ParentC);
+    C->ParentSCCs.clear();
+
+    for (Node *N : *C) {
+      for (Node &ChildN : *N) {
+        SCC &ChildC = *G->SCCMap.lookup(&ChildN);
+        if (&ChildC != C)
+          ChildC.ParentSCCs.erase(C);
+      }
+      G->SCCMap[N] = this;
+      Nodes.push_back(N);
+    }
+    C->Nodes.clear();
+  }
+  for (auto I = Nodes.begin() + NewNodeBeginIdx, E = Nodes.end(); I != E; ++I)
+    for (Node &ChildN : **I) {
+      SCC &ChildC = *G->SCCMap.lookup(&ChildN);
+      if (&ChildC != this)
+        ChildC.ParentSCCs.insert(this);
+    }
+
+  // We return the list of SCCs which were merged so that callers can
+  // invalidate any data they have associated with those SCCs. Note that these
+  // SCCs are no longer in an interesting state (they are totally empty) but
+  // the pointers will remain stable for the life of the graph itself.
+  return SmallVector<SCC *, 1>(ConnectedSCCs.begin(), ConnectedSCCs.end());
+}
+
+void LazyCallGraph::SCC::removeInterSCCEdge(Node &CallerN, Node &CalleeN) {
+  // First remove it from the node.
+  CallerN.removeEdgeInternal(CalleeN.getFunction());
+
+  assert(G->SCCMap.lookup(&CallerN) == this &&
+         "The caller must be a member of this SCC.");
+
+  SCC &CalleeC = *G->SCCMap.lookup(&CalleeN);
+  assert(&CalleeC != this &&
+         "This API only supports the rmoval of inter-SCC edges.");
+
+  assert(std::find(G->LeafSCCs.begin(), G->LeafSCCs.end(), this) ==
+             G->LeafSCCs.end() &&
+         "Cannot have a leaf SCC caller with a different SCC callee.");
+
+  bool HasOtherCallToCalleeC = false;
+  bool HasOtherCallOutsideSCC = false;
+  for (Node *N : *this) {
+    for (Node &OtherCalleeN : *N) {
+      SCC &OtherCalleeC = *G->SCCMap.lookup(&OtherCalleeN);
+      if (&OtherCalleeC == &CalleeC) {
+        HasOtherCallToCalleeC = true;
+        break;
+      }
+      if (&OtherCalleeC != this)
+        HasOtherCallOutsideSCC = true;
+    }
+    if (HasOtherCallToCalleeC)
+      break;
+  }
+  // Because the SCCs form a DAG, deleting such an edge cannot change the set
+  // of SCCs in the graph. However, it may cut an edge of the SCC DAG, making
+  // the caller no longer a parent of the callee. Walk the other call edges
+  // in the caller to tell.
+  if (!HasOtherCallToCalleeC) {
+    bool Removed = CalleeC.ParentSCCs.erase(this);
+    (void)Removed;
+    assert(Removed &&
+           "Did not find the caller SCC in the callee SCC's parent list!");
+
+    // It may orphan an SCC if it is the last edge reaching it, but that does
+    // not violate any invariants of the graph.
+    if (CalleeC.ParentSCCs.empty())
+      DEBUG(dbgs() << "LCG: Update removing " << CallerN.getFunction().getName()
+                   << " -> " << CalleeN.getFunction().getName()
+                   << " edge orphaned the callee's SCC!\n");
+  }
+
+  // It may make the Caller SCC a leaf SCC.
+  if (!HasOtherCallOutsideSCC)
+    G->LeafSCCs.push_back(this);
+}
+
+void LazyCallGraph::SCC::internalDFS(
+    SmallVectorImpl<std::pair<Node *, Node::iterator>> &DFSStack,
+    SmallVectorImpl<Node *> &PendingSCCStack, Node *N,
