Use std::is_sorted and std::none_of instead of manual loops. NFC
[oota-llvm.git] / lib / Analysis / MemoryDependenceAnalysis.cpp
index f3320fb987ae441cce0ff4f985b414eea7729267..d1484be0f6f15e15fa0395902ed53f1a8ed960ee 100644 (file)
@@ -1,4 +1,4 @@
-//===- MemoryDependenceAnalysis.cpp - Mem Deps Implementation  --*- C++ -*-===//
+//===- MemoryDependenceAnalysis.cpp - Mem Deps Implementation -------------===//
 //
 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
 //
@@ -8,31 +8,35 @@
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 //
 // This file implements an analysis that determines, for a given memory
-// operation, what preceding memory operations it depends on.  It builds on 
+// operation, what preceding memory operations it depends on.  It builds on
 // alias analysis information, and tries to provide a lazy, caching interface to
 // a common kind of alias information query.
 //
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
-#define DEBUG_TYPE "memdep"
 #include "llvm/Analysis/MemoryDependenceAnalysis.h"
 #include "llvm/ADT/STLExtras.h"
 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
 #include "llvm/Analysis/AliasAnalysis.h"
-#include "llvm/Analysis/Dominators.h"
+#include "llvm/Analysis/AssumptionCache.h"
 #include "llvm/Analysis/InstructionSimplify.h"
 #include "llvm/Analysis/MemoryBuiltins.h"
 #include "llvm/Analysis/PHITransAddr.h"
+#include "llvm/Analysis/OrderedBasicBlock.h"
 #include "llvm/Analysis/ValueTracking.h"
-#include "llvm/DataLayout.h"
-#include "llvm/Function.h"
-#include "llvm/Instructions.h"
-#include "llvm/IntrinsicInst.h"
-#include "llvm/LLVMContext.h"
+#include "llvm/Analysis/TargetLibraryInfo.h"
+#include "llvm/IR/DataLayout.h"
+#include "llvm/IR/Dominators.h"
+#include "llvm/IR/Function.h"
+#include "llvm/IR/Instructions.h"
+#include "llvm/IR/IntrinsicInst.h"
+#include "llvm/IR/LLVMContext.h"
+#include "llvm/IR/PredIteratorCache.h"
 #include "llvm/Support/Debug.h"
-#include "llvm/Support/PredIteratorCache.h"
 using namespace llvm;
 
+#define DEBUG_TYPE "memdep"
+
 STATISTIC(NumCacheNonLocal, "Number of fully cached non-local responses");
 STATISTIC(NumCacheDirtyNonLocal, "Number of dirty cached non-local responses");
 STATISTIC(NumUncacheNonLocal, "Number of uncached non-local responses");
@@ -47,21 +51,28 @@ STATISTIC(NumCacheCompleteNonLocalPtr,
           "Number of block queries that were completely cached");
 
 // Limit for the number of instructions to scan in a block.
-// FIXME: Figure out what a sane value is for this.
-//        (500 is relatively insane.)
-static const int BlockScanLimit = 500;
+
+static cl::opt<unsigned> BlockScanLimit(
+    "memdep-block-scan-limit", cl::Hidden, cl::init(100),
+    cl::desc("The number of instructions to scan in a block in memory "
+             "dependency analysis (default = 100)"));
+
+// Limit on the number of memdep results to process.
+static const unsigned int NumResultsLimit = 100;
 
 char MemoryDependenceAnalysis::ID = 0;
-  
+
 // Register this pass...
 INITIALIZE_PASS_BEGIN(MemoryDependenceAnalysis, "memdep",
                 "Memory Dependence Analysis", false, true)
-INITIALIZE_AG_DEPENDENCY(AliasAnalysis)
+INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(AssumptionCacheTracker)
+INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(AAResultsWrapperPass)
+INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(TargetLibraryInfoWrapperPass)
 INITIALIZE_PASS_END(MemoryDependenceAnalysis, "memdep",
                       "Memory Dependence Analysis", false, true)
 
 MemoryDependenceAnalysis::MemoryDependenceAnalysis()
-: FunctionPass(ID), PredCache(0) {
+    : FunctionPass(ID) {
   initializeMemoryDependenceAnalysisPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
 }
 MemoryDependenceAnalysis::~MemoryDependenceAnalysis() {
@@ -75,31 +86,32 @@ void MemoryDependenceAnalysis::releaseMemory() {
   ReverseLocalDeps.clear();
   ReverseNonLocalDeps.clear();
   ReverseNonLocalPtrDeps.clear();
-  PredCache->clear();
+  PredCache.clear();
 }
 
-
-
 /// getAnalysisUsage - Does not modify anything.  It uses Alias Analysis.
 ///
 void MemoryDependenceAnalysis::getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
   AU.setPreservesAll();
-  AU.addRequiredTransitive<AliasAnalysis>();
+  AU.addRequired<AssumptionCacheTracker>();
+  AU.addRequiredTransitive<AAResultsWrapperPass>();
+  AU.addRequiredTransitive<TargetLibraryInfoWrapperPass>();
 }
 
-bool MemoryDependenceAnalysis::runOnFunction(Function &) {
-  AA = &getAnalysis<AliasAnalysis>();
-  TD = getAnalysisIfAvailable<DataLayout>();
-  DT = getAnalysisIfAvailable<DominatorTree>();
-  if (PredCache == 0)
-    PredCache.reset(new PredIteratorCache());
+bool MemoryDependenceAnalysis::runOnFunction(Function &F) {
+  AA = &getAnalysis<AAResultsWrapperPass>().getAAResults();
+  AC = &getAnalysis<AssumptionCacheTracker>().getAssumptionCache(F);
+  DominatorTreeWrapperPass *DTWP =
+      getAnalysisIfAvailable<DominatorTreeWrapperPass>();
+  DT = DTWP ? &DTWP->getDomTree() : nullptr;
+  TLI = &getAnalysis<TargetLibraryInfoWrapperPass>().getTLI();
   return false;
 }
 
 /// RemoveFromReverseMap - This is a helper function that removes Val from
 /// 'Inst's set in ReverseMap.  If the set becomes empty, remove Inst's entry.
 template <typename KeyTy>
-static void RemoveFromReverseMap(DenseMap<Instruction*, 
+static void RemoveFromReverseMap(DenseMap<Instruction*,
                                  SmallPtrSet<KeyTy, 4> > &ReverseMap,
                                  Instruction *Inst, KeyTy Val) {
   typename DenseMap<Instruction*, SmallPtrSet<KeyTy, 4> >::iterator
@@ -115,75 +127,78 @@ static void RemoveFromReverseMap(DenseMap<Instruction*,
 /// location, fill in Loc with the details, otherwise set Loc.Ptr to null.
 /// Return a ModRefInfo value describing the general behavior of the
 /// instruction.
-static
-AliasAnalysis::ModRefResult GetLocation(const Instruction *Inst,
-                                        AliasAnalysis::Location &Loc,
-                                        AliasAnalysis *AA) {
+static ModRefInfo GetLocation(const Instruction *Inst, MemoryLocation &Loc,
+                              const TargetLibraryInfo &TLI) {
   if (const LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(Inst)) {
     if (LI->isUnordered()) {
-      Loc = AA->getLocation(LI);
-      return AliasAnalysis::Ref;
-    } else if (LI->getOrdering() == Monotonic) {
-      Loc = AA->getLocation(LI);
-      return AliasAnalysis::ModRef;
+      Loc = MemoryLocation::get(LI);
+      return MRI_Ref;
     }
-    Loc = AliasAnalysis::Location();
-    return AliasAnalysis::ModRef;
+    if (LI->getOrdering() == Monotonic) {
+      Loc = MemoryLocation::get(LI);
+      return MRI_ModRef;
+    }
+    Loc = MemoryLocation();
+    return MRI_ModRef;
   }
 
   if (const StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(Inst)) {
     if (SI->isUnordered()) {
-      Loc = AA->getLocation(SI);
-      return AliasAnalysis::Mod;
-    } else if (SI->getOrdering() == Monotonic) {
-      Loc = AA->getLocation(SI);
-      return AliasAnalysis::ModRef;
+      Loc = MemoryLocation::get(SI);
+      return MRI_Mod;
+    }
+    if (SI->getOrdering() == Monotonic) {
+      Loc = MemoryLocation::get(SI);
+      return MRI_ModRef;
     }
-    Loc = AliasAnalysis::Location();
-    return AliasAnalysis::ModRef;
+    Loc = MemoryLocation();
+    return MRI_ModRef;
   }
 
   if (const VAArgInst *V = dyn_cast<VAArgInst>(Inst)) {
-    Loc = AA->getLocation(V);
-    return AliasAnalysis::ModRef;
+    Loc = MemoryLocation::get(V);
+    return MRI_ModRef;
   }
 
-  if (const CallInst *CI = isFreeCall(Inst, AA->getTargetLibraryInfo())) {
+  if (const CallInst *CI = isFreeCall(Inst, &TLI)) {
     // calls to free() deallocate the entire structure
-    Loc = AliasAnalysis::Location(CI->getArgOperand(0));
-    return AliasAnalysis::Mod;
+    Loc = MemoryLocation(CI->getArgOperand(0));
+    return MRI_Mod;
   }
 
-  if (const IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(Inst))
+  if (const IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(Inst)) {
+    AAMDNodes AAInfo;
+
     switch (II->getIntrinsicID()) {
     case Intrinsic::lifetime_start:
     case Intrinsic::lifetime_end:
     case Intrinsic::invariant_start:
-      Loc = AliasAnalysis::Location(II->getArgOperand(1),
-                                    cast<ConstantInt>(II->getArgOperand(0))
-                                      ->getZExtValue(),
-                                    II->getMetadata(LLVMContext::MD_tbaa));
+      II->getAAMetadata(AAInfo);
+      Loc = MemoryLocation(
+          II->getArgOperand(1),
+          cast<ConstantInt>(II->getArgOperand(0))->getZExtValue(), AAInfo);
       // These intrinsics don't really modify the memory, but returning Mod
       // will allow them to be handled conservatively.
-      return AliasAnalysis::Mod;
+      return MRI_Mod;
     case Intrinsic::invariant_end:
-      Loc = AliasAnalysis::Location(II->getArgOperand(2),
-                                    cast<ConstantInt>(II->getArgOperand(1))
-                                      ->getZExtValue(),
-                                    II->getMetadata(LLVMContext::MD_tbaa));
+      II->getAAMetadata(AAInfo);
+      Loc = MemoryLocation(
+          II->getArgOperand(2),
+          cast<ConstantInt>(II->getArgOperand(1))->getZExtValue(), AAInfo);
       // These intrinsics don't really modify the memory, but returning Mod
       // will allow them to be handled conservatively.
-      return AliasAnalysis::Mod;
+      return MRI_Mod;
     default:
       break;
     }
+  }
 
