Propagate debug loc info through prologue/epilogue.
[oota-llvm.git] / lib / Analysis / MemoryDependenceAnalysis.cpp
index 3072a5c5737729243bd5a2fc73a6a46b1e2886cc..6af365b76a902e4e1ab61626c7abf323b97b34bf 100644 (file)
@@ -2,8 +2,8 @@
 //
 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
 //
-// This file was developed by the Owen Anderson and is distributed under
-// the University of Illinois Open Source License. See LICENSE.TXT for details.
+// This file is distributed under the University of Illinois Open Source
+// License. See LICENSE.TXT for details.
 //
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 //
 //
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
+#define DEBUG_TYPE "memdep"
 #include "llvm/Analysis/MemoryDependenceAnalysis.h"
 #include "llvm/Constants.h"
 #include "llvm/Instructions.h"
 #include "llvm/Function.h"
 #include "llvm/Analysis/AliasAnalysis.h"
-#include "llvm/Support/CFG.h"
-#include "llvm/Target/TargetData.h"
 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
-
-#define DEBUG_TYPE "memdep"
-
+#include "llvm/ADT/STLExtras.h"
+#include "llvm/Support/PredIteratorCache.h"
+#include "llvm/Support/Debug.h"
+#include "llvm/Target/TargetData.h"
 using namespace llvm;
 
-STATISTIC(NumCacheNonlocal, "Number of cached non-local responses");
-STATISTIC(NumUncacheNonlocal, "Number of uncached non-local responses");
+STATISTIC(NumCacheNonLocal, "Number of fully cached non-local responses");
+STATISTIC(NumCacheDirtyNonLocal, "Number of dirty cached non-local responses");
+STATISTIC(NumUncacheNonLocal, "Number of uncached non-local responses");
+
+STATISTIC(NumCacheNonLocalPtr,
+          "Number of fully cached non-local ptr responses");
+STATISTIC(NumCacheDirtyNonLocalPtr,
+          "Number of cached, but dirty, non-local ptr responses");
+STATISTIC(NumUncacheNonLocalPtr,
+          "Number of uncached non-local ptr responses");
+STATISTIC(NumCacheCompleteNonLocalPtr,
+          "Number of block queries that were completely cached");
 
 char MemoryDependenceAnalysis::ID = 0;
   
-Instruction* const MemoryDependenceAnalysis::NonLocal = (Instruction*)-3;
-Instruction* const MemoryDependenceAnalysis::None = (Instruction*)-4;
-  
 // Register this pass...
 static RegisterPass<MemoryDependenceAnalysis> X("memdep",
-                                                "Memory Dependence Analysis");
+                                     "Memory Dependence Analysis", false, true);
+
+MemoryDependenceAnalysis::MemoryDependenceAnalysis()
+: FunctionPass(&ID), PredCache(0) {
+}
+MemoryDependenceAnalysis::~MemoryDependenceAnalysis() {
+}
+
+/// Clean up memory in between runs
+void MemoryDependenceAnalysis::releaseMemory() {
+  LocalDeps.clear();
+  NonLocalDeps.clear();
+  NonLocalPointerDeps.clear();
+  ReverseLocalDeps.clear();
+  ReverseNonLocalDeps.clear();
+  ReverseNonLocalPtrDeps.clear();
+  PredCache->clear();
+}
+
+
 
 /// getAnalysisUsage - Does not modify anything.  It uses Alias Analysis.
 ///
@@ -47,392 +73,1058 @@ void MemoryDependenceAnalysis::getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
   AU.addRequiredTransitive<TargetData>();
 }
 
-/// getCallSiteDependency - Private helper for finding the local dependencies
-/// of a call site.
-Instruction* MemoryDependenceAnalysis::getCallSiteDependency(CallSite C,
-                                                           Instruction* start,
-                                                            BasicBlock* block) {
-  
-  AliasAnalysis& AA = getAnalysis<AliasAnalysis>();
-  TargetData& TD = getAnalysis<TargetData>();
-  BasicBlock::iterator blockBegin = C.getInstruction()->getParent()->begin();
-  BasicBlock::iterator QI = C.getInstruction();
-  
-  // If the starting point was specifiy, use it
-  if (start) {
-    QI = start;
-    blockBegin = start->getParent()->end();
-  // If the starting point wasn't specified, but the block was, use it
-  } else if (!start && block) {
-    QI = block->end();
-    blockBegin = block->end();
-  }
-  
+bool MemoryDependenceAnalysis::runOnFunction(Function &) {
+  AA = &getAnalysis<AliasAnalysis>();
+  TD = &getAnalysis<TargetData>();
+  if (PredCache == 0)
+    PredCache.reset(new PredIteratorCache());
+  return false;
+}
+
+/// RemoveFromReverseMap - This is a helper function that removes Val from
+/// 'Inst's set in ReverseMap.  If the set becomes empty, remove Inst's entry.
+template <typename KeyTy>
+static void RemoveFromReverseMap(DenseMap<Instruction*, 
+                                 SmallPtrSet<KeyTy*, 4> > &ReverseMap,
+                                 Instruction *Inst, KeyTy *Val) {
+  typename DenseMap<Instruction*, SmallPtrSet<KeyTy*, 4> >::iterator
+  InstIt = ReverseMap.find(Inst);
+  assert(InstIt != ReverseMap.end() && "Reverse map out of sync?");
+  bool Found = InstIt->second.erase(Val);
+  assert(Found && "Invalid reverse map!"); Found=Found;
+  if (InstIt->second.empty())
+    ReverseMap.erase(InstIt);
+}
+
+
+/// getCallSiteDependencyFrom - Private helper for finding the local
+/// dependencies of a call site.
+MemDepResult MemoryDependenceAnalysis::
+getCallSiteDependencyFrom(CallSite CS, bool isReadOnlyCall,
+                          BasicBlock::iterator ScanIt, BasicBlock *BB) {
   // Walk backwards through the block, looking for dependencies
-  while (QI != blockBegin) {
-    --QI;
+  while (ScanIt != BB->begin()) {
+    Instruction *Inst = --ScanIt;
     
     // If this inst is a memory op, get the pointer it accessed
-    Value* pointer = 0;
-    uint64_t pointerSize = 0;
-    if (StoreInst* S = dyn_cast<StoreInst>(QI)) {
-      pointer = S->getPointerOperand();
-      pointerSize = TD.getTypeSize(S->getOperand(0)->getType());
-    } else if (LoadInst* L = dyn_cast<LoadInst>(QI)) {
-      pointer = L->getPointerOperand();
-      pointerSize = TD.getTypeSize(L->getType());
-    } else if (AllocationInst* AI = dyn_cast<AllocationInst>(QI)) {
-      pointer = AI;
-      if (ConstantInt* C = dyn_cast<ConstantInt>(AI->getArraySize()))
-        pointerSize = C->getZExtValue() * \
-                      TD.getTypeSize(AI->getAllocatedType());
-      else
-        pointerSize = ~0UL;
-    } else if (VAArgInst* V = dyn_cast<VAArgInst>(QI)) {
-      pointer = V->getOperand(0);
-      pointerSize = TD.getTypeSize(V->getType());
-    } else if (FreeInst* F = dyn_cast<FreeInst>(QI)) {
-      pointer = F->getPointerOperand();
+    Value *Pointer = 0;
+    uint64_t PointerSize = 0;
+    if (StoreInst *S = dyn_cast<StoreInst>(Inst)) {
+      Pointer = S->getPointerOperand();
+      PointerSize = TD->getTypeStoreSize(S->getOperand(0)->getType());
+    } else if (VAArgInst *V = dyn_cast<VAArgInst>(Inst)) {
+      Pointer = V->getOperand(0);
+      PointerSize = TD->getTypeStoreSize(V->getType());
+    } else if (FreeInst *F = dyn_cast<FreeInst>(Inst)) {
+      Pointer = F->getPointerOperand();
       