+    SmallVectorImpl<SCC *> &ResultSCCs) {
+  Node::iterator I = N->begin();
+  N->LowLink = N->DFSNumber = 1;
+  int NextDFSNumber = 2;
+  for (;;) {
+    assert(N->DFSNumber != 0 && "We should always assign a DFS number "
+                                "before processing a node.");
+
+    // We simulate recursion by popping out of the nested loop and continuing.
+    Node::iterator E = N->end();
+    while (I != E) {
+      Node &ChildN = *I;
+      if (SCC *ChildSCC = G->SCCMap.lookup(&ChildN)) {
+        // Check if we have reached a node in the new (known connected) set of
+        // this SCC. If so, the entire stack is necessarily in that set and we
+        // can re-start.
+        if (ChildSCC == this) {
+          insert(*N);
+          while (!PendingSCCStack.empty())
+            insert(*PendingSCCStack.pop_back_val());
+          while (!DFSStack.empty())
+            insert(*DFSStack.pop_back_val().first);
+          return;
+        }
+
+        // If this child isn't currently in this SCC, no need to process it.
+        // However, we do need to remove this SCC from its SCC's parent set.
+        ChildSCC->ParentSCCs.erase(this);
+        ++I;
+        continue;
+      }
+
+      if (ChildN.DFSNumber == 0) {
+        // Mark that we should start at this child when next this node is the
+        // top of the stack. We don't start at the next child to ensure this
+        // child's lowlink is reflected.
+        DFSStack.push_back(std::make_pair(N, I));
+
+        // Continue, resetting to the child node.
+        ChildN.LowLink = ChildN.DFSNumber = NextDFSNumber++;
+        N = &ChildN;
+        I = ChildN.begin();
+        E = ChildN.end();
+        continue;
+      }
+
+      // Track the lowest link of the children, if any are still in the stack.
+      // Any child not on the stack will have a LowLink of -1.
+      assert(ChildN.LowLink != 0 &&
+             "Low-link must not be zero with a non-zero DFS number.");
+      if (ChildN.LowLink >= 0 && ChildN.LowLink < N->LowLink)
+        N->LowLink = ChildN.LowLink;
+      ++I;
+    }
+
+    if (N->LowLink == N->DFSNumber) {
+      ResultSCCs.push_back(G->formSCC(N, PendingSCCStack));
+      if (DFSStack.empty())
+        return;
+    } else {
+      // At this point we know that N cannot ever be an SCC root. Its low-link
+      // is not its dfs-number, and we've processed all of its children. It is
+      // just sitting here waiting until some node further down the stack gets
+      // low-link == dfs-number and pops it off as well. Move it to the pending
+      // stack which is pulled into the next SCC to be formed.
+      PendingSCCStack.push_back(N);
+
+      assert(!DFSStack.empty() && "We shouldn't have an empty stack!");
+    }
+
+    N = DFSStack.back().first;
+    I = DFSStack.back().second;
+    DFSStack.pop_back();
+  }
+}
+
+SmallVector<LazyCallGraph::SCC *, 1>
+LazyCallGraph::SCC::removeIntraSCCEdge(Node &CallerN, Node &CalleeN) {
+  // First remove it from the node.
+  CallerN.removeEdgeInternal(CalleeN.getFunction());
+
+  // We return a list of the resulting *new* SCCs in postorder.
