Fixed/added namespace ending comments using clang-tidy. NFC
[oota-llvm.git] / lib / Transforms / Scalar / GVN.cpp
index f003e0669966b9780dd23d78b7d3ae8646b28532..d9308c4e3710d63b51dc591aff5721c6f1b94736 100644 (file)
 //
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
-#define DEBUG_TYPE "gvn"
 #include "llvm/Transforms/Scalar.h"
-#include "llvm/GlobalVariable.h"
-#include "llvm/IRBuilder.h"
-#include "llvm/IntrinsicInst.h"
-#include "llvm/LLVMContext.h"
-#include "llvm/Metadata.h"
 #include "llvm/ADT/DenseMap.h"
 #include "llvm/ADT/DepthFirstIterator.h"
 #include "llvm/ADT/Hashing.h"
+#include "llvm/ADT/MapVector.h"
+#include "llvm/ADT/PostOrderIterator.h"
+#include "llvm/ADT/SetVector.h"
 #include "llvm/ADT/SmallPtrSet.h"
 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
 #include "llvm/Analysis/AliasAnalysis.h"
+#include "llvm/Analysis/AssumptionCache.h"
+#include "llvm/Analysis/CFG.h"
 #include "llvm/Analysis/ConstantFolding.h"
-#include "llvm/Analysis/Dominators.h"
 #include "llvm/Analysis/InstructionSimplify.h"
 #include "llvm/Analysis/Loads.h"
 #include "llvm/Analysis/MemoryBuiltins.h"
 #include "llvm/Analysis/MemoryDependenceAnalysis.h"
 #include "llvm/Analysis/PHITransAddr.h"
+#include "llvm/Analysis/TargetLibraryInfo.h"
 #include "llvm/Analysis/ValueTracking.h"
-#include "llvm/Assembly/Writer.h"
+#include "llvm/IR/DataLayout.h"
+#include "llvm/IR/Dominators.h"
+#include "llvm/IR/GlobalVariable.h"
+#include "llvm/IR/IRBuilder.h"
+#include "llvm/IR/IntrinsicInst.h"
+#include "llvm/IR/LLVMContext.h"
+#include "llvm/IR/Metadata.h"
+#include "llvm/IR/PatternMatch.h"
 #include "llvm/Support/Allocator.h"
 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
 #include "llvm/Support/Debug.h"
-#include "llvm/Support/PatternMatch.h"
-#include "llvm/DataLayout.h"
-#include "llvm/Target/TargetLibraryInfo.h"
+#include "llvm/Support/raw_ostream.h"
 #include "llvm/Transforms/Utils/BasicBlockUtils.h"
+#include "llvm/Transforms/Utils/Local.h"
 #include "llvm/Transforms/Utils/SSAUpdater.h"
+#include <vector>
 using namespace llvm;
 using namespace PatternMatch;
 
+#define DEBUG_TYPE "gvn"
+
 STATISTIC(NumGVNInstr,  "Number of instructions deleted");
 STATISTIC(NumGVNLoad,   "Number of loads deleted");
 STATISTIC(NumGVNPRE,    "Number of instructions PRE'd");
@@ -130,7 +138,7 @@ namespace {
     uint32_t getNextUnusedValueNumber() { return nextValueNumber; }
     void verifyRemoved(const Value *) const;
   };
-}
+} // namespace
 
 namespace llvm {
 template <> struct DenseMapInfo<Expression> {
@@ -151,7 +159,7 @@ template <> struct DenseMapInfo<Expression> {
   }
 };
 
-}
+} // namespace llvm
 
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 //                     ValueTable Internal Functions
@@ -211,13 +219,13 @@ Expression ValueTable::create_cmp_expression(unsigned Opcode,
 }
 
 Expression ValueTable::create_extractvalue_expression(ExtractValueInst *EI) {
-  assert(EI != 0 && "Not an ExtractValueInst?");
+  assert(EI && "Not an ExtractValueInst?");
   Expression e;
   e.type = EI->getType();
   e.opcode = 0;
 
   IntrinsicInst *I = dyn_cast<IntrinsicInst>(EI->getAggregateOperand());
-  if (I != 0 && EI->getNumIndices() == 1 && *EI->idx_begin() == 0 ) {
+  if (I != nullptr && EI->getNumIndices() == 1 && *EI->idx_begin() == 0 ) {
     // EI might be an extract from one of our recognised intrinsics. If it
     // is we'll synthesize a semantically equivalent expression instead on
     // an extract value expression.
@@ -325,7 +333,7 @@ uint32_t ValueTable::lookup_or_add_call(CallInst *C) {
     const MemoryDependenceAnalysis::NonLocalDepInfo &deps =
       MD->getNonLocalCallDependency(CallSite(C));
     // FIXME: Move the checking logic to MemDep!
-    CallInst* cdep = 0;
+    CallInst* cdep = nullptr;
 
     // Check to see if we have a single dominating call instruction that is
     // identical to C.
@@ -336,8 +344,8 @@ uint32_t ValueTable::lookup_or_add_call(CallInst *C) {
 
       // We don't handle non-definitions.  If we already have a call, reject
       // instruction dependencies.
-      if (!I->getResult().isDef() || cdep != 0) {
-        cdep = 0;
+      if (!I->getResult().isDef() || cdep != nullptr) {
+        cdep = nullptr;
         break;
       }
 
@@ -348,7 +356,7 @@ uint32_t ValueTable::lookup_or_add_call(CallInst *C) {
         continue;
       }
 
-      cdep = 0;
+      cdep = nullptr;
       break;
     }
 
@@ -451,7 +459,7 @@ uint32_t ValueTable::lookup_or_add(Value *V) {
   return e;
 }
 
-/// lookup - Returns the value number of the specified value. Fails if
+/// Returns the value number of the specified value. Fails if
 /// the value has not yet been numbered.
 uint32_t ValueTable::lookup(Value *V) const {
   DenseMap<Value*, uint32_t>::const_iterator VI = valueNumbering.find(V);
@@ -459,7 +467,7 @@ uint32_t ValueTable::lookup(Value *V) const {
   return VI->second;
 }
 
-/// lookup_or_add_cmp - Returns the value number of the given comparison,
+/// Returns the value number of the given comparison,
 /// assigning it a new number if it did not have one before.  Useful when
 /// we deduced the result of a comparison, but don't immediately have an
 /// instruction realizing that comparison to hand.
@@ -472,14 +480,14 @@ uint32_t ValueTable::lookup_or_add_cmp(unsigned Opcode,
   return e;
 }
 
-/// clear - Remove all entries from the ValueTable.
+/// Remove all entries from the ValueTable.
 void ValueTable::clear() {
   valueNumbering.clear();
   expressionNumbering.clear();
   nextValueNumber = 1;
 }
 
-/// erase - Remove a value from the value numbering.
+/// Remove a value from the value numbering.
 void ValueTable::erase(Value *V) {
   valueNumbering.erase(V);
 }
@@ -498,17 +506,99 @@ void ValueTable::verifyRemoved(const Value *V) const {
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
 namespace {
+  class GVN;
+  struct AvailableValueInBlock {
+    /// BB - The basic block in question.
+    BasicBlock *BB;
+    enum ValType {
+      SimpleVal,  // A simple offsetted value that is accessed.
+      LoadVal,    // A value produced by a load.
+      MemIntrin,  // A memory intrinsic which is loaded from.
+      UndefVal    // A UndefValue representing a value from dead block (which
+                  // is not yet physically removed from the CFG). 
+    };
+  
+    /// V - The value that is live out of the block.
+    PointerIntPair<Value *, 2, ValType> Val;
+  
+    /// Offset - The byte offset in Val that is interesting for the load query.
+    unsigned Offset;
+  
+    static AvailableValueInBlock get(BasicBlock *BB, Value *V,
+                                     unsigned Offset = 0) {
+      AvailableValueInBlock Res;
+      Res.BB = BB;
+      Res.Val.setPointer(V);
+      Res.Val.setInt(SimpleVal);
+      Res.Offset = Offset;
+      return Res;
+    }
+  
+    static AvailableValueInBlock getMI(BasicBlock *BB, MemIntrinsic *MI,
+                                       unsigned Offset = 0) {
+      AvailableValueInBlock Res;
+      Res.BB = BB;
+      Res.Val.setPointer(MI);
+      Res.Val.setInt(MemIntrin);
+      Res.Offset = Offset;
+      return Res;
+    }
+  
+    static AvailableValueInBlock getLoad(BasicBlock *BB, LoadInst *LI,
+                                         unsigned Offset = 0) {
+      AvailableValueInBlock Res;
+      Res.BB = BB;
+      Res.Val.setPointer(LI);
+      Res.Val.setInt(LoadVal);
+      Res.Offset = Offset;
+      return Res;
+    }
+
+    static AvailableValueInBlock getUndef(BasicBlock *BB) {
+      AvailableValueInBlock Res;
+      Res.BB = BB;
+      Res.Val.setPointer(nullptr);
+      Res.Val.setInt(UndefVal);
+      Res.Offset = 0;
+      return Res;
+    }
+
+    bool isSimpleValue() const { return Val.getInt() == SimpleVal; }
+    bool isCoercedLoadValue() const { return Val.getInt() == LoadVal; }
+    bool isMemIntrinValue() const { return Val.getInt() == MemIntrin; }
+    bool isUndefValue() const { return Val.getInt() == UndefVal; }
+  
+    Value *getSimpleValue() const {
+      assert(isSimpleValue() && "Wrong accessor");
+      return Val.getPointer();
+    }
+  
+    LoadInst *getCoercedLoadValue() const {
+      assert(isCoercedLoadValue() && "Wrong accessor");
+      return cast<LoadInst>(Val.getPointer());
+    }
+  
+    MemIntrinsic *getMemIntrinValue() const {
+      assert(isMemIntrinValue() && "Wrong accessor");
+      return cast<MemIntrinsic>(Val.getPointer());
+    }
+  
+    /// Emit code into this block to adjust the value defined here to the
+    /// specified type. This handles various coercion cases.
+    Value *MaterializeAdjustedValue(LoadInst *LI, GVN &gvn) const;
+  };
 
   class GVN : public FunctionPass {
     bool NoLoads;
     MemoryDependenceAnalysis *MD;
     DominatorTree *DT;
-    const DataLayout *TD;
     const TargetLibraryInfo *TLI;
+    AssumptionCache *AC;
+    SetVector<BasicBlock *> DeadBlocks;
 
     ValueTable VN;
 
-    /// LeaderTable - A mapping from value numbers to lists of Value*'s that
+    /// A mapping from value numbers to lists of Value*'s that
     /// have that value number.  Use findLeader to query it.
     struct LeaderTableEntry {
       Value *Val;
@@ -519,29 +609,32 @@ namespace {
     BumpPtrAllocator TableAllocator;
 
     SmallVector<Instruction*, 8> InstrsToErase;
+
+    typedef SmallVector<NonLocalDepResult, 64> LoadDepVect;
+    typedef SmallVector<AvailableValueInBlock, 64> AvailValInBlkVect;
+    typedef SmallVector<BasicBlock*, 64> UnavailBlkVect;
+
   public:
     static char ID; // Pass identification, replacement for typeid
     explicit GVN(bool noloads = false)
-        : FunctionPass(ID), NoLoads(noloads), MD(0) {
+        : FunctionPass(ID), NoLoads(noloads), MD(nullptr) {
       initializeGVNPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
     }
 
-    bool runOnFunction(Function &F);
+    bool runOnFunction(Function &F) override;
 
-    /// markInstructionForDeletion - This removes the specified instruction from
+    /// This removes the specified instruction from
     /// our various maps and marks it for deletion.
     void markInstructionForDeletion(Instruction *I) {
       VN.erase(I);
       InstrsToErase.push_back(I);
     }
 
-    const DataLayout *getDataLayout() const { return TD; }
     DominatorTree &getDominatorTree() const { return *DT; }
     AliasAnalysis *getAliasAnalysis() const { return VN.getAliasAnalysis(); }
     MemoryDependenceAnalysis &getMemDep() const { return *MD; }
   private:
-    /// addToLeaderTable - Push a new Value to the LeaderTable onto the list for
-    /// its value number.
+    /// Push a new Value to the LeaderTable onto the list for its value number.
     void addToLeaderTable(uint32_t N, Value *V, const BasicBlock *BB) {
       LeaderTableEntry &Curr = LeaderTable[N];
       if (!Curr.Val) {
@@ -557,10 +650,10 @@ namespace {
       Curr.Next = Node;
     }
 
-    /// removeFromLeaderTable - Scan the list of values corresponding to a given
+    /// Scan the list of values corresponding to a given
     /// value number, and remove the given instruction if encountered.
     void removeFromLeaderTable(uint32_t N, Instruction *I, BasicBlock *BB) {
-      LeaderTableEntry* Prev = 0;
+      LeaderTableEntry* Prev = nullptr;
       LeaderTableEntry* Curr = &LeaderTable[N];
 
       while (Curr->Val != I || Curr->BB != BB) {
@@ -572,8 +665,8 @@ namespace {
         Prev->Next = Curr->Next;
       } else {
         if (!Curr->Next) {
-          Curr->Val = 0;
-          Curr->BB = 0;
+          Curr->Val = nullptr;
+          Curr->BB = nullptr;
         } else {
           LeaderTableEntry* Next = Curr->Next;
           Curr->Val = Next->Val;
@@ -587,48 +680,61 @@ namespace {
     SmallVector<std::pair<TerminatorInst*, unsigned>, 4> toSplit;
 
     // This transformation requires dominator postdominator info
-    virtual void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
-      AU.addRequired<DominatorTree>();
-      AU.addRequired<TargetLibraryInfo>();
+    void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const override {
+      AU.addRequired<AssumptionCacheTracker>();
+      AU.addRequired<DominatorTreeWrapperPass>();
+      AU.addRequired<TargetLibraryInfoWrapperPass>();
       if (!NoLoads)
         AU.addRequired<MemoryDependenceAnalysis>();
       AU.addRequired<AliasAnalysis>();
 
-      AU.addPreserved<DominatorTree>();
+      AU.addPreserved<DominatorTreeWrapperPass>();
       AU.addPreserved<AliasAnalysis>();
     }
 
