AA metadata refactoring (introduce AAMDNodes)
[oota-llvm.git] / lib / Transforms / Scalar / LICM.cpp
index d7ace342fcba272622a54632e9e8de2e62b1ae42..1673c0f40ffcbb5eb30fdcf6e44373d48c53be21 100644 (file)
 //          pointer.  There are no calls in the loop which mod/ref the pointer.
 //     If these conditions are true, we can promote the loads and stores in the
 //     loop of the pointer to use a temporary alloca'd variable.  We then use
-//     the mem2reg functionality to construct the appropriate SSA form for the
-//     variable.
+//     the SSAUpdater to construct the appropriate SSA form for the value.
 //
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
-#define DEBUG_TYPE "licm"
 #include "llvm/Transforms/Scalar.h"
-#include "llvm/Constants.h"
-#include "llvm/DerivedTypes.h"
-#include "llvm/IntrinsicInst.h"
-#include "llvm/Instructions.h"
-#include "llvm/Target/TargetData.h"
-#include "llvm/Analysis/LoopInfo.h"
-#include "llvm/Analysis/LoopPass.h"
+#include "llvm/ADT/Statistic.h"
 #include "llvm/Analysis/AliasAnalysis.h"
 #include "llvm/Analysis/AliasSetTracker.h"
-#include "llvm/Analysis/Dominators.h"
+#include "llvm/Analysis/ConstantFolding.h"
+#include "llvm/Analysis/LoopInfo.h"
+#include "llvm/Analysis/LoopPass.h"
 #include "llvm/Analysis/ScalarEvolution.h"
-#include "llvm/Transforms/Utils/PromoteMemToReg.h"
-#include "llvm/Support/CFG.h"
+#include "llvm/Analysis/ValueTracking.h"
+#include "llvm/IR/CFG.h"
+#include "llvm/IR/Constants.h"
+#include "llvm/IR/DataLayout.h"
+#include "llvm/IR/DerivedTypes.h"
+#include "llvm/IR/Dominators.h"
+#include "llvm/IR/Instructions.h"
+#include "llvm/IR/IntrinsicInst.h"
+#include "llvm/IR/LLVMContext.h"
+#include "llvm/IR/Metadata.h"
+#include "llvm/IR/PredIteratorCache.h"
 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
-#include "llvm/Support/raw_ostream.h"
 #include "llvm/Support/Debug.h"
-#include "llvm/ADT/Statistic.h"
+#include "llvm/Support/raw_ostream.h"
+#include "llvm/Target/TargetLibraryInfo.h"
+#include "llvm/Transforms/Utils/Local.h"
+#include "llvm/Transforms/Utils/LoopUtils.h"
+#include "llvm/Transforms/Utils/SSAUpdater.h"
 #include <algorithm>
 using namespace llvm;
 
+#define DEBUG_TYPE "licm"
+
 STATISTIC(NumSunk      , "Number of instructions sunk out of loop");
 STATISTIC(NumHoisted   , "Number of instructions hoisted out of loop");
 STATISTIC(NumMovedLoads, "Number of load insts hoisted or sunk");
@@ -66,55 +74,61 @@ DisablePromotion("disable-licm-promotion", cl::Hidden,
 namespace {
   struct LICM : public LoopPass {
     static char ID; // Pass identification, replacement for typeid
-    LICM() : LoopPass(&ID) {}
+    LICM() : LoopPass(ID) {
+      initializeLICMPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
+    }
 
-    virtual bool runOnLoop(Loop *L, LPPassManager &LPM);
+    bool runOnLoop(Loop *L, LPPassManager &LPM) override;
 
     /// This transformation requires natural loop information & requires that
     /// loop preheaders be inserted into the CFG...
     ///
-    virtual void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
+    void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const override {
       AU.setPreservesCFG();
-      AU.addRequiredID(LoopSimplifyID);
+      AU.addRequired<DominatorTreeWrapperPass>();
       AU.addRequired<LoopInfo>();
-      AU.addRequired<DominatorTree>();
-      AU.addRequired<DominanceFrontier>();  // For scalar promotion (mem2reg)
+      AU.addRequiredID(LoopSimplifyID);
+      AU.addPreservedID(LoopSimplifyID);
+      AU.addRequiredID(LCSSAID);
+      AU.addPreservedID(LCSSAID);
       AU.addRequired<AliasAnalysis>();
+      AU.addPreserved<AliasAnalysis>();
       AU.addPreserved<ScalarEvolution>();
-      AU.addPreserved<DominanceFrontier>();
-      AU.addPreservedID(LoopSimplifyID);
+      AU.addRequired<TargetLibraryInfo>();
     }
 
-    bool doFinalization() {
-      // Free the values stored in the map
-      for (std::map<Loop *, AliasSetTracker *>::iterator
-             I = LoopToAliasMap.begin(), E = LoopToAliasMap.end(); I != E; ++I)
-        delete I->second;
+    using llvm::Pass::doFinalization;
 
-      LoopToAliasMap.clear();
+    bool doFinalization() override {
+      assert(LoopToAliasSetMap.empty() && "Didn't free loop alias sets");
       return false;
     }
 
   private:
-    // Various analyses that we use...
     AliasAnalysis *AA;       // Current AliasAnalysis information
     LoopInfo      *LI;       // Current LoopInfo
-    DominatorTree *DT;       // Dominator Tree for the current Loop...
-    DominanceFrontier *DF;   // Current Dominance Frontier
+    DominatorTree *DT;       // Dominator Tree for the current Loop.
+
+    const DataLayout *DL;    // DataLayout for constant folding.
+    TargetLibraryInfo *TLI;  // TargetLibraryInfo for constant folding.
 
-    // State that is updated as we process loops
+    // State that is updated as we process loops.
     bool Changed;            // Set to true when we change anything.
     BasicBlock *Preheader;   // The preheader block of the current loop...
     Loop *CurLoop;           // The current loop we are working on...
     AliasSetTracker *CurAST; // AliasSet information for the current loop...
-    std::map<Loop *, AliasSetTracker *> LoopToAliasMap;
+    bool MayThrow;           // The current loop contains an instruction which
+                             // may throw, thus preventing code motion of
+                             // instructions with side effects.
+    DenseMap<Loop*, AliasSetTracker*> LoopToAliasSetMap;
 
     /// cloneBasicBlockAnalysis - Simple Analysis hook. Clone alias set info.
-    void cloneBasicBlockAnalysis(BasicBlock *From, BasicBlock *To, Loop *L);
+    void cloneBasicBlockAnalysis(BasicBlock *From, BasicBlock *To,
+                                 Loop *L) override;
 
     /// deleteAnalysisValue - Simple Analysis hook. Delete value V from alias
     /// set.
-    void deleteAnalysisValue(Value *V, Loop *L);
+    void deleteAnalysisValue(Value *V, Loop *L) override;
 
