[PM/AA] Add missing static dependency edges from DSE and memdep to TLI.
[oota-llvm.git] / lib / Transforms / Scalar / DeadStoreElimination.cpp
index da107134718a30ec2c689a13f596014a5f65e687..f157cbfe8bd758c6df2961e04b09a94cd3c7a7ec 100644 (file)
 //
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
-#define DEBUG_TYPE "dse"
 #include "llvm/Transforms/Scalar.h"
-#include "llvm/Constants.h"
-#include "llvm/Function.h"
-#include "llvm/Instructions.h"
-#include "llvm/IntrinsicInst.h"
-#include "llvm/Pass.h"
-#include "llvm/ADT/SmallPtrSet.h"
+#include "llvm/ADT/STLExtras.h"
+#include "llvm/ADT/SetVector.h"
 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
 #include "llvm/Analysis/AliasAnalysis.h"
-#include "llvm/Analysis/Dominators.h"
+#include "llvm/Analysis/CaptureTracking.h"
 #include "llvm/Analysis/MemoryBuiltins.h"
 #include "llvm/Analysis/MemoryDependenceAnalysis.h"
-#include "llvm/Target/TargetData.h"
+#include "llvm/Analysis/TargetLibraryInfo.h"
+#include "llvm/Analysis/ValueTracking.h"
+#include "llvm/IR/Constants.h"
+#include "llvm/IR/DataLayout.h"
+#include "llvm/IR/Dominators.h"
+#include "llvm/IR/Function.h"
+#include "llvm/IR/GlobalVariable.h"
+#include "llvm/IR/Instructions.h"
+#include "llvm/IR/IntrinsicInst.h"
+#include "llvm/Pass.h"
+#include "llvm/Support/Debug.h"
+#include "llvm/Support/raw_ostream.h"
 #include "llvm/Transforms/Utils/Local.h"
 using namespace llvm;
 
+#define DEBUG_TYPE "dse"
+
 STATISTIC(NumFastStores, "Number of stores deleted");
 STATISTIC(NumFastOther , "Number of other instrs removed");
 
@@ -39,44 +47,49 @@ namespace {
   struct DSE : public FunctionPass {
     AliasAnalysis *AA;
     MemoryDependenceAnalysis *MD;
+    DominatorTree *DT;
+    const TargetLibraryInfo *TLI;
 
     static char ID; // Pass identification, replacement for typeid
-    DSE() : FunctionPass(ID), AA(0), MD(0) {
+    DSE() : FunctionPass(ID), AA(nullptr), MD(nullptr), DT(nullptr) {
       initializeDSEPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
     }
 
-    virtual bool runOnFunction(Function &F) {
+    bool runOnFunction(Function &F) override {
+      if (skipOptnoneFunction(F))
+        return false;
+
       AA = &getAnalysis<AliasAnalysis>();
       MD = &getAnalysis<MemoryDependenceAnalysis>();
-      DominatorTree &DT = getAnalysis<DominatorTree>();
-      
+      DT = &getAnalysis<DominatorTreeWrapperPass>().getDomTree();
+      TLI = &getAnalysis<TargetLibraryInfoWrapperPass>().getTLI();
+
       bool Changed = false;
       for (Function::iterator I = F.begin(), E = F.end(); I != E; ++I)
         // Only check non-dead blocks.  Dead blocks may have strange pointer
         // cycles that will confuse alias analysis.
-        if (DT.isReachableFromEntry(I))
+        if (DT->isReachableFromEntry(I))
           Changed |= runOnBasicBlock(*I);
-      
-      AA = 0; MD = 0;
+
+      AA = nullptr; MD = nullptr; DT = nullptr;
       return Changed;
     }
-    
+
     bool runOnBasicBlock(BasicBlock &BB);
     bool HandleFree(CallInst *F);
     bool handleEndBlock(BasicBlock &BB);
-    void RemoveAccessedObjects(const AliasAnalysis::Location &LoadedLoc,
-                               SmallPtrSet<Value*, 16> &DeadStackObjects);
-    
+    void RemoveAccessedObjects(const MemoryLocation &LoadedLoc,
+                               SmallSetVector<Value *, 16> &DeadStackObjects,
+                               const DataLayout &DL);
 
-    // getAnalysisUsage - We require post dominance frontiers (aka Control
-    // Dependence Graph)
-    virtual void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
+    void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const override {
       AU.setPreservesCFG();
-      AU.addRequired<DominatorTree>();
+      AU.addRequired<DominatorTreeWrapperPass>();
       AU.addRequired<AliasAnalysis>();
       AU.addRequired<MemoryDependenceAnalysis>();
+      AU.addRequired<TargetLibraryInfoWrapperPass>();
       AU.addPreserved<AliasAnalysis>();
-      AU.addPreserved<DominatorTree>();
+      AU.addPreserved<DominatorTreeWrapperPass>();
       AU.addPreserved<MemoryDependenceAnalysis>();
     }
   };
@@ -84,9 +97,10 @@ namespace {
 
 char DSE::ID = 0;
 INITIALIZE_PASS_BEGIN(DSE, "dse", "Dead Store Elimination", false, false)
-INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(DominatorTree)
-INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(MemoryDependenceAnalysis)
 INITIALIZE_AG_DEPENDENCY(AliasAnalysis)
+INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(DominatorTreeWrapperPass)
+INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(MemoryDependenceAnalysis)
+INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(TargetLibraryInfoWrapperPass)
 INITIALIZE_PASS_END(DSE, "dse", "Dead Store Elimination", false, false)
 
