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[oota-llvm.git] / lib / Transforms / InstCombine / InstCombineLoadStoreAlloca.cpp
1 //===- InstCombineLoadStoreAlloca.cpp -------------------------------------===//
2 //
3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
4 //
5 // This file is distributed under the University of Illinois Open Source
6 // License. See LICENSE.TXT for details.
7 //
8 //===----------------------------------------------------------------------===//
9 //
10 // This file implements the visit functions for load, store and alloca.
11 //
12 //===----------------------------------------------------------------------===//
13
14 #include "InstCombineInternal.h"
15 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
16 #include "llvm/Analysis/Loads.h"
17 #include "llvm/IR/DataLayout.h"
18 #include "llvm/IR/LLVMContext.h"
19 #include "llvm/IR/IntrinsicInst.h"
20 #include "llvm/IR/MDBuilder.h"
21 #include "llvm/Transforms/Utils/BasicBlockUtils.h"
22 #include "llvm/Transforms/Utils/Local.h"
23 using namespace llvm;
24
25 #define DEBUG_TYPE "instcombine"
26
27 STATISTIC(NumDeadStore,    "Number of dead stores eliminated");
28 STATISTIC(NumGlobalCopies, "Number of allocas copied from constant global");
29
30 /// pointsToConstantGlobal - Return true if V (possibly indirectly) points to
31 /// some part of a constant global variable.  This intentionally only accepts
32 /// constant expressions because we can't rewrite arbitrary instructions.
33 static bool pointsToConstantGlobal(Value *V) {
34   if (GlobalVariable *GV = dyn_cast<GlobalVariable>(V))
35     return GV->isConstant();
36
37   if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(V)) {
38     if (CE->getOpcode() == Instruction::BitCast ||
39         CE->getOpcode() == Instruction::AddrSpaceCast ||
40         CE->getOpcode() == Instruction::GetElementPtr)
41       return pointsToConstantGlobal(CE->getOperand(0));
42   }
43   return false;
44 }
45
46 /// isOnlyCopiedFromConstantGlobal - Recursively walk the uses of a (derived)
47 /// pointer to an alloca.  Ignore any reads of the pointer, return false if we
48 /// see any stores or other unknown uses.  If we see pointer arithmetic, keep
49 /// track of whether it moves the pointer (with IsOffset) but otherwise traverse
50 /// the uses.  If we see a memcpy/memmove that targets an unoffseted pointer to
51 /// the alloca, and if the source pointer is a pointer to a constant global, we
52 /// can optimize this.
53 static bool
54 isOnlyCopiedFromConstantGlobal(Value *V, MemTransferInst *&TheCopy,
55                                SmallVectorImpl<Instruction *> &ToDelete) {
56   // We track lifetime intrinsics as we encounter them.  If we decide to go
57   // ahead and replace the value with the global, this lets the caller quickly
58   // eliminate the markers.
59
60   SmallVector<std::pair<Value *, bool>, 35> ValuesToInspect;
61   ValuesToInspect.push_back(std::make_pair(V, false));
62   while (!ValuesToInspect.empty()) {
63     auto ValuePair = ValuesToInspect.pop_back_val();
64     const bool IsOffset = ValuePair.second;
65     for (auto &U : ValuePair.first->uses()) {
66       Instruction *I = cast<Instruction>(U.getUser());
67
68       if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(I)) {
69         // Ignore non-volatile loads, they are always ok.
70         if (!LI->isSimple()) return false;
71         continue;
72       }
73
74       if (isa<BitCastInst>(I) || isa<AddrSpaceCastInst>(I)) {
75         // If uses of the bitcast are ok, we are ok.
76         ValuesToInspect.push_back(std::make_pair(I, IsOffset));
77         continue;
78       }
79       if (GetElementPtrInst *GEP = dyn_cast<GetElementPtrInst>(I)) {
80         // If the GEP has all zero indices, it doesn't offset the pointer. If it
81         // doesn't, it does.
82         ValuesToInspect.push_back(
83             std::make_pair(I, IsOffset || !GEP->hasAllZeroIndices()));
84         continue;
85       }
86
87       if (auto CS = CallSite(I)) {
88         // If this is the function being called then we treat it like a load and
89         // ignore it.
90         if (CS.isCallee(&U))
91           continue;
92
93         // Inalloca arguments are clobbered by the call.
94         unsigned ArgNo = CS.getArgumentNo(&U);
95         if (CS.isInAllocaArgument(ArgNo))
96           return false;
97
98         // If this is a readonly/readnone call site, then we know it is just a
99         // load (but one that potentially returns the value itself), so we can
100         // ignore it if we know that the value isn't captured.
101         if (CS.onlyReadsMemory() &&
102             (CS.getInstruction()->use_empty() || CS.doesNotCapture(ArgNo)))
103           continue;
104
105         // If this is being passed as a byval argument, the caller is making a
106         // copy, so it is only a read of the alloca.
107         if (CS.isByValArgument(ArgNo))
108           continue;
109       }
110
111       // Lifetime intrinsics can be handled by the caller.
112       if (IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(I)) {
113         if (II->getIntrinsicID() == Intrinsic::lifetime_start ||
114             II->getIntrinsicID() == Intrinsic::lifetime_end) {
115           assert(II->use_empty() && "Lifetime markers have no result to use!");
116           ToDelete.push_back(II);
117           continue;
118         }
119       }
120
121       // If this is isn't our memcpy/memmove, reject it as something we can't
122       // handle.
123       MemTransferInst *MI = dyn_cast<MemTransferInst>(I);
124       if (!MI)
125         return false;
126
127       // If the transfer is using the alloca as a source of the transfer, then
128       // ignore it since it is a load (unless the transfer is volatile).
129       if (U.getOperandNo() == 1) {
130         if (MI->isVolatile()) return false;
131         continue;
132       }
133
134       // If we already have seen a copy, reject the second one.
135       if (TheCopy) return false;
136
137       // If the pointer has been offset from the start of the alloca, we can't
138       // safely handle this.
139       if (IsOffset) return false;
140
141       // If the memintrinsic isn't using the alloca as the dest, reject it.
142       if (U.getOperandNo() != 0) return false;
143
144       // If the source of the memcpy/move is not a constant global, reject it.
145       if (!pointsToConstantGlobal(MI->getSource()))
146         return false;
147
148       // Otherwise, the transform is safe.  Remember the copy instruction.
149       TheCopy = MI;
150     }
151   }
152   return true;
153 }
154
155 /// isOnlyCopiedFromConstantGlobal - Return true if the specified alloca is only
156 /// modified by a copy from a constant global.  If we can prove this, we can
157 /// replace any uses of the alloca with uses of the global directly.
