[Statepoints] Refactor GCRelocateOperands into an intrinsic wrapper. NFC.
[oota-llvm.git] / lib / Transforms / Utils / PromoteMemoryToRegister.cpp
index b3eaa1319afbf307e104eb92c4a64218d1b5052e..c4f9b9f61407810ad284f3cd5da0b7697f293250 100644 (file)
 // traversing the function in depth-first order to rewrite loads and stores as
 // appropriate.
 //
-// The algorithm used here is based on:
-//
-//   Sreedhar and Gao. A linear time algorithm for placing phi-nodes.
-//   In Proceedings of the 22nd ACM SIGPLAN-SIGACT Symposium on Principles of
-//   Programming Languages
-//   POPL '95. ACM, New York, NY, 62-73.
-//
-// It has been modified to not explicitly use the DJ graph data structure and to
-// directly compute pruned SSA using per-variable liveness information.
-//
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
-#define DEBUG_TYPE "mem2reg"
 #include "llvm/Transforms/Utils/PromoteMemToReg.h"
 #include "llvm/ADT/ArrayRef.h"
 #include "llvm/ADT/DenseMap.h"
 #include "llvm/ADT/STLExtras.h"
-#include "llvm/ADT/SetVector.h"
 #include "llvm/ADT/SmallPtrSet.h"
 #include "llvm/ADT/SmallVector.h"
 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
 #include "llvm/Analysis/AliasSetTracker.h"
-#include "llvm/Analysis/Dominators.h"
 #include "llvm/Analysis/InstructionSimplify.h"
+#include "llvm/Analysis/IteratedDominanceFrontier.h"
 #include "llvm/Analysis/ValueTracking.h"
-#include "llvm/DIBuilder.h"
-#include "llvm/DebugInfo.h"
+#include "llvm/IR/CFG.h"
 #include "llvm/IR/Constants.h"
+#include "llvm/IR/DIBuilder.h"
+#include "llvm/IR/DebugInfo.h"
 #include "llvm/IR/DerivedTypes.h"
+#include "llvm/IR/Dominators.h"
 #include "llvm/IR/Function.h"
 #include "llvm/IR/Instructions.h"
 #include "llvm/IR/IntrinsicInst.h"
 #include "llvm/IR/Metadata.h"
-#include "llvm/InstVisitor.h"
-#include "llvm/Support/CFG.h"
+#include "llvm/IR/Module.h"
 #include "llvm/Transforms/Utils/Local.h"
 #include <algorithm>
-#include <queue>
 using namespace llvm;
 
+#define DEBUG_TYPE "mem2reg"
+
 STATISTIC(NumLocalPromoted, "Number of alloca's promoted within one block");
 STATISTIC(NumSingleStore,   "Number of alloca's promoted with a single store");
 STATISTIC(NumDeadAlloca,    "Number of dead alloca's removed");
 STATISTIC(NumPHIInsert,     "Number of PHI nodes inserted");
 
+bool llvm::isAllocaPromotable(const AllocaInst *AI) {
+  // FIXME: If the memory unit is of pointer or integer type, we can permit
+  // assignments to subsections of the memory unit.
+  unsigned AS = AI->getType()->getAddressSpace();
+
+  // Only allow direct and non-volatile loads and stores...
+  for (const User *U : AI->users()) {
+    if (const LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(U)) {
+      // Note that atomic loads can be transformed; atomic semantics do
+      // not have any meaning for a local alloca.
+      if (LI->isVolatile())
+        return false;
+    } else if (const StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(U)) {
+      if (SI->getOperand(0) == AI)
+        return false; // Don't allow a store OF the AI, only INTO the AI.
+      // Note that atomic stores can be transformed; atomic semantics do
+      // not have any meaning for a local alloca.
+      if (SI->isVolatile())
+        return false;
+    } else if (const IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(U)) {
+      if (II->getIntrinsicID() != Intrinsic::lifetime_start &&
+          II->getIntrinsicID() != Intrinsic::lifetime_end)
+        return false;
+    } else if (const BitCastInst *BCI = dyn_cast<BitCastInst>(U)) {
+      if (BCI->getType() != Type::getInt8PtrTy(U->getContext(), AS))
+        return false;
+      if (!onlyUsedByLifetimeMarkers(BCI))
+        return false;
+    } else if (const GetElementPtrInst *GEPI = dyn_cast<GetElementPtrInst>(U)) {
+      if (GEPI->getType() != Type::getInt8PtrTy(U->getContext(), AS))
+        return false;
+      if (!GEPI->hasAllZeroIndices())
+        return false;
+      if (!onlyUsedByLifetimeMarkers(GEPI))
+        return false;
+    } else {
+      return false;
+    }
+  }
+
+  return true;
+}
+
 namespace {
 
-struct AllocaInfo : private InstVisitor<AllocaInfo, bool> {
+struct AllocaInfo {
   SmallVector<BasicBlock *, 32> DefiningBlocks;
   SmallVector<BasicBlock *, 32> UsingBlocks;
-  SmallVector<Instruction *, 8> DeadInsts;
 