 FunctionPass *llvm::createDeadStoreEliminationPass() { return new DSE(); }
@@ -102,45 +116,46 @@ FunctionPass *llvm::createDeadStoreEliminationPass() { return new DSE(); }
 /// If ValueSet is non-null, remove any deleted instructions from it as well.
 ///
 static void DeleteDeadInstruction(Instruction *I,
-                                  MemoryDependenceAnalysis &MD,
-                                  SmallPtrSet<Value*, 16> *ValueSet = 0) {
+                               MemoryDependenceAnalysis &MD,
+                               const TargetLibraryInfo &TLI,
+                               SmallSetVector<Value*, 16> *ValueSet = nullptr) {
   SmallVector<Instruction*, 32> NowDeadInsts;
-  
+
   NowDeadInsts.push_back(I);
   --NumFastOther;
-  
+
   // Before we touch this instruction, remove it from memdep!
   do {
     Instruction *DeadInst = NowDeadInsts.pop_back_val();
     ++NumFastOther;
-    
+
     // This instruction is dead, zap it, in stages.  Start by removing it from
     // MemDep, which needs to know the operands and needs it to be in the
     // function.
     MD.removeInstruction(DeadInst);
-    
+
     for (unsigned op = 0, e = DeadInst->getNumOperands(); op != e; ++op) {
       Value *Op = DeadInst->getOperand(op);
-      DeadInst->setOperand(op, 0);
-      
+      DeadInst->setOperand(op, nullptr);
+
       // If this operand just became dead, add it to the NowDeadInsts list.
       if (!Op->use_empty()) continue;
-      
+
       if (Instruction *OpI = dyn_cast<Instruction>(Op))
-        if (isInstructionTriviallyDead(OpI))
+        if (isInstructionTriviallyDead(OpI, &TLI))
           NowDeadInsts.push_back(OpI);
     }
-    
+
     DeadInst->eraseFromParent();
-    
-    if (ValueSet) ValueSet->erase(DeadInst);
+
+    if (ValueSet) ValueSet->remove(DeadInst);
   } while (!NowDeadInsts.empty());
 }
 
 
 /// hasMemoryWrite - Does this instruction write some memory?  This only returns
 /// true for things that we can analyze with other helpers below.
-static bool hasMemoryWrite(Instruction *I) {
+static bool hasMemoryWrite(Instruction *I, const TargetLibraryInfo &TLI) {
   if (isa<StoreInst>(I))
     return true;
   if (IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(I)) {
@@ -155,71 +170,127 @@ static bool hasMemoryWrite(Instruction *I) {
       return true;
     }
   }
+  if (auto CS = CallSite(I)) {
+    if (Function *F = CS.getCalledFunction()) {
+      if (TLI.has(LibFunc::strcpy) &&
+          F->getName() == TLI.getName(LibFunc::strcpy)) {
+        return true;
+      }
+      if (TLI.has(LibFunc::strncpy) &&
+          F->getName() == TLI.getName(LibFunc::strncpy)) {
+        return true;
+      }
+      if (TLI.has(LibFunc::strcat) &&
+          F->getName() == TLI.getName(LibFunc::strcat)) {
+        return true;
+      }
+      if (TLI.has(LibFunc::strncat) &&
+          F->getName() == TLI.getName(LibFunc::strncat)) {
+        return true;
+      }
+    }
+  }
   return false;
 }
 
 /// getLocForWrite - Return a Location stored to by the specified instruction.
-static AliasAnalysis::Location
-getLocForWrite(Instruction *Inst, AliasAnalysis &AA) {
+/// If isRemovable returns true, this function and getLocForRead completely
+/// describe the memory operations for this instruction.
+static MemoryLocation getLocForWrite(Instruction *Inst, AliasAnalysis &AA) {
   if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(Inst))
-    return AA.getLocation(SI);
-  
+    return MemoryLocation::get(SI);
+
   if (MemIntrinsic *MI = dyn_cast<MemIntrinsic>(Inst)) {
     // memcpy/memmove/memset.
-    AliasAnalysis::Location Loc = AA.getLocationForDest(MI);
-    // If we don't have target data around, an unknown size in Location means
-    // that we should use the size of the pointee type.  This isn't valid for
-    // memset/memcpy, which writes more than an i8.
-    if (Loc.Size == AliasAnalysis::UnknownSize && AA.getTargetData() == 0)
-      return AliasAnalysis::Location();
+    MemoryLocation Loc = MemoryLocation::getForDest(MI);
     return Loc;
   }
-  
+
   IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(Inst);
-  if (II == 0) return AliasAnalysis::Location();
-  
+  if (!II)
+    return MemoryLocation();
+
   switch (II->getIntrinsicID()) {
-  default: return AliasAnalysis::Location(); // Unhandled intrinsic.
+  default:
+    return MemoryLocation(); // Unhandled intrinsic.
   case Intrinsic::init_trampoline:
-    // If we don't have target data around, an unknown size in Location means
-    // that we should use the size of the pointee type.  This isn't valid for
-    // init.trampoline, which writes more than an i8.
-    if (AA.getTargetData() == 0) return AliasAnalysis::Location();
-      
     // FIXME: We don't know the size of the trampoline, so we can't really
     // handle it here.
-    return AliasAnalysis::Location(II->getArgOperand(0));
+    return MemoryLocation(II->getArgOperand(0));
   case Intrinsic::lifetime_end: {
     uint64_t Len = cast<ConstantInt>(II->getArgOperand(0))->getZExtValue();
-    return AliasAnalysis::Location(II->getArgOperand(1), Len);
+    return MemoryLocation(II->getArgOperand(1), Len);
   }
   }
 }
 