158 static MemTransferInst *
159 isOnlyCopiedFromConstantGlobal(AllocaInst *AI,
160                                SmallVectorImpl<Instruction *> &ToDelete) {
161   MemTransferInst *TheCopy = nullptr;
162   if (isOnlyCopiedFromConstantGlobal(AI, TheCopy, ToDelete))
163     return TheCopy;
164   return nullptr;
165 }
166
167 static Instruction *simplifyAllocaArraySize(InstCombiner &IC, AllocaInst &AI) {
168   // Check for array size of 1 (scalar allocation).
169   if (!AI.isArrayAllocation()) {
170     // i32 1 is the canonical array size for scalar allocations.
171     if (AI.getArraySize()->getType()->isIntegerTy(32))
172       return nullptr;
173
174     // Canonicalize it.
175     Value *V = IC.Builder->getInt32(1);
176     AI.setOperand(0, V);
177     return &AI;
178   }
179
180   // Convert: alloca Ty, C - where C is a constant != 1 into: alloca [C x Ty], 1
181   if (const ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(AI.getArraySize())) {
182     Type *NewTy = ArrayType::get(AI.getAllocatedType(), C->getZExtValue());
183     AllocaInst *New = IC.Builder->CreateAlloca(NewTy, nullptr, AI.getName());
184     New->setAlignment(AI.getAlignment());
185
186     // Scan to the end of the allocation instructions, to skip over a block of
187     // allocas if possible...also skip interleaved debug info
188     //
189     BasicBlock::iterator It(New);
190     while (isa<AllocaInst>(*It) || isa<DbgInfoIntrinsic>(*It))
191       ++It;
192
193     // Now that I is pointing to the first non-allocation-inst in the block,
194     // insert our getelementptr instruction...
195     //
196     Type *IdxTy = IC.getDataLayout().getIntPtrType(AI.getType());
197     Value *NullIdx = Constant::getNullValue(IdxTy);
198     Value *Idx[2] = {NullIdx, NullIdx};
199     Instruction *GEP =
200         GetElementPtrInst::CreateInBounds(New, Idx, New->getName() + ".sub");
201     IC.InsertNewInstBefore(GEP, *It);
202
203     // Now make everything use the getelementptr instead of the original
204     // allocation.
205     return IC.ReplaceInstUsesWith(AI, GEP);
206   }
207
208   if (isa<UndefValue>(AI.getArraySize()))
209     return IC.ReplaceInstUsesWith(AI, Constant::getNullValue(AI.getType()));
210
211   // Ensure that the alloca array size argument has type intptr_t, so that
212   // any casting is exposed early.
213   Type *IntPtrTy = IC.getDataLayout().getIntPtrType(AI.getType());
214   if (AI.getArraySize()->getType() != IntPtrTy) {
215     Value *V = IC.Builder->CreateIntCast(AI.getArraySize(), IntPtrTy, false);
216     AI.setOperand(0, V);
217     return &AI;
218   }
219
220   return nullptr;
221 }
222
223 Instruction *InstCombiner::visitAllocaInst(AllocaInst &AI) {
224   if (auto *I = simplifyAllocaArraySize(*this, AI))
225     return I;
226
227   if (AI.getAllocatedType()->isSized()) {
228     // If the alignment is 0 (unspecified), assign it the preferred alignment.
229     if (AI.getAlignment() == 0)
230       AI.setAlignment(DL.getPrefTypeAlignment(AI.getAllocatedType()));
231
232     // Move all alloca's of zero byte objects to the entry block and merge them
233     // together.  Note that we only do this for alloca's, because malloc should
234     // allocate and return a unique pointer, even for a zero byte allocation.
235     if (DL.getTypeAllocSize(AI.getAllocatedType()) == 0) {
236       // For a zero sized alloca there is no point in doing an array allocation.
237       // This is helpful if the array size is a complicated expression not used
238       // elsewhere.
239       if (AI.isArrayAllocation()) {
240         AI.setOperand(0, ConstantInt::get(AI.getArraySize()->getType(), 1));
241         return &AI;
242       }
243
244       // Get the first instruction in the entry block.
245       BasicBlock &EntryBlock = AI.getParent()->getParent()->getEntryBlock();
246       Instruction *FirstInst = EntryBlock.getFirstNonPHIOrDbg();
247       if (FirstInst != &AI) {
248         // If the entry block doesn't start with a zero-size alloca then move
249         // this one to the start of the entry block.  There is no problem with
250         // dominance as the array size was forced to a constant earlier already.
251         AllocaInst *EntryAI = dyn_cast<AllocaInst>(FirstInst);
252         if (!EntryAI || !EntryAI->getAllocatedType()->isSized() ||
253             DL.getTypeAllocSize(EntryAI->getAllocatedType()) != 0) {
254           AI.moveBefore(FirstInst);
255           return &AI;
256         }
257
258         // If the alignment of the entry block alloca is 0 (unspecified),
259         // assign it the preferred alignment.
260         if (EntryAI->getAlignment() == 0)
261           EntryAI->setAlignment(
262               DL.getPrefTypeAlignment(EntryAI->getAllocatedType()));
263         // Replace this zero-sized alloca with the one at the start of the entry
264         // block after ensuring that the address will be aligned enough for both
265         // types.
266         unsigned MaxAlign = std::max(EntryAI->getAlignment(),
267                                      AI.getAlignment());
268         EntryAI->setAlignment(MaxAlign);
269         if (AI.getType() != EntryAI->getType())
270           return new BitCastInst(EntryAI, AI.getType());
271         return ReplaceInstUsesWith(AI, EntryAI);
272       }
273     }
274   }
275
276   if (AI.getAlignment()) {
277     // Check to see if this allocation is only modified by a memcpy/memmove from
278     // a constant global whose alignment is equal to or exceeds that of the
279     // allocation.  If this is the case, we can change all users to use
280     // the constant global instead.  This is commonly produced by the CFE by
281     // constructs like "void foo() { int A[] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9...}; }" if 'A'
282     // is only subsequently read.
283     SmallVector<Instruction *, 4> ToDelete;
284     if (MemTransferInst *Copy = isOnlyCopiedFromConstantGlobal(&AI, ToDelete)) {
285       unsigned SourceAlign = getOrEnforceKnownAlignment(
286           Copy->getSource(), AI.getAlignment(), DL, &AI, AC, DT);
287       if (AI.getAlignment() <= SourceAlign) {
288         DEBUG(dbgs() << "Found alloca equal to global: " << AI << '\n');
289         DEBUG(dbgs() << "  memcpy = " << *Copy << '\n');
290         for (unsigned i = 0, e = ToDelete.size(); i != e; ++i)
291           EraseInstFromFunction(*ToDelete[i]);
292         Constant *TheSrc = cast<Constant>(Copy->getSource());
293         Constant *Cast
294           = ConstantExpr::getPointerBitCastOrAddrSpaceCast(TheSrc, AI.getType());
295         Instruction *NewI = ReplaceInstUsesWith(AI, Cast);
296         EraseInstFromFunction(*Copy);
297         ++NumGlobalCopies;
298         return NewI;
299       }
300     }
301   }
302
303   // At last, use the generic allocation site handler to aggressively remove
304   // unused allocas.