-  Type *AllocaTy;
   StoreInst *OnlyStore;
   BasicBlock *OnlyBlock;
   bool OnlyUsedInOneBlock;
@@ -76,127 +107,47 @@ struct AllocaInfo : private InstVisitor<AllocaInfo, bool> {
   void clear() {
     DefiningBlocks.clear();
     UsingBlocks.clear();
-    DeadInsts.clear();
-    AllocaTy = 0;
-    OnlyStore = 0;
-    OnlyBlock = 0;
+    OnlyStore = nullptr;
+    OnlyBlock = nullptr;
     OnlyUsedInOneBlock = true;
-    AllocaPointerVal = 0;
-    DbgDeclare = 0;
+    AllocaPointerVal = nullptr;
+    DbgDeclare = nullptr;
   }
 
   /// Scan the uses of the specified alloca, filling in the AllocaInfo used
   /// by the rest of the pass to reason about the uses of this alloca.
-  bool analyzeAlloca(AllocaInst &AI) {
+  void AnalyzeAlloca(AllocaInst *AI) {
     clear();
 
-    AllocaTy = AI.getAllocatedType();
-    enqueueUsers(AI);
-
-    // Walk queued up uses in the worklist to handle nested uses.
-    while (!UseWorklist.empty()) {
-      U = UseWorklist.pop_back_val();
-      Instruction &I = *cast<Instruction>(U->getUser());
-      if (!visit(I))
-        return false; // Propagate failure to promote up.
+    // As we scan the uses of the alloca instruction, keep track of stores,
+    // and decide whether all of the loads and stores to the alloca are within
+    // the same basic block.
+    for (auto UI = AI->user_begin(), E = AI->user_end(); UI != E;) {
+      Instruction *User = cast<Instruction>(*UI++);
+
+      if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(User)) {
+        // Remember the basic blocks which define new values for the alloca
+        DefiningBlocks.push_back(SI->getParent());
+        AllocaPointerVal = SI->getOperand(0);
+        OnlyStore = SI;
+      } else {
+        LoadInst *LI = cast<LoadInst>(User);
+        // Otherwise it must be a load instruction, keep track of variable
+        // reads.
+        UsingBlocks.push_back(LI->getParent());
+        AllocaPointerVal = LI;
+      }
 
       if (OnlyUsedInOneBlock) {
-        if (OnlyBlock == 0)
-          OnlyBlock = I.getParent();
-        else if (OnlyBlock != I.getParent())
+        if (!OnlyBlock)
+          OnlyBlock = User->getParent();
+        else if (OnlyBlock != User->getParent())
           OnlyUsedInOneBlock = false;
       }
     }
 
-    DbgDeclare = FindAllocaDbgDeclare(&AI);
-    return true;
-  }
-
-private:
-  // Befriend the base class so it can call through private visitor methods.
-  friend class InstVisitor<AllocaInfo, bool>;
-
-  /// \brief A use pointer that is non-null when visiting uses.
-  Use *U;
-
-  /// \brief A worklist for recursively visiting all uses of an alloca.
-  SmallVector<Use *, 8> UseWorklist;
-
-  /// \brief A set for preventing cyclic visitation.
-  SmallPtrSet<Use *, 8> VisitedUses;
-
-  void enqueueUsers(Instruction &I) {
-    for (Value::use_iterator UI = I.use_begin(), UE = I.use_end(); UI != UE;
-         ++UI)
-      if (VisitedUses.insert(&UI.getUse()))
-        UseWorklist.push_back(&UI.getUse());
+    DbgDeclare = FindAllocaDbgDeclare(AI);
   }
-
-  bool visitLoadInst(LoadInst &LI) {
-    if (LI.isVolatile() || LI.getType() != AllocaTy)
-      return false;
-
-    // Keep track of variable reads.
-    UsingBlocks.push_back(LI.getParent());
-    AllocaPointerVal = &LI;
-    return true;
-  }
-
-  bool visitStoreInst(StoreInst &SI) {
-    if (SI.isVolatile() || SI.getValueOperand() == U->get() ||
-        SI.getValueOperand()->getType() != AllocaTy)
-      return false;
-
-    // Remember the basic blocks which define new values for the alloca
-    DefiningBlocks.push_back(SI.getParent());
-    AllocaPointerVal = SI.getOperand(0);
-    OnlyStore = &SI;
-    return true;
-  }
-
-  bool visitBitCastInst(BitCastInst &BC) {
-    if (BC.use_empty())
-      DeadInsts.push_back(&BC);
-    else
-      enqueueUsers(BC);
-    return true;
-  }
-
-  bool visitGetElementPtrInst(GetElementPtrInst &GEPI) {
-    if (GEPI.use_empty()) {
-      DeadInsts.push_back(&GEPI);
-      return true;
-    }
-
-    enqueueUsers(GEPI);
-
-    return GEPI.hasAllZeroIndices();
-  }
-
-  // We can promote through debug info intrinsics as they don't alter the
-  // value stored in memory.
-  bool visitDbgInfoIntrinsic(DbgInfoIntrinsic &I) {
-    DeadInsts.push_back(&I);
-    return true;
-  }
-
-  bool visitIntrinsicInst(IntrinsicInst &II) {
-    switch (II.getIntrinsicID()) {
-    default:
-      return false;
-
-      // Lifetime intrinsics don't preclude promoting the memory to a register.
-      // FIXME: We should use these to promote to undef when outside of a valid
-      // lifetime.
-    case Intrinsic::lifetime_start:
-    case Intrinsic::lifetime_end:
-      DeadInsts.push_back(&II);
-      return true;
-    }
-  }
-
-  // The fallback is that the alloca cannot be promoted.
-  bool visitInstruction(Instruction &I) { return false; }
 };
 
