[attrs] Extract the pure inference of function attributes into
[oota-llvm.git] / lib / Transforms / IPO / FunctionAttrs.cpp
index 71671d6fe9a5a0d68709aeb208571df430703a09..6dcfb3f83004742f42666dc50c14ea12d120edab 100644 (file)
@@ -1,4 +1,4 @@
-//===- FunctionAttrs.cpp - Pass which marks functions readnone or readonly ===//
+//===- FunctionAttrs.cpp - Pass which marks functions attributes ----------===//
 //
 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
 //
 //
 // This file implements a simple interprocedural pass which walks the
 // call-graph, looking for functions which do not access or only read
-// non-local memory, and marking them readnone/readonly.  In addition,
-// it marks function arguments (of pointer type) 'nocapture' if a call
-// to the function does not create any copies of the pointer value that
-// outlive the call.  This more or less means that the pointer is only
-// dereferenced, and not returned from the function or stored in a global.
-// This pass is implemented as a bottom-up traversal of the call-graph.
+// non-local memory, and marking them readnone/readonly.  It does the
+// same with function arguments independently, marking them readonly/
+// readnone/nocapture.  Finally, well-known library call declarations
+// are marked with all attributes that are consistent with the
+// function's standard definition. This pass is implemented as a
+// bottom-up traversal of the call-graph.
 //
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
-#define DEBUG_TYPE "functionattrs"
 #include "llvm/Transforms/IPO.h"
-#include "llvm/CallGraphSCCPass.h"
-#include "llvm/GlobalVariable.h"
-#include "llvm/IntrinsicInst.h"
-#include "llvm/LLVMContext.h"
+#include "llvm/ADT/SCCIterator.h"
+#include "llvm/ADT/SetVector.h"
+#include "llvm/ADT/SmallSet.h"
+#include "llvm/ADT/Statistic.h"
+#include "llvm/ADT/StringSwitch.h"
 #include "llvm/Analysis/AliasAnalysis.h"
+#include "llvm/Analysis/AssumptionCache.h"
+#include "llvm/Analysis/BasicAliasAnalysis.h"
 #include "llvm/Analysis/CallGraph.h"
+#include "llvm/Analysis/CallGraphSCCPass.h"
 #include "llvm/Analysis/CaptureTracking.h"
-#include "llvm/ADT/SmallSet.h"
-#include "llvm/ADT/Statistic.h"
-#include "llvm/ADT/UniqueVector.h"
-#include "llvm/Support/InstIterator.h"
+#include "llvm/Analysis/TargetLibraryInfo.h"
+#include "llvm/Analysis/ValueTracking.h"
+#include "llvm/IR/GlobalVariable.h"
+#include "llvm/IR/InstIterator.h"
+#include "llvm/IR/IntrinsicInst.h"
+#include "llvm/IR/LLVMContext.h"
+#include "llvm/Support/Debug.h"
+#include "llvm/Support/raw_ostream.h"
+#include "llvm/Analysis/TargetLibraryInfo.h"
 using namespace llvm;
 
+#define DEBUG_TYPE "functionattrs"
+
 STATISTIC(NumReadNone, "Number of functions marked readnone");
 STATISTIC(NumReadOnly, "Number of functions marked readonly");
 STATISTIC(NumNoCapture, "Number of arguments marked nocapture");
+STATISTIC(NumReadNoneArg, "Number of arguments marked readnone");
+STATISTIC(NumReadOnlyArg, "Number of arguments marked readonly");
 STATISTIC(NumNoAlias, "Number of function returns marked noalias");
+STATISTIC(NumNonNullReturn, "Number of function returns marked nonnull");
+STATISTIC(NumNoRecurse, "Number of functions marked as norecurse");
 
 namespace {
-  struct FunctionAttrs : public CallGraphSCCPass {
-    static char ID; // Pass identification, replacement for typeid
-    FunctionAttrs() : CallGraphSCCPass(ID), AA(0) {
-      initializeFunctionAttrsPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
-    }
-
-    // runOnSCC - Analyze the SCC, performing the transformation if possible.
-    bool runOnSCC(CallGraphSCC &SCC);
-
-    // AddReadAttrs - Deduce readonly/readnone attributes for the SCC.
-    bool AddReadAttrs(const CallGraphSCC &SCC);
-
-    // AddNoCaptureAttrs - Deduce nocapture attributes for the SCC.
-    bool AddNoCaptureAttrs(const CallGraphSCC &SCC);
-
-    // IsFunctionMallocLike - Does this function allocate new memory?
-    bool IsFunctionMallocLike(Function *F,
-                              SmallPtrSet<Function*, 8> &) const;
+typedef SmallSetVector<Function *, 8> SCCNodeSet;
+}
 
-    // AddNoAliasAttrs - Deduce noalias attributes for the SCC.
-    bool AddNoAliasAttrs(const CallGraphSCC &SCC);
+namespace {
+struct FunctionAttrs : public CallGraphSCCPass {
+  static char ID; // Pass identification, replacement for typeid
+  FunctionAttrs() : CallGraphSCCPass(ID) {
+    initializeFunctionAttrsPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
+  }
 
-    virtual void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
-      AU.setPreservesCFG();
-      AU.addRequired<AliasAnalysis>();
-      CallGraphSCCPass::getAnalysisUsage(AU);
-    }
+  bool runOnSCC(CallGraphSCC &SCC) override;
+  bool doInitialization(CallGraph &CG) override {
+    Revisit.clear();
+    return false;
+  }
+  bool doFinalization(CallGraph &CG) override;
+  
+  void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const override {
+    AU.setPreservesCFG();
+    AU.addRequired<AssumptionCacheTracker>();
+    AU.addRequired<TargetLibraryInfoWrapperPass>();
+    CallGraphSCCPass::getAnalysisUsage(AU);
+  }
 
-  private:
-    AliasAnalysis *AA;
-  };
+private:
+  TargetLibraryInfo *TLI;
+  SmallVector<WeakVH,16> Revisit;
+};
 }
 
 char FunctionAttrs::ID = 0;
 INITIALIZE_PASS_BEGIN(FunctionAttrs, "functionattrs",
-                "Deduce function attributes", false, false)
-INITIALIZE_AG_DEPENDENCY(CallGraph)
+                      "Deduce function attributes", false, false)
+INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(AssumptionCacheTracker)
+INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(CallGraphWrapperPass)
+INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(TargetLibraryInfoWrapperPass)
 INITIALIZE_PASS_END(FunctionAttrs, "functionattrs",
-                "Deduce function attributes", false, false)
+                    "Deduce function attributes", false, false)
 