       // FreeInsts erase the entire structure
-      pointerSize = ~0UL;
-    } else if (CallSite::get(QI).getInstruction() != 0) {
-      if (AA.getModRefInfo(C, CallSite::get(QI)) != AliasAnalysis::NoModRef) {
-        if (!start && !block) {
-          depGraphLocal.insert(std::make_pair(C.getInstruction(),
-                                              std::make_pair(QI, true)));
-          reverseDep[QI].insert(C.getInstruction());
-        }
-        return QI;
-      } else {
+      PointerSize = ~0ULL;
+    } else if (isa<CallInst>(Inst) || isa<InvokeInst>(Inst)) {
+      CallSite InstCS = CallSite::get(Inst);
+      // If these two calls do not interfere, look past it.
+      switch (AA->getModRefInfo(CS, InstCS)) {
+      case AliasAnalysis::NoModRef:
+        // If the two calls don't interact (e.g. InstCS is readnone) keep
+        // scanning.
         continue;
+      case AliasAnalysis::Ref:
+        // If the two calls read the same memory locations and CS is a readonly
+        // function, then we have two cases: 1) the calls may not interfere with
+        // each other at all.  2) the calls may produce the same value.  In case
+        // #1 we want to ignore the values, in case #2, we want to return Inst
+        // as a Def dependence.  This allows us to CSE in cases like:
+        //   X = strlen(P);
+        //    memchr(...);
+        //   Y = strlen(P);  // Y = X
+        if (isReadOnlyCall) {
+          if (CS.getCalledFunction() != 0 &&
+              CS.getCalledFunction() == InstCS.getCalledFunction())
+            return MemDepResult::getDef(Inst);
+          // Ignore unrelated read/read call dependences.
+          continue;
+        }
+        // FALL THROUGH
+      default:
+        return MemDepResult::getClobber(Inst);
       }
-    } else
+    } else {
+      // Non-memory instruction.
       continue;
-    
-    if (AA.getModRefInfo(C, pointer, pointerSize) != AliasAnalysis::NoModRef) {
-      if (!start && !block) {
-        depGraphLocal.insert(std::make_pair(C.getInstruction(),
-                                            std::make_pair(QI, true)));
-        reverseDep[QI].insert(C.getInstruction());
-      }
-      return QI;
     }
+    
+    if (AA->getModRefInfo(CS, Pointer, PointerSize) != AliasAnalysis::NoModRef)
+      return MemDepResult::getClobber(Inst);
   }
   
-  // No dependence found
-  depGraphLocal.insert(std::make_pair(C.getInstruction(),
-                                      std::make_pair(NonLocal, true)));
-  reverseDep[NonLocal].insert(C.getInstruction());
-  return NonLocal;
+  // No dependence found.  If this is the entry block of the function, it is a
+  // clobber, otherwise it is non-local.
+  if (BB != &BB->getParent()->getEntryBlock())
+    return MemDepResult::getNonLocal();
+  return MemDepResult::getClobber(ScanIt);
 }
 
-/// nonLocalHelper - Private helper used to calculate non-local dependencies
-/// by doing DFS on the predecessors of a block to find its dependencies
-void MemoryDependenceAnalysis::nonLocalHelper(Instruction* query,
-                                              BasicBlock* block,
-                                         DenseMap<BasicBlock*, Value*>& resp) {
-  // Set of blocks that we've already visited in our DFS
-  SmallPtrSet<BasicBlock*, 4> visited;
-  // Current stack of the DFS
-  SmallVector<BasicBlock*, 4> stack;
-  stack.push_back(block);
-  
-  // Do a basic DFS
-  while (!stack.empty()) {
-    BasicBlock* BB = stack.back();
-    
-    // If we've already visited this block, no need to revist
-    if (visited.count(BB)) {
-      stack.pop_back();
-      continue;
-    }
-    
-    // If we find a new block with a local dependency for query,
-    // then we insert the new dependency and backtrack.
-    if (BB != block) {
-      visited.insert(BB);
+/// getPointerDependencyFrom - Return the instruction on which a memory
+/// location depends.  If isLoad is true, this routine ignore may-aliases with
+/// read-only operations.
+MemDepResult MemoryDependenceAnalysis::
+getPointerDependencyFrom(Value *MemPtr, uint64_t MemSize, bool isLoad,
+                         BasicBlock::iterator ScanIt, BasicBlock *BB) {
+
+  // Walk backwards through the basic block, looking for dependencies.
+  while (ScanIt != BB->begin()) {
+    Instruction *Inst = --ScanIt;
+
+    // Values depend on loads if the pointers are must aliased.  This means that
+    // a load depends on another must aliased load from the same value.
+    if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(Inst)) {
+      Value *Pointer = LI->getPointerOperand();
+      uint64_t PointerSize = TD->getTypeStoreSize(LI->getType());
       
-      Instruction* localDep = getDependency(query, 0, BB);
-      if (localDep != NonLocal) {
-        resp.insert(std::make_pair(BB, localDep));
-        stack.pop_back();
-        
+      // If we found a pointer, check if it could be the same as our pointer.
+      AliasAnalysis::AliasResult R =
+        AA->alias(Pointer, PointerSize, MemPtr, MemSize);
+      if (R == AliasAnalysis::NoAlias)
         continue;
-      }
-    // If we re-encounter the starting block, we still need to search it
-    // because there might be a dependency in the starting block AFTER
-    // the position of the query.  This is necessary to get loops right.
-    } else if (BB == block && stack.size() > 1) {
-      visited.insert(BB);
       
-      Instruction* localDep = getDependency(query, 0, BB);
-      if (localDep != query)
-        resp.insert(std::make_pair(BB, localDep));
+      // May-alias loads don't depend on each other without a dependence.
+      if (isLoad && R == AliasAnalysis::MayAlias)
+        continue;
+      // Stores depend on may and must aliased loads, loads depend on must-alias
+      // loads.
+      return MemDepResult::getDef(Inst);
+    }
+    
+    if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(Inst)) {
+      Value *Pointer = SI->getPointerOperand();
+      uint64_t PointerSize = TD->getTypeStoreSize(SI->getOperand(0)->getType());
+
+      // If we found a pointer, check if it could be the same as our pointer.
+      AliasAnalysis::AliasResult R =
+        AA->alias(Pointer, PointerSize, MemPtr, MemSize);
       
-      stack.pop_back();
+      if (R == AliasAnalysis::NoAlias)
+        continue;
+      if (R == AliasAnalysis::MayAlias)
+        return MemDepResult::getClobber(Inst);
+      return MemDepResult::getDef(Inst);
+    }
+
+    // If this is an allocation, and if we know that the accessed pointer is to
+    // the allocation, return Def.  This means that there is no dependence and
+    // the access can be optimized based on that.  For example, a load could
+    // turn into undef.
+    if (AllocationInst *AI = dyn_cast<AllocationInst>(Inst)) {
+      Value *AccessPtr = MemPtr->getUnderlyingObject();
       
+      if (AccessPtr == AI ||
+          AA->alias(AI, 1, AccessPtr, 1) == AliasAnalysis::MustAlias)
+        return MemDepResult::getDef(AI);
       continue;
     }
     
-    // If we didn't find anything, recurse on the precessors of this block
-    bool predOnStack = false;
-    bool inserted = false;
-    for (pred_iterator PI = pred_begin(BB), PE = pred_end(BB);
-         PI != PE; ++PI)
-      if (!visited.count(*PI)) {
-        stack.push_back(*PI);
-        inserted = true;
-      } else
-        predOnStack = true;
-    
-    // If we inserted a new predecessor, then we'll come back to this block
-    if (inserted)
+    // See if this instruction (e.g. a call or vaarg) mod/ref's the pointer.
+    switch (AA->getModRefInfo(Inst, MemPtr, MemSize)) {
+    case AliasAnalysis::NoModRef:
+      // If the call has no effect on the queried pointer, just ignore it.
       continue;
-    // If we didn't insert because we have no predecessors, then this
-    // query has no dependency at all.
-    else if (!inserted && !predOnStack) {
-      resp.insert(std::make_pair(BB, None));
-    // If we didn't insert because our predecessors are already on the stack,
-    // then we might still have a dependency, but it will be discovered during
-    // backtracking.
-    } else if (!inserted && predOnStack){
-      resp.insert(std::make_pair(BB, NonLocal));
+    case AliasAnalysis::Ref:
+      // If the call is known to never store to the pointer, and if this is a
+      // load query, we can safely ignore it (scan past it).
+      if (isLoad)
+        continue;
+      // FALL THROUGH.
+    default:
+      // Otherwise, there is a potential dependence.  Return a clobber.
+      return MemDepResult::getClobber(Inst);
     }
+  }
+  
+  // No dependence found.  If this is the entry block of the function, it is a
+  // clobber, otherwise it is non-local.
+  if (BB != &BB->getParent()->getEntryBlock())
+    return MemDepResult::getNonLocal();
+  return MemDepResult::getClobber(ScanIt);
+}
+
+/// getDependency - Return the instruction on which a memory operation
+/// depends.
+MemDepResult MemoryDependenceAnalysis::getDependency(Instruction *QueryInst) {
+  Instruction *ScanPos = QueryInst;
+  
+  // Check for a cached result
+  MemDepResult &LocalCache = LocalDeps[QueryInst];
+  
+  // If the cached entry is non-dirty, just return it.  Note that this depends
+  // on MemDepResult's default constructing to 'dirty'.
+  if (!LocalCache.isDirty())
+    return LocalCache;
     
