Fix some comment typos.
[oota-llvm.git] / lib / Transforms / Scalar / LICM.cpp
index 935cd5d1ee4036d70cace59639ff42c92e53c208..76848c76a851fc946bb51bf1cca76e97cb40f8ba 100644 (file)
 //
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
-#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/LLVMContext.h"
+#include "llvm/ADT/Statistic.h"
 #include "llvm/Analysis/AliasAnalysis.h"
 #include "llvm/Analysis/AliasSetTracker.h"
 #include "llvm/Analysis/ConstantFolding.h"
 #include "llvm/Analysis/LoopInfo.h"
 #include "llvm/Analysis/LoopPass.h"
-#include "llvm/Analysis/Dominators.h"
-#include "llvm/Transforms/Utils/Local.h"
-#include "llvm/Transforms/Utils/SSAUpdater.h"
-#include "llvm/Support/CFG.h"
+#include "llvm/Analysis/ScalarEvolution.h"
+#include "llvm/Analysis/TargetLibraryInfo.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/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");
@@ -63,6 +71,33 @@ static cl::opt<bool>
 DisablePromotion("disable-licm-promotion", cl::Hidden,
                  cl::desc("Disable memory promotion in LICM pass"));
 
+static bool inSubLoop(BasicBlock *BB, Loop *CurLoop, LoopInfo *LI);
+static bool isNotUsedInLoop(const Instruction &I, const Loop *CurLoop);
+static bool hoist(Instruction &I, BasicBlock *Preheader);
+static bool sink(Instruction &I, const LoopInfo *LI, const DominatorTree *DT,
+                 const Loop *CurLoop, AliasSetTracker *CurAST );
+static bool isGuaranteedToExecute(const Instruction &Inst,
+                                  const DominatorTree *DT,
+                                  const Loop *CurLoop,
+                                  const LICMSafetyInfo *SafetyInfo);
+static bool isSafeToExecuteUnconditionally(const Instruction &Inst,
+                                           const DominatorTree *DT,
+                                           const TargetLibraryInfo *TLI,
+                                           const Loop *CurLoop,
+                                           const LICMSafetyInfo *SafetyInfo,
+                                           const Instruction *CtxI = nullptr);
+static bool pointerInvalidatedByLoop(Value *V, uint64_t Size,
+                                     const AAMDNodes &AAInfo, 
+                                     AliasSetTracker *CurAST);
+static Instruction *CloneInstructionInExitBlock(const Instruction &I,
+                                                BasicBlock &ExitBlock,
+                                                PHINode &PN,
+                                                const LoopInfo *LI);
+static bool canSinkOrHoistInst(Instruction &I, AliasAnalysis *AA,
+                               DominatorTree *DT, TargetLibraryInfo *TLI,
+                               Loop *CurLoop, AliasSetTracker *CurAST,
+                               LICMSafetyInfo *SafetyInfo);
+
 namespace {
   struct LICM : public LoopPass {
     static char ID; // Pass identification, replacement for typeid
@@ -70,23 +105,28 @@ namespace {
       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.addRequired<DominatorTree>();
-      AU.addRequired<LoopInfo>();
+      AU.addRequired<DominatorTreeWrapperPass>();
+      AU.addRequired<LoopInfoWrapperPass>();
       AU.addRequiredID(LoopSimplifyID);
+      AU.addPreservedID(LoopSimplifyID);
+      AU.addRequiredID(LCSSAID);
+      AU.addPreservedID(LCSSAID);
       AU.addRequired<AliasAnalysis>();
       AU.addPreserved<AliasAnalysis>();
-      AU.addPreserved("scalar-evolution");
-      AU.addPreservedID(LoopSimplifyID);
+      AU.addPreserved<ScalarEvolution>();
+      AU.addRequired<TargetLibraryInfoWrapperPass>();
     }
 
-    bool doFinalization() {
+    using llvm::Pass::doFinalization;
+
+    bool doFinalization() override {
       assert(LoopToAliasSetMap.empty() && "Didn't free loop alias sets");
       return false;
     }
@@ -96,6 +136,8 @@ namespace {
     LoopInfo      *LI;       // Current LoopInfo
     DominatorTree *DT;       // Dominator Tree for the current Loop.
 
