Index: lib/Analysis/ValueTracking.cpp
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--- lib/Analysis/ValueTracking.cpp
+++ lib/Analysis/ValueTracking.cpp
@@ -3387,6 +3387,11 @@
   // Alloca never returns null, malloc might.
   if (isa<AllocaInst>(V)) return true;
 
+  // A GEP inbounds of a ptr of address space 0 can never return null because:
+  // 1) the input argument cannot be null; 2) it cannot overflow.
+  if (const GetElementPtrInst *GEP = dyn_cast<GetElementPtrInst>(V))
+    return GEP->isInBounds() && GEP->getAddressSpace() == 0;
+
   // A byval, inalloca, or nonnull argument is never null.
   if (const Argument *A = dyn_cast<Argument>(V))
     return A->hasByValOrInAllocaAttr() || A->hasNonNullAttr();
Index: test/Transforms/FunctionAttrs/nonnull.ll
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--- test/Transforms/FunctionAttrs/nonnull.ll
+++ test/Transforms/FunctionAttrs/nonnull.ll
@@ -216,3 +216,14 @@
   unreachable
 }
 
+; CHECK: define nonnull i32* @gep1(
+define i32* @gep1(i32* %p) {
+  %q = getelementptr inbounds i32, i32* %p, i32 1
+  ret i32* %q
+}
+
+; CHECK: define i32 addrspace(3)* @gep2(
+define i32 addrspace(3)* @gep2(i32 addrspace(3)* %p) {
+  %q = getelementptr inbounds i32, i32 addrspace(3)* %p, i32 1
+  ret i32 addrspace(3)* %q
+}