[LIR] Move all the helpers to be private and re-order the methods in
[oota-llvm.git] / lib / Transforms / Scalar / LoopIdiomRecognize.cpp
index 153fedf2c370513079dc11127b39ecab0fb5bb80..95aadb190751d0a8faff984cc355a7f61c3d35a9 100644 (file)
 //
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
-#define DEBUG_TYPE "loop-idiom"
 #include "llvm/Transforms/Scalar.h"
 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
 #include "llvm/Analysis/AliasAnalysis.h"
 #include "llvm/Analysis/LoopPass.h"
 #include "llvm/Analysis/ScalarEvolutionExpander.h"
 #include "llvm/Analysis/ScalarEvolutionExpressions.h"
+#include "llvm/Analysis/TargetLibraryInfo.h"
+#include "llvm/Analysis/TargetTransformInfo.h"
 #include "llvm/Analysis/ValueTracking.h"
-#include "llvm/DataLayout.h"
-#include "llvm/IRBuilder.h"
-#include "llvm/IntrinsicInst.h"
-#include "llvm/Module.h"
+#include "llvm/IR/DataLayout.h"
+#include "llvm/IR/Dominators.h"
+#include "llvm/IR/IRBuilder.h"
+#include "llvm/IR/IntrinsicInst.h"
+#include "llvm/IR/Module.h"
 #include "llvm/Support/Debug.h"
 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
-#include "llvm/Target/TargetLibraryInfo.h"
-#include "llvm/TargetTransformInfo.h"
 #include "llvm/Transforms/Utils/Local.h"
 using namespace llvm;
 
+#define DEBUG_TYPE "loop-idiom"
+
 STATISTIC(NumMemSet, "Number of memset's formed from loop stores");
 STATISTIC(NumMemCpy, "Number of memcpy's formed from loop load+stores");
 
 namespace {
 
-  class LoopIdiomRecognize;
+class LoopIdiomRecognize;
+
+/// This class is to recoginize idioms of population-count conducted in
+/// a noncountable loop. Currently it only recognizes this pattern:
+/// \code
+///   while(x) {cnt++; ...; x &= x - 1; ...}
+/// \endcode
+class NclPopcountRecognize {
+  LoopIdiomRecognize &LIR;
+  Loop *CurLoop;
+  BasicBlock *PreCondBB;
+
+  typedef IRBuilder<> IRBuilderTy;
+
+public:
+  explicit NclPopcountRecognize(LoopIdiomRecognize &TheLIR);
+  bool recognize();
+
+private:
+  /// Take a glimpse of the loop to see if we need to go ahead recoginizing
+  /// the idiom.
+  bool preliminaryScreen();
+
+  /// Check if the given conditional branch is based on the comparison
+  /// between a variable and zero, and if the variable is non-zero, the
+  /// control yields to the loop entry. If the branch matches the behavior,
+  /// the variable involved in the comparion is returned. This function will
+  /// be called to see if the precondition and postcondition of the loop
+  /// are in desirable form.
+  Value *matchCondition(BranchInst *Br, BasicBlock *NonZeroTarget) const;
+
+  /// Return true iff the idiom is detected in the loop. and 1) \p CntInst
+  /// is set to the instruction counting the population bit. 2) \p CntPhi
+  /// is set to the corresponding phi node. 3) \p Var is set to the value
+  /// whose population bits are being counted.
+  bool detectIdiom(Instruction *&CntInst, PHINode *&CntPhi, Value *&Var) const;
+
+  /// Insert ctpop intrinsic function and some obviously dead instructions.
+  void transform(Instruction *CntInst, PHINode *CntPhi, Value *Var);
+
+  /// Create llvm.ctpop.* intrinsic function.
+  CallInst *createPopcntIntrinsic(IRBuilderTy &IRB, Value *Val, DebugLoc DL);
+};
+
+class LoopIdiomRecognize : public LoopPass {
+  Loop *CurLoop;
+  DominatorTree *DT;
+  ScalarEvolution *SE;
+  TargetLibraryInfo *TLI;
+  const TargetTransformInfo *TTI;
+
+public:
+  static char ID;
+  explicit LoopIdiomRecognize() : LoopPass(ID) {
+    initializeLoopIdiomRecognizePass(*PassRegistry::getPassRegistry());
+    DT = nullptr;
+    SE = nullptr;
+    TLI = nullptr;
+    TTI = nullptr;
+  }
 
-  /// This class defines some utility functions for loop idiom recognization.
-  class LIRUtil {
-  public:
-    /// Return true iff the block contains nothing but an uncondition branch
-    /// (aka goto instruction).
-    static bool isAlmostEmpty(BasicBlock *);
+  bool runOnLoop(Loop *L, LPPassManager &LPM) override;
+
+  /// This transformation requires natural loop information & requires that
+  /// loop preheaders be inserted into the CFG.
+  ///
+  void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const override {
+    AU.addRequired<LoopInfoWrapperPass>();
+    AU.addPreserved<LoopInfoWrapperPass>();
+    AU.addRequiredID(LoopSimplifyID);
+    AU.addPreservedID(LoopSimplifyID);
+    AU.addRequiredID(LCSSAID);
+    AU.addPreservedID(LCSSAID);
+    AU.addRequired<AliasAnalysis>();
+    AU.addPreserved<AliasAnalysis>();
+    AU.addRequired<ScalarEvolution>();
+    AU.addPreserved<ScalarEvolution>();
+    AU.addPreserved<DominatorTreeWrapperPass>();
+    AU.addRequired<DominatorTreeWrapperPass>();
+    AU.addRequired<TargetLibraryInfoWrapperPass>();
+    AU.addRequired<TargetTransformInfoWrapperPass>();
+  }
 
-    static BranchInst *getBranch(BasicBlock *BB) {
-      return dyn_cast<BranchInst>(BB->getTerminator());
-    }
+  DominatorTree *getDominatorTree() {
+    return DT ? DT
+              : (DT = &getAnalysis<DominatorTreeWrapperPass>().getDomTree());
+  }
 
-    /// Return the condition of the branch terminating the given basic block.
-    static Value *getBrCondtion(BasicBlock *);
-
-    /// Derive the precondition block (i.e the block that guards the loop 
-    /// preheader) from the given preheader.
-    static BasicBlock *getPrecondBb(BasicBlock *PreHead);
-  };
-
-  /// This class is to recoginize idioms of population-count conducted in
-  /// a noncountable loop. Currently it only recognizes this pattern:
-  /// \code
-  ///   while(x) {cnt++; ...; x &= x - 1; ...}
-  /// \endcode
-  class NclPopcountRecognize {
-    LoopIdiomRecognize &LIR;
-    Loop *CurLoop;
-    BasicBlock *PreCondBB;
-
-    typedef IRBuilder<> IRBuilderTy;
-
-  public:
-    explicit NclPopcountRecognize(LoopIdiomRecognize &TheLIR);
-    bool recognize();
-
-  private:
-    /// Take a glimpse of the loop to see if we need to go ahead recoginizing
-    /// the idiom.
-    bool preliminaryScreen();
-
-    /// Check if the given conditional branch is based on the comparison
-    /// beween a variable and zero, and if the variable is non-zero, the
-    /// control yeilds to the loop entry. If the branch matches the behavior,
-    /// the variable involved in the comparion is returned. This function will
-    /// be called to see if the precondition and postcondition of the loop 
-    /// are in desirable form.
-    Value *matchCondition (BranchInst *Br, BasicBlock *NonZeroTarget) const;
-
-    /// Return true iff the idiom is detected in the loop. and 1) \p CntInst
-    /// is set to the instruction counting the pupulation bit. 2) \p CntPhi
-    /// is set to the corresponding phi node. 3) \p Var is set to the value
-    /// whose population bits are being counted.
-    bool detectIdiom
-      (Instruction *&CntInst, PHINode *&CntPhi, Value *&Var) const;
-
-    /// Insert ctpop intrinsic function and some obviously dead instructions.
-    void transform (Instruction *CntInst, PHINode *CntPhi, Value *Var);
-
-    /// Create llvm.ctpop.* intrinsic function.
-    CallInst *createPopcntIntrinsic(IRBuilderTy &IRB, Value *Val, DebugLoc DL);
-  };
-
-  class LoopIdiomRecognize : public LoopPass {
-    Loop *CurLoop;
-    const DataLayout *TD;
-    DominatorTree *DT;
-    ScalarEvolution *SE;
-    TargetLibraryInfo *TLI;
-    const ScalarTargetTransformInfo *STTI;
-  public:
-    static char ID;
-    explicit LoopIdiomRecognize() : LoopPass(ID) {
-      initializeLoopIdiomRecognizePass(*PassRegistry::getPassRegistry());
-      TD = 0; DT = 0; SE = 0; TLI = 0; STTI = 0;
-    }
+  ScalarEvolution *getScalarEvolution() {
+    return SE ? SE : (SE = &getAnalysis<ScalarEvolution>());
+  }
 