     /// SinkRegion - Walk the specified region of the CFG (defined by all blocks
     /// dominated by the specified block, and that are in the current loop) in
@@ -137,42 +151,7 @@ namespace {
     ///
     bool inSubLoop(BasicBlock *BB) {
       assert(CurLoop->contains(BB) && "Only valid if BB is IN the loop");
-      for (Loop::iterator I = CurLoop->begin(), E = CurLoop->end(); I != E; ++I)
-        if ((*I)->contains(BB))
-          return true;  // A subloop actually contains this block!
-      return false;
-    }
-
-    /// isExitBlockDominatedByBlockInLoop - This method checks to see if the
-    /// specified exit block of the loop is dominated by the specified block
-    /// that is in the body of the loop.  We use these constraints to
-    /// dramatically limit the amount of the dominator tree that needs to be
-    /// searched.
-    bool isExitBlockDominatedByBlockInLoop(BasicBlock *ExitBlock,
-                                           BasicBlock *BlockInLoop) const {
-      // If the block in the loop is the loop header, it must be dominated!
-      BasicBlock *LoopHeader = CurLoop->getHeader();
-      if (BlockInLoop == LoopHeader)
-        return true;
-
-      DomTreeNode *BlockInLoopNode = DT->getNode(BlockInLoop);
-      DomTreeNode *IDom            = DT->getNode(ExitBlock);
-
-      // Because the exit block is not in the loop, we know we have to get _at
-      // least_ its immediate dominator.
-      IDom = IDom->getIDom();
-      
-      while (IDom && IDom != BlockInLoopNode) {
-        // If we have got to the header of the loop, then the instructions block
-        // did not dominate the exit node, so we can't hoist it.
-        if (IDom->getBlock() == LoopHeader)
-          return false;
-
-        // Get next Immediate Dominator.
-        IDom = IDom->getIDom();
-      };
-
-      return true;
+      return LI->getLoopFor(BB) != CurLoop;
     }
 
     /// sink - When an instruction is found to only be used outside of the loop,
@@ -192,65 +171,89 @@ namespace {
     ///
     bool isSafeToExecuteUnconditionally(Instruction &I);
 
+    /// isGuaranteedToExecute - Check that the instruction is guaranteed to
+    /// execute.
+    ///
+    bool isGuaranteedToExecute(Instruction &I);
+
     /// pointerInvalidatedByLoop - Return true if the body of this loop may
     /// store into the memory location pointed to by V.
     ///
-    bool pointerInvalidatedByLoop(Value *V, unsigned Size) {
+    bool pointerInvalidatedByLoop(Value *V, uint64_t Size,
+                                  const AAMDNodes &AAInfo) {
       // Check to see if any of the basic blocks in CurLoop invalidate *V.
-      return CurAST->getAliasSetForPointer(V, Size).isMod();
+      return CurAST->getAliasSetForPointer(V, Size, AAInfo).isMod();
     }
 
     bool canSinkOrHoistInst(Instruction &I);
-    bool isLoopInvariantInst(Instruction &I);
     bool isNotUsedInLoop(Instruction &I);
 
-    /// PromoteValuesInLoop - Look at the stores in the loop and promote as many
-    /// to scalars as we can.
-    ///
-    void PromoteValuesInLoop();
-
-    /// FindPromotableValuesInLoop - Check the current loop for stores to
-    /// definite pointers, which are not loaded and stored through may aliases.
-    /// If these are found, create an alloca for the value, add it to the
-    /// PromotedValues list, and keep track of the mapping from value to
-    /// alloca...
-    ///
-    void FindPromotableValuesInLoop(
-                   std::vector<std::pair<AllocaInst*, Value*> > &PromotedValues,
-                                    std::map<Value*, AllocaInst*> &Val2AlMap);
+    void PromoteAliasSet(AliasSet &AS,
+                         SmallVectorImpl<BasicBlock*> &ExitBlocks,
+                         SmallVectorImpl<Instruction*> &InsertPts,
+                         PredIteratorCache &PIC);
+
+    /// \brief Create a copy of the instruction in the exit block and patch up
+    /// SSA.
+    /// PN is a user of I in ExitBlock that can be used to get the number and
+    /// list of predecessors fast.
+    Instruction *CloneInstructionInExitBlock(Instruction &I,
+                                             BasicBlock &ExitBlock,
+                                             PHINode &PN);
   };
 }
 
 char LICM::ID = 0;
-static RegisterPass<LICM> X("licm", "Loop Invariant Code Motion");
+INITIALIZE_PASS_BEGIN(LICM, "licm", "Loop Invariant Code Motion", false, false)
+INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(DominatorTreeWrapperPass)
+INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(LoopInfo)
+INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(LoopSimplify)
+INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(LCSSA)
+INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(ScalarEvolution)
+INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(TargetLibraryInfo)
+INITIALIZE_AG_DEPENDENCY(AliasAnalysis)
+INITIALIZE_PASS_END(LICM, "licm", "Loop Invariant Code Motion", false, false)
 
 Pass *llvm::createLICMPass() { return new LICM(); }
 
 /// Hoist expressions out of the specified loop. Note, alias info for inner
-/// loop is not preserved so it is not a good idea to run LICM multiple 
+/// loop is not preserved so it is not a good idea to run LICM multiple
 /// times on one loop.
 ///
 bool LICM::runOnLoop(Loop *L, LPPassManager &LPM) {
+  if (skipOptnoneFunction(L))
+    return false;
+
   Changed = false;
 
   // Get our Loop and Alias Analysis information...
   LI = &getAnalysis<LoopInfo>();
   AA = &getAnalysis<AliasAnalysis>();
-  DF = &getAnalysis<DominanceFrontier>();
-  DT = &getAnalysis<DominatorTree>();
+  DT = &getAnalysis<DominatorTreeWrapperPass>().getDomTree();
+
+  DataLayoutPass *DLP = getAnalysisIfAvailable<DataLayoutPass>();
+  DL = DLP ? &DLP->getDataLayout() : nullptr;
+  TLI = &getAnalysis<TargetLibraryInfo>();
+
+  assert(L->isLCSSAForm(*DT) && "Loop is not in LCSSA form.");
 
   CurAST = new AliasSetTracker(*AA);
-  // Collect Alias info from subloops
+  // Collect Alias info from subloops.
   for (Loop::iterator LoopItr = L->begin(), LoopItrE = L->end();
        LoopItr != LoopItrE; ++LoopItr) {
     Loop *InnerL = *LoopItr;
-    AliasSetTracker *InnerAST = LoopToAliasMap[InnerL];
-    assert (InnerAST && "Where is my AST?");
+    AliasSetTracker *InnerAST = LoopToAliasSetMap[InnerL];
+    assert(InnerAST && "Where is my AST?");
 
     // What if InnerLoop was modified by other passes ?
     CurAST->add(*InnerAST);
+
+    // Once we've incorporated the inner loop's AST into ours, we don't need the
+    // subloop's anymore.
+    delete InnerAST;
+    LoopToAliasSetMap.erase(InnerL);
   }
-  
+
   CurLoop = L;
 
   // Get the preheader block to move instructions into...
@@ -263,10 +266,19 @@ bool LICM::runOnLoop(Loop *L, LPPassManager &LPM) {
   for (Loop::block_iterator I = L->block_begin(), E = L->block_end();
        I != E; ++I) {
     BasicBlock *BB = *I;
-    if (LI->getLoopFor(BB) == L)        // Ignore blocks in subloops...
+    if (LI->getLoopFor(BB) == L)        // Ignore blocks in subloops.
       CurAST->add(*BB);                 // Incorporate the specified basic block
   }
 