+    TargetLibraryInfo *TLI;  // TargetLibraryInfo for constant folding.
+
     // 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...
@@ -104,90 +146,49 @@ namespace {
     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);
-
-    /// 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
-    /// reverse depth first order w.r.t the DominatorTree.  This allows us to
-    /// visit uses before definitions, allowing us to sink a loop body in one
-    /// pass without iteration.
-    ///
-    void SinkRegion(DomTreeNode *N);
-
-    /// HoistRegion - Walk the specified region of the CFG (defined by all
-    /// blocks dominated by the specified block, and that are in the current
-    /// loop) in depth first order w.r.t the DominatorTree.  This allows us to
-    /// visit definitions before uses, allowing us to hoist a loop body in one
-    /// pass without iteration.
-    ///
-    void HoistRegion(DomTreeNode *N);
-
-    /// inSubLoop - Little predicate that returns true if the specified basic
-    /// block is in a subloop of the current one, not the current one itself.
-    ///
-    bool inSubLoop(BasicBlock *BB) {
-      assert(CurLoop->contains(BB) && "Only valid if BB is IN the loop");
-      return LI->getLoopFor(BB) != CurLoop;
-    }
+    void deleteAnalysisValue(Value *V, Loop *L) override;
 
-    /// sink - When an instruction is found to only be used outside of the loop,
-    /// this function moves it to the exit blocks and patches up SSA form as
-    /// needed.
-    ///
-    void sink(Instruction &I);
-
-    /// hoist - When an instruction is found to only use loop invariant operands
-    /// that is safe to hoist, this instruction is called to do the dirty work.
-    ///
-    void hoist(Instruction &I);
-
-    /// isSafeToExecuteUnconditionally - Only sink or hoist an instruction if it
-    /// is not a trapping instruction or if it is a trapping instruction and is
-    /// guaranteed to execute.
-    ///
-    bool isSafeToExecuteUnconditionally(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, uint64_t Size,
-                                  const MDNode *TBAAInfo) {
-      // Check to see if any of the basic blocks in CurLoop invalidate *V.
-      return CurAST->getAliasSetForPointer(V, Size, TBAAInfo).isMod();
-    }
-
-    bool canSinkOrHoistInst(Instruction &I);
-    bool isNotUsedInLoop(Instruction &I);
-
-    void PromoteAliasSet(AliasSet &AS);
+    /// Simple Analysis hook. Delete loop L from alias set map.
+    void deleteAnalysisLoop(Loop *L) override;
   };
 }
 
 char LICM::ID = 0;
 INITIALIZE_PASS_BEGIN(LICM, "licm", "Loop Invariant Code Motion", false, false)
-INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(DominatorTree)
-INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(LoopInfo)
+INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(DominatorTreeWrapperPass)
+INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(LoopInfoWrapperPass)
 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(LoopSimplify)
+INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(LCSSA)
+INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(ScalarEvolution)
+INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(TargetLibraryInfoWrapperPass)
 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>();
+  LI = &getAnalysis<LoopInfoWrapperPass>().getLoopInfo();
   AA = &getAnalysis<AliasAnalysis>();
-  DT = &getAnalysis<DominatorTree>();
+  DT = &getAnalysis<DominatorTreeWrapperPass>().getDomTree();
+
+  TLI = &getAnalysis<TargetLibraryInfoWrapperPass>().getTLI();
+
+  assert(L->isLCSSAForm(*DT) && "Loop is not in LCSSA form.");
 
   CurAST = new AliasSetTracker(*AA);
   // Collect Alias info from subloops.
@@ -199,13 +200,13 @@ bool LICM::runOnLoop(Loop *L, LPPassManager &LPM) {
 
     // 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...
@@ -222,6 +223,10 @@ bool LICM::runOnLoop(Loop *L, LPPassManager &LPM) {
       CurAST->add(*BB);                 // Incorporate the specified basic block
   }
 
+  // Compute loop safety information.
+  LICMSafetyInfo SafetyInfo;
+  computeLICMSafetyInfo(&SafetyInfo, CurLoop);
+
   // 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
@@ -233,22 +238,47 @@ bool LICM::runOnLoop(Loop *L, LPPassManager &LPM) {
   // instructions, we perform another pass to hoist them out of the loop.
   //
   if (L->hasDedicatedExits())
-    SinkRegion(DT->getNode(L->getHeader()));
+    Changed |= sinkRegion(DT->getNode(L->getHeader()), AA, LI, DT, TLI, CurLoop,
+                          CurAST, &SafetyInfo);
   if (Preheader)
-    HoistRegion(DT->getNode(L->getHeader()));
+    Changed |= hoistRegion(DT->getNode(L->getHeader()), AA, LI, DT, TLI,
+                           CurLoop, CurAST, &SafetyInfo);
 