   // Otherwise, just do the coarse-grained thing that always works.
   if (Inst->mayWriteToMemory())
-    return AliasAnalysis::ModRef;
+    return MRI_ModRef;
   if (Inst->mayReadFromMemory())
-    return AliasAnalysis::Ref;
-  return AliasAnalysis::NoModRef;
+    return MRI_Ref;
+  return MRI_NoModRef;
 }
 
 /// getCallSiteDependencyFrom - Private helper for finding the local
@@ -196,32 +211,32 @@ getCallSiteDependencyFrom(CallSite CS, bool isReadOnlyCall,
   // Walk backwards through the block, looking for dependencies
   while (ScanIt != BB->begin()) {
     // Limit the amount of scanning we do so we don't end up with quadratic
-    // running time on extreme testcases. 
+    // running time on extreme testcases.
     --Limit;
     if (!Limit)
       return MemDepResult::getUnknown();
 
-    Instruction *Inst = --ScanIt;
-    
+    Instruction *Inst = &*--ScanIt;
+
     // If this inst is a memory op, get the pointer it accessed
-    AliasAnalysis::Location Loc;
-    AliasAnalysis::ModRefResult MR = GetLocation(Inst, Loc, AA);
+    MemoryLocation Loc;
+    ModRefInfo MR = GetLocation(Inst, Loc, *TLI);
     if (Loc.Ptr) {
       // A simple instruction.
-      if (AA->getModRefInfo(CS, Loc) != AliasAnalysis::NoModRef)
+      if (AA->getModRefInfo(CS, Loc) != MRI_NoModRef)
         return MemDepResult::getClobber(Inst);
       continue;
     }
 
-    if (CallSite InstCS = cast<Value>(Inst)) {
+    if (auto InstCS = CallSite(Inst)) {
       // Debug intrinsics don't cause dependences.
       if (isa<DbgInfoIntrinsic>(Inst)) continue;
       // If these two calls do not interfere, look past it.
       switch (AA->getModRefInfo(CS, InstCS)) {
-      case AliasAnalysis::NoModRef:
+      case MRI_NoModRef:
         // If the two calls are the same, return InstCS as a Def, so that
         // CS can be found redundant and eliminated.
-        if (isReadOnlyCall && !(MR & AliasAnalysis::Mod) &&
+        if (isReadOnlyCall && !(MR & MRI_Mod) &&
             CS.getInstruction()->isIdenticalToWhenDefined(Inst))
           return MemDepResult::getDef(Inst);
 
@@ -235,7 +250,7 @@ getCallSiteDependencyFrom(CallSite CS, bool isReadOnlyCall,
 
     // If we could not obtain a pointer for the instruction and the instruction
     // touches memory then assume that this is a dependency.
-    if (MR != AliasAnalysis::NoModRef)
+    if (MR != MRI_NoModRef)
       return MemDepResult::getClobber(Inst);
   }
 
@@ -251,22 +266,18 @@ getCallSiteDependencyFrom(CallSite CS, bool isReadOnlyCall,
 ///
 /// MemLocBase, MemLocOffset are lazily computed here the first time the
 /// base/offs of memloc is needed.
-static bool 
-isLoadLoadClobberIfExtendedToFullWidth(const AliasAnalysis::Location &MemLoc,
-                                       const Value *&MemLocBase,
-                                       int64_t &MemLocOffs,
-                                       const LoadInst *LI,
-                                       const DataLayout *TD) {
-  // If we have no target data, we can't do this.
-  if (TD == 0) return false;
+static bool isLoadLoadClobberIfExtendedToFullWidth(const MemoryLocation &MemLoc,
+                                                   const Value *&MemLocBase,
+                                                   int64_t &MemLocOffs,
+                                                   const LoadInst *LI) {
+  const DataLayout &DL = LI->getModule()->getDataLayout();
 
   // If we haven't already computed the base/offset of MemLoc, do so now.
-  if (MemLocBase == 0)
-    MemLocBase = GetPointerBaseWithConstantOffset(MemLoc.Ptr, MemLocOffs, *TD);
+  if (!MemLocBase)
+    MemLocBase = GetPointerBaseWithConstantOffset(MemLoc.Ptr, MemLocOffs, DL);
 
-  unsigned Size = MemoryDependenceAnalysis::
-    getLoadLoadClobberFullWidthSize(MemLocBase, MemLocOffs, MemLoc.Size,
-                                    LI, *TD);
+  unsigned Size = MemoryDependenceAnalysis::getLoadLoadClobberFullWidthSize(
+      MemLocBase, MemLocOffs, MemLoc.Size, LI);
   return Size != 0;
 }
 
@@ -277,31 +288,37 @@ isLoadLoadClobberIfExtendedToFullWidth(const AliasAnalysis::Location &MemLoc,
 /// 2) safe for the target, and 3) would provide the specified memory
 /// location value, then this function returns the size in bytes of the
 /// load width to use.  If not, this returns zero.
-unsigned MemoryDependenceAnalysis::
-getLoadLoadClobberFullWidthSize(const Value *MemLocBase, int64_t MemLocOffs,
-                                unsigned MemLocSize, const LoadInst *LI,
-                                const DataLayout &TD) {
+unsigned MemoryDependenceAnalysis::getLoadLoadClobberFullWidthSize(
+    const Value *MemLocBase, int64_t MemLocOffs, unsigned MemLocSize,
+    const LoadInst *LI) {
   // We can only extend simple integer loads.
   if (!isa<IntegerType>(LI->getType()) || !LI->isSimple()) return 0;
-  
+
+  // Load widening is hostile to ThreadSanitizer: it may cause false positives
+  // or make the reports more cryptic (access sizes are wrong).
+  if (LI->getParent()->getParent()->hasFnAttribute(Attribute::SanitizeThread))
+    return 0;
+
+  const DataLayout &DL = LI->getModule()->getDataLayout();
+
   // Get the base of this load.
   int64_t LIOffs = 0;
-  const Value *LIBase = 
-    GetPointerBaseWithConstantOffset(LI->getPointerOperand(), LIOffs, TD);
-  
+  const Value *LIBase =
+      GetPointerBaseWithConstantOffset(LI->getPointerOperand(), LIOffs, DL);
+
   // If the two pointers are not based on the same pointer, we can't tell that
   // they are related.
   if (LIBase != MemLocBase) return 0;
-  
+
   // Okay, the two values are based on the same pointer, but returned as
   // no-alias.  This happens when we have things like two byte loads at "P+1"
   // and "P+3".  Check to see if increasing the size of the "LI" load up to its
   // alignment (or the largest native integer type) will allow us to load all
   // the bits required by MemLoc.
-  
+
   // If MemLoc is before LI, then no widening of LI will help us out.
   if (MemLocOffs < LIOffs) return 0;
-  
+
   // Get the alignment of the load in bytes.  We assume that it is safe to load
   // any legal integer up to this size without a problem.  For example, if we're
   // looking at an i8 load on x86-32 that is known 1024 byte aligned, we can
@@ -310,25 +327,25 @@ getLoadLoadClobberFullWidthSize(const Value *MemLocBase, int64_t MemLocOffs,
   unsigned LoadAlign = LI->getAlignment();
 
   int64_t MemLocEnd = MemLocOffs+MemLocSize;
-  
+
   // If no amount of rounding up will let MemLoc fit into LI, then bail out.
   if (LIOffs+LoadAlign < MemLocEnd) return 0;
-  
+
   // This is the size of the load to try.  Start with the next larger power of
   // two.
   unsigned NewLoadByteSize = LI->getType()->getPrimitiveSizeInBits()/8U;
   NewLoadByteSize = NextPowerOf2(NewLoadByteSize);
-  
+
   while (1) {
     // If this load size is bigger than our known alignment or would not fit
     // into a native integer register, then we fail.
     if (NewLoadByteSize > LoadAlign ||
-        !TD.fitsInLegalInteger(NewLoadByteSize*8))
+        !DL.fitsInLegalInteger(NewLoadByteSize*8))
       return 0;
 
-    if (LIOffs+NewLoadByteSize > MemLocEnd &&
-        LI->getParent()->getParent()->getAttributes().
-          hasAttribute(AttributeSet::FunctionIndex, Attribute::AddressSafety))
+    if (LIOffs + NewLoadByteSize > MemLocEnd &&
+        LI->getParent()->getParent()->hasFnAttribute(
+            Attribute::SanitizeAddress))
       // We will be reading past the location accessed by the original program.
       // While this is safe in a regular build, Address Safety analysis tools
       // may start reporting false warnings. So, don't do widening.
@@ -337,38 +354,167 @@ getLoadLoadClobberFullWidthSize(const Value *MemLocBase, int64_t MemLocOffs,
     // If a load of this width would include all of MemLoc, then we succeed.
     if (LIOffs+NewLoadByteSize >= MemLocEnd)
       return NewLoadByteSize;
-    
+
     NewLoadByteSize <<= 1;
   }
 }
 
+static bool isVolatile(Instruction *Inst) {
+  if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(Inst))
+    return LI->isVolatile();
+  else if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(Inst))
+    return SI->isVolatile();
+  else if (AtomicCmpXchgInst *AI = dyn_cast<AtomicCmpXchgInst>(Inst))
+    return AI->isVolatile();
+  return false;
+}
+
+
 /// getPointerDependencyFrom - Return the instruction on which a memory
 /// location depends.  If isLoad is true, this routine ignores may-aliases with
 /// read-only operations.  If isLoad is false, this routine ignores may-aliases
-/// with reads from read-only locations.
-MemDepResult MemoryDependenceAnalysis::
-getPointerDependencyFrom(const AliasAnalysis::Location &MemLoc, bool isLoad, 
-                         BasicBlock::iterator ScanIt, BasicBlock *BB) {
+/// with reads from read-only locations.  If possible, pass the query
+/// instruction as well; this function may take advantage of the metadata
+/// annotated to the query instruction to refine the result.
+MemDepResult MemoryDependenceAnalysis::getPointerDependencyFrom(
+    const MemoryLocation &MemLoc, bool isLoad, BasicBlock::iterator ScanIt,
+    BasicBlock *BB, Instruction *QueryInst) {
+
+  if (QueryInst != nullptr) {
+    if (auto *LI = dyn_cast<LoadInst>(QueryInst)) {
+      MemDepResult invariantGroupDependency =
+          getInvariantGroupPointerDependency(LI, BB);
+
+      if (invariantGroupDependency.isDef())
+        return invariantGroupDependency;
+    }
+  }
+  return getSimplePointerDependencyFrom(MemLoc, isLoad, ScanIt, BB, QueryInst);
+}
 