+  SmallVector<SCC *, 1> ResultSCCs;
+
+  // Direct recursion doesn't impact the SCC graph at all.
+  if (&CallerN == &CalleeN)
+    return ResultSCCs;
+
+  // The worklist is every node in the original SCC.
+  SmallVector<Node *, 1> Worklist;
+  Worklist.swap(Nodes);
+  for (Node *N : Worklist) {
+    // The nodes formerly in this SCC are no longer in any SCC.
+    N->DFSNumber = 0;
+    N->LowLink = 0;
+    G->SCCMap.erase(N);
+  }
+  assert(Worklist.size() > 1 && "We have to have at least two nodes to have an "
+                                "edge between them that is within the SCC.");
+
+  // The callee can already reach every node in this SCC (by definition). It is
+  // the only node we know will stay inside this SCC. Everything which
+  // transitively reaches Callee will also remain in the SCC. To model this we
+  // incrementally add any chain of nodes which reaches something in the new
+  // node set to the new node set. This short circuits one side of the Tarjan's
+  // walk.
+  insert(CalleeN);
+
+  // We're going to do a full mini-Tarjan's walk using a local stack here.
+  SmallVector<std::pair<Node *, Node::iterator>, 4> DFSStack;
+  SmallVector<Node *, 4> PendingSCCStack;
+  do {
+    Node *N = Worklist.pop_back_val();
+    if (N->DFSNumber == 0)
+      internalDFS(DFSStack, PendingSCCStack, N, ResultSCCs);
+
+    assert(DFSStack.empty() && "Didn't flush the entire DFS stack!");
+    assert(PendingSCCStack.empty() && "Didn't flush all pending SCC nodes!");
+  } while (!Worklist.empty());
+
+  // Now we need to reconnect the current SCC to the graph.
+  bool IsLeafSCC = true;
+  for (Node *N : Nodes) {
+    for (Node &ChildN : *N) {
+      SCC &ChildSCC = *G->SCCMap.lookup(&ChildN);
+      if (&ChildSCC == this)
+        continue;
+      ChildSCC.ParentSCCs.insert(this);
+      IsLeafSCC = false;
+    }
+  }
+#ifndef NDEBUG
+  if (!ResultSCCs.empty())
+    assert(!IsLeafSCC && "This SCC cannot be a leaf as we have split out new "
+                         "SCCs by removing this edge.");
+  if (!std::any_of(G->LeafSCCs.begin(), G->LeafSCCs.end(),
+                   [&](SCC *C) { return C == this; }))
+    assert(!IsLeafSCC && "This SCC cannot be a leaf as it already had child "
+                         "SCCs before we removed this edge.");
+#endif
+  // If this SCC stopped being a leaf through this edge removal, remove it from
+  // the leaf SCC list.
+  if (!IsLeafSCC && !ResultSCCs.empty())
+    G->LeafSCCs.erase(std::remove(G->LeafSCCs.begin(), G->LeafSCCs.end(), this),
+                      G->LeafSCCs.end());
+
+  // Return the new list of SCCs.
+  return ResultSCCs;
+}
+
+void LazyCallGraph::insertEdge(Node &CallerN, Function &Callee) {
+  assert(SCCMap.empty() && DFSStack.empty() &&
+         "This method cannot be called after SCCs have been formed!");
+
+  return CallerN.insertEdgeInternal(Callee);
+}
+
+void LazyCallGraph::removeEdge(Node &CallerN, Function &Callee) {
+  assert(SCCMap.empty() && DFSStack.empty() &&
+         "This method cannot be called after SCCs have been formed!");
+
+  return CallerN.removeEdgeInternal(Callee);
 }
 