-    bool runOnLoop(Loop *L, LPPassManager &LPM);
-    bool runOnLoopBlock(BasicBlock *BB, const SCEV *BECount,
-                        SmallVectorImpl<BasicBlock*> &ExitBlocks);
-
-    bool processLoopStore(StoreInst *SI, const SCEV *BECount);
-    bool processLoopMemSet(MemSetInst *MSI, const SCEV *BECount);
-
-    bool processLoopStridedStore(Value *DestPtr, unsigned StoreSize,
-                                 unsigned StoreAlignment,
-                                 Value *SplatValue, Instruction *TheStore,
-                                 const SCEVAddRecExpr *Ev,
-                                 const SCEV *BECount);
-    bool processLoopStoreOfLoopLoad(StoreInst *SI, unsigned StoreSize,
-                                    const SCEVAddRecExpr *StoreEv,
-                                    const SCEVAddRecExpr *LoadEv,
-                                    const SCEV *BECount);
-
-    /// This transformation requires natural loop information & requires that
-    /// loop preheaders be inserted into the CFG.
-    ///
-    virtual void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
-      AU.addRequired<LoopInfo>();
-      AU.addPreserved<LoopInfo>();
-      AU.addRequiredID(LoopSimplifyID);
-      AU.addPreservedID(LoopSimplifyID);
-      AU.addRequiredID(LCSSAID);
-      AU.addPreservedID(LCSSAID);
-      AU.addRequired<AliasAnalysis>();
-      AU.addPreserved<AliasAnalysis>();
-      AU.addRequired<ScalarEvolution>();
-      AU.addPreserved<ScalarEvolution>();
-      AU.addPreserved<DominatorTree>();
-      AU.addRequired<DominatorTree>();
-      AU.addRequired<TargetLibraryInfo>();
-    }
+  TargetLibraryInfo *getTargetLibraryInfo() {
+    if (!TLI)
+      TLI = &getAnalysis<TargetLibraryInfoWrapperPass>().getTLI();
 
-    const DataLayout *getDataLayout() {
-      return TD ? TD : TD=getAnalysisIfAvailable<DataLayout>();
-    }
+    return TLI;
+  }
 
-    DominatorTree *getDominatorTree() {
-      return DT ? DT : (DT=&getAnalysis<DominatorTree>());
-    }
+  const TargetTransformInfo *getTargetTransformInfo() {
+    return TTI ? TTI
+               : (TTI = &getAnalysis<TargetTransformInfoWrapperPass>().getTTI(
+                      *CurLoop->getHeader()->getParent()));
+  }
 
-    ScalarEvolution *getScalarEvolution() {
-      return SE ? SE : (SE = &getAnalysis<ScalarEvolution>());
-    }
+  Loop *getLoop() const { return CurLoop; }
 
-    TargetLibraryInfo *getTargetLibraryInfo() {
-      return TLI ? TLI : (TLI = &getAnalysis<TargetLibraryInfo>());
-    }
+private:
+  /// \name Countable Loop Idiom Handling
+  /// @{
 
-    const ScalarTargetTransformInfo *getScalarTargetTransformInfo() {
-      if (!STTI) {
-        TargetTransformInfo *TTI = getAnalysisIfAvailable<TargetTransformInfo>();
-        if (TTI) STTI = TTI->getScalarTargetTransformInfo();
-      }
-      return STTI;
-    }
+  bool runOnCountableLoop();
+  bool runOnLoopBlock(BasicBlock *BB, const SCEV *BECount,
+                      SmallVectorImpl<BasicBlock *> &ExitBlocks);
 
-    Loop *getLoop() const { return CurLoop; }
+  bool processLoopStore(StoreInst *SI, const SCEV *BECount);
+  bool processLoopMemSet(MemSetInst *MSI, const SCEV *BECount);
 
-  private:
-    bool runOnNoncountableLoop();
-    bool runOnCountableLoop();
-  };
-}
+  bool processLoopStridedStore(Value *DestPtr, unsigned StoreSize,
+                               unsigned StoreAlignment, Value *SplatValue,
+                               Instruction *TheStore, const SCEVAddRecExpr *Ev,
+                               const SCEV *BECount);
+  bool processLoopStoreOfLoopLoad(StoreInst *SI, unsigned StoreSize,
+                                  const SCEVAddRecExpr *StoreEv,
+                                  const SCEVAddRecExpr *LoadEv,
+                                  const SCEV *BECount);
+
+  /// @}
+  /// \name Noncountable Loop Idiom Handling
+  /// @{
+
+  bool runOnNoncountableLoop();
+
+  /// @}
+};
+
+} // End anonymous namespace.
 
 char LoopIdiomRecognize::ID = 0;
 INITIALIZE_PASS_BEGIN(LoopIdiomRecognize, "loop-idiom", "Recognize loop idioms",
                       false, false)
-INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(LoopInfo)
-INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(DominatorTree)
+INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(LoopInfoWrapperPass)
+INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(DominatorTreeWrapperPass)
 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(LoopSimplify)
 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(LCSSA)
 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(ScalarEvolution)
-INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(TargetLibraryInfo)
+INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(TargetLibraryInfoWrapperPass)
 INITIALIZE_AG_DEPENDENCY(AliasAnalysis)
+INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(TargetTransformInfoWrapperPass)
 INITIALIZE_PASS_END(LoopIdiomRecognize, "loop-idiom", "Recognize loop idioms",
                     false, false)
 
@@ -230,75 +225,13 @@ Pass *llvm::createLoopIdiomPass() { return new LoopIdiomRecognize(); }
 /// and zero out all the operands of this instruction.  If any of them become
 /// dead, delete them and the computation tree that feeds them.
 ///
-static void deleteDeadInstruction(Instruction *I, ScalarEvolution &SE,
+static void deleteDeadInstruction(Instruction *I,
                                   const TargetLibraryInfo *TLI) {
-  SmallVector<Instruction*, 32> NowDeadInsts;
-
-  NowDeadInsts.push_back(I);
-
-  // Before we touch this instruction, remove it from SE!
-  do {
-    Instruction *DeadInst = NowDeadInsts.pop_back_val();
-
-    // This instruction is dead, zap it, in stages.  Start by removing it from
-    // SCEV.
-    SE.forgetValue(DeadInst);
-
-    for (unsigned op = 0, e = DeadInst->getNumOperands(); op != e; ++op) {
-      Value *Op = DeadInst->getOperand(op);
-      DeadInst->setOperand(op, 0);
-
-      // If this operand just became dead, add it to the NowDeadInsts list.
-      if (!Op->use_empty()) continue;
-
-      if (Instruction *OpI = dyn_cast<Instruction>(Op))
-        if (isInstructionTriviallyDead(OpI, TLI))
-          NowDeadInsts.push_back(OpI);
-    }
-
-    DeadInst->eraseFromParent();
-
-  } while (!NowDeadInsts.empty());
-}
-
-/// deleteIfDeadInstruction - If the specified value is a dead instruction,
-/// delete it and any recursively used instructions.
-static void deleteIfDeadInstruction(Value *V, ScalarEvolution &SE,
-                                    const TargetLibraryInfo *TLI) {
-  if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V))
-    if (isInstructionTriviallyDead(I, TLI))
-      deleteDeadInstruction(I, SE, TLI);
-}
-
-//===----------------------------------------------------------------------===//
-//
-//          Implementation of LIRUtil
-//
-//===----------------------------------------------------------------------===//
-
-// This fucntion will return true iff the given block contains nothing but goto. 
-// A typical usage of this function is to check if the preheader fucntion is 
-// "almost" empty such that generated intrinsic function can be moved across 
-// preheader and to be placed at the end of the preconditiona block without 
-// concerning of breaking data dependence.
-bool LIRUtil::isAlmostEmpty(BasicBlock *BB) {
-  if (BranchInst *Br = getBranch(BB)) {
-    return Br->isUnconditional() && BB->size() == 1;
-  }
-  return false;
-}
-
-Value *LIRUtil::getBrCondtion(BasicBlock *BB) {
-  BranchInst *Br = getBranch(BB);
-  return Br ? Br->getCondition() : 0;
-}
-
-BasicBlock *LIRUtil::getPrecondBb(BasicBlock *PreHead) {
-  if (BasicBlock *BB = PreHead->getSinglePredecessor()) {
-    BranchInst *Br = getBranch(BB);
-    return Br && Br->isConditional() ? BB : 0;
-  }
-  return 0;
+  SmallVector<Value *, 16> Operands(I->value_op_begin(), I->value_op_end());
+  I->replaceAllUsesWith(UndefValue::get(I->getType()));
+  I->eraseFromParent();
+  for (Value *Op : Operands)
+    RecursivelyDeleteTriviallyDeadInstructions(Op, TLI);
 }
 