 // Data package used by RenamePass()
@@ -204,7 +155,7 @@ class RenamePassData {
 public:
   typedef std::vector<Value *> ValVector;
 
-  RenamePassData() : BB(NULL), Pred(NULL), Values() {}
+  RenamePassData() : BB(nullptr), Pred(nullptr), Values() {}
   RenamePassData(BasicBlock *B, BasicBlock *P, const ValVector &V)
       : BB(B), Pred(P), Values(V) {}
   BasicBlock *BB;
@@ -254,10 +205,9 @@ public:
     // avoid gratuitus rescans.
     const BasicBlock *BB = I->getParent();
     unsigned InstNo = 0;
-    for (BasicBlock::const_iterator BBI = BB->begin(), E = BB->end(); BBI != E;
-         ++BBI)
-      if (isInterestingInstruction(BBI))
-        InstNumbers[BBI] = InstNo++;
+    for (const Instruction &BBI : *BB)
+      if (isInterestingInstruction(&BBI))
+        InstNumbers[&BBI] = InstNo++;
     It = InstNumbers.find(I);
 
     assert(It != InstNumbers.end() && "Didn't insert instruction?");
@@ -278,6 +228,9 @@ struct PromoteMem2Reg {
   /// An AliasSetTracker object to update.  If null, don't update it.
   AliasSetTracker *AST;
 
+  /// A cache of @llvm.assume intrinsics used by SimplifyInstruction.
+  AssumptionCache *AC;
+
   /// Reverse mapping of Allocas.
   DenseMap<AllocaInst *, unsigned> AllocaLookup;
 
@@ -311,17 +264,15 @@ struct PromoteMem2Reg {
   /// behavior.
   DenseMap<BasicBlock *, unsigned> BBNumbers;
 
-  /// Maps DomTreeNodes to their level in the dominator tree.
-  DenseMap<DomTreeNode *, unsigned> DomLevels;
-
   /// Lazily compute the number of predecessors a block has.
   DenseMap<const BasicBlock *, unsigned> BBNumPreds;
 
 public:
   PromoteMem2Reg(ArrayRef<AllocaInst *> Allocas, DominatorTree &DT,
-                 AliasSetTracker *AST)
+                 AliasSetTracker *AST, AssumptionCache *AC)
       : Allocas(Allocas.begin(), Allocas.end()), DT(DT),
-        DIB(*DT.getRoot()->getParent()->getParent()), AST(AST) {}
+        DIB(*DT.getRoot()->getParent()->getParent(), /*AllowUnresolved*/ false),
+        AST(AST), AC(AC) {}
 
   void run();
 
@@ -339,11 +290,9 @@ private:
     return NP - 1;
   }
 
-  void DetermineInsertionPoint(AllocaInst *AI, unsigned AllocaNum,
-                               AllocaInfo &Info);
   void ComputeLiveInBlocks(AllocaInst *AI, AllocaInfo &Info,
-                           const SmallPtrSet<BasicBlock *, 32> &DefBlocks,
-                           SmallPtrSet<BasicBlock *, 32> &LiveInBlocks);
+                           const SmallPtrSetImpl<BasicBlock *> &DefBlocks,
+                           SmallPtrSetImpl<BasicBlock *> &LiveInBlocks);
   void RenamePass(BasicBlock *BB, BasicBlock *Pred,
                   RenamePassData::ValVector &IncVals,
                   std::vector<RenamePassData> &Worklist);
@@ -352,39 +301,25 @@ private:
 