-    stack.pop_back();
+  // Otherwise, if we have a dirty entry, we know we can start the scan at that
+  // instruction, which may save us some work.
+  if (Instruction *Inst = LocalCache.getInst()) {
+    ScanPos = Inst;
+   
+    RemoveFromReverseMap(ReverseLocalDeps, Inst, QueryInst);
   }
+  
+  BasicBlock *QueryParent = QueryInst->getParent();
+  
+  Value *MemPtr = 0;
+  uint64_t MemSize = 0;
+  
+  // Do the scan.
+  if (BasicBlock::iterator(QueryInst) == QueryParent->begin()) {
+    // No dependence found.  If this is the entry block of the function, it is a
+    // clobber, otherwise it is non-local.
+    if (QueryParent != &QueryParent->getParent()->getEntryBlock())
+      LocalCache = MemDepResult::getNonLocal();
+    else
+      LocalCache = MemDepResult::getClobber(QueryInst);
+  } else if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(QueryInst)) {
+    // If this is a volatile store, don't mess around with it.  Just return the
+    // previous instruction as a clobber.
+    if (SI->isVolatile())
+      LocalCache = MemDepResult::getClobber(--BasicBlock::iterator(ScanPos));
+    else {
+      MemPtr = SI->getPointerOperand();
+      MemSize = TD->getTypeStoreSize(SI->getOperand(0)->getType());
+    }
+  } else if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(QueryInst)) {
+    // If this is a volatile load, don't mess around with it.  Just return the
+    // previous instruction as a clobber.
+    if (LI->isVolatile())
+      LocalCache = MemDepResult::getClobber(--BasicBlock::iterator(ScanPos));
+    else {
+      MemPtr = LI->getPointerOperand();
+      MemSize = TD->getTypeStoreSize(LI->getType());
+    }
+  } else if (isa<CallInst>(QueryInst) || isa<InvokeInst>(QueryInst)) {
+    CallSite QueryCS = CallSite::get(QueryInst);
+    bool isReadOnly = AA->onlyReadsMemory(QueryCS);
+    LocalCache = getCallSiteDependencyFrom(QueryCS, isReadOnly, ScanPos,
+                                           QueryParent);
+  } else if (FreeInst *FI = dyn_cast<FreeInst>(QueryInst)) {
+    MemPtr = FI->getPointerOperand();
+    // FreeInsts erase the entire structure, not just a field.
+    MemSize = ~0UL;
+  } else {
+    // Non-memory instruction.
+    LocalCache = MemDepResult::getClobber(--BasicBlock::iterator(ScanPos));
+  }
+  
+  // If we need to do a pointer scan, make it happen.
+  if (MemPtr)
+    LocalCache = getPointerDependencyFrom(MemPtr, MemSize, 
+                                          isa<LoadInst>(QueryInst),
+                                          ScanPos, QueryParent);
+  
+  // Remember the result!
+  if (Instruction *I = LocalCache.getInst())
+    ReverseLocalDeps[I].insert(QueryInst);
+  
+  return LocalCache;
 }
 
-/// getNonLocalDependency - Fills the passed-in map with the non-local 
-/// dependencies of the queries.  The map will contain NonLocal for
-/// blocks between the query and its dependencies.
-void MemoryDependenceAnalysis::getNonLocalDependency(Instruction* query,
-                                         DenseMap<BasicBlock*, Value*>& resp) {
-  if (depGraphNonLocal.count(query)) {
-    resp = depGraphNonLocal[query];
-    NumCacheNonlocal++;
-    return;
-  } else
-    NumUncacheNonlocal++;
+#ifndef NDEBUG
+/// AssertSorted - This method is used when -debug is specified to verify that
+/// cache arrays are properly kept sorted.
+static void AssertSorted(MemoryDependenceAnalysis::NonLocalDepInfo &Cache,
+                         int Count = -1) {
+  if (Count == -1) Count = Cache.size();
+  if (Count == 0) return;
+
+  for (unsigned i = 1; i != unsigned(Count); ++i)
+    assert(Cache[i-1] <= Cache[i] && "Cache isn't sorted!");
+}
+#endif
+
+/// getNonLocalCallDependency - Perform a full dependency query for the
+/// specified call, returning the set of blocks that the value is
+/// potentially live across.  The returned set of results will include a
+/// "NonLocal" result for all blocks where the value is live across.
+///
+/// This method assumes the instruction returns a "NonLocal" dependency
+/// within its own block.
+///
+/// This returns a reference to an internal data structure that may be
+/// invalidated on the next non-local query or when an instruction is
+/// removed.  Clients must copy this data if they want it around longer than
+/// that.
+const MemoryDependenceAnalysis::NonLocalDepInfo &
+MemoryDependenceAnalysis::getNonLocalCallDependency(CallSite QueryCS) {
+  assert(getDependency(QueryCS.getInstruction()).isNonLocal() &&
+ "getNonLocalCallDependency should only be used on calls with non-local deps!");
+  PerInstNLInfo &CacheP = NonLocalDeps[QueryCS.getInstruction()];
+  NonLocalDepInfo &Cache = CacheP.first;
+
+  /// DirtyBlocks - This is the set of blocks that need to be recomputed.  In
+  /// the cached case, this can happen due to instructions being deleted etc. In
+  /// the uncached case, this starts out as the set of predecessors we care
+  /// about.
+  SmallVector<BasicBlock*, 32> DirtyBlocks;
   
-  // If not, go ahead and search for non-local deps.
-  nonLocalHelper(query, query->getParent(), resp);
+  if (!Cache.empty()) {
+    // Okay, we have a cache entry.  If we know it is not dirty, just return it
+    // with no computation.
+    if (!CacheP.second) {
+      NumCacheNonLocal++;
+      return Cache;
+    }
+    
+    // If we already have a partially computed set of results, scan them to
+    // determine what is dirty, seeding our initial DirtyBlocks worklist.
+    for (NonLocalDepInfo::iterator I = Cache.begin(), E = Cache.end();
+       I != E; ++I)
+      if (I->second.isDirty())
+        DirtyBlocks.push_back(I->first);
+    
+    // Sort the cache so that we can do fast binary search lookups below.
+    std::sort(Cache.begin(), Cache.end());
+    
+    ++NumCacheDirtyNonLocal;
+    //cerr << "CACHED CASE: " << DirtyBlocks.size() << " dirty: "
+    //     << Cache.size() << " cached: " << *QueryInst;
+  } else {
+    // Seed DirtyBlocks with each of the preds of QueryInst's block.
+    BasicBlock *QueryBB = QueryCS.getInstruction()->getParent();
+    for (BasicBlock **PI = PredCache->GetPreds(QueryBB); *PI; ++PI)
+      DirtyBlocks.push_back(*PI);
+    NumUncacheNonLocal++;
+  }
   