-LazyCallGraph::Node *LazyCallGraph::insertInto(Function &F, Node *&MappedN) {
-  return new (MappedN = BPA.Allocate()) Node(*this, F);
+LazyCallGraph::Node &LazyCallGraph::insertInto(Function &F, Node *&MappedN) {
+  return *new (MappedN = BPA.Allocate()) Node(*this, F);
 }
 
-LazyCallGraph::Node *LazyCallGraph::copyInto(const Node &OtherN) {
-  Node *&N = NodeMap[&OtherN.F];
-  if (N)
-    return N;
+void LazyCallGraph::updateGraphPtrs() {
+  // Process all nodes updating the graph pointers.
+  {
+    SmallVector<Node *, 16> Worklist;
+    for (auto &Entry : EntryNodes)
+      if (Node *EntryN = Entry.dyn_cast<Node *>())
+        Worklist.push_back(EntryN);
 
-  return new (N = BPA.Allocate()) Node(*this, OtherN);
+    while (!Worklist.empty()) {
+      Node *N = Worklist.pop_back_val();
+      N->G = this;
+      for (auto &Callee : N->Callees)
+        if (!Callee.isNull())
+          if (Node *CalleeN = Callee.dyn_cast<Node *>())
+            Worklist.push_back(CalleeN);
+    }
+  }
+
+  // Process all SCCs updating the graph pointers.
+  {
+    SmallVector<SCC *, 16> Worklist(LeafSCCs.begin(), LeafSCCs.end());
+
+    while (!Worklist.empty()) {
+      SCC *C = Worklist.pop_back_val();
+      C->G = this;
+      Worklist.insert(Worklist.end(), C->ParentSCCs.begin(),
+                      C->ParentSCCs.end());
+    }
+  }
 }
 
-LazyCallGraph::Node *LazyCallGraph::moveInto(Node &&OtherN) {
-  Node *&N = NodeMap[&OtherN.F];
-  if (N)
-    return N;
+LazyCallGraph::SCC *LazyCallGraph::formSCC(Node *RootN,
+                                           SmallVectorImpl<Node *> &NodeStack) {
+  // The tail of the stack is the new SCC. Allocate the SCC and pop the stack
+  // into it.
+  SCC *NewSCC = new (SCCBPA.Allocate()) SCC(*this);
+
+  while (!NodeStack.empty() && NodeStack.back()->DFSNumber > RootN->DFSNumber) {
+    assert(NodeStack.back()->LowLink >= RootN->LowLink &&
+           "We cannot have a low link in an SCC lower than its root on the "
+           "stack!");
+    NewSCC->insert(*NodeStack.pop_back_val());
+  }
+  NewSCC->insert(*RootN);
+
+  // A final pass over all edges in the SCC (this remains linear as we only
+  // do this once when we build the SCC) to connect it to the parent sets of
+  // its children.
+  bool IsLeafSCC = true;
+  for (Node *SCCN : NewSCC->Nodes)
+    for (Node &SCCChildN : *SCCN) {
+      SCC &ChildSCC = *SCCMap.lookup(&SCCChildN);
+      if (&ChildSCC == NewSCC)
+        continue;
+      ChildSCC.ParentSCCs.insert(NewSCC);
+      IsLeafSCC = false;
+    }
+
+  // For the SCCs where we fine no child SCCs, add them to the leaf list.
+  if (IsLeafSCC)
+    LeafSCCs.push_back(NewSCC);
 
-  return new (N = BPA.Allocate()) Node(*this, std::move(OtherN));
+  return NewSCC;
+}
+
+LazyCallGraph::SCC *LazyCallGraph::getNextSCCInPostOrder() {
+  Node *N;
+  Node::iterator I;
+  if (!DFSStack.empty()) {
+    N = DFSStack.back().first;
+    I = DFSStack.back().second;
+    DFSStack.pop_back();
+  } else {
+    // If we've handled all candidate entry nodes to the SCC forest, we're done.
+    do {
+      if (SCCEntryNodes.empty())
+        return nullptr;
+
+      N = &get(*SCCEntryNodes.pop_back_val());
+    } while (N->DFSNumber != 0);
+    I = N->begin();
+    N->LowLink = N->DFSNumber = 1;
+    NextDFSNumber = 2;
+  }
+
+  for (;;) {
+    assert(N->DFSNumber != 0 && "We should always assign a DFS number "
+                                "before placing a node onto the stack.");
+
+    Node::iterator E = N->end();
+    while (I != E) {
+      Node &ChildN = *I;
+      if (ChildN.DFSNumber == 0) {
+        // Mark that we should start at this child when next this node is the
+        // top of the stack. We don't start at the next child to ensure this
+        // child's lowlink is reflected.
+        DFSStack.push_back(std::make_pair(N, N->begin()));
+
+        // Recurse onto this node via a tail call.
+        assert(!SCCMap.count(&ChildN) &&
+               "Found a node with 0 DFS number but already in an SCC!");
+        ChildN.LowLink = ChildN.DFSNumber = NextDFSNumber++;
+        N = &ChildN;
+        I = ChildN.begin();
+        E = ChildN.end();
+        continue;
+      }
+
+      // Track the lowest link of the children, if any are still in the stack.
+      assert(ChildN.LowLink != 0 &&
+             "Low-link must not be zero with a non-zero DFS number.");
+      if (ChildN.LowLink >= 0 && ChildN.LowLink < N->LowLink)
+        N->LowLink = ChildN.LowLink;
+      ++I;
+    }
+
+    if (N->LowLink == N->DFSNumber)
+      // Form the new SCC out of the top of the DFS stack.
+      return formSCC(N, PendingSCCStack);
+
+    // At this point we know that N cannot ever be an SCC root. Its low-link
+    // is not its dfs-number, and we've processed all of its children. It is
+    // just sitting here waiting until some node further down the stack gets
+    // low-link == dfs-number and pops it off as well. Move it to the pending
+    // stack which is pulled into the next SCC to be formed.
+    PendingSCCStack.push_back(N);
+
+    assert(!DFSStack.empty() && "We never found a viable root!");
+    N = DFSStack.back().first;
+    I = DFSStack.back().second;
+    DFSStack.pop_back();
+  }
 }
 