+  MayThrow = false;
+  // TODO: We've already searched for instructions which may throw in subloops.
+  // We may want to reuse this information.
+  for (Loop::block_iterator BB = L->block_begin(), BBE = L->block_end();
+       (BB != BBE) && !MayThrow ; ++BB)
+    for (BasicBlock::iterator I = (*BB)->begin(), E = (*BB)->end();
+         (I != E) && !MayThrow; ++I)
+      MayThrow |= I->mayThrow();
+
   // We want to visit all of the instructions in this loop... that are not parts
   // of our subloops (they have already had their invariants hoisted out of
   // their loop, into this loop, so there is no need to process the BODIES of
@@ -283,15 +295,44 @@ bool LICM::runOnLoop(Loop *L, LPPassManager &LPM) {
     HoistRegion(DT->getNode(L->getHeader()));
 
   // Now that all loop invariants have been removed from the loop, promote any
-  // memory references to scalars that we can...
-  if (!DisablePromotion && Preheader && L->hasDedicatedExits())
-    PromoteValuesInLoop();
+  // memory references to scalars that we can.
+  if (!DisablePromotion && (Preheader || L->hasDedicatedExits())) {
+    SmallVector<BasicBlock *, 8> ExitBlocks;
+    SmallVector<Instruction *, 8> InsertPts;
+    PredIteratorCache PIC;
+
+    // Loop over all of the alias sets in the tracker object.
+    for (AliasSetTracker::iterator I = CurAST->begin(), E = CurAST->end();
+         I != E; ++I)
+      PromoteAliasSet(*I, ExitBlocks, InsertPts, PIC);
+
+    // Once we have promoted values across the loop body we have to recursively
+    // reform LCSSA as any nested loop may now have values defined within the
+    // loop used in the outer loop.
+    // FIXME: This is really heavy handed. It would be a bit better to use an
+    // SSAUpdater strategy during promotion that was LCSSA aware and reformed
+    // it as it went.
+    if (Changed)
+      formLCSSARecursively(*L, *DT, getAnalysisIfAvailable<ScalarEvolution>());
+  }
 
-  // Clear out loops state information for the next iteration
-  CurLoop = 0;
-  Preheader = 0;
+  // Check that neither this loop nor its parent have had LCSSA broken. LICM is
+  // specifically moving instructions across the loop boundary and so it is
+  // especially in need of sanity checking here.
+  assert(L->isLCSSAForm(*DT) && "Loop not left in LCSSA form after LICM!");
+  assert((!L->getParentLoop() || L->getParentLoop()->isLCSSAForm(*DT)) &&
+         "Parent loop not left in LCSSA form after LICM!");
 
-  LoopToAliasMap[L] = CurAST;
+  // Clear out loops state information for the next iteration
+  CurLoop = nullptr;
+  Preheader = nullptr;
+
+  // If this loop is nested inside of another one, save the alias information
+  // for when we process the outer loop.
+  if (L->getParentLoop())
+    LoopToAliasSetMap[L] = CurAST;
+  else
+    delete CurAST;
   return Changed;
 }
 
@@ -302,13 +343,13 @@ bool LICM::runOnLoop(Loop *L, LPPassManager &LPM) {
 /// iteration.
 ///
 void LICM::SinkRegion(DomTreeNode *N) {
-  assert(N != 0 && "Null dominator tree node?");
+  assert(N != nullptr && "Null dominator tree node?");
   BasicBlock *BB = N->getBlock();
 
   // If this subregion is not in the top level loop at all, exit.
   if (!CurLoop->contains(BB)) return;
 
-  // We are processing blocks in reverse dfo, so process children first...
+  // We are processing blocks in reverse dfo, so process children first.
   const std::vector<DomTreeNode*> &Children = N->getChildren();
   for (unsigned i = 0, e = Children.size(); i != e; ++i)
     SinkRegion(Children[i]);
@@ -320,6 +361,17 @@ void LICM::SinkRegion(DomTreeNode *N) {
   for (BasicBlock::iterator II = BB->end(); II != BB->begin(); ) {
     Instruction &I = *--II;
 
+    // If the instruction is dead, we would try to sink it because it isn't used
+    // in the loop, instead, just delete it.
+    if (isInstructionTriviallyDead(&I, TLI)) {
+      DEBUG(dbgs() << "LICM deleting dead inst: " << I << '\n');
+      ++II;
+      CurAST->deleteValue(&I);
+      I.eraseFromParent();
+      Changed = true;
+      continue;
+    }
+
     // Check to see if we can sink this instruction to the exit blocks
     // of the loop.  We can do this if the all users of the instruction are
     // outside of the loop.  In this case, it doesn't even matter if the
@@ -338,7 +390,7 @@ void LICM::SinkRegion(DomTreeNode *N) {
 /// before uses, allowing us to hoist a loop body in one pass without iteration.
 ///
 void LICM::HoistRegion(DomTreeNode *N) {
-  assert(N != 0 && "Null dominator tree node?");
+  assert(N != nullptr && "Null dominator tree node?");
   BasicBlock *BB = N->getBlock();
 
   // If this subregion is not in the top level loop at all, exit.
@@ -350,14 +402,26 @@ void LICM::HoistRegion(DomTreeNode *N) {
     for (BasicBlock::iterator II = BB->begin(), E = BB->end(); II != E; ) {
       Instruction &I = *II++;
 
+      // Try constant folding this instruction.  If all the operands are
+      // constants, it is technically hoistable, but it would be better to just
+      // fold it.
+      if (Constant *C = ConstantFoldInstruction(&I, DL, TLI)) {
+        DEBUG(dbgs() << "LICM folding inst: " << I << "  --> " << *C << '\n');
+        CurAST->copyValue(&I, C);
+        CurAST->deleteValue(&I);
+        I.replaceAllUsesWith(C);
+        I.eraseFromParent();
+        continue;
+      }
+
       // Try hoisting the instruction out to the preheader.  We can only do this
       // if all of the operands of the instruction are loop invariant and if it
       // is safe to hoist the instruction.
       //
-      if (isLoopInvariantInst(I) && canSinkOrHoistInst(I) &&
+      if (CurLoop->hasLoopInvariantOperands(&I) && canSinkOrHoistInst(I) &&
           isSafeToExecuteUnconditionally(I))
         hoist(I);
-      }
+    }
 
   const std::vector<DomTreeNode*> &Children = N->getChildren();
   for (unsigned i = 0, e = Children.size(); i != e; ++i)
@@ -370,25 +434,35 @@ void LICM::HoistRegion(DomTreeNode *N) {
 bool LICM::canSinkOrHoistInst(Instruction &I) {
   // Loads have extra constraints we have to verify before we can hoist them.
   if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(&I)) {
-    if (LI->isVolatile())
-      return false;        // Don't hoist volatile loads!
+    if (!LI->isUnordered())
+      return false;        // Don't hoist volatile/atomic loads!
 