 Pass *llvm::createFunctionAttrsPass() { return new FunctionAttrs(); }
 
+namespace {
+/// The three kinds of memory access relevant to 'readonly' and
+/// 'readnone' attributes.
+enum MemoryAccessKind {
+  MAK_ReadNone = 0,
+  MAK_ReadOnly = 1,
+  MAK_MayWrite = 2
+};
+}
 
-/// AddReadAttrs - Deduce readonly/readnone attributes for the SCC.
-bool FunctionAttrs::AddReadAttrs(const CallGraphSCC &SCC) {
-  SmallPtrSet<Function*, 8> SCCNodes;
+static MemoryAccessKind checkFunctionMemoryAccess(Function &F, AAResults &AAR,
+                                                  const SCCNodeSet &SCCNodes) {
+  FunctionModRefBehavior MRB = AAR.getModRefBehavior(&F);
+  if (MRB == FMRB_DoesNotAccessMemory)
+    // Already perfect!
+    return MAK_ReadNone;
 
-  // Fill SCCNodes with the elements of the SCC.  Used for quickly
-  // looking up whether a given CallGraphNode is in this SCC.
-  for (CallGraphSCC::iterator I = SCC.begin(), E = SCC.end(); I != E; ++I)
-    SCCNodes.insert((*I)->getFunction());
+  // Definitions with weak linkage may be overridden at linktime with
+  // something that writes memory, so treat them like declarations.
+  if (F.isDeclaration() || F.mayBeOverridden()) {
+    if (AliasAnalysis::onlyReadsMemory(MRB))
+      return MAK_ReadOnly;
 
-  // Check if any of the functions in the SCC read or write memory.  If they
-  // write memory then they can't be marked readnone or readonly.
+    // Conservatively assume it writes to memory.
+    return MAK_MayWrite;
+  }
+
+  // Scan the function body for instructions that may read or write memory.
   bool ReadsMemory = false;
-  for (CallGraphSCC::iterator I = SCC.begin(), E = SCC.end(); I != E; ++I) {
-    Function *F = (*I)->getFunction();
+  for (inst_iterator II = inst_begin(F), E = inst_end(F); II != E; ++II) {
+    Instruction *I = &*II;
 
-    if (F == 0)
-      // External node - may write memory.  Just give up.
-      return false;
+    // Some instructions can be ignored even if they read or write memory.
+    // Detect these now, skipping to the next instruction if one is found.
+    CallSite CS(cast<Value>(I));
+    if (CS) {
+      // Ignore calls to functions in the same SCC.
+      if (CS.getCalledFunction() && SCCNodes.count(CS.getCalledFunction()))
+        continue;
+      FunctionModRefBehavior MRB = AAR.getModRefBehavior(CS);
 
-    if (F->doesNotAccessMemory())
-      // Already perfect!
-      continue;
+      // If the call doesn't access memory, we're done.
+      if (!(MRB & MRI_ModRef))
+        continue;
 
-    // Definitions with weak linkage may be overridden at linktime with
-    // something that writes memory, so treat them like declarations.
-    if (F->isDeclaration() || F->mayBeOverridden()) {
-      if (!F->onlyReadsMemory())
-        // May write memory.  Just give up.
-        return false;
+      if (!AliasAnalysis::onlyAccessesArgPointees(MRB)) {
+        // The call could access any memory. If that includes writes, give up.
+        if (MRB & MRI_Mod)
+          return MAK_MayWrite;
+        // If it reads, note it.
+        if (MRB & MRI_Ref)
+          ReadsMemory = true;
+        continue;
+      }
 
-      ReadsMemory = true;
-      continue;
-    }
+      // Check whether all pointer arguments point to local memory, and
+      // ignore calls that only access local memory.
+      for (CallSite::arg_iterator CI = CS.arg_begin(), CE = CS.arg_end();
+           CI != CE; ++CI) {
+        Value *Arg = *CI;
+        if (!Arg->getType()->isPtrOrPtrVectorTy())
+          continue;
 
-    // Scan the function body for instructions that may read or write memory.
-    for (inst_iterator II = inst_begin(F), E = inst_end(F); II != E; ++II) {
-      Instruction *I = &*II;
+        AAMDNodes AAInfo;
+        I->getAAMetadata(AAInfo);
+        MemoryLocation Loc(Arg, MemoryLocation::UnknownSize, AAInfo);
 
-      // Some instructions can be ignored even if they read or write memory.
-      // Detect these now, skipping to the next instruction if one is found.
-      CallSite CS(cast<Value>(I));
-      if (CS) {
-        // Ignore calls to functions in the same SCC.
-        if (CS.getCalledFunction() && SCCNodes.count(CS.getCalledFunction()))
-          continue;
-        switch (AA->getModRefBehavior(CS)) {
-        case AliasAnalysis::DoesNotAccessMemory:
-          // Ignore calls that don't access memory.
+        // Skip accesses to local or constant memory as they don't impact the
+        // externally visible mod/ref behavior.
+        if (AAR.pointsToConstantMemory(Loc, /*OrLocal=*/true))
           continue;
-        case AliasAnalysis::OnlyReadsMemory:
-          // Handle calls that only read from memory.
+
+        if (MRB & MRI_Mod)
+          // Writes non-local memory.  Give up.
+          return MAK_MayWrite;
+        if (MRB & MRI_Ref)
+          // Ok, it reads non-local memory.
           ReadsMemory = true;
+      }
+      continue;
+    } else if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(I)) {
+      // Ignore non-volatile loads from local memory. (Atomic is okay here.)
+      if (!LI->isVolatile()) {
+        MemoryLocation Loc = MemoryLocation::get(LI);
+        if (AAR.pointsToConstantMemory(Loc, /*OrLocal=*/true))
           continue;
-        case AliasAnalysis::AccessesArguments:
-          // Check whether all pointer arguments point to local memory, and
-          // ignore calls that only access local memory.
-          for (CallSite::arg_iterator CI = CS.arg_begin(), CE = CS.arg_end();
-               CI != CE; ++CI) {
-            Value *Arg = *CI;
-            if (Arg->getType()->isPointerTy()) {
-              AliasAnalysis::Location Loc(Arg,
-                                          AliasAnalysis::UnknownSize,
-                                          I->getMetadata(LLVMContext::MD_tbaa));
-              if (!AA->pointsToConstantMemory(Loc, /*OrLocal=*/true))
-                // Writes memory.  Just give up.
-                return false;
-            }
-          }
-          // Only reads and writes local memory.
-          continue;
-        case AliasAnalysis::AccessesArgumentsReadonly:
-          // Check whether all pointer arguments point to local memory, and
-          // ignore calls that only access local memory.
-          for (CallSite::arg_iterator CI = CS.arg_begin(), CE = CS.arg_end();
-               CI != CE; ++CI) {
-            Value *Arg = *CI;
-            if (Arg->getType()->isPointerTy()) {
-              AliasAnalysis::Location Loc(Arg,
-                                          AliasAnalysis::UnknownSize,
-                                          I->getMetadata(LLVMContext::MD_tbaa));
-              if (!AA->pointsToConstantMemory(Loc, /*OrLocal=*/true)) {
-                // Reads non-local memory.
-                ReadsMemory = true;
-                break;
-              }
-            }
-          }
-          // Only reads memory.
+      }
+    } else if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(I)) {
+      // Ignore non-volatile stores to local memory. (Atomic is okay here.)
+      if (!SI->isVolatile()) {
+        MemoryLocation Loc = MemoryLocation::get(SI);
+        if (AAR.pointsToConstantMemory(Loc, /*OrLocal=*/true))
           continue;
-        default:
-          // Otherwise, be conservative.
-          break;
-        }
-      } else if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(I)) {
-        // Ignore non-volatile loads from local memory.
-        if (!LI->isVolatile()) {
-          AliasAnalysis::Location Loc(LI->getPointerOperand(),
-                                        AA->getTypeStoreSize(LI->getType()),
-                                        LI->getMetadata(LLVMContext::MD_tbaa));
-          if (AA->pointsToConstantMemory(Loc, /*OrLocal=*/true))
-            continue;
-        }
-      } else if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(I)) {
-        // Ignore non-volatile stores to local memory.
-        if (!SI->isVolatile()) {
-          const Type *StoredType = SI->getValueOperand()->getType();
-          AliasAnalysis::Location Loc(SI->getPointerOperand(),
-                                      AA->getTypeStoreSize(StoredType),
-                                      SI->getMetadata(LLVMContext::MD_tbaa));
-          if (AA->pointsToConstantMemory(Loc, /*OrLocal=*/true))
-            continue;
-        }
       }
+    } else if (VAArgInst *VI = dyn_cast<VAArgInst>(I)) {
+      // Ignore vaargs on local memory.
+      MemoryLocation Loc = MemoryLocation::get(VI);
+      if (AAR.pointsToConstantMemory(Loc, /*OrLocal=*/true))
+        continue;
+    }
 