 //===----------------------------------------------------------------------===//
@@ -307,16 +240,15 @@ BasicBlock *LIRUtil::getPrecondBb(BasicBlock *PreHead) {
 //
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
-NclPopcountRecognize::NclPopcountRecognize(LoopIdiomRecognize &TheLIR):
-  LIR(TheLIR), CurLoop(TheLIR.getLoop()), PreCondBB(0) {
-}
+NclPopcountRecognize::NclPopcountRecognize(LoopIdiomRecognize &TheLIR)
+    : LIR(TheLIR), CurLoop(TheLIR.getLoop()), PreCondBB(nullptr) {}
 
 bool NclPopcountRecognize::preliminaryScreen() {
-  const ScalarTargetTransformInfo *STTI = LIR.getScalarTargetTransformInfo();
-  if (STTI->getPopcntHwSupport(32) != ScalarTargetTransformInfo::Fast)
+  const TargetTransformInfo *TTI = LIR.getTargetTransformInfo();
+  if (TTI->getPopcntSupport(32) != TargetTransformInfo::PSK_FastHardware)
     return false;
 
-  // Counting population are usually conducted by few arithmetic instrutions.
+  // Counting population are usually conducted by few arithmetic instructions.
   // Such instructions can be easilly "absorbed" by vacant slots in a
   // non-compact loop. Therefore, recognizing popcount idiom only makes sense
   // in a compact loop.
@@ -331,43 +263,50 @@ bool NclPopcountRecognize::preliminaryScreen() {
     return false;
   }
 
-  // It should have a preheader containing nothing but a goto instruction.
-  BasicBlock *PreHead = CurLoop->getLoopPreheader();
-  if (!PreHead || !LIRUtil::isAlmostEmpty(PreHead))
+  // It should have a preheader containing nothing but an unconditional branch.
+  BasicBlock *PH = CurLoop->getLoopPreheader();
+  if (!PH)
+    return false;
+  if (&PH->front() != PH->getTerminator())
+    return false;
+  auto *EntryBI = dyn_cast<BranchInst>(PH->getTerminator());
+  if (!EntryBI || EntryBI->isConditional())
     return false;
 
   // It should have a precondition block where the generated popcount instrinsic
-  // function will be inserted.
-  PreCondBB = LIRUtil::getPrecondBb(PreHead);
+  // function can be inserted.
+  PreCondBB = PH->getSinglePredecessor();
   if (!PreCondBB)
     return false;
+  auto *PreCondBI = dyn_cast<BranchInst>(PreCondBB->getTerminator());
+  if (!PreCondBI || PreCondBI->isUnconditional())
+    return false;
+
   return true;
 }
 
-Value *NclPopcountRecognize::matchCondition (BranchInst *Br,
-                                             BasicBlock *LoopEntry) const {
+Value *NclPopcountRecognize::matchCondition(BranchInst *Br,
+                                            BasicBlock *LoopEntry) const {
   if (!Br || !Br->isConditional())
-    return 0;
+    return nullptr;
 
   ICmpInst *Cond = dyn_cast<ICmpInst>(Br->getCondition());
   if (!Cond)
-    return 0;
+    return nullptr;
 
   ConstantInt *CmpZero = dyn_cast<ConstantInt>(Cond->getOperand(1));
   if (!CmpZero || !CmpZero->isZero())
-    return 0;
+    return nullptr;
 
   ICmpInst::Predicate Pred = Cond->getPredicate();
   if ((Pred == ICmpInst::ICMP_NE && Br->getSuccessor(0) == LoopEntry) ||
       (Pred == ICmpInst::ICMP_EQ && Br->getSuccessor(1) == LoopEntry))
     return Cond->getOperand(0);
 
-  return 0;
+  return nullptr;
 }
 
-bool NclPopcountRecognize::detectIdiom(Instruction *&CntInst,
-                                       PHINode *&CntPhi,
+bool NclPopcountRecognize::detectIdiom(Instruction *&CntInst, PHINode *&CntPhi,
                                        Value *&Var) const {
   // Following code tries to detect this idiom:
   //
@@ -394,14 +333,15 @@ bool NclPopcountRecognize::detectIdiom(Instruction *&CntInst,
   Value *VarX1, *VarX0;
   PHINode *PhiX, *CountPhi;
 
-  DefX2 = CountInst = 0;
-  VarX1 = VarX0 = 0;
-  PhiX = CountPhi = 0;
+  DefX2 = CountInst = nullptr;
+  VarX1 = VarX0 = nullptr;
+  PhiX = CountPhi = nullptr;
   LoopEntry = *(CurLoop->block_begin());
 
   // step 1: Check if the loop-back branch is in desirable form.
   {
-    if (Value *T = matchCondition (LIRUtil::getBranch(LoopEntry), LoopEntry))
+    if (Value *T = matchCondition(
+            dyn_cast<BranchInst>(LoopEntry->getTerminator()), LoopEntry))
       DefX2 = dyn_cast<Instruction>(T);
     else
       return false;
@@ -409,7 +349,7 @@ bool NclPopcountRecognize::detectIdiom(Instruction *&CntInst,
 
   // step 2: detect instructions corresponding to "x2 = x1 & (x1 - 1)"
   {
-    if (DefX2->getOpcode() != Instruction::And)
+    if (!DefX2 || DefX2->getOpcode() != Instruction::And)
       return false;
 
     BinaryOperator *SubOneOp;
@@ -427,7 +367,8 @@ bool NclPopcountRecognize::detectIdiom(Instruction *&CntInst,
     ConstantInt *Dec = dyn_cast<ConstantInt>(SubInst->getOperand(1));
     if (!Dec ||
         !((SubInst->getOpcode() == Instruction::Sub && Dec->isOne()) ||
-          (SubInst->getOpcode() == Instruction::Add && Dec->isAllOnesValue()))) {
+          (SubInst->getOpcode() == Instruction::Add &&
+           Dec->isAllOnesValue()))) {
       return false;
     }
   }
@@ -443,9 +384,10 @@ bool NclPopcountRecognize::detectIdiom(Instruction *&CntInst,
 
   // step 4: Find the instruction which count the population: cnt2 = cnt1 + 1
   {
-    CountInst = NULL;
+    CountInst = nullptr;
     for (BasicBlock::iterator Iter = LoopEntry->getFirstNonPHI(),
-           IterE = LoopEntry->end(); Iter != IterE; Iter++) {
+                              IterE = LoopEntry->end();
+         Iter != IterE; Iter++) {
       Instruction *Inst = Iter;
       if (Inst->getOpcode() != Instruction::Add)
         continue;
@@ -455,15 +397,15 @@ bool NclPopcountRecognize::detectIdiom(Instruction *&CntInst,
         continue;
 