-  const Value *MemLocBase = 0;
-  int64_t MemLocOffset = 0;
+MemDepResult
+MemoryDependenceAnalysis::getInvariantGroupPointerDependency(LoadInst *LI,
+                                                             BasicBlock *BB) {
+  Value *LoadOperand = LI->getPointerOperand();
+  // It's is not safe to walk the use list of global value, because function
+  // passes aren't allowed to look outside their functions.
+  if (isa<GlobalValue>(LoadOperand))
+    return MemDepResult::getUnknown();
+
+  auto *InvariantGroupMD = LI->getMetadata(LLVMContext::MD_invariant_group);
+  if (!InvariantGroupMD)
+    return MemDepResult::getUnknown();
+
+  MemDepResult Result = MemDepResult::getUnknown();
+  llvm::SmallSet<Value *, 14> Seen;
+  // Queue to process all pointers that are equivalent to load operand.
+  llvm::SmallVector<Value *, 8> LoadOperandsQueue;
+  LoadOperandsQueue.push_back(LoadOperand);
+  while (!LoadOperandsQueue.empty()) {
+    Value *Ptr = LoadOperandsQueue.pop_back_val();
+    if (isa<GlobalValue>(Ptr))
+      continue;
+
+    if (auto *BCI = dyn_cast<BitCastInst>(Ptr)) {
+      if (!Seen.count(BCI->getOperand(0))) {
+        LoadOperandsQueue.push_back(BCI->getOperand(0));
+        Seen.insert(BCI->getOperand(0));
+      }
+    }
+
+    for (Use &Us : Ptr->uses()) {
+      auto *U = dyn_cast<Instruction>(Us.getUser());
+      if (!U || U == LI || !DT->dominates(U, LI))
+        continue;
 
+      if (auto *BCI = dyn_cast<BitCastInst>(U)) {
+        if (!Seen.count(BCI)) {
+          LoadOperandsQueue.push_back(BCI);
+          Seen.insert(BCI);
+        }
+        continue;
+      }
+      // If we hit load/store with the same invariant.group metadata (and the
+      // same pointer operand) we can assume that value pointed by pointer
+      // operand didn't change.
+      if ((isa<LoadInst>(U) || isa<StoreInst>(U)) && U->getParent() == BB &&
+          U->getMetadata(LLVMContext::MD_invariant_group) == InvariantGroupMD)
+        return MemDepResult::getDef(U);
+    }
+  }
+  return Result;
+}
+
+MemDepResult MemoryDependenceAnalysis::getSimplePointerDependencyFrom(
+    const MemoryLocation &MemLoc, bool isLoad, BasicBlock::iterator ScanIt,
+    BasicBlock *BB, Instruction *QueryInst) {
+
+  const Value *MemLocBase = nullptr;
+  int64_t MemLocOffset = 0;
   unsigned Limit = BlockScanLimit;
+  bool isInvariantLoad = false;
+
+  // We must be careful with atomic accesses, as they may allow another thread
+  //   to touch this location, cloberring it. We are conservative: if the
+  //   QueryInst is not a simple (non-atomic) memory access, we automatically
+  //   return getClobber.
+  // If it is simple, we know based on the results of
+  // "Compiler testing via a theory of sound optimisations in the C11/C++11
+  //   memory model" in PLDI 2013, that a non-atomic location can only be
+  //   clobbered between a pair of a release and an acquire action, with no
+  //   access to the location in between.
+  // Here is an example for giving the general intuition behind this rule.
+  // In the following code:
+  //   store x 0;
+  //   release action; [1]
+  //   acquire action; [4]
+  //   %val = load x;
+  // It is unsafe to replace %val by 0 because another thread may be running:
+  //   acquire action; [2]
+  //   store x 42;
+  //   release action; [3]
+  // with synchronization from 1 to 2 and from 3 to 4, resulting in %val
+  // being 42. A key property of this program however is that if either
+  // 1 or 4 were missing, there would be a race between the store of 42
+  // either the store of 0 or the load (making the whole progam racy).
+  // The paper mentionned above shows that the same property is respected
+  // by every program that can detect any optimisation of that kind: either
+  // it is racy (undefined) or there is a release followed by an acquire
+  // between the pair of accesses under consideration.
+
+  // If the load is invariant, we "know" that it doesn't alias *any* write. We
+  // do want to respect mustalias results since defs are useful for value
+  // forwarding, but any mayalias write can be assumed to be noalias.
+  // Arguably, this logic should be pushed inside AliasAnalysis itself.
+  if (isLoad && QueryInst) {
+    LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(QueryInst);
+    if (LI && LI->getMetadata(LLVMContext::MD_invariant_load) != nullptr)
+      isInvariantLoad = true;
+  }
+
+  const DataLayout &DL = BB->getModule()->getDataLayout();
+
+  // Create a numbered basic block to lazily compute and cache instruction
+  // positions inside a BB. This is used to provide fast queries for relative
+  // position between two instructions in a BB and can be used by
+  // AliasAnalysis::callCapturesBefore.
+  OrderedBasicBlock OBB(BB);
 
   // Walk backwards through the basic block, looking for dependencies.
   while (ScanIt != BB->begin()) {
+    Instruction *Inst = &*--ScanIt;
+
+    if (IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(Inst))
+      // Debug intrinsics don't (and can't) cause dependencies.
+      if (isa<DbgInfoIntrinsic>(II)) continue;
+
     // Limit the amount of scanning we do so we don't end up with quadratic
     // running time on extreme testcases.
     --Limit;
     if (!Limit)
       return MemDepResult::getUnknown();
 
-    Instruction *Inst = --ScanIt;
-
     if (IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(Inst)) {
-      // Debug intrinsics don't (and can't) cause dependences.
-      if (isa<DbgInfoIntrinsic>(II)) continue;
-      
       // If we reach a lifetime begin or end marker, then the query ends here
       // because the value is undefined.
       if (II->getIntrinsicID() == Intrinsic::lifetime_start) {
@@ -376,8 +522,7 @@ getPointerDependencyFrom(const AliasAnalysis::Location &MemLoc, bool isLoad,
         // pointer, not on query pointers that are indexed off of them.  It'd
         // be nice to handle that at some point (the right approach is to use
         // GetPointerBaseWithConstantOffset).
-        if (AA->isMustAlias(AliasAnalysis::Location(II->getArgOperand(1)),
-                            MemLoc))
+        if (AA->isMustAlias(MemoryLocation(II->getArgOperand(1)), MemLoc))
           return MemDepResult::getDef(II);
         continue;
       }
@@ -385,36 +530,67 @@ getPointerDependencyFrom(const AliasAnalysis::Location &MemLoc, bool isLoad,
 
     // Values depend on loads if the pointers are must aliased.  This means that
     // a load depends on another must aliased load from the same value.
+    // One exception is atomic loads: a value can depend on an atomic load that it
+    // does not alias with when this atomic load indicates that another thread may
+    // be accessing the location.
     if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(Inst)) {
+
+      // While volatile access cannot be eliminated, they do not have to clobber
+      // non-aliasing locations, as normal accesses, for example, can be safely
+      // reordered with volatile accesses.
+      if (LI->isVolatile()) {
+        if (!QueryInst)
+          // Original QueryInst *may* be volatile
+          return MemDepResult::getClobber(LI);
+        if (isVolatile(QueryInst))
+          // Ordering required if QueryInst is itself volatile
+          return MemDepResult::getClobber(LI);
+        // Otherwise, volatile doesn't imply any special ordering
+      }
+      
       // Atomic loads have complications involved.
+      // A Monotonic (or higher) load is OK if the query inst is itself not atomic.
       // FIXME: This is overly conservative.
-      if (!LI->isUnordered())
-        return MemDepResult::getClobber(LI);
+      if (LI->isAtomic() && LI->getOrdering() > Unordered) {
+        if (!QueryInst)
+          return MemDepResult::getClobber(LI);
+        if (LI->getOrdering() != Monotonic)
+          return MemDepResult::getClobber(LI);
+        if (auto *QueryLI = dyn_cast<LoadInst>(QueryInst)) {
+          if (!QueryLI->isSimple())
+            return MemDepResult::getClobber(LI);
+        } else if (auto *QuerySI = dyn_cast<StoreInst>(QueryInst)) {
+          if (!QuerySI->isSimple())
+            return MemDepResult::getClobber(LI);
+        } else if (QueryInst->mayReadOrWriteMemory()) {
+          return MemDepResult::getClobber(LI);
+        }
+      }
+
+      MemoryLocation LoadLoc = MemoryLocation::get(LI);
 
-      AliasAnalysis::Location LoadLoc = AA->getLocation(LI);
-      
       // If we found a pointer, check if it could be the same as our pointer.
-      AliasAnalysis::AliasResult R = AA->alias(LoadLoc, MemLoc);
-      
+      AliasResult R = AA->alias(LoadLoc, MemLoc);
+
       if (isLoad) {
-        if (R == AliasAnalysis::NoAlias) {
+        if (R == NoAlias) {
           // If this is an over-aligned integer load (for example,
           // "load i8* %P, align 4") see if it would obviously overlap with the
           // queried location if widened to a larger load (e.g. if the queried
           // location is 1 byte at P+1).  If so, return it as a load/load
           // clobber result, allowing the client to decide to widen the load if
           // it wants to.
-          if (IntegerType *ITy = dyn_cast<IntegerType>(LI->getType()))
-            if (LI->getAlignment()*8 > ITy->getPrimitiveSizeInBits() &&
+          if (IntegerType *ITy = dyn_cast<IntegerType>(LI->getType())) {
+            if (LI->getAlignment() * 8 > ITy->getPrimitiveSizeInBits() &&
                 isLoadLoadClobberIfExtendedToFullWidth(MemLoc, MemLocBase,
-                                                       MemLocOffset, LI, TD))
+                                                       MemLocOffset, LI))
               return MemDepResult::getClobber(Inst);
-          
+          }
           continue;
         }
-        
+
         // Must aliased loads are defs of each other.
-        if (R == AliasAnalysis::MustAlias)
+        if (R == MustAlias)
           return MemDepResult::getDef(Inst);
 