-      // Any remaining instructions need to be taken seriously!  Check if they
-      // read or write memory.
-      if (I->mayWriteToMemory())
-        // Writes memory.  Just give up.
-        return false;
+    // Any remaining instructions need to be taken seriously!  Check if they
+    // read or write memory.
+    if (I->mayWriteToMemory())
+      // Writes memory.  Just give up.
+      return MAK_MayWrite;
 
-      // If this instruction may read memory, remember that.
-      ReadsMemory |= I->mayReadFromMemory();
+    // If this instruction may read memory, remember that.
+    ReadsMemory |= I->mayReadFromMemory();
+  }
+
+  return ReadsMemory ? MAK_ReadOnly : MAK_ReadNone;
+}
+
+/// Deduce readonly/readnone attributes for the SCC.
+template <typename AARGetterT>
+static bool addReadAttrs(const SCCNodeSet &SCCNodes, AARGetterT AARGetter) {
+  // Check if any of the functions in the SCC read or write memory.  If they
+  // write memory then they can't be marked readnone or readonly.
+  bool ReadsMemory = false;
+  for (Function *F : SCCNodes) {
+    // Call the callable parameter to look up AA results for this function.
+    AAResults &AAR = AARGetter(*F);
+
+    switch (checkFunctionMemoryAccess(*F, AAR, SCCNodes)) {
+    case MAK_MayWrite:
+      return false;
+    case MAK_ReadOnly:
+      ReadsMemory = true;
+      break;
+    case MAK_ReadNone:
+      // Nothing to do!
+      break;
     }
   }
 
   // Success!  Functions in this SCC do not access memory, or only read memory.
   // Give them the appropriate attribute.
   bool MadeChange = false;
-  for (CallGraphSCC::iterator I = SCC.begin(), E = SCC.end(); I != E; ++I) {
-    Function *F = (*I)->getFunction();
-
+  for (Function *F : SCCNodes) {
     if (F->doesNotAccessMemory())
       // Already perfect!
       continue;
@@ -224,10 +245,15 @@ bool FunctionAttrs::AddReadAttrs(const CallGraphSCC &SCC) {
     MadeChange = true;
 
     // Clear out any existing attributes.
-    F->removeAttribute(~0, Attribute::ReadOnly | Attribute::ReadNone);
+    AttrBuilder B;
+    B.addAttribute(Attribute::ReadOnly).addAttribute(Attribute::ReadNone);
+    F->removeAttributes(
+        AttributeSet::FunctionIndex,
+        AttributeSet::get(F->getContext(), AttributeSet::FunctionIndex, B));
 
     // Add in the new attribute.
-    F->addAttribute(~0, ReadsMemory? Attribute::ReadOnly : Attribute::ReadNone);
+    F->addAttribute(AttributeSet::FunctionIndex,
+                    ReadsMemory ? Attribute::ReadOnly : Attribute::ReadNone);
 
     if (ReadsMemory)
       ++NumReadOnly;
@@ -238,47 +264,462 @@ bool FunctionAttrs::AddReadAttrs(const CallGraphSCC &SCC) {
   return MadeChange;
 }
 