 } // end of anonymous namespace
 
-/// \brief Walk a small vector of dead instructions and recursively remove them
-/// and subsequently dead instructions.
-///
-/// This is only valid to call on dead instructions using an alloca which is
-/// promotable, as we leverage that assumption to delete them faster.
-static void removeDeadInstructions(AllocaInst *AI,
-                                   SmallVectorImpl<Instruction *> &DeadInsts) {
-  while (!DeadInsts.empty()) {
-    Instruction *I = DeadInsts.pop_back_val();
-
-    // Don't delete the alloca itself.
-    if (I == AI)
-      continue;
-
-    // Note that we open code the deletion algorithm here because we know
-    // apriori that all of the instructions using an alloca that reaches here
-    // are trivially dead when their use list becomes empty (The only risk are
-    // lifetime markers which we specifically want to nuke). By coding it here
-    // we can skip the triviality test and be more efficient.
-    //
-    // Null out all of the instruction's operands to see if any operand becomes
-    // dead as we go.
-    for (User::op_iterator OI = I->op_begin(), OE = I->op_end(); OI != OE;
-         ++OI) {
-      Instruction *Op = dyn_cast<Instruction>(*OI);
-      if (!Op)
-        continue;
+static void removeLifetimeIntrinsicUsers(AllocaInst *AI) {
+  // Knowing that this alloca is promotable, we know that it's safe to kill all
+  // instructions except for load and store.
 
-      OI->set(0);
-      if (!Op->use_empty())
-        continue;
+  for (auto UI = AI->user_begin(), UE = AI->user_end(); UI != UE;) {
+    Instruction *I = cast<Instruction>(*UI);
+    ++UI;
+    if (isa<LoadInst>(I) || isa<StoreInst>(I))
+      continue;
 
-      DeadInsts.push_back(Op);
+    if (!I->getType()->isVoidTy()) {
+      // The only users of this bitcast/GEP instruction are lifetime intrinsics.
+      // Follow the use/def chain to erase them now instead of leaving it for
+      // dead code elimination later.
+      for (auto UUI = I->user_begin(), UUE = I->user_end(); UUI != UUE;) {
+        Instruction *Inst = cast<Instruction>(*UUI);
+        ++UUI;
+        Inst->eraseFromParent();
+      }
     }
     I->eraseFromParent();
   }
@@ -410,7 +345,7 @@ static bool rewriteSingleStoreAlloca(AllocaInst *AI, AllocaInfo &Info,
   // Clear out UsingBlocks.  We will reconstruct it here if needed.
   Info.UsingBlocks.clear();
 
-  for (Value::use_iterator UI = AI->use_begin(), E = AI->use_end(); UI != E;) {
+  for (auto UI = AI->user_begin(), E = AI->user_end(); UI != E;) {
     Instruction *UserInst = cast<Instruction>(*UI++);
     if (!isa<LoadInst>(UserInst)) {
       assert(UserInst == OnlyStore && "Should only have load/stores");
@@ -466,9 +401,10 @@ static bool rewriteSingleStoreAlloca(AllocaInst *AI, AllocaInfo &Info,
   // Record debuginfo for the store and remove the declaration's
   // debuginfo.
   if (DbgDeclareInst *DDI = Info.DbgDeclare) {
-    DIBuilder DIB(*AI->getParent()->getParent()->getParent());
+    DIBuilder DIB(*AI->getModule(), /*AllowUnresolved*/ false);
     ConvertDebugDeclareToDebugValue(DDI, Info.OnlyStore, DIB);
     DDI->eraseFromParent();
+    LBI.deleteValue(DDI);
   }
   // Remove the (now dead) store and alloca.
   Info.OnlyStore->eraseFromParent();
@@ -481,30 +417,23 @@ static bool rewriteSingleStoreAlloca(AllocaInst *AI, AllocaInfo &Info,
   return true;
 }
 
-namespace {
-/// This is a helper predicate used to search by the first element of a pair.
-struct StoreIndexSearchPredicate {
-  bool operator()(const std::pair<unsigned, StoreInst *> &LHS,
-                  const std::pair<unsigned, StoreInst *> &RHS) {
-    return LHS.first < RHS.first;
-  }
-};
-}
-
 /// Many allocas are only used within a single basic block.  If this is the
 /// case, avoid traversing the CFG and inserting a lot of potentially useless
 /// PHI nodes by just performing a single linear pass over the basic block
 /// using the Alloca.
 ///
 /// If we cannot promote this alloca (because it is read before it is written),
-/// return true.  This is necessary in cases where, due to control flow, the
-/// alloca is potentially undefined on some control flow paths.  e.g. code like
-/// this is potentially correct:
-///
-///   for (...) { if (c) { A = undef; undef = B; } }
-///
-/// ... so long as A is not used before undef is set.
-static void promoteSingleBlockAlloca(AllocaInst *AI, const AllocaInfo &Info,
+/// return false.  This is necessary in cases where, due to control flow, the
+/// alloca is undefined only on some control flow paths.  e.g. code like
+/// this is correct in LLVM IR:
+///  // A is an alloca with no stores so far
+///  for (...) {
+///    int t = *A;
+///    if (!first_iteration)
+///      use(t);
+///    *A = 42;
+///  }
+static bool promoteSingleBlockAlloca(AllocaInst *AI, const AllocaInfo &Info,
                                      LargeBlockInfo &LBI,
                                      AliasSetTracker *AST) {
   // The trickiest case to handle is when we have large blocks. Because of this,
@@ -516,19 +445,17 @@ static void promoteSingleBlockAlloca(AllocaInst *AI, const AllocaInfo &Info,
   typedef SmallVector<std::pair<unsigned, StoreInst *>, 64> StoresByIndexTy;
   StoresByIndexTy StoresByIndex;
 