       PHINode *Phi = dyn_cast<PHINode>(Inst->getOperand(0));
-      if (!Phi && Phi->getParent() != LoopEntry)
+      if (!Phi || Phi->getParent() != LoopEntry)
         continue;
 
       // Check if the result of the instruction is live of the loop.
       bool LiveOutLoop = false;
-      for (Value::use_iterator I = Inst->use_begin(), E = Inst->use_end();
-             I != E;  I++) {
-        if ((cast<Instruction>(*I))->getParent() != LoopEntry) {
-          LiveOutLoop = true; break;
+      for (User *U : Inst->users()) {
+        if ((cast<Instruction>(U))->getParent() != LoopEntry) {
+          LiveOutLoop = true;
+          break;
         }
       }
 
@@ -481,8 +423,8 @@ bool NclPopcountRecognize::detectIdiom(Instruction *&CntInst,
   // step 5: check if the precondition is in this form:
   //   "if (x != 0) goto loop-head ; else goto somewhere-we-don't-care;"
   {
-    BranchInst *PreCondBr = LIRUtil::getBranch(PreCondBB);
-    Value *T = matchCondition (PreCondBr, CurLoop->getLoopPreheader());
+    auto *PreCondBr = dyn_cast<BranchInst>(PreCondBB->getTerminator());
+    Value *T = matchCondition(PreCondBr, CurLoop->getLoopPreheader());
     if (T != PhiX->getOperand(0) && T != PhiX->getOperand(1))
       return false;
 
@@ -494,35 +436,38 @@ bool NclPopcountRecognize::detectIdiom(Instruction *&CntInst,
   return true;
 }
 
-void NclPopcountRecognize::transform(Instruction *CntInst,
-                                     PHINode *CntPhi, Value *Var) {
+void NclPopcountRecognize::transform(Instruction *CntInst, PHINode *CntPhi,
+                                     Value *Var) {
 
   ScalarEvolution *SE = LIR.getScalarEvolution();
   TargetLibraryInfo *TLI = LIR.getTargetLibraryInfo();
   BasicBlock *PreHead = CurLoop->getLoopPreheader();
-  BranchInst *PreCondBr = LIRUtil::getBranch(PreCondBB);
+  auto *PreCondBr = dyn_cast<BranchInst>(PreCondBB->getTerminator());
   const DebugLoc DL = CntInst->getDebugLoc();
 
   // Assuming before transformation, the loop is following:
   //  if (x) // the precondition
   //     do { cnt++; x &= x - 1; } while(x);
+
   // Step 1: Insert the ctpop instruction at the end of the precondition block
   IRBuilderTy Builder(PreCondBr);
-  Value *PopCnt, *PopCntZext, *NewCount;
+  Value *PopCnt, *PopCntZext, *NewCount, *TripCnt;
   {
     PopCnt = createPopcntIntrinsic(Builder, Var, DL);
     NewCount = PopCntZext =
-      Builder.CreateZExtOrTrunc(PopCnt, cast<IntegerType>(CntPhi->getType()));
+        Builder.CreateZExtOrTrunc(PopCnt, cast<IntegerType>(CntPhi->getType()));
 
     if (NewCount != PopCnt)
       (cast<Instruction>(NewCount))->setDebugLoc(DL);
 
-    // If the popoulation counter's initial value is not zero, insert Add Inst.
+    // TripCnt is exactly the number of iterations the loop has
+    TripCnt = NewCount;
+
+    // If the population counter's initial value is not zero, insert Add Inst.
     Value *CntInitVal = CntPhi->getIncomingValueForBlock(PreHead);
     ConstantInt *InitConst = dyn_cast<ConstantInt>(CntInitVal);
     if (!InitConst || !InitConst->isZero()) {
-      NewCount = Builder.CreateAdd(PopCnt, InitConst);
+      NewCount = Builder.CreateAdd(NewCount, CntInitVal);
       (cast<Instruction>(NewCount))->setDebugLoc(DL);
     }
   }
@@ -539,11 +484,11 @@ void NclPopcountRecognize::transform(Instruction *CntInst,
     if (PreCond->getOperand(0) != Var)
       std::swap(Opnd0, Opnd1);
 
-    ICmpInst *NewPreCond =
-      cast<ICmpInst>(Builder.CreateICmp(PreCond->getPredicate(), Opnd0, Opnd1));
-    PreCond->replaceAllUsesWith(NewPreCond);
+    ICmpInst *NewPreCond = cast<ICmpInst>(
+        Builder.CreateICmp(PreCond->getPredicate(), Opnd0, Opnd1));
+    PreCondBr->setCondition(NewPreCond);
 
-    deleteDeadInstruction(PreCond, *SE, TLI);
+    RecursivelyDeleteTriviallyDeadInstructions(PreCond, TLI);
   }
 
   // Step 3: Note that the population count is exactly the trip count of the
@@ -568,23 +513,23 @@ void NclPopcountRecognize::transform(Instruction *CntInst,
   //     do { cnt++; x &= x-1; t--) } while (t > 0);
   BasicBlock *Body = *(CurLoop->block_begin());
   {
-    BranchInst *LbBr = LIRUtil::getBranch(Body);
+    auto *LbBr = dyn_cast<BranchInst>(Body->getTerminator());
     ICmpInst *LbCond = cast<ICmpInst>(LbBr->getCondition());
-    Type *Ty = NewCount->getType();
+    Type *Ty = TripCnt->getType();
 
     PHINode *TcPhi = PHINode::Create(Ty, 2, "tcphi", Body->begin());
 
     Builder.SetInsertPoint(LbCond);
     Value *Opnd1 = cast<Value>(TcPhi);
     Value *Opnd2 = cast<Value>(ConstantInt::get(Ty, 1));
-    Instruction *TcDec =
-      cast<Instruction>(Builder.CreateSub(Opnd1, Opnd2, "tcdec", false, true));
+    Instruction *TcDec = cast<Instruction>(
+        Builder.CreateSub(Opnd1, Opnd2, "tcdec", false, true));
 
-    TcPhi->addIncoming(NewCount, PreHead);
+    TcPhi->addIncoming(TripCnt, PreHead);
     TcPhi->addIncoming(TcDec, Body);
 
-    CmpInst::Predicate Pred = (LbBr->getSuccessor(0) == Body) ?
-      CmpInst::ICMP_UGT : CmpInst::ICMP_SLE;
+    CmpInst::Predicate Pred =
+        (LbBr->getSuccessor(0) == Body) ? CmpInst::ICMP_UGT : CmpInst::ICMP_SLE;
     LbCond->setPredicate(Pred);
     LbCond->setOperand(0, TcDec);
     LbCond->setOperand(1, cast<Value>(ConstantInt::get(Ty, 0)));
@@ -593,27 +538,17 @@ void NclPopcountRecognize::transform(Instruction *CntInst,
   // Step 4: All the references to the original population counter outside
   //  the loop are replaced with the NewCount -- the value returned from
   //  __builtin_ctpop().
-  {
-    SmallVector<Value *, 4> CntUses;
-    for (Value::use_iterator I = CntInst->use_begin(), E = CntInst->use_end();
-         I != E; I++) {
-      if (cast<Instruction>(*I)->getParent() != Body)
-        CntUses.push_back(*I);
-    }
-    for (unsigned Idx = 0; Idx < CntUses.size(); Idx++) {
-      (cast<Instruction>(CntUses[Idx]))->replaceUsesOfWith(CntInst, NewCount);
-    }
-  }
+  CntInst->replaceUsesOutsideBlock(NewCount, Body);
 
   // step 5: Forget the "non-computable" trip-count SCEV associated with the
   //   loop. The loop would otherwise not be deleted even if it becomes empty.
   SE->forgetLoop(CurLoop);
 }
 