 
-    // Helper fuctions
-    // FIXME: eliminate or document these better
+    // Helper fuctions of redundant load elimination 
     bool processLoad(LoadInst *L);
-    bool processInstruction(Instruction *I);
     bool processNonLocalLoad(LoadInst *L);
+    void AnalyzeLoadAvailability(LoadInst *LI, LoadDepVect &Deps, 
+                                 AvailValInBlkVect &ValuesPerBlock,
+                                 UnavailBlkVect &UnavailableBlocks);
+    bool PerformLoadPRE(LoadInst *LI, AvailValInBlkVect &ValuesPerBlock, 
+                        UnavailBlkVect &UnavailableBlocks);
+
+    // Other helper routines
+    bool processInstruction(Instruction *I);
     bool processBlock(BasicBlock *BB);
     void dump(DenseMap<uint32_t, Value*> &d);
     bool iterateOnFunction(Function &F);
     bool performPRE(Function &F);
+    bool performScalarPRE(Instruction *I);
+    bool performScalarPREInsertion(Instruction *Instr, BasicBlock *Pred,
+                                   unsigned int ValNo);
     Value *findLeader(const BasicBlock *BB, uint32_t num);
     void cleanupGlobalSets();
     void verifyRemoved(const Instruction *I) const;
     bool splitCriticalEdges();
-    unsigned replaceAllDominatedUsesWith(Value *From, Value *To,
-                                         const BasicBlockEdge &Root);
+    BasicBlock *splitCriticalEdges(BasicBlock *Pred, BasicBlock *Succ);
     bool propagateEquality(Value *LHS, Value *RHS, const BasicBlockEdge &Root);
+    bool processFoldableCondBr(BranchInst *BI);
+    void addDeadBlock(BasicBlock *BB);
+    void assignValNumForDeadCode();
   };
 
   char GVN::ID = 0;
-}
+} // namespace
 
-// createGVNPass - The public interface to this file...
+// The public interface to this file...
 FunctionPass *llvm::createGVNPass(bool NoLoads) {
   return new GVN(NoLoads);
 }
 
 INITIALIZE_PASS_BEGIN(GVN, "gvn", "Global Value Numbering", false, false)
+INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(AssumptionCacheTracker)
 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(MemoryDependenceAnalysis)
-INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(DominatorTree)
-INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(TargetLibraryInfo)
+INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(DominatorTreeWrapperPass)
+INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(TargetLibraryInfoWrapperPass)
 INITIALIZE_AG_DEPENDENCY(AliasAnalysis)
 INITIALIZE_PASS_END(GVN, "gvn", "Global Value Numbering", false, false)
 
@@ -644,7 +750,7 @@ void GVN::dump(DenseMap<uint32_t, Value*>& d) {
 }
 #endif
 
-/// IsValueFullyAvailableInBlock - Return true if we can prove that the value
+/// Return true if we can prove that the value
 /// we're analyzing is fully available in the specified block.  As we go, keep
 /// track of which blocks we know are fully alive in FullyAvailableBlocks.  This
 /// map is actually a tri-state map with the following values:
@@ -690,7 +796,7 @@ static bool IsValueFullyAvailableInBlock(BasicBlock *BB,
 
   return true;
 
-// SpeculationFailure - If we get here, we found out that this is not, after
+// If we get here, we found out that this is not, after
 // all, a fully-available block.  We have a problem if we speculated on this and
 // used the speculation to mark other blocks as available.
 SpeculationFailure:
@@ -718,19 +824,17 @@ SpeculationFailure:
     // Mark as unavailable.
     EntryVal = 0;
 
-    for (succ_iterator I = succ_begin(Entry), E = succ_end(Entry); I != E; ++I)
-      BBWorklist.push_back(*I);
+    BBWorklist.append(succ_begin(Entry), succ_end(Entry));
   } while (!BBWorklist.empty());
 
   return false;
 }
 
 
-/// CanCoerceMustAliasedValueToLoad - Return true if
-/// CoerceAvailableValueToLoadType will succeed.
+/// Return true if CoerceAvailableValueToLoadType will succeed.
 static bool CanCoerceMustAliasedValueToLoad(Value *StoredVal,
                                             Type *LoadTy,
-                                            const DataLayout &TD) {
+                                            const DataLayout &DL) {
   // If the loaded or stored value is an first class array or struct, don't try
   // to transform them.  We need to be able to bitcast to integer.
   if (LoadTy->isStructTy() || LoadTy->isArrayTy() ||
@@ -739,55 +843,54 @@ static bool CanCoerceMustAliasedValueToLoad(Value *StoredVal,
     return false;
 
   // The store has to be at least as big as the load.
-  if (TD.getTypeSizeInBits(StoredVal->getType()) <
-        TD.getTypeSizeInBits(LoadTy))
+  if (DL.getTypeSizeInBits(StoredVal->getType()) <
+        DL.getTypeSizeInBits(LoadTy))
     return false;
 
   return true;
 }
 
-/// CoerceAvailableValueToLoadType - If we saw a store of a value to memory, and
+/// If we saw a store of a value to memory, and
 /// then a load from a must-aliased pointer of a different type, try to coerce
-/// the stored value.  LoadedTy is the type of the load we want to replace and
-/// InsertPt is the place to insert new instructions.
+/// the stored value.  LoadedTy is the type of the load we want to replace.
+/// IRB is IRBuilder used to insert new instructions.
 ///
 /// If we can't do it, return null.
-static Value *CoerceAvailableValueToLoadType(Value *StoredVal,
-                                             Type *LoadedTy,
-                                             Instruction *InsertPt,
-                                             const DataLayout &TD) {
-  if (!CanCoerceMustAliasedValueToLoad(StoredVal, LoadedTy, TD))
-    return 0;
+static Value *CoerceAvailableValueToLoadType(Value *StoredVal, Type *LoadedTy,
+                                             IRBuilder<> &IRB,
+                                             const DataLayout &DL) {
+  if (!CanCoerceMustAliasedValueToLoad(StoredVal, LoadedTy, DL))
+    return nullptr;
 
   // If this is already the right type, just return it.
   Type *StoredValTy = StoredVal->getType();
 
-  uint64_t StoreSize = TD.getTypeSizeInBits(StoredValTy);
-  uint64_t LoadSize = TD.getTypeSizeInBits(LoadedTy);
+  uint64_t StoreSize = DL.getTypeSizeInBits(StoredValTy);
+  uint64_t LoadSize = DL.getTypeSizeInBits(LoadedTy);
 
   // If the store and reload are the same size, we can always reuse it.
   if (StoreSize == LoadSize) {
     // Pointer to Pointer -> use bitcast.
     if (StoredValTy->getScalarType()->isPointerTy() &&
         LoadedTy->getScalarType()->isPointerTy())
-      return new BitCastInst(StoredVal, LoadedTy, "", InsertPt);
+      return IRB.CreateBitCast(StoredVal, LoadedTy);
 
     // Convert source pointers to integers, which can be bitcast.
     if (StoredValTy->getScalarType()->isPointerTy()) {
-      StoredValTy = TD.getIntPtrType(StoredValTy);
-      StoredVal = new PtrToIntInst(StoredVal, StoredValTy, "", InsertPt);
+      StoredValTy = DL.getIntPtrType(StoredValTy);
+      StoredVal = IRB.CreatePtrToInt(StoredVal, StoredValTy);
     }
 
     Type *TypeToCastTo = LoadedTy;
     if (TypeToCastTo->getScalarType()->isPointerTy())
-      TypeToCastTo = TD.getIntPtrType(TypeToCastTo);
+      TypeToCastTo = DL.getIntPtrType(TypeToCastTo);
 
     if (StoredValTy != TypeToCastTo)
-      StoredVal = new BitCastInst(StoredVal, TypeToCastTo, "", InsertPt);
+      StoredVal = IRB.CreateBitCast(StoredVal, TypeToCastTo);
 
     // Cast to pointer if the load needs a pointer type.
     if (LoadedTy->getScalarType()->isPointerTy())
-      StoredVal = new IntToPtrInst(StoredVal, LoadedTy, "", InsertPt);
+      StoredVal = IRB.CreateIntToPtr(StoredVal, LoadedTy);
 
     return StoredVal;
   }
@@ -799,39 +902,38 @@ static Value *CoerceAvailableValueToLoadType(Value *StoredVal,
 
   // Convert source pointers to integers, which can be manipulated.
   if (StoredValTy->getScalarType()->isPointerTy()) {
-    StoredValTy = TD.getIntPtrType(StoredValTy);
-    StoredVal = new PtrToIntInst(StoredVal, StoredValTy, "", InsertPt);
+    StoredValTy = DL.getIntPtrType(StoredValTy);
+    StoredVal = IRB.CreatePtrToInt(StoredVal, StoredValTy);
   }
 
   // Convert vectors and fp to integer, which can be manipulated.
   if (!StoredValTy->isIntegerTy()) {
     StoredValTy = IntegerType::get(StoredValTy->getContext(), StoreSize);
-    StoredVal = new BitCastInst(StoredVal, StoredValTy, "", InsertPt);
+    StoredVal = IRB.CreateBitCast(StoredVal, StoredValTy);
   }
 
   // If this is a big-endian system, we need to shift the value down to the low
   // bits so that a truncate will work.
-  if (TD.isBigEndian()) {
-    Constant *Val = ConstantInt::get(StoredVal->getType(), StoreSize-LoadSize);
-    StoredVal = BinaryOperator::CreateLShr(StoredVal, Val, "tmp", InsertPt);
+  if (DL.isBigEndian()) {
+    StoredVal = IRB.CreateLShr(StoredVal, StoreSize - LoadSize, "tmp");
   }
 
   // Truncate the integer to the right size now.
   Type *NewIntTy = IntegerType::get(StoredValTy->getContext(), LoadSize);
-  StoredVal = new TruncInst(StoredVal, NewIntTy, "trunc", InsertPt);
+  StoredVal  = IRB.CreateTrunc(StoredVal, NewIntTy, "trunc");
 
   if (LoadedTy == NewIntTy)
     return StoredVal;
 
   // If the result is a pointer, inttoptr.
   if (LoadedTy->getScalarType()->isPointerTy())
-    return new IntToPtrInst(StoredVal, LoadedTy, "inttoptr", InsertPt);
+    return IRB.CreateIntToPtr(StoredVal, LoadedTy, "inttoptr");
 
   // Otherwise, bitcast.
-  return new BitCastInst(StoredVal, LoadedTy, "bitcast", InsertPt);
+  return IRB.CreateBitCast(StoredVal, LoadedTy, "bitcast");
 }
 
-/// AnalyzeLoadFromClobberingWrite - This function is called when we have a
+/// This function is called when we have a
 /// memdep query of a load that ends up being a clobbering memory write (store,
 /// memset, memcpy, memmove).  This means that the write *may* provide bits used
 /// by the load but we can't be sure because the pointers don't mustalias.
@@ -842,15 +944,16 @@ static Value *CoerceAvailableValueToLoadType(Value *StoredVal,
 static int AnalyzeLoadFromClobberingWrite(Type *LoadTy, Value *LoadPtr,
                                           Value *WritePtr,
                                           uint64_t WriteSizeInBits,
-                                          const DataLayout &TD) {
+                                          const DataLayout &DL) {
   // If the loaded or stored value is a first class array or struct, don't try
   // to transform them.  We need to be able to bitcast to integer.
   if (LoadTy->isStructTy() || LoadTy->isArrayTy())
     return -1;
 
   int64_t StoreOffset = 0, LoadOffset = 0;
-  Value *StoreBase = GetPointerBaseWithConstantOffset(WritePtr, StoreOffset,TD);
-  Value *LoadBase = GetPointerBaseWithConstantOffset(LoadPtr, LoadOffset, TD);
+  Value *StoreBase =
+      GetPointerBaseWithConstantOffset(WritePtr, StoreOffset, DL);
+  Value *LoadBase = GetPointerBaseWithConstantOffset(LoadPtr, LoadOffset, DL);
   if (StoreBase != LoadBase)
     return -1;
 
@@ -872,7 +975,7 @@ static int AnalyzeLoadFromClobberingWrite(Type *LoadTy, Value *LoadPtr,
   // If the load and store don't overlap at all, the store doesn't provide
   // anything to the load.  In this case, they really don't alias at all, AA
   // must have gotten confused.
-  uint64_t LoadSize = TD.getTypeSizeInBits(LoadTy);
+  uint64_t LoadSize = DL.getTypeSizeInBits(LoadTy);
 
   if ((WriteSizeInBits & 7) | (LoadSize & 7))
     return -1;
@@ -911,65 +1014,65 @@ static int AnalyzeLoadFromClobberingWrite(Type *LoadTy, Value *LoadPtr,
   return LoadOffset-StoreOffset;
 }
 
-/// AnalyzeLoadFromClobberingStore - This function is called when we have a
+/// This function is called when we have a
 /// memdep query of a load that ends up being a clobbering store.
 static int AnalyzeLoadFromClobberingStore(Type *LoadTy, Value *LoadPtr,
-                                          StoreInst *DepSI,
-                                          const DataLayout &TD) {
+                                          StoreInst *DepSI) {
   // Cannot handle reading from store of first-class aggregate yet.
   if (DepSI->getValueOperand()->getType()->isStructTy() ||
       DepSI->getValueOperand()->getType()->isArrayTy())
     return -1;
 
+  const DataLayout &DL = DepSI->getModule()->getDataLayout();
   Value *StorePtr = DepSI->getPointerOperand();
-  uint64_t StoreSize =TD.getTypeSizeInBits(DepSI->getValueOperand()->getType());
+  uint64_t StoreSize =DL.getTypeSizeInBits(DepSI->getValueOperand()->getType());
   return AnalyzeLoadFromClobberingWrite(LoadTy, LoadPtr,
-                                        StorePtr, StoreSize, TD);
+                                        StorePtr, StoreSize, DL);
 }
 
-/// AnalyzeLoadFromClobberingLoad - This function is called when we have a
+/// This function is called when we have a
 /// memdep query of a load that ends up being clobbered by another load.  See if
 /// the other load can feed into the second load.
 static int AnalyzeLoadFromClobberingLoad(Type *LoadTy, Value *LoadPtr,
-                                         LoadInst *DepLI, const DataLayout &TD){
+                                         LoadInst *DepLI, const DataLayout &DL){
   // Cannot handle reading from store of first-class aggregate yet.
   if (DepLI->getType()->isStructTy() || DepLI->getType()->isArrayTy())
     return -1;
 
   Value *DepPtr = DepLI->getPointerOperand();
-  uint64_t DepSize = TD.getTypeSizeInBits(DepLI->getType());
-  int R = AnalyzeLoadFromClobberingWrite(LoadTy, LoadPtr, DepPtr, DepSize, TD);
+  uint64_t DepSize = DL.getTypeSizeInBits(DepLI->getType());
+  int R = AnalyzeLoadFromClobberingWrite(LoadTy, LoadPtr, DepPtr, DepSize, DL);
   if (R != -1) return R;
 
   // If we have a load/load clobber an DepLI can be widened to cover this load,
   // then we should widen it!
   int64_t LoadOffs = 0;
   const Value *LoadBase =
-    GetPointerBaseWithConstantOffset(LoadPtr, LoadOffs, TD);
-  unsigned LoadSize = TD.getTypeStoreSize(LoadTy);
+      GetPointerBaseWithConstantOffset(LoadPtr, LoadOffs, DL);
+  unsigned LoadSize = DL.getTypeStoreSize(LoadTy);
 