+/// getLocForRead - Return the location read by the specified "hasMemoryWrite"
+/// instruction if any.
+static MemoryLocation getLocForRead(Instruction *Inst,
+                                    const TargetLibraryInfo &TLI) {
+  assert(hasMemoryWrite(Inst, TLI) && "Unknown instruction case");
+
+  // The only instructions that both read and write are the mem transfer
+  // instructions (memcpy/memmove).
+  if (MemTransferInst *MTI = dyn_cast<MemTransferInst>(Inst))
+    return MemoryLocation::getForSource(MTI);
+  return MemoryLocation();
+}
+
+
 /// isRemovable - If the value of this instruction and the memory it writes to
 /// is unused, may we delete this instruction?
 static bool isRemovable(Instruction *I) {
-  // Don't remove volatile stores.
+  // Don't remove volatile/atomic stores.
   if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(I))
-    return !SI->isVolatile();
-  
-  IntrinsicInst *II = cast<IntrinsicInst>(I);
-  switch (II->getIntrinsicID()) {
-  default: assert(0 && "doesn't pass 'hasMemoryWrite' predicate");
-  case Intrinsic::lifetime_end:
-    // Never remove dead lifetime_end's, e.g. because it is followed by a
-    // free.
+    return SI->isUnordered();
+
+  if (IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(I)) {
+    switch (II->getIntrinsicID()) {
+    default: llvm_unreachable("doesn't pass 'hasMemoryWrite' predicate");
+    case Intrinsic::lifetime_end:
+      // Never remove dead lifetime_end's, e.g. because it is followed by a
+      // free.
+      return false;
+    case Intrinsic::init_trampoline:
+      // Always safe to remove init_trampoline.
+      return true;
+
+    case Intrinsic::memset:
+    case Intrinsic::memmove:
+    case Intrinsic::memcpy:
+      // Don't remove volatile memory intrinsics.
+      return !cast<MemIntrinsic>(II)->isVolatile();
+    }
+  }
+
+  if (auto CS = CallSite(I))
+    return CS.getInstruction()->use_empty();
+
+  return false;
+}
+
+
+/// isShortenable - Returns true if this instruction can be safely shortened in
+/// length.
+static bool isShortenable(Instruction *I) {
+  // Don't shorten stores for now
+  if (isa<StoreInst>(I))
     return false;
-  case Intrinsic::init_trampoline:
-    // Always safe to remove init_trampoline.
-    return true;
-    
-  case Intrinsic::memset:
-  case Intrinsic::memmove:
-  case Intrinsic::memcpy:
-    // Don't remove volatile memory intrinsics.
-    return !cast<MemIntrinsic>(II)->isVolatile();
+
+  if (IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(I)) {
+    switch (II->getIntrinsicID()) {
+      default: return false;
+      case Intrinsic::memset:
+      case Intrinsic::memcpy:
+        // Do shorten memory intrinsics.
+        return true;
+    }
   }
+
+  // Don't shorten libcalls calls for now.
+
+  return false;
 }
 
 /// getStoredPointerOperand - Return the pointer that is being written to.
@@ -229,59 +300,176 @@ static Value *getStoredPointerOperand(Instruction *I) {
   if (MemIntrinsic *MI = dyn_cast<MemIntrinsic>(I))
     return MI->getDest();
 
-  IntrinsicInst *II = cast<IntrinsicInst>(I);
-  switch (II->getIntrinsicID()) {
-  default: assert(false && "Unexpected intrinsic!");
-  case Intrinsic::init_trampoline:
-    return II->getArgOperand(0);
+  if (IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(I)) {
+    switch (II->getIntrinsicID()) {
+    default: llvm_unreachable("Unexpected intrinsic!");
+    case Intrinsic::init_trampoline:
+      return II->getArgOperand(0);
+    }
   }
+
+  CallSite CS(I);
+  // All the supported functions so far happen to have dest as their first
+  // argument.
+  return CS.getArgument(0);
 }
 
-static uint64_t getPointerSize(Value *V, AliasAnalysis &AA) {
-  const TargetData *TD = AA.getTargetData();
-  if (TD == 0)
-    return AliasAnalysis::UnknownSize;
-  
-  if (AllocaInst *A = dyn_cast<AllocaInst>(V)) {
-    // Get size information for the alloca
-    if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(A->getArraySize()))
-      return C->getZExtValue() * TD->getTypeAllocSize(A->getAllocatedType());
-    return AliasAnalysis::UnknownSize;
-  }
-  
-  assert(isa<Argument>(V) && "Expected AllocaInst or Argument!");
-  const PointerType *PT = cast<PointerType>(V->getType());
-  return TD->getTypeAllocSize(PT->getElementType());
+static uint64_t getPointerSize(const Value *V, const DataLayout &DL,
+                               const TargetLibraryInfo &TLI) {
+  uint64_t Size;
+  if (getObjectSize(V, Size, DL, &TLI))
+    return Size;
+  return MemoryLocation::UnknownSize;
 }
 
+namespace {
+  enum OverwriteResult
+  {
+    OverwriteComplete,
+    OverwriteEnd,
+    OverwriteUnknown
+  };
+}
 