-/// AddNoCaptureAttrs - Deduce nocapture attributes for the SCC.
-bool FunctionAttrs::AddNoCaptureAttrs(const CallGraphSCC &SCC) {
+namespace {
+/// For a given pointer Argument, this retains a list of Arguments of functions
+/// in the same SCC that the pointer data flows into. We use this to build an
+/// SCC of the arguments.
+struct ArgumentGraphNode {
+  Argument *Definition;
+  SmallVector<ArgumentGraphNode *, 4> Uses;
+};
+
+class ArgumentGraph {
+  // We store pointers to ArgumentGraphNode objects, so it's important that
+  // that they not move around upon insert.
+  typedef std::map<Argument *, ArgumentGraphNode> ArgumentMapTy;
+
+  ArgumentMapTy ArgumentMap;
+
+  // There is no root node for the argument graph, in fact:
+  //   void f(int *x, int *y) { if (...) f(x, y); }
+  // is an example where the graph is disconnected. The SCCIterator requires a
+  // single entry point, so we maintain a fake ("synthetic") root node that
+  // uses every node. Because the graph is directed and nothing points into
+  // the root, it will not participate in any SCCs (except for its own).
+  ArgumentGraphNode SyntheticRoot;
+
+public:
+  ArgumentGraph() { SyntheticRoot.Definition = nullptr; }
+
+  typedef SmallVectorImpl<ArgumentGraphNode *>::iterator iterator;
+
+  iterator begin() { return SyntheticRoot.Uses.begin(); }
+  iterator end() { return SyntheticRoot.Uses.end(); }
+  ArgumentGraphNode *getEntryNode() { return &SyntheticRoot; }
+
+  ArgumentGraphNode *operator[](Argument *A) {
+    ArgumentGraphNode &Node = ArgumentMap[A];
+    Node.Definition = A;
+    SyntheticRoot.Uses.push_back(&Node);
+    return &Node;
+  }
+};
+
+/// This tracker checks whether callees are in the SCC, and if so it does not
+/// consider that a capture, instead adding it to the "Uses" list and
+/// continuing with the analysis.
+struct ArgumentUsesTracker : public CaptureTracker {
+  ArgumentUsesTracker(const SCCNodeSet &SCCNodes)
+      : Captured(false), SCCNodes(SCCNodes) {}
+
+  void tooManyUses() override { Captured = true; }
+
+  bool captured(const Use *U) override {
+    CallSite CS(U->getUser());
+    if (!CS.getInstruction()) {
+      Captured = true;
+      return true;
+    }
+
+    Function *F = CS.getCalledFunction();
+    if (!F || F->isDeclaration() || F->mayBeOverridden() ||
+        !SCCNodes.count(F)) {
+      Captured = true;
+      return true;
+    }
+
+    // Note: the callee and the two successor blocks *follow* the argument
+    // operands.  This means there is no need to adjust UseIndex to account for
+    // these.
+
+    unsigned UseIndex =
+        std::distance(const_cast<const Use *>(CS.arg_begin()), U);
+
+    assert(UseIndex < CS.data_operands_size() &&
+           "Indirect function calls should have been filtered above!");
+
+    if (UseIndex >= CS.getNumArgOperands()) {
+      // Data operand, but not a argument operand -- must be a bundle operand
+      assert(CS.hasOperandBundles() && "Must be!");
+
+      // CaptureTracking told us that we're being captured by an operand bundle
+      // use.  In this case it does not matter if the callee is within our SCC
+      // or not -- we've been captured in some unknown way, and we have to be
+      // conservative.
+      Captured = true;
+      return true;
+    }
+
+    if (UseIndex >= F->arg_size()) {
+      assert(F->isVarArg() && "More params than args in non-varargs call");
+      Captured = true;
+      return true;
+    }
+
+    Uses.push_back(&*std::next(F->arg_begin(), UseIndex));
+    return false;
+  }
+
+  bool Captured; // True only if certainly captured (used outside our SCC).
+  SmallVector<Argument *, 4> Uses; // Uses within our SCC.
+
+  const SCCNodeSet &SCCNodes;
+};
+}
+
+namespace llvm {
+template <> struct GraphTraits<ArgumentGraphNode *> {
+  typedef ArgumentGraphNode NodeType;
+  typedef SmallVectorImpl<ArgumentGraphNode *>::iterator ChildIteratorType;
+
+  static inline NodeType *getEntryNode(NodeType *A) { return A; }
+  static inline ChildIteratorType child_begin(NodeType *N) {
+    return N->Uses.begin();
+  }
+  static inline ChildIteratorType child_end(NodeType *N) {
+    return N->Uses.end();
+  }
+};
+template <>
+struct GraphTraits<ArgumentGraph *> : public GraphTraits<ArgumentGraphNode *> {
+  static NodeType *getEntryNode(ArgumentGraph *AG) {
+    return AG->getEntryNode();
+  }
+  static ChildIteratorType nodes_begin(ArgumentGraph *AG) {
+    return AG->begin();
+  }
+  static ChildIteratorType nodes_end(ArgumentGraph *AG) { return AG->end(); }
+};
+}
+
+/// Returns Attribute::None, Attribute::ReadOnly or Attribute::ReadNone.
+static Attribute::AttrKind
+determinePointerReadAttrs(Argument *A,
+                          const SmallPtrSet<Argument *, 8> &SCCNodes) {
+
+  SmallVector<Use *, 32> Worklist;
+  SmallSet<Use *, 32> Visited;
+
+  // inalloca arguments are always clobbered by the call.
+  if (A->hasInAllocaAttr())
+    return Attribute::None;
+
+  bool IsRead = false;
+  // We don't need to track IsWritten. If A is written to, return immediately.
+
+  for (Use &U : A->uses()) {
+    Visited.insert(&U);
+    Worklist.push_back(&U);
+  }
+
+  while (!Worklist.empty()) {
+    Use *U = Worklist.pop_back_val();
+    Instruction *I = cast<Instruction>(U->getUser());
+
+    switch (I->getOpcode()) {
+    case Instruction::BitCast:
+    case Instruction::GetElementPtr:
+    case Instruction::PHI:
+    case Instruction::Select:
+    case Instruction::AddrSpaceCast:
+      // The original value is not read/written via this if the new value isn't.
+      for (Use &UU : I->uses())
+        if (Visited.insert(&UU).second)
+          Worklist.push_back(&UU);
+      break;
+
+    case Instruction::Call:
+    case Instruction::Invoke: {
+      bool Captures = true;
+
+      if (I->getType()->isVoidTy())
+        Captures = false;
+
+      auto AddUsersToWorklistIfCapturing = [&] {
+        if (Captures)
+          for (Use &UU : I->uses())
+            if (Visited.insert(&UU).second)
+              Worklist.push_back(&UU);
+      };
+
+      CallSite CS(I);
+      if (CS.doesNotAccessMemory()) {
+        AddUsersToWorklistIfCapturing();
+        continue;
+      }
+
+      Function *F = CS.getCalledFunction();
+      if (!F) {
+        if (CS.onlyReadsMemory()) {
+          IsRead = true;
+          AddUsersToWorklistIfCapturing();
+          continue;
+        }
+        return Attribute::None;
+      }
+
+      // Note: the callee and the two successor blocks *follow* the argument
+      // operands.  This means there is no need to adjust UseIndex to account
+      // for these.
+
+      unsigned UseIndex = std::distance(CS.arg_begin(), U);
+
+      // U cannot be the callee operand use: since we're exploring the
+      // transitive uses of an Argument, having such a use be a callee would
+      // imply the CallSite is an indirect call or invoke; and we'd take the
+      // early exit above.
+      assert(UseIndex < CS.data_operands_size() &&
+             "Data operand use expected!");
+
+      bool IsOperandBundleUse = UseIndex >= CS.getNumArgOperands();
+
+      if (UseIndex >= F->arg_size() && !IsOperandBundleUse) {
+        assert(F->isVarArg() && "More params than args in non-varargs call");
+        return Attribute::None;
+      }
+
+      Captures &= !CS.doesNotCapture(UseIndex);
+
+      // Since the optimizer (by design) cannot see the data flow corresponding
+      // to a operand bundle use, these cannot participate in the optimistic SCC
+      // analysis.  Instead, we model the operand bundle uses as arguments in
+      // call to a function external to the SCC.
+      if (!SCCNodes.count(&*std::next(F->arg_begin(), UseIndex)) ||
+          IsOperandBundleUse) {
+
+        // The accessors used on CallSite here do the right thing for calls and
+        // invokes with operand bundles.
+
+        if (!CS.onlyReadsMemory() && !CS.onlyReadsMemory(UseIndex))
+          return Attribute::None;
+        if (!CS.doesNotAccessMemory(UseIndex))
+          IsRead = true;
+      }
+
+      AddUsersToWorklistIfCapturing();
+      break;
+    }
+
+    case Instruction::Load:
+      IsRead = true;
+      break;
+
+    case Instruction::ICmp:
+    case Instruction::Ret:
+      break;
+
+    default:
+      return Attribute::None;
+    }
+  }
+
+  return IsRead ? Attribute::ReadOnly : Attribute::ReadNone;
+}
+
+/// Deduce nocapture attributes for the SCC.
+static bool addArgumentAttrs(const SCCNodeSet &SCCNodes) {
   bool Changed = false;
 