-  unsigned Size = MemoryDependenceAnalysis::
-    getLoadLoadClobberFullWidthSize(LoadBase, LoadOffs, LoadSize, DepLI, TD);
+  unsigned Size = MemoryDependenceAnalysis::getLoadLoadClobberFullWidthSize(
+      LoadBase, LoadOffs, LoadSize, DepLI);
   if (Size == 0) return -1;
 
-  return AnalyzeLoadFromClobberingWrite(LoadTy, LoadPtr, DepPtr, Size*8, TD);
+  return AnalyzeLoadFromClobberingWrite(LoadTy, LoadPtr, DepPtr, Size*8, DL);
 }
 
 
 
 static int AnalyzeLoadFromClobberingMemInst(Type *LoadTy, Value *LoadPtr,
                                             MemIntrinsic *MI,
-                                            const DataLayout &TD) {
+                                            const DataLayout &DL) {
   // If the mem operation is a non-constant size, we can't handle it.
   ConstantInt *SizeCst = dyn_cast<ConstantInt>(MI->getLength());
-  if (SizeCst == 0) return -1;
+  if (!SizeCst) return -1;
   uint64_t MemSizeInBits = SizeCst->getZExtValue()*8;
 
   // If this is memset, we just need to see if the offset is valid in the size
   // of the memset..
   if (MI->getIntrinsicID() == Intrinsic::memset)
     return AnalyzeLoadFromClobberingWrite(LoadTy, LoadPtr, MI->getDest(),
-                                          MemSizeInBits, TD);
+                                          MemSizeInBits, DL);
 
   // If we have a memcpy/memmove, the only case we can handle is if this is a
   // copy from constant memory.  In that case, we can read directly from the
@@ -977,57 +1080,59 @@ static int AnalyzeLoadFromClobberingMemInst(Type *LoadTy, Value *LoadPtr,
   MemTransferInst *MTI = cast<MemTransferInst>(MI);
 
   Constant *Src = dyn_cast<Constant>(MTI->getSource());
-  if (Src == 0) return -1;
+  if (!Src) return -1;
 
-  GlobalVariable *GV = dyn_cast<GlobalVariable>(GetUnderlyingObject(Src, &TD));
-  if (GV == 0 || !GV->isConstant()) return -1;
+  GlobalVariable *GV = dyn_cast<GlobalVariable>(GetUnderlyingObject(Src, DL));
+  if (!GV || !GV->isConstant()) return -1;
 
   // See if the access is within the bounds of the transfer.
   int Offset = AnalyzeLoadFromClobberingWrite(LoadTy, LoadPtr,
-                                              MI->getDest(), MemSizeInBits, TD);
+                                              MI->getDest(), MemSizeInBits, DL);
   if (Offset == -1)
     return Offset;
 
+  unsigned AS = Src->getType()->getPointerAddressSpace();
   // Otherwise, see if we can constant fold a load from the constant with the
   // offset applied as appropriate.
   Src = ConstantExpr::getBitCast(Src,
-                                 llvm::Type::getInt8PtrTy(Src->getContext()));
+                                 Type::getInt8PtrTy(Src->getContext(), AS));
   Constant *OffsetCst =
     ConstantInt::get(Type::getInt64Ty(Src->getContext()), (unsigned)Offset);
-  Src = ConstantExpr::getGetElementPtr(Src, OffsetCst);
-  Src = ConstantExpr::getBitCast(Src, PointerType::getUnqual(LoadTy));
-  if (ConstantFoldLoadFromConstPtr(Src, &TD))
+  Src = ConstantExpr::getGetElementPtr(Type::getInt8Ty(Src->getContext()), Src,
+                                       OffsetCst);
+  Src = ConstantExpr::getBitCast(Src, PointerType::get(LoadTy, AS));
+  if (ConstantFoldLoadFromConstPtr(Src, DL))
     return Offset;
   return -1;
 }
 
 
-/// GetStoreValueForLoad - This function is called when we have a
+/// This function is called when we have a
 /// memdep query of a load that ends up being a clobbering store.  This means
 /// that the store provides bits used by the load but we the pointers don't
 /// mustalias.  Check this case to see if there is anything more we can do
 /// before we give up.
 static Value *GetStoreValueForLoad(Value *SrcVal, unsigned Offset,
                                    Type *LoadTy,
-                                   Instruction *InsertPt, const DataLayout &TD){
+                                   Instruction *InsertPt, const DataLayout &DL){
   LLVMContext &Ctx = SrcVal->getType()->getContext();
 
-  uint64_t StoreSize = (TD.getTypeSizeInBits(SrcVal->getType()) + 7) / 8;
-  uint64_t LoadSize = (TD.getTypeSizeInBits(LoadTy) + 7) / 8;
+  uint64_t StoreSize = (DL.getTypeSizeInBits(SrcVal->getType()) + 7) / 8;
+  uint64_t LoadSize = (DL.getTypeSizeInBits(LoadTy) + 7) / 8;
 
-  IRBuilder<> Builder(InsertPt->getParent(), InsertPt);
+  IRBuilder<> Builder(InsertPt);
 
   // Compute which bits of the stored value are being used by the load.  Convert
   // to an integer type to start with.
   if (SrcVal->getType()->getScalarType()->isPointerTy())
     SrcVal = Builder.CreatePtrToInt(SrcVal,
-        TD.getIntPtrType(SrcVal->getType()));
+        DL.getIntPtrType(SrcVal->getType()));
   if (!SrcVal->getType()->isIntegerTy())
     SrcVal = Builder.CreateBitCast(SrcVal, IntegerType::get(Ctx, StoreSize*8));
 
   // Shift the bits to the least significant depending on endianness.
   unsigned ShiftAmt;
-  if (TD.isLittleEndian())
+  if (DL.isLittleEndian())
     ShiftAmt = Offset*8;
   else
     ShiftAmt = (StoreSize-LoadSize-Offset)*8;
@@ -1038,10 +1143,10 @@ static Value *GetStoreValueForLoad(Value *SrcVal, unsigned Offset,
   if (LoadSize != StoreSize)
     SrcVal = Builder.CreateTrunc(SrcVal, IntegerType::get(Ctx, LoadSize*8));
 
-  return CoerceAvailableValueToLoadType(SrcVal, LoadTy, InsertPt, TD);
+  return CoerceAvailableValueToLoadType(SrcVal, LoadTy, Builder, DL);
 }
 
-/// GetLoadValueForLoad - This function is called when we have a
+/// This function is called when we have a
 /// memdep query of a load that ends up being a clobbering load.  This means
 /// that the load *may* provide bits used by the load but we can't be sure
 /// because the pointers don't mustalias.  Check this case to see if there is
@@ -1049,11 +1154,11 @@ static Value *GetStoreValueForLoad(Value *SrcVal, unsigned Offset,
 static Value *GetLoadValueForLoad(LoadInst *SrcVal, unsigned Offset,
                                   Type *LoadTy, Instruction *InsertPt,
                                   GVN &gvn) {
-  const DataLayout &TD = *gvn.getDataLayout();
+  const DataLayout &DL = SrcVal->getModule()->getDataLayout();
   // If Offset+LoadTy exceeds the size of SrcVal, then we must be wanting to
   // widen SrcVal out to a larger load.
-  unsigned SrcValSize = TD.getTypeStoreSize(SrcVal->getType());
-  unsigned LoadSize = TD.getTypeStoreSize(LoadTy);
+  unsigned SrcValSize = DL.getTypeStoreSize(SrcVal->getType());
+  unsigned LoadSize = DL.getTypeStoreSize(LoadTy);
   if (Offset+LoadSize > SrcValSize) {
     assert(SrcVal->isSimple() && "Cannot widen volatile/atomic load!");
     assert(SrcVal->getType()->isIntegerTy() && "Can't widen non-integer load");
@@ -1072,7 +1177,7 @@ static Value *GetLoadValueForLoad(LoadInst *SrcVal, unsigned Offset,
     Type *DestPTy =
       IntegerType::get(LoadTy->getContext(), NewLoadSize*8);
     DestPTy = PointerType::get(DestPTy,
-                       cast<PointerType>(PtrVal->getType())->getAddressSpace());
+                               PtrVal->getType()->getPointerAddressSpace());
     Builder.SetCurrentDebugLocation(SrcVal->getDebugLoc());
     PtrVal = Builder.CreateBitCast(PtrVal, DestPTy);
     LoadInst *NewLoad = Builder.CreateLoad(PtrVal);
@@ -1085,7 +1190,7 @@ static Value *GetLoadValueForLoad(LoadInst *SrcVal, unsigned Offset,
     // Replace uses of the original load with the wider load.  On a big endian
     // system, we need to shift down to get the relevant bits.
     Value *RV = NewLoad;
-    if (TD.isBigEndian())
+    if (DL.isBigEndian())
       RV = Builder.CreateLShr(RV,
                     NewLoadSize*8-SrcVal->getType()->getPrimitiveSizeInBits());
     RV = Builder.CreateTrunc(RV, SrcVal->getType());
@@ -1100,19 +1205,19 @@ static Value *GetLoadValueForLoad(LoadInst *SrcVal, unsigned Offset,
     SrcVal = NewLoad;
   }
 
-  return GetStoreValueForLoad(SrcVal, Offset, LoadTy, InsertPt, TD);
+  return GetStoreValueForLoad(SrcVal, Offset, LoadTy, InsertPt, DL);
 }
 
 
-/// GetMemInstValueForLoad - This function is called when we have a
+/// This function is called when we have a
 /// memdep query of a load that ends up being a clobbering mem intrinsic.
 static Value *GetMemInstValueForLoad(MemIntrinsic *SrcInst, unsigned Offset,
                                      Type *LoadTy, Instruction *InsertPt,
-                                     const DataLayout &TD){
+                                     const DataLayout &DL){
   LLVMContext &Ctx = LoadTy->getContext();
-  uint64_t LoadSize = TD.getTypeSizeInBits(LoadTy)/8;
+  uint64_t LoadSize = DL.getTypeSizeInBits(LoadTy)/8;
 
-  IRBuilder<> Builder(InsertPt->getParent(), InsertPt);
+  IRBuilder<> Builder(InsertPt);
 
   // We know that this method is only called when the mem transfer fully
   // provides the bits for the load.
@@ -1141,134 +1246,28 @@ static Value *GetMemInstValueForLoad(MemIntrinsic *SrcInst, unsigned Offset,
       ++NumBytesSet;
     }
 
-    return CoerceAvailableValueToLoadType(Val, LoadTy, InsertPt, TD);
+    return CoerceAvailableValueToLoadType(Val, LoadTy, Builder, DL);
   }
 
   // Otherwise, this is a memcpy/memmove from a constant global.
   MemTransferInst *MTI = cast<MemTransferInst>(SrcInst);
   Constant *Src = cast<Constant>(MTI->getSource());
+  unsigned AS = Src->getType()->getPointerAddressSpace();
 
   // Otherwise, see if we can constant fold a load from the constant with the
   // offset applied as appropriate.
   Src = ConstantExpr::getBitCast(Src,
-                                 llvm::Type::getInt8PtrTy(Src->getContext()));
+                                 Type::getInt8PtrTy(Src->getContext(), AS));
   Constant *OffsetCst =
-  ConstantInt::get(Type::getInt64Ty(Src->getContext()), (unsigned)Offset);
-  Src = ConstantExpr::getGetElementPtr(Src, OffsetCst);
-  Src = ConstantExpr::getBitCast(Src, PointerType::getUnqual(LoadTy));
-  return ConstantFoldLoadFromConstPtr(Src, &TD);
+    ConstantInt::get(Type::getInt64Ty(Src->getContext()), (unsigned)Offset);
+  Src = ConstantExpr::getGetElementPtr(Type::getInt8Ty(Src->getContext()), Src,
+                                       OffsetCst);
+  Src = ConstantExpr::getBitCast(Src, PointerType::get(LoadTy, AS));
+  return ConstantFoldLoadFromConstPtr(Src, DL);
 }
 
-namespace {
-
-struct AvailableValueInBlock {
-  /// BB - The basic block in question.
-  BasicBlock *BB;
-  enum ValType {
-    SimpleVal,  // A simple offsetted value that is accessed.
-    LoadVal,    // A value produced by a load.
-    MemIntrin   // A memory intrinsic which is loaded from.
-  };
-
-  /// V - The value that is live out of the block.
-  PointerIntPair<Value *, 2, ValType> Val;
-
-  /// Offset - The byte offset in Val that is interesting for the load query.
-  unsigned Offset;
-
-  static AvailableValueInBlock get(BasicBlock *BB, Value *V,
-                                   unsigned Offset = 0) {
-    AvailableValueInBlock Res;
-    Res.BB = BB;
-    Res.Val.setPointer(V);
-    Res.Val.setInt(SimpleVal);
-    Res.Offset = Offset;
-    return Res;
-  }
-
-  static AvailableValueInBlock getMI(BasicBlock *BB, MemIntrinsic *MI,
-                                     unsigned Offset = 0) {
-    AvailableValueInBlock Res;
-    Res.BB = BB;
-    Res.Val.setPointer(MI);
-    Res.Val.setInt(MemIntrin);
-    Res.Offset = Offset;
-    return Res;
-  }
-
-  static AvailableValueInBlock getLoad(BasicBlock *BB, LoadInst *LI,
-                                       unsigned Offset = 0) {
-    AvailableValueInBlock Res;
-    Res.BB = BB;
-    Res.Val.setPointer(LI);
-    Res.Val.setInt(LoadVal);
-    Res.Offset = Offset;
-    return Res;
-  }
-
-  bool isSimpleValue() const { return Val.getInt() == SimpleVal; }
-  bool isCoercedLoadValue() const { return Val.getInt() == LoadVal; }
-  bool isMemIntrinValue() const { return Val.getInt() == MemIntrin; }
 