     // Loads from constant memory are always safe to move, even if they end up
     // in the same alias set as something that ends up being modified.
     if (AA->pointsToConstantMemory(LI->getOperand(0)))
       return true;
-    
+    if (LI->getMetadata("invariant.load"))
+      return true;
+
     // Don't hoist loads which have may-aliased stores in loop.
-    unsigned Size = 0;
+    uint64_t Size = 0;
     if (LI->getType()->isSized())
       Size = AA->getTypeStoreSize(LI->getType());
-    return !pointerInvalidatedByLoop(LI->getOperand(0), Size);
+
+    AAMDNodes AAInfo;
+    LI->getAAMetadata(AAInfo);
+
+    return !pointerInvalidatedByLoop(LI->getOperand(0), Size, AAInfo);
   } else if (CallInst *CI = dyn_cast<CallInst>(&I)) {
-    // Handle obvious cases efficiently.
+    // Don't sink or hoist dbg info; it's legal, but not useful.
+    if (isa<DbgInfoIntrinsic>(I))
+      return false;
+
+    // Handle simple cases by querying alias analysis.
     AliasAnalysis::ModRefBehavior Behavior = AA->getModRefBehavior(CI);
     if (Behavior == AliasAnalysis::DoesNotAccessMemory)
       return true;
-    else if (Behavior == AliasAnalysis::OnlyReadsMemory) {
+    if (AliasAnalysis::onlyReadsMemory(Behavior)) {
       // If this call only reads from memory and there are no writes to memory
       // in the loop, we can hoist or sink the call as appropriate.
       bool FoundMod = false;
@@ -403,17 +477,34 @@ bool LICM::canSinkOrHoistInst(Instruction &I) {
       if (!FoundMod) return true;
     }
 
-    // FIXME: This should use mod/ref information to see if we can hoist or sink
-    // the call.
+    // FIXME: This should use mod/ref information to see if we can hoist or
+    // sink the call.
 
     return false;
   }
 
-  // Otherwise these instructions are hoistable/sinkable
-  return isa<BinaryOperator>(I) || isa<CastInst>(I) ||
-         isa<SelectInst>(I) || isa<GetElementPtrInst>(I) || isa<CmpInst>(I) ||
-         isa<InsertElementInst>(I) || isa<ExtractElementInst>(I) ||
-         isa<ShuffleVectorInst>(I);
+  // Only these instructions are hoistable/sinkable.
+  if (!isa<BinaryOperator>(I) && !isa<CastInst>(I) && !isa<SelectInst>(I) &&
+      !isa<GetElementPtrInst>(I) && !isa<CmpInst>(I) &&
+      !isa<InsertElementInst>(I) && !isa<ExtractElementInst>(I) &&
+      !isa<ShuffleVectorInst>(I) && !isa<ExtractValueInst>(I) &&
+      !isa<InsertValueInst>(I))
+    return false;
+
+  return isSafeToExecuteUnconditionally(I);
+}
+
+/// \brief Returns true if a PHINode is a trivially replaceable with an
+/// Instruction.
+///
+/// This is true when all incoming values are that instruction. This pattern
+/// occurs most often with LCSSA PHI nodes.
+static bool isTriviallyReplacablePHI(PHINode &PN, Instruction &I) {
+  for (unsigned i = 0, e = PN.getNumIncomingValues(); i != e; ++i)
+    if (PN.getIncomingValue(i) != &I)
+      return false;
+
+  return true;
 }
 
 /// isNotUsedInLoop - Return true if the only users of this instruction are
@@ -421,34 +512,63 @@ bool LICM::canSinkOrHoistInst(Instruction &I) {
 /// exit blocks of the loop.
 ///
 bool LICM::isNotUsedInLoop(Instruction &I) {
-  for (Value::use_iterator UI = I.use_begin(), E = I.use_end(); UI != E; ++UI) {
-    Instruction *User = cast<Instruction>(*UI);
-    if (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(User)) {
-      // PHI node uses occur in predecessor blocks!
+  for (User *U : I.users()) {
+    Instruction *UI = cast<Instruction>(U);
+    if (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(UI)) {
+      // A PHI node where all of the incoming values are this instruction are
+      // special -- they can just be RAUW'ed with the instruction and thus
+      // don't require a use in the predecessor. This is a particular important
+      // special case because it is the pattern found in LCSSA form.
+      if (isTriviallyReplacablePHI(*PN, I)) {
+        if (CurLoop->contains(PN))
+          return false;
+        else
+          continue;
+      }
+
+      // Otherwise, PHI node uses occur in predecessor blocks if the incoming
+      // values. Check for such a use being inside the loop.
       for (unsigned i = 0, e = PN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i)
         if (PN->getIncomingValue(i) == &I)
           if (CurLoop->contains(PN->getIncomingBlock(i)))
             return false;
-    } else if (CurLoop->contains(User)) {
-      return false;
+
+      continue;
     }
+
+    if (CurLoop->contains(UI))
+      return false;
   }
   return true;
 }
 
-
-/// isLoopInvariantInst - Return true if all operands of this instruction are
-/// loop invariant.  We also filter out non-hoistable instructions here just for
-/// efficiency.
-///
-bool LICM::isLoopInvariantInst(Instruction &I) {
-  // The instruction is loop invariant if all of its operands are loop-invariant
-  for (unsigned i = 0, e = I.getNumOperands(); i != e; ++i)
-    if (!CurLoop->isLoopInvariant(I.getOperand(i)))
-      return false;
-
-  // If we got this far, the instruction is loop invariant!
-  return true;
+Instruction *LICM::CloneInstructionInExitBlock(Instruction &I,
+                                               BasicBlock &ExitBlock,
+                                               PHINode &PN) {
+  Instruction *New = I.clone();
+  ExitBlock.getInstList().insert(ExitBlock.getFirstInsertionPt(), New);
+  if (!I.getName().empty()) New->setName(I.getName() + ".le");
+
+  // Build LCSSA PHI nodes for any in-loop operands. Note that this is
+  // particularly cheap because we can rip off the PHI node that we're
+  // replacing for the number and blocks of the predecessors.
+  // OPT: If this shows up in a profile, we can instead finish sinking all
+  // invariant instructions, and then walk their operands to re-establish
+  // LCSSA. That will eliminate creating PHI nodes just to nuke them when
+  // sinking bottom-up.
+  for (User::op_iterator OI = New->op_begin(), OE = New->op_end(); OI != OE;
+       ++OI)
+    if (Instruction *OInst = dyn_cast<Instruction>(*OI))
+      if (Loop *OLoop = LI->getLoopFor(OInst->getParent()))
+        if (!OLoop->contains(&PN)) {
+          PHINode *OpPN =
+              PHINode::Create(OInst->getType(), PN.getNumIncomingValues(),
+                              OInst->getName() + ".lcssa", ExitBlock.begin());
+          for (unsigned i = 0, e = PN.getNumIncomingValues(); i != e; ++i)
+            OpPN->addIncoming(OInst, PN.getIncomingBlock(i));
+          *OI = OpPN;
+        }
+  return New;
 }
 
 /// sink - When an instruction is found to only be used outside of the loop,
@@ -457,142 +577,47 @@ bool LICM::isLoopInvariantInst(Instruction &I) {
 /// position, and may either delete it or move it to outside of the loop.
 ///
 void LICM::sink(Instruction &I) {
-  DEBUG(dbgs() << "LICM sinking instruction: " << I);
-
-  SmallVector<BasicBlock*, 8> ExitBlocks;
-  CurLoop->getExitBlocks(ExitBlocks);
+  DEBUG(dbgs() << "LICM sinking instruction: " << I << "\n");
 
   if (isa<LoadInst>(I)) ++NumMovedLoads;
   else if (isa<CallInst>(I)) ++NumMovedCalls;
   ++NumSunk;
   Changed = true;
 