-  for (Value::use_iterator UI = AI->use_begin(), E = AI->use_end(); UI != E;
-       ++UI)
-    if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(*UI))
+  for (User *U : AI->users())
+    if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(U))
       StoresByIndex.push_back(std::make_pair(LBI.getInstructionIndex(SI), SI));
 
   // Sort the stores by their index, making it efficient to do a lookup with a
   // binary search.
-  std::sort(StoresByIndex.begin(), StoresByIndex.end(),
-            StoreIndexSearchPredicate());
+  std::sort(StoresByIndex.begin(), StoresByIndex.end(), less_first());
 
   // Walk all of the loads from this alloca, replacing them with the nearest
   // store above them, if any.
-  for (Value::use_iterator UI = AI->use_begin(), E = AI->use_end(); UI != E;) {
+  for (auto UI = AI->user_begin(), E = AI->user_end(); UI != E;) {
     LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(*UI++);
     if (!LI)
       continue;
@@ -538,15 +465,21 @@ static void promoteSingleBlockAlloca(AllocaInst *AI, const AllocaInfo &Info,
     // Find the nearest store that has a lower index than this load.
     StoresByIndexTy::iterator I =
         std::lower_bound(StoresByIndex.begin(), StoresByIndex.end(),
-                         std::make_pair(LoadIdx, static_cast<StoreInst *>(0)),
-                         StoreIndexSearchPredicate());
-
-    if (I == StoresByIndex.begin())
-      // If there is no store before this load, the load takes the undef value.
-      LI->replaceAllUsesWith(UndefValue::get(LI->getType()));
+                         std::make_pair(LoadIdx,
+                                        static_cast<StoreInst *>(nullptr)),
+                         less_first());
+    if (I == StoresByIndex.begin()) {
+      if (StoresByIndex.empty())
+        // If there are no stores, the load takes the undef value.
+        LI->replaceAllUsesWith(UndefValue::get(LI->getType()));
+      else
+        // There is no store before this load, bail out (load may be affected
+        // by the following stores - see main comment).
+        return false;
+    }
     else
       // Otherwise, there was a store before this load, the load takes its value.
-      LI->replaceAllUsesWith(llvm::prior(I)->second->getOperand(0));
+      LI->replaceAllUsesWith(std::prev(I)->second->getOperand(0));
 
     if (AST && LI->getType()->isPointerTy())
       AST->deleteValue(LI);
@@ -556,10 +489,10 @@ static void promoteSingleBlockAlloca(AllocaInst *AI, const AllocaInfo &Info,
 
   // Remove the (now dead) stores and alloca.
   while (!AI->use_empty()) {
-    StoreInst *SI = cast<StoreInst>(AI->use_back());
+    StoreInst *SI = cast<StoreInst>(AI->user_back());
     // Record debuginfo for the store before removing it.
     if (DbgDeclareInst *DDI = Info.DbgDeclare) {
-      DIBuilder DIB(*AI->getParent()->getParent()->getParent());
+      DIBuilder DIB(*AI->getModule(), /*AllowUnresolved*/ false);
       ConvertDebugDeclareToDebugValue(DDI, SI, DIB);
     }
     SI->eraseFromParent();
@@ -572,10 +505,13 @@ static void promoteSingleBlockAlloca(AllocaInst *AI, const AllocaInfo &Info,
   LBI.deleteValue(AI);
 
   // The alloca's debuginfo can be removed as well.
-  if (DbgDeclareInst *DDI = Info.DbgDeclare)
+  if (DbgDeclareInst *DDI = Info.DbgDeclare) {
     DDI->eraseFromParent();
+    LBI.deleteValue(DDI);
+  }
 
   ++NumLocalPromoted;
+  return true;
 }
 
 void PromoteMem2Reg::run() {
@@ -587,21 +523,16 @@ void PromoteMem2Reg::run() {
 
   AllocaInfo Info;
   LargeBlockInfo LBI;
+  IDFCalculator IDF(DT);
 
   for (unsigned AllocaNum = 0; AllocaNum != Allocas.size(); ++AllocaNum) {
     AllocaInst *AI = Allocas[AllocaNum];
 
+    assert(isAllocaPromotable(AI) && "Cannot promote non-promotable alloca!");
     assert(AI->getParent()->getParent() == &F &&
            "All allocas should be in the same function, which is same as DF!");
 
-    // Calculate the set of read and write-locations for each alloca.  This is
-    // analogous to finding the 'uses' and 'definitions' of each variable.
-    bool Good = Info.analyzeAlloca(*AI);
-    (void)Good;
-    assert(Good && "Cannot promote non-promotable alloca!");
-
-    // Nuke all of the dead instructions.
-    removeDeadInstructions(AI, Info.DeadInsts);
+    removeLifetimeIntrinsicUsers(AI);
 
     if (AI->use_empty()) {
       // If there are no uses of the alloca, just delete it now.
@@ -615,6 +546,10 @@ void PromoteMem2Reg::run() {
       continue;
     }
 