-  // Update the non-local dependency cache
-  for (DenseMap<BasicBlock*, Value*>::iterator I = resp.begin(), E = resp.end();
-       I != E; ++I) {
-    depGraphNonLocal[query].insert(*I);
-    reverseDepNonLocal[I->second].insert(query);
+  // isReadonlyCall - If this is a read-only call, we can be more aggressive.
+  bool isReadonlyCall = AA->onlyReadsMemory(QueryCS);
+
+  SmallPtrSet<BasicBlock*, 64> Visited;
+  
+  unsigned NumSortedEntries = Cache.size();
+  DEBUG(AssertSorted(Cache));
+  
+  // Iterate while we still have blocks to update.
+  while (!DirtyBlocks.empty()) {
+    BasicBlock *DirtyBB = DirtyBlocks.back();
+    DirtyBlocks.pop_back();
+    
+    // Already processed this block?
+    if (!Visited.insert(DirtyBB))
+      continue;
+    
+    // Do a binary search to see if we already have an entry for this block in
+    // the cache set.  If so, find it.
+    DEBUG(AssertSorted(Cache, NumSortedEntries));
+    NonLocalDepInfo::iterator Entry = 
+      std::upper_bound(Cache.begin(), Cache.begin()+NumSortedEntries,
+                       std::make_pair(DirtyBB, MemDepResult()));
+    if (Entry != Cache.begin() && prior(Entry)->first == DirtyBB)
+      --Entry;
+    
+    MemDepResult *ExistingResult = 0;
+    if (Entry != Cache.begin()+NumSortedEntries && 
+        Entry->first == DirtyBB) {
+      // If we already have an entry, and if it isn't already dirty, the block
+      // is done.
+      if (!Entry->second.isDirty())
+        continue;
+      
+      // Otherwise, remember this slot so we can update the value.
+      ExistingResult = &Entry->second;
+    }
+    
+    // If the dirty entry has a pointer, start scanning from it so we don't have
+    // to rescan the entire block.
+    BasicBlock::iterator ScanPos = DirtyBB->end();
+    if (ExistingResult) {
+      if (Instruction *Inst = ExistingResult->getInst()) {
+        ScanPos = Inst;
+        // We're removing QueryInst's use of Inst.
+        RemoveFromReverseMap(ReverseNonLocalDeps, Inst,
+                             QueryCS.getInstruction());
+      }
+    }
+    
+    // Find out if this block has a local dependency for QueryInst.
+    MemDepResult Dep;
+    
+    if (ScanPos != DirtyBB->begin()) {
+      Dep = getCallSiteDependencyFrom(QueryCS, isReadonlyCall,ScanPos, DirtyBB);
+    } else if (DirtyBB != &DirtyBB->getParent()->getEntryBlock()) {
+      // No dependence found.  If this is the entry block of the function, it is
+      // a clobber, otherwise it is non-local.
+      Dep = MemDepResult::getNonLocal();
+    } else {
+      Dep = MemDepResult::getClobber(ScanPos);
+    }
+    
+    // If we had a dirty entry for the block, update it.  Otherwise, just add
+    // a new entry.
+    if (ExistingResult)
+      *ExistingResult = Dep;
+    else
+      Cache.push_back(std::make_pair(DirtyBB, Dep));
+    
+    // If the block has a dependency (i.e. it isn't completely transparent to
+    // the value), remember the association!
+    if (!Dep.isNonLocal()) {
+      // Keep the ReverseNonLocalDeps map up to date so we can efficiently
+      // update this when we remove instructions.
+      if (Instruction *Inst = Dep.getInst())
+        ReverseNonLocalDeps[Inst].insert(QueryCS.getInstruction());
+    } else {
+    
+      // If the block *is* completely transparent to the load, we need to check
+      // the predecessors of this block.  Add them to our worklist.
+      for (BasicBlock **PI = PredCache->GetPreds(DirtyBB); *PI; ++PI)
+        DirtyBlocks.push_back(*PI);
+    }
   }
+  
+  return Cache;
 }
 
-/// getDependency - Return the instruction on which a memory operation
-/// depends.  The local paramter indicates if the query should only
-/// evaluate dependencies within the same basic block.
-Instruction* MemoryDependenceAnalysis::getDependency(Instruction* query,
-                                                     Instruction* start,
-                                                     BasicBlock* block) {
-  // Start looking for dependencies with the queried inst
-  BasicBlock::iterator QI = query;
+/// getNonLocalPointerDependency - Perform a full dependency query for an
+/// access to the specified (non-volatile) memory location, returning the
+/// set of instructions that either define or clobber the value.
+///
+/// This method assumes the pointer has a "NonLocal" dependency within its
+/// own block.
+///
+void MemoryDependenceAnalysis::
+getNonLocalPointerDependency(Value *Pointer, bool isLoad, BasicBlock *FromBB,
+                             SmallVectorImpl<NonLocalDepEntry> &Result) {
+  assert(isa<PointerType>(Pointer->getType()) &&
+         "Can't get pointer deps of a non-pointer!");
+  Result.clear();
   
-  // Check for a cached result
-  std::pair<Instruction*, bool> cachedResult = depGraphLocal[query];
-  // If we have a _confirmed_ cached entry, return it
-  if (cachedResult.second)
-    return cachedResult.first;
-  else if (cachedResult.first && cachedResult.first != NonLocal)
-  // If we have an unconfirmed cached entry, we can start our search from there
-    QI = cachedResult.first;
-  
-  if (start)
-    QI = start;
-  else if (!start && block)
-    QI = block->end();
-  
-  AliasAnalysis& AA = getAnalysis<AliasAnalysis>();
-  TargetData& TD = getAnalysis<TargetData>();
-  
-  // Get the pointer value for which dependence will be determined
-  Value* dependee = 0;
-  uint64_t dependeeSize = 0;
-  bool queryIsVolatile = false;
-  if (StoreInst* S = dyn_cast<StoreInst>(query)) {
-    dependee = S->getPointerOperand();
-    dependeeSize = TD.getTypeSize(S->getOperand(0)->getType());
-    queryIsVolatile = S->isVolatile();
-  } else if (LoadInst* L = dyn_cast<LoadInst>(query)) {
-    dependee = L->getPointerOperand();
-    dependeeSize = TD.getTypeSize(L->getType());
-    queryIsVolatile = L->isVolatile();
-  } else if (VAArgInst* V = dyn_cast<VAArgInst>(query)) {
-    dependee = V->getOperand(0);
-    dependeeSize = TD.getTypeSize(V->getType());
-  } else if (FreeInst* F = dyn_cast<FreeInst>(query)) {
-    dependee = F->getPointerOperand();
-    
-    // FreeInsts erase the entire structure, not just a field
-    dependeeSize = ~0UL;
-  } else if (CallSite::get(query).getInstruction() != 0)
-    return getCallSiteDependency(CallSite::get(query), start, block);
-  else if (isa<AllocationInst>(query))
-    return None;
-  else
-    return None;
+  // We know that the pointer value is live into FromBB find the def/clobbers
+  // from presecessors.
+  const Type *EltTy = cast<PointerType>(Pointer->getType())->getElementType();
+  uint64_t PointeeSize = TD->getTypeStoreSize(EltTy);
   
-  BasicBlock::iterator blockBegin = block ? block->begin()
-                                          : query->getParent()->begin();
+  // This is the set of blocks we've inspected, and the pointer we consider in
+  // each block.  Because of critical edges, we currently bail out if querying
+  // a block with multiple different pointers.  This can happen during PHI
+  // translation.
+  DenseMap<BasicBlock*, Value*> Visited;
+  if (!getNonLocalPointerDepFromBB(Pointer, PointeeSize, isLoad, FromBB,
+                                   Result, Visited, true))
+    return;
+  Result.clear();
+  Result.push_back(std::make_pair(FromBB,
+                                  MemDepResult::getClobber(FromBB->begin())));
+}
+
+/// GetNonLocalInfoForBlock - Compute the memdep value for BB with
+/// Pointer/PointeeSize using either cached information in Cache or by doing a
+/// lookup (which may use dirty cache info if available).  If we do a lookup,
+/// add the result to the cache.
+MemDepResult MemoryDependenceAnalysis::
+GetNonLocalInfoForBlock(Value *Pointer, uint64_t PointeeSize,
+                        bool isLoad, BasicBlock *BB,
+                        NonLocalDepInfo *Cache, unsigned NumSortedEntries) {
+  
+  // Do a binary search to see if we already have an entry for this block in
+  // the cache set.  If so, find it.
+  NonLocalDepInfo::iterator Entry =
+    std::upper_bound(Cache->begin(), Cache->begin()+NumSortedEntries,
+                     std::make_pair(BB, MemDepResult()));
+  if (Entry != Cache->begin() && prior(Entry)->first == BB)
+    --Entry;
+  
+  MemDepResult *ExistingResult = 0;
+  if (Entry != Cache->begin()+NumSortedEntries && Entry->first == BB)
+    ExistingResult = &Entry->second;
   