   // 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()) {
+  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);
+      Changed |= promoteLoopAccessesToScalars(*I, ExitBlocks, InsertPts, 
+                                              PIC, LI, DT, CurLoop, 
+                                              CurAST, &SafetyInfo);
+
+    // 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, LI,
+                           getAnalysisIfAvailable<ScalarEvolution>());
   }
-  
+
+  // 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!");
+
   // Clear out loops state information for the next iteration
-  CurLoop = 0;
-  Preheader = 0;
+  CurLoop = nullptr;
+  Preheader = nullptr;
 
   // If this loop is nested inside of another one, save the alias information
   // for when we process the outer loop.
@@ -259,34 +289,42 @@ bool LICM::runOnLoop(Loop *L, LPPassManager &LPM) {
   return Changed;
 }
 
-/// 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
-/// reverse depth first order w.r.t the DominatorTree.  This allows us to visit
-/// uses before definitions, allowing us to sink a loop body in one pass without
-/// iteration.
+/// Walk the specified region of the CFG (defined by all blocks dominated by
+/// the specified block, and that are in the current loop) in reverse depth 
+/// first order w.r.t the DominatorTree.  This allows us to visit uses before
+/// definitions, allowing us to sink a loop body in one pass without iteration.
 ///
-void LICM::SinkRegion(DomTreeNode *N) {
-  assert(N != 0 && "Null dominator tree node?");
+bool llvm::sinkRegion(DomTreeNode *N, AliasAnalysis *AA, LoopInfo *LI,
+                      DominatorTree *DT, TargetLibraryInfo *TLI, Loop *CurLoop,
+                      AliasSetTracker *CurAST, LICMSafetyInfo *SafetyInfo) {
+
+  // Verify inputs.
+  assert(N != nullptr && AA != nullptr && LI != nullptr && 
+         DT != nullptr && CurLoop != nullptr && CurAST != nullptr && 
+         SafetyInfo != nullptr && "Unexpected input to sinkRegion");
+
+  // Set changed as false.
+  bool Changed = false;
+  // Get basic block
   BasicBlock *BB = N->getBlock();
-
   // If this subregion is not in the top level loop at all, exit.
-  if (!CurLoop->contains(BB)) return;
+  if (!CurLoop->contains(BB)) return Changed;
 
   // 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]);
-
+    Changed |=
+        sinkRegion(Children[i], AA, LI, DT, TLI, CurLoop, CurAST, SafetyInfo);
   // Only need to process the contents of this block if it is not part of a
   // subloop (which would already have been processed).
-  if (inSubLoop(BB)) return;
+  if (inSubLoop(BB,CurLoop,LI)) return Changed;
 
   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)) {
+    if (isInstructionTriviallyDead(&I, TLI)) {
       DEBUG(dbgs() << "LICM deleting dead inst: " << I << '\n');
       ++II;
       CurAST->deleteValue(&I);
@@ -300,35 +338,43 @@ void LICM::SinkRegion(DomTreeNode *N) {
     // outside of the loop.  In this case, it doesn't even matter if the
     // operands of the instruction are loop invariant.
     //
-    if (isNotUsedInLoop(I) && canSinkOrHoistInst(I)) {
+    if (isNotUsedInLoop(I, CurLoop) &&
+        canSinkOrHoistInst(I, AA, DT, TLI, CurLoop, CurAST, SafetyInfo)) {
       ++II;
-      sink(I);
+      Changed |= sink(I, LI, DT, CurLoop, CurAST);
     }
   }
+  return Changed;
 }
 
-/// HoistRegion - Walk the specified region of the CFG (defined by all blocks
-/// dominated by the specified block, and that are in the current loop) in depth
-/// first order w.r.t the DominatorTree.  This allows us to visit definitions
-/// before uses, allowing us to hoist a loop body in one pass without iteration.
+/// Walk the specified region of the CFG (defined by all blocks dominated by
+/// the specified block, and that are in the current loop) in depth first
+/// order w.r.t the DominatorTree.  This allows us to visit definitions 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?");
+bool llvm::hoistRegion(DomTreeNode *N, AliasAnalysis *AA, LoopInfo *LI,
+                       DominatorTree *DT, TargetLibraryInfo *TLI, Loop *CurLoop,
+                       AliasSetTracker *CurAST, LICMSafetyInfo *SafetyInfo) {
+  // Verify inputs.
+  assert(N != nullptr && AA != nullptr && LI != nullptr && 
+         DT != nullptr && CurLoop != nullptr && CurAST != nullptr && 
+         SafetyInfo != nullptr && "Unexpected input to hoistRegion");
+  // Set changed as false.
+  bool Changed = false;
+  // Get basic block
   BasicBlock *BB = N->getBlock();
-
   // If this subregion is not in the top level loop at all, exit.
-  if (!CurLoop->contains(BB)) return;
-
+  if (!CurLoop->contains(BB)) return Changed;
   // Only need to process the contents of this block if it is not part of a
   // subloop (which would already have been processed).
-  if (!inSubLoop(BB))
+  if (!inSubLoop(BB, CurLoop, LI))
     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)) {
+      if (Constant *C = ConstantFoldInstruction(
+              &I, I.getModule()->getDataLayout(), TLI)) {
         DEBUG(dbgs() << "LICM folding inst: " << I << "  --> " << *C << '\n');
         CurAST->copyValue(&I, C);
         CurAST->deleteValue(&I);
@@ -336,49 +382,83 @@ void LICM::HoistRegion(DomTreeNode *N) {
         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 (CurLoop->hasLoopInvariantOperands(&I) && canSinkOrHoistInst(I) &&
-          isSafeToExecuteUnconditionally(I))
-        hoist(I);
+      if (CurLoop->hasLoopInvariantOperands(&I) &&
+          canSinkOrHoistInst(I, AA, DT, TLI, CurLoop, CurAST, SafetyInfo) &&
+          isSafeToExecuteUnconditionally(I, DT, TLI, CurLoop, SafetyInfo,
+                                 CurLoop->getLoopPreheader()->getTerminator()))
+        Changed |= hoist(I, CurLoop->getLoopPreheader());
     }
 