-CallInst *NclPopcountRecognize::createPopcntIntrinsic(IRBuilderTy &IRBuilder, 
+CallInst *NclPopcountRecognize::createPopcntIntrinsic(IRBuilderTy &IRBuilder,
                                                       Value *Val, DebugLoc DL) {
-  Value *Ops[] = { Val };
-  Type *Tys[] = { Val->getType() };
+  Value *Ops[] = {Val};
+  Type *Tys[] = {Val->getType()};
 
   Module *M = (*(CurLoop->block_begin()))->getParent()->getParent();
   Value *Func = Intrinsic::getDeclaration(M, Intrinsic::ctpop, Tys);
@@ -627,8 +562,7 @@ CallInst *NclPopcountRecognize::createPopcntIntrinsic(IRBuilderTy &IRBuilder,
 ///   detected, transform the relevant code to popcount intrinsic function
 ///   call, and return true; otherwise, return false.
 bool NclPopcountRecognize::recognize() {
-
-  if (!LIR.getScalarTargetTransformInfo())
+  if (!LIR.getTargetTransformInfo())
     return false;
 
   LIR.getScalarEvolution();
@@ -652,9 +586,33 @@ bool NclPopcountRecognize::recognize() {
 //
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
+bool LoopIdiomRecognize::runOnLoop(Loop *L, LPPassManager &LPM) {
+  if (skipOptnoneFunction(L))
+    return false;
+
+  CurLoop = L;
+
+  // If the loop could not be converted to canonical form, it must have an
+  // indirectbr in it, just give up.
+  if (!L->getLoopPreheader())
+    return false;
+
+  // Disable loop idiom recognition if the function's name is a common idiom.
+  StringRef Name = L->getHeader()->getParent()->getName();
+  if (Name == "memset" || Name == "memcpy")
+    return false;
+
+  SE = &getAnalysis<ScalarEvolution>();
+  if (SE->hasLoopInvariantBackedgeTakenCount(L))
+    return runOnCountableLoop();
+  return runOnNoncountableLoop();
+}
+
 bool LoopIdiomRecognize::runOnCountableLoop() {
   const SCEV *BECount = SE->getBackedgeTakenCount(CurLoop);
-  if (isa<SCEVCouldNotCompute>(BECount)) return false;
+  assert(!isa<SCEVCouldNotCompute>(BECount) &&
+         "runOnCountableLoop() called on a loop without a predictable"
+         "backedge-taken count");
 
   // If this loop executes exactly one time, then it should be peeled, not
   // optimized by this pass.
@@ -662,69 +620,40 @@ bool LoopIdiomRecognize::runOnCountableLoop() {
     if (BECst->getValue()->getValue() == 0)
       return false;
 
-  // We require target data for now.
-  if (!getDataLayout())
-    return false;
-
-  getDominatorTree();
+  // set DT
+  (void)getDominatorTree();
 
-  LoopInfo &LI = getAnalysis<LoopInfo>();
-  TLI = &getAnalysis<TargetLibraryInfo>();
+  LoopInfo &LI = getAnalysis<LoopInfoWrapperPass>().getLoopInfo();
+  TLI = &getAnalysis<TargetLibraryInfoWrapperPass>().getTLI();
 
-  getTargetLibraryInfo();
+  // set TLI
+  (void)getTargetLibraryInfo();
 
-  SmallVector<BasicBlock*, 8> ExitBlocks;
+  SmallVector<BasicBlock *, 8> ExitBlocks;
   CurLoop->getUniqueExitBlocks(ExitBlocks);
 
   DEBUG(dbgs() << "loop-idiom Scanning: F["
-               << CurLoop->getHeader()->getParent()->getName()
-               << "] Loop %" << CurLoop->getHeader()->getName() << "\n");
+               << CurLoop->getHeader()->getParent()->getName() << "] Loop %"
+               << CurLoop->getHeader()->getName() << "\n");
 
   bool MadeChange = false;
   // Scan all the blocks in the loop that are not in subloops.
-  for (Loop::block_iterator BI = CurLoop->block_begin(),
-         E = CurLoop->block_end(); BI != E; ++BI) {
+  for (auto *BB : CurLoop->getBlocks()) {
     // Ignore blocks in subloops.
-    if (LI.getLoopFor(*BI) != CurLoop)
+    if (LI.getLoopFor(BB) != CurLoop)
       continue;
 
-    MadeChange |= runOnLoopBlock(*BI, BECount, ExitBlocks);
+    MadeChange |= runOnLoopBlock(BB, BECount, ExitBlocks);
   }
   return MadeChange;
 }
 
-bool LoopIdiomRecognize::runOnNoncountableLoop() {
-  NclPopcountRecognize Popcount(*this);
-  if (Popcount.recognize())
-    return true;
-
-  return false;
-}
-
-bool LoopIdiomRecognize::runOnLoop(Loop *L, LPPassManager &LPM) {
-  CurLoop = L;
-
-  // If the loop could not be converted to canonical form, it must have an
-  // indirectbr in it, just give up.
-  if (!L->getLoopPreheader())
-    return false;
-
-  // Disable loop idiom recognition if the function's name is a common idiom.
-  StringRef Name = L->getHeader()->getParent()->getName();
-  if (Name == "memset" || Name == "memcpy")
-    return false;
-
-  SE = &getAnalysis<ScalarEvolution>();
-  if (SE->hasLoopInvariantBackedgeTakenCount(L))
-    return runOnCountableLoop();
-  return runOnNoncountableLoop();
-}
-
 /// runOnLoopBlock - Process the specified block, which lives in a counted loop
 /// with the specified backedge count.  This block is known to be in the current
 /// loop and not in any subloops.
-bool LoopIdiomRecognize::runOnLoopBlock(BasicBlock *BB, const SCEV *BECount,
-                                     SmallVectorImpl<BasicBlock*> &ExitBlocks) {
+bool LoopIdiomRecognize::runOnLoopBlock(
+    BasicBlock *BB, const SCEV *BECount,
+    SmallVectorImpl<BasicBlock *> &ExitBlocks) {
   // We can only promote stores in this block if they are unconditionally
   // executed in the loop.  For a block to be unconditionally executed, it has
   // to dominate all the exit blocks of the loop.  Verify this now.
@@ -733,30 +662,32 @@ bool LoopIdiomRecognize::runOnLoopBlock(BasicBlock *BB, const SCEV *BECount,
       return false;
 
   bool MadeChange = false;
-  for (BasicBlock::iterator I = BB->begin(), E = BB->end(); I != E; ) {
+  for (BasicBlock::iterator I = BB->begin(), E = BB->end(); I != E;) {
     Instruction *Inst = I++;
     // Look for store instructions, which may be optimized to memset/memcpy.
-    if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(Inst))  {
+    if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(Inst)) {
       WeakVH InstPtr(I);
-      if (!processLoopStore(SI, BECount)) continue;
+      if (!processLoopStore(SI, BECount))
+        continue;
       MadeChange = true;
 
       // If processing the store invalidated our iterator, start over from the
       // top of the block.
-      if (InstPtr == 0)
+      if (!InstPtr)
         I = BB->begin();
       continue;
     }
 
     // Look for memset instructions, which may be optimized to a larger memset.
-    if (MemSetInst *MSI = dyn_cast<MemSetInst>(Inst))  {
+    if (MemSetInst *MSI = dyn_cast<MemSetInst>(Inst)) {
       WeakVH InstPtr(I);
-      if (!processLoopMemSet(MSI, BECount)) continue;
+      if (!processLoopMemSet(MSI, BECount))
+        continue;
       MadeChange = true;
 
       // If processing the memset invalidated our iterator, start over from the
       // top of the block.
-      if (InstPtr == 0)
+      if (!InstPtr)
         I = BB->begin();
       continue;
     }
@@ -765,16 +696,17 @@ bool LoopIdiomRecognize::runOnLoopBlock(BasicBlock *BB, const SCEV *BECount,
   return MadeChange;
 }
 
-
 /// processLoopStore - See if this store can be promoted to a memset or memcpy.
 bool LoopIdiomRecognize::processLoopStore(StoreInst *SI, const SCEV *BECount) {
-  if (!SI->isSimple()) return false;
+  if (!SI->isSimple())
+    return false;
 