-  // Walk backwards through the basic block, looking for dependencies
-  while (QI != blockBegin) {
-    --QI;
+  // If we have a cached entry, and it is non-dirty, use it as the value for
+  // this dependency.
+  if (ExistingResult && !ExistingResult->isDirty()) {
+    ++NumCacheNonLocalPtr;
+    return *ExistingResult;
+  }    
+  
+  // Otherwise, we have to scan for the value.  If we have a dirty cache
+  // entry, start scanning from its position, otherwise we scan from the end
+  // of the block.
+  BasicBlock::iterator ScanPos = BB->end();
+  if (ExistingResult && ExistingResult->getInst()) {
+    assert(ExistingResult->getInst()->getParent() == BB &&
+           "Instruction invalidated?");
+    ++NumCacheDirtyNonLocalPtr;
+    ScanPos = ExistingResult->getInst();
     
-    // If this inst is a memory op, get the pointer it accessed
-    Value* pointer = 0;
-    uint64_t pointerSize = 0;
-    if (StoreInst* S = dyn_cast<StoreInst>(QI)) {
-      // All volatile loads/stores depend on each other
-      if (queryIsVolatile && S->isVolatile()) {
-        if (!start && !block) {
-          depGraphLocal.insert(std::make_pair(query, std::make_pair(S, true)));
-          reverseDep[S].insert(query);
-        }
+    // Eliminating the dirty entry from 'Cache', so update the reverse info.
+    ValueIsLoadPair CacheKey(Pointer, isLoad);
+    RemoveFromReverseMap(ReverseNonLocalPtrDeps, ScanPos,
+                         CacheKey.getOpaqueValue());
+  } else {
+    ++NumUncacheNonLocalPtr;
+  }
+  
+  // Scan the block for the dependency.
+  MemDepResult Dep = getPointerDependencyFrom(Pointer, PointeeSize, isLoad, 
+                                              ScanPos, BB);
+  
+  // If we had a dirty entry for the block, update it.  Otherwise, just add
+  // a new entry.
+  if (ExistingResult)
+    *ExistingResult = Dep;
+  else
+    Cache->push_back(std::make_pair(BB, Dep));
+  
+  // If the block has a dependency (i.e. it isn't completely transparent to
+  // the value), remember the reverse association because we just added it
+  // to Cache!
+  if (Dep.isNonLocal())
+    return Dep;
+  
+  // Keep the ReverseNonLocalPtrDeps map up to date so we can efficiently
+  // update MemDep when we remove instructions.
+  Instruction *Inst = Dep.getInst();
+  assert(Inst && "Didn't depend on anything?");
+  ValueIsLoadPair CacheKey(Pointer, isLoad);
+  ReverseNonLocalPtrDeps[Inst].insert(CacheKey.getOpaqueValue());
+  return Dep;
+}
+
+
+/// getNonLocalPointerDepFromBB - Perform a dependency query based on
+/// pointer/pointeesize starting at the end of StartBB.  Add any clobber/def
+/// results to the results vector and keep track of which blocks are visited in
+/// 'Visited'.
+///
+/// This has special behavior for the first block queries (when SkipFirstBlock
+/// is true).  In this special case, it ignores the contents of the specified
+/// block and starts returning dependence info for its predecessors.
+///
+/// This function returns false on success, or true to indicate that it could
+/// not compute dependence information for some reason.  This should be treated
+/// as a clobber dependence on the first instruction in the predecessor block.
+bool MemoryDependenceAnalysis::
+getNonLocalPointerDepFromBB(Value *Pointer, uint64_t PointeeSize,
+                            bool isLoad, BasicBlock *StartBB,
+                            SmallVectorImpl<NonLocalDepEntry> &Result,
+                            DenseMap<BasicBlock*, Value*> &Visited,
+                            bool SkipFirstBlock) {
+  
+  // Look up the cached info for Pointer.
+  ValueIsLoadPair CacheKey(Pointer, isLoad);
+  
+  std::pair<BBSkipFirstBlockPair, NonLocalDepInfo> *CacheInfo =
+    &NonLocalPointerDeps[CacheKey];
+  NonLocalDepInfo *Cache = &CacheInfo->second;
+
+  // If we have valid cached information for exactly the block we are
+  // investigating, just return it with no recomputation.
+  if (CacheInfo->first == BBSkipFirstBlockPair(StartBB, SkipFirstBlock)) {
+    // We have a fully cached result for this query then we can just return the
+    // cached results and populate the visited set.  However, we have to verify
+    // that we don't already have conflicting results for these blocks.  Check
+    // to ensure that if a block in the results set is in the visited set that
+    // it was for the same pointer query.
+    if (!Visited.empty()) {
+      for (NonLocalDepInfo::iterator I = Cache->begin(), E = Cache->end();
+           I != E; ++I) {
+        DenseMap<BasicBlock*, Value*>::iterator VI = Visited.find(I->first);
+        if (VI == Visited.end() || VI->second == Pointer) continue;
         
-        return S;
+        // We have a pointer mismatch in a block.  Just return clobber, saying
+        // that something was clobbered in this result.  We could also do a
+        // non-fully cached query, but there is little point in doing this.
+        return true;
       }
+    }
+    
+    for (NonLocalDepInfo::iterator I = Cache->begin(), E = Cache->end();
+         I != E; ++I) {
+      Visited.insert(std::make_pair(I->first, Pointer));
+      if (!I->second.isNonLocal())
+        Result.push_back(*I);
+    }
+    ++NumCacheCompleteNonLocalPtr;
+    return false;
+  }
+  
+  // Otherwise, either this is a new block, a block with an invalid cache
+  // pointer or one that we're about to invalidate by putting more info into it
+  // than its valid cache info.  If empty, the result will be valid cache info,
+  // otherwise it isn't.
+  if (Cache->empty())
+    CacheInfo->first = BBSkipFirstBlockPair(StartBB, SkipFirstBlock);
+  else
+    CacheInfo->first = BBSkipFirstBlockPair();
+  
+  SmallVector<BasicBlock*, 32> Worklist;
+  Worklist.push_back(StartBB);
+  
+  // Keep track of the entries that we know are sorted.  Previously cached
+  // entries will all be sorted.  The entries we add we only sort on demand (we
+  // don't insert every element into its sorted position).  We know that we
+  // won't get any reuse from currently inserted values, because we don't
+  // revisit blocks after we insert info for them.
+  unsigned NumSortedEntries = Cache->size();
+  DEBUG(AssertSorted(*Cache));
+  
+  while (!Worklist.empty()) {
+    BasicBlock *BB = Worklist.pop_back_val();
+    
+    // Skip the first block if we have it.
+    if (!SkipFirstBlock) {
+      // Analyze the dependency of *Pointer in FromBB.  See if we already have
+      // been here.
+      assert(Visited.count(BB) && "Should check 'visited' before adding to WL");
+
+      // Get the dependency info for Pointer in BB.  If we have cached
+      // information, we will use it, otherwise we compute it.
+      DEBUG(AssertSorted(*Cache, NumSortedEntries));
+      MemDepResult Dep = GetNonLocalInfoForBlock(Pointer, PointeeSize, isLoad,
+                                                 BB, Cache, NumSortedEntries);
       