-  Value *getSimpleValue() const {
-    assert(isSimpleValue() && "Wrong accessor");
-    return Val.getPointer();
-  }
-
-  LoadInst *getCoercedLoadValue() const {
-    assert(isCoercedLoadValue() && "Wrong accessor");
-    return cast<LoadInst>(Val.getPointer());
-  }
-
-  MemIntrinsic *getMemIntrinValue() const {
-    assert(isMemIntrinValue() && "Wrong accessor");
-    return cast<MemIntrinsic>(Val.getPointer());
-  }
-
-  /// MaterializeAdjustedValue - Emit code into this block to adjust the value
-  /// defined here to the specified type.  This handles various coercion cases.
-  Value *MaterializeAdjustedValue(Type *LoadTy, GVN &gvn) const {
-    Value *Res;
-    if (isSimpleValue()) {
-      Res = getSimpleValue();
-      if (Res->getType() != LoadTy) {
-        const DataLayout *TD = gvn.getDataLayout();
-        assert(TD && "Need target data to handle type mismatch case");
-        Res = GetStoreValueForLoad(Res, Offset, LoadTy, BB->getTerminator(),
-                                   *TD);
-
-        DEBUG(dbgs() << "GVN COERCED NONLOCAL VAL:\nOffset: " << Offset << "  "
-                     << *getSimpleValue() << '\n'
-                     << *Res << '\n' << "\n\n\n");
-      }
-    } else if (isCoercedLoadValue()) {
-      LoadInst *Load = getCoercedLoadValue();
-      if (Load->getType() == LoadTy && Offset == 0) {
-        Res = Load;
-      } else {
-        Res = GetLoadValueForLoad(Load, Offset, LoadTy, BB->getTerminator(),
-                                  gvn);
-
-        DEBUG(dbgs() << "GVN COERCED NONLOCAL LOAD:\nOffset: " << Offset << "  "
-                     << *getCoercedLoadValue() << '\n'
-                     << *Res << '\n' << "\n\n\n");
-      }
-    } else {
-      const DataLayout *TD = gvn.getDataLayout();
-      assert(TD && "Need target data to handle type mismatch case");
-      Res = GetMemInstValueForLoad(getMemIntrinValue(), Offset,
-                                   LoadTy, BB->getTerminator(), *TD);
-      DEBUG(dbgs() << "GVN COERCED NONLOCAL MEM INTRIN:\nOffset: " << Offset
-                   << "  " << *getMemIntrinValue() << '\n'
-                   << *Res << '\n' << "\n\n\n");
-    }
-    return Res;
-  }
-};
-
-} // end anonymous namespace
-
-/// ConstructSSAForLoadSet - Given a set of loads specified by ValuesPerBlock,
+/// Given a set of loads specified by ValuesPerBlock,
 /// construct SSA form, allowing us to eliminate LI.  This returns the value
 /// that should be used at LI's definition site.
 static Value *ConstructSSAForLoadSet(LoadInst *LI,
@@ -1278,16 +1277,16 @@ static Value *ConstructSSAForLoadSet(LoadInst *LI,
   // just use the dominating value directly.
   if (ValuesPerBlock.size() == 1 &&
       gvn.getDominatorTree().properlyDominates(ValuesPerBlock[0].BB,
-                                               LI->getParent()))
-    return ValuesPerBlock[0].MaterializeAdjustedValue(LI->getType(), gvn);
+                                               LI->getParent())) {
+    assert(!ValuesPerBlock[0].isUndefValue() && "Dead BB dominate this block");
+    return ValuesPerBlock[0].MaterializeAdjustedValue(LI, gvn);
+  }
 
   // Otherwise, we have to construct SSA form.
   SmallVector<PHINode*, 8> NewPHIs;
   SSAUpdater SSAUpdate(&NewPHIs);
   SSAUpdate.Initialize(LI->getType(), LI->getName());
 
-  Type *LoadTy = LI->getType();
-
   for (unsigned i = 0, e = ValuesPerBlock.size(); i != e; ++i) {
     const AvailableValueInBlock &AV = ValuesPerBlock[i];
     BasicBlock *BB = AV.BB;
@@ -1295,7 +1294,7 @@ static Value *ConstructSSAForLoadSet(LoadInst *LI,
     if (SSAUpdate.HasValueForBlock(BB))
       continue;
 
-    SSAUpdate.AddAvailableValue(BB, AV.MaterializeAdjustedValue(LoadTy, gvn));
+    SSAUpdate.AddAvailableValue(BB, AV.MaterializeAdjustedValue(LI, gvn));
   }
 
   // Perform PHI construction.
@@ -1323,52 +1322,73 @@ static Value *ConstructSSAForLoadSet(LoadInst *LI,
   return V;
 }
 
+Value *AvailableValueInBlock::MaterializeAdjustedValue(LoadInst *LI,
+                                                       GVN &gvn) const {
+  Value *Res;
+  Type *LoadTy = LI->getType();
+  const DataLayout &DL = LI->getModule()->getDataLayout();
+  if (isSimpleValue()) {
+    Res = getSimpleValue();
+    if (Res->getType() != LoadTy) {
+      Res = GetStoreValueForLoad(Res, Offset, LoadTy, BB->getTerminator(), DL);
+
+      DEBUG(dbgs() << "GVN COERCED NONLOCAL VAL:\nOffset: " << Offset << "  "
+                   << *getSimpleValue() << '\n'
+                   << *Res << '\n' << "\n\n\n");
+    }
+  } else if (isCoercedLoadValue()) {
+    LoadInst *Load = getCoercedLoadValue();
+    if (Load->getType() == LoadTy && Offset == 0) {
+      Res = Load;
+    } else {
+      Res = GetLoadValueForLoad(Load, Offset, LoadTy, BB->getTerminator(),
+                                gvn);
+  
+      DEBUG(dbgs() << "GVN COERCED NONLOCAL LOAD:\nOffset: " << Offset << "  "
+                   << *getCoercedLoadValue() << '\n'
+                   << *Res << '\n' << "\n\n\n");
+    }
+  } else if (isMemIntrinValue()) {
+    Res = GetMemInstValueForLoad(getMemIntrinValue(), Offset, LoadTy,
+                                 BB->getTerminator(), DL);
+    DEBUG(dbgs() << "GVN COERCED NONLOCAL MEM INTRIN:\nOffset: " << Offset
+                 << "  " << *getMemIntrinValue() << '\n'
+                 << *Res << '\n' << "\n\n\n");
+  } else {
+    assert(isUndefValue() && "Should be UndefVal");
+    DEBUG(dbgs() << "GVN COERCED NONLOCAL Undef:\n";);
+    return UndefValue::get(LoadTy);
+  }
+  return Res;
+}
+
 static bool isLifetimeStart(const Instruction *Inst) {
   if (const IntrinsicInst* II = dyn_cast<IntrinsicInst>(Inst))
     return II->getIntrinsicID() == Intrinsic::lifetime_start;
   return false;
 }
 
-/// processNonLocalLoad - Attempt to eliminate a load whose dependencies are
-/// non-local by performing PHI construction.
-bool GVN::processNonLocalLoad(LoadInst *LI) {
-  // Find the non-local dependencies of the load.
-  SmallVector<NonLocalDepResult, 64> Deps;
-  AliasAnalysis::Location Loc = VN.getAliasAnalysis()->getLocation(LI);
-  MD->getNonLocalPointerDependency(Loc, true, LI->getParent(), Deps);
-  //DEBUG(dbgs() << "INVESTIGATING NONLOCAL LOAD: "
-  //             << Deps.size() << *LI << '\n');
-
-  // If we had to process more than one hundred blocks to find the
-  // dependencies, this load isn't worth worrying about.  Optimizing
-  // it will be too expensive.
-  unsigned NumDeps = Deps.size();
-  if (NumDeps > 100)
-    return false;
-
-  // If we had a phi translation failure, we'll have a single entry which is a
-  // clobber in the current block.  Reject this early.
-  if (NumDeps == 1 &&
-      !Deps[0].getResult().isDef() && !Deps[0].getResult().isClobber()) {
-    DEBUG(
-      dbgs() << "GVN: non-local load ";
-      WriteAsOperand(dbgs(), LI);
-      dbgs() << " has unknown dependencies\n";
-    );
-    return false;
-  }
+void GVN::AnalyzeLoadAvailability(LoadInst *LI, LoadDepVect &Deps, 
+                                  AvailValInBlkVect &ValuesPerBlock,
+                                  UnavailBlkVect &UnavailableBlocks) {
 
   // Filter out useless results (non-locals, etc).  Keep track of the blocks
   // where we have a value available in repl, also keep track of whether we see
   // dependencies that produce an unknown value for the load (such as a call
   // that could potentially clobber the load).
-  SmallVector<AvailableValueInBlock, 64> ValuesPerBlock;
-  SmallVector<BasicBlock*, 64> UnavailableBlocks;
-
+  unsigned NumDeps = Deps.size();
+  const DataLayout &DL = LI->getModule()->getDataLayout();
   for (unsigned i = 0, e = NumDeps; i != e; ++i) {
     BasicBlock *DepBB = Deps[i].getBB();
     MemDepResult DepInfo = Deps[i].getResult();
 
+    if (DeadBlocks.count(DepBB)) {
+      // Dead dependent mem-op disguise as a load evaluating the same value
+      // as the load in question.
+      ValuesPerBlock.push_back(AvailableValueInBlock::getUndef(DepBB));
+      continue;
+    }
+
     if (!DepInfo.isDef() && !DepInfo.isClobber()) {
       UnavailableBlocks.push_back(DepBB);
       continue;
@@ -1384,9 +1404,9 @@ bool GVN::processNonLocalLoad(LoadInst *LI) {
       // read by the load, we can extract the bits we need for the load from the
       // stored value.
       if (StoreInst *DepSI = dyn_cast<StoreInst>(DepInfo.getInst())) {
-        if (TD && Address) {
-          int Offset = AnalyzeLoadFromClobberingStore(LI->getType(), Address,
-                                                      DepSI, *TD);
+        if (Address) {
+          int Offset =
+              AnalyzeLoadFromClobberingStore(LI->getType(), Address, DepSI);
           if (Offset != -1) {
             ValuesPerBlock.push_back(AvailableValueInBlock::get(DepBB,
                                                        DepSI->getValueOperand(),
@@ -1403,10 +1423,9 @@ bool GVN::processNonLocalLoad(LoadInst *LI) {
       if (LoadInst *DepLI = dyn_cast<LoadInst>(DepInfo.getInst())) {
         // If this is a clobber and L is the first instruction in its block, then
         // we have the first instruction in the entry block.
-        if (DepLI != LI && Address && TD) {
-          int Offset = AnalyzeLoadFromClobberingLoad(LI->getType(),
-                                                     LI->getPointerOperand(),
-                                                     DepLI, *TD);
+        if (DepLI != LI && Address) {
+          int Offset =
+              AnalyzeLoadFromClobberingLoad(LI->getType(), Address, DepLI, DL);
 
           if (Offset != -1) {
             ValuesPerBlock.push_back(AvailableValueInBlock::getLoad(DepBB,DepLI,
@@ -1419,9 +1438,9 @@ bool GVN::processNonLocalLoad(LoadInst *LI) {
       // If the clobbering value is a memset/memcpy/memmove, see if we can
       // forward a value on from it.
       if (MemIntrinsic *DepMI = dyn_cast<MemIntrinsic>(DepInfo.getInst())) {
-        if (TD && Address) {
+        if (Address) {
           int Offset = AnalyzeLoadFromClobberingMemInst(LI->getType(), Address,
-                                                        DepMI, *TD);
+                                                        DepMI, DL);
           if (Offset != -1) {
             ValuesPerBlock.push_back(AvailableValueInBlock::getMI(DepBB, DepMI,
                                                                   Offset));
@@ -1447,14 +1466,21 @@ bool GVN::processNonLocalLoad(LoadInst *LI) {
       continue;
     }
 
+    // Loading from calloc (which zero initializes memory) -> zero
+    if (isCallocLikeFn(DepInst, TLI)) {
+      ValuesPerBlock.push_back(AvailableValueInBlock::get(
+          DepBB, Constant::getNullValue(LI->getType())));
+      continue;
+    }
+
     if (StoreInst *S = dyn_cast<StoreInst>(DepInst)) {
       // Reject loads and stores that are to the same address but are of
       // different types if we have to.
       if (S->getValueOperand()->getType() != LI->getType()) {
         // If the stored value is larger or equal to the loaded value, we can
         // reuse it.
-        if (TD == 0 || !CanCoerceMustAliasedValueToLoad(S->getValueOperand(),
-                                                        LI->getType(), *TD)) {
+        if (!CanCoerceMustAliasedValueToLoad(S->getValueOperand(),
+                                             LI->getType(), DL)) {
           UnavailableBlocks.push_back(DepBB);
           continue;
         }
@@ -1470,7 +1496,7 @@ bool GVN::processNonLocalLoad(LoadInst *LI) {
       if (LD->getType() != LI->getType()) {
         // If the stored value is larger or equal to the loaded value, we can
         // reuse it.
-        if (TD == 0 || !CanCoerceMustAliasedValueToLoad(LD, LI->getType(),*TD)){
+        if (!CanCoerceMustAliasedValueToLoad(LD, LI->getType(), DL)) {
           UnavailableBlocks.push_back(DepBB);
           continue;
         }
@@ -1480,35 +1506,11 @@ bool GVN::processNonLocalLoad(LoadInst *LI) {
     }
 
     UnavailableBlocks.push_back(DepBB);
-    continue;
-  }
-
-  // If we have no predecessors that produce a known value for this load, exit
-  // early.
-  if (ValuesPerBlock.empty()) return false;
-
-  // If all of the instructions we depend on produce a known value for this
-  // load, then it is fully redundant and we can use PHI insertion to compute
-  // its value.  Insert PHIs and remove the fully redundant value now.
-  if (UnavailableBlocks.empty()) {
-    DEBUG(dbgs() << "GVN REMOVING NONLOCAL LOAD: " << *LI << '\n');
-
-    // Perform PHI construction.
-    Value *V = ConstructSSAForLoadSet(LI, ValuesPerBlock, *this);
-    LI->replaceAllUsesWith(V);
-
-    if (isa<PHINode>(V))
-      V->takeName(LI);
-    if (V->getType()->getScalarType()->isPointerTy())
-      MD->invalidateCachedPointerInfo(V);
-    markInstructionForDeletion(LI);
-    ++NumGVNLoad;
-    return true;
   }
+}
 
-  if (!EnablePRE || !EnableLoadPRE)
-    return false;
-
+bool GVN::PerformLoadPRE(LoadInst *LI, AvailValInBlkVect &ValuesPerBlock, 
+                         UnavailBlkVect &UnavailableBlocks) {
   // Okay, we have *some* definitions of the value.  This means that the value
   // is available in some of our (transitive) predecessors.  Lets think about
   // doing PRE of this load.  This will involve inserting a new load into the
@@ -1526,10 +1528,7 @@ bool GVN::processNonLocalLoad(LoadInst *LI) {
   BasicBlock *LoadBB = LI->getParent();
   BasicBlock *TmpBB = LoadBB;
 
-  bool isSinglePred = false;
-  bool allSingleSucc = true;
   while (TmpBB->getSinglePredecessor()) {
-    isSinglePred = true;
     TmpBB = TmpBB->getSinglePredecessor();
     if (TmpBB == LoadBB) // Infinite (unreachable) loop.
       return false;
@@ -1548,45 +1547,22 @@ bool GVN::processNonLocalLoad(LoadInst *LI) {
   assert(TmpBB);
   LoadBB = TmpBB;
 