   const std::vector<DomTreeNode*> &Children = N->getChildren();
   for (unsigned i = 0, e = Children.size(); i != e; ++i)
-    HoistRegion(Children[i]);
+    Changed |=
+        hoistRegion(Children[i], AA, LI, DT, TLI, CurLoop, CurAST, SafetyInfo);
+  return Changed;
+}
+
+/// Computes loop safety information, checks loop body & header
+/// for the possibility of may throw exception.
+///
+void llvm::computeLICMSafetyInfo(LICMSafetyInfo * SafetyInfo, Loop * CurLoop) {
+  assert(CurLoop != nullptr && "CurLoop cant be null");
+  BasicBlock *Header = CurLoop->getHeader();
+  // Setting default safety values.
+  SafetyInfo->MayThrow = false;
+  SafetyInfo->HeaderMayThrow = false;
+  // Iterate over header and compute safety info.
+  for (BasicBlock::iterator I = Header->begin(), E = Header->end();
+       (I != E) && !SafetyInfo->HeaderMayThrow; ++I)
+    SafetyInfo->HeaderMayThrow |= I->mayThrow();
+  
+  SafetyInfo->MayThrow = SafetyInfo->HeaderMayThrow;
+  // Iterate over loop instructions and compute safety info. 
+  for (Loop::block_iterator BB = CurLoop->block_begin(), 
+       BBE = CurLoop->block_end(); (BB != BBE) && !SafetyInfo->MayThrow ; ++BB)
+    for (BasicBlock::iterator I = (*BB)->begin(), E = (*BB)->end();
+         (I != E) && !SafetyInfo->MayThrow; ++I)
+      SafetyInfo->MayThrow |= I->mayThrow();
 }
 
 /// canSinkOrHoistInst - Return true if the hoister and sinker can handle this
 /// instruction.
 ///
-bool LICM::canSinkOrHoistInst(Instruction &I) {
+bool canSinkOrHoistInst(Instruction &I, AliasAnalysis *AA, DominatorTree *DT,
+                        TargetLibraryInfo *TLI, Loop *CurLoop,
+                        AliasSetTracker *CurAST, LICMSafetyInfo *SafetyInfo) {
   // 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(LLVMContext::MD_invariant_load))
+      return true;
+
     // Don't hoist loads which have may-aliased stores in loop.
     uint64_t Size = 0;
     if (LI->getType()->isSized())
-      Size = AA->getTypeStoreSize(LI->getType());
-    return !pointerInvalidatedByLoop(LI->getOperand(0), Size,
-                                     LI->getMetadata(LLVMContext::MD_tbaa));
+      Size = I.getModule()->getDataLayout().getTypeStoreSize(LI->getType());
+
+    AAMDNodes AAInfo;
+    LI->getAAMetadata(AAInfo);
+
+    return !pointerInvalidatedByLoop(LI->getOperand(0), Size, AAInfo, CurAST);
   } else if (CallInst *CI = dyn_cast<CallInst>(&I)) {
     // 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)
+    FunctionModRefBehavior Behavior = AA->getModRefBehavior(CI);
+    if (Behavior == FMRB_DoesNotAccessMemory)
       return true;
     if (AliasAnalysis::onlyReadsMemory(Behavior)) {
       // If this call only reads from memory and there are no writes to memory
@@ -395,183 +475,209 @@ 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;
+
+  // TODO: Plumb the context instruction through to make hoisting and sinking
+  // more powerful. Hoisting of loads already works due to the special casing
+  // above. 
+  return isSafeToExecuteUnconditionally(I, DT, TLI, CurLoop, SafetyInfo,
+                                        nullptr);
+}
+
+/// 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(const PHINode &PN, const Instruction &I) {
+  for (const Value *IncValue : PN.incoming_values())
+    if (IncValue != &I)
+      return false;
+
+  return true;
 }
 