-  // The case where there is only a single exit node of this loop is common
-  // enough that we handle it as a special (more efficient) case.  It is more
-  // efficient to handle because there are no PHI nodes that need to be placed.
-  if (ExitBlocks.size() == 1) {
-    if (!isExitBlockDominatedByBlockInLoop(ExitBlocks[0], I.getParent())) {
-      // Instruction is not used, just delete it.
-      CurAST->deleteValue(&I);
-      // If I has users in unreachable blocks, eliminate.
-      // If I is not void type then replaceAllUsesWith undef.
-      // This allows ValueHandlers and custom metadata to adjust itself.
-      if (!I.getType()->isVoidTy())
-        I.replaceAllUsesWith(UndefValue::get(I.getType()));
-      I.eraseFromParent();
-    } else {
-      // Move the instruction to the start of the exit block, after any PHI
-      // nodes in it.
-      I.removeFromParent();
-      BasicBlock::iterator InsertPt = ExitBlocks[0]->getFirstNonPHI();
-      ExitBlocks[0]->getInstList().insert(InsertPt, &I);
-    }
-  } else if (ExitBlocks.empty()) {
-    // The instruction is actually dead if there ARE NO exit blocks.
-    CurAST->deleteValue(&I);
-    // If I has users in unreachable blocks, eliminate.
-    // If I is not void type then replaceAllUsesWith undef.
-    // This allows ValueHandlers and custom metadata to adjust itself.
-    if (!I.getType()->isVoidTy())
-      I.replaceAllUsesWith(UndefValue::get(I.getType()));
-    I.eraseFromParent();
-  } else {
-    // Otherwise, if we have multiple exits, use the PromoteMem2Reg function to
-    // do all of the hard work of inserting PHI nodes as necessary.  We convert
-    // the value into a stack object to get it to do this.
-
-    // Firstly, we create a stack object to hold the value...
-    AllocaInst *AI = 0;
-
-    if (!I.getType()->isVoidTy()) {
-      AI = new AllocaInst(I.getType(), 0, I.getName(),
-                          I.getParent()->getParent()->getEntryBlock().begin());
-      CurAST->add(AI);
-    }
-
-    // Secondly, insert load instructions for each use of the instruction
-    // outside of the loop.
-    while (!I.use_empty()) {
-      Instruction *U = cast<Instruction>(I.use_back());
-
-      // If the user is a PHI Node, we actually have to insert load instructions
-      // in all predecessor blocks, not in the PHI block itself!
-      if (PHINode *UPN = dyn_cast<PHINode>(U)) {
-        // Only insert into each predecessor once, so that we don't have
-        // different incoming values from the same block!
-        std::map<BasicBlock*, Value*> InsertedBlocks;
-        for (unsigned i = 0, e = UPN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i)
-          if (UPN->getIncomingValue(i) == &I) {
-            BasicBlock *Pred = UPN->getIncomingBlock(i);
-            Value *&PredVal = InsertedBlocks[Pred];
-            if (!PredVal) {
-              // Insert a new load instruction right before the terminator in
-              // the predecessor block.
-              PredVal = new LoadInst(AI, "", Pred->getTerminator());
-              CurAST->add(cast<LoadInst>(PredVal));
-            }
-
-            UPN->setIncomingValue(i, PredVal);
-          }
-
-      } else {
-        LoadInst *L = new LoadInst(AI, "", U);
-        U->replaceUsesOfWith(&I, L);
-        CurAST->add(L);
-      }
-    }
-
-    // Thirdly, insert a copy of the instruction in each exit block of the loop
-    // that is dominated by the instruction, storing the result into the memory
-    // location.  Be careful not to insert the instruction into any particular
-    // basic block more than once.
-    std::set<BasicBlock*> InsertedBlocks;
-    BasicBlock *InstOrigBB = I.getParent();
-
-    for (unsigned i = 0, e = ExitBlocks.size(); i != e; ++i) {
-      BasicBlock *ExitBlock = ExitBlocks[i];
-
-      if (isExitBlockDominatedByBlockInLoop(ExitBlock, InstOrigBB)) {
-        // If we haven't already processed this exit block, do so now.
-        if (InsertedBlocks.insert(ExitBlock).second) {
-          // Insert the code after the last PHI node...
-          BasicBlock::iterator InsertPt = ExitBlock->getFirstNonPHI();
-
-          // If this is the first exit block processed, just move the original
-          // instruction, otherwise clone the original instruction and insert
-          // the copy.
-          Instruction *New;
-          if (InsertedBlocks.size() == 1) {
-            I.removeFromParent();
-            ExitBlock->getInstList().insert(InsertPt, &I);
-            New = &I;
-          } else {
-            New = I.clone();
-            CurAST->copyValue(&I, New);
-            if (!I.getName().empty())
-              New->setName(I.getName()+".le");
-            ExitBlock->getInstList().insert(InsertPt, New);
-          }
-
-          // Now that we have inserted the instruction, store it into the alloca
-          if (AI) new StoreInst(New, AI, InsertPt);
-        }
-      }
-    }
-
-    // If the instruction doesn't dominate any exit blocks, it must be dead.
-    if (InsertedBlocks.empty()) {
-      CurAST->deleteValue(&I);
-      I.eraseFromParent();
-    }
-
-    // Finally, promote the fine value to SSA form.
-    if (AI) {
-      std::vector<AllocaInst*> Allocas;
-      Allocas.push_back(AI);
-      PromoteMemToReg(Allocas, *DT, *DF, CurAST);
-    }
+#ifndef NDEBUG
+  SmallVector<BasicBlock *, 32> ExitBlocks;
+  CurLoop->getUniqueExitBlocks(ExitBlocks);
+  SmallPtrSet<BasicBlock *, 32> ExitBlockSet(ExitBlocks.begin(), ExitBlocks.end());
+#endif
+
+  // Clones of this instruction. Don't create more than one per exit block!
+  SmallDenseMap<BasicBlock *, Instruction *, 32> SunkCopies;
+
+  // If this instruction is only used outside of the loop, then all users are
+  // PHI nodes in exit blocks due to LCSSA form. Just RAUW them with clones of
+  // the instruction.
+  while (!I.use_empty()) {
+    // The user must be a PHI node.
+    PHINode *PN = cast<PHINode>(I.user_back());
+
+    BasicBlock *ExitBlock = PN->getParent();
+    assert(ExitBlockSet.count(ExitBlock) &&
+           "The LCSSA PHI is not in an exit block!");
+
+    Instruction *New;
+    auto It = SunkCopies.find(ExitBlock);
+    if (It != SunkCopies.end())
+      New = It->second;
+    else
+      New = SunkCopies[ExitBlock] =
+          CloneInstructionInExitBlock(I, *ExitBlock, *PN);
+
+    PN->replaceAllUsesWith(New);
+    PN->eraseFromParent();
   }
+
+  CurAST->deleteValue(&I);
+  I.eraseFromParent();
 }
 
 /// hoist - When an instruction is found to only use loop invariant operands
@@ -602,12 +627,8 @@ void LICM::hoist(Instruction &I) {
   DEBUG(dbgs() << "LICM hoisting to " << Preheader->getName() << ": "
         << I << "\n");
 
-  // Remove the instruction from its current basic block... but don't delete the
-  // instruction.
-  I.removeFromParent();
-
-  // Insert the new node in Preheader, before the terminator.
-  Preheader->getInstList().insert(Preheader->getTerminator(), &I);
+  // Move the new node to the Preheader, before its terminator.
+  I.moveBefore(Preheader->getTerminator());
 
   if (isa<LoadInst>(I)) ++NumMovedLoads;
   else if (isa<CallInst>(I)) ++NumMovedCalls;
@@ -621,9 +642,19 @@ void LICM::hoist(Instruction &I) {
 ///
 bool LICM::isSafeToExecuteUnconditionally(Instruction &Inst) {
   // If it is not a trapping instruction, it is always safe to hoist.
-  if (Inst.isSafeToSpeculativelyExecute())
+  if (isSafeToSpeculativelyExecute(&Inst, DL))
     return true;
 