 #if 0 // FIXME: Temporarily disabled. GVN is cleverly rewriting loads
@@ -424,17 +600,17 @@ getPointerDependencyFrom(const AliasAnalysis::Location &MemLoc, bool isLoad,
 
         // If we have a partial alias, then return this as a clobber for the
         // client to handle.
-        if (R == AliasAnalysis::PartialAlias)
+        if (R == PartialAlias)
           return MemDepResult::getClobber(Inst);
 #endif
-        
+
         // Random may-alias loads don't depend on each other without a
         // dependence.
         continue;
       }
 
       // Stores don't depend on other no-aliased accesses.
-      if (R == AliasAnalysis::NoAlias)
+      if (R == NoAlias)
         continue;
 
       // Stores don't alias loads from read-only memory.
@@ -444,30 +620,53 @@ getPointerDependencyFrom(const AliasAnalysis::Location &MemLoc, bool isLoad,
       // Stores depend on may/must aliased loads.
       return MemDepResult::getDef(Inst);
     }
-    
+
     if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(Inst)) {
       // Atomic stores have complications involved.
+      // A Monotonic store is OK if the query inst is itself not atomic.
       // FIXME: This is overly conservative.
-      if (!SI->isUnordered())
+      if (!SI->isUnordered()) {
+        if (!QueryInst)
+          return MemDepResult::getClobber(SI);
+        if (SI->getOrdering() != Monotonic)
+          return MemDepResult::getClobber(SI);
+        if (auto *QueryLI = dyn_cast<LoadInst>(QueryInst)) {
+          if (!QueryLI->isSimple())
+            return MemDepResult::getClobber(SI);
+        } else if (auto *QuerySI = dyn_cast<StoreInst>(QueryInst)) {
+          if (!QuerySI->isSimple())
+            return MemDepResult::getClobber(SI);
+        } else if (QueryInst->mayReadOrWriteMemory()) {
+          return MemDepResult::getClobber(SI);
+        }
+      }
+
+      // FIXME: this is overly conservative.
+      // While volatile access cannot be eliminated, they do not have to clobber
+      // non-aliasing locations, as normal accesses can for example be reordered
+      // with volatile accesses.
+      if (SI->isVolatile())
         return MemDepResult::getClobber(SI);
 
       // If alias analysis can tell that this store is guaranteed to not modify
       // the query pointer, ignore it.  Use getModRefInfo to handle cases where
       // the query pointer points to constant memory etc.
-      if (AA->getModRefInfo(SI, MemLoc) == AliasAnalysis::NoModRef)
+      if (AA->getModRefInfo(SI, MemLoc) == MRI_NoModRef)
         continue;
 
       // Ok, this store might clobber the query pointer.  Check to see if it is
       // a must alias: in this case, we want to return this as a def.
-      AliasAnalysis::Location StoreLoc = AA->getLocation(SI);
-      
+      MemoryLocation StoreLoc = MemoryLocation::get(SI);
+
       // If we found a pointer, check if it could be the same as our pointer.
-      AliasAnalysis::AliasResult R = AA->alias(StoreLoc, MemLoc);
-      
-      if (R == AliasAnalysis::NoAlias)
+      AliasResult R = AA->alias(StoreLoc, MemLoc);
+
+      if (R == NoAlias)
         continue;
-      if (R == AliasAnalysis::MustAlias)
+      if (R == MustAlias)
         return MemDepResult::getDef(Inst);
+      if (isInvariantLoad)
+       continue;
       return MemDepResult::getClobber(Inst);
     }
 
@@ -479,14 +678,15 @@ getPointerDependencyFrom(const AliasAnalysis::Location &MemLoc, bool isLoad,
     // a subsequent bitcast of the malloc call result.  There can be stores to
     // the malloced memory between the malloc call and its bitcast uses, and we
     // need to continue scanning until the malloc call.
-    const TargetLibraryInfo *TLI = AA->getTargetLibraryInfo();
     if (isa<AllocaInst>(Inst) || isNoAliasFn(Inst, TLI)) {
-      const Value *AccessPtr = GetUnderlyingObject(MemLoc.Ptr, TD);
-      
+      const Value *AccessPtr = GetUnderlyingObject(MemLoc.Ptr, DL);
+
       if (AccessPtr == Inst || AA->isMustAlias(Inst, AccessPtr))
         return MemDepResult::getDef(Inst);
+      if (isInvariantLoad)
+        continue;
       // Be conservative if the accessed pointer may alias the allocation.
-      if (AA->alias(Inst, AccessPtr) != AliasAnalysis::NoAlias)
+      if (AA->alias(Inst, AccessPtr) != NoAlias)
         return MemDepResult::getClobber(Inst);
       // If the allocation is not aliased and does not read memory (like
       // strdup), it is safe to ignore.
@@ -495,18 +695,21 @@ getPointerDependencyFrom(const AliasAnalysis::Location &MemLoc, bool isLoad,
         continue;
     }
 
+    if (isInvariantLoad)
+       continue;
+
     // See if this instruction (e.g. a call or vaarg) mod/ref's the pointer.
-    AliasAnalysis::ModRefResult MR = AA->getModRefInfo(Inst, MemLoc);
+    ModRefInfo MR = AA->getModRefInfo(Inst, MemLoc);
     // If necessary, perform additional analysis.
-    if (MR == AliasAnalysis::ModRef)
-      MR = AA->callCapturesBefore(Inst, MemLoc, DT);
+    if (MR == MRI_ModRef)
+      MR = AA->callCapturesBefore(Inst, MemLoc, DT, &OBB);
     switch (MR) {
-    case AliasAnalysis::NoModRef:
+    case MRI_NoModRef:
       // If the call has no effect on the queried pointer, just ignore it.
       continue;
-    case AliasAnalysis::Mod:
+    case MRI_Mod:
       return MemDepResult::getClobber(Inst);
-    case AliasAnalysis::Ref:
+    case MRI_Ref:
       // If the call is known to never store to the pointer, and if this is a
       // load query, we can safely ignore it (scan past it).
       if (isLoad)
@@ -516,7 +719,7 @@ getPointerDependencyFrom(const AliasAnalysis::Location &MemLoc, bool isLoad,
       return MemDepResult::getClobber(Inst);
     }
   }
-  
+
   // No dependence found.  If this is the entry block of the function, it is
   // unknown, otherwise it is non-local.
   if (BB != &BB->getParent()->getEntryBlock())
@@ -528,25 +731,25 @@ getPointerDependencyFrom(const AliasAnalysis::Location &MemLoc, bool isLoad,
 /// depends.
 MemDepResult MemoryDependenceAnalysis::getDependency(Instruction *QueryInst) {
   Instruction *ScanPos = QueryInst;
-  
+
   // Check for a cached result
   MemDepResult &LocalCache = LocalDeps[QueryInst];
-  
+
   // If the cached entry is non-dirty, just return it.  Note that this depends
   // on MemDepResult's default constructing to 'dirty'.
   if (!LocalCache.isDirty())
     return LocalCache;
-    
+
   // Otherwise, if we have a dirty entry, we know we can start the scan at that
   // instruction, which may save us some work.
   if (Instruction *Inst = LocalCache.getInst()) {
     ScanPos = Inst;
-   
+
     RemoveFromReverseMap(ReverseLocalDeps, Inst, QueryInst);
   }
-  
+
   BasicBlock *QueryParent = QueryInst->getParent();
-  
+
   // Do the scan.
   if (BasicBlock::iterator(QueryInst) == QueryParent->begin()) {
     // No dependence found.  If this is the entry block of the function, it is
@@ -556,30 +759,30 @@ MemDepResult MemoryDependenceAnalysis::getDependency(Instruction *QueryInst) {
     else
       LocalCache = MemDepResult::getNonFuncLocal();
   } else {
-    AliasAnalysis::Location MemLoc;
-    AliasAnalysis::ModRefResult MR = GetLocation(QueryInst, MemLoc, AA);
+    MemoryLocation MemLoc;
+    ModRefInfo MR = GetLocation(QueryInst, MemLoc, *TLI);
     if (MemLoc.Ptr) {
       // If we can do a pointer scan, make it happen.
-      bool isLoad = !(MR & AliasAnalysis::Mod);
+      bool isLoad = !(MR & MRI_Mod);
       if (IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(QueryInst))
         isLoad |= II->getIntrinsicID() == Intrinsic::lifetime_start;
 
-      LocalCache = getPointerDependencyFrom(MemLoc, isLoad, ScanPos,
-                                            QueryParent);
+      LocalCache = getPointerDependencyFrom(
+          MemLoc, isLoad, ScanPos->getIterator(), QueryParent, QueryInst);
     } else if (isa<CallInst>(QueryInst) || isa<InvokeInst>(QueryInst)) {
       CallSite QueryCS(QueryInst);
       bool isReadOnly = AA->onlyReadsMemory(QueryCS);
-      LocalCache = getCallSiteDependencyFrom(QueryCS, isReadOnly, ScanPos,
-                                             QueryParent);
+      LocalCache = getCallSiteDependencyFrom(
+          QueryCS, isReadOnly, ScanPos->getIterator(), QueryParent);
     } else
       // Non-memory instruction.
       LocalCache = MemDepResult::getUnknown();
   }
-  
+
   // Remember the result!
   if (Instruction *I = LocalCache.getInst())
     ReverseLocalDeps[I].insert(QueryInst);
-  
+
   return LocalCache;
 }
 
@@ -589,10 +792,8 @@ MemDepResult MemoryDependenceAnalysis::getDependency(Instruction *QueryInst) {
 static void AssertSorted(MemoryDependenceAnalysis::NonLocalDepInfo &Cache,
                          int Count = -1) {
   if (Count == -1) Count = Cache.size();
-  if (Count == 0) return;
-
-  for (unsigned i = 1; i != unsigned(Count); ++i)
-    assert(!(Cache[i] < Cache[i-1]) && "Cache isn't sorted!");
+  assert(std::is_sorted(Cache.begin(), Cache.begin() + Count) &&
+         "Cache isn't sorted!");
 }
 #endif
 