-/// isNotUsedInLoop - Return true if the only users of this instruction are
-/// outside of the loop.  If this is true, we can sink the instruction to the
-/// exit blocks of the loop.
+/// Return true if the only users of this instruction are outside of
+/// the loop. If this is true, we can sink the instruction to the 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!
+static bool isNotUsedInLoop(const Instruction &I, const Loop *CurLoop) {
+  for (const User *U : I.users()) {
+    const Instruction *UI = cast<Instruction>(U);
+    if (const 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;
 }
 
+static Instruction *CloneInstructionInExitBlock(const Instruction &I,
+                                                BasicBlock &ExitBlock,
+                                                PHINode &PN,
+                                                const LoopInfo *LI) {
+  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,
-/// this function moves it to the exit blocks and patches up SSA form as needed.
+/// When an instruction is found to only be used outside of the loop, this
+/// function moves it to the exit blocks and patches up SSA form as needed.
 /// This method is guaranteed to remove the original instruction from its
 /// position, and may either delete it or move it to outside of the loop.
 ///
-void LICM::sink(Instruction &I) {
+static bool sink(Instruction &I, const LoopInfo *LI, const DominatorTree *DT,
+                 const Loop *CurLoop, AliasSetTracker *CurAST ) {
   DEBUG(dbgs() << "LICM sinking instruction: " << I << "\n");
-
-  SmallVector<BasicBlock*, 8> ExitBlocks;
-  CurLoop->getUniqueExitBlocks(ExitBlocks);
-
+  bool Changed = false;
   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 (!isa<DbgInfoIntrinsic>(I) && 
-        !DT->dominates(I.getParent(), ExitBlocks[0])) {
-      // 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.use_empty())
-        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.moveBefore(ExitBlocks[0]->getFirstNonPHI());
-
-      // This instruction is no longer in the AST for the current loop, because
-      // we just sunk it out of the loop.  If we just sunk it into an outer
-      // loop, we will rediscover the operation when we process it.
-      CurAST->deleteValue(&I);
-    }
-    return;
-  }
-  
-  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.use_empty())
-      I.replaceAllUsesWith(UndefValue::get(I.getType()));
-    I.eraseFromParent();
-    return;
-  }
-  
-  // Otherwise, if we have multiple exits, use the SSAUpdater to do all of the
-  // hard work of inserting PHI nodes as necessary.
-  SmallVector<PHINode*, 8> NewPHIs;
-  SSAUpdater SSA(&NewPHIs);
-  
-  if (!I.use_empty())
-    SSA.Initialize(I.getType(), I.getName());
-  
-  // Insert a copy of the instruction in each exit block of the loop that is
-  // dominated by the instruction.  Each exit block is known to only be in the
-  // ExitBlocks list once.
-  BasicBlock *InstOrigBB = I.getParent();
-  unsigned NumInserted = 0;
-  
-  for (unsigned i = 0, e = ExitBlocks.size(); i != e; ++i) {
-    BasicBlock *ExitBlock = ExitBlocks[i];
-    
-    if (!DT->dominates(InstOrigBB, ExitBlock))
+#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()) {
+    Value::user_iterator UI = I.user_begin();
+    auto *User = cast<Instruction>(*UI);
+    if (!DT->isReachableFromEntry(User->getParent())) {
+      User->replaceUsesOfWith(&I, UndefValue::get(I.getType()));
       continue;
-    
-    // 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 (NumInserted++ == 0) {
-      I.moveBefore(InsertPt);
-      New = &I;
-    } else {
-      New = I.clone();
-      if (!I.getName().empty())
-        New->setName(I.getName()+".le");
-      ExitBlock->getInstList().insert(InsertPt, New);
     }
-    
-    // Now that we have inserted the instruction, inform SSAUpdater.
-    if (!I.use_empty())
-      SSA.AddAvailableValue(ExitBlock, New);
-  }
-  
-  assert(NumInserted && "We shouldn't see dead instructions here!");
-  
-  // Next, rewrite uses of the instruction, inserting PHI nodes as needed.
-  for (Value::use_iterator UI = I.use_begin(), UE = I.use_end(); UI != UE; ) {
-    // Grab the use before incrementing the iterator.
+    // The user must be a PHI node.
+    PHINode *PN = cast<PHINode>(User);
+
+    // Surprisingly, instructions can be used outside of loops without any
+    // exits.  This can only happen in PHI nodes if the incoming block is
+    // unreachable.
     Use &U = UI.getUse();
-    // Increment the iterator before removing the use from the list.
-    ++UI;
-    SSA.RewriteUseAfterInsertions(U);
+    BasicBlock *BB = PN->getIncomingBlock(U);
+    if (!DT->isReachableFromEntry(BB)) {
+      U = UndefValue::get(I.getType());
+      continue;
+    }
+
+    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, LI);
+
+    PN->replaceAllUsesWith(New);
+    PN->eraseFromParent();
   }
-  
-  // Update CurAST for NewPHIs if I had pointer type.
-  if (I.getType()->isPointerTy())
-    for (unsigned i = 0, e = NewPHIs.size(); i != e; ++i)
-      CurAST->copyValue(&I, NewPHIs[i]);
-  
-  // Finally, remove the instruction from CurAST.  It is no longer in the loop.
+
   CurAST->deleteValue(&I);
+  I.eraseFromParent();
+  return Changed;
 }
 