-  // Check each function in turn, determining which pointer arguments are not
-  // captured.
-  for (CallGraphSCC::iterator I = SCC.begin(), E = SCC.end(); I != E; ++I) {
-    Function *F = (*I)->getFunction();
+  ArgumentGraph AG;
 
-    if (F == 0)
-      // External node - skip it;
-      continue;
+  AttrBuilder B;
+  B.addAttribute(Attribute::NoCapture);
 
+  // Check each function in turn, determining which pointer arguments are not
+  // captured.
+  for (Function *F : SCCNodes) {
     // Definitions with weak linkage may be overridden at linktime with
-    // something that writes memory, so treat them like declarations.
+    // something that captures pointers, so treat them like declarations.
     if (F->isDeclaration() || F->mayBeOverridden())
       continue;
 
-    for (Function::arg_iterator A = F->arg_begin(), E = F->arg_end(); A!=E; ++A)
-      if (A->getType()->isPointerTy() && !A->hasNoCaptureAttr() &&
-          !PointerMayBeCaptured(A, true, /*StoreCaptures=*/false)) {
-        A->addAttr(Attribute::NoCapture);
+    // Functions that are readonly (or readnone) and nounwind and don't return
+    // a value can't capture arguments. Don't analyze them.
+    if (F->onlyReadsMemory() && F->doesNotThrow() &&
+        F->getReturnType()->isVoidTy()) {
+      for (Function::arg_iterator A = F->arg_begin(), E = F->arg_end(); A != E;
+           ++A) {
+        if (A->getType()->isPointerTy() && !A->hasNoCaptureAttr()) {
+          A->addAttr(AttributeSet::get(F->getContext(), A->getArgNo() + 1, B));
+          ++NumNoCapture;
+          Changed = true;
+        }
+      }
+      continue;
+    }
+
+    for (Function::arg_iterator A = F->arg_begin(), E = F->arg_end(); A != E;
+         ++A) {
+      if (!A->getType()->isPointerTy())
+        continue;
+      bool HasNonLocalUses = false;
+      if (!A->hasNoCaptureAttr()) {
+        ArgumentUsesTracker Tracker(SCCNodes);
+        PointerMayBeCaptured(&*A, &Tracker);
+        if (!Tracker.Captured) {
+          if (Tracker.Uses.empty()) {
+            // If it's trivially not captured, mark it nocapture now.
+            A->addAttr(
+                AttributeSet::get(F->getContext(), A->getArgNo() + 1, B));
+            ++NumNoCapture;
+            Changed = true;
+          } else {
+            // If it's not trivially captured and not trivially not captured,
+            // then it must be calling into another function in our SCC. Save
+            // its particulars for Argument-SCC analysis later.
+            ArgumentGraphNode *Node = AG[&*A];
+            for (SmallVectorImpl<Argument *>::iterator
+                     UI = Tracker.Uses.begin(),
+                     UE = Tracker.Uses.end();
+                 UI != UE; ++UI) {
+              Node->Uses.push_back(AG[*UI]);
+              if (*UI != A)
+                HasNonLocalUses = true;
+            }
+          }
+        }
+        // Otherwise, it's captured. Don't bother doing SCC analysis on it.
+      }
+      if (!HasNonLocalUses && !A->onlyReadsMemory()) {
+        // Can we determine that it's readonly/readnone without doing an SCC?
+        // Note that we don't allow any calls at all here, or else our result
+        // will be dependent on the iteration order through the functions in the
+        // SCC.
+        SmallPtrSet<Argument *, 8> Self;
+        Self.insert(&*A);
+        Attribute::AttrKind R = determinePointerReadAttrs(&*A, Self);
+        if (R != Attribute::None) {
+          AttrBuilder B;
+          B.addAttribute(R);
+          A->addAttr(AttributeSet::get(A->getContext(), A->getArgNo() + 1, B));
+          Changed = true;
+          R == Attribute::ReadOnly ? ++NumReadOnlyArg : ++NumReadNoneArg;
+        }
+      }
+    }
+  }
+
+  // The graph we've collected is partial because we stopped scanning for
+  // argument uses once we solved the argument trivially. These partial nodes
+  // show up as ArgumentGraphNode objects with an empty Uses list, and for
+  // these nodes the final decision about whether they capture has already been
+  // made.  If the definition doesn't have a 'nocapture' attribute by now, it
+  // captures.
+
+  for (scc_iterator<ArgumentGraph *> I = scc_begin(&AG); !I.isAtEnd(); ++I) {
+    const std::vector<ArgumentGraphNode *> &ArgumentSCC = *I;
+    if (ArgumentSCC.size() == 1) {
+      if (!ArgumentSCC[0]->Definition)
+        continue; // synthetic root node
+
+      // eg. "void f(int* x) { if (...) f(x); }"
+      if (ArgumentSCC[0]->Uses.size() == 1 &&
+          ArgumentSCC[0]->Uses[0] == ArgumentSCC[0]) {
+        Argument *A = ArgumentSCC[0]->Definition;
+        A->addAttr(AttributeSet::get(A->getContext(), A->getArgNo() + 1, B));
         ++NumNoCapture;
         Changed = true;
       }
+      continue;
+    }
+
+    bool SCCCaptured = false;
+    for (auto I = ArgumentSCC.begin(), E = ArgumentSCC.end();
+         I != E && !SCCCaptured; ++I) {
+      ArgumentGraphNode *Node = *I;
+      if (Node->Uses.empty()) {
+        if (!Node->Definition->hasNoCaptureAttr())
+          SCCCaptured = true;
+      }
+    }
+    if (SCCCaptured)
+      continue;
+
+    SmallPtrSet<Argument *, 8> ArgumentSCCNodes;
+    // Fill ArgumentSCCNodes with the elements of the ArgumentSCC.  Used for
+    // quickly looking up whether a given Argument is in this ArgumentSCC.
+    for (auto I = ArgumentSCC.begin(), E = ArgumentSCC.end(); I != E; ++I) {
+      ArgumentSCCNodes.insert((*I)->Definition);
+    }
+
+    for (auto I = ArgumentSCC.begin(), E = ArgumentSCC.end();
+         I != E && !SCCCaptured; ++I) {
+      ArgumentGraphNode *N = *I;
+      for (SmallVectorImpl<ArgumentGraphNode *>::iterator UI = N->Uses.begin(),
+                                                          UE = N->Uses.end();
+           UI != UE; ++UI) {
+        Argument *A = (*UI)->Definition;
+        if (A->hasNoCaptureAttr() || ArgumentSCCNodes.count(A))
+          continue;
+        SCCCaptured = true;
+        break;
+      }
+    }
+    if (SCCCaptured)
+      continue;
+
+    for (unsigned i = 0, e = ArgumentSCC.size(); i != e; ++i) {
+      Argument *A = ArgumentSCC[i]->Definition;
+      A->addAttr(AttributeSet::get(A->getContext(), A->getArgNo() + 1, B));
+      ++NumNoCapture;
+      Changed = true;
+    }
+
+    // We also want to compute readonly/readnone. With a small number of false
+    // negatives, we can assume that any pointer which is captured isn't going
+    // to be provably readonly or readnone, since by definition we can't
+    // analyze all uses of a captured pointer.
+    //
+    // The false negatives happen when the pointer is captured by a function
+    // that promises readonly/readnone behaviour on the pointer, then the
+    // pointer's lifetime ends before anything that writes to arbitrary memory.
+    // Also, a readonly/readnone pointer may be returned, but returning a
+    // pointer is capturing it.
+
+    Attribute::AttrKind ReadAttr = Attribute::ReadNone;
+    for (unsigned i = 0, e = ArgumentSCC.size(); i != e; ++i) {
+      Argument *A = ArgumentSCC[i]->Definition;
+      Attribute::AttrKind K = determinePointerReadAttrs(A, ArgumentSCCNodes);
+      if (K == Attribute::ReadNone)
+        continue;
+      if (K == Attribute::ReadOnly) {
+        ReadAttr = Attribute::ReadOnly;
+        continue;
+      }
+      ReadAttr = K;
+      break;
+    }
+
+    if (ReadAttr != Attribute::None) {
+      AttrBuilder B, R;
+      B.addAttribute(ReadAttr);
+      R.addAttribute(Attribute::ReadOnly).addAttribute(Attribute::ReadNone);
+      for (unsigned i = 0, e = ArgumentSCC.size(); i != e; ++i) {
+        Argument *A = ArgumentSCC[i]->Definition;
+        // Clear out existing readonly/readnone attributes
+        A->removeAttr(AttributeSet::get(A->getContext(), A->getArgNo() + 1, R));
+        A->addAttr(AttributeSet::get(A->getContext(), A->getArgNo() + 1, B));
+        ReadAttr == Attribute::ReadOnly ? ++NumReadOnlyArg : ++NumReadNoneArg;
+        Changed = true;
+      }
+    }
   }
 