-      pointer = S->getPointerOperand();
-      pointerSize = TD.getTypeSize(S->getOperand(0)->getType());
-    } else if (LoadInst* L = dyn_cast<LoadInst>(QI)) {
-      // All volatile loads/stores depend on each other
-      if (queryIsVolatile && L->isVolatile()) {
-        if (!start && !block) {
-          depGraphLocal.insert(std::make_pair(query, std::make_pair(L, true)));
-          reverseDep[L].insert(query);
-        }
-        
-        return L;
+      // If we got a Def or Clobber, add this to the list of results.
+      if (!Dep.isNonLocal()) {
+        Result.push_back(NonLocalDepEntry(BB, Dep));
+        continue;
       }
-      
-      pointer = L->getPointerOperand();
-      pointerSize = TD.getTypeSize(L->getType());
-    } else if (AllocationInst* AI = dyn_cast<AllocationInst>(QI)) {
-      pointer = AI;
-      if (ConstantInt* C = dyn_cast<ConstantInt>(AI->getArraySize()))
-        pointerSize = C->getZExtValue() * \
-                      TD.getTypeSize(AI->getAllocatedType());
-      else
-        pointerSize = ~0UL;
-    } else if (VAArgInst* V = dyn_cast<VAArgInst>(QI)) {
-      pointer = V->getOperand(0);
-      pointerSize = TD.getTypeSize(V->getType());
-    } else if (FreeInst* F = dyn_cast<FreeInst>(QI)) {
-      pointer = F->getPointerOperand();
-      
-      // FreeInsts erase the entire structure
-      pointerSize = ~0UL;
-    } else if (CallSite::get(QI).getInstruction() != 0) {
-      // Call insts need special handling. Check if they can modify our pointer
-      AliasAnalysis::ModRefResult MR = AA.getModRefInfo(CallSite::get(QI),
-                                                      dependee, dependeeSize);
-      
-      if (MR != AliasAnalysis::NoModRef) {
-        // Loads don't depend on read-only calls
-        if (isa<LoadInst>(query) && MR == AliasAnalysis::Ref)
+    }
+    
+    // If 'Pointer' is an instruction defined in this block, then we need to do
+    // phi translation to change it into a value live in the predecessor block.
+    // If phi translation fails, then we can't continue dependence analysis.
+    Instruction *PtrInst = dyn_cast<Instruction>(Pointer);
+    bool NeedsPHITranslation = PtrInst && PtrInst->getParent() == BB;
+    
+    // If no PHI translation is needed, just add all the predecessors of this
+    // block to scan them as well.
+    if (!NeedsPHITranslation) {
+      SkipFirstBlock = false;
+      for (BasicBlock **PI = PredCache->GetPreds(BB); *PI; ++PI) {
+        // Verify that we haven't looked at this block yet.
+        std::pair<DenseMap<BasicBlock*,Value*>::iterator, bool>
+          InsertRes = Visited.insert(std::make_pair(*PI, Pointer));
+        if (InsertRes.second) {
+          // First time we've looked at *PI.
+          Worklist.push_back(*PI);
           continue;
-        
-        if (!start && !block) {
-          depGraphLocal.insert(std::make_pair(query,
-                                              std::make_pair(QI, true)));
-          reverseDep[QI].insert(query);
         }
         
-        return QI;
-      } else {
-        continue;
+        // If we have seen this block before, but it was with a different
+        // pointer then we have a phi translation failure and we have to treat
+        // this as a clobber.
+        if (InsertRes.first->second != Pointer)
+          goto PredTranslationFailure;
       }
+      continue;
     }
     
-    // If we found a pointer, check if it could be the same as our pointer
-    if (pointer) {
-      AliasAnalysis::AliasResult R = AA.alias(pointer, pointerSize,
-                                              dependee, dependeeSize);
-      
-      if (R != AliasAnalysis::NoAlias) {
-        // May-alias loads don't depend on each other
-        if (isa<LoadInst>(query) && isa<LoadInst>(QI) &&
-            R == AliasAnalysis::MayAlias)
-          continue;
+    // If we do need to do phi translation, then there are a bunch of different
+    // cases, because we have to find a Value* live in the predecessor block. We
+    // know that PtrInst is defined in this block at least.
+    
+    // If this is directly a PHI node, just use the incoming values for each
+    // pred as the phi translated version.
+    if (PHINode *PtrPHI = dyn_cast<PHINode>(PtrInst)) {
+      for (BasicBlock **PI = PredCache->GetPreds(BB); *PI; ++PI) {
+        BasicBlock *Pred = *PI;
+        Value *PredPtr = PtrPHI->getIncomingValueForBlock(Pred);
         
-        if (!start && !block) {
-          depGraphLocal.insert(std::make_pair(query,
-                                              std::make_pair(QI, true)));
-          reverseDep[QI].insert(query);
+        // Check to see if we have already visited this pred block with another
+        // pointer.  If so, we can't do this lookup.  This failure can occur
+        // with PHI translation when a critical edge exists and the PHI node in
+        // the successor translates to a pointer value different than the
+        // pointer the block was first analyzed with.
+        std::pair<DenseMap<BasicBlock*,Value*>::iterator, bool>
+          InsertRes = Visited.insert(std::make_pair(Pred, PredPtr));
+
+        if (!InsertRes.second) {
+          // If the predecessor was visited with PredPtr, then we already did
+          // the analysis and can ignore it.
+          if (InsertRes.first->second == PredPtr)
+            continue;
+          
+          // Otherwise, the block was previously analyzed with a different
+          // pointer.  We can't represent the result of this case, so we just
+          // treat this as a phi translation failure.
+          goto PredTranslationFailure;
         }
+
+        // We may have added values to the cache list before this PHI
+        // translation.  If so, we haven't done anything to ensure that the
+        // cache remains sorted.  Sort it now (if needed) so that recursive
+        // invocations of getNonLocalPointerDepFromBB that could reuse the cache
+        // value will only see properly sorted cache arrays.
+        if (Cache && NumSortedEntries != Cache->size())
+          std::sort(Cache->begin(), Cache->end());
+        Cache = 0;
         
-        return QI;
+        // FIXME: it is entirely possible that PHI translating will end up with
+        // the same value.  Consider PHI translating something like:
+        // X = phi [x, bb1], [y, bb2].  PHI translating for bb1 doesn't *need*
+        // to recurse here, pedantically speaking.
+        
+        // If we have a problem phi translating, fall through to the code below
+        // to handle the failure condition.
+        if (getNonLocalPointerDepFromBB(PredPtr, PointeeSize, isLoad, Pred,
+                                        Result, Visited))
+          goto PredTranslationFailure;
       }
+
+      // Refresh the CacheInfo/Cache pointer so that it isn't invalidated.
+      CacheInfo = &NonLocalPointerDeps[CacheKey];
+      Cache = &CacheInfo->second;
+      NumSortedEntries = Cache->size();
+      
+      // Since we did phi translation, the "Cache" set won't contain all of the
+      // results for the query.  This is ok (we can still use it to accelerate
+      // specific block queries) but we can't do the fastpath "return all
+      // results from the set"  Clear out the indicator for this.
+      CacheInfo->first = BBSkipFirstBlockPair();
+      SkipFirstBlock = false;
+      continue;
+    }
+    
+    // TODO: BITCAST, GEP.
+    
+    //   cerr << "MEMDEP: Could not PHI translate: " << *Pointer;
+    //   if (isa<BitCastInst>(PtrInst) || isa<GetElementPtrInst>(PtrInst))
+    //     cerr << "OP:\t\t\t\t" << *PtrInst->getOperand(0);
+  PredTranslationFailure:
+    
+    if (Cache == 0) {
+      // Refresh the CacheInfo/Cache pointer if it got invalidated.
+      CacheInfo = &NonLocalPointerDeps[CacheKey];
+      Cache = &CacheInfo->second;
+      NumSortedEntries = Cache->size();
+    } else if (NumSortedEntries != Cache->size()) {
+      std::sort(Cache->begin(), Cache->end());
+      NumSortedEntries = Cache->size();
+    }
+
+    // Since we did phi translation, the "Cache" set won't contain all of the
+    // results for the query.  This is ok (we can still use it to accelerate
+    // specific block queries) but we can't do the fastpath "return all
+    // results from the set"  Clear out the indicator for this.
+    CacheInfo->first = BBSkipFirstBlockPair();
+    
+    // If *nothing* works, mark the pointer as being clobbered by the first
+    // instruction in this block.
+    //
+    // If this is the magic first block, return this as a clobber of the whole
+    // incoming value.  Since we can't phi translate to one of the predecessors,
+    // we have to bail out.
+    if (SkipFirstBlock)
+      return true;
+    
+    for (NonLocalDepInfo::reverse_iterator I = Cache->rbegin(); ; ++I) {
+      assert(I != Cache->rend() && "Didn't find current block??");
+      if (I->first != BB)
+        continue;
+      
+      assert(I->second.isNonLocal() &&
+             "Should only be here with transparent block");
+      I->second = MemDepResult::getClobber(BB->begin());
+      ReverseNonLocalPtrDeps[BB->begin()].insert(CacheKey.getOpaqueValue());
+      Result.push_back(*I);
+      break;
     }
   }
+
+  // Okay, we're done now.  If we added new values to the cache, re-sort it.
+  switch (Cache->size()-NumSortedEntries) {
+  case 0:
+    // done, no new entries.
+    break;
+  case 2: {
+    // Two new entries, insert the last one into place.
+    NonLocalDepEntry Val = Cache->back();
+    Cache->pop_back();
+    NonLocalDepInfo::iterator Entry =
+    std::upper_bound(Cache->begin(), Cache->end()-1, Val);
+    Cache->insert(Entry, Val);
+    // FALL THROUGH.
+  }
+  case 1:
+    // One new entry, Just insert the new value at the appropriate position.
+    if (Cache->size() != 1) {
+      NonLocalDepEntry Val = Cache->back();
+      Cache->pop_back();
+      NonLocalDepInfo::iterator Entry =
+        std::upper_bound(Cache->begin(), Cache->end(), Val);
+      Cache->insert(Entry, Val);
+    }
+    break;
+  default:
+    // Added many values, do a full scale sort.
+    std::sort(Cache->begin(), Cache->end());
+  }
+  DEBUG(AssertSorted(*Cache));
+  return false;
+}
+
+/// RemoveCachedNonLocalPointerDependencies - If P exists in
+/// CachedNonLocalPointerInfo, remove it.
+void MemoryDependenceAnalysis::
+RemoveCachedNonLocalPointerDependencies(ValueIsLoadPair P) {
+  CachedNonLocalPointerInfo::iterator It = 
+    NonLocalPointerDeps.find(P);
+  if (It == NonLocalPointerDeps.end()) return;
+  
+  // Remove all of the entries in the BB->val map.  This involves removing
+  // instructions from the reverse map.
+  NonLocalDepInfo &PInfo = It->second.second;
   