-/// hoist - When an instruction is found to only use loop invariant operands
-/// that is safe to hoist, this instruction is called to do the dirty work.
+/// When an instruction is found to only use loop invariant operands that
+/// is safe to hoist, this instruction is called to do the dirty work.
 ///
-void LICM::hoist(Instruction &I) {
+static bool hoist(Instruction &I, BasicBlock *Preheader) {
   DEBUG(dbgs() << "LICM hoisting to " << Preheader->getName() << ": "
         << I << "\n");
-
   // 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;
   ++NumHoisted;
-  Changed = true;
+  return true;
 }
 
-/// isSafeToExecuteUnconditionally - Only sink or hoist an instruction if it is
-/// not a trapping instruction or if it is a trapping instruction and is
-/// guaranteed to execute.
-///
-bool LICM::isSafeToExecuteUnconditionally(Instruction &Inst) {
-  // If it is not a trapping instruction, it is always safe to hoist.
-  if (Inst.isSafeToSpeculativelyExecute())
+/// Only sink or hoist an instruction if it is not a trapping instruction,
+/// or if the instruction is known not to trap when moved to the preheader.
+/// or if it is a trapping instruction and is guaranteed to execute.
+static bool isSafeToExecuteUnconditionally(const Instruction &Inst, 
+                                           const DominatorTree *DT,
+                                           const TargetLibraryInfo *TLI,
+                                           const Loop *CurLoop,
+                                           const LICMSafetyInfo *SafetyInfo,
+                                           const Instruction *CtxI) {
+  if (isSafeToSpeculativelyExecute(&Inst, CtxI, DT, TLI))
     return true;
 
-  // Otherwise we have to check to make sure that the instruction dominates all
+  return isGuaranteedToExecute(Inst, DT, CurLoop, SafetyInfo);
+}
+
+static bool isGuaranteedToExecute(const Instruction &Inst,
+                                  const DominatorTree *DT,
+                                  const Loop *CurLoop,
+                                  const LICMSafetyInfo * SafetyInfo) {
+
+  // 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.
 
@@ -579,7 +685,14 @@ bool LICM::isSafeToExecuteUnconditionally(Instruction &Inst) {
   // common), it is always guaranteed to dominate the exit blocks.  Since this
   // is a common case, and can save some work, check it now.
   if (Inst.getParent() == CurLoop->getHeader())
-    return true;
+    // If there's a throw in the header block, we can't guarantee we'll reach
+    // Inst.
+    return !SafetyInfo->HeaderMayThrow;
+
+  // Somewhere in this loop there is an instruction which may throw and make us
+  // exit the loop.
+  if (SafetyInfo->MayThrow)
+    return false;
 