+  return isGuaranteedToExecute(Inst);
+}
+
+bool LICM::isGuaranteedToExecute(Instruction &Inst) {
+
+  // Somewhere in this loop there is an instruction which may throw and make us
+  // exit the loop.
+  if (MayThrow)
+    return false;
+
   // Otherwise we have to check to make sure that the instruction dominates all
   // of the exit blocks.  If it doesn't, then there is a path out of the loop
   // which does not execute this instruction, so we can't hoist it.
@@ -638,230 +669,260 @@ bool LICM::isSafeToExecuteUnconditionally(Instruction &Inst) {
   SmallVector<BasicBlock*, 8> ExitBlocks;
   CurLoop->getExitBlocks(ExitBlocks);
 
-  // For each exit block, get the DT node and walk up the DT until the
-  // instruction's basic block is found or we exit the loop.
+  // Verify that the block dominates each of the exit blocks of the loop.
   for (unsigned i = 0, e = ExitBlocks.size(); i != e; ++i)
-    if (!isExitBlockDominatedByBlockInLoop(ExitBlocks[i], Inst.getParent()))
+    if (!DT->dominates(Inst.getParent(), ExitBlocks[i]))
       return false;
 
+  // As a degenerate case, if the loop is statically infinite then we haven't
+  // proven anything since there are no exit blocks.
+  if (ExitBlocks.empty())
+    return false;
+
   return true;
 }
 
+namespace {
+  class LoopPromoter : public LoadAndStorePromoter {
+    Value *SomePtr;  // Designated pointer to store to.
+    SmallPtrSet<Value*, 4> &PointerMustAliases;
+    SmallVectorImpl<BasicBlock*> &LoopExitBlocks;
+    SmallVectorImpl<Instruction*> &LoopInsertPts;
+    PredIteratorCache &PredCache;
+    AliasSetTracker &AST;
+    LoopInfo &LI;
+    DebugLoc DL;
+    int Alignment;
+    AAMDNodes AATags;
+
+    Value *maybeInsertLCSSAPHI(Value *V, BasicBlock *BB) const {
+      if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V))
+        if (Loop *L = LI.getLoopFor(I->getParent()))
+          if (!L->contains(BB)) {
+            // We need to create an LCSSA PHI node for the incoming value and
+            // store that.
+            PHINode *PN = PHINode::Create(
+                I->getType(), PredCache.GetNumPreds(BB),
+                I->getName() + ".lcssa", BB->begin());
+            for (BasicBlock **PI = PredCache.GetPreds(BB); *PI; ++PI)
+              PN->addIncoming(I, *PI);
+            return PN;
+          }
+      return V;
+    }
 
-/// PromoteValuesInLoop - Try to promote memory values to scalars by sinking
-/// stores out of the loop and moving loads to before the loop.  We do this by
-/// looping over the stores in the loop, looking for stores to Must pointers
-/// which are loop invariant.  We promote these memory locations to use allocas
-/// instead.  These allocas can easily be raised to register values by the
-/// PromoteMem2Reg functionality.
-///
-void LICM::PromoteValuesInLoop() {
-  // PromotedValues - List of values that are promoted out of the loop.  Each
-  // value has an alloca instruction for it, and a canonical version of the
-  // pointer.
-  std::vector<std::pair<AllocaInst*, Value*> > PromotedValues;
-  std::map<Value*, AllocaInst*> ValueToAllocaMap; // Map of ptr to alloca
-
-  FindPromotableValuesInLoop(PromotedValues, ValueToAllocaMap);
-  if (ValueToAllocaMap.empty()) return;   // If there are values to promote.
+  public:
+    LoopPromoter(Value *SP, const SmallVectorImpl<Instruction *> &Insts,
+                 SSAUpdater &S, SmallPtrSet<Value *, 4> &PMA,
+                 SmallVectorImpl<BasicBlock *> &LEB,
+                 SmallVectorImpl<Instruction *> &LIP, PredIteratorCache &PIC,
+                 AliasSetTracker &ast, LoopInfo &li, DebugLoc dl, int alignment,
+                 const AAMDNodes &AATags)
+        : LoadAndStorePromoter(Insts, S), SomePtr(SP), PointerMustAliases(PMA),
+          LoopExitBlocks(LEB), LoopInsertPts(LIP), PredCache(PIC), AST(ast),
+          LI(li), DL(dl), Alignment(alignment), AATags(AATags) {}
+
+    bool isInstInList(Instruction *I,
+                      const SmallVectorImpl<Instruction*> &) const override {
+      Value *Ptr;
+      if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(I))
+        Ptr = LI->getOperand(0);
+      else
+        Ptr = cast<StoreInst>(I)->getPointerOperand();
+      return PointerMustAliases.count(Ptr);
+    }
 
-  Changed = true;
-  NumPromoted += PromotedValues.size();
-
-  std::vector<Value*> PointerValueNumbers;
-
-  // Emit a copy from the value into the alloca'd value in the loop preheader
-  TerminatorInst *LoopPredInst = Preheader->getTerminator();
-  for (unsigned i = 0, e = PromotedValues.size(); i != e; ++i) {
-    Value *Ptr = PromotedValues[i].second;
-
-    // If we are promoting a pointer value, update alias information for the
-    // inserted load.
-    Value *LoadValue = 0;
-    if (cast<PointerType>(Ptr->getType())->getElementType()->isPointerTy()) {
-      // Locate a load or store through the pointer, and assign the same value
-      // to LI as we are loading or storing.  Since we know that the value is
-      // stored in this loop, this will always succeed.
-      for (Value::use_iterator UI = Ptr->use_begin(), E = Ptr->use_end();
-           UI != E; ++UI)
-        if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(*UI)) {
-          LoadValue = LI;
-          break;
-        } else if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(*UI)) {
-          if (SI->getOperand(1) == Ptr) {
-            LoadValue = SI->getOperand(0);
-            break;
-          }
-        }
-      assert(LoadValue && "No store through the pointer found!");
-      PointerValueNumbers.push_back(LoadValue);  // Remember this for later.
+    void doExtraRewritesBeforeFinalDeletion() const override {
+      // Insert stores after in the loop exit blocks.  Each exit block gets a
+      // store of the live-out values that feed them.  Since we've already told
+      // the SSA updater about the defs in the loop and the preheader
+      // definition, it is all set and we can start using it.
+      for (unsigned i = 0, e = LoopExitBlocks.size(); i != e; ++i) {
+        BasicBlock *ExitBlock = LoopExitBlocks[i];
+        Value *LiveInValue = SSA.GetValueInMiddleOfBlock(ExitBlock);
+        LiveInValue = maybeInsertLCSSAPHI(LiveInValue, ExitBlock);
+        Value *Ptr = maybeInsertLCSSAPHI(SomePtr, ExitBlock);
+        Instruction *InsertPos = LoopInsertPts[i];
+        StoreInst *NewSI = new StoreInst(LiveInValue, Ptr, InsertPos);
+        NewSI->setAlignment(Alignment);
+        NewSI->setDebugLoc(DL);
+        if (AATags) NewSI->setAAMetadata(AATags);
+      }
     }
 
-    // Load from the memory we are promoting.
-    LoadInst *LI = new LoadInst(Ptr, Ptr->getName()+".promoted", LoopPredInst);
+    void replaceLoadWithValue(LoadInst *LI, Value *V) const override {
+      // Update alias analysis.
+      AST.copyValue(LI, V);
+    }
+    void instructionDeleted(Instruction *I) const override {
+      AST.deleteValue(I);
+    }
+  };
+} // end anon namespace
 