-  // FIXME: It is extremely unclear what this loop is doing, other than
-  // artificially restricting loadpre.
-  if (isSinglePred) {
-    bool isHot = false;
-    for (unsigned i = 0, e = ValuesPerBlock.size(); i != e; ++i) {
-      const AvailableValueInBlock &AV = ValuesPerBlock[i];
-      if (AV.isSimpleValue())
-        // "Hot" Instruction is in some loop (because it dominates its dep.
-        // instruction).
-        if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(AV.getSimpleValue()))
-          if (DT->dominates(LI, I)) {
-            isHot = true;
-            break;
-          }
-    }
-
-    // We are interested only in "hot" instructions. We don't want to do any
-    // mis-optimizations here.
-    if (!isHot)
-      return false;
-  }
-
   // Check to see how many predecessors have the loaded value fully
   // available.
-  DenseMap<BasicBlock*, Value*> PredLoads;
+  MapVector<BasicBlock *, Value *> PredLoads;
   DenseMap<BasicBlock*, char> FullyAvailableBlocks;
   for (unsigned i = 0, e = ValuesPerBlock.size(); i != e; ++i)
     FullyAvailableBlocks[ValuesPerBlock[i].BB] = true;
   for (unsigned i = 0, e = UnavailableBlocks.size(); i != e; ++i)
     FullyAvailableBlocks[UnavailableBlocks[i]] = false;
 
-  SmallVector<std::pair<TerminatorInst*, unsigned>, 4> NeedToSplit;
+  SmallVector<BasicBlock *, 4> CriticalEdgePred;
   for (pred_iterator PI = pred_begin(LoadBB), E = pred_end(LoadBB);
        PI != E; ++PI) {
     BasicBlock *Pred = *PI;
     if (IsValueFullyAvailableInBlock(Pred, FullyAvailableBlocks, 0)) {
       continue;
     }
-    PredLoads[Pred] = 0;
 
     if (Pred->getTerminator()->getNumSuccessors() != 1) {
       if (isa<IndirectBrInst>(Pred->getTerminator())) {
@@ -1602,20 +1578,17 @@ bool GVN::processNonLocalLoad(LoadInst *LI) {
         return false;
       }
 
-      unsigned SuccNum = GetSuccessorNumber(Pred, LoadBB);
-      NeedToSplit.push_back(std::make_pair(Pred->getTerminator(), SuccNum));
+      CriticalEdgePred.push_back(Pred);
+    } else {
+      // Only add the predecessors that will not be split for now.
+      PredLoads[Pred] = nullptr;
     }
   }
 
-  if (!NeedToSplit.empty()) {
-    toSplit.append(NeedToSplit.begin(), NeedToSplit.end());
-    return false;
-  }
-
   // Decide whether PRE is profitable for this load.
-  unsigned NumUnavailablePreds = PredLoads.size();
+  unsigned NumUnavailablePreds = PredLoads.size() + CriticalEdgePred.size();
   assert(NumUnavailablePreds != 0 &&
-         "Fully available value should be eliminated above!");
+         "Fully available value should already be eliminated!");
 
   // If this load is unavailable in multiple predecessors, reject it.
   // FIXME: If we could restructure the CFG, we could make a common pred with
@@ -1624,12 +1597,21 @@ bool GVN::processNonLocalLoad(LoadInst *LI) {
   if (NumUnavailablePreds != 1)
       return false;
 
+  // Split critical edges, and update the unavailable predecessors accordingly.
+  for (BasicBlock *OrigPred : CriticalEdgePred) {
+    BasicBlock *NewPred = splitCriticalEdges(OrigPred, LoadBB);
+    assert(!PredLoads.count(OrigPred) && "Split edges shouldn't be in map!");
+    PredLoads[NewPred] = nullptr;
+    DEBUG(dbgs() << "Split critical edge " << OrigPred->getName() << "->"
+                 << LoadBB->getName() << '\n');
+  }
+
   // Check if the load can safely be moved to all the unavailable predecessors.
   bool CanDoPRE = true;
+  const DataLayout &DL = LI->getModule()->getDataLayout();
   SmallVector<Instruction*, 8> NewInsts;
-  for (DenseMap<BasicBlock*, Value*>::iterator I = PredLoads.begin(),
-         E = PredLoads.end(); I != E; ++I) {
-    BasicBlock *UnavailablePred = I->first;
+  for (auto &PredLoad : PredLoads) {
+    BasicBlock *UnavailablePred = PredLoad.first;
 
     // Do PHI translation to get its value in the predecessor if necessary.  The
     // returned pointer (if non-null) is guaranteed to dominate UnavailablePred.
@@ -1637,44 +1619,21 @@ bool GVN::processNonLocalLoad(LoadInst *LI) {
     // If all preds have a single successor, then we know it is safe to insert
     // the load on the pred (?!?), so we can insert code to materialize the
     // pointer if it is not available.
-    PHITransAddr Address(LI->getPointerOperand(), TD);
-    Value *LoadPtr = 0;
-    if (allSingleSucc) {
-      LoadPtr = Address.PHITranslateWithInsertion(LoadBB, UnavailablePred,
-                                                  *DT, NewInsts);
-    } else {
-      Address.PHITranslateValue(LoadBB, UnavailablePred, DT);
-      LoadPtr = Address.getAddr();
-    }
+    PHITransAddr Address(LI->getPointerOperand(), DL, AC);
+    Value *LoadPtr = nullptr;
+    LoadPtr = Address.PHITranslateWithInsertion(LoadBB, UnavailablePred,
+                                                *DT, NewInsts);
 
     // If we couldn't find or insert a computation of this phi translated value,
     // we fail PRE.
-    if (LoadPtr == 0) {
+    if (!LoadPtr) {
       DEBUG(dbgs() << "COULDN'T INSERT PHI TRANSLATED VALUE OF: "
             << *LI->getPointerOperand() << "\n");
       CanDoPRE = false;
       break;
     }
 
-    // Make sure it is valid to move this load here.  We have to watch out for:
-    //  @1 = getelementptr (i8* p, ...
-    //  test p and branch if == 0
-    //  load @1
-    // It is valid to have the getelementptr before the test, even if p can
-    // be 0, as getelementptr only does address arithmetic.
-    // If we are not pushing the value through any multiple-successor blocks
-    // we do not have this case.  Otherwise, check that the load is safe to
-    // put anywhere; this can be improved, but should be conservatively safe.
-    if (!allSingleSucc &&
-        // FIXME: REEVALUTE THIS.
-        !isSafeToLoadUnconditionally(LoadPtr,
-                                     UnavailablePred->getTerminator(),
-                                     LI->getAlignment(), TD)) {
-      CanDoPRE = false;
-      break;
-    }
-
-    I->second = LoadPtr;
+    PredLoad.second = LoadPtr;
   }
 
   if (!CanDoPRE) {
@@ -1683,7 +1642,9 @@ bool GVN::processNonLocalLoad(LoadInst *LI) {
       if (MD) MD->removeInstruction(I);
       I->eraseFromParent();
     }
-    return false;
+    // HINT: Don't revert the edge-splitting as following transformation may
+    // also need to split these critical edges.
+    return !CriticalEdgePred.empty();
   }
 
   // Okay, we can eliminate this load by inserting a reload in the predecessor
@@ -1703,18 +1664,19 @@ bool GVN::processNonLocalLoad(LoadInst *LI) {
     VN.lookup_or_add(NewInsts[i]);
   }
 
-  for (DenseMap<BasicBlock*, Value*>::iterator I = PredLoads.begin(),
-         E = PredLoads.end(); I != E; ++I) {
-    BasicBlock *UnavailablePred = I->first;
-    Value *LoadPtr = I->second;
+  for (const auto &PredLoad : PredLoads) {
+    BasicBlock *UnavailablePred = PredLoad.first;
+    Value *LoadPtr = PredLoad.second;
 
     Instruction *NewLoad = new LoadInst(LoadPtr, LI->getName()+".pre", false,
                                         LI->getAlignment(),
                                         UnavailablePred->getTerminator());
 
-    // Transfer the old load's TBAA tag to the new load.
-    if (MDNode *Tag = LI->getMetadata(LLVMContext::MD_tbaa))
-      NewLoad->setMetadata(LLVMContext::MD_tbaa, Tag);
+    // Transfer the old load's AA tags to the new load.
+    AAMDNodes Tags;
+    LI->getAAMetadata(Tags);
+    if (Tags)
+      NewLoad->setAAMetadata(Tags);
 
     // Transfer DebugLoc.
     NewLoad->setDebugLoc(LI->getDebugLoc());
@@ -1731,6 +1693,8 @@ bool GVN::processNonLocalLoad(LoadInst *LI) {
   LI->replaceAllUsesWith(V);
   if (isa<PHINode>(V))
     V->takeName(LI);
+  if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V))
+    I->setDebugLoc(LI->getDebugLoc());
   if (V->getType()->getScalarType()->isPointerTy())
     MD->invalidateCachedPointerInfo(V);
   markInstructionForDeletion(LI);
@@ -1738,7 +1702,83 @@ bool GVN::processNonLocalLoad(LoadInst *LI) {
   return true;
 }
 
-static void patchReplacementInstruction(Value *Repl, Instruction *I) {
+/// Attempt to eliminate a load whose dependencies are
+/// non-local by performing PHI construction.
+bool GVN::processNonLocalLoad(LoadInst *LI) {
+  // Step 1: Find the non-local dependencies of the load.
+  LoadDepVect Deps;
+  MD->getNonLocalPointerDependency(LI, Deps);
+
+  // If we had to process more than one hundred blocks to find the
+  // dependencies, this load isn't worth worrying about.  Optimizing
+  // it will be too expensive.
+  unsigned NumDeps = Deps.size();
+  if (NumDeps > 100)
+    return false;
+
+  // If we had a phi translation failure, we'll have a single entry which is a
+  // clobber in the current block.  Reject this early.
+  if (NumDeps == 1 &&
+      !Deps[0].getResult().isDef() && !Deps[0].getResult().isClobber()) {
+    DEBUG(
+      dbgs() << "GVN: non-local load ";
+      LI->printAsOperand(dbgs());
+      dbgs() << " has unknown dependencies\n";
+    );
+    return false;
+  }
+
+  // If this load follows a GEP, see if we can PRE the indices before analyzing.
+  if (GetElementPtrInst *GEP = dyn_cast<GetElementPtrInst>(LI->getOperand(0))) {
+    for (GetElementPtrInst::op_iterator OI = GEP->idx_begin(),
+                                        OE = GEP->idx_end();
+         OI != OE; ++OI)
+      if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(OI->get()))
+        performScalarPRE(I);
+  }
+
+  // Step 2: Analyze the availability of the load
+  AvailValInBlkVect ValuesPerBlock;
+  UnavailBlkVect UnavailableBlocks;
+  AnalyzeLoadAvailability(LI, Deps, ValuesPerBlock, UnavailableBlocks);
+
+  // If we have no predecessors that produce a known value for this load, exit
+  // early.
+  if (ValuesPerBlock.empty())
+    return false;
+
+  // Step 3: Eliminate fully redundancy.
+  //
+  // If all of the instructions we depend on produce a known value for this
+  // load, then it is fully redundant and we can use PHI insertion to compute
+  // its value.  Insert PHIs and remove the fully redundant value now.
+  if (UnavailableBlocks.empty()) {
+    DEBUG(dbgs() << "GVN REMOVING NONLOCAL LOAD: " << *LI << '\n');
+
+    // Perform PHI construction.
+    Value *V = ConstructSSAForLoadSet(LI, ValuesPerBlock, *this);
+    LI->replaceAllUsesWith(V);
+
+    if (isa<PHINode>(V))
+      V->takeName(LI);
+    if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V))
+      I->setDebugLoc(LI->getDebugLoc());
+    if (V->getType()->getScalarType()->isPointerTy())
+      MD->invalidateCachedPointerInfo(V);
+    markInstructionForDeletion(LI);
+    ++NumGVNLoad;
+    return true;
+  }
+
+  // Step 4: Eliminate partial redundancy.
+  if (!EnablePRE || !EnableLoadPRE)
+    return false;
+
+  return PerformLoadPRE(LI, ValuesPerBlock, UnavailableBlocks);
+}
+
+
+static void patchReplacementInstruction(Instruction *I, Value *Repl) {
   // Patch the replacement so that it is not more restrictive than the value
   // being replaced.
   BinaryOperator *Op = dyn_cast<BinaryOperator>(I);
@@ -1751,41 +1791,33 @@ static void patchReplacementInstruction(Value *Repl, Instruction *I) {
       ReplOp->setHasNoUnsignedWrap(false);
   }
   if (Instruction *ReplInst = dyn_cast<Instruction>(Repl)) {
-    SmallVector<std::pair<unsigned, MDNode*>, 4> Metadata;
-    ReplInst->getAllMetadataOtherThanDebugLoc(Metadata);
-    for (int i = 0, n = Metadata.size(); i < n; ++i) {
-      unsigned Kind = Metadata[i].first;
-      MDNode *IMD = I->getMetadata(Kind);
-      MDNode *ReplMD = Metadata[i].second;
-      switch(Kind) {
-      default:
-        ReplInst->setMetadata(Kind, NULL); // Remove unknown metadata
-        break;
-      case LLVMContext::MD_dbg:
-        llvm_unreachable("getAllMetadataOtherThanDebugLoc returned a MD_dbg");
-      case LLVMContext::MD_tbaa:
-        ReplInst->setMetadata(Kind, MDNode::getMostGenericTBAA(IMD, ReplMD));
-        break;
-      case LLVMContext::MD_range:
-        ReplInst->setMetadata(Kind, MDNode::getMostGenericRange(IMD, ReplMD));
-        break;
-      case LLVMContext::MD_prof:
-        llvm_unreachable("MD_prof in a non terminator instruction");
-        break;
-      case LLVMContext::MD_fpmath:
-        ReplInst->setMetadata(Kind, MDNode::getMostGenericFPMath(IMD, ReplMD));
-        break;
-      }
-    }
+    // FIXME: If both the original and replacement value are part of the
+    // same control-flow region (meaning that the execution of one
+    // guarentees the executation of the other), then we can combine the
+    // noalias scopes here and do better than the general conservative
+    // answer used in combineMetadata().
+
+    // In general, GVN unifies expressions over different control-flow
+    // regions, and so we need a conservative combination of the noalias
+    // scopes.
+    unsigned KnownIDs[] = {
+      LLVMContext::MD_tbaa,
+      LLVMContext::MD_alias_scope,
+      LLVMContext::MD_noalias,
+      LLVMContext::MD_range,
+      LLVMContext::MD_fpmath,
+      LLVMContext::MD_invariant_load,
+    };
+    combineMetadata(ReplInst, I, KnownIDs);
   }
 }
 
-static void patchAndReplaceAllUsesWith(Value *Repl, Instruction *I) {
-  patchReplacementInstruction(Repl, I);
+static void patchAndReplaceAllUsesWith(Instruction *I, Value *Repl) {
+  patchReplacementInstruction(I, Repl);
   I->replaceAllUsesWith(Repl);
 }
 
-/// processLoad - Attempt to eliminate a load, first by eliminating it
+/// Attempt to eliminate a load, first by eliminating it
 /// locally, and then attempting non-local elimination if that fails.
 bool GVN::processLoad(LoadInst *L) {
   if (!MD)
@@ -1801,10 +1833,11 @@ bool GVN::processLoad(LoadInst *L) {
 