305   return visitAllocSite(AI);
306 }
307
308 /// \brief Helper to combine a load to a new type.
309 ///
310 /// This just does the work of combining a load to a new type. It handles
311 /// metadata, etc., and returns the new instruction. The \c NewTy should be the
312 /// loaded *value* type. This will convert it to a pointer, cast the operand to
313 /// that pointer type, load it, etc.
314 ///
315 /// Note that this will create all of the instructions with whatever insert
316 /// point the \c InstCombiner currently is using.
317 static LoadInst *combineLoadToNewType(InstCombiner &IC, LoadInst &LI, Type *NewTy,
318                                       const Twine &Suffix = "") {
319   Value *Ptr = LI.getPointerOperand();
320   unsigned AS = LI.getPointerAddressSpace();
321   SmallVector<std::pair<unsigned, MDNode *>, 8> MD;
322   LI.getAllMetadata(MD);
323
324   LoadInst *NewLoad = IC.Builder->CreateAlignedLoad(
325       IC.Builder->CreateBitCast(Ptr, NewTy->getPointerTo(AS)),
326       LI.getAlignment(), LI.getName() + Suffix);
327   MDBuilder MDB(NewLoad->getContext());
328   for (const auto &MDPair : MD) {
329     unsigned ID = MDPair.first;
330     MDNode *N = MDPair.second;
331     // Note, essentially every kind of metadata should be preserved here! This
332     // routine is supposed to clone a load instruction changing *only its type*.
333     // The only metadata it makes sense to drop is metadata which is invalidated
334     // when the pointer type changes. This should essentially never be the case
335     // in LLVM, but we explicitly switch over only known metadata to be
336     // conservatively correct. If you are adding metadata to LLVM which pertains
337     // to loads, you almost certainly want to add it here.
338     switch (ID) {
339     case LLVMContext::MD_dbg:
340     case LLVMContext::MD_tbaa:
341     case LLVMContext::MD_prof:
342     case LLVMContext::MD_fpmath:
343     case LLVMContext::MD_tbaa_struct:
344     case LLVMContext::MD_invariant_load:
345     case LLVMContext::MD_alias_scope:
346     case LLVMContext::MD_noalias:
347     case LLVMContext::MD_nontemporal:
348     case LLVMContext::MD_mem_parallel_loop_access:
349       // All of these directly apply.
350       NewLoad->setMetadata(ID, N);
351       break;
352
353     case LLVMContext::MD_nonnull:
354       // This only directly applies if the new type is also a pointer.
355       if (NewTy->isPointerTy()) {
356         NewLoad->setMetadata(ID, N);
357         break;
358       }
359       // If it's integral now, translate it to !range metadata.
360       if (NewTy->isIntegerTy()) {
361         auto *ITy = cast<IntegerType>(NewTy);
362         auto *NullInt = ConstantExpr::getPtrToInt(
363             ConstantPointerNull::get(cast<PointerType>(Ptr->getType())), ITy);
364         auto *NonNullInt =
365             ConstantExpr::getAdd(NullInt, ConstantInt::get(ITy, 1));
366         NewLoad->setMetadata(LLVMContext::MD_range,
367                              MDB.createRange(NonNullInt, NullInt));
368       }
369       break;
370     case LLVMContext::MD_align:
371     case LLVMContext::MD_dereferenceable:
372     case LLVMContext::MD_dereferenceable_or_null:
373       // These only directly apply if the new type is also a pointer.
374       if (NewTy->isPointerTy())
375         NewLoad->setMetadata(ID, N);
376       break;
377     case LLVMContext::MD_range:
378       // FIXME: It would be nice to propagate this in some way, but the type
379       // conversions make it hard. If the new type is a pointer, we could
380       // translate it to !nonnull metadata.
381       break;
382     }
383   }
384   return NewLoad;
385 }
386
387 /// \brief Combine a store to a new type.
388 ///
389 /// Returns the newly created store instruction.
390 static StoreInst *combineStoreToNewValue(InstCombiner &IC, StoreInst &SI, Value *V) {
391   Value *Ptr = SI.getPointerOperand();
392   unsigned AS = SI.getPointerAddressSpace();
393   SmallVector<std::pair<unsigned, MDNode *>, 8> MD;
394   SI.getAllMetadata(MD);
395
396   StoreInst *NewStore = IC.Builder->CreateAlignedStore(
397       V, IC.Builder->CreateBitCast(Ptr, V->getType()->getPointerTo(AS)),
398       SI.getAlignment());
399   for (const auto &MDPair : MD) {
400     unsigned ID = MDPair.first;
401     MDNode *N = MDPair.second;
402     // Note, essentially every kind of metadata should be preserved here! This
403     // routine is supposed to clone a store instruction changing *only its
404     // type*. The only metadata it makes sense to drop is metadata which is
405     // invalidated when the pointer type changes. This should essentially
406     // never be the case in LLVM, but we explicitly switch over only known
407     // metadata to be conservatively correct. If you are adding metadata to
408     // LLVM which pertains to stores, you almost certainly want to add it
409     // here.
410     switch (ID) {
411     case LLVMContext::MD_dbg:
412     case LLVMContext::MD_tbaa:
413     case LLVMContext::MD_prof:
414     case LLVMContext::MD_fpmath:
415     case LLVMContext::MD_tbaa_struct:
416     case LLVMContext::MD_alias_scope:
417     case LLVMContext::MD_noalias:
418     case LLVMContext::MD_nontemporal:
419     case LLVMContext::MD_mem_parallel_loop_access:
420       // All of these directly apply.
421       NewStore->setMetadata(ID, N);
422       break;
423
424     case LLVMContext::MD_invariant_load:
425     case LLVMContext::MD_nonnull:
426     case LLVMContext::MD_range:
427     case LLVMContext::MD_align:
428     case LLVMContext::MD_dereferenceable:
429     case LLVMContext::MD_dereferenceable_or_null:
430       // These don't apply for stores.
431       break;
432     }
433   }
434
435   return NewStore;
436 }
437
438 /// \brief Combine loads to match the type of value their uses after looking
439 /// through intervening bitcasts.