+    // Calculate the set of read and write-locations for each alloca.  This is
+    // analogous to finding the 'uses' and 'definitions' of each variable.
+    Info.AnalyzeAlloca(AI);
+
     // If there is only a single store to this value, replace any loads of
     // it that are directly dominated by the definition with the value stored.
     if (Info.DefiningBlocks.size() == 1) {
@@ -628,39 +563,19 @@ void PromoteMem2Reg::run() {
 
     // If the alloca is only read and written in one basic block, just perform a
     // linear sweep over the block to eliminate it.
-    if (Info.OnlyUsedInOneBlock) {
-      promoteSingleBlockAlloca(AI, Info, LBI, AST);
-
+    if (Info.OnlyUsedInOneBlock &&
+        promoteSingleBlockAlloca(AI, Info, LBI, AST)) {
       // The alloca has been processed, move on.
       RemoveFromAllocasList(AllocaNum);
       continue;
     }
 
-    // If we haven't computed dominator tree levels, do so now.
-    if (DomLevels.empty()) {
-      SmallVector<DomTreeNode *, 32> Worklist;
-
-      DomTreeNode *Root = DT.getRootNode();
-      DomLevels[Root] = 0;
-      Worklist.push_back(Root);
-
-      while (!Worklist.empty()) {
-        DomTreeNode *Node = Worklist.pop_back_val();
-        unsigned ChildLevel = DomLevels[Node] + 1;
-        for (DomTreeNode::iterator CI = Node->begin(), CE = Node->end();
-             CI != CE; ++CI) {
-          DomLevels[*CI] = ChildLevel;
-          Worklist.push_back(*CI);
-        }
-      }
-    }
-
     // If we haven't computed a numbering for the BB's in the function, do so
     // now.
     if (BBNumbers.empty()) {
       unsigned ID = 0;
-      for (Function::iterator I = F.begin(), E = F.end(); I != E; ++I)
-        BBNumbers[I] = ID++;
+      for (auto &BB : F)
+        BBNumbers[&BB] = ID++;
     }
 
     // If we have an AST to keep updated, remember some pointer value that is
@@ -679,7 +594,34 @@ void PromoteMem2Reg::run() {
     // the standard SSA construction algorithm.  Determine which blocks need PHI
     // nodes and see if we can optimize out some work by avoiding insertion of
     // dead phi nodes.
-    DetermineInsertionPoint(AI, AllocaNum, Info);
+
+
+    // Unique the set of defining blocks for efficient lookup.
+    SmallPtrSet<BasicBlock *, 32> DefBlocks;
+    DefBlocks.insert(Info.DefiningBlocks.begin(), Info.DefiningBlocks.end());
+
+    // Determine which blocks the value is live in.  These are blocks which lead
+    // to uses.
+    SmallPtrSet<BasicBlock *, 32> LiveInBlocks;
+    ComputeLiveInBlocks(AI, Info, DefBlocks, LiveInBlocks);
+
+    // At this point, we're committed to promoting the alloca using IDF's, and
+    // the standard SSA construction algorithm.  Determine which blocks need phi
+    // nodes and see if we can optimize out some work by avoiding insertion of
+    // dead phi nodes.
+    IDF.setLiveInBlocks(LiveInBlocks);
+    IDF.setDefiningBlocks(DefBlocks);
+    SmallVector<BasicBlock *, 32> PHIBlocks;
+    IDF.calculate(PHIBlocks);
+    if (PHIBlocks.size() > 1)
+      std::sort(PHIBlocks.begin(), PHIBlocks.end(),
+                [this](BasicBlock *A, BasicBlock *B) {
+                  return BBNumbers.lookup(A) < BBNumbers.lookup(B);
+                });
+
+    unsigned CurrentVersion = 0;
+    for (unsigned i = 0, e = PHIBlocks.size(); i != e; ++i)
+      QueuePhiNode(PHIBlocks[i], AllocaNum, CurrentVersion);
   }
 
   if (Allocas.empty())
@@ -699,7 +641,7 @@ void PromoteMem2Reg::run() {
   // and inserting the phi nodes we marked as necessary
   //
   std::vector<RenamePassData> RenamePassWorkList;
-  RenamePassWorkList.push_back(RenamePassData(F.begin(), 0, Values));
+  RenamePassWorkList.emplace_back(&F.front(), nullptr, std::move(Values));
   do {
     RenamePassData RPD;
     RPD.swap(RenamePassWorkList.back());
@@ -725,6 +667,8 @@ void PromoteMem2Reg::run() {
     A->eraseFromParent();
   }
 