   // ... to a pointer that has been loaded from before...
   MemDepResult Dep = MD->getDependency(L);
+  const DataLayout &DL = L->getModule()->getDataLayout();
 
   // If we have a clobber and target data is around, see if this is a clobber
   // that we can fix up through code synthesis.
-  if (Dep.isClobber() && TD) {
+  if (Dep.isClobber()) {
     // Check to see if we have something like this:
     //   store i32 123, i32* %P
     //   %A = bitcast i32* %P to i8*
@@ -1815,14 +1848,13 @@ bool GVN::processLoad(LoadInst *L) {
     // a common base + constant offset, and if the previous store (or memset)
     // completely covers this load.  This sort of thing can happen in bitfield
     // access code.
-    Value *AvailVal = 0;
+    Value *AvailVal = nullptr;
     if (StoreInst *DepSI = dyn_cast<StoreInst>(Dep.getInst())) {
-      int Offset = AnalyzeLoadFromClobberingStore(L->getType(),
-                                                  L->getPointerOperand(),
-                                                  DepSI, *TD);
+      int Offset = AnalyzeLoadFromClobberingStore(
+          L->getType(), L->getPointerOperand(), DepSI);
       if (Offset != -1)
         AvailVal = GetStoreValueForLoad(DepSI->getValueOperand(), Offset,
-                                        L->getType(), L, *TD);
+                                        L->getType(), L, DL);
     }
 
     // Check to see if we have something like this:
@@ -1835,9 +1867,8 @@ bool GVN::processLoad(LoadInst *L) {
       if (DepLI == L)
         return false;
 
-      int Offset = AnalyzeLoadFromClobberingLoad(L->getType(),
-                                                 L->getPointerOperand(),
-                                                 DepLI, *TD);
+      int Offset = AnalyzeLoadFromClobberingLoad(
+          L->getType(), L->getPointerOperand(), DepLI, DL);
       if (Offset != -1)
         AvailVal = GetLoadValueForLoad(DepLI, Offset, L->getType(), L, *this);
     }
@@ -1845,11 +1876,10 @@ bool GVN::processLoad(LoadInst *L) {
     // If the clobbering value is a memset/memcpy/memmove, see if we can forward
     // a value on from it.
     if (MemIntrinsic *DepMI = dyn_cast<MemIntrinsic>(Dep.getInst())) {
-      int Offset = AnalyzeLoadFromClobberingMemInst(L->getType(),
-                                                    L->getPointerOperand(),
-                                                    DepMI, *TD);
+      int Offset = AnalyzeLoadFromClobberingMemInst(
+          L->getType(), L->getPointerOperand(), DepMI, DL);
       if (Offset != -1)
-        AvailVal = GetMemInstValueForLoad(DepMI, Offset, L->getType(), L, *TD);
+        AvailVal = GetMemInstValueForLoad(DepMI, Offset, L->getType(), L, DL);
     }
 
     if (AvailVal) {
@@ -1871,7 +1901,7 @@ bool GVN::processLoad(LoadInst *L) {
     DEBUG(
       // fast print dep, using operator<< on instruction is too slow.
       dbgs() << "GVN: load ";
-      WriteAsOperand(dbgs(), L);
+      L->printAsOperand(dbgs());
       Instruction *I = Dep.getInst();
       dbgs() << " is clobbered by " << *I << '\n';
     );
@@ -1886,7 +1916,7 @@ bool GVN::processLoad(LoadInst *L) {
     DEBUG(
       // fast print dep, using operator<< on instruction is too slow.
       dbgs() << "GVN: load ";
-      WriteAsOperand(dbgs(), L);
+      L->printAsOperand(dbgs());
       dbgs() << " has unknown dependence\n";
     );
     return false;
@@ -1900,17 +1930,14 @@ bool GVN::processLoad(LoadInst *L) {
     // actually have the same type.  See if we know how to reuse the stored
     // value (depending on its type).
     if (StoredVal->getType() != L->getType()) {
-      if (TD) {
-        StoredVal = CoerceAvailableValueToLoadType(StoredVal, L->getType(),
-                                                   L, *TD);
-        if (StoredVal == 0)
-          return false;
-
-        DEBUG(dbgs() << "GVN COERCED STORE:\n" << *DepSI << '\n' << *StoredVal
-                     << '\n' << *L << "\n\n\n");
-      }
-      else
+      IRBuilder<> Builder(L);
+      StoredVal =
+          CoerceAvailableValueToLoadType(StoredVal, L->getType(), Builder, DL);
+      if (!StoredVal)
         return false;
+
+      DEBUG(dbgs() << "GVN COERCED STORE:\n" << *DepSI << '\n' << *StoredVal
+                   << '\n' << *L << "\n\n\n");
     }
 
     // Remove it!
@@ -1929,21 +1956,18 @@ bool GVN::processLoad(LoadInst *L) {
     // the same type.  See if we know how to reuse the previously loaded value
     // (depending on its type).
     if (DepLI->getType() != L->getType()) {
-      if (TD) {
-        AvailableVal = CoerceAvailableValueToLoadType(DepLI, L->getType(),
-                                                      L, *TD);
-        if (AvailableVal == 0)
-          return false;
-
-        DEBUG(dbgs() << "GVN COERCED LOAD:\n" << *DepLI << "\n" << *AvailableVal
-                     << "\n" << *L << "\n\n\n");
-      }
-      else
+      IRBuilder<> Builder(L);
+      AvailableVal =
+          CoerceAvailableValueToLoadType(DepLI, L->getType(), Builder, DL);
+      if (!AvailableVal)
         return false;
+
+      DEBUG(dbgs() << "GVN COERCED LOAD:\n" << *DepLI << "\n" << *AvailableVal
+                   << "\n" << *L << "\n\n\n");
     }
 
     // Remove it!
-    patchAndReplaceAllUsesWith(AvailableVal, L);
+    patchAndReplaceAllUsesWith(L, AvailableVal);
     if (DepLI->getType()->getScalarType()->isPointerTy())
       MD->invalidateCachedPointerInfo(DepLI);
     markInstructionForDeletion(L);
@@ -1972,19 +1996,28 @@ bool GVN::processLoad(LoadInst *L) {
     }
   }
 
+  // If this load follows a calloc (which zero initializes memory),
+  // then the loaded value is zero
+  if (isCallocLikeFn(DepInst, TLI)) {
+    L->replaceAllUsesWith(Constant::getNullValue(L->getType()));
+    markInstructionForDeletion(L);
+    ++NumGVNLoad;
+    return true;
+  }
+
   return false;
 }
 
-// findLeader - In order to find a leader for a given value number at a
+// In order to find a leader for a given value number at a
 // specific basic block, we first obtain the list of all Values for that number,
 // and then scan the list to find one whose block dominates the block in
 // question.  This is fast because dominator tree queries consist of only
 // a few comparisons of DFS numbers.
 Value *GVN::findLeader(const BasicBlock *BB, uint32_t num) {
   LeaderTableEntry Vals = LeaderTable[num];
-  if (!Vals.Val) return 0;
+  if (!Vals.Val) return nullptr;
 
-  Value *Val = 0;
+  Value *Val = nullptr;
   if (DT->dominates(Vals.BB, BB)) {
     Val = Vals.Val;
     if (isa<Constant>(Val)) return Val;
@@ -2003,25 +2036,7 @@ Value *GVN::findLeader(const BasicBlock *BB, uint32_t num) {
   return Val;
 }
 
-/// replaceAllDominatedUsesWith - Replace all uses of 'From' with 'To' if the
-/// use is dominated by the given basic block.  Returns the number of uses that
-/// were replaced.
-unsigned GVN::replaceAllDominatedUsesWith(Value *From, Value *To,
-                                          const BasicBlockEdge &Root) {
-  unsigned Count = 0;
-  for (Value::use_iterator UI = From->use_begin(), UE = From->use_end();
-       UI != UE; ) {
-    Use &U = (UI++).getUse();
-
-    if (DT->dominates(Root, U)) {
-      U.set(To);
-      ++Count;
-    }
-  }
-  return Count;
-}
-
-/// isOnlyReachableViaThisEdge - There is an edge from 'Src' to 'Dst'.  Return
+/// There is an edge from 'Src' to 'Dst'.  Return
 /// true if every path from the entry block to 'Dst' passes via this edge.  In
 /// particular 'Dst' must not be reachable via another edge from 'Src'.
 static bool isOnlyReachableViaThisEdge(const BasicBlockEdge &E,
@@ -2035,10 +2050,10 @@ static bool isOnlyReachableViaThisEdge(const BasicBlockEdge &E,
   const BasicBlock *Src = E.getStart();
   assert((!Pred || Pred == Src) && "No edge between these basic blocks!");
   (void)Src;
-  return Pred != 0;
+  return Pred != nullptr;
 }
 
-/// propagateEquality - The given values are known to be equal in every block
+/// The given values are known to be equal in every block
 /// dominated by 'Root'.  Exploit this, for example by replacing 'LHS' with
 /// 'RHS' everywhere in the scope.  Returns whether a change was made.
 bool GVN::propagateEquality(Value *LHS, Value *RHS,
@@ -2065,15 +2080,15 @@ bool GVN::propagateEquality(Value *LHS, Value *RHS,
       std::swap(LHS, RHS);
     assert((isa<Argument>(LHS) || isa<Instruction>(LHS)) && "Unexpected value!");
 
-    // If there is no obvious reason to prefer the left-hand side over the right-
-    // hand side, ensure the longest lived term is on the right-hand side, so the
-    // shortest lived term will be replaced by the longest lived.  This tends to
-    // expose more simplifications.
+    // If there is no obvious reason to prefer the left-hand side over the
+    // right-hand side, ensure the longest lived term is on the right-hand side,
+    // so the shortest lived term will be replaced by the longest lived.
+    // This tends to expose more simplifications.
     uint32_t LVN = VN.lookup_or_add(LHS);
     if ((isa<Argument>(LHS) && isa<Argument>(RHS)) ||
         (isa<Instruction>(LHS) && isa<Instruction>(RHS))) {
-      // Move the 'oldest' value to the right-hand side, using the value number as
-      // a proxy for age.
+      // Move the 'oldest' value to the right-hand side, using the value number
+      // as a proxy for age.
       uint32_t RVN = VN.lookup_or_add(RHS);
       if (LVN < RVN) {
         std::swap(LHS, RHS);
@@ -2097,15 +2112,15 @@ bool GVN::propagateEquality(Value *LHS, Value *RHS,
     // LHS always has at least one use that is not dominated by Root, this will
     // never do anything if LHS has only one use.
     if (!LHS->hasOneUse()) {
-      unsigned NumReplacements = replaceAllDominatedUsesWith(LHS, RHS, Root);
+      unsigned NumReplacements = replaceDominatedUsesWith(LHS, RHS, *DT, Root);
       Changed |= NumReplacements > 0;
       NumGVNEqProp += NumReplacements;
     }
 
-    // Now try to deduce additional equalities from this one.  For example, if the
-    // known equality was "(A != B)" == "false" then it follows that A and B are
-    // equal in the scope.  Only boolean equalities with an explicit true or false
-    // RHS are currently supported.
+    // Now try to deduce additional equalities from this one. For example, if
+    // the known equality was "(A != B)" == "false" then it follows that A and B
+    // are equal in the scope. Only boolean equalities with an explicit true or
+    // false RHS are currently supported.
     if (!RHS->getType()->isIntegerTy(1))
       // Not a boolean equality - bail out.
       continue;
@@ -2130,7 +2145,7 @@ bool GVN::propagateEquality(Value *LHS, Value *RHS,
     // If we are propagating an equality like "(A == B)" == "true" then also
     // propagate the equality A == B.  When propagating a comparison such as
     // "(A >= B)" == "true", replace all instances of "A < B" with "false".
-    if (ICmpInst *Cmp = dyn_cast<ICmpInst>(LHS)) {
+    if (CmpInst *Cmp = dyn_cast<CmpInst>(LHS)) {
       Value *Op0 = Cmp->getOperand(0), *Op1 = Cmp->getOperand(1);
 
       // If "A == B" is known true, or "A != B" is known false, then replace
@@ -2139,12 +2154,28 @@ bool GVN::propagateEquality(Value *LHS, Value *RHS,
           (isKnownFalse && Cmp->getPredicate() == CmpInst::ICMP_NE))
         Worklist.push_back(std::make_pair(Op0, Op1));
 
+      // Handle the floating point versions of equality comparisons too.
+      if ((isKnownTrue && Cmp->getPredicate() == CmpInst::FCMP_OEQ) ||
+          (isKnownFalse && Cmp->getPredicate() == CmpInst::FCMP_UNE)) {
+
+        // Floating point -0.0 and 0.0 compare equal, so we can only
+        // propagate values if we know that we have a constant and that
+        // its value is non-zero.
+        
+        // FIXME: We should do this optimization if 'no signed zeros' is
+        // applicable via an instruction-level fast-math-flag or some other
+        // indicator that relaxed FP semantics are being used.
+
+        if (isa<ConstantFP>(Op1) && !cast<ConstantFP>(Op1)->isZero())
+          Worklist.push_back(std::make_pair(Op0, Op1));
+      }
       // If "A >= B" is known true, replace "A < B" with false everywhere.
       CmpInst::Predicate NotPred = Cmp->getInversePredicate();
       Constant *NotVal = ConstantInt::get(Cmp->getType(), isKnownFalse);
-      // Since we don't have the instruction "A < B" immediately to hand, work out
-      // the value number that it would have and use that to find an appropriate
-      // instruction (if any).
+      // Since we don't have the instruction "A < B" immediately to hand, work
+      // out the value number that it would have and use that to find an
+      // appropriate instruction (if any).
       uint32_t NextNum = VN.getNextUnusedValueNumber();
       uint32_t Num = VN.lookup_or_add_cmp(Cmp->getOpcode(), NotPred, Op0, Op1);
       // If the number we were assigned was brand new then there is no point in
@@ -2153,7 +2184,7 @@ bool GVN::propagateEquality(Value *LHS, Value *RHS,
         Value *NotCmp = findLeader(Root.getEnd(), Num);
         if (NotCmp && isa<Instruction>(NotCmp)) {
           unsigned NumReplacements =
-            replaceAllDominatedUsesWith(NotCmp, NotVal, Root);
+            replaceDominatedUsesWith(NotCmp, NotVal, *DT, Root);
           Changed |= NumReplacements > 0;
           NumGVNEqProp += NumReplacements;
         }
@@ -2172,7 +2203,7 @@ bool GVN::propagateEquality(Value *LHS, Value *RHS,
   return Changed;
 }
 