440 ///
441 /// The core idea here is that if the result of a load is used in an operation,
442 /// we should load the type most conducive to that operation. For example, when
443 /// loading an integer and converting that immediately to a pointer, we should
444 /// instead directly load a pointer.
445 ///
446 /// However, this routine must never change the width of a load or the number of
447 /// loads as that would introduce a semantic change. This combine is expected to
448 /// be a semantic no-op which just allows loads to more closely model the types
449 /// of their consuming operations.
450 ///
451 /// Currently, we also refuse to change the precise type used for an atomic load
452 /// or a volatile load. This is debatable, and might be reasonable to change
453 /// later. However, it is risky in case some backend or other part of LLVM is
454 /// relying on the exact type loaded to select appropriate atomic operations.
455 static Instruction *combineLoadToOperationType(InstCombiner &IC, LoadInst &LI) {
456   // FIXME: We could probably with some care handle both volatile and atomic
457   // loads here but it isn't clear that this is important.
458   if (!LI.isSimple())
459     return nullptr;
460
461   if (LI.use_empty())
462     return nullptr;
463
464   Type *Ty = LI.getType();
465   const DataLayout &DL = IC.getDataLayout();
466
467   // Try to canonicalize loads which are only ever stored to operate over
468   // integers instead of any other type. We only do this when the loaded type
469   // is sized and has a size exactly the same as its store size and the store
470   // size is a legal integer type.
471   if (!Ty->isIntegerTy() && Ty->isSized() &&
472       DL.isLegalInteger(DL.getTypeStoreSizeInBits(Ty)) &&
473       DL.getTypeStoreSizeInBits(Ty) == DL.getTypeSizeInBits(Ty)) {
474     if (std::all_of(LI.user_begin(), LI.user_end(), [&LI](User *U) {
475           auto *SI = dyn_cast<StoreInst>(U);
476           return SI && SI->getPointerOperand() != &LI;
477         })) {
478       LoadInst *NewLoad = combineLoadToNewType(
479           IC, LI,
480           Type::getIntNTy(LI.getContext(), DL.getTypeStoreSizeInBits(Ty)));
481       // Replace all the stores with stores of the newly loaded value.
482       for (auto UI = LI.user_begin(), UE = LI.user_end(); UI != UE;) {
483         auto *SI = cast<StoreInst>(*UI++);
484         IC.Builder->SetInsertPoint(SI);
485         combineStoreToNewValue(IC, *SI, NewLoad);
486         IC.EraseInstFromFunction(*SI);
487       }
488       assert(LI.use_empty() && "Failed to remove all users of the load!");
489       // Return the old load so the combiner can delete it safely.
490       return &LI;
491     }
492   }
493
494   // Fold away bit casts of the loaded value by loading the desired type.
495   // We can do this for BitCastInsts as well as casts from and to pointer types,
496   // as long as those are noops (i.e., the source or dest type have the same
497   // bitwidth as the target's pointers).
498   if (LI.hasOneUse())
499     if (auto* CI = dyn_cast<CastInst>(LI.user_back())) {
500       if (CI->isNoopCast(DL)) {
501         LoadInst *NewLoad = combineLoadToNewType(IC, LI, CI->getDestTy());
502         CI->replaceAllUsesWith(NewLoad);
503         IC.EraseInstFromFunction(*CI);
504         return &LI;
505       }
506     }
507
508   // FIXME: We should also canonicalize loads of vectors when their elements are
509   // cast to other types.
510   return nullptr;
511 }
512
513 static Instruction *unpackLoadToAggregate(InstCombiner &IC, LoadInst &LI) {
514   // FIXME: We could probably with some care handle both volatile and atomic
515   // stores here but it isn't clear that this is important.
516   if (!LI.isSimple())
517     return nullptr;
518
519   Type *T = LI.getType();
520   if (!T->isAggregateType())
521     return nullptr;
522
523   assert(LI.getAlignment() && "Alignment must be set at this point");
524
525   if (auto *ST = dyn_cast<StructType>(T)) {
526     // If the struct only have one element, we unpack.
527     if (ST->getNumElements() == 1) {
528       LoadInst *NewLoad = combineLoadToNewType(IC, LI, ST->getTypeAtIndex(0U),
529                                                ".unpack");
530       return IC.ReplaceInstUsesWith(LI, IC.Builder->CreateInsertValue(
531         UndefValue::get(T), NewLoad, 0, LI.getName()));
532     }
533   }
534
535   if (auto *AT = dyn_cast<ArrayType>(T)) {
536     // If the array only have one element, we unpack.
537     if (AT->getNumElements() == 1) {
538       LoadInst *NewLoad = combineLoadToNewType(IC, LI, AT->getElementType(),
539                                                ".unpack");
540       return IC.ReplaceInstUsesWith(LI, IC.Builder->CreateInsertValue(
541         UndefValue::get(T), NewLoad, 0, LI.getName()));
542     }
543   }
544
545   return nullptr;
546 }
547
548 // If we can determine that all possible objects pointed to by the provided
549 // pointer value are, not only dereferenceable, but also definitively less than
550 // or equal to the provided maximum size, then return true. Otherwise, return
551 // false (constant global values and allocas fall into this category).
552 //
553 // FIXME: This should probably live in ValueTracking (or similar).
554 static bool isObjectSizeLessThanOrEq(Value *V, uint64_t MaxSize,
555                                      const DataLayout &DL) {
556   SmallPtrSet<Value *, 4> Visited;
557   SmallVector<Value *, 4> Worklist(1, V);
558
559   do {
560     Value *P = Worklist.pop_back_val();
561     P = P->stripPointerCasts();
562
563     if (!Visited.insert(P).second)
564       continue;
565
566     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(P)) {
567       Worklist.push_back(SI->getTrueValue());
568       Worklist.push_back(SI->getFalseValue());
569       continue;
570     }
571
572     if (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(P)) {
573       for (Value *IncValue : PN->incoming_values())
574         Worklist.push_back(IncValue);
575       continue;
576     }
577
578     if (GlobalAlias *GA = dyn_cast<GlobalAlias>(P)) {
579       if (GA->mayBeOverridden())
580         return false;
581       Worklist.push_back(GA->getAliasee());
582       continue;
583     }
584
585     // If we know how big this object is, and it is less than MaxSize, continue
586     // searching. Otherwise, return false.
587     if (AllocaInst *AI = dyn_cast<AllocaInst>(P)) {
588       if (!AI->getAllocatedType()->isSized())
589         return false;
590
591       ConstantInt *CS = dyn_cast<ConstantInt>(AI->getArraySize());
592       if (!CS)
593         return false;
594
595       uint64_t TypeSize = DL.getTypeAllocSize(AI->getAllocatedType());
596       // Make sure that, even if the multiplication below would wrap as an
597       // uint64_t, we still do the right thing.