+  const DataLayout &DL = F.getParent()->getDataLayout();
+
   // Remove alloca's dbg.declare instrinsics from the function.
   for (unsigned i = 0, e = AllocaDbgDeclares.size(); i != e; ++i)
     if (DbgDeclareInst *DDI = AllocaDbgDeclares[i])
@@ -740,8 +684,8 @@ void PromoteMem2Reg::run() {
 
     // Iterating over NewPhiNodes is deterministic, so it is safe to try to
     // simplify and RAUW them as we go.  If it was not, we could add uses to
-    // the values we replace with in a non deterministic order, thus creating
-    // non deterministic def->use chains.
+    // the values we replace with in a non-deterministic order, thus creating
+    // non-deterministic def->use chains.
     for (DenseMap<std::pair<unsigned, unsigned>, PHINode *>::iterator
              I = NewPhiNodes.begin(),
              E = NewPhiNodes.end();
@@ -749,7 +693,7 @@ void PromoteMem2Reg::run() {
       PHINode *PN = I->second;
 
       // If this PHI node merges one value and/or undefs, get the value.
-      if (Value *V = SimplifyInstruction(PN, 0, 0, &DT)) {
+      if (Value *V = SimplifyInstruction(PN, DL, nullptr, &DT, AC)) {
         if (AST && PN->getType()->isPointerTy())
           AST->deleteValue(PN);
         PN->replaceAllUsesWith(V);
@@ -830,8 +774,8 @@ void PromoteMem2Reg::run() {
 /// inserted phi nodes would be dead).
 void PromoteMem2Reg::ComputeLiveInBlocks(
     AllocaInst *AI, AllocaInfo &Info,
-    const SmallPtrSet<BasicBlock *, 32> &DefBlocks,
-    SmallPtrSet<BasicBlock *, 32> &LiveInBlocks) {
+    const SmallPtrSetImpl<BasicBlock *> &DefBlocks,
+    SmallPtrSetImpl<BasicBlock *> &LiveInBlocks) {
 
   // To determine liveness, we must iterate through the predecessors of blocks
   // where the def is live.  Blocks are added to the worklist if we need to
@@ -880,7 +824,7 @@ void PromoteMem2Reg::ComputeLiveInBlocks(
 
     // The block really is live in here, insert it into the set.  If already in
     // the set, then it has already been processed.
-    if (!LiveInBlocks.insert(BB))
+    if (!LiveInBlocks.insert(BB).second)
       continue;
 
     // Since the value is live into BB, it is either defined in a predecessor or
@@ -899,107 +843,6 @@ void PromoteMem2Reg::ComputeLiveInBlocks(
   }
 }
 