-/// isCompleteOverwrite - Return true if a store to the 'Later' location
+/// isOverwrite - Return 'OverwriteComplete' if a store to the 'Later' location
 /// completely overwrites a store to the 'Earlier' location.
-static bool isCompleteOverwrite(const AliasAnalysis::Location &Later,
-                                const AliasAnalysis::Location &Earlier,
-                                AliasAnalysis &AA) {
-  const Value *P1 = Later.Ptr->stripPointerCasts();
-  const Value *P2 = Earlier.Ptr->stripPointerCasts();
-  
-  // Make sure that the start pointers are the same.
-  if (P1 != P2)
-    return false;
-
-  // If we don't know the sizes of either access, then we can't do a comparison.
-  if (Later.Size == AliasAnalysis::UnknownSize ||
-      Earlier.Size == AliasAnalysis::UnknownSize) {
-    // If we have no TargetData information around, then the size of the store
-    // is inferrable from the pointee type.  If they are the same type, then we
-    // know that the store is safe.
-    if (AA.getTargetData() == 0)
-      return Later.Ptr->getType() == Earlier.Ptr->getType();
-    return false;
+/// 'OverwriteEnd' if the end of the 'Earlier' location is completely
+/// overwritten by 'Later', or 'OverwriteUnknown' if nothing can be determined
+static OverwriteResult isOverwrite(const MemoryLocation &Later,
+                                   const MemoryLocation &Earlier,
+                                   const DataLayout &DL,
+                                   const TargetLibraryInfo &TLI,
+                                   int64_t &EarlierOff, int64_t &LaterOff) {
+  const Value *P1 = Earlier.Ptr->stripPointerCasts();
+  const Value *P2 = Later.Ptr->stripPointerCasts();
+
+  // If the start pointers are the same, we just have to compare sizes to see if
+  // the later store was larger than the earlier store.
+  if (P1 == P2) {
+    // If we don't know the sizes of either access, then we can't do a
+    // comparison.
+    if (Later.Size == MemoryLocation::UnknownSize ||
+        Earlier.Size == MemoryLocation::UnknownSize)
+      return OverwriteUnknown;
+
+    // Make sure that the Later size is >= the Earlier size.
+    if (Later.Size >= Earlier.Size)
+      return OverwriteComplete;
   }
-  
-  // Make sure that the Later size is >= the Earlier size.
-  if (Later.Size < Earlier.Size)
+
+  // Otherwise, we have to have size information, and the later store has to be
+  // larger than the earlier one.
+  if (Later.Size == MemoryLocation::UnknownSize ||
+      Earlier.Size == MemoryLocation::UnknownSize)
+    return OverwriteUnknown;
+
+  // Check to see if the later store is to the entire object (either a global,
+  // an alloca, or a byval/inalloca argument).  If so, then it clearly
+  // overwrites any other store to the same object.
+  const Value *UO1 = GetUnderlyingObject(P1, DL),
+              *UO2 = GetUnderlyingObject(P2, DL);
+
+  // If we can't resolve the same pointers to the same object, then we can't
+  // analyze them at all.
+  if (UO1 != UO2)
+    return OverwriteUnknown;
+
+  // If the "Later" store is to a recognizable object, get its size.
+  uint64_t ObjectSize = getPointerSize(UO2, DL, TLI);
+  if (ObjectSize != MemoryLocation::UnknownSize)
+    if (ObjectSize == Later.Size && ObjectSize >= Earlier.Size)
+      return OverwriteComplete;
+
+  // Okay, we have stores to two completely different pointers.  Try to
+  // decompose the pointer into a "base + constant_offset" form.  If the base
+  // pointers are equal, then we can reason about the two stores.
+  EarlierOff = 0;
+  LaterOff = 0;
+  const Value *BP1 = GetPointerBaseWithConstantOffset(P1, EarlierOff, DL);
+  const Value *BP2 = GetPointerBaseWithConstantOffset(P2, LaterOff, DL);
+
+  // If the base pointers still differ, we have two completely different stores.
+  if (BP1 != BP2)
+    return OverwriteUnknown;
+
+  // The later store completely overlaps the earlier store if:
+  //
+  // 1. Both start at the same offset and the later one's size is greater than
+  //    or equal to the earlier one's, or
+  //
+  //      |--earlier--|
+  //      |--   later   --|
+  //
+  // 2. The earlier store has an offset greater than the later offset, but which
+  //    still lies completely within the later store.
+  //
+  //        |--earlier--|
+  //    |-----  later  ------|
+  //
+  // We have to be careful here as *Off is signed while *.Size is unsigned.
+  if (EarlierOff >= LaterOff &&
+      Later.Size >= Earlier.Size &&
+      uint64_t(EarlierOff - LaterOff) + Earlier.Size <= Later.Size)
+    return OverwriteComplete;
+
+  // The other interesting case is if the later store overwrites the end of
+  // the earlier store
+  //
+  //      |--earlier--|
+  //                |--   later   --|
+  //
+  // In this case we may want to trim the size of earlier to avoid generating
+  // writes to addresses which will definitely be overwritten later
+  if (LaterOff > EarlierOff &&
+      LaterOff < int64_t(EarlierOff + Earlier.Size) &&
+      int64_t(LaterOff + Later.Size) >= int64_t(EarlierOff + Earlier.Size))
+    return OverwriteEnd;
+
+  // Otherwise, they don't completely overlap.
+  return OverwriteUnknown;
+}
+
+/// isPossibleSelfRead - If 'Inst' might be a self read (i.e. a noop copy of a
+/// memory region into an identical pointer) then it doesn't actually make its
+/// input dead in the traditional sense.  Consider this case:
+///
+///   memcpy(A <- B)
+///   memcpy(A <- A)
+///
+/// In this case, the second store to A does not make the first store to A dead.
+/// The usual situation isn't an explicit A<-A store like this (which can be
+/// trivially removed) but a case where two pointers may alias.
+///
+/// This function detects when it is unsafe to remove a dependent instruction
+/// because the DSE inducing instruction may be a self-read.
+static bool isPossibleSelfRead(Instruction *Inst,
+                               const MemoryLocation &InstStoreLoc,
+                               Instruction *DepWrite,
+                               const TargetLibraryInfo &TLI,
+                               AliasAnalysis &AA) {
+  // Self reads can only happen for instructions that read memory.  Get the
+  // location read.
+  MemoryLocation InstReadLoc = getLocForRead(Inst, TLI);
+  if (!InstReadLoc.Ptr) return false;  // Not a reading instruction.
+
+  // If the read and written loc obviously don't alias, it isn't a read.
+  if (AA.isNoAlias(InstReadLoc, InstStoreLoc)) return false;
+
+  // Okay, 'Inst' may copy over itself.  However, we can still remove a the
+  // DepWrite instruction if we can prove that it reads from the same location
+  // as Inst.  This handles useful cases like:
+  //   memcpy(A <- B)
+  //   memcpy(A <- B)
+  // Here we don't know if A/B may alias, but we do know that B/B are must
+  // aliases, so removing the first memcpy is safe (assuming it writes <= #
+  // bytes as the second one.
+  MemoryLocation DepReadLoc = getLocForRead(DepWrite, TLI);
+
+  if (DepReadLoc.Ptr && AA.isMustAlias(InstReadLoc.Ptr, DepReadLoc.Ptr))
     return false;
-  
+
+  // If DepWrite doesn't read memory or if we can't prove it is a must alias,
+  // then it can't be considered dead.
   return true;
 }
 