598       if ((CS->getValue().zextOrSelf(128)*APInt(128, TypeSize)).ugt(MaxSize))
599         return false;
600       continue;
601     }
602
603     if (GlobalVariable *GV = dyn_cast<GlobalVariable>(P)) {
604       if (!GV->hasDefinitiveInitializer() || !GV->isConstant())
605         return false;
606
607       uint64_t InitSize = DL.getTypeAllocSize(GV->getType()->getElementType());
608       if (InitSize > MaxSize)
609         return false;
610       continue;
611     }
612
613     return false;
614   } while (!Worklist.empty());
615
616   return true;
617 }
618
619 // If we're indexing into an object of a known size, and the outer index is
620 // not a constant, but having any value but zero would lead to undefined
621 // behavior, replace it with zero.
622 //
623 // For example, if we have:
624 // @f.a = private unnamed_addr constant [1 x i32] [i32 12], align 4
625 // ...
626 // %arrayidx = getelementptr inbounds [1 x i32]* @f.a, i64 0, i64 %x
627 // ... = load i32* %arrayidx, align 4
628 // Then we know that we can replace %x in the GEP with i64 0.
629 //
630 // FIXME: We could fold any GEP index to zero that would cause UB if it were
631 // not zero. Currently, we only handle the first such index. Also, we could
632 // also search through non-zero constant indices if we kept track of the
633 // offsets those indices implied.
634 static bool canReplaceGEPIdxWithZero(InstCombiner &IC, GetElementPtrInst *GEPI,
635                                      Instruction *MemI, unsigned &Idx) {
636   if (GEPI->getNumOperands() < 2)
637     return false;
638
639   // Find the first non-zero index of a GEP. If all indices are zero, return
640   // one past the last index.
641   auto FirstNZIdx = [](const GetElementPtrInst *GEPI) {
642     unsigned I = 1;
643     for (unsigned IE = GEPI->getNumOperands(); I != IE; ++I) {
644       Value *V = GEPI->getOperand(I);
645       if (const ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(V))
646         if (CI->isZero())
647           continue;
648
649       break;
650     }
651
652     return I;
653   };
654
655   // Skip through initial 'zero' indices, and find the corresponding pointer
656   // type. See if the next index is not a constant.
657   Idx = FirstNZIdx(GEPI);
658   if (Idx == GEPI->getNumOperands())
659     return false;
660   if (isa<Constant>(GEPI->getOperand(Idx)))
661     return false;
662
663   SmallVector<Value *, 4> Ops(GEPI->idx_begin(), GEPI->idx_begin() + Idx);
664   Type *AllocTy = GetElementPtrInst::getIndexedType(
665       cast<PointerType>(GEPI->getOperand(0)->getType()->getScalarType())
666           ->getElementType(),
667       Ops);
668   if (!AllocTy || !AllocTy->isSized())
669     return false;
670   const DataLayout &DL = IC.getDataLayout();
671   uint64_t TyAllocSize = DL.getTypeAllocSize(AllocTy);
672
673   // If there are more indices after the one we might replace with a zero, make
674   // sure they're all non-negative. If any of them are negative, the overall
675   // address being computed might be before the base address determined by the
676   // first non-zero index.
677   auto IsAllNonNegative = [&]() {
678     for (unsigned i = Idx+1, e = GEPI->getNumOperands(); i != e; ++i) {
679       bool KnownNonNegative, KnownNegative;
680       IC.ComputeSignBit(GEPI->getOperand(i), KnownNonNegative,
681                         KnownNegative, 0, MemI);
682       if (KnownNonNegative)
683         continue;
684       return false;
685     }
686
687     return true;
688   };
689
690   // FIXME: If the GEP is not inbounds, and there are extra indices after the
691   // one we'll replace, those could cause the address computation to wrap
692   // (rendering the IsAllNonNegative() check below insufficient). We can do
693   // better, ignoring zero indices (and other indices we can prove small
694   // enough not to wrap).
695   if (Idx+1 != GEPI->getNumOperands() && !GEPI->isInBounds())
696     return false;
697
698   // Note that isObjectSizeLessThanOrEq will return true only if the pointer is
699   // also known to be dereferenceable.
700   return isObjectSizeLessThanOrEq(GEPI->getOperand(0), TyAllocSize, DL) &&
701          IsAllNonNegative();
702 }
703
704 // If we're indexing into an object with a variable index for the memory
705 // access, but the object has only one element, we can assume that the index
706 // will always be zero. If we replace the GEP, return it.
707 template <typename T>
708 static Instruction *replaceGEPIdxWithZero(InstCombiner &IC, Value *Ptr,
709                                           T &MemI) {
710   if (GetElementPtrInst *GEPI = dyn_cast<GetElementPtrInst>(Ptr)) {
711     unsigned Idx;
712     if (canReplaceGEPIdxWithZero(IC, GEPI, &MemI, Idx)) {
713       Instruction *NewGEPI = GEPI->clone();
714       NewGEPI->setOperand(Idx,
715         ConstantInt::get(GEPI->getOperand(Idx)->getType(), 0));
716       NewGEPI->insertBefore(GEPI);
717       MemI.setOperand(MemI.getPointerOperandIndex(), NewGEPI);
718       return NewGEPI;
719     }
720   }
721
722   return nullptr;
723 }
724
725 Instruction *InstCombiner::visitLoadInst(LoadInst &LI) {
726   Value *Op = LI.getOperand(0);
727
728   // Try to canonicalize the loaded type.
729   if (Instruction *Res = combineLoadToOperationType(*this, LI))
730     return Res;
731
732   // Attempt to improve the alignment.
733   unsigned KnownAlign = getOrEnforceKnownAlignment(
734       Op, DL.getPrefTypeAlignment(LI.getType()), DL, &LI, AC, DT);
735   unsigned LoadAlign = LI.getAlignment();
736   unsigned EffectiveLoadAlign =
737       LoadAlign != 0 ? LoadAlign : DL.getABITypeAlignment(LI.getType());
738
739   if (KnownAlign > EffectiveLoadAlign)
740     LI.setAlignment(KnownAlign);
741   else if (LoadAlign == 0)
742     LI.setAlignment(EffectiveLoadAlign);
743
744   // Replace GEP indices if possible.
745   if (Instruction *NewGEPI = replaceGEPIdxWithZero(*this, Op, LI)) {
746       Worklist.Add(NewGEPI);
747       return &LI;
748   }
749
750   // None of the following transforms are legal for volatile/atomic loads.
751   // FIXME: Some of it is okay for atomic loads; needs refactoring.