@@ -620,7 +821,7 @@ MemoryDependenceAnalysis::getNonLocalCallDependency(CallSite QueryCS) {
   /// the uncached case, this starts out as the set of predecessors we care
   /// about.
   SmallVector<BasicBlock*, 32> DirtyBlocks;
-  
+
   if (!Cache.empty()) {
     // Okay, we have a cache entry.  If we know it is not dirty, just return it
     // with no computation.
@@ -628,81 +829,81 @@ MemoryDependenceAnalysis::getNonLocalCallDependency(CallSite QueryCS) {
       ++NumCacheNonLocal;
       return Cache;
     }
-    
+
     // If we already have a partially computed set of results, scan them to
     // determine what is dirty, seeding our initial DirtyBlocks worklist.
     for (NonLocalDepInfo::iterator I = Cache.begin(), E = Cache.end();
        I != E; ++I)
       if (I->getResult().isDirty())
         DirtyBlocks.push_back(I->getBB());
-    
+
     // Sort the cache so that we can do fast binary search lookups below.
     std::sort(Cache.begin(), Cache.end());
-    
+
     ++NumCacheDirtyNonLocal;
     //cerr << "CACHED CASE: " << DirtyBlocks.size() << " dirty: "
     //     << Cache.size() << " cached: " << *QueryInst;
   } else {
     // Seed DirtyBlocks with each of the preds of QueryInst's block.
     BasicBlock *QueryBB = QueryCS.getInstruction()->getParent();
-    for (BasicBlock **PI = PredCache->GetPreds(QueryBB); *PI; ++PI)
-      DirtyBlocks.push_back(*PI);
+    for (BasicBlock *Pred : PredCache.get(QueryBB))
+      DirtyBlocks.push_back(Pred);
     ++NumUncacheNonLocal;
   }
-  
+
   // isReadonlyCall - If this is a read-only call, we can be more aggressive.
   bool isReadonlyCall = AA->onlyReadsMemory(QueryCS);
 
   SmallPtrSet<BasicBlock*, 64> Visited;
-  
+
   unsigned NumSortedEntries = Cache.size();
   DEBUG(AssertSorted(Cache));
-  
+
   // Iterate while we still have blocks to update.
   while (!DirtyBlocks.empty()) {
     BasicBlock *DirtyBB = DirtyBlocks.back();
     DirtyBlocks.pop_back();
-    
+
     // Already processed this block?
-    if (!Visited.insert(DirtyBB))
+    if (!Visited.insert(DirtyBB).second)
       continue;
-    
+
     // Do a binary search to see if we already have an entry for this block in
     // the cache set.  If so, find it.
     DEBUG(AssertSorted(Cache, NumSortedEntries));
-    NonLocalDepInfo::iterator Entry = 
+    NonLocalDepInfo::iterator Entry =
       std::upper_bound(Cache.begin(), Cache.begin()+NumSortedEntries,
                        NonLocalDepEntry(DirtyBB));
-    if (Entry != Cache.begin() && prior(Entry)->getBB() == DirtyBB)
+    if (Entry != Cache.begin() && std::prev(Entry)->getBB() == DirtyBB)
       --Entry;
-    
-    NonLocalDepEntry *ExistingResult = 0;
-    if (Entry != Cache.begin()+NumSortedEntries && 
+
+    NonLocalDepEntry *ExistingResult = nullptr;
+    if (Entry != Cache.begin()+NumSortedEntries &&
         Entry->getBB() == DirtyBB) {
       // If we already have an entry, and if it isn't already dirty, the block
       // is done.
       if (!Entry->getResult().isDirty())
         continue;
-      
+
       // Otherwise, remember this slot so we can update the value.
       ExistingResult = &*Entry;
     }
-    
+
     // If the dirty entry has a pointer, start scanning from it so we don't have
     // to rescan the entire block.
     BasicBlock::iterator ScanPos = DirtyBB->end();
     if (ExistingResult) {
       if (Instruction *Inst = ExistingResult->getResult().getInst()) {
-        ScanPos = Inst;
+        ScanPos = Inst->getIterator();
         // We're removing QueryInst's use of Inst.
         RemoveFromReverseMap(ReverseNonLocalDeps, Inst,
                              QueryCS.getInstruction());
       }
     }
-    
+
     // Find out if this block has a local dependency for QueryInst.
     MemDepResult Dep;
-    
+
     if (ScanPos != DirtyBB->begin()) {
       Dep = getCallSiteDependencyFrom(QueryCS, isReadonlyCall,ScanPos, DirtyBB);
     } else if (DirtyBB != &DirtyBB->getParent()->getEntryBlock()) {
@@ -712,14 +913,14 @@ MemoryDependenceAnalysis::getNonLocalCallDependency(CallSite QueryCS) {
     } else {
       Dep = MemDepResult::getNonFuncLocal();
     }
-    
+
     // If we had a dirty entry for the block, update it.  Otherwise, just add
     // a new entry.
     if (ExistingResult)
       ExistingResult->setResult(Dep);
     else
       Cache.push_back(NonLocalDepEntry(DirtyBB, Dep));
-    
+
     // If the block has a dependency (i.e. it isn't completely transparent to
     // the value), remember the association!
     if (!Dep.isNonLocal()) {
@@ -728,14 +929,14 @@ MemoryDependenceAnalysis::getNonLocalCallDependency(CallSite QueryCS) {
       if (Instruction *Inst = Dep.getInst())
         ReverseNonLocalDeps[Inst].insert(QueryCS.getInstruction());
     } else {
-    
+
       // If the block *is* completely transparent to the load, we need to check
       // the predecessors of this block.  Add them to our worklist.
-      for (BasicBlock **PI = PredCache->GetPreds(DirtyBB); *PI; ++PI)
-        DirtyBlocks.push_back(*PI);
+      for (BasicBlock *Pred : PredCache.get(DirtyBB))
+        DirtyBlocks.push_back(Pred);
     }
   }
-  
+
   return Cache;
 }
 
@@ -747,21 +948,48 @@ MemoryDependenceAnalysis::getNonLocalCallDependency(CallSite QueryCS) {
 /// own block.
 ///
 void MemoryDependenceAnalysis::
-getNonLocalPointerDependency(const AliasAnalysis::Location &Loc, bool isLoad,
-                             BasicBlock *FromBB,
+getNonLocalPointerDependency(Instruction *QueryInst,
                              SmallVectorImpl<NonLocalDepResult> &Result) {
+  const MemoryLocation Loc = MemoryLocation::get(QueryInst);
+  bool isLoad = isa<LoadInst>(QueryInst);
+  BasicBlock *FromBB = QueryInst->getParent();
+  assert(FromBB);
+
   assert(Loc.Ptr->getType()->isPointerTy() &&
          "Can't get pointer deps of a non-pointer!");
   Result.clear();
   
-  PHITransAddr Address(const_cast<Value *>(Loc.Ptr), TD);
-  
+  // This routine does not expect to deal with volatile instructions.
+  // Doing so would require piping through the QueryInst all the way through.
+  // TODO: volatiles can't be elided, but they can be reordered with other
+  // non-volatile accesses.
+
+  // We currently give up on any instruction which is ordered, but we do handle
+  // atomic instructions which are unordered.
+  // TODO: Handle ordered instructions
+  auto isOrdered = [](Instruction *Inst) {
+    if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(Inst)) {
+      return !LI->isUnordered();
+    } else if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(Inst)) {
+      return !SI->isUnordered();
+    }
+    return false;
+  };
+  if (isVolatile(QueryInst) || isOrdered(QueryInst)) {
+    Result.push_back(NonLocalDepResult(FromBB,
+                                       MemDepResult::getUnknown(),
+                                       const_cast<Value *>(Loc.Ptr)));
+    return;
+  }
+  const DataLayout &DL = FromBB->getModule()->getDataLayout();
+  PHITransAddr Address(const_cast<Value *>(Loc.Ptr), DL, AC);
+
   // This is the set of blocks we've inspected, and the pointer we consider in
   // each block.  Because of critical edges, we currently bail out if querying
   // a block with multiple different pointers.  This can happen during PHI
   // translation.
   DenseMap<BasicBlock*, Value*> Visited;
-  if (!getNonLocalPointerDepFromBB(Address, Loc, isLoad, FromBB,
+  if (!getNonLocalPointerDepFromBB(QueryInst, Address, Loc, isLoad, FromBB,
                                    Result, Visited, true))
     return;
   Result.clear();
@@ -774,11 +1002,10 @@ getNonLocalPointerDependency(const AliasAnalysis::Location &Loc, bool isLoad,
 /// Pointer/PointeeSize using either cached information in Cache or by doing a
 /// lookup (which may use dirty cache info if available).  If we do a lookup,
 /// add the result to the cache.
-MemDepResult MemoryDependenceAnalysis::
-GetNonLocalInfoForBlock(const AliasAnalysis::Location &Loc,
-                        bool isLoad, BasicBlock *BB,
-                        NonLocalDepInfo *Cache, unsigned NumSortedEntries) {
-  
+MemDepResult MemoryDependenceAnalysis::GetNonLocalInfoForBlock(
+    Instruction *QueryInst, const MemoryLocation &Loc, bool isLoad,
+    BasicBlock *BB, NonLocalDepInfo *Cache, unsigned NumSortedEntries) {
+
   // Do a binary search to see if we already have an entry for this block in
   // the cache set.  If so, find it.
   NonLocalDepInfo::iterator Entry =
@@ -786,18 +1013,18 @@ GetNonLocalInfoForBlock(const AliasAnalysis::Location &Loc,
                      NonLocalDepEntry(BB));
   if (Entry != Cache->begin() && (Entry-1)->getBB() == BB)
     --Entry;
-  
-  NonLocalDepEntry *ExistingResult = 0;
+
+  NonLocalDepEntry *ExistingResult = nullptr;
   if (Entry != Cache->begin()+NumSortedEntries && Entry->getBB() == BB)
     ExistingResult = &*Entry;
-  
+
   // If we have a cached entry, and it is non-dirty, use it as the value for
   // this dependency.
   if (ExistingResult && !ExistingResult->getResult().isDirty()) {
     ++NumCacheNonLocalPtr;
     return ExistingResult->getResult();
-  }    
-  
+  }
+
   // Otherwise, we have to scan for the value.  If we have a dirty cache
   // entry, start scanning from its position, otherwise we scan from the end
   // of the block.
@@ -806,31 +1033,32 @@ GetNonLocalInfoForBlock(const AliasAnalysis::Location &Loc,
     assert(ExistingResult->getResult().getInst()->getParent() == BB &&
            "Instruction invalidated?");
     ++NumCacheDirtyNonLocalPtr;
-    ScanPos = ExistingResult->getResult().getInst();
-    
+    ScanPos = ExistingResult->getResult().getInst()->getIterator();
+
     // Eliminating the dirty entry from 'Cache', so update the reverse info.
     ValueIsLoadPair CacheKey(Loc.Ptr, isLoad);
-    RemoveFromReverseMap(ReverseNonLocalPtrDeps, ScanPos, CacheKey);
+    RemoveFromReverseMap(ReverseNonLocalPtrDeps, &*ScanPos, CacheKey);
   } else {
     ++NumUncacheNonLocalPtr;
   }
-  
+
   // Scan the block for the dependency.
-  MemDepResult Dep = getPointerDependencyFrom(Loc, isLoad, ScanPos, BB);
-  
+  MemDepResult Dep = getPointerDependencyFrom(Loc, isLoad, ScanPos, BB,
+                                              QueryInst);
+
   // If we had a dirty entry for the block, update it.  Otherwise, just add
   // a new entry.
   if (ExistingResult)
     ExistingResult->setResult(Dep);
   else
     Cache->push_back(NonLocalDepEntry(BB, Dep));
-  
+
   // If the block has a dependency (i.e. it isn't completely transparent to
   // the value), remember the reverse association because we just added it
   // to Cache!
   if (!Dep.isDef() && !Dep.isClobber())
     return Dep;
-  
+
   // Keep the ReverseNonLocalPtrDeps map up to date so we can efficiently
   // update MemDep when we remove instructions.
   Instruction *Inst = Dep.getInst();
@@ -840,10 +1068,10 @@ GetNonLocalInfoForBlock(const AliasAnalysis::Location &Loc,
   return Dep;
 }
 