   // Get the exit blocks for the current loop.
   SmallVector<BasicBlock*, 8> ExitBlocks;
@@ -590,25 +703,57 @@ bool LICM::isSafeToExecuteUnconditionally(Instruction &Inst) {
     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;
+    SmallPtrSetImpl<Value*> &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.size(BB),
+                I->getName() + ".lcssa", BB->begin());
+            for (BasicBlock *Pred : PredCache.get(BB))
+              PN->addIncoming(I, Pred);
+            return PN;
+          }
+      return V;
+    }
+
   public:
     LoopPromoter(Value *SP,
-                 const SmallVectorImpl<Instruction*> &Insts, SSAUpdater &S,
-                 SmallPtrSet<Value*, 4> &PMA,
-                 SmallVectorImpl<BasicBlock*> &LEB, AliasSetTracker &ast)
-      : LoadAndStorePromoter(Insts, S, 0, 0), SomePtr(SP),
-        PointerMustAliases(PMA), LoopExitBlocks(LEB), AST(ast) {}
-    
-    virtual bool isInstInList(Instruction *I,
-                              const SmallVectorImpl<Instruction*> &) const {
+                 ArrayRef<const Instruction *> Insts,
+                 SSAUpdater &S, SmallPtrSetImpl<Value *> &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);
@@ -616,8 +761,8 @@ namespace {
         Ptr = cast<StoreInst>(I)->getPointerOperand();
       return PointerMustAliases.count(Ptr);
     }
-    
-    virtual void doExtraRewritesBeforeFinalDeletion() const {
+
+    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
@@ -625,37 +770,57 @@ namespace {
       for (unsigned i = 0, e = LoopExitBlocks.size(); i != e; ++i) {
         BasicBlock *ExitBlock = LoopExitBlocks[i];
         Value *LiveInValue = SSA.GetValueInMiddleOfBlock(ExitBlock);
-        Instruction *InsertPos = ExitBlock->getFirstNonPHI();
-        new StoreInst(LiveInValue, SomePtr, InsertPos);
+        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);
       }
     }
 
-    virtual void replaceLoadWithValue(LoadInst *LI, Value *V) const {
+    void replaceLoadWithValue(LoadInst *LI, Value *V) const override {
       // Update alias analysis.
       AST.copyValue(LI, V);
     }
-    virtual void instructionDeleted(Instruction *I) const {
+    void instructionDeleted(Instruction *I) const override {
       AST.deleteValue(I);
     }
   };
 } // end anon namespace
 
-/// 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.
+/// 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) {
+bool llvm::promoteLoopAccessesToScalars(AliasSet &AS,
+                                        SmallVectorImpl<BasicBlock*>&ExitBlocks,
+                                        SmallVectorImpl<Instruction*>&InsertPts,
+                                        PredIteratorCache &PIC, LoopInfo *LI, 
+                                        DominatorTree *DT, Loop *CurLoop, 
+                                        AliasSetTracker *CurAST, 
+                                        LICMSafetyInfo * SafetyInfo) { 
+  // Verify inputs.
+  assert(LI != nullptr && DT != nullptr && 
+         CurLoop != nullptr && CurAST != nullptr && 
+         SafetyInfo != nullptr && 
+         "Unexpected Input to promoteLoopAccessesToScalars");
+  // Initially set Changed status to false.
+  bool Changed = false;
   // 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;
-  
+    return Changed;
+
   assert(!AS.empty() &&
          "Must alias set should have at least one pointer element in it!");
+
   Value *SomePtr = AS.begin()->getValue();
+  BasicBlock * Preheader = CurLoop->getLoopPreheader();
 
   // It isn't safe to promote a load/store from the loop if the load/store is
   // conditional.  For example, turning:
@@ -667,77 +832,134 @@ void LICM::PromoteAliasSet(AliasSet &AS) {
   //    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;
-  
+
   SmallVector<Instruction*, 64> LoopUses;
   SmallPtrSet<Value*, 4> PointerMustAliases;
 