 char LazyCallGraphAnalysis::PassID;
@@ -166,9 +687,9 @@ LazyCallGraphPrinterPass::LazyCallGraphPrinterPass(raw_ostream &OS) : OS(OS) {}
 static void printNodes(raw_ostream &OS, LazyCallGraph::Node &N,
                        SmallPtrSetImpl<LazyCallGraph::Node *> &Printed) {
   // Recurse depth first through the nodes.
-  for (LazyCallGraph::iterator I = N.begin(), E = N.end(); I != E; ++I)
-    if (Printed.insert(*I))
-      printNodes(OS, **I, Printed);
+  for (LazyCallGraph::Node &ChildN : N)
+    if (Printed.insert(&ChildN).second)
+      printNodes(OS, ChildN, Printed);
 
   OS << "  Call edges in function: " << N.getFunction().getName() << "\n";
   for (LazyCallGraph::iterator I = N.begin(), E = N.end(); I != E; ++I)
@@ -177,15 +698,30 @@ static void printNodes(raw_ostream &OS, LazyCallGraph::Node &N,
   OS << "\n";
 }
 
-PreservedAnalyses LazyCallGraphPrinterPass::run(Module *M, ModuleAnalysisManager *AM) {
+static void printSCC(raw_ostream &OS, LazyCallGraph::SCC &SCC) {
+  ptrdiff_t SCCSize = std::distance(SCC.begin(), SCC.end());
+  OS << "  SCC with " << SCCSize << " functions:\n";
+
+  for (LazyCallGraph::Node *N : SCC)
+    OS << "    " << N->getFunction().getName() << "\n";
+
+  OS << "\n";
+}
+
+PreservedAnalyses LazyCallGraphPrinterPass::run(Module &M,
+                                                ModuleAnalysisManager *AM) {
   LazyCallGraph &G = AM->getResult<LazyCallGraphAnalysis>(M);
 
-  OS << "Printing the call graph for module: " << M->getModuleIdentifier() << "\n\n";
+  OS << "Printing the call graph for module: " << M.getModuleIdentifier()
+     << "\n\n";
 
   SmallPtrSet<LazyCallGraph::Node *, 16> Printed;
-  for (LazyCallGraph::iterator I = G.begin(), E = G.end(); I != E; ++I)
-    if (Printed.insert(*I))
-      printNodes(OS, **I, Printed);
+  for (LazyCallGraph::Node &N : G)
+    if (Printed.insert(&N).second)
+      printNodes(OS, N, Printed);
+
+  for (LazyCallGraph::SCC &SCC : G.postorder_sccs())
+    printSCC(OS, SCC);
 
   return PreservedAnalyses::all();
 }