-  // If we found nothing, return the non-local flag
-  if (!start && !block) {
-    depGraphLocal.insert(std::make_pair(query,
-                                        std::make_pair(NonLocal, true)));
-    reverseDep[NonLocal].insert(query);
+  for (unsigned i = 0, e = PInfo.size(); i != e; ++i) {
+    Instruction *Target = PInfo[i].second.getInst();
+    if (Target == 0) continue;  // Ignore non-local dep results.
+    assert(Target->getParent() == PInfo[i].first);
+    
+    // Eliminating the dirty entry from 'Cache', so update the reverse info.
+    RemoveFromReverseMap(ReverseNonLocalPtrDeps, Target, P.getOpaqueValue());
   }
   
-  return NonLocal;
+  // Remove P from NonLocalPointerDeps (which deletes NonLocalDepInfo).
+  NonLocalPointerDeps.erase(It);
+}
+
+
+/// invalidateCachedPointerInfo - This method is used to invalidate cached
+/// information about the specified pointer, because it may be too
+/// conservative in memdep.  This is an optional call that can be used when
+/// the client detects an equivalence between the pointer and some other
+/// value and replaces the other value with ptr. This can make Ptr available
+/// in more places that cached info does not necessarily keep.
+void MemoryDependenceAnalysis::invalidateCachedPointerInfo(Value *Ptr) {
+  // If Ptr isn't really a pointer, just ignore it.
+  if (!isa<PointerType>(Ptr->getType())) return;
+  // Flush store info for the pointer.
+  RemoveCachedNonLocalPointerDependencies(ValueIsLoadPair(Ptr, false));
+  // Flush load info for the pointer.
+  RemoveCachedNonLocalPointerDependencies(ValueIsLoadPair(Ptr, true));
 }
 
 /// removeInstruction - Remove an instruction from the dependence analysis,
 /// updating the dependence of instructions that previously depended on it.
 /// This method attempts to keep the cache coherent using the reverse map.
-void MemoryDependenceAnalysis::removeInstruction(Instruction* rem) {
-  // Figure out the new dep for things that currently depend on rem
-  Instruction* newDep = NonLocal;
-
-  depMapType::iterator depGraphEntry = depGraphLocal.find(rem);
-
-  if (depGraphEntry != depGraphLocal.end()) {
-    if (depGraphEntry->second.first != NonLocal &&
-        depGraphEntry->second.second) {
-      // If we have dep info for rem, set them to it
-      BasicBlock::iterator RI = depGraphEntry->second.first;
-      RI++;
-      newDep = RI;
-    } else if (depGraphEntry->second.first == NonLocal &&
-               depGraphEntry->second.second ) {
-      // If we have a confirmed non-local flag, use it
-      newDep = NonLocal;
-    } else {
-      // Otherwise, use the immediate successor of rem
-      // NOTE: This is because, when getDependence is called, it will first
-      // check the immediate predecessor of what is in the cache.
-      BasicBlock::iterator RI = rem;
-      RI++;
-      newDep = RI;
+void MemoryDependenceAnalysis::removeInstruction(Instruction *RemInst) {
+  // Walk through the Non-local dependencies, removing this one as the value
+  // for any cached queries.
+  NonLocalDepMapType::iterator NLDI = NonLocalDeps.find(RemInst);
+  if (NLDI != NonLocalDeps.end()) {
+    NonLocalDepInfo &BlockMap = NLDI->second.first;
+    for (NonLocalDepInfo::iterator DI = BlockMap.begin(), DE = BlockMap.end();
+         DI != DE; ++DI)
+      if (Instruction *Inst = DI->second.getInst())
+        RemoveFromReverseMap(ReverseNonLocalDeps, Inst, RemInst);
+    NonLocalDeps.erase(NLDI);
+  }
+
+  // If we have a cached local dependence query for this instruction, remove it.
+  //
+  LocalDepMapType::iterator LocalDepEntry = LocalDeps.find(RemInst);
+  if (LocalDepEntry != LocalDeps.end()) {
+    // Remove us from DepInst's reverse set now that the local dep info is gone.
+    if (Instruction *Inst = LocalDepEntry->second.getInst())
+      RemoveFromReverseMap(ReverseLocalDeps, Inst, RemInst);
+
+    // Remove this local dependency info.
+    LocalDeps.erase(LocalDepEntry);
+  }
+  
+  // If we have any cached pointer dependencies on this instruction, remove
+  // them.  If the instruction has non-pointer type, then it can't be a pointer
+  // base.
+  
+  // Remove it from both the load info and the store info.  The instruction
+  // can't be in either of these maps if it is non-pointer.
+  if (isa<PointerType>(RemInst->getType())) {
+    RemoveCachedNonLocalPointerDependencies(ValueIsLoadPair(RemInst, false));
+    RemoveCachedNonLocalPointerDependencies(ValueIsLoadPair(RemInst, true));
+  }
+  
+  // Loop over all of the things that depend on the instruction we're removing.
+  // 
+  SmallVector<std::pair<Instruction*, Instruction*>, 8> ReverseDepsToAdd;
+
+  // If we find RemInst as a clobber or Def in any of the maps for other values,
+  // we need to replace its entry with a dirty version of the instruction after
+  // it.  If RemInst is a terminator, we use a null dirty value.
+  //
+  // Using a dirty version of the instruction after RemInst saves having to scan
+  // the entire block to get to this point.
+  MemDepResult NewDirtyVal;
+  if (!RemInst->isTerminator())
+    NewDirtyVal = MemDepResult::getDirty(++BasicBlock::iterator(RemInst));
+  
+  ReverseDepMapType::iterator ReverseDepIt = ReverseLocalDeps.find(RemInst);
+  if (ReverseDepIt != ReverseLocalDeps.end()) {
+    SmallPtrSet<Instruction*, 4> &ReverseDeps = ReverseDepIt->second;
+    // RemInst can't be the terminator if it has local stuff depending on it.
+    assert(!ReverseDeps.empty() && !isa<TerminatorInst>(RemInst) &&
+           "Nothing can locally depend on a terminator");
+    
+    for (SmallPtrSet<Instruction*, 4>::iterator I = ReverseDeps.begin(),
+         E = ReverseDeps.end(); I != E; ++I) {
+      Instruction *InstDependingOnRemInst = *I;
+      assert(InstDependingOnRemInst != RemInst &&
+             "Already removed our local dep info");
+                        
+      LocalDeps[InstDependingOnRemInst] = NewDirtyVal;
+      
+      // Make sure to remember that new things depend on NewDepInst.
+      assert(NewDirtyVal.getInst() && "There is no way something else can have "
+             "a local dep on this if it is a terminator!");
+      ReverseDepsToAdd.push_back(std::make_pair(NewDirtyVal.getInst(), 
+                                                InstDependingOnRemInst));
+    }
+    
+    ReverseLocalDeps.erase(ReverseDepIt);
+
+    // Add new reverse deps after scanning the set, to avoid invalidating the
+    // 'ReverseDeps' reference.
+    while (!ReverseDepsToAdd.empty()) {
+      ReverseLocalDeps[ReverseDepsToAdd.back().first]
+        .insert(ReverseDepsToAdd.back().second);
+      ReverseDepsToAdd.pop_back();
+    }
+  }
+  
+  ReverseDepIt = ReverseNonLocalDeps.find(RemInst);
+  if (ReverseDepIt != ReverseNonLocalDeps.end()) {
+    SmallPtrSet<Instruction*, 4> &Set = ReverseDepIt->second;
+    for (SmallPtrSet<Instruction*, 4>::iterator I = Set.begin(), E = Set.end();
+         I != E; ++I) {
+      assert(*I != RemInst && "Already removed NonLocalDep info for RemInst");
+      
+      PerInstNLInfo &INLD = NonLocalDeps[*I];
+      // The information is now dirty!
+      INLD.second = true;
+      
+      for (NonLocalDepInfo::iterator DI = INLD.first.begin(), 
+           DE = INLD.first.end(); DI != DE; ++DI) {
+        if (DI->second.getInst() != RemInst) continue;
+        
+        // Convert to a dirty entry for the subsequent instruction.
+        DI->second = NewDirtyVal;
+        
+        if (Instruction *NextI = NewDirtyVal.getInst())
+          ReverseDepsToAdd.push_back(std::make_pair(NextI, *I));
+      }
     }
+
+    ReverseNonLocalDeps.erase(ReverseDepIt);
+
+    // Add new reverse deps after scanning the set, to avoid invalidating 'Set'
+    while (!ReverseDepsToAdd.empty()) {
+      ReverseNonLocalDeps[ReverseDepsToAdd.back().first]
+        .insert(ReverseDepsToAdd.back().second);
+      ReverseDepsToAdd.pop_back();
+    }
+  }
+  
+  // If the instruction is in ReverseNonLocalPtrDeps then it appears as a
+  // value in the NonLocalPointerDeps info.
+  ReverseNonLocalPtrDepTy::iterator ReversePtrDepIt =
+    ReverseNonLocalPtrDeps.find(RemInst);
+  if (ReversePtrDepIt != ReverseNonLocalPtrDeps.end()) {
+    SmallPtrSet<void*, 4> &Set = ReversePtrDepIt->second;
+    SmallVector<std::pair<Instruction*, ValueIsLoadPair>,8> ReversePtrDepsToAdd;
     