+  // We start with an alignment of one and try to find instructions that allow
+  // us to prove better alignment.
+  unsigned Alignment = 1;
+  AAMDNodes AATags;
+  bool HasDedicatedExits = CurLoop->hasDedicatedExits();
+
   // 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.
+  // 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.
     if (SomePtr->getType() != ASIV->getType())
-      return;
-    
-    for (Value::use_iterator UI = ASIV->use_begin(), UE = ASIV->use_end();
-         UI != UE; ++UI) {
+      return Changed;
+
+    for (User *U : ASIV->users()) {
       // Ignore instructions that are outside the loop.
-      Instruction *Use = dyn_cast<Instruction>(*UI);
-      if (!Use || !CurLoop->contains(Use))
+      Instruction *UI = dyn_cast<Instruction>(U);
+      if (!UI || !CurLoop->contains(UI))
         continue;
-      
+
       // If there is an non-load/store instruction in the loop, we can't promote
       // it.
-      if (isa<LoadInst>(Use))
-        assert(!cast<LoadInst>(Use)->isVolatile() && "AST broken");
-      else if (isa<StoreInst>(Use)) {
+      if (const LoadInst *load = dyn_cast<LoadInst>(UI)) {
+        assert(!load->isVolatile() && "AST broken");
+        if (!load->isSimple())
+          return Changed;
+      } else if (const StoreInst *store = dyn_cast<StoreInst>(UI)) {
         // Stores *of* the pointer are not interesting, only stores *to* the
         // pointer.
-        if (Use->getOperand(1) != ASIV)
+        if (UI->getOperand(1) != ASIV)
           continue;
-        assert(!cast<StoreInst>(Use)->isVolatile() && "AST broken");
+        assert(!store->isVolatile() && "AST broken");
+        if (!store->isSimple())
+          return Changed;
+        // Don't sink stores from loops without dedicated block exits. Exits
+        // containing indirect branches are not transformed by loop simplify,
+        // make sure we catch that. An additional load may be generated in the
+        // preheader for SSA updater, so also avoid sinking when no preheader
+        // is available.
+        if (!HasDedicatedExits || !Preheader)
+          return Changed;
+
+        // 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, DT, CurLoop, SafetyInfo)) {
+            GuaranteedToExecute = true;
+            Alignment = InstAlignment;
+          }
+
+        if (!GuaranteedToExecute)
+          GuaranteedToExecute = isGuaranteedToExecute(*UI, DT, 
+                                                      CurLoop, SafetyInfo);
+
       } else
-        return; // Not a load or store.
-      
-      if (!GuaranteedToExecute)
-        GuaranteedToExecute = isSafeToExecuteUnconditionally(*Use);
-      
-      LoopUses.push_back(Use);
+        return Changed; // Not a load or store.
+
+      // 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);
     }
   }
-  
+
   // If there isn't a guaranteed-to-execute instruction, we can't promote.
   if (!GuaranteedToExecute)
-    return;
-  
+    return Changed;
+
   // Otherwise, this is safe to promote, lets do it!
-  DEBUG(dbgs() << "LICM: Promoting value stored to in loop: " <<*SomePtr<<'\n');  
+  DEBUG(dbgs() << "LICM: Promoting value stored to in loop: " <<*SomePtr<<'\n');
   Changed = true;
   ++NumPromoted;
 
-  SmallVector<BasicBlock*, 8> ExitBlocks;
-  CurLoop->getUniqueExitBlocks(ExitBlocks);
-  
+  // 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,
-                        *CurAST);
-  
+  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
@@ -747,10 +969,12 @@ void LICM::PromoteAliasSet(AliasSet &AS) {
   // If the SSAUpdater didn't use the load in the preheader, just zap it now.
   if (PreheaderLoad->use_empty())
     PreheaderLoad->eraseFromParent();
-}
 
+  return Changed;
+}
 
-/// cloneBasicBlockAnalysis - Simple Analysis hook. Clone alias set info.
+/// Simple Analysis hook. Clone alias set info.
+///
 void LICM::cloneBasicBlockAnalysis(BasicBlock *From, BasicBlock *To, Loop *L) {
   AliasSetTracker *AST = LoopToAliasSetMap.lookup(L);
   if (!AST)
@@ -759,8 +983,8 @@ void LICM::cloneBasicBlockAnalysis(BasicBlock *From, BasicBlock *To, Loop *L) {
   AST->copyValue(From, To);
 }
 
-/// deleteAnalysisValue - Simple Analysis hook. Delete value V from alias
-/// set.
+/// Simple Analysis hook. Delete value V from alias set
+///
 void LICM::deleteAnalysisValue(Value *V, Loop *L) {
   AliasSetTracker *AST = LoopToAliasSetMap.lookup(L);
   if (!AST)
@@ -768,3 +992,34 @@ void LICM::deleteAnalysisValue(Value *V, Loop *L) {
 
   AST->deleteValue(V);
 }
+
+/// Simple Analysis hook. Delete value L from alias set map.
+///
+void LICM::deleteAnalysisLoop(Loop *L) {
+  AliasSetTracker *AST = LoopToAliasSetMap.lookup(L);
+  if (!AST)
+    return;
+
+  delete AST;
+  LoopToAliasSetMap.erase(L);
+}
+
+
+/// Return true if the body of this loop may store into the memory
+/// location pointed to by V.
+///
+static bool pointerInvalidatedByLoop(Value *V, uint64_t Size,
+                                     const AAMDNodes &AAInfo, 
+                                     AliasSetTracker *CurAST) {
+  // Check to see if any of the basic blocks in CurLoop invalidate *V.
+  return CurAST->getAliasSetForPointer(V, Size, AAInfo).isMod();
+}
+
+/// Little predicate that returns true if the specified basic block is in
+/// a subloop of the current one, not the current one itself.
+///
+static bool inSubLoop(BasicBlock *BB, Loop *CurLoop, LoopInfo *LI) {
+  assert(CurLoop->contains(BB) && "Only valid if BB is IN the loop");
+  return LI->getLoopFor(BB) != CurLoop;
+}
+