-    if (LoadValue) CurAST->copyValue(LoadValue, LI);
+/// PromoteAliasSet - Try to promote memory values to scalars by sinking
+/// stores out of the loop and moving loads to before the loop.  We do this by
+/// looping over the stores in the loop, looking for stores to Must pointers
+/// which are loop invariant.
+///
+void LICM::PromoteAliasSet(AliasSet &AS,
+                           SmallVectorImpl<BasicBlock*> &ExitBlocks,
+                           SmallVectorImpl<Instruction*> &InsertPts,
+                           PredIteratorCache &PIC) {
+  // We can promote this alias set if it has a store, if it is a "Must" alias
+  // set, if the pointer is loop invariant, and if we are not eliminating any
+  // volatile loads or stores.
+  if (AS.isForwardingAliasSet() || !AS.isMod() || !AS.isMustAlias() ||
+      AS.isVolatile() || !CurLoop->isLoopInvariant(AS.begin()->getValue()))
+    return;
 
-    // Store into the temporary alloca.
-    new StoreInst(LI, PromotedValues[i].first, LoopPredInst);
-  }
+  assert(!AS.empty() &&
+         "Must alias set should have at least one pointer element in it!");
+  Value *SomePtr = AS.begin()->getValue();
 
-  // Scan the basic blocks in the loop, replacing uses of our pointers with
-  // uses of the allocas in question.
+  // It isn't safe to promote a load/store from the loop if the load/store is
+  // conditional.  For example, turning:
   //
-  for (Loop::block_iterator I = CurLoop->block_begin(),
-         E = CurLoop->block_end(); I != E; ++I) {
-    BasicBlock *BB = *I;
-    // Rewrite all loads and stores in the block of the pointer...
-    for (BasicBlock::iterator II = BB->begin(), E = BB->end(); II != E; ++II) {
-      if (LoadInst *L = dyn_cast<LoadInst>(II)) {
-        std::map<Value*, AllocaInst*>::iterator
-          I = ValueToAllocaMap.find(L->getOperand(0));
-        if (I != ValueToAllocaMap.end())
-          L->setOperand(0, I->second);    // Rewrite load instruction...
-      } else if (StoreInst *S = dyn_cast<StoreInst>(II)) {
-        std::map<Value*, AllocaInst*>::iterator
-          I = ValueToAllocaMap.find(S->getOperand(1));
-        if (I != ValueToAllocaMap.end())
-          S->setOperand(1, I->second);    // Rewrite store instruction...
-      }
-    }
-  }
-
-  // Now that the body of the loop uses the allocas instead of the original
-  // memory locations, insert code to copy the alloca value back into the
-  // original memory location on all exits from the loop.  Note that we only
-  // want to insert one copy of the code in each exit block, though the loop may
-  // exit to the same block more than once.
+  //    for () { if (c) *P += 1; }
+  //
+  // into:
+  //
+  //    tmp = *P;  for () { if (c) tmp +=1; } *P = tmp;
   //
-  SmallPtrSet<BasicBlock*, 16> ProcessedBlocks;
+  // is not safe, because *P may only be valid to access if 'c' is true.
+  //
+  // It is safe to promote P if all uses are direct load/stores and if at
+  // least one is guaranteed to be executed.
+  bool GuaranteedToExecute = false;
 
-  SmallVector<BasicBlock*, 8> ExitBlocks;
-  CurLoop->getExitBlocks(ExitBlocks);
-  for (unsigned i = 0, e = ExitBlocks.size(); i != e; ++i) {
-    if (!ProcessedBlocks.insert(ExitBlocks[i]))
-      continue;
-  
-    // Copy all of the allocas into their memory locations.
-    BasicBlock::iterator BI = ExitBlocks[i]->getFirstNonPHI();
-    Instruction *InsertPos = BI;
-    unsigned PVN = 0;
-    for (unsigned i = 0, e = PromotedValues.size(); i != e; ++i) {
-      // Load from the alloca.
-      LoadInst *LI = new LoadInst(PromotedValues[i].first, "", InsertPos);
-
-      // If this is a pointer type, update alias info appropriately.
-      if (LI->getType()->isPointerTy())
-        CurAST->copyValue(PointerValueNumbers[PVN++], LI);
-
-      // Store into the memory we promoted.
-      new StoreInst(LI, PromotedValues[i].second, InsertPos);
-    }
-  }
+  SmallVector<Instruction*, 64> LoopUses;
+  SmallPtrSet<Value*, 4> PointerMustAliases;
 
-  // Now that we have done the deed, use the mem2reg functionality to promote
-  // all of the new allocas we just created into real SSA registers.
-  //
-  std::vector<AllocaInst*> PromotedAllocas;
-  PromotedAllocas.reserve(PromotedValues.size());
-  for (unsigned i = 0, e = PromotedValues.size(); i != e; ++i)
-    PromotedAllocas.push_back(PromotedValues[i].first);
-  PromoteMemToReg(PromotedAllocas, *DT, *DF, CurAST);
-}
+  // We start with an alignment of one and try to find instructions that allow
+  // us to prove better alignment.
+  unsigned Alignment = 1;
+  AAMDNodes AATags;
 
-/// FindPromotableValuesInLoop - Check the current loop for stores to definite
-/// pointers, which are not loaded and stored through may aliases and are safe
-/// for promotion.  If these are found, create an alloca for the value, add it 
-/// to the PromotedValues list, and keep track of the mapping from value to 
-/// alloca. 
-void LICM::FindPromotableValuesInLoop(
-                   std::vector<std::pair<AllocaInst*, Value*> > &PromotedValues,
-                             std::map<Value*, AllocaInst*> &ValueToAllocaMap) {
-  Instruction *FnStart = CurLoop->getHeader()->getParent()->begin()->begin();
-
-  // Loop over all of the alias sets in the tracker object.
-  for (AliasSetTracker::iterator I = CurAST->begin(), E = CurAST->end();
-       I != E; ++I) {
-    AliasSet &AS = *I;
-    // We can promote this alias set if it has a store, if it is a "Must" alias
-    // set, if the pointer is loop invariant, and if we are not eliminating any
-    // volatile loads or stores.
-    if (AS.isForwardingAliasSet() || !AS.isMod() || !AS.isMustAlias() ||
-        AS.isVolatile() || !CurLoop->isLoopInvariant(AS.begin()->getValue()))
-      continue;
-    
-    assert(!AS.empty() &&
-           "Must alias set should have at least one pointer element in it!");
-    Value *V = AS.begin()->getValue();
+  // Check that all of the pointers in the alias set have the same type.  We
+  // cannot (yet) promote a memory location that is loaded and stored in
+  // different sizes.  While we are at it, collect alignment and AA info.
+  for (AliasSet::iterator ASI = AS.begin(), E = AS.end(); ASI != E; ++ASI) {
+    Value *ASIV = ASI->getValue();
+    PointerMustAliases.insert(ASIV);
 
     // Check that all of the pointers in the alias set have the same type.  We
     // cannot (yet) promote a memory location that is loaded and stored in
     // different sizes.
-    {
-      bool PointerOk = true;
-      for (AliasSet::iterator I = AS.begin(), E = AS.end(); I != E; ++I)
-        if (V->getType() != I->getValue()->getType()) {
-          PointerOk = false;
-          break;
-        }
-      if (!PointerOk)
-        continue;
-    }
+    if (SomePtr->getType() != ASIV->getType())
+      return;
 