   Value *StoredVal = SI->getValueOperand();
   Value *StorePtr = SI->getPointerOperand();
 
   // Reject stores that are so large that they overflow an unsigned.
-  uint64_t SizeInBits = TD->getTypeSizeInBits(StoredVal->getType());
+  auto &DL = CurLoop->getHeader()->getModule()->getDataLayout();
+  uint64_t SizeInBits = DL.getTypeSizeInBits(StoredVal->getType());
   if ((SizeInBits & 7) || (SizeInBits >> 32) != 0)
     return false;
 
@@ -782,8 +714,8 @@ bool LoopIdiomRecognize::processLoopStore(StoreInst *SI, const SCEV *BECount) {
   // loop, which indicates a strided store.  If we have something else, it's a
   // random store we can't handle.
   const SCEVAddRecExpr *StoreEv =
-    dyn_cast<SCEVAddRecExpr>(SE->getSCEV(StorePtr));
-  if (StoreEv == 0 || StoreEv->getLoop() != CurLoop || !StoreEv->isAffine())
+      dyn_cast<SCEVAddRecExpr>(SE->getSCEV(StorePtr));
+  if (!StoreEv || StoreEv->getLoop() != CurLoop || !StoreEv->isAffine())
     return false;
 
   // Check to see if the stride matches the size of the store.  If so, then we
@@ -791,7 +723,7 @@ bool LoopIdiomRecognize::processLoopStore(StoreInst *SI, const SCEV *BECount) {
   unsigned StoreSize = (unsigned)SizeInBits >> 3;
   const SCEVConstant *Stride = dyn_cast<SCEVConstant>(StoreEv->getOperand(1));
 
-  if (Stride == 0 || StoreSize != Stride->getValue()->getValue()) {
+  if (!Stride || StoreSize != Stride->getValue()->getValue()) {
     // TODO: Could also handle negative stride here someday, that will require
     // the validity check in mayLoopAccessLocation to be updated though.
     // Enable this to print exact negative strides.
@@ -813,22 +745,23 @@ bool LoopIdiomRecognize::processLoopStore(StoreInst *SI, const SCEV *BECount) {
   //   for (i) A[i] = B[i];
   if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(StoredVal)) {
     const SCEVAddRecExpr *LoadEv =
-      dyn_cast<SCEVAddRecExpr>(SE->getSCEV(LI->getOperand(0)));
+        dyn_cast<SCEVAddRecExpr>(SE->getSCEV(LI->getOperand(0)));
     if (LoadEv && LoadEv->getLoop() == CurLoop && LoadEv->isAffine() &&
         StoreEv->getOperand(1) == LoadEv->getOperand(1) && LI->isSimple())
       if (processLoopStoreOfLoopLoad(SI, StoreSize, StoreEv, LoadEv, BECount))
         return true;
   }
-  //errs() << "UNHANDLED strided store: " << *StoreEv << " - " << *SI << "\n";
+  // errs() << "UNHANDLED strided store: " << *StoreEv << " - " << *SI << "\n";
 
   return false;
 }
 
 /// processLoopMemSet - See if this memset can be promoted to a large memset.
-bool LoopIdiomRecognize::
-processLoopMemSet(MemSetInst *MSI, const SCEV *BECount) {
+bool LoopIdiomRecognize::processLoopMemSet(MemSetInst *MSI,
+                                           const SCEV *BECount) {
   // We can only handle non-volatile memsets with a constant size.
-  if (MSI->isVolatile() || !isa<ConstantInt>(MSI->getLength())) return false;
+  if (MSI->isVolatile() || !isa<ConstantInt>(MSI->getLength()))
+    return false;
 
   // If we're not allowed to hack on memset, we fail.
   if (!TLI->has(LibFunc::memset))
@@ -840,7 +773,7 @@ processLoopMemSet(MemSetInst *MSI, const SCEV *BECount) {
   // loop, which indicates a strided store.  If we have something else, it's a
   // random store we can't handle.
   const SCEVAddRecExpr *Ev = dyn_cast<SCEVAddRecExpr>(SE->getSCEV(Pointer));
-  if (Ev == 0 || Ev->getLoop() != CurLoop || !Ev->isAffine())
+  if (!Ev || Ev->getLoop() != CurLoop || !Ev->isAffine())
     return false;
 
   // Reject memsets that are so large that they overflow an unsigned.
@@ -854,43 +787,41 @@ processLoopMemSet(MemSetInst *MSI, const SCEV *BECount) {
 
   // TODO: Could also handle negative stride here someday, that will require the
   // validity check in mayLoopAccessLocation to be updated though.
-  if (Stride == 0 || MSI->getLength() != Stride->getValue())
+  if (!Stride || MSI->getLength() != Stride->getValue())
     return false;
 
   return processLoopStridedStore(Pointer, (unsigned)SizeInBytes,
-                                 MSI->getAlignment(), MSI->getValue(),
-                                 MSI, Ev, BECount);
+                                 MSI->getAlignment(), MSI->getValue(), MSI, Ev,
+                                 BECount);
 }
 
-
 /// mayLoopAccessLocation - Return true if the specified loop might access the
 /// specified pointer location, which is a loop-strided access.  The 'Access'
 /// argument specifies what the verboten forms of access are (read or write).
-static bool mayLoopAccessLocation(Value *Ptr,AliasAnalysis::ModRefResult Access,
-                                  Loop *L, const SCEV *BECount,
-                                  unsigned StoreSize, AliasAnalysis &AA,
+static bool mayLoopAccessLocation(Value *Ptr, ModRefInfo Access, Loop *L,
+                                  const SCEV *BECount, unsigned StoreSize,
+                                  AliasAnalysis &AA,
                                   Instruction *IgnoredStore) {
   // Get the location that may be stored across the loop.  Since the access is
   // strided positively through memory, we say that the modified location starts
   // at the pointer and has infinite size.
-  uint64_t AccessSize = AliasAnalysis::UnknownSize;
+  uint64_t AccessSize = MemoryLocation::UnknownSize;
 
   // If the loop iterates a fixed number of times, we can refine the access size
   // to be exactly the size of the memset, which is (BECount+1)*StoreSize
   if (const SCEVConstant *BECst = dyn_cast<SCEVConstant>(BECount))
-    AccessSize = (BECst->getValue()->getZExtValue()+1)*StoreSize;
+    AccessSize = (BECst->getValue()->getZExtValue() + 1) * StoreSize;
 
   // TODO: For this to be really effective, we have to dive into the pointer
   // operand in the store.  Store to &A[i] of 100 will always return may alias
   // with store of &A[100], we need to StoreLoc to be "A" with size of 100,
   // which will then no-alias a store to &A[100].
-  AliasAnalysis::Location StoreLoc(Ptr, AccessSize);
+  MemoryLocation StoreLoc(Ptr, AccessSize);
 
   for (Loop::block_iterator BI = L->block_begin(), E = L->block_end(); BI != E;
        ++BI)
     for (BasicBlock::iterator I = (*BI)->begin(), E = (*BI)->end(); I != E; ++I)
-      if (&*I != IgnoredStore &&
-          (AA.getModRefInfo(I, StoreLoc) & Access))
+      if (&*I != IgnoredStore && (AA.getModRefInfo(I, StoreLoc) & Access))
         return true;
 
   return false;
@@ -902,53 +833,56 @@ static bool mayLoopAccessLocation(Value *Ptr,AliasAnalysis::ModRefResult Access,
 ///
 /// Note that we don't ever attempt to use memset_pattern8 or 4, because these
 /// just replicate their input array and then pass on to memset_pattern16.
-static Constant *getMemSetPatternValue(Value *V, const DataLayout &TD) {
+static Constant *getMemSetPatternValue(Value *V, const DataLayout &DL) {
   // If the value isn't a constant, we can't promote it to being in a constant
   // array.  We could theoretically do a store to an alloca or something, but
   // that doesn't seem worthwhile.
   Constant *C = dyn_cast<Constant>(V);
-  if (C == 0) return 0;
+  if (!C)
+    return nullptr;
 