@@ -292,44 +480,44 @@ static bool isCompleteOverwrite(const AliasAnalysis::Location &Later,
 
 bool DSE::runOnBasicBlock(BasicBlock &BB) {
   bool MadeChange = false;
-  
+
   // Do a top-down walk on the BB.
   for (BasicBlock::iterator BBI = BB.begin(), BBE = BB.end(); BBI != BBE; ) {
     Instruction *Inst = BBI++;
-    
+
     // Handle 'free' calls specially.
-    if (CallInst *F = isFreeCall(Inst)) {
+    if (CallInst *F = isFreeCall(Inst, TLI)) {
       MadeChange |= HandleFree(F);
       continue;
     }
-    
+
     // If we find something that writes memory, get its memory dependence.
-    if (!hasMemoryWrite(Inst))
+    if (!hasMemoryWrite(Inst, *TLI))
       continue;
 
     MemDepResult InstDep = MD->getDependency(Inst);
-    
-    // Ignore non-local store liveness.
+
+    // Ignore any store where we can't find a local dependence.
     // FIXME: cross-block DSE would be fun. :)
-    if (InstDep.isNonLocal() || 
-        // Ignore self dependence, which happens in the entry block of the
-        // function.
-        InstDep.getInst() == Inst)
+    if (!InstDep.isDef() && !InstDep.isClobber())
       continue;
-     
+
     // If we're storing the same value back to a pointer that we just
     // loaded from, then the store can be removed.
     if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(Inst)) {
       if (LoadInst *DepLoad = dyn_cast<LoadInst>(InstDep.getInst())) {
         if (SI->getPointerOperand() == DepLoad->getPointerOperand() &&
-            SI->getOperand(0) == DepLoad && !SI->isVolatile()) {
+            SI->getOperand(0) == DepLoad && isRemovable(SI)) {
+          DEBUG(dbgs() << "DSE: Remove Store Of Load from same pointer:\n  "
+                       << "LOAD: " << *DepLoad << "\n  STORE: " << *SI << '\n');
+
           // DeleteDeadInstruction can delete the current instruction.  Save BBI
           // in case we need it.
           WeakVH NextInst(BBI);
-          
-          DeleteDeadInstruction(SI, *MD);
-          
-          if (NextInst == 0)  // Next instruction deleted.
+
+          DeleteDeadInstruction(SI, *MD, *TLI);
+
+          if (!NextInst)  // Next instruction deleted.
             BBI = BB.begin();
           else if (BBI != BB.begin())  // Revisit this instruction if possible.
             --BBI;
@@ -339,44 +527,80 @@ bool DSE::runOnBasicBlock(BasicBlock &BB) {
         }
       }
     }
-    
+
     // Figure out what location is being stored to.
-    AliasAnalysis::Location Loc = getLocForWrite(Inst, *AA);
+    MemoryLocation Loc = getLocForWrite(Inst, *AA);
 
     // If we didn't get a useful location, fail.
-    if (Loc.Ptr == 0)
+    if (!Loc.Ptr)
       continue;
-    
-    while (!InstDep.isNonLocal()) {
+
+    while (InstDep.isDef() || InstDep.isClobber()) {
       // Get the memory clobbered by the instruction we depend on.  MemDep will
       // skip any instructions that 'Loc' clearly doesn't interact with.  If we
       // end up depending on a may- or must-aliased load, then we can't optimize
       // away the store and we bail out.  However, if we depend on on something
       // that overwrites the memory location we *can* potentially optimize it.
       //
-      // Find out what memory location the dependant instruction stores.
+      // Find out what memory location the dependent instruction stores.
       Instruction *DepWrite = InstDep.getInst();
-      AliasAnalysis::Location DepLoc = getLocForWrite(DepWrite, *AA);
+      MemoryLocation DepLoc = getLocForWrite(DepWrite, *AA);
       // If we didn't get a useful location, or if it isn't a size, bail out.
-      if (DepLoc.Ptr == 0)
+      if (!DepLoc.Ptr)
         break;
 