-namespace {
-typedef std::pair<DomTreeNode *, unsigned> DomTreeNodePair;
-
-struct DomTreeNodeCompare {
-  bool operator()(const DomTreeNodePair &LHS, const DomTreeNodePair &RHS) {
-    return LHS.second < RHS.second;
-  }
-};
-} // end anonymous namespace
-
-/// At this point, we're committed to promoting the alloca using IDF's, and the
-/// standard SSA construction algorithm.  Determine which blocks need phi nodes
-/// and see if we can optimize out some work by avoiding insertion of dead phi
-/// nodes.
-void PromoteMem2Reg::DetermineInsertionPoint(AllocaInst *AI, unsigned AllocaNum,
-                                             AllocaInfo &Info) {
-  // Unique the set of defining blocks for efficient lookup.
-  SmallPtrSet<BasicBlock *, 32> DefBlocks;
-  DefBlocks.insert(Info.DefiningBlocks.begin(), Info.DefiningBlocks.end());
-
-  // Determine which blocks the value is live in.  These are blocks which lead
-  // to uses.
-  SmallPtrSet<BasicBlock *, 32> LiveInBlocks;
-  ComputeLiveInBlocks(AI, Info, DefBlocks, LiveInBlocks);
-
-  // Use a priority queue keyed on dominator tree level so that inserted nodes
-  // are handled from the bottom of the dominator tree upwards.
-  typedef std::priority_queue<DomTreeNodePair,
-                              SmallVector<DomTreeNodePair, 32>,
-                              DomTreeNodeCompare> IDFPriorityQueue;
-  IDFPriorityQueue PQ;
-
-  for (SmallPtrSet<BasicBlock *, 32>::const_iterator I = DefBlocks.begin(),
-                                                     E = DefBlocks.end();
-       I != E; ++I) {
-    if (DomTreeNode *Node = DT.getNode(*I))
-      PQ.push(std::make_pair(Node, DomLevels[Node]));
-  }
-
-  SmallVector<std::pair<unsigned, BasicBlock *>, 32> DFBlocks;
-  SmallPtrSet<DomTreeNode *, 32> Visited;
-  SmallVector<DomTreeNode *, 32> Worklist;
-  while (!PQ.empty()) {
-    DomTreeNodePair RootPair = PQ.top();
-    PQ.pop();
-    DomTreeNode *Root = RootPair.first;
-    unsigned RootLevel = RootPair.second;
-
-    // Walk all dominator tree children of Root, inspecting their CFG edges with
-    // targets elsewhere on the dominator tree. Only targets whose level is at
-    // most Root's level are added to the iterated dominance frontier of the
-    // definition set.
-
-    Worklist.clear();
-    Worklist.push_back(Root);
-
-    while (!Worklist.empty()) {
-      DomTreeNode *Node = Worklist.pop_back_val();
-      BasicBlock *BB = Node->getBlock();
-
-      for (succ_iterator SI = succ_begin(BB), SE = succ_end(BB); SI != SE;
-           ++SI) {
-        DomTreeNode *SuccNode = DT.getNode(*SI);
-
-        // Quickly skip all CFG edges that are also dominator tree edges instead
-        // of catching them below.
-        if (SuccNode->getIDom() == Node)
-          continue;
-
-        unsigned SuccLevel = DomLevels[SuccNode];
-        if (SuccLevel > RootLevel)
-          continue;
-
-        if (!Visited.insert(SuccNode))
-          continue;
-
-        BasicBlock *SuccBB = SuccNode->getBlock();
-        if (!LiveInBlocks.count(SuccBB))
-          continue;
-
-        DFBlocks.push_back(std::make_pair(BBNumbers[SuccBB], SuccBB));
-        if (!DefBlocks.count(SuccBB))
-          PQ.push(std::make_pair(SuccNode, SuccLevel));
-      }
-
-      for (DomTreeNode::iterator CI = Node->begin(), CE = Node->end(); CI != CE;
-           ++CI) {
-        if (!Visited.count(*CI))
-          Worklist.push_back(*CI);
-      }
-    }
-  }
-
-  if (DFBlocks.size() > 1)
-    std::sort(DFBlocks.begin(), DFBlocks.end());
-
-  unsigned CurrentVersion = 0;
-  for (unsigned i = 0, e = DFBlocks.size(); i != e; ++i)
-    QueuePhiNode(DFBlocks[i].second, AllocaNum, CurrentVersion);
-}
-
 /// \brief Queue a phi-node to be added to a basic-block for a specific Alloca.
 ///
 /// Returns true if there wasn't already a phi-node for that variable
@@ -1016,7 +859,7 @@ bool PromoteMem2Reg::QueuePhiNode(BasicBlock *BB, unsigned AllocaNo,
   // BasicBlock.
   PN = PHINode::Create(Allocas[AllocaNo]->getAllocatedType(), getNumPreds(BB),
                        Allocas[AllocaNo]->getName() + "." + Twine(Version++),
-                       BB->begin());
+                       &BB->front());
   ++NumPHIInsert;
   PhiToAllocaMap[PN] = AllocaNo;
 
@@ -1067,7 +910,7 @@ NextIteration:
         // Get the next phi node.
         ++PNI;
         APN = dyn_cast<PHINode>(PNI);
-        if (APN == 0)
+        if (!APN)
           break;
 
         // Verify that it is missing entries.  If not, it is not being inserted
@@ -1077,11 +920,11 @@ NextIteration:
   }
 
   // Don't revisit blocks.
-  if (!Visited.insert(BB))
+  if (!Visited.insert(BB).second)
     return;
 
   for (BasicBlock::iterator II = BB->begin(); !isa<TerminatorInst>(II);) {
-    Instruction *I = II++; // get the instruction, increment iterator
+    Instruction *I = &*II++; // get the instruction, increment iterator
 
     if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(I)) {
       AllocaInst *Src = dyn_cast<AllocaInst>(LI->getPointerOperand());
@@ -1134,25 +977,17 @@ NextIteration:
   ++I;
 
   for (; I != E; ++I)
-    if (VisitedSuccs.insert(*I))
-      Worklist.push_back(RenamePassData(*I, Pred, IncomingVals));
+    if (VisitedSuccs.insert(*I).second)
+      Worklist.emplace_back(*I, Pred, IncomingVals);
 
   goto NextIteration;
 }
 
-bool llvm::isAllocaPromotable(const AllocaInst *AI) {
-  // We cast away constness because we re-use the non-const analysis that the
-  // actual promotion routine uses. While it is non-const, it doesn't actually
-  // mutate anything at this phase, and we discard the non-const results that
-  // promotion uses to mutate the alloca.
-  return AllocaInfo().analyzeAlloca(*const_cast<AllocaInst *>(AI));
-}
-
-void llvm::PromoteMemToReg(ArrayRef<AllocaInst *> Allocas,
-                           DominatorTree &DT, AliasSetTracker *AST) {
+void llvm::PromoteMemToReg(ArrayRef<AllocaInst *> Allocas, DominatorTree &DT,
+                           AliasSetTracker *AST, AssumptionCache *AC) {
   // If there is nothing to do, bail out...
   if (Allocas.empty())
     return;
 
-  PromoteMem2Reg(Allocas, DT, AST).run();
+  PromoteMem2Reg(Allocas, DT, AST, AC).run();
 }