   return Changed;
 }
 
-/// IsFunctionMallocLike - A function is malloc-like if it returns either null
-/// or a pointer that doesn't alias any other pointer visible to the caller.
-bool FunctionAttrs::IsFunctionMallocLike(Function *F,
-                              SmallPtrSet<Function*, 8> &SCCNodes) const {
-  UniqueVector<Value *> FlowsToReturn;
+/// Tests whether a function is "malloc-like".
+///
+/// A function is "malloc-like" if it returns either null or a pointer that
+/// doesn't alias any other pointer visible to the caller.
+static bool isFunctionMallocLike(Function *F, const SCCNodeSet &SCCNodes) {
+  SmallSetVector<Value *, 8> FlowsToReturn;
   for (Function::iterator I = F->begin(), E = F->end(); I != E; ++I)
     if (ReturnInst *Ret = dyn_cast<ReturnInst>(I->getTerminator()))
       FlowsToReturn.insert(Ret->getReturnValue());
 
   for (unsigned i = 0; i != FlowsToReturn.size(); ++i) {
-    Value *RetVal = FlowsToReturn[i+1];   // UniqueVector[0] is reserved.
+    Value *RetVal = FlowsToReturn[i];
 
     if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(RetVal)) {
       if (!C->isNullValue() && !isa<UndefValue>(C))
@@ -292,38 +733,38 @@ bool FunctionAttrs::IsFunctionMallocLike(Function *F,
 
     if (Instruction *RVI = dyn_cast<Instruction>(RetVal))
       switch (RVI->getOpcode()) {
-        // Extend the analysis by looking upwards.
-        case Instruction::BitCast:
-        case Instruction::GetElementPtr:
-          FlowsToReturn.insert(RVI->getOperand(0));
-          continue;
-        case Instruction::Select: {
-          SelectInst *SI = cast<SelectInst>(RVI);
-          FlowsToReturn.insert(SI->getTrueValue());
-          FlowsToReturn.insert(SI->getFalseValue());
-          continue;
-        }
-        case Instruction::PHI: {
-          PHINode *PN = cast<PHINode>(RVI);
-          for (int i = 0, e = PN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i)
-            FlowsToReturn.insert(PN->getIncomingValue(i));
-          continue;
-        }
+      // Extend the analysis by looking upwards.
+      case Instruction::BitCast:
+      case Instruction::GetElementPtr:
+      case Instruction::AddrSpaceCast:
+        FlowsToReturn.insert(RVI->getOperand(0));
+        continue;
+      case Instruction::Select: {
+        SelectInst *SI = cast<SelectInst>(RVI);
+        FlowsToReturn.insert(SI->getTrueValue());
+        FlowsToReturn.insert(SI->getFalseValue());
+        continue;
+      }
+      case Instruction::PHI: {
+        PHINode *PN = cast<PHINode>(RVI);
+        for (Value *IncValue : PN->incoming_values())
+          FlowsToReturn.insert(IncValue);
+        continue;
+      }
 