-    SmallPtrSet<Instruction*, 4>& set = reverseDep[rem];
-    for (SmallPtrSet<Instruction*, 4>::iterator I = set.begin(), E = set.end();
+    for (SmallPtrSet<void*, 4>::iterator I = Set.begin(), E = Set.end();
          I != E; ++I) {
-      // Insert the new dependencies
-      // Mark it as unconfirmed as long as it is not the non-local flag
-      depGraphLocal[*I] = std::make_pair(newDep, !newDep);
+      ValueIsLoadPair P;
+      P.setFromOpaqueValue(*I);
+      assert(P.getPointer() != RemInst &&
+             "Already removed NonLocalPointerDeps info for RemInst");
+      
+      NonLocalDepInfo &NLPDI = NonLocalPointerDeps[P].second;
+      
+      // The cache is not valid for any specific block anymore.
+      NonLocalPointerDeps[P].first = BBSkipFirstBlockPair();
+      
+      // Update any entries for RemInst to use the instruction after it.
+      for (NonLocalDepInfo::iterator DI = NLPDI.begin(), DE = NLPDI.end();
+           DI != DE; ++DI) {
+        if (DI->second.getInst() != RemInst) continue;
+        
+        // Convert to a dirty entry for the subsequent instruction.
+        DI->second = NewDirtyVal;
+        
+        if (Instruction *NewDirtyInst = NewDirtyVal.getInst())
+          ReversePtrDepsToAdd.push_back(std::make_pair(NewDirtyInst, P));
+      }
+      
+      // Re-sort the NonLocalDepInfo.  Changing the dirty entry to its
+      // subsequent value may invalidate the sortedness.
+      std::sort(NLPDI.begin(), NLPDI.end());
     }
     
-    reverseDep.erase(rem);
+    ReverseNonLocalPtrDeps.erase(ReversePtrDepIt);
+    
+    while (!ReversePtrDepsToAdd.empty()) {
+      ReverseNonLocalPtrDeps[ReversePtrDepsToAdd.back().first]
+        .insert(ReversePtrDepsToAdd.back().second.getOpaqueValue());
+      ReversePtrDepsToAdd.pop_back();
+    }
   }
   
-  if (depGraphNonLocal.count(rem)) {
-    SmallPtrSet<Instruction*, 4>& set = reverseDepNonLocal[rem];
-    for (SmallPtrSet<Instruction*, 4>::iterator I = set.begin(), E = set.end();
-         I != E; ++I)
-      depGraphNonLocal.erase(*I);
+  
+  assert(!NonLocalDeps.count(RemInst) && "RemInst got reinserted?");
+  AA->deleteValue(RemInst);
+  DEBUG(verifyRemoved(RemInst));
+}
+/// verifyRemoved - Verify that the specified instruction does not occur
+/// in our internal data structures.
+void MemoryDependenceAnalysis::verifyRemoved(Instruction *D) const {
+  for (LocalDepMapType::const_iterator I = LocalDeps.begin(),
+       E = LocalDeps.end(); I != E; ++I) {
+    assert(I->first != D && "Inst occurs in data structures");
+    assert(I->second.getInst() != D &&
+           "Inst occurs in data structures");
+  }
+  
+  for (CachedNonLocalPointerInfo::const_iterator I =NonLocalPointerDeps.begin(),
+       E = NonLocalPointerDeps.end(); I != E; ++I) {
+    assert(I->first.getPointer() != D && "Inst occurs in NLPD map key");
+    const NonLocalDepInfo &Val = I->second.second;
+    for (NonLocalDepInfo::const_iterator II = Val.begin(), E = Val.end();
+         II != E; ++II)
+      assert(II->second.getInst() != D && "Inst occurs as NLPD value");
+  }
+  
+  for (NonLocalDepMapType::const_iterator I = NonLocalDeps.begin(),
+       E = NonLocalDeps.end(); I != E; ++I) {
+    assert(I->first != D && "Inst occurs in data structures");
+    const PerInstNLInfo &INLD = I->second;
+    for (NonLocalDepInfo::const_iterator II = INLD.first.begin(),
+         EE = INLD.first.end(); II  != EE; ++II)
+      assert(II->second.getInst() != D && "Inst occurs in data structures");
+  }
+  
+  for (ReverseDepMapType::const_iterator I = ReverseLocalDeps.begin(),
+       E = ReverseLocalDeps.end(); I != E; ++I) {
+    assert(I->first != D && "Inst occurs in data structures");
+    for (SmallPtrSet<Instruction*, 4>::const_iterator II = I->second.begin(),
+         EE = I->second.end(); II != EE; ++II)
+      assert(*II != D && "Inst occurs in data structures");
+  }
+  
+  for (ReverseDepMapType::const_iterator I = ReverseNonLocalDeps.begin(),
+       E = ReverseNonLocalDeps.end();
+       I != E; ++I) {
+    assert(I->first != D && "Inst occurs in data structures");
+    for (SmallPtrSet<Instruction*, 4>::const_iterator II = I->second.begin(),
+         EE = I->second.end(); II != EE; ++II)
+      assert(*II != D && "Inst occurs in data structures");
+  }
+  
+  for (ReverseNonLocalPtrDepTy::const_iterator
+       I = ReverseNonLocalPtrDeps.begin(),
+       E = ReverseNonLocalPtrDeps.end(); I != E; ++I) {
+    assert(I->first != D && "Inst occurs in rev NLPD map");
     
-    reverseDepNonLocal.erase(rem);
+    for (SmallPtrSet<void*, 4>::const_iterator II = I->second.begin(),
+         E = I->second.end(); II != E; ++II)
+      assert(*II != ValueIsLoadPair(D, false).getOpaqueValue() &&
+             *II != ValueIsLoadPair(D, true).getOpaqueValue() &&
+             "Inst occurs in ReverseNonLocalPtrDeps map");
   }
-
-  getAnalysis<AliasAnalysis>().deleteValue(rem);
+  
 }