752   if (!LI.isSimple()) return nullptr;
753
754   if (Instruction *Res = unpackLoadToAggregate(*this, LI))
755     return Res;
756
757   // Do really simple store-to-load forwarding and load CSE, to catch cases
758   // where there are several consecutive memory accesses to the same location,
759   // separated by a few arithmetic operations.
760   BasicBlock::iterator BBI(LI);
761   AAMDNodes AATags;
762   if (Value *AvailableVal =
763       FindAvailableLoadedValue(Op, LI.getParent(), BBI,
764                                DefMaxInstsToScan, AA, &AATags)) {
765     if (LoadInst *NLI = dyn_cast<LoadInst>(AvailableVal)) {
766       unsigned KnownIDs[] = {
767           LLVMContext::MD_tbaa,            LLVMContext::MD_alias_scope,
768           LLVMContext::MD_noalias,         LLVMContext::MD_range,
769           LLVMContext::MD_invariant_load,  LLVMContext::MD_nonnull,
770           LLVMContext::MD_invariant_group, LLVMContext::MD_align,
771           LLVMContext::MD_dereferenceable,
772           LLVMContext::MD_dereferenceable_or_null};
773       combineMetadata(NLI, &LI, KnownIDs);
774     };
775
776     return ReplaceInstUsesWith(
777         LI, Builder->CreateBitOrPointerCast(AvailableVal, LI.getType(),
778                                             LI.getName() + ".cast"));
779   }
780
781   // load(gep null, ...) -> unreachable
782   if (GetElementPtrInst *GEPI = dyn_cast<GetElementPtrInst>(Op)) {
783     const Value *GEPI0 = GEPI->getOperand(0);
784     // TODO: Consider a target hook for valid address spaces for this xform.
785     if (isa<ConstantPointerNull>(GEPI0) && GEPI->getPointerAddressSpace() == 0){
786       // Insert a new store to null instruction before the load to indicate
787       // that this code is not reachable.  We do this instead of inserting
788       // an unreachable instruction directly because we cannot modify the
789       // CFG.
790       new StoreInst(UndefValue::get(LI.getType()),
791                     Constant::getNullValue(Op->getType()), &LI);
792       return ReplaceInstUsesWith(LI, UndefValue::get(LI.getType()));
793     }
794   }
795
796   // load null/undef -> unreachable
797   // TODO: Consider a target hook for valid address spaces for this xform.
798   if (isa<UndefValue>(Op) ||
799       (isa<ConstantPointerNull>(Op) && LI.getPointerAddressSpace() == 0)) {
800     // Insert a new store to null instruction before the load to indicate that
801     // this code is not reachable.  We do this instead of inserting an
802     // unreachable instruction directly because we cannot modify the CFG.
803     new StoreInst(UndefValue::get(LI.getType()),
804                   Constant::getNullValue(Op->getType()), &LI);
805     return ReplaceInstUsesWith(LI, UndefValue::get(LI.getType()));
806   }
807
808   if (Op->hasOneUse()) {
809     // Change select and PHI nodes to select values instead of addresses: this
810     // helps alias analysis out a lot, allows many others simplifications, and
811     // exposes redundancy in the code.
812     //
813     // Note that we cannot do the transformation unless we know that the
814     // introduced loads cannot trap!  Something like this is valid as long as
815     // the condition is always false: load (select bool %C, int* null, int* %G),
816     // but it would not be valid if we transformed it to load from null
817     // unconditionally.
818     //
819     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op)) {
820       // load (select (Cond, &V1, &V2))  --> select(Cond, load &V1, load &V2).
821       unsigned Align = LI.getAlignment();
822       if (isSafeToLoadUnconditionally(SI->getOperand(1), SI, Align) &&
823           isSafeToLoadUnconditionally(SI->getOperand(2), SI, Align)) {
824         LoadInst *V1 = Builder->CreateLoad(SI->getOperand(1),
825                                            SI->getOperand(1)->getName()+".val");
826         LoadInst *V2 = Builder->CreateLoad(SI->getOperand(2),
827                                            SI->getOperand(2)->getName()+".val");
828         V1->setAlignment(Align);
829         V2->setAlignment(Align);
830         return SelectInst::Create(SI->getCondition(), V1, V2);
831       }
832
833       // load (select (cond, null, P)) -> load P
834       if (isa<ConstantPointerNull>(SI->getOperand(1)) &&
835           LI.getPointerAddressSpace() == 0) {
836         LI.setOperand(0, SI->getOperand(2));
837         return &LI;
838       }
839
840       // load (select (cond, P, null)) -> load P
841       if (isa<ConstantPointerNull>(SI->getOperand(2)) &&
842           LI.getPointerAddressSpace() == 0) {
843         LI.setOperand(0, SI->getOperand(1));
844         return &LI;
845       }
846     }
847   }
848   return nullptr;
849 }
850
851 /// \brief Combine stores to match the type of value being stored.
852 ///
853 /// The core idea here is that the memory does not have any intrinsic type and
854 /// where we can we should match the type of a store to the type of value being
855 /// stored.
856 ///
857 /// However, this routine must never change the width of a store or the number of
858 /// stores as that would introduce a semantic change. This combine is expected to
859 /// be a semantic no-op which just allows stores to more closely model the types
860 /// of their incoming values.
861 ///
862 /// Currently, we also refuse to change the precise type used for an atomic or
863 /// volatile store. This is debatable, and might be reasonable to change later.
864 /// However, it is risky in case some backend or other part of LLVM is relying
865 /// on the exact type stored to select appropriate atomic operations.
866 ///
867 /// \returns true if the store was successfully combined away. This indicates
868 /// the caller must erase the store instruction. We have to let the caller erase
869 /// the store instruction as otherwise there is no way to signal whether it was
870 /// combined or not: IC.EraseInstFromFunction returns a null pointer.
871 static bool combineStoreToValueType(InstCombiner &IC, StoreInst &SI) {
872   // FIXME: We could probably with some care handle both volatile and atomic
873   // stores here but it isn't clear that this is important.
874   if (!SI.isSimple())
875     return false;
876
877   Value *V = SI.getValueOperand();
878
879   // Fold away bit casts of the stored value by storing the original type.
880   if (auto *BC = dyn_cast<BitCastInst>(V)) {
881     V = BC->getOperand(0);
882     combineStoreToNewValue(IC, SI, V);
883     return true;
884   }
885
886   // FIXME: We should also canonicalize loads of vectors when their elements are
887   // cast to other types.
888   return false;
889 }
890
891 static bool unpackStoreToAggregate(InstCombiner &IC, StoreInst &SI) {
892   // FIXME: We could probably with some care handle both volatile and atomic
893   // stores here but it isn't clear that this is important.