-/// SortNonLocalDepInfoCache - Sort the NonLocalDepInfo cache, given a certain
+/// SortNonLocalDepInfoCache - Sort the NonLocalDepInfo cache, given a certain
 /// number of elements in the array that are already properly ordered.  This is
 /// optimized for the case when only a few entries are added.
-static void 
+static void
 SortNonLocalDepInfoCache(MemoryDependenceAnalysis::NonLocalDepInfo &Cache,
                          unsigned NumSortedEntries) {
   switch (Cache.size() - NumSortedEntries) {
@@ -888,28 +1116,25 @@ SortNonLocalDepInfoCache(MemoryDependenceAnalysis::NonLocalDepInfo &Cache,
 /// This function returns false on success, or true to indicate that it could
 /// not compute dependence information for some reason.  This should be treated
 /// as a clobber dependence on the first instruction in the predecessor block.
-bool MemoryDependenceAnalysis::
-getNonLocalPointerDepFromBB(const PHITransAddr &Pointer,
-                            const AliasAnalysis::Location &Loc,
-                            bool isLoad, BasicBlock *StartBB,
-                            SmallVectorImpl<NonLocalDepResult> &Result,
-                            DenseMap<BasicBlock*, Value*> &Visited,
-                            bool SkipFirstBlock) {
-  
+bool MemoryDependenceAnalysis::getNonLocalPointerDepFromBB(
+    Instruction *QueryInst, const PHITransAddr &Pointer,
+    const MemoryLocation &Loc, bool isLoad, BasicBlock *StartBB,
+    SmallVectorImpl<NonLocalDepResult> &Result,
+    DenseMap<BasicBlock *, Value *> &Visited, bool SkipFirstBlock) {
   // Look up the cached info for Pointer.
   ValueIsLoadPair CacheKey(Pointer.getAddr(), isLoad);
 
   // Set up a temporary NLPI value. If the map doesn't yet have an entry for
   // CacheKey, this value will be inserted as the associated value. Otherwise,
   // it'll be ignored, and we'll have to check to see if the cached size and
-  // tbaa tag are consistent with the current query.
+  // aa tags are consistent with the current query.
   NonLocalPointerInfo InitialNLPI;
   InitialNLPI.Size = Loc.Size;
-  InitialNLPI.TBAATag = Loc.TBAATag;
+  InitialNLPI.AATags = Loc.AATags;
 
   // Get the NLPI for CacheKey, inserting one into the map if it doesn't
   // already have one.
-  std::pair<CachedNonLocalPointerInfo::iterator, bool> Pair = 
+  std::pair<CachedNonLocalPointerInfo::iterator, bool> Pair =
     NonLocalPointerDeps.insert(std::make_pair(CacheKey, InitialNLPI));
   NonLocalPointerInfo *CacheInfo = &Pair.first->second;
 
@@ -929,27 +1154,28 @@ getNonLocalPointerDepFromBB(const PHITransAddr &Pointer,
     } else if (CacheInfo->Size > Loc.Size) {
       // This query's Size is less than the cached one. Conservatively restart
       // the query using the greater size.
-      return getNonLocalPointerDepFromBB(Pointer,
+      return getNonLocalPointerDepFromBB(QueryInst, Pointer,
                                          Loc.getWithNewSize(CacheInfo->Size),
                                          isLoad, StartBB, Result, Visited,
                                          SkipFirstBlock);
     }
 
-    // If the query's TBAATag is inconsistent with the cached one,
+    // If the query's AATags are inconsistent with the cached one,
     // conservatively throw out the cached data and restart the query with
     // no tag if needed.
-    if (CacheInfo->TBAATag != Loc.TBAATag) {
-      if (CacheInfo->TBAATag) {
+    if (CacheInfo->AATags != Loc.AATags) {
+      if (CacheInfo->AATags) {
         CacheInfo->Pair = BBSkipFirstBlockPair();
-        CacheInfo->TBAATag = 0;
+        CacheInfo->AATags = AAMDNodes();
         for (NonLocalDepInfo::iterator DI = CacheInfo->NonLocalDeps.begin(),
              DE = CacheInfo->NonLocalDeps.end(); DI != DE; ++DI)
           if (Instruction *Inst = DI->getResult().getInst())
             RemoveFromReverseMap(ReverseNonLocalPtrDeps, Inst, CacheKey);
         CacheInfo->NonLocalDeps.clear();
       }
-      if (Loc.TBAATag)
-        return getNonLocalPointerDepFromBB(Pointer, Loc.getWithoutTBAATag(),
+      if (Loc.AATags)
+        return getNonLocalPointerDepFromBB(QueryInst,
+                                           Pointer, Loc.getWithoutAATags(),
                                            isLoad, StartBB, Result, Visited,
                                            SkipFirstBlock);
     }
@@ -971,25 +1197,34 @@ getNonLocalPointerDepFromBB(const PHITransAddr &Pointer,
         DenseMap<BasicBlock*, Value*>::iterator VI = Visited.find(I->getBB());
         if (VI == Visited.end() || VI->second == Pointer.getAddr())
           continue;
-        
+
         // We have a pointer mismatch in a block.  Just return clobber, saying
         // that something was clobbered in this result.  We could also do a
         // non-fully cached query, but there is little point in doing this.
         return true;
       }
     }
-    
+
     Value *Addr = Pointer.getAddr();
     for (NonLocalDepInfo::iterator I = Cache->begin(), E = Cache->end();
          I != E; ++I) {
       Visited.insert(std::make_pair(I->getBB(), Addr));
-      if (!I->getResult().isNonLocal() && DT->isReachableFromEntry(I->getBB()))
+      if (I->getResult().isNonLocal()) {
+        continue;
+      }
+
+      if (!DT) {
+        Result.push_back(NonLocalDepResult(I->getBB(),
+                                           MemDepResult::getUnknown(),
+                                           Addr));
+      } else if (DT->isReachableFromEntry(I->getBB())) {
         Result.push_back(NonLocalDepResult(I->getBB(), I->getResult(), Addr));
+      }
     }
     ++NumCacheCompleteNonLocalPtr;
     return false;
   }
-  
+
   // Otherwise, either this is a new block, a block with an invalid cache
   // pointer or one that we're about to invalidate by putting more info into it
   // than its valid cache info.  If empty, the result will be valid cache info,
@@ -998,10 +1233,10 @@ getNonLocalPointerDepFromBB(const PHITransAddr &Pointer,
     CacheInfo->Pair = BBSkipFirstBlockPair(StartBB, SkipFirstBlock);
   else
     CacheInfo->Pair = BBSkipFirstBlockPair();
-  
+
   SmallVector<BasicBlock*, 32> Worklist;
   Worklist.push_back(StartBB);
-  
+
   // PredList used inside loop.
   SmallVector<std::pair<BasicBlock*, PHITransAddr>, 16> PredList;
 
@@ -1012,10 +1247,28 @@ getNonLocalPointerDepFromBB(const PHITransAddr &Pointer,
   // revisit blocks after we insert info for them.
   unsigned NumSortedEntries = Cache->size();
   DEBUG(AssertSorted(*Cache));
-  
+
   while (!Worklist.empty()) {
     BasicBlock *BB = Worklist.pop_back_val();
-    
+
+    // If we do process a large number of blocks it becomes very expensive and
+    // likely it isn't worth worrying about
+    if (Result.size() > NumResultsLimit) {
+      Worklist.clear();
+      // Sort it now (if needed) so that recursive invocations of
+      // getNonLocalPointerDepFromBB and other routines that could reuse the
+      // cache value will only see properly sorted cache arrays.
+      if (Cache && NumSortedEntries != Cache->size()) {
+        SortNonLocalDepInfoCache(*Cache, NumSortedEntries);
+      }
+      // Since we bail out, the "Cache" set won't contain all of the
+      // results for the query.  This is ok (we can still use it to accelerate
+      // specific block queries) but we can't do the fastpath "return all
+      // results from the set".  Clear out the indicator for this.
+      CacheInfo->Pair = BBSkipFirstBlockPair();
+      return true;
+    }
+
     // Skip the first block if we have it.
     if (!SkipFirstBlock) {
       // Analyze the dependency of *Pointer in FromBB.  See if we already have
@@ -1025,16 +1278,24 @@ getNonLocalPointerDepFromBB(const PHITransAddr &Pointer,
       // Get the dependency info for Pointer in BB.  If we have cached
       // information, we will use it, otherwise we compute it.
       DEBUG(AssertSorted(*Cache, NumSortedEntries));
-      MemDepResult Dep = GetNonLocalInfoForBlock(Loc, isLoad, BB, Cache,
+      MemDepResult Dep = GetNonLocalInfoForBlock(QueryInst,
+                                                 Loc, isLoad, BB, Cache,
                                                  NumSortedEntries);
-      
+
       // If we got a Def or Clobber, add this to the list of results.
-      if (!Dep.isNonLocal() && DT->isReachableFromEntry(BB)) {
-        Result.push_back(NonLocalDepResult(BB, Dep, Pointer.getAddr()));
-        continue;
+      if (!Dep.isNonLocal()) {
+        if (!DT) {
+          Result.push_back(NonLocalDepResult(BB,
+                                             MemDepResult::getUnknown(),
+                                             Pointer.getAddr()));
+          continue;
+        } else if (DT->isReachableFromEntry(BB)) {
+          Result.push_back(NonLocalDepResult(BB, Dep, Pointer.getAddr()));
+          continue;
+        }
       }
     }
-    
+
     // If 'Pointer' is an instruction defined in this block, then we need to do
     // phi translation to change it into a value live in the predecessor block.
     // If not, we just add the predecessors to the worklist and scan them with
@@ -1042,16 +1303,16 @@ getNonLocalPointerDepFromBB(const PHITransAddr &Pointer,
     if (!Pointer.NeedsPHITranslationFromBlock(BB)) {
       SkipFirstBlock = false;
       SmallVector<BasicBlock*, 16> NewBlocks;
-      for (BasicBlock **PI = PredCache->GetPreds(BB); *PI; ++PI) {
+      for (BasicBlock *Pred : PredCache.get(BB)) {
         // Verify that we haven't looked at this block yet.
         std::pair<DenseMap<BasicBlock*,Value*>::iterator, bool>
-          InsertRes = Visited.insert(std::make_pair(*PI, Pointer.getAddr()));
+          InsertRes = Visited.insert(std::make_pair(Pred, Pointer.getAddr()));
         if (InsertRes.second) {
           // First time we've looked at *PI.
-          NewBlocks.push_back(*PI);
+          NewBlocks.push_back(Pred);
           continue;
         }
-        
+
         // If we have seen this block before, but it was with a different
         // pointer then we have a phi translation failure and we have to treat
         // this as a clobber.
@@ -1066,12 +1327,12 @@ getNonLocalPointerDepFromBB(const PHITransAddr &Pointer,
       Worklist.append(NewBlocks.begin(), NewBlocks.end());
       continue;
     }
-    
+
     // We do need to do phi translation, if we know ahead of time we can't phi
     // translate this value, don't even try.
     if (!Pointer.IsPotentiallyPHITranslatable())
       goto PredTranslationFailure;
-    
+
     // We may have added values to the cache list before this PHI translation.
     // If so, we haven't done anything to ensure that the cache remains sorted.
     // Sort it now (if needed) so that recursive invocations of
@@ -1081,20 +1342,18 @@ getNonLocalPointerDepFromBB(const PHITransAddr &Pointer,
       SortNonLocalDepInfoCache(*Cache, NumSortedEntries);
       NumSortedEntries = Cache->size();
     }
-    Cache = 0;
+    Cache = nullptr;
 