-/// processInstruction - When calculating availability, handle an instruction
+/// When calculating availability, handle an instruction
 /// by inserting it into the appropriate sets
 bool GVN::processInstruction(Instruction *I) {
   // Ignore dbg info intrinsics.
@@ -2183,7 +2214,8 @@ bool GVN::processInstruction(Instruction *I) {
   // to value numbering it.  Value numbering often exposes redundancies, for
   // example if it determines that %y is equal to %x then the instruction
   // "%z = and i32 %x, %y" becomes "%z = and i32 %x, %x" which we now simplify.
-  if (Value *V = SimplifyInstruction(I, TD, TLI, DT)) {
+  const DataLayout &DL = I->getModule()->getDataLayout();
+  if (Value *V = SimplifyInstruction(I, DL, TLI, DT, AC)) {
     I->replaceAllUsesWith(V);
     if (MD && V->getType()->getScalarType()->isPointerTy())
       MD->invalidateCachedPointerInfo(V);
@@ -2204,11 +2236,13 @@ bool GVN::processInstruction(Instruction *I) {
   // For conditional branches, we can perform simple conditional propagation on
   // the condition value itself.
   if (BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(I)) {
-    if (!BI->isConditional() || isa<Constant>(BI->getCondition()))
+    if (!BI->isConditional())
       return false;
 
-    Value *BranchCond = BI->getCondition();
+    if (isa<Constant>(BI->getCondition()))
+      return processFoldableCondBr(BI);
 
+    Value *BranchCond = BI->getCondition();
     BasicBlock *TrueSucc = BI->getSuccessor(0);
     BasicBlock *FalseSucc = BI->getSuccessor(1);
     // Avoid multiple edges early.
@@ -2277,14 +2311,14 @@ bool GVN::processInstruction(Instruction *I) {
   // Perform fast-path value-number based elimination of values inherited from
   // dominators.
   Value *repl = findLeader(I->getParent(), Num);
-  if (repl == 0) {
+  if (!repl) {
     // Failure, just remember this instance for future use.
     addToLeaderTable(Num, I, I->getParent());
     return false;
   }
 
   // Remove it!
-  patchAndReplaceAllUsesWith(repl, I);
+  patchAndReplaceAllUsesWith(I, repl);
   if (MD && repl->getType()->getScalarType()->isPointerTy())
     MD->invalidateCachedPointerInfo(repl);
   markInstructionForDeletion(I);
@@ -2293,11 +2327,14 @@ bool GVN::processInstruction(Instruction *I) {
 
 /// runOnFunction - This is the main transformation entry point for a function.
 bool GVN::runOnFunction(Function& F) {
+  if (skipOptnoneFunction(F))
+    return false;
+
   if (!NoLoads)
     MD = &getAnalysis<MemoryDependenceAnalysis>();
-  DT = &getAnalysis<DominatorTree>();
-  TD = getAnalysisIfAvailable<DataLayout>();
-  TLI = &getAnalysis<TargetLibraryInfo>();
+  DT = &getAnalysis<DominatorTreeWrapperPass>().getDomTree();
+  AC = &getAnalysis<AssumptionCacheTracker>().getAssumptionCache(F);
+  TLI = &getAnalysis<TargetLibraryInfoWrapperPass>().getTLI();
   VN.setAliasAnalysis(&getAnalysis<AliasAnalysis>());
   VN.setMemDep(MD);
   VN.setDomTree(DT);
@@ -2310,7 +2347,8 @@ bool GVN::runOnFunction(Function& F) {
   for (Function::iterator FI = F.begin(), FE = F.end(); FI != FE; ) {
     BasicBlock *BB = FI++;
 
-    bool removedBlock = MergeBlockIntoPredecessor(BB, this);
+    bool removedBlock = MergeBlockIntoPredecessor(
+        BB, DT, /* LoopInfo */ nullptr, VN.getAliasAnalysis(), MD);
     if (removedBlock) ++NumGVNBlocks;
 
     Changed |= removedBlock;
@@ -2320,25 +2358,30 @@ bool GVN::runOnFunction(Function& F) {
   while (ShouldContinue) {
     DEBUG(dbgs() << "GVN iteration: " << Iteration << "\n");
     ShouldContinue = iterateOnFunction(F);
-    if (splitCriticalEdges())
-      ShouldContinue = true;
     Changed |= ShouldContinue;
     ++Iteration;
   }
 
   if (EnablePRE) {
+    // Fabricate val-num for dead-code in order to suppress assertion in
+    // performPRE().
+    assignValNumForDeadCode();
     bool PREChanged = true;
     while (PREChanged) {
       PREChanged = performPRE(F);
       Changed |= PREChanged;
     }
   }
+
   // FIXME: Should perform GVN again after PRE does something.  PRE can move
   // computations into blocks where they become fully redundant.  Note that
   // we can't do this until PRE's critical edge splitting updates memdep.
   // Actually, when this happens, we should just fully integrate PRE into GVN.
 
   cleanupGlobalSets();
+  // Do not cleanup DeadBlocks in cleanupGlobalSets() as it's called for each
+  // iteration. 
+  DeadBlocks.clear();
 
   return Changed;
 }
@@ -2349,6 +2392,9 @@ bool GVN::processBlock(BasicBlock *BB) {
   // (and incrementing BI before processing an instruction).
   assert(InstrsToErase.empty() &&
          "We expect InstrsToErase to be empty across iterations");
+  if (DeadBlocks.count(BB))
+    return false;
+
   bool ChangedFunction = false;
 
   for (BasicBlock::iterator BI = BB->begin(), BE = BB->end();
@@ -2367,12 +2413,12 @@ bool GVN::processBlock(BasicBlock *BB) {
     if (!AtStart)
       --BI;
 
-    for (SmallVector<Instruction*, 4>::iterator I = InstrsToErase.begin(),
+    for (SmallVectorImpl<Instruction *>::iterator I = InstrsToErase.begin(),
          E = InstrsToErase.end(); I != E; ++I) {
       DEBUG(dbgs() << "GVN removed: " << **I << '\n');
       if (MD) MD->removeInstruction(*I);
-      (*I)->eraseFromParent();
       DEBUG(verifyRemoved(*I));
+      (*I)->eraseFromParent();
     }
     InstrsToErase.clear();
 
@@ -2385,175 +2431,204 @@ bool GVN::processBlock(BasicBlock *BB) {
   return ChangedFunction;
 }
 
-/// performPRE - Perform a purely local form of PRE that looks for diamond
-/// control flow patterns and attempts to perform simple PRE at the join point.
-bool GVN::performPRE(Function &F) {
-  bool Changed = false;
-  DenseMap<BasicBlock*, Value*> predMap;
-  for (df_iterator<BasicBlock*> DI = df_begin(&F.getEntryBlock()),
-       DE = df_end(&F.getEntryBlock()); DI != DE; ++DI) {
-    BasicBlock *CurrentBlock = *DI;
+// Instantiate an expression in a predecessor that lacked it.
+bool GVN::performScalarPREInsertion(Instruction *Instr, BasicBlock *Pred,
+                                    unsigned int ValNo) {
+  // Because we are going top-down through the block, all value numbers
+  // will be available in the predecessor by the time we need them.  Any
+  // that weren't originally present will have been instantiated earlier
+  // in this loop.
+  bool success = true;
+  for (unsigned i = 0, e = Instr->getNumOperands(); i != e; ++i) {
+    Value *Op = Instr->getOperand(i);
+    if (isa<Argument>(Op) || isa<Constant>(Op) || isa<GlobalValue>(Op))
+      continue;
 
-    // Nothing to PRE in the entry block.
-    if (CurrentBlock == &F.getEntryBlock()) continue;
+    if (Value *V = findLeader(Pred, VN.lookup(Op))) {
+      Instr->setOperand(i, V);
+    } else {
+      success = false;
+      break;
+    }
+  }
 
-    // Don't perform PRE on a landing pad.
-    if (CurrentBlock->isLandingPad()) continue;
+  // Fail out if we encounter an operand that is not available in
+  // the PRE predecessor.  This is typically because of loads which
+  // are not value numbered precisely.
+  if (!success)
+    return false;
 
-    for (BasicBlock::iterator BI = CurrentBlock->begin(),
-         BE = CurrentBlock->end(); BI != BE; ) {
-      Instruction *CurInst = BI++;
+  Instr->insertBefore(Pred->getTerminator());
+  Instr->setName(Instr->getName() + ".pre");
+  Instr->setDebugLoc(Instr->getDebugLoc());
+  VN.add(Instr, ValNo);
 
-      if (isa<AllocaInst>(CurInst) ||
-          isa<TerminatorInst>(CurInst) || isa<PHINode>(CurInst) ||
-          CurInst->getType()->isVoidTy() ||
-          CurInst->mayReadFromMemory() || CurInst->mayHaveSideEffects() ||
-          isa<DbgInfoIntrinsic>(CurInst))
-        continue;
+  // Update the availability map to include the new instruction.
+  addToLeaderTable(ValNo, Instr, Pred);
+  return true;
+}
 
-      // Don't do PRE on compares. The PHI would prevent CodeGenPrepare from
-      // sinking the compare again, and it would force the code generator to
-      // move the i1 from processor flags or predicate registers into a general
-      // purpose register.
-      if (isa<CmpInst>(CurInst))
-        continue;
+bool GVN::performScalarPRE(Instruction *CurInst) {
+  SmallVector<std::pair<Value*, BasicBlock*>, 8> predMap;
 
-      // We don't currently value number ANY inline asm calls.
-      if (CallInst *CallI = dyn_cast<CallInst>(CurInst))
-        if (CallI->isInlineAsm())
-          continue;
+  if (isa<AllocaInst>(CurInst) || isa<TerminatorInst>(CurInst) ||
+      isa<PHINode>(CurInst) || CurInst->getType()->isVoidTy() ||
+      CurInst->mayReadFromMemory() || CurInst->mayHaveSideEffects() ||
+      isa<DbgInfoIntrinsic>(CurInst))
+    return false;
 
-      uint32_t ValNo = VN.lookup(CurInst);
-
-      // Look for the predecessors for PRE opportunities.  We're
-      // only trying to solve the basic diamond case, where
-      // a value is computed in the successor and one predecessor,
-      // but not the other.  We also explicitly disallow cases
-      // where the successor is its own predecessor, because they're
-      // more complicated to get right.
-      unsigned NumWith = 0;
-      unsigned NumWithout = 0;
-      BasicBlock *PREPred = 0;
-      predMap.clear();
-
-      for (pred_iterator PI = pred_begin(CurrentBlock),
-           PE = pred_end(CurrentBlock); PI != PE; ++PI) {
-        BasicBlock *P = *PI;
-        // We're not interested in PRE where the block is its
-        // own predecessor, or in blocks with predecessors
-        // that are not reachable.
-        if (P == CurrentBlock) {
-          NumWithout = 2;
-          break;
-        } else if (!DT->dominates(&F.getEntryBlock(), P))  {
-          NumWithout = 2;
-          break;
-        }
+  // Don't do PRE on compares. The PHI would prevent CodeGenPrepare from
+  // sinking the compare again, and it would force the code generator to
+  // move the i1 from processor flags or predicate registers into a general
+  // purpose register.
+  if (isa<CmpInst>(CurInst))
+    return false;
 
-        Value* predV = findLeader(P, ValNo);
-        if (predV == 0) {
-          PREPred = P;
-          ++NumWithout;
-        } else if (predV == CurInst) {
-          NumWithout = 2;
-        } else {
-          predMap[P] = predV;
-          ++NumWith;
-        }
-      }
+  // We don't currently value number ANY inline asm calls.
+  if (CallInst *CallI = dyn_cast<CallInst>(CurInst))
+    if (CallI->isInlineAsm())
+      return false;
 
-      // Don't do PRE when it might increase code size, i.e. when
-      // we would need to insert instructions in more than one pred.
-      if (NumWithout != 1 || NumWith == 0)
-        continue;
+  uint32_t ValNo = VN.lookup(CurInst);
+
+  // Look for the predecessors for PRE opportunities.  We're
+  // only trying to solve the basic diamond case, where
+  // a value is computed in the successor and one predecessor,
+  // but not the other.  We also explicitly disallow cases
+  // where the successor is its own predecessor, because they're
+  // more complicated to get right.
+  unsigned NumWith = 0;
+  unsigned NumWithout = 0;
+  BasicBlock *PREPred = nullptr;
+  BasicBlock *CurrentBlock = CurInst->getParent();
+  predMap.clear();
+
+  for (pred_iterator PI = pred_begin(CurrentBlock), PE = pred_end(CurrentBlock);
+       PI != PE; ++PI) {
+    BasicBlock *P = *PI;
+    // We're not interested in PRE where the block is its
+    // own predecessor, or in blocks with predecessors
+    // that are not reachable.
+    if (P == CurrentBlock) {
+      NumWithout = 2;
+      break;
+    } else if (!DT->isReachableFromEntry(P)) {
+      NumWithout = 2;
+      break;
+    }
 
-      // Don't do PRE across indirect branch.
-      if (isa<IndirectBrInst>(PREPred->getTerminator()))
-        continue;
+    Value *predV = findLeader(P, ValNo);
+    if (!predV) {
+      predMap.push_back(std::make_pair(static_cast<Value *>(nullptr), P));
+      PREPred = P;
+      ++NumWithout;
+    } else if (predV == CurInst) {
+      /* CurInst dominates this predecessor. */
+      NumWithout = 2;
+      break;
+    } else {
+      predMap.push_back(std::make_pair(predV, P));
+      ++NumWith;
+    }
+  }
 
-      // We can't do PRE safely on a critical edge, so instead we schedule
-      // the edge to be split and perform the PRE the next time we iterate
-      // on the function.
-      unsigned SuccNum = GetSuccessorNumber(PREPred, CurrentBlock);
-      if (isCriticalEdge(PREPred->getTerminator(), SuccNum)) {
-        toSplit.push_back(std::make_pair(PREPred->getTerminator(), SuccNum));
-        continue;
-      }
+  // Don't do PRE when it might increase code size, i.e. when
+  // we would need to insert instructions in more than one pred.
+  if (NumWithout > 1 || NumWith == 0)
+    return false;
 
-      // Instantiate the expression in the predecessor that lacked it.
-      // Because we are going top-down through the block, all value numbers
-      // will be available in the predecessor by the time we need them.  Any
-      // that weren't originally present will have been instantiated earlier
-      // in this loop.
-      Instruction *PREInstr = CurInst->clone();
-      bool success = true;
-      for (unsigned i = 0, e = CurInst->getNumOperands(); i != e; ++i) {
-        Value *Op = PREInstr->getOperand(i);
-        if (isa<Argument>(Op) || isa<Constant>(Op) || isa<GlobalValue>(Op))
-          continue;
+  // We may have a case where all predecessors have the instruction,
+  // and we just need to insert a phi node. Otherwise, perform
+  // insertion.
+  Instruction *PREInstr = nullptr;
 