894   if (!SI.isSimple())
895     return false;
896
897   Value *V = SI.getValueOperand();
898   Type *T = V->getType();
899
900   if (!T->isAggregateType())
901     return false;
902
903   if (auto *ST = dyn_cast<StructType>(T)) {
904     // If the struct only have one element, we unpack.
905     if (ST->getNumElements() == 1) {
906       V = IC.Builder->CreateExtractValue(V, 0);
907       combineStoreToNewValue(IC, SI, V);
908       return true;
909     }
910   }
911
912   if (auto *AT = dyn_cast<ArrayType>(T)) {
913     // If the array only have one element, we unpack.
914     if (AT->getNumElements() == 1) {
915       V = IC.Builder->CreateExtractValue(V, 0);
916       combineStoreToNewValue(IC, SI, V);
917       return true;
918     }
919   }
920
921   return false;
922 }
923
924 /// equivalentAddressValues - Test if A and B will obviously have the same
925 /// value. This includes recognizing that %t0 and %t1 will have the same
926 /// value in code like this:
927 ///   %t0 = getelementptr \@a, 0, 3
928 ///   store i32 0, i32* %t0
929 ///   %t1 = getelementptr \@a, 0, 3
930 ///   %t2 = load i32* %t1
931 ///
932 static bool equivalentAddressValues(Value *A, Value *B) {
933   // Test if the values are trivially equivalent.
934   if (A == B) return true;
935
936   // Test if the values come form identical arithmetic instructions.
937   // This uses isIdenticalToWhenDefined instead of isIdenticalTo because
938   // its only used to compare two uses within the same basic block, which
939   // means that they'll always either have the same value or one of them
940   // will have an undefined value.
941   if (isa<BinaryOperator>(A) ||
942       isa<CastInst>(A) ||
943       isa<PHINode>(A) ||
944       isa<GetElementPtrInst>(A))
945     if (Instruction *BI = dyn_cast<Instruction>(B))
946       if (cast<Instruction>(A)->isIdenticalToWhenDefined(BI))
947         return true;
948
949   // Otherwise they may not be equivalent.
950   return false;
951 }
952
953 Instruction *InstCombiner::visitStoreInst(StoreInst &SI) {
954   Value *Val = SI.getOperand(0);
955   Value *Ptr = SI.getOperand(1);
956
957   // Try to canonicalize the stored type.
958   if (combineStoreToValueType(*this, SI))
959     return EraseInstFromFunction(SI);
960
961   // Attempt to improve the alignment.
962   unsigned KnownAlign = getOrEnforceKnownAlignment(
963       Ptr, DL.getPrefTypeAlignment(Val->getType()), DL, &SI, AC, DT);
964   unsigned StoreAlign = SI.getAlignment();
965   unsigned EffectiveStoreAlign =
966       StoreAlign != 0 ? StoreAlign : DL.getABITypeAlignment(Val->getType());
967
968   if (KnownAlign > EffectiveStoreAlign)
969     SI.setAlignment(KnownAlign);
970   else if (StoreAlign == 0)
971     SI.setAlignment(EffectiveStoreAlign);
972
973   // Try to canonicalize the stored type.
974   if (unpackStoreToAggregate(*this, SI))
975     return EraseInstFromFunction(SI);
976
977   // Replace GEP indices if possible.
978   if (Instruction *NewGEPI = replaceGEPIdxWithZero(*this, Ptr, SI)) {
979       Worklist.Add(NewGEPI);
980       return &SI;
981   }
982
983   // Don't hack volatile/atomic stores.
984   // FIXME: Some bits are legal for atomic stores; needs refactoring.
985   if (!SI.isSimple()) return nullptr;
986
987   // If the RHS is an alloca with a single use, zapify the store, making the
988   // alloca dead.
989   if (Ptr->hasOneUse()) {
990     if (isa<AllocaInst>(Ptr))
991       return EraseInstFromFunction(SI);
992     if (GetElementPtrInst *GEP = dyn_cast<GetElementPtrInst>(Ptr)) {
993       if (isa<AllocaInst>(GEP->getOperand(0))) {
994         if (GEP->getOperand(0)->hasOneUse())
995           return EraseInstFromFunction(SI);
996       }
997     }
998   }
999
1000   // Do really simple DSE, to catch cases where there are several consecutive
1001   // stores to the same location, separated by a few arithmetic operations. This
1002   // situation often occurs with bitfield accesses.
1003   BasicBlock::iterator BBI(SI);
1004   for (unsigned ScanInsts = 6; BBI != SI.getParent()->begin() && ScanInsts;
1005        --ScanInsts) {
1006     --BBI;
1007     // Don't count debug info directives, lest they affect codegen,
1008     // and we skip pointer-to-pointer bitcasts, which are NOPs.
1009     if (isa<DbgInfoIntrinsic>(BBI) ||
1010         (isa<BitCastInst>(BBI) && BBI->getType()->isPointerTy())) {
1011       ScanInsts++;
1012       continue;
1013     }
1014
1015     if (StoreInst *PrevSI = dyn_cast<StoreInst>(BBI)) {
1016       // Prev store isn't volatile, and stores to the same location?
1017       if (PrevSI->isSimple() && equivalentAddressValues(PrevSI->getOperand(1),
1018                                                         SI.getOperand(1))) {
1019         ++NumDeadStore;
1020         ++BBI;
1021         EraseInstFromFunction(*PrevSI);
1022         continue;
1023       }
1024       break;
1025     }
1026
1027     // If this is a load, we have to stop.  However, if the loaded value is from
1028     // the pointer we're loading and is producing the pointer we're storing,
1029     // then *this* store is dead (X = load P; store X -> P).
1030     if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(BBI)) {
1031       if (LI == Val && equivalentAddressValues(LI->getOperand(0), Ptr) &&
1032           LI->isSimple())
1033         return EraseInstFromFunction(SI);
1034
1035       // Otherwise, this is a load from some other location.  Stores before it
1036       // may not be dead.
1037       break;
1038     }
1039
1040     // Don't skip over loads or things that can modify memory.
1041     if (BBI->mayWriteToMemory() || BBI->mayReadFromMemory())
1042       break;
1043   }
1044
1045   // store X, null    -> turns into 'unreachable' in SimplifyCFG
1046   if (isa<ConstantPointerNull>(Ptr) && SI.getPointerAddressSpace() == 0) {
1047     if (!isa<UndefValue>(Val)) {
1048       SI.setOperand(0, UndefValue::get(Val->getType()));
1049       if (Instruction *U = dyn_cast<Instruction>(Val))
1050         Worklist.Add(U);  // Dropped a use.
1051     }
1052     return nullptr;  // Do not modify these!