   // Only handle simple values that are a power of two bytes in size.
-  uint64_t Size = TD.getTypeSizeInBits(V->getType());
-  if (Size == 0 || (Size & 7) || (Size & (Size-1)))
-    return 0;
+  uint64_t Size = DL.getTypeSizeInBits(V->getType());
+  if (Size == 0 || (Size & 7) || (Size & (Size - 1)))
+    return nullptr;
 
   // Don't care enough about darwin/ppc to implement this.
-  if (TD.isBigEndian())
-    return 0;
+  if (DL.isBigEndian())
+    return nullptr;
 
   // Convert to size in bytes.
   Size /= 8;
 
   // TODO: If CI is larger than 16-bytes, we can try slicing it in half to see
   // if the top and bottom are the same (e.g. for vectors and large integers).
-  if (Size > 16) return 0;
+  if (Size > 16)
+    return nullptr;
 
   // If the constant is exactly 16 bytes, just use it.
-  if (Size == 16) return C;
+  if (Size == 16)
+    return C;
 
   // Otherwise, we'll use an array of the constants.
-  unsigned ArraySize = 16/Size;
+  unsigned ArraySize = 16 / Size;
   ArrayType *AT = ArrayType::get(V->getType(), ArraySize);
-  return ConstantArray::get(AT, std::vector<Constant*>(ArraySize, C));
+  return ConstantArray::get(AT, std::vector<Constant *>(ArraySize, C));
 }
 
-
 /// processLoopStridedStore - We see a strided store of some value.  If we can
 /// transform this into a memset or memset_pattern in the loop preheader, do so.
-bool LoopIdiomRecognize::
-processLoopStridedStore(Value *DestPtr, unsigned StoreSize,
-                        unsigned StoreAlignment, Value *StoredVal,
-                        Instruction *TheStore, const SCEVAddRecExpr *Ev,
-                        const SCEV *BECount) {
+bool LoopIdiomRecognize::processLoopStridedStore(
+    Value *DestPtr, unsigned StoreSize, unsigned StoreAlignment,
+    Value *StoredVal, Instruction *TheStore, const SCEVAddRecExpr *Ev,
+    const SCEV *BECount) {
 
   // If the stored value is a byte-wise value (like i32 -1), then it may be
   // turned into a memset of i8 -1, assuming that all the consecutive bytes
   // are stored.  A store of i32 0x01020304 can never be turned into a memset,
   // but it can be turned into memset_pattern if the target supports it.
   Value *SplatValue = isBytewiseValue(StoredVal);
-  Constant *PatternValue = 0;
+  Constant *PatternValue = nullptr;
+  auto &DL = CurLoop->getHeader()->getModule()->getDataLayout();
+  unsigned DestAS = DestPtr->getType()->getPointerAddressSpace();
 
   // If we're allowed to form a memset, and the stored value would be acceptable
   // for memset, use it.
@@ -957,11 +891,12 @@ processLoopStridedStore(Value *DestPtr, unsigned StoreSize,
       // promote the memset.
       CurLoop->isLoopInvariant(SplatValue)) {
     // Keep and use SplatValue.
-    PatternValue = 0;
-  } else if (TLI->has(LibFunc::memset_pattern16) &&
-             (PatternValue = getMemSetPatternValue(StoredVal, *TD))) {
+    PatternValue = nullptr;
+  } else if (DestAS == 0 && TLI->has(LibFunc::memset_pattern16) &&
+             (PatternValue = getMemSetPatternValue(StoredVal, DL))) {
+    // Don't create memset_pattern16s with address spaces.
     // It looks like we can use PatternValue!
-    SplatValue = 0;
+    SplatValue = nullptr;
   } else {
     // Otherwise, this isn't an idiom we can transform.  For example, we can't
     // do anything with a 3-byte store.
@@ -973,25 +908,23 @@ processLoopStridedStore(Value *DestPtr, unsigned StoreSize,
   // header.  This allows us to insert code for it in the preheader.
   BasicBlock *Preheader = CurLoop->getLoopPreheader();
   IRBuilder<> Builder(Preheader->getTerminator());
-  SCEVExpander Expander(*SE, "loop-idiom");
+  SCEVExpander Expander(*SE, DL, "loop-idiom");
+
+  Type *DestInt8PtrTy = Builder.getInt8PtrTy(DestAS);
 
   // Okay, we have a strided store "p[i]" of a splattable value.  We can turn
   // this into a memset in the loop preheader now if we want.  However, this
   // would be unsafe to do if there is anything else in the loop that may read
   // or write to the aliased location.  Check for any overlap by generating the
   // base pointer and checking the region.
-  unsigned AddrSpace = cast<PointerType>(DestPtr->getType())->getAddressSpace();
-  Value *BasePtr =
-    Expander.expandCodeFor(Ev->getStart(), Builder.getInt8PtrTy(AddrSpace),
-                           Preheader->getTerminator());
+  Value *BasePtr = Expander.expandCodeFor(Ev->getStart(), DestInt8PtrTy,
+                                          Preheader->getTerminator());
 
-
-  if (mayLoopAccessLocation(BasePtr, AliasAnalysis::ModRef,
-                            CurLoop, BECount,
-                            StoreSize, getAnalysis<AliasAnalysis>(), TheStore)){
+  if (mayLoopAccessLocation(BasePtr, MRI_ModRef, CurLoop, BECount, StoreSize,
+                            getAnalysis<AliasAnalysis>(), TheStore)) {
     Expander.clear();
     // If we generated new code for the base pointer, clean up.
-    deleteIfDeadInstruction(BasePtr, *SE, TLI);
+    RecursivelyDeleteTriviallyDeadInstructions(BasePtr, TLI);
     return false;
   }
 
@@ -999,38 +932,41 @@ processLoopStridedStore(Value *DestPtr, unsigned StoreSize,
 
   // The # stored bytes is (BECount+1)*Size.  Expand the trip count out to
   // pointer size if it isn't already.
-  Type *IntPtr = TD->getIntPtrType(DestPtr->getContext());
+  Type *IntPtr = Builder.getIntPtrTy(DL, DestAS);
   BECount = SE->getTruncateOrZeroExtend(BECount, IntPtr);
 
-  const SCEV *NumBytesS = SE->getAddExpr(BECount, SE->getConstant(IntPtr, 1),
-                                         SCEV::FlagNUW);
-  if (StoreSize != 1)
+  const SCEV *NumBytesS =
+      SE->getAddExpr(BECount, SE->getConstant(IntPtr, 1), SCEV::FlagNUW);
+  if (StoreSize != 1) {
     NumBytesS = SE->getMulExpr(NumBytesS, SE->getConstant(IntPtr, StoreSize),
                                SCEV::FlagNUW);
+  }
 
   Value *NumBytes =
-    Expander.expandCodeFor(NumBytesS, IntPtr, Preheader->getTerminator());
+      Expander.expandCodeFor(NumBytesS, IntPtr, Preheader->getTerminator());
 
   CallInst *NewCall;
-  if (SplatValue)
-    NewCall = Builder.CreateMemSet(BasePtr, SplatValue,NumBytes,StoreAlignment);
-  else {
+  if (SplatValue) {
+    NewCall =
+        Builder.CreateMemSet(BasePtr, SplatValue, NumBytes, StoreAlignment);
+  } else {
+    // Everything is emitted in default address space
+    Type *Int8PtrTy = DestInt8PtrTy;
+
     Module *M = TheStore->getParent()->getParent()->getParent();
-    Value *MSP = M->getOrInsertFunction("memset_pattern16",
-                                        Builder.getVoidTy(),
-                                        Builder.getInt8PtrTy(),
-                                        Builder.getInt8PtrTy(), IntPtr,
-                                        (void*)0);
+    Value *MSP =
+        M->getOrInsertFunction("memset_pattern16", Builder.getVoidTy(),
+                               Int8PtrTy, Int8PtrTy, IntPtr, (void *)nullptr);
 