-      // If we find a removable write that is completely obliterated by the
-      // store to 'Loc' then we can remove it.
-      if (isRemovable(DepWrite) && isCompleteOverwrite(Loc, DepLoc, *AA)) {
-        // Delete the store and now-dead instructions that feed it.
-        DeleteDeadInstruction(DepWrite, *MD);
-        ++NumFastStores;
-        MadeChange = true;
-        
-        // DeleteDeadInstruction can delete the current instruction in loop
-        // cases, reset BBI.
-        BBI = Inst;
-        if (BBI != BB.begin())
-          --BBI;
-        break;
+      // If we find a write that is a) removable (i.e., non-volatile), b) is
+      // completely obliterated by the store to 'Loc', and c) which we know that
+      // 'Inst' doesn't load from, then we can remove it.
+      if (isRemovable(DepWrite) &&
+          !isPossibleSelfRead(Inst, Loc, DepWrite, *TLI, *AA)) {
+        int64_t InstWriteOffset, DepWriteOffset;
+        const DataLayout &DL = BB.getModule()->getDataLayout();
+        OverwriteResult OR =
+            isOverwrite(Loc, DepLoc, DL, *TLI, DepWriteOffset, InstWriteOffset);
+        if (OR == OverwriteComplete) {
+          DEBUG(dbgs() << "DSE: Remove Dead Store:\n  DEAD: "
+                << *DepWrite << "\n  KILLER: " << *Inst << '\n');
+
+          // Delete the store and now-dead instructions that feed it.
+          DeleteDeadInstruction(DepWrite, *MD, *TLI);
+          ++NumFastStores;
+          MadeChange = true;
+
+          // DeleteDeadInstruction can delete the current instruction in loop
+          // cases, reset BBI.
+          BBI = Inst;
+          if (BBI != BB.begin())
+            --BBI;
+          break;
+        } else if (OR == OverwriteEnd && isShortenable(DepWrite)) {
+          // TODO: base this on the target vector size so that if the earlier
+          // store was too small to get vector writes anyway then its likely
+          // a good idea to shorten it
+          // Power of 2 vector writes are probably always a bad idea to optimize
+          // as any store/memset/memcpy is likely using vector instructions so
+          // shortening it to not vector size is likely to be slower
+          MemIntrinsic* DepIntrinsic = cast<MemIntrinsic>(DepWrite);
+          unsigned DepWriteAlign = DepIntrinsic->getAlignment();
+          if (llvm::isPowerOf2_64(InstWriteOffset) ||
+              ((DepWriteAlign != 0) && InstWriteOffset % DepWriteAlign == 0)) {
+
+            DEBUG(dbgs() << "DSE: Remove Dead Store:\n  OW END: "
+                  << *DepWrite << "\n  KILLER (offset "
+                  << InstWriteOffset << ", "
+                  << DepLoc.Size << ")"
+                  << *Inst << '\n');
+
+            Value* DepWriteLength = DepIntrinsic->getLength();
+            Value* TrimmedLength = ConstantInt::get(DepWriteLength->getType(),
+                                                    InstWriteOffset -
+                                                    DepWriteOffset);
+            DepIntrinsic->setLength(TrimmedLength);
+            MadeChange = true;
+          }
+        }
       }
-      
+
       // If this is a may-aliased store that is clobbering the store value, we
       // can keep searching past it for another must-aliased pointer that stores
       // to the same location.  For example, in:
@@ -386,55 +610,87 @@ bool DSE::runOnBasicBlock(BasicBlock &BB) {
       // we can remove the first store to P even though we don't know if P and Q
       // alias.
       if (DepWrite == &BB.front()) break;
-      
+
       // Can't look past this instruction if it might read 'Loc'.
-      if (AA->getModRefInfo(DepWrite, Loc) & AliasAnalysis::Ref)
+      if (AA->getModRefInfo(DepWrite, Loc) & MRI_Ref)
         break;
-        
+
       InstDep = MD->getPointerDependencyFrom(Loc, false, DepWrite, &BB);
     }
   }
-  
+
   // If this block ends in a return, unwind, or unreachable, all allocas are
   // dead at its end, which means stores to them are also dead.
   if (BB.getTerminator()->getNumSuccessors() == 0)
     MadeChange |= handleEndBlock(BB);
-  
+
   return MadeChange;
 }
 
+/// Find all blocks that will unconditionally lead to the block BB and append
+/// them to F.
+static void FindUnconditionalPreds(SmallVectorImpl<BasicBlock *> &Blocks,
+                                   BasicBlock *BB, DominatorTree *DT) {
+  for (pred_iterator I = pred_begin(BB), E = pred_end(BB); I != E; ++I) {
+    BasicBlock *Pred = *I;
+    if (Pred == BB) continue;
+    TerminatorInst *PredTI = Pred->getTerminator();
+    if (PredTI->getNumSuccessors() != 1)
+      continue;
+
+    if (DT->isReachableFromEntry(Pred))
+      Blocks.push_back(Pred);
+  }
+}
+
 /// HandleFree - Handle frees of entire structures whose dependency is a store
 /// to a field of that structure.
 bool DSE::HandleFree(CallInst *F) {
-  MemDepResult Dep = MD->getDependency(F);
-  do {
-    if (Dep.isNonLocal()) return false;
-    
-    Instruction *Dependency = Dep.getInst();
-    if (!hasMemoryWrite(Dependency) || !isRemovable(Dependency))
-      return false;
-  
-    Value *DepPointer =
-      getStoredPointerOperand(Dependency)->getUnderlyingObject();
+  bool MadeChange = false;
 
-    // Check for aliasing.
-    if (AA->alias(F->getArgOperand(0), 1, DepPointer, 1) !=
-          AliasAnalysis::MustAlias)
-      return false;
-  
-    // DCE instructions only used to calculate that store
-    DeleteDeadInstruction(Dependency, *MD);
-    ++NumFastStores;
-
-    // Inst's old Dependency is now deleted. Compute the next dependency,
-    // which may also be dead, as in
-    //    s[0] = 0;
-    //    s[1] = 0; // This has just been deleted.
-    //    free(s);
-    Dep = MD->getDependency(F);
-  } while (!Dep.isNonLocal());
-  
-  return true;
+  MemoryLocation Loc = MemoryLocation(F->getOperand(0));
+  SmallVector<BasicBlock *, 16> Blocks;
+  Blocks.push_back(F->getParent());
+  const DataLayout &DL = F->getModule()->getDataLayout();
+
+  while (!Blocks.empty()) {
+    BasicBlock *BB = Blocks.pop_back_val();
+    Instruction *InstPt = BB->getTerminator();
+    if (BB == F->getParent()) InstPt = F;
+
+    MemDepResult Dep = MD->getPointerDependencyFrom(Loc, false, InstPt, BB);
+    while (Dep.isDef() || Dep.isClobber()) {
+      Instruction *Dependency = Dep.getInst();
+      if (!hasMemoryWrite(Dependency, *TLI) || !isRemovable(Dependency))
+        break;
+
+      Value *DepPointer =
+          GetUnderlyingObject(getStoredPointerOperand(Dependency), DL);
+
+      // Check for aliasing.
+      if (!AA->isMustAlias(F->getArgOperand(0), DepPointer))
+        break;
+
+      Instruction *Next = std::next(BasicBlock::iterator(Dependency));
+
+      // DCE instructions only used to calculate that store
+      DeleteDeadInstruction(Dependency, *MD, *TLI);
+      ++NumFastStores;
+      MadeChange = true;
+
+      // Inst's old Dependency is now deleted. Compute the next dependency,
+      // which may also be dead, as in
+      //    s[0] = 0;
+      //    s[1] = 0; // This has just been deleted.
+      //    free(s);
+      Dep = MD->getPointerDependencyFrom(Loc, false, Next, BB);
+    }
+
+    if (Dep.isNonLocal())
+      FindUnconditionalPreds(Blocks, BB, DT);
+  }
+
+  return MadeChange;
 }
 