-        // Check whether the pointer came from an allocation.
-        case Instruction::Alloca:
+      // Check whether the pointer came from an allocation.
+      case Instruction::Alloca:
+        break;
+      case Instruction::Call:
+      case Instruction::Invoke: {
+        CallSite CS(RVI);
+        if (CS.paramHasAttr(0, Attribute::NoAlias))
           break;
-        case Instruction::Call:
-        case Instruction::Invoke: {
-          CallSite CS(RVI);
-          if (CS.paramHasAttr(0, Attribute::NoAlias))
-            break;
-          if (CS.getCalledFunction() &&
-              SCCNodes.count(CS.getCalledFunction()))
-            break;
-        } // fall-through
-        default:
-          return false;  // Did not come from an allocation.
+        if (CS.getCalledFunction() && SCCNodes.count(CS.getCalledFunction()))
+          break;
+      } // fall-through
+      default:
+        return false; // Did not come from an allocation.
       }
 
     if (PointerMayBeCaptured(RetVal, false, /*StoreCaptures=*/false))
@@ -333,24 +774,11 @@ bool FunctionAttrs::IsFunctionMallocLike(Function *F,
   return true;
 }
 
-/// AddNoAliasAttrs - Deduce noalias attributes for the SCC.
-bool FunctionAttrs::AddNoAliasAttrs(const CallGraphSCC &SCC) {
-  SmallPtrSet<Function*, 8> SCCNodes;
-
-  // Fill SCCNodes with the elements of the SCC.  Used for quickly
-  // looking up whether a given CallGraphNode is in this SCC.
-  for (CallGraphSCC::iterator I = SCC.begin(), E = SCC.end(); I != E; ++I)
-    SCCNodes.insert((*I)->getFunction());
-
+/// Deduce noalias attributes for the SCC.
+static bool addNoAliasAttrs(const SCCNodeSet &SCCNodes) {
   // Check each function in turn, determining which functions return noalias
   // pointers.
-  for (CallGraphSCC::iterator I = SCC.begin(), E = SCC.end(); I != E; ++I) {
-    Function *F = (*I)->getFunction();
-
-    if (F == 0)
-      // External node - skip it;
-      return false;
-
+  for (Function *F : SCCNodes) {
     // Already noalias.
     if (F->doesNotAlias(0))
       continue;
@@ -360,18 +788,17 @@ bool FunctionAttrs::AddNoAliasAttrs(const CallGraphSCC &SCC) {
     if (F->isDeclaration() || F->mayBeOverridden())
       return false;
 
-    // We annotate noalias return values, which are only applicable to 
+    // We annotate noalias return values, which are only applicable to
     // pointer types.
     if (!F->getReturnType()->isPointerTy())
       continue;
 
-    if (!IsFunctionMallocLike(F, SCCNodes))
+    if (!isFunctionMallocLike(F, SCCNodes))
       return false;
   }
 
   bool MadeChange = false;
-  for (CallGraphSCC::iterator I = SCC.begin(), E = SCC.end(); I != E; ++I) {
-    Function *F = (*I)->getFunction();
+  for (Function *F : SCCNodes) {
     if (F->doesNotAlias(0) || !F->getReturnType()->isPointerTy())
       continue;
 
@@ -383,11 +810,249 @@ bool FunctionAttrs::AddNoAliasAttrs(const CallGraphSCC &SCC) {
   return MadeChange;
 }
 