     PredList.clear();
-    for (BasicBlock **PI = PredCache->GetPreds(BB); *PI; ++PI) {
-      BasicBlock *Pred = *PI;
+    for (BasicBlock *Pred : PredCache.get(BB)) {
       PredList.push_back(std::make_pair(Pred, Pointer));
 
       // Get the PHI translated pointer in this predecessor.  This can fail if
       // not translatable, in which case the getAddr() returns null.
       PHITransAddr &PredPointer = PredList.back().second;
-      PredPointer.PHITranslateValue(BB, Pred, 0);
-
+      PredPointer.PHITranslateValue(BB, Pred, DT, /*MustDominate=*/false);
       Value *PredPtrVal = PredPointer.getAddr();
-      
+
       // Check to see if we have already visited this pred block with another
       // pointer.  If so, we can't do this lookup.  This failure can occur
       // with PHI translation when a critical edge exists and the PHI node in
@@ -1111,14 +1370,14 @@ getNonLocalPointerDepFromBB(const PHITransAddr &Pointer,
         // the analysis and can ignore it.
         if (InsertRes.first->second == PredPtrVal)
           continue;
-        
+
         // Otherwise, the block was previously analyzed with a different
         // pointer.  We can't represent the result of this case, so we just
         // treat this as a phi translation failure.
 
         // Make sure to clean up the Visited map before continuing on to
         // PredTranslationFailure.
-        for (unsigned i = 0; i < PredList.size(); i++)
+        for (unsigned i = 0, n = PredList.size(); i < n; ++i)
           Visited.erase(PredList[i].first);
 
         goto PredTranslationFailure;
@@ -1127,10 +1386,10 @@ getNonLocalPointerDepFromBB(const PHITransAddr &Pointer,
 
     // Actually process results here; this need to be a separate loop to avoid
     // calling getNonLocalPointerDepFromBB for blocks we don't want to return
-    // any results for.  (getNonLocalPointerDepFromBB will modify our 
+    // any results for.  (getNonLocalPointerDepFromBB will modify our
     // datastructures in ways the code after the PredTranslationFailure label
     // doesn't expect.)
-    for (unsigned i = 0; i < PredList.size(); i++) {
+    for (unsigned i = 0, n = PredList.size(); i < n; ++i) {
       BasicBlock *Pred = PredList[i].first;
       PHITransAddr &PredPointer = PredList[i].second;
       Value *PredPtrVal = PredPointer.getAddr();
@@ -1140,7 +1399,7 @@ getNonLocalPointerDepFromBB(const PHITransAddr &Pointer,
       // predecessor, then we have to assume that the pointer is clobbered in
       // that predecessor.  We can still do PRE of the load, which would insert
       // a computation of the pointer in this predecessor.
-      if (PredPtrVal == 0)
+      if (!PredPtrVal)
         CanTranslate = false;
 
       // FIXME: it is entirely possible that PHI translating will end up with
@@ -1152,7 +1411,7 @@ getNonLocalPointerDepFromBB(const PHITransAddr &Pointer,
       // result conflicted with the Visited list; we have to conservatively
       // assume it is unknown, but this also does not block PRE of the load.
       if (!CanTranslate ||
-          getNonLocalPointerDepFromBB(PredPointer,
+          getNonLocalPointerDepFromBB(QueryInst, PredPointer,
                                       Loc.getWithNewPtr(PredPtrVal),
                                       isLoad, Pred,
                                       Result, Visited)) {
@@ -1170,12 +1429,12 @@ getNonLocalPointerDepFromBB(const PHITransAddr &Pointer,
         continue;
       }
     }
-    
+
     // Refresh the CacheInfo/Cache pointer so that it isn't invalidated.
     CacheInfo = &NonLocalPointerDeps[CacheKey];
     Cache = &CacheInfo->NonLocalDeps;
     NumSortedEntries = Cache->size();
-    
+
     // Since we did phi translation, the "Cache" set won't contain all of the
     // results for the query.  This is ok (we can still use it to accelerate
     // specific block queries) but we can't do the fastpath "return all
@@ -1188,20 +1447,20 @@ getNonLocalPointerDepFromBB(const PHITransAddr &Pointer,
     // The following code is "failure"; we can't produce a sane translation
     // for the given block.  It assumes that we haven't modified any of
     // our datastructures while processing the current block.
-    
-    if (Cache == 0) {
+
+    if (!Cache) {
       // Refresh the CacheInfo/Cache pointer if it got invalidated.
       CacheInfo = &NonLocalPointerDeps[CacheKey];
       Cache = &CacheInfo->NonLocalDeps;
       NumSortedEntries = Cache->size();
     }
-    
+
     // Since we failed phi translation, the "Cache" set won't contain all of the
     // results for the query.  This is ok (we can still use it to accelerate
     // specific block queries) but we can't do the fastpath "return all
     // results from the set".  Clear out the indicator for this.
     CacheInfo->Pair = BBSkipFirstBlockPair();
-    
+
     // If *nothing* works, mark the pointer as unknown.
     //
     // If this is the magic first block, return this as a clobber of the whole
@@ -1209,13 +1468,13 @@ getNonLocalPointerDepFromBB(const PHITransAddr &Pointer,
     // we have to bail out.
     if (SkipFirstBlock)
       return true;
-    
+
     for (NonLocalDepInfo::reverse_iterator I = Cache->rbegin(); ; ++I) {
       assert(I != Cache->rend() && "Didn't find current block??");
       if (I->getBB() != BB)
         continue;
-      
-      assert(I->getResult().isNonLocal() &&
+
+      assert((I->getResult().isNonLocal() || !DT->isReachableFromEntry(BB)) &&
              "Should only be here with transparent block");
       I->setResult(MemDepResult::getUnknown());
       Result.push_back(NonLocalDepResult(I->getBB(), I->getResult(),
@@ -1234,23 +1493,23 @@ getNonLocalPointerDepFromBB(const PHITransAddr &Pointer,
 /// CachedNonLocalPointerInfo, remove it.
 void MemoryDependenceAnalysis::
 RemoveCachedNonLocalPointerDependencies(ValueIsLoadPair P) {
-  CachedNonLocalPointerInfo::iterator It = 
+  CachedNonLocalPointerInfo::iterator It =
     NonLocalPointerDeps.find(P);
   if (It == NonLocalPointerDeps.end()) return;
-  
+
   // Remove all of the entries in the BB->val map.  This involves removing
   // instructions from the reverse map.
   NonLocalDepInfo &PInfo = It->second.NonLocalDeps;
-  
+
   for (unsigned i = 0, e = PInfo.size(); i != e; ++i) {
     Instruction *Target = PInfo[i].getResult().getInst();
-    if (Target == 0) continue;  // Ignore non-local dep results.
+    if (!Target) continue;  // Ignore non-local dep results.
     assert(Target->getParent() == PInfo[i].getBB());
-    
+
     // Eliminating the dirty entry from 'Cache', so update the reverse info.
     RemoveFromReverseMap(ReverseNonLocalPtrDeps, Target, P);
   }
-  
+
   // Remove P from NonLocalPointerDeps (which deletes NonLocalDepInfo).
   NonLocalPointerDeps.erase(It);
 }
@@ -1275,7 +1534,7 @@ void MemoryDependenceAnalysis::invalidateCachedPointerInfo(Value *Ptr) {
 /// This needs to be done when the CFG changes, e.g., due to splitting
 /// critical edges.
 void MemoryDependenceAnalysis::invalidateCachedPredecessors() {
-  PredCache->clear();
+  PredCache.clear();
 }
 
 /// removeInstruction - Remove an instruction from the dependence analysis,
@@ -1305,20 +1564,20 @@ void MemoryDependenceAnalysis::removeInstruction(Instruction *RemInst) {
     // Remove this local dependency info.
     LocalDeps.erase(LocalDepEntry);
   }
-  
+
   // If we have any cached pointer dependencies on this instruction, remove
   // them.  If the instruction has non-pointer type, then it can't be a pointer
   // base.
-  
+
   // Remove it from both the load info and the store info.  The instruction
   // can't be in either of these maps if it is non-pointer.
   if (RemInst->getType()->isPointerTy()) {
     RemoveCachedNonLocalPointerDependencies(ValueIsLoadPair(RemInst, false));
     RemoveCachedNonLocalPointerDependencies(ValueIsLoadPair(RemInst, true));
   }
-  
+
   // Loop over all of the things that depend on the instruction we're removing.
-  // 
+  //
   SmallVector<std::pair<Instruction*, Instruction*>, 8> ReverseDepsToAdd;
 