 /// handleEndBlock - Remove dead stores to stack-allocated locations in the
@@ -445,158 +701,172 @@ bool DSE::HandleFree(CallInst *F) {
 /// ret void
 bool DSE::handleEndBlock(BasicBlock &BB) {
   bool MadeChange = false;
-  
+
   // Keep track of all of the stack objects that are dead at the end of the
   // function.
-  SmallPtrSet<Value*, 16> DeadStackObjects;
-  
+  SmallSetVector<Value*, 16> DeadStackObjects;
+
   // Find all of the alloca'd pointers in the entry block.
   BasicBlock *Entry = BB.getParent()->begin();
-  for (BasicBlock::iterator I = Entry->begin(), E = Entry->end(); I != E; ++I)
-    if (AllocaInst *AI = dyn_cast<AllocaInst>(I))
-      DeadStackObjects.insert(AI);
-  
-  // Treat byval arguments the same, stores to them are dead at the end of the
-  // function.
+  for (BasicBlock::iterator I = Entry->begin(), E = Entry->end(); I != E; ++I) {
+    if (isa<AllocaInst>(I))
+      DeadStackObjects.insert(I);
+
+    // Okay, so these are dead heap objects, but if the pointer never escapes
+    // then it's leaked by this function anyways.
+    else if (isAllocLikeFn(I, TLI) && !PointerMayBeCaptured(I, true, true))
+      DeadStackObjects.insert(I);
+  }
+
+  // Treat byval or inalloca arguments the same, stores to them are dead at the
+  // end of the function.
   for (Function::arg_iterator AI = BB.getParent()->arg_begin(),
        AE = BB.getParent()->arg_end(); AI != AE; ++AI)
-    if (AI->hasByValAttr())
+    if (AI->hasByValOrInAllocaAttr())
       DeadStackObjects.insert(AI);
-  
+
+  const DataLayout &DL = BB.getModule()->getDataLayout();
+
   // Scan the basic block backwards
   for (BasicBlock::iterator BBI = BB.end(); BBI != BB.begin(); ){
     --BBI;
-    
+
     // If we find a store, check to see if it points into a dead stack value.
-    if (hasMemoryWrite(BBI) && isRemovable(BBI)) {
+    if (hasMemoryWrite(BBI, *TLI) && isRemovable(BBI)) {
       // See through pointer-to-pointer bitcasts
-      Value *Pointer = getStoredPointerOperand(BBI)->getUnderlyingObject();
+      SmallVector<Value *, 4> Pointers;
+      GetUnderlyingObjects(getStoredPointerOperand(BBI), Pointers, DL);
 