     // Otherwise we should form a memset_pattern16.  PatternValue is known to be
     // an constant array of 16-bytes.  Plop the value into a mergable global.
     GlobalVariable *GV = new GlobalVariable(*M, PatternValue->getType(), true,
-                                            GlobalValue::InternalLinkage,
+                                            GlobalValue::PrivateLinkage,
                                             PatternValue, ".memset_pattern");
     GV->setUnnamedAddr(true); // Ok to merge these.
     GV->setAlignment(16);
-    Value *PatternPtr = ConstantExpr::getBitCast(GV, Builder.getInt8PtrTy());
-    NewCall = Builder.CreateCall3(MSP, BasePtr, PatternPtr, NumBytes);
+    Value *PatternPtr = ConstantExpr::getBitCast(GV, Int8PtrTy);
+    NewCall = Builder.CreateCall(MSP, {BasePtr, PatternPtr, NumBytes});
   }
 
   DEBUG(dbgs() << "  Formed memset: " << *NewCall << "\n"
@@ -1039,18 +975,16 @@ processLoopStridedStore(Value *DestPtr, unsigned StoreSize,
 
   // Okay, the memset has been formed.  Zap the original store and anything that
   // feeds into it.
-  deleteDeadInstruction(TheStore, *SE, TLI);
+  deleteDeadInstruction(TheStore, TLI);
   ++NumMemSet;
   return true;
 }
 
 /// processLoopStoreOfLoopLoad - We see a strided store whose value is a
 /// same-strided load.
-bool LoopIdiomRecognize::
-processLoopStoreOfLoopLoad(StoreInst *SI, unsigned StoreSize,
-                           const SCEVAddRecExpr *StoreEv,
-                           const SCEVAddRecExpr *LoadEv,
-                           const SCEV *BECount) {
+bool LoopIdiomRecognize::processLoopStoreOfLoopLoad(
+    StoreInst *SI, unsigned StoreSize, const SCEVAddRecExpr *StoreEv,
+    const SCEVAddRecExpr *LoadEv, const SCEV *BECount) {
   // If we're not allowed to form memcpy, we fail.
   if (!TLI->has(LibFunc::memcpy))
     return false;
@@ -1062,7 +996,8 @@ processLoopStoreOfLoopLoad(StoreInst *SI, unsigned StoreSize,
   // header.  This allows us to insert code for it in the preheader.
   BasicBlock *Preheader = CurLoop->getLoopPreheader();
   IRBuilder<> Builder(Preheader->getTerminator());
-  SCEVExpander Expander(*SE, "loop-idiom");
+  const DataLayout &DL = Preheader->getModule()->getDataLayout();
+  SCEVExpander Expander(*SE, DL, "loop-idiom");
 
   // Okay, we have a strided store "p[i]" of a loaded value.  We can turn
   // this into a memcpy in the loop preheader now if we want.  However, this
@@ -1070,66 +1005,69 @@ processLoopStoreOfLoopLoad(StoreInst *SI, unsigned StoreSize,
   // or write the memory region we're storing to.  This includes the load that
   // feeds the stores.  Check for an alias by generating the base address and
   // checking everything.
-  Value *StoreBasePtr =
-    Expander.expandCodeFor(StoreEv->getStart(),
-                           Builder.getInt8PtrTy(SI->getPointerAddressSpace()),
-                           Preheader->getTerminator());
+  Value *StoreBasePtr = Expander.expandCodeFor(
+      StoreEv->getStart(), Builder.getInt8PtrTy(SI->getPointerAddressSpace()),
+      Preheader->getTerminator());
 
-  if (mayLoopAccessLocation(StoreBasePtr, AliasAnalysis::ModRef,
-                            CurLoop, BECount, StoreSize,
-                            getAnalysis<AliasAnalysis>(), SI)) {
+  if (mayLoopAccessLocation(StoreBasePtr, MRI_ModRef, CurLoop, BECount,
+                            StoreSize, getAnalysis<AliasAnalysis>(), SI)) {
     Expander.clear();
     // If we generated new code for the base pointer, clean up.
-    deleteIfDeadInstruction(StoreBasePtr, *SE, TLI);
+    RecursivelyDeleteTriviallyDeadInstructions(StoreBasePtr, TLI);
     return false;
   }
 
   // For a memcpy, we have to make sure that the input array is not being
   // mutated by the loop.
-  Value *LoadBasePtr =
-    Expander.expandCodeFor(LoadEv->getStart(),
-                           Builder.getInt8PtrTy(LI->getPointerAddressSpace()),
-                           Preheader->getTerminator());
+  Value *LoadBasePtr = Expander.expandCodeFor(
+      LoadEv->getStart(), Builder.getInt8PtrTy(LI->getPointerAddressSpace()),
+      Preheader->getTerminator());
 
-  if (mayLoopAccessLocation(LoadBasePtr, AliasAnalysis::Mod, CurLoop, BECount,
-                            StoreSize, getAnalysis<AliasAnalysis>(), SI)) {
+  if (mayLoopAccessLocation(LoadBasePtr, MRI_Mod, CurLoop, BECount, StoreSize,
+                            getAnalysis<AliasAnalysis>(), SI)) {
     Expander.clear();
     // If we generated new code for the base pointer, clean up.
-    deleteIfDeadInstruction(LoadBasePtr, *SE, TLI);
-    deleteIfDeadInstruction(StoreBasePtr, *SE, TLI);
+    RecursivelyDeleteTriviallyDeadInstructions(LoadBasePtr, TLI);
+    RecursivelyDeleteTriviallyDeadInstructions(StoreBasePtr, TLI);
     return false;
   }
 
   // Okay, everything is safe, we can transform this!
 
-
   // The # stored bytes is (BECount+1)*Size.  Expand the trip count out to
   // pointer size if it isn't already.
-  Type *IntPtr = TD->getIntPtrType(SI->getContext());
-  BECount = SE->getTruncateOrZeroExtend(BECount, IntPtr);
+  Type *IntPtrTy = Builder.getIntPtrTy(DL, SI->getPointerAddressSpace());
+  BECount = SE->getTruncateOrZeroExtend(BECount, IntPtrTy);
 
-  const SCEV *NumBytesS = SE->getAddExpr(BECount, SE->getConstant(IntPtr, 1),
-                                         SCEV::FlagNUW);
+  const SCEV *NumBytesS =
+      SE->getAddExpr(BECount, SE->getConstant(IntPtrTy, 1), SCEV::FlagNUW);
   if (StoreSize != 1)
-    NumBytesS = SE->getMulExpr(NumBytesS, SE->getConstant(IntPtr, StoreSize),
+    NumBytesS = SE->getMulExpr(NumBytesS, SE->getConstant(IntPtrTy, StoreSize),
                                SCEV::FlagNUW);
 
   Value *NumBytes =
-    Expander.expandCodeFor(NumBytesS, IntPtr, Preheader->getTerminator());
+      Expander.expandCodeFor(NumBytesS, IntPtrTy, Preheader->getTerminator());
 
   CallInst *NewCall =
-    Builder.CreateMemCpy(StoreBasePtr, LoadBasePtr, NumBytes,
-                         std::min(SI->getAlignment(), LI->getAlignment()));
+      Builder.CreateMemCpy(StoreBasePtr, LoadBasePtr, NumBytes,
+                           std::min(SI->getAlignment(), LI->getAlignment()));
   NewCall->setDebugLoc(SI->getDebugLoc());
 
   DEBUG(dbgs() << "  Formed memcpy: " << *NewCall << "\n"
                << "    from load ptr=" << *LoadEv << " at: " << *LI << "\n"
                << "    from store ptr=" << *StoreEv << " at: " << *SI << "\n");
 
-
   // Okay, the memset has been formed.  Zap the original store and anything that
   // feeds into it.
-  deleteDeadInstruction(SI, *SE, TLI);
+  deleteDeadInstruction(SI, TLI);
   ++NumMemCpy;
   return true;
 }
+
+bool LoopIdiomRecognize::runOnNoncountableLoop() {
+  NclPopcountRecognize Popcount(*this);
+  if (Popcount.recognize())
+    return true;
+
+  return false;
+}