+/// Tests whether this function is known to not return null.
+///
+/// Requires that the function returns a pointer.
+///
+/// Returns true if it believes the function will not return a null, and sets
+/// \p Speculative based on whether the returned conclusion is a speculative
+/// conclusion due to SCC calls.
+static bool isReturnNonNull(Function *F, const SCCNodeSet &SCCNodes,
+                            const TargetLibraryInfo &TLI, bool &Speculative) {
+  assert(F->getReturnType()->isPointerTy() &&
+         "nonnull only meaningful on pointer types");
+  Speculative = false;
+
+  SmallSetVector<Value *, 8> FlowsToReturn;
+  for (BasicBlock &BB : *F)
+    if (auto *Ret = dyn_cast<ReturnInst>(BB.getTerminator()))
+      FlowsToReturn.insert(Ret->getReturnValue());
+
+  for (unsigned i = 0; i != FlowsToReturn.size(); ++i) {
+    Value *RetVal = FlowsToReturn[i];
+
+    // If this value is locally known to be non-null, we're good
+    if (isKnownNonNull(RetVal, &TLI))
+      continue;
+
+    // Otherwise, we need to look upwards since we can't make any local
+    // conclusions.
+    Instruction *RVI = dyn_cast<Instruction>(RetVal);
+    if (!RVI)
+      return false;
+    switch (RVI->getOpcode()) {
+    // Extend the analysis by looking upwards.
+    case Instruction::BitCast:
+    case Instruction::GetElementPtr:
+    case Instruction::AddrSpaceCast:
+      FlowsToReturn.insert(RVI->getOperand(0));
+      continue;
+    case Instruction::Select: {
+      SelectInst *SI = cast<SelectInst>(RVI);
+      FlowsToReturn.insert(SI->getTrueValue());
+      FlowsToReturn.insert(SI->getFalseValue());
+      continue;
+    }
+    case Instruction::PHI: {
+      PHINode *PN = cast<PHINode>(RVI);
+      for (int i = 0, e = PN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i)
+        FlowsToReturn.insert(PN->getIncomingValue(i));
+      continue;
+    }
+    case Instruction::Call:
+    case Instruction::Invoke: {
+      CallSite CS(RVI);
+      Function *Callee = CS.getCalledFunction();
+      // A call to a node within the SCC is assumed to return null until
+      // proven otherwise
+      if (Callee && SCCNodes.count(Callee)) {
+        Speculative = true;
+        continue;
+      }
+      return false;
+    }
+    default:
+      return false; // Unknown source, may be null
+    };
+    llvm_unreachable("should have either continued or returned");
+  }
+
+  return true;
+}
+
+/// Deduce nonnull attributes for the SCC.
+static bool addNonNullAttrs(const SCCNodeSet &SCCNodes,
+                            const TargetLibraryInfo &TLI) {
+  // Speculative that all functions in the SCC return only nonnull
+  // pointers.  We may refute this as we analyze functions.
+  bool SCCReturnsNonNull = true;
+
+  bool MadeChange = false;
+
+  // Check each function in turn, determining which functions return nonnull
+  // pointers.
+  for (Function *F : SCCNodes) {
+    // Already nonnull.
+    if (F->getAttributes().hasAttribute(AttributeSet::ReturnIndex,
+                                        Attribute::NonNull))
+      continue;
+
+    // Definitions with weak linkage may be overridden at linktime, so
+    // treat them like declarations.
+    if (F->isDeclaration() || F->mayBeOverridden())
+      return false;
+
+    // We annotate nonnull return values, which are only applicable to
+    // pointer types.
+    if (!F->getReturnType()->isPointerTy())
+      continue;
+
+    bool Speculative = false;
+    if (isReturnNonNull(F, SCCNodes, TLI, Speculative)) {
+      if (!Speculative) {
+        // Mark the function eagerly since we may discover a function
+        // which prevents us from speculating about the entire SCC
+        DEBUG(dbgs() << "Eagerly marking " << F->getName() << " as nonnull\n");
+        F->addAttribute(AttributeSet::ReturnIndex, Attribute::NonNull);
+        ++NumNonNullReturn;
+        MadeChange = true;
+      }
+      continue;
+    }
+    // At least one function returns something which could be null, can't
+    // speculate any more.
+    SCCReturnsNonNull = false;
+  }
+
+  if (SCCReturnsNonNull) {
+    for (Function *F : SCCNodes) {
+      if (F->getAttributes().hasAttribute(AttributeSet::ReturnIndex,
+                                          Attribute::NonNull) ||
+          !F->getReturnType()->isPointerTy())
+        continue;
+
+      DEBUG(dbgs() << "SCC marking " << F->getName() << " as nonnull\n");
+      F->addAttribute(AttributeSet::ReturnIndex, Attribute::NonNull);
+      ++NumNonNullReturn;
+      MadeChange = true;
+    }
+  }
+
+  return MadeChange;
+}
+
+static bool setDoesNotRecurse(Function &F) {
+  if (F.doesNotRecurse())
+    return false;
+  F.setDoesNotRecurse();
+  ++NumNoRecurse;
+  return true;
+}
+
+static bool addNoRecurseAttrs(const CallGraphSCC &SCC,
+                              SmallVectorImpl<WeakVH> &Revisit) {
+  // Try and identify functions that do not recurse.
+
+  // If the SCC contains multiple nodes we know for sure there is recursion.
+  if (!SCC.isSingular())
+    return false;
+
+  const CallGraphNode *CGN = *SCC.begin();
+  Function *F = CGN->getFunction();
+  if (!F || F->isDeclaration() || F->doesNotRecurse())
+    return false;
+
+  // If all of the calls in F are identifiable and are to norecurse functions, F
+  // is norecurse. This check also detects self-recursion as F is not currently
+  // marked norecurse, so any called from F to F will not be marked norecurse.
+  if (std::all_of(CGN->begin(), CGN->end(),
+                  [](const CallGraphNode::CallRecord &CR) {
+                    Function *F = CR.second->getFunction();
+                    return F && F->doesNotRecurse();
+                  }))
+    // Function calls a potentially recursive function.
+    return setDoesNotRecurse(*F);
+
+  // We know that F is not obviously recursive, but we haven't been able to
+  // prove that it doesn't actually recurse. Add it to the Revisit list to try
+  // again top-down later.
+  Revisit.push_back(F);
+  return false;
+}
+
+static bool addNoRecurseAttrsTopDownOnly(Function *F) {
+  // If F is internal and all uses are in norecurse functions, then F is also
+  // norecurse.
+  if (F->doesNotRecurse())
+    return false;
+  if (F->hasInternalLinkage()) {
+    for (auto *U : F->users())
+      if (auto *I = dyn_cast<Instruction>(U)) {
+        if (!I->getParent()->getParent()->doesNotRecurse())
+          return false;
+      } else {
+        return false;
+      }
+    return setDoesNotRecurse(*F);
+  }
+  return false;
+}
+
 bool FunctionAttrs::runOnSCC(CallGraphSCC &SCC) {
-  AA = &getAnalysis<AliasAnalysis>();
+  TLI = &getAnalysis<TargetLibraryInfoWrapperPass>().getTLI();
+  bool Changed = false;
+
+  // We compute dedicated AA results for each function in the SCC as needed. We
+  // use a lambda referencing external objects so that they live long enough to
+  // be queried, but we re-use them each time.
+  Optional<BasicAAResult> BAR;
+  Optional<AAResults> AAR;
+  auto AARGetter = [&](Function &F) -> AAResults & {
+    BAR.emplace(createLegacyPMBasicAAResult(*this, F));
+    AAR.emplace(createLegacyPMAAResults(*this, F, *BAR));
+    return *AAR;
+  };
+
+  // Fill SCCNodes with the elements of the SCC. Used for quickly looking up
+  // whether a given CallGraphNode is in this SCC. Also track whether there are
+  // any external or opt-none nodes that will prevent us from optimizing any
+  // part of the SCC.
+  SCCNodeSet SCCNodes;
+  bool ExternalNode = false;
+  for (CallGraphSCC::iterator I = SCC.begin(), E = SCC.end(); I != E; ++I) {
+    Function *F = (*I)->getFunction();
+    if (!F || F->hasFnAttribute(Attribute::OptimizeNone)) {
+      // External node or function we're trying not to optimize - we both avoid
+      // transform them and avoid leveraging information they provide.
+      ExternalNode = true;
+      continue;
+    }
 
-  bool Changed = AddReadAttrs(SCC);
-  Changed |= AddNoCaptureAttrs(SCC);
-  Changed |= AddNoAliasAttrs(SCC);
+    SCCNodes.insert(F);
+  }
+
+  Changed |= addReadAttrs(SCCNodes, AARGetter);
+  Changed |= addArgumentAttrs(SCCNodes);
+
+  // If we have no external nodes participating in the SCC, we can deduce some
+  // more precise attributes as well.
+  if (!ExternalNode) {
+    Changed |= addNoAliasAttrs(SCCNodes);
+    Changed |= addNonNullAttrs(SCCNodes, *TLI);
+  }
+  
+  Changed |= addNoRecurseAttrs(SCC, Revisit);
+  return Changed;
+}
+
+bool FunctionAttrs::doFinalization(CallGraph &CG) {
+  bool Changed = false;
+  // When iterating over SCCs we visit functions in a bottom-up fashion. Some of
+  // the rules we have for identifying norecurse functions work best with a
+  // top-down walk, so look again at all the functions we previously marked as
+  // worth revisiting, in top-down order.
+  for (auto &F : reverse(Revisit))
+    if (F)
+      Changed |= addNoRecurseAttrsTopDownOnly(cast<Function>((Value*)F));
   return Changed;
 }