       // Stores to stack values are valid candidates for removal.
-      if (DeadStackObjects.count(Pointer)) {
-        // DCE instructions only used to calculate that store.
+      bool AllDead = true;
+      for (SmallVectorImpl<Value *>::iterator I = Pointers.begin(),
+           E = Pointers.end(); I != E; ++I)
+        if (!DeadStackObjects.count(*I)) {
+          AllDead = false;
+          break;
+        }
+
+      if (AllDead) {
         Instruction *Dead = BBI++;
-        DeleteDeadInstruction(Dead, *MD, &DeadStackObjects);
+
+        DEBUG(dbgs() << "DSE: Dead Store at End of Block:\n  DEAD: "
+                     << *Dead << "\n  Objects: ";
+              for (SmallVectorImpl<Value *>::iterator I = Pointers.begin(),
+                   E = Pointers.end(); I != E; ++I) {
+                dbgs() << **I;
+                if (std::next(I) != E)
+                  dbgs() << ", ";
+              }
+              dbgs() << '\n');
+
+        // DCE instructions only used to calculate that store.
+        DeleteDeadInstruction(Dead, *MD, *TLI, &DeadStackObjects);
         ++NumFastStores;
         MadeChange = true;
         continue;
       }
     }
-    
+
     // Remove any dead non-memory-mutating instructions.
-    if (isInstructionTriviallyDead(BBI)) {
+    if (isInstructionTriviallyDead(BBI, TLI)) {
       Instruction *Inst = BBI++;
-      DeleteDeadInstruction(Inst, *MD, &DeadStackObjects);
+      DeleteDeadInstruction(Inst, *MD, *TLI, &DeadStackObjects);
       ++NumFastOther;
       MadeChange = true;
       continue;
     }
-    
-    if (AllocaInst *A = dyn_cast<AllocaInst>(BBI)) {
-      DeadStackObjects.erase(A);
+
+    if (isa<AllocaInst>(BBI)) {
+      // Remove allocas from the list of dead stack objects; there can't be
+      // any references before the definition.
+      DeadStackObjects.remove(BBI);
       continue;
     }
-    
-    if (CallSite CS = cast<Value>(BBI)) {
+
+    if (auto CS = CallSite(BBI)) {
+      // Remove allocation function calls from the list of dead stack objects; 
+      // there can't be any references before the definition.
+      if (isAllocLikeFn(BBI, TLI))
+        DeadStackObjects.remove(BBI);
+
       // If this call does not access memory, it can't be loading any of our
       // pointers.
       if (AA->doesNotAccessMemory(CS))
         continue;
-      
-      unsigned NumModRef = 0, NumOther = 0;
-      
+
       // If the call might load from any of our allocas, then any store above
       // the call is live.
-      SmallVector<Value*, 8> LiveAllocas;
-      for (SmallPtrSet<Value*, 16>::iterator I = DeadStackObjects.begin(),
-           E = DeadStackObjects.end(); I != E; ++I) {
-        // If we detect that our AA is imprecise, it's not worth it to scan the
-        // rest of the DeadPointers set.  Just assume that the AA will return
-        // ModRef for everything, and go ahead and bail out.
-        if (NumModRef >= 16 && NumOther == 0)
-          return MadeChange;
-
-        // See if the call site touches it.
-        AliasAnalysis::ModRefResult A = 
-          AA->getModRefInfo(CS, *I, getPointerSize(*I, *AA));
-        
-        if (A == AliasAnalysis::ModRef)
-          ++NumModRef;
-        else
-          ++NumOther;
-        
-        if (A == AliasAnalysis::ModRef || A == AliasAnalysis::Ref)
-          LiveAllocas.push_back(*I);
-      }
-      
-      for (SmallVector<Value*, 8>::iterator I = LiveAllocas.begin(),
-           E = LiveAllocas.end(); I != E; ++I)
-        DeadStackObjects.erase(*I);
-      
+      DeadStackObjects.remove_if([&](Value *I) {
+        // See if the call site touches the value.
+        ModRefInfo A = AA->getModRefInfo(CS, I, getPointerSize(I, DL, *TLI));
+
+        return A == MRI_ModRef || A == MRI_Ref;
+      });
+
       // If all of the allocas were clobbered by the call then we're not going
       // to find anything else to process.
       if (DeadStackObjects.empty())
-        return MadeChange;
-      
+        break;
+
       continue;
     }
-    
-    AliasAnalysis::Location LoadedLoc;
-    
+
+    MemoryLocation LoadedLoc;
+
     // If we encounter a use of the pointer, it is no longer considered dead
     if (LoadInst *L = dyn_cast<LoadInst>(BBI)) {
-      LoadedLoc = AA->getLocation(L);
+      if (!L->isUnordered()) // Be conservative with atomic/volatile load
+        break;
+      LoadedLoc = MemoryLocation::get(L);
     } else if (VAArgInst *V = dyn_cast<VAArgInst>(BBI)) {
-      LoadedLoc = AA->getLocation(V);
+      LoadedLoc = MemoryLocation::get(V);
     } else if (MemTransferInst *MTI = dyn_cast<MemTransferInst>(BBI)) {
-      LoadedLoc = AA->getLocationForSource(MTI);
-    } else {
-      // Not a loading instruction.
+      LoadedLoc = MemoryLocation::getForSource(MTI);
+    } else if (!BBI->mayReadFromMemory()) {
+      // Instruction doesn't read memory.  Note that stores that weren't removed
+      // above will hit this case.
       continue;
+    } else {
+      // Unknown inst; assume it clobbers everything.
+      break;
     }
 
     // Remove any allocas from the DeadPointer set that are loaded, as this
     // makes any stores above the access live.
-    RemoveAccessedObjects(LoadedLoc, DeadStackObjects);
+    RemoveAccessedObjects(LoadedLoc, DeadStackObjects, DL);
 
     // If all of the allocas were clobbered by the access then we're not going
     // to find anything else to process.
     if (DeadStackObjects.empty())
       break;
   }
-  
+
   return MadeChange;
 }
 
 /// RemoveAccessedObjects - Check to see if the specified location may alias any
 /// of the stack objects in the DeadStackObjects set.  If so, they become live
 /// because the location is being loaded.
-void DSE::RemoveAccessedObjects(const AliasAnalysis::Location &LoadedLoc,
-                                SmallPtrSet<Value*, 16> &DeadStackObjects) {
-  const Value *UnderlyingPointer = LoadedLoc.Ptr->getUnderlyingObject();
+void DSE::RemoveAccessedObjects(const MemoryLocation &LoadedLoc,
+                                SmallSetVector<Value *, 16> &DeadStackObjects,
+                                const DataLayout &DL) {
+  const Value *UnderlyingPointer = GetUnderlyingObject(LoadedLoc.Ptr, DL);
 
   // A constant can't be in the dead pointer set.
   if (isa<Constant>(UnderlyingPointer))
     return;
-  
+
   // If the kill pointer can be easily reduced to an alloca, don't bother doing
   // extraneous AA queries.
   if (isa<AllocaInst>(UnderlyingPointer) || isa<Argument>(UnderlyingPointer)) {
-    DeadStackObjects.erase(const_cast<Value*>(UnderlyingPointer));
+    DeadStackObjects.remove(const_cast<Value*>(UnderlyingPointer));
     return;
   }
-  
-  SmallVector<Value*, 16> NowLive;
-  for (SmallPtrSet<Value*, 16>::iterator I = DeadStackObjects.begin(),
-       E = DeadStackObjects.end(); I != E; ++I) {
-    // See if the loaded location could alias the stack location.
-    AliasAnalysis::Location StackLoc(*I, getPointerSize(*I, *AA));
-    if (!AA->isNoAlias(StackLoc, LoadedLoc))
-      NowLive.push_back(*I);
-  }
 
-  for (SmallVector<Value*, 16>::iterator I = NowLive.begin(), E = NowLive.end();
-       I != E; ++I)
-    DeadStackObjects.erase(*I);
+  // Remove objects that could alias LoadedLoc.
+  DeadStackObjects.remove_if([&](Value *I) {
+    // See if the loaded location could alias the stack location.
+    MemoryLocation StackLoc(I, getPointerSize(I, DL, *TLI));
+    return !AA->isNoAlias(StackLoc, LoadedLoc);
+  });
 }
-