1053   }
1054
1055   // store undef, Ptr -> noop
1056   if (isa<UndefValue>(Val))
1057     return EraseInstFromFunction(SI);
1058
1059   // If this store is the last instruction in the basic block (possibly
1060   // excepting debug info instructions), and if the block ends with an
1061   // unconditional branch, try to move it to the successor block.
1062   BBI = SI.getIterator();
1063   do {
1064     ++BBI;
1065   } while (isa<DbgInfoIntrinsic>(BBI) ||
1066            (isa<BitCastInst>(BBI) && BBI->getType()->isPointerTy()));
1067   if (BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(BBI))
1068     if (BI->isUnconditional())
1069       if (SimplifyStoreAtEndOfBlock(SI))
1070         return nullptr;  // xform done!
1071
1072   return nullptr;
1073 }
1074
1075 /// SimplifyStoreAtEndOfBlock - Turn things like:
1076 ///   if () { *P = v1; } else { *P = v2 }
1077 /// into a phi node with a store in the successor.
1078 ///
1079 /// Simplify things like:
1080 ///   *P = v1; if () { *P = v2; }
1081 /// into a phi node with a store in the successor.
1082 ///
1083 bool InstCombiner::SimplifyStoreAtEndOfBlock(StoreInst &SI) {
1084   BasicBlock *StoreBB = SI.getParent();
1085
1086   // Check to see if the successor block has exactly two incoming edges.  If
1087   // so, see if the other predecessor contains a store to the same location.
1088   // if so, insert a PHI node (if needed) and move the stores down.
1089   BasicBlock *DestBB = StoreBB->getTerminator()->getSuccessor(0);
1090
1091   // Determine whether Dest has exactly two predecessors and, if so, compute
1092   // the other predecessor.
1093   pred_iterator PI = pred_begin(DestBB);
1094   BasicBlock *P = *PI;
1095   BasicBlock *OtherBB = nullptr;
1096
1097   if (P != StoreBB)
1098     OtherBB = P;
1099
1100   if (++PI == pred_end(DestBB))
1101     return false;
1102
1103   P = *PI;
1104   if (P != StoreBB) {
1105     if (OtherBB)
1106       return false;
1107     OtherBB = P;
1108   }
1109   if (++PI != pred_end(DestBB))
1110     return false;
1111
1112   // Bail out if all the relevant blocks aren't distinct (this can happen,
1113   // for example, if SI is in an infinite loop)
1114   if (StoreBB == DestBB || OtherBB == DestBB)
1115     return false;
1116
1117   // Verify that the other block ends in a branch and is not otherwise empty.
1118   BasicBlock::iterator BBI(OtherBB->getTerminator());
1119   BranchInst *OtherBr = dyn_cast<BranchInst>(BBI);
1120   if (!OtherBr || BBI == OtherBB->begin())
1121     return false;
1122
1123   // If the other block ends in an unconditional branch, check for the 'if then
1124   // else' case.  there is an instruction before the branch.
1125   StoreInst *OtherStore = nullptr;
1126   if (OtherBr->isUnconditional()) {
1127     --BBI;
1128     // Skip over debugging info.
1129     while (isa<DbgInfoIntrinsic>(BBI) ||
1130            (isa<BitCastInst>(BBI) && BBI->getType()->isPointerTy())) {
1131       if (BBI==OtherBB->begin())
1132         return false;
1133       --BBI;
1134     }
1135     // If this isn't a store, isn't a store to the same location, or is not the
1136     // right kind of store, bail out.
1137     OtherStore = dyn_cast<StoreInst>(BBI);
1138     if (!OtherStore || OtherStore->getOperand(1) != SI.getOperand(1) ||
1139         !SI.isSameOperationAs(OtherStore))
1140       return false;
1141   } else {
1142     // Otherwise, the other block ended with a conditional branch. If one of the
1143     // destinations is StoreBB, then we have the if/then case.
1144     if (OtherBr->getSuccessor(0) != StoreBB &&
1145         OtherBr->getSuccessor(1) != StoreBB)
1146       return false;
1147
1148     // Okay, we know that OtherBr now goes to Dest and StoreBB, so this is an
1149     // if/then triangle.  See if there is a store to the same ptr as SI that
1150     // lives in OtherBB.
1151     for (;; --BBI) {
1152       // Check to see if we find the matching store.
1153       if ((OtherStore = dyn_cast<StoreInst>(BBI))) {
1154         if (OtherStore->getOperand(1) != SI.getOperand(1) ||
1155             !SI.isSameOperationAs(OtherStore))
1156           return false;
1157         break;
1158       }
1159       // If we find something that may be using or overwriting the stored
1160       // value, or if we run out of instructions, we can't do the xform.
1161       if (BBI->mayReadFromMemory() || BBI->mayWriteToMemory() ||
1162           BBI == OtherBB->begin())
1163         return false;
1164     }
1165
1166     // In order to eliminate the store in OtherBr, we have to
1167     // make sure nothing reads or overwrites the stored value in
1168     // StoreBB.
1169     for (BasicBlock::iterator I = StoreBB->begin(); &*I != &SI; ++I) {
1170       // FIXME: This should really be AA driven.
1171       if (I->mayReadFromMemory() || I->mayWriteToMemory())
1172         return false;
1173     }
1174   }
1175
1176   // Insert a PHI node now if we need it.
1177   Value *MergedVal = OtherStore->getOperand(0);
1178   if (MergedVal != SI.getOperand(0)) {
1179     PHINode *PN = PHINode::Create(MergedVal->getType(), 2, "storemerge");
1180     PN->addIncoming(SI.getOperand(0), SI.getParent());
1181     PN->addIncoming(OtherStore->getOperand(0), OtherBB);
1182     MergedVal = InsertNewInstBefore(PN, DestBB->front());
1183   }
1184
1185   // Advance to a place where it is safe to insert the new store and
1186   // insert it.
1187   BBI = DestBB->getFirstInsertionPt();
1188   StoreInst *NewSI = new StoreInst(MergedVal, SI.getOperand(1),
1189                                    SI.isVolatile(),
1190                                    SI.getAlignment(),
1191                                    SI.getOrdering(),
1192                                    SI.getSynchScope());
1193   InsertNewInstBefore(NewSI, *BBI);
1194   NewSI->setDebugLoc(OtherStore->getDebugLoc());
1195
1196   // If the two stores had AA tags, merge them.
1197   AAMDNodes AATags;
1198   SI.getAAMetadata(AATags);
1199   if (AATags) {
1200     OtherStore->getAAMetadata(AATags, /* Merge = */ true);
1201     NewSI->setAAMetadata(AATags);
1202   }
1203
1204   // Nuke the old stores.
1205   EraseInstFromFunction(SI);
1206   EraseInstFromFunction(*OtherStore);
1207   return true;
1208 }