-    // It isn't safe to promote a load/store from the loop if the load/store is
-    // conditional.  For example, turning:
-    //
-    //    for () { if (c) *P += 1; }
-    //
-    // into:
-    //
-    //    tmp = *P;  for () { if (c) tmp +=1; } *P = tmp;
-    //
-    // is not safe, because *P may only be valid to access if 'c' is true.
-    // 
-    // It is safe to promote P if all uses are direct load/stores and if at
-    // least one is guaranteed to be executed.
-    bool GuaranteedToExecute = false;
-    bool InvalidInst = false;
-    for (Value::use_iterator UI = V->use_begin(), UE = V->use_end();
-         UI != UE; ++UI) {
-      // Ignore instructions not in this loop.
-      Instruction *Use = dyn_cast<Instruction>(*UI);
-      if (!Use || !CurLoop->contains(Use))
+    for (User *U : ASIV->users()) {
+      // Ignore instructions that are outside the loop.
+      Instruction *UI = dyn_cast<Instruction>(U);
+      if (!UI || !CurLoop->contains(UI))
         continue;
 
-      if (!isa<LoadInst>(Use) && !isa<StoreInst>(Use)) {
-        InvalidInst = true;
-        break;
-      }
-      
-      if (!GuaranteedToExecute)
-        GuaranteedToExecute = isSafeToExecuteUnconditionally(*Use);
-    }
+      // If there is an non-load/store instruction in the loop, we can't promote
+      // it.
+      if (LoadInst *load = dyn_cast<LoadInst>(UI)) {
+        assert(!load->isVolatile() && "AST broken");
+        if (!load->isSimple())
+          return;
+      } else if (StoreInst *store = dyn_cast<StoreInst>(UI)) {
+        // Stores *of* the pointer are not interesting, only stores *to* the
+        // pointer.
+        if (UI->getOperand(1) != ASIV)
+          continue;
+        assert(!store->isVolatile() && "AST broken");
+        if (!store->isSimple())
+          return;
+
+        // Note that we only check GuaranteedToExecute inside the store case
+        // so that we do not introduce stores where they did not exist before
+        // (which would break the LLVM concurrency model).
+
+        // If the alignment of this instruction allows us to specify a more
+        // restrictive (and performant) alignment and if we are sure this
+        // instruction will be executed, update the alignment.
+        // Larger is better, with the exception of 0 being the best alignment.
+        unsigned InstAlignment = store->getAlignment();
+        if ((InstAlignment > Alignment || InstAlignment == 0) && Alignment != 0)
+          if (isGuaranteedToExecute(*UI)) {
+            GuaranteedToExecute = true;
+            Alignment = InstAlignment;
+          }
 
-    // If there is an non-load/store instruction in the loop, we can't promote
-    // it.  If there isn't a guaranteed-to-execute instruction, we can't
-    // promote.
-    if (InvalidInst || !GuaranteedToExecute)
-      continue;
-    
-    const Type *Ty = cast<PointerType>(V->getType())->getElementType();
-    AllocaInst *AI = new AllocaInst(Ty, 0, V->getName()+".tmp", FnStart);
-    PromotedValues.push_back(std::make_pair(AI, V));
+        if (!GuaranteedToExecute)
+          GuaranteedToExecute = isGuaranteedToExecute(*UI);
+
+      } else
+        return; // Not a load or store.
 
-    // Update the AST and alias analysis.
-    CurAST->copyValue(V, AI);
+      // Merge the AA tags.
+      if (LoopUses.empty()) {
+        // On the first load/store, just take its AA tags.
+        UI->getAAMetadata(AATags);
+      } else if (AATags) {
+        UI->getAAMetadata(AATags, /* Merge = */ true);
+      }
+
+      LoopUses.push_back(UI);
+    }
+  }
 
-    for (AliasSet::iterator I = AS.begin(), E = AS.end(); I != E; ++I)
-      ValueToAllocaMap.insert(std::make_pair(I->getValue(), AI));
+  // If there isn't a guaranteed-to-execute instruction, we can't promote.
+  if (!GuaranteedToExecute)
+    return;
 
-    DEBUG(dbgs() << "LICM: Promoting value: " << *V << "\n");
+  // Otherwise, this is safe to promote, lets do it!
+  DEBUG(dbgs() << "LICM: Promoting value stored to in loop: " <<*SomePtr<<'\n');
+  Changed = true;
+  ++NumPromoted;
+
+  // Grab a debug location for the inserted loads/stores; given that the
+  // inserted loads/stores have little relation to the original loads/stores,
+  // this code just arbitrarily picks a location from one, since any debug
+  // location is better than none.
+  DebugLoc DL = LoopUses[0]->getDebugLoc();
+
+  // Figure out the loop exits and their insertion points, if this is the
+  // first promotion.
+  if (ExitBlocks.empty()) {
+    CurLoop->getUniqueExitBlocks(ExitBlocks);
+    InsertPts.resize(ExitBlocks.size());
+    for (unsigned i = 0, e = ExitBlocks.size(); i != e; ++i)
+      InsertPts[i] = ExitBlocks[i]->getFirstInsertionPt();
   }
+
+  // We use the SSAUpdater interface to insert phi nodes as required.
+  SmallVector<PHINode*, 16> NewPHIs;
+  SSAUpdater SSA(&NewPHIs);
+  LoopPromoter Promoter(SomePtr, LoopUses, SSA, PointerMustAliases, ExitBlocks,
+                        InsertPts, PIC, *CurAST, *LI, DL, Alignment, AATags);
+
+  // Set up the preheader to have a definition of the value.  It is the live-out
+  // value from the preheader that uses in the loop will use.
+  LoadInst *PreheaderLoad =
+    new LoadInst(SomePtr, SomePtr->getName()+".promoted",
+                 Preheader->getTerminator());
+  PreheaderLoad->setAlignment(Alignment);
+  PreheaderLoad->setDebugLoc(DL);
+  if (AATags) PreheaderLoad->setAAMetadata(AATags);
+  SSA.AddAvailableValue(Preheader, PreheaderLoad);
+
+  // Rewrite all the loads in the loop and remember all the definitions from
+  // stores in the loop.
+  Promoter.run(LoopUses);
+
+  // If the SSAUpdater didn't use the load in the preheader, just zap it now.
+  if (PreheaderLoad->use_empty())
+    PreheaderLoad->eraseFromParent();
 }
 
+
 /// cloneBasicBlockAnalysis - Simple Analysis hook. Clone alias set info.
 void LICM::cloneBasicBlockAnalysis(BasicBlock *From, BasicBlock *To, Loop *L) {
-  AliasSetTracker *AST = LoopToAliasMap[L];
+  AliasSetTracker *AST = LoopToAliasSetMap.lookup(L);
   if (!AST)
     return;
 
@@ -871,7 +932,7 @@ void LICM::cloneBasicBlockAnalysis(BasicBlock *From, BasicBlock *To, Loop *L) {
 /// deleteAnalysisValue - Simple Analysis hook. Delete value V from alias
 /// set.
 void LICM::deleteAnalysisValue(Value *V, Loop *L) {
-  AliasSetTracker *AST = LoopToAliasMap[L];
+  AliasSetTracker *AST = LoopToAliasSetMap.lookup(L);
   if (!AST)
     return;