-        if (Value *V = findLeader(PREPred, VN.lookup(Op))) {
-          PREInstr->setOperand(i, V);
-        } else {
-          success = false;
-          break;
-        }
-      }
+  if (NumWithout != 0) {
+    // Don't do PRE across indirect branch.
+    if (isa<IndirectBrInst>(PREPred->getTerminator()))
+      return false;
 
-      // Fail out if we encounter an operand that is not available in
-      // the PRE predecessor.  This is typically because of loads which
-      // are not value numbered precisely.
-      if (!success) {
-        delete PREInstr;
-        DEBUG(verifyRemoved(PREInstr));
-        continue;
-      }
+    // We can't do PRE safely on a critical edge, so instead we schedule
+    // the edge to be split and perform the PRE the next time we iterate
+    // on the function.
+    unsigned SuccNum = GetSuccessorNumber(PREPred, CurrentBlock);
+    if (isCriticalEdge(PREPred->getTerminator(), SuccNum)) {
+      toSplit.push_back(std::make_pair(PREPred->getTerminator(), SuccNum));
+      return false;
+    }
+    // We need to insert somewhere, so let's give it a shot
+    PREInstr = CurInst->clone();
+    if (!performScalarPREInsertion(PREInstr, PREPred, ValNo)) {
+      // If we failed insertion, make sure we remove the instruction.
+      DEBUG(verifyRemoved(PREInstr));
+      delete PREInstr;
+      return false;
+    }
+  }
 
-      PREInstr->insertBefore(PREPred->getTerminator());
-      PREInstr->setName(CurInst->getName() + ".pre");
-      PREInstr->setDebugLoc(CurInst->getDebugLoc());
-      predMap[PREPred] = PREInstr;
-      VN.add(PREInstr, ValNo);
-      ++NumGVNPRE;
-
-      // Update the availability map to include the new instruction.
-      addToLeaderTable(ValNo, PREInstr, PREPred);
-
-      // Create a PHI to make the value available in this block.
-      pred_iterator PB = pred_begin(CurrentBlock), PE = pred_end(CurrentBlock);
-      PHINode* Phi = PHINode::Create(CurInst->getType(), std::distance(PB, PE),
-                                     CurInst->getName() + ".pre-phi",
-                                     CurrentBlock->begin());
-      for (pred_iterator PI = PB; PI != PE; ++PI) {
-        BasicBlock *P = *PI;
-        Phi->addIncoming(predMap[P], P);
-      }
+  // Either we should have filled in the PRE instruction, or we should
+  // not have needed insertions.
+  assert (PREInstr != nullptr || NumWithout == 0);
 
-      VN.add(Phi, ValNo);
-      addToLeaderTable(ValNo, Phi, CurrentBlock);
-      Phi->setDebugLoc(CurInst->getDebugLoc());
-      CurInst->replaceAllUsesWith(Phi);
-      if (Phi->getType()->getScalarType()->isPointerTy()) {
-        // Because we have added a PHI-use of the pointer value, it has now
-        // "escaped" from alias analysis' perspective.  We need to inform
-        // AA of this.
-        for (unsigned ii = 0, ee = Phi->getNumIncomingValues(); ii != ee;
-             ++ii) {
-          unsigned jj = PHINode::getOperandNumForIncomingValue(ii);
-          VN.getAliasAnalysis()->addEscapingUse(Phi->getOperandUse(jj));
-        }
+  ++NumGVNPRE;
 
-        if (MD)
-          MD->invalidateCachedPointerInfo(Phi);
-      }
-      VN.erase(CurInst);
-      removeFromLeaderTable(ValNo, CurInst, CurrentBlock);
+  // Create a PHI to make the value available in this block.
+  PHINode *Phi =
+      PHINode::Create(CurInst->getType(), predMap.size(),
+                      CurInst->getName() + ".pre-phi", CurrentBlock->begin());
+  for (unsigned i = 0, e = predMap.size(); i != e; ++i) {
+    if (Value *V = predMap[i].first)
+      Phi->addIncoming(V, predMap[i].second);
+    else
+      Phi->addIncoming(PREInstr, PREPred);
+  }
+
+  VN.add(Phi, ValNo);
+  addToLeaderTable(ValNo, Phi, CurrentBlock);
+  Phi->setDebugLoc(CurInst->getDebugLoc());
+  CurInst->replaceAllUsesWith(Phi);
+  if (Phi->getType()->getScalarType()->isPointerTy()) {
+    // Because we have added a PHI-use of the pointer value, it has now
+    // "escaped" from alias analysis' perspective.  We need to inform
+    // AA of this.
+    for (unsigned ii = 0, ee = Phi->getNumIncomingValues(); ii != ee; ++ii) {
+      unsigned jj = PHINode::getOperandNumForIncomingValue(ii);
+      VN.getAliasAnalysis()->addEscapingUse(Phi->getOperandUse(jj));
+    }
+
+    if (MD)
+      MD->invalidateCachedPointerInfo(Phi);
+  }
+  VN.erase(CurInst);
+  removeFromLeaderTable(ValNo, CurInst, CurrentBlock);
+
+  DEBUG(dbgs() << "GVN PRE removed: " << *CurInst << '\n');
+  if (MD)
+    MD->removeInstruction(CurInst);
+  DEBUG(verifyRemoved(CurInst));
+  CurInst->eraseFromParent();
+  ++NumGVNInstr;
+  
+  return true;
+}
+
+/// Perform a purely local form of PRE that looks for diamond
+/// control flow patterns and attempts to perform simple PRE at the join point.
+bool GVN::performPRE(Function &F) {
+  bool Changed = false;
+  for (BasicBlock *CurrentBlock : depth_first(&F.getEntryBlock())) {
+    // Nothing to PRE in the entry block.
+    if (CurrentBlock == &F.getEntryBlock())
+      continue;
 
-      DEBUG(dbgs() << "GVN PRE removed: " << *CurInst << '\n');
-      if (MD) MD->removeInstruction(CurInst);
-      CurInst->eraseFromParent();
-      DEBUG(verifyRemoved(CurInst));
-      Changed = true;
+    // Don't perform PRE on a landing pad.
+    if (CurrentBlock->isLandingPad())
+      continue;
+
+    for (BasicBlock::iterator BI = CurrentBlock->begin(),
+                              BE = CurrentBlock->end();
+         BI != BE;) {
+      Instruction *CurInst = BI++;
+      Changed = performScalarPRE(CurInst);
     }
   }
 
@@ -2563,36 +2638,51 @@ bool GVN::performPRE(Function &F) {
   return Changed;
 }
 
-/// splitCriticalEdges - Split critical edges found during the previous
+/// Split the critical edge connecting the given two blocks, and return
+/// the block inserted to the critical edge.
+BasicBlock *GVN::splitCriticalEdges(BasicBlock *Pred, BasicBlock *Succ) {
+  BasicBlock *BB = SplitCriticalEdge(
+      Pred, Succ, CriticalEdgeSplittingOptions(getAliasAnalysis(), DT));
+  if (MD)
+    MD->invalidateCachedPredecessors();
+  return BB;
+}
+
+/// Split critical edges found during the previous
 /// iteration that may enable further optimization.
 bool GVN::splitCriticalEdges() {
   if (toSplit.empty())
     return false;
   do {
     std::pair<TerminatorInst*, unsigned> Edge = toSplit.pop_back_val();
-    SplitCriticalEdge(Edge.first, Edge.second, this);
+    SplitCriticalEdge(Edge.first, Edge.second,
+                      CriticalEdgeSplittingOptions(getAliasAnalysis(), DT));
   } while (!toSplit.empty());
   if (MD) MD->invalidateCachedPredecessors();
   return true;
 }
 
-/// iterateOnFunction - Executes one iteration of GVN
+/// Executes one iteration of GVN
 bool GVN::iterateOnFunction(Function &F) {
   cleanupGlobalSets();
 
   // Top-down walk of the dominator tree
   bool Changed = false;
-#if 0
+  // Save the blocks this function have before transformation begins. GVN may
+  // split critical edge, and hence may invalidate the RPO/DT iterator.
+  //
+  std::vector<BasicBlock *> BBVect;
+  BBVect.reserve(256);
   // Needed for value numbering with phi construction to work.
-  ReversePostOrderTraversal<Function*> RPOT(&F);
-  for (ReversePostOrderTraversal<Function*>::rpo_iterator RI = RPOT.begin(),
-       RE = RPOT.end(); RI != RE; ++RI)
-    Changed |= processBlock(*RI);
-#else
-  for (df_iterator<DomTreeNode*> DI = df_begin(DT->getRootNode()),
-       DE = df_end(DT->getRootNode()); DI != DE; ++DI)
-    Changed |= processBlock(DI->getBlock());
-#endif
+  ReversePostOrderTraversal<Function *> RPOT(&F);
+  for (ReversePostOrderTraversal<Function *>::rpo_iterator RI = RPOT.begin(),
+                                                           RE = RPOT.end();
+       RI != RE; ++RI)
+    BBVect.push_back(*RI);
+
+  for (std::vector<BasicBlock *>::iterator I = BBVect.begin(), E = BBVect.end();
+       I != E; I++)
+    Changed |= processBlock(*I);
 
   return Changed;
 }
@@ -2603,7 +2693,7 @@ void GVN::cleanupGlobalSets() {
   TableAllocator.Reset();
 }
 
-/// verifyRemoved - Verify that the specified instruction does not occur in our
+/// Verify that the specified instruction does not occur in our
 /// internal data structures.
 void GVN::verifyRemoved(const Instruction *Inst) const {
   VN.verifyRemoved(Inst);
@@ -2621,3 +2711,132 @@ void GVN::verifyRemoved(const Instruction *Inst) const {
     }
   }
 }
+
+/// BB is declared dead, which implied other blocks become dead as well. This
+/// function is to add all these blocks to "DeadBlocks". For the dead blocks'
+/// live successors, update their phi nodes by replacing the operands
+/// corresponding to dead blocks with UndefVal.
+void GVN::addDeadBlock(BasicBlock *BB) {
+  SmallVector<BasicBlock *, 4> NewDead;
+  SmallSetVector<BasicBlock *, 4> DF;
+
+  NewDead.push_back(BB);
+  while (!NewDead.empty()) {
+    BasicBlock *D = NewDead.pop_back_val();
+    if (DeadBlocks.count(D))
+      continue;
+
+    // All blocks dominated by D are dead.
+    SmallVector<BasicBlock *, 8> Dom;
+    DT->getDescendants(D, Dom);
+    DeadBlocks.insert(Dom.begin(), Dom.end());
+    
+    // Figure out the dominance-frontier(D).
+    for (SmallVectorImpl<BasicBlock *>::iterator I = Dom.begin(),
+           E = Dom.end(); I != E; I++) {
+      BasicBlock *B = *I;
+      for (succ_iterator SI = succ_begin(B), SE = succ_end(B); SI != SE; SI++) {
+        BasicBlock *S = *SI;
+        if (DeadBlocks.count(S))
+          continue;
+
+        bool AllPredDead = true;
+        for (pred_iterator PI = pred_begin(S), PE = pred_end(S); PI != PE; PI++)
+          if (!DeadBlocks.count(*PI)) {
+            AllPredDead = false;
+            break;
+          }
+
+        if (!AllPredDead) {
+          // S could be proved dead later on. That is why we don't update phi
+          // operands at this moment.
+          DF.insert(S);
+        } else {
+          // While S is not dominated by D, it is dead by now. This could take
+          // place if S already have a dead predecessor before D is declared
+          // dead.
+          NewDead.push_back(S);
+        }
+      }
+    }
+  }
+
+  // For the dead blocks' live successors, update their phi nodes by replacing
+  // the operands corresponding to dead blocks with UndefVal.
+  for(SmallSetVector<BasicBlock *, 4>::iterator I = DF.begin(), E = DF.end();
+        I != E; I++) {
+    BasicBlock *B = *I;
+    if (DeadBlocks.count(B))
+      continue;
+
+    SmallVector<BasicBlock *, 4> Preds(pred_begin(B), pred_end(B));
+    for (SmallVectorImpl<BasicBlock *>::iterator PI = Preds.begin(),
+           PE = Preds.end(); PI != PE; PI++) {
+      BasicBlock *P = *PI;
+
+      if (!DeadBlocks.count(P))
+        continue;
+
+      if (isCriticalEdge(P->getTerminator(), GetSuccessorNumber(P, B))) {
+        if (BasicBlock *S = splitCriticalEdges(P, B))
+          DeadBlocks.insert(P = S);
+      }
+
+      for (BasicBlock::iterator II = B->begin(); isa<PHINode>(II); ++II) {
+        PHINode &Phi = cast<PHINode>(*II);
+        Phi.setIncomingValue(Phi.getBasicBlockIndex(P),
+                             UndefValue::get(Phi.getType()));
+      }
+    }
+  }
+}
+
+// If the given branch is recognized as a foldable branch (i.e. conditional
+// branch with constant condition), it will perform following analyses and
+// transformation.
+//  1) If the dead out-coming edge is a critical-edge, split it. Let 
+//     R be the target of the dead out-coming edge.
+//  1) Identify the set of dead blocks implied by the branch's dead outcoming
+//     edge. The result of this step will be {X| X is dominated by R}
+//  2) Identify those blocks which haves at least one dead prodecessor. The
+//     result of this step will be dominance-frontier(R).
+//  3) Update the PHIs in DF(R) by replacing the operands corresponding to 
+//     dead blocks with "UndefVal" in an hope these PHIs will optimized away.
+//
+// Return true iff *NEW* dead code are found.
+bool GVN::processFoldableCondBr(BranchInst *BI) {
+  if (!BI || BI->isUnconditional())
+    return false;
+
+  ConstantInt *Cond = dyn_cast<ConstantInt>(BI->getCondition());
+  if (!Cond)
+    return false;
+
+  BasicBlock *DeadRoot = Cond->getZExtValue() ? 
+                         BI->getSuccessor(1) : BI->getSuccessor(0);
+  if (DeadBlocks.count(DeadRoot))
+    return false;
+
+  if (!DeadRoot->getSinglePredecessor())
+    DeadRoot = splitCriticalEdges(BI->getParent(), DeadRoot);
+
+  addDeadBlock(DeadRoot);
+  return true;
+}
+
+// performPRE() will trigger assert if it comes across an instruction without
+// associated val-num. As it normally has far more live instructions than dead
+// instructions, it makes more sense just to "fabricate" a val-number for the
+// dead code than checking if instruction involved is dead or not.
+void GVN::assignValNumForDeadCode() {
+  for (SetVector<BasicBlock *>::iterator I = DeadBlocks.begin(),
+        E = DeadBlocks.end(); I != E; I++) {
+    BasicBlock *BB = *I;
+    for (BasicBlock::iterator II = BB->begin(), EE = BB->end();
+          II != EE; II++) {
+      Instruction *Inst = &*II;
+      unsigned ValNum = VN.lookup_or_add(Inst);
+      addToLeaderTable(ValNum, Inst, BB);
+    }
+  }
+}