   // If we find RemInst as a clobber or Def in any of the maps for other values,
@@ -1329,30 +1588,27 @@ void MemoryDependenceAnalysis::removeInstruction(Instruction *RemInst) {
   // the entire block to get to this point.
   MemDepResult NewDirtyVal;
   if (!RemInst->isTerminator())
-    NewDirtyVal = MemDepResult::getDirty(++BasicBlock::iterator(RemInst));
-  
+    NewDirtyVal = MemDepResult::getDirty(&*++RemInst->getIterator());
+
   ReverseDepMapType::iterator ReverseDepIt = ReverseLocalDeps.find(RemInst);
   if (ReverseDepIt != ReverseLocalDeps.end()) {
-    SmallPtrSet<Instruction*, 4> &ReverseDeps = ReverseDepIt->second;
     // RemInst can't be the terminator if it has local stuff depending on it.
-    assert(!ReverseDeps.empty() && !isa<TerminatorInst>(RemInst) &&
+    assert(!ReverseDepIt->second.empty() && !isa<TerminatorInst>(RemInst) &&
            "Nothing can locally depend on a terminator");
-    
-    for (SmallPtrSet<Instruction*, 4>::iterator I = ReverseDeps.begin(),
-         E = ReverseDeps.end(); I != E; ++I) {
-      Instruction *InstDependingOnRemInst = *I;
+
+    for (Instruction *InstDependingOnRemInst : ReverseDepIt->second) {
       assert(InstDependingOnRemInst != RemInst &&
              "Already removed our local dep info");
-                        
+
       LocalDeps[InstDependingOnRemInst] = NewDirtyVal;
-      
+
       // Make sure to remember that new things depend on NewDepInst.
       assert(NewDirtyVal.getInst() && "There is no way something else can have "
              "a local dep on this if it is a terminator!");
-      ReverseDepsToAdd.push_back(std::make_pair(NewDirtyVal.getInst(), 
+      ReverseDepsToAdd.push_back(std::make_pair(NewDirtyVal.getInst(),
                                                 InstDependingOnRemInst));
     }
-    
+
     ReverseLocalDeps.erase(ReverseDepIt);
 
     // Add new reverse deps after scanning the set, to avoid invalidating the
@@ -1363,27 +1619,25 @@ void MemoryDependenceAnalysis::removeInstruction(Instruction *RemInst) {
       ReverseDepsToAdd.pop_back();
     }
   }
-  
+
   ReverseDepIt = ReverseNonLocalDeps.find(RemInst);
   if (ReverseDepIt != ReverseNonLocalDeps.end()) {
-    SmallPtrSet<Instruction*, 4> &Set = ReverseDepIt->second;
-    for (SmallPtrSet<Instruction*, 4>::iterator I = Set.begin(), E = Set.end();
-         I != E; ++I) {
-      assert(*I != RemInst && "Already removed NonLocalDep info for RemInst");
-      
-      PerInstNLInfo &INLD = NonLocalDeps[*I];
+    for (Instruction *I : ReverseDepIt->second) {
+      assert(I != RemInst && "Already removed NonLocalDep info for RemInst");
+
+      PerInstNLInfo &INLD = NonLocalDeps[I];
       // The information is now dirty!
       INLD.second = true;
-      
-      for (NonLocalDepInfo::iterator DI = INLD.first.begin(), 
+
+      for (NonLocalDepInfo::iterator DI = INLD.first.begin(),
            DE = INLD.first.end(); DI != DE; ++DI) {
         if (DI->getResult().getInst() != RemInst) continue;
-        
+
         // Convert to a dirty entry for the subsequent instruction.
         DI->setResult(NewDirtyVal);
-        
+
         if (Instruction *NextI = NewDirtyVal.getInst())
-          ReverseDepsToAdd.push_back(std::make_pair(NextI, *I));
+          ReverseDepsToAdd.push_back(std::make_pair(NextI, I));
       }
     }
 
@@ -1396,67 +1650,65 @@ void MemoryDependenceAnalysis::removeInstruction(Instruction *RemInst) {
       ReverseDepsToAdd.pop_back();
     }
   }
-  
+
   // If the instruction is in ReverseNonLocalPtrDeps then it appears as a
   // value in the NonLocalPointerDeps info.
   ReverseNonLocalPtrDepTy::iterator ReversePtrDepIt =
     ReverseNonLocalPtrDeps.find(RemInst);
   if (ReversePtrDepIt != ReverseNonLocalPtrDeps.end()) {
-    SmallPtrSet<ValueIsLoadPair, 4> &Set = ReversePtrDepIt->second;
     SmallVector<std::pair<Instruction*, ValueIsLoadPair>,8> ReversePtrDepsToAdd;
-    
-    for (SmallPtrSet<ValueIsLoadPair, 4>::iterator I = Set.begin(),
-         E = Set.end(); I != E; ++I) {
-      ValueIsLoadPair P = *I;
+
+    for (ValueIsLoadPair P : ReversePtrDepIt->second) {
       assert(P.getPointer() != RemInst &&
              "Already removed NonLocalPointerDeps info for RemInst");
-      
+
       NonLocalDepInfo &NLPDI = NonLocalPointerDeps[P].NonLocalDeps;
-      
+
       // The cache is not valid for any specific block anymore.
       NonLocalPointerDeps[P].Pair = BBSkipFirstBlockPair();
-      
+
       // Update any entries for RemInst to use the instruction after it.
       for (NonLocalDepInfo::iterator DI = NLPDI.begin(), DE = NLPDI.end();
            DI != DE; ++DI) {
         if (DI->getResult().getInst() != RemInst) continue;
-        
+
         // Convert to a dirty entry for the subsequent instruction.
         DI->setResult(NewDirtyVal);
-        
+
         if (Instruction *NewDirtyInst = NewDirtyVal.getInst())
           ReversePtrDepsToAdd.push_back(std::make_pair(NewDirtyInst, P));
       }
-      
+
       // Re-sort the NonLocalDepInfo.  Changing the dirty entry to its
       // subsequent value may invalidate the sortedness.
       std::sort(NLPDI.begin(), NLPDI.end());
     }
-    
+
     ReverseNonLocalPtrDeps.erase(ReversePtrDepIt);
-    
+
     while (!ReversePtrDepsToAdd.empty()) {
       ReverseNonLocalPtrDeps[ReversePtrDepsToAdd.back().first]
         .insert(ReversePtrDepsToAdd.back().second);
       ReversePtrDepsToAdd.pop_back();
     }
   }
-  
-  
+
+
   assert(!NonLocalDeps.count(RemInst) && "RemInst got reinserted?");
-  AA->deleteValue(RemInst);
   DEBUG(verifyRemoved(RemInst));
 }
 /// verifyRemoved - Verify that the specified instruction does not occur
-/// in our internal data structures.
+/// in our internal data structures. This function verifies by asserting in
+/// debug builds.
 void MemoryDependenceAnalysis::verifyRemoved(Instruction *D) const {
+#ifndef NDEBUG
   for (LocalDepMapType::const_iterator I = LocalDeps.begin(),
        E = LocalDeps.end(); I != E; ++I) {
     assert(I->first != D && "Inst occurs in data structures");
     assert(I->second.getInst() != D &&
            "Inst occurs in data structures");
   }
-  
+
   for (CachedNonLocalPointerInfo::const_iterator I =NonLocalPointerDeps.begin(),
        E = NonLocalPointerDeps.end(); I != E; ++I) {
     assert(I->first.getPointer() != D && "Inst occurs in NLPD map key");
@@ -1465,7 +1717,7 @@ void MemoryDependenceAnalysis::verifyRemoved(Instruction *D) const {
          II != E; ++II)
       assert(II->getResult().getInst() != D && "Inst occurs as NLPD value");
   }
-  
+
   for (NonLocalDepMapType::const_iterator I = NonLocalDeps.begin(),
        E = NonLocalDeps.end(); I != E; ++I) {
     assert(I->first != D && "Inst occurs in data structures");
@@ -1474,34 +1726,31 @@ void MemoryDependenceAnalysis::verifyRemoved(Instruction *D) const {
          EE = INLD.first.end(); II  != EE; ++II)
       assert(II->getResult().getInst() != D && "Inst occurs in data structures");
   }
-  
+
   for (ReverseDepMapType::const_iterator I = ReverseLocalDeps.begin(),
        E = ReverseLocalDeps.end(); I != E; ++I) {
     assert(I->first != D && "Inst occurs in data structures");
-    for (SmallPtrSet<Instruction*, 4>::const_iterator II = I->second.begin(),
-         EE = I->second.end(); II != EE; ++II)
-      assert(*II != D && "Inst occurs in data structures");
+    for (Instruction *Inst : I->second)
+      assert(Inst != D && "Inst occurs in data structures");
   }
-  
+
   for (ReverseDepMapType::const_iterator I = ReverseNonLocalDeps.begin(),
        E = ReverseNonLocalDeps.end();
        I != E; ++I) {
     assert(I->first != D && "Inst occurs in data structures");
-    for (SmallPtrSet<Instruction*, 4>::const_iterator II = I->second.begin(),
-         EE = I->second.end(); II != EE; ++II)
-      assert(*II != D && "Inst occurs in data structures");
+    for (Instruction *Inst : I->second)
+      assert(Inst != D && "Inst occurs in data structures");
   }
-  
+
   for (ReverseNonLocalPtrDepTy::const_iterator
        I = ReverseNonLocalPtrDeps.begin(),
        E = ReverseNonLocalPtrDeps.end(); I != E; ++I) {
     assert(I->first != D && "Inst occurs in rev NLPD map");
-    
-    for (SmallPtrSet<ValueIsLoadPair, 4>::const_iterator II = I->second.begin(),
-         E = I->second.end(); II != E; ++II)
-      assert(*II != ValueIsLoadPair(D, false) &&
-             *II != ValueIsLoadPair(D, true) &&
+
+    for (ValueIsLoadPair P : I->second)
+      assert(P != ValueIsLoadPair(D, false) &&
+             P != ValueIsLoadPair(D, true) &&
              "Inst occurs in ReverseNonLocalPtrDeps map");
   }
-  
+#endif
 }