51e0bc289bb193592320075af035ae5e3928cc48
[oota-llvm.git] / lib / Transforms / Scalar / DeadStoreElimination.cpp
1 //===- DeadStoreElimination.cpp - Fast Dead Store Elimination -------------===//
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 a trivial dead store elimination that only considers
11 // basic-block local redundant stores.
12 //
13 // FIXME: This should eventually be extended to be a post-dominator tree
14 // traversal.  Doing so would be pretty trivial.
15 //
16 //===----------------------------------------------------------------------===//
17
18 #include "llvm/Transforms/Scalar.h"
19 #include "llvm/ADT/STLExtras.h"
20 #include "llvm/ADT/SetVector.h"
21 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
22 #include "llvm/Analysis/AliasAnalysis.h"
23 #include "llvm/Analysis/CaptureTracking.h"
24 #include "llvm/Analysis/MemoryBuiltins.h"
25 #include "llvm/Analysis/MemoryDependenceAnalysis.h"
26 #include "llvm/Analysis/ValueTracking.h"
27 #include "llvm/IR/Constants.h"
28 #include "llvm/IR/DataLayout.h"
29 #include "llvm/IR/Dominators.h"
30 #include "llvm/IR/Function.h"
31 #include "llvm/IR/GlobalVariable.h"
32 #include "llvm/IR/Instructions.h"
33 #include "llvm/IR/IntrinsicInst.h"
34 #include "llvm/Pass.h"
35 #include "llvm/Support/Debug.h"
36 #include "llvm/Target/TargetLibraryInfo.h"
37 #include "llvm/Transforms/Utils/Local.h"
38 using namespace llvm;
39
40 #define DEBUG_TYPE "dse"
41
42 STATISTIC(NumFastStores, "Number of stores deleted");
43 STATISTIC(NumFastOther , "Number of other instrs removed");
44
45 namespace {
46   struct DSE : public FunctionPass {
47     AliasAnalysis *AA;
48     MemoryDependenceAnalysis *MD;
49     DominatorTree *DT;
50     const TargetLibraryInfo *TLI;
51
52     static char ID; // Pass identification, replacement for typeid
53     DSE() : FunctionPass(ID), AA(nullptr), MD(nullptr), DT(nullptr) {
54       initializeDSEPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
55     }
56
57     bool runOnFunction(Function &F) override {
58       if (skipOptnoneFunction(F))
59         return false;
60
61       AA = &getAnalysis<AliasAnalysis>();
62       MD = &getAnalysis<MemoryDependenceAnalysis>();
63       DT = &getAnalysis<DominatorTreeWrapperPass>().getDomTree();
64       TLI = AA->getTargetLibraryInfo();
65
66       bool Changed = false;
67       for (Function::iterator I = F.begin(), E = F.end(); I != E; ++I)
68         // Only check non-dead blocks.  Dead blocks may have strange pointer
69         // cycles that will confuse alias analysis.
70         if (DT->isReachableFromEntry(I))
71           Changed |= runOnBasicBlock(*I);
72
73       AA = nullptr; MD = nullptr; DT = nullptr;
74       return Changed;
75     }
76
77     bool runOnBasicBlock(BasicBlock &BB);
78     bool HandleFree(CallInst *F);
79     bool handleEndBlock(BasicBlock &BB);
80     void RemoveAccessedObjects(const AliasAnalysis::Location &LoadedLoc,
81                                SmallSetVector<Value*, 16> &DeadStackObjects);
82
83     void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const override {
84       AU.setPreservesCFG();
85       AU.addRequired<DominatorTreeWrapperPass>();
86       AU.addRequired<AliasAnalysis>();
87       AU.addRequired<MemoryDependenceAnalysis>();
88       AU.addPreserved<AliasAnalysis>();
89       AU.addPreserved<DominatorTreeWrapperPass>();
90       AU.addPreserved<MemoryDependenceAnalysis>();
91     }
92   };
93 }
94
95 char DSE::ID = 0;
96 INITIALIZE_PASS_BEGIN(DSE, "dse", "Dead Store Elimination", false, false)
97 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(DominatorTreeWrapperPass)
98 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(MemoryDependenceAnalysis)
99 INITIALIZE_AG_DEPENDENCY(AliasAnalysis)
100 INITIALIZE_PASS_END(DSE, "dse", "Dead Store Elimination", false, false)
101
102 FunctionPass *llvm::createDeadStoreEliminationPass() { return new DSE(); }
103
104 //===----------------------------------------------------------------------===//
105 // Helper functions
106 //===----------------------------------------------------------------------===//
107
108 /// DeleteDeadInstruction - Delete this instruction.  Before we do, go through
109 /// and zero out all the operands of this instruction.  If any of them become
110 /// dead, delete them and the computation tree that feeds them.
111 ///
112 /// If ValueSet is non-null, remove any deleted instructions from it as well.
113 ///
114 static void DeleteDeadInstruction(Instruction *I,
115                                MemoryDependenceAnalysis &MD,
116                                const TargetLibraryInfo *TLI,
117                                SmallSetVector<Value*, 16> *ValueSet = nullptr) {
118   SmallVector<Instruction*, 32> NowDeadInsts;
119
120   NowDeadInsts.push_back(I);
121   --NumFastOther;
122
123   // Before we touch this instruction, remove it from memdep!
124   do {
125     Instruction *DeadInst = NowDeadInsts.pop_back_val();
126     ++NumFastOther;
127
128     // This instruction is dead, zap it, in stages.  Start by removing it from
129     // MemDep, which needs to know the operands and needs it to be in the
130     // function.
131     MD.removeInstruction(DeadInst);
132
133     for (unsigned op = 0, e = DeadInst->getNumOperands(); op != e; ++op) {
134       Value *Op = DeadInst->getOperand(op);
135       DeadInst->setOperand(op, nullptr);
136
137       // If this operand just became dead, add it to the NowDeadInsts list.
138       if (!Op->use_empty()) continue;
139
140       if (Instruction *OpI = dyn_cast<Instruction>(Op))
141         if (isInstructionTriviallyDead(OpI, TLI))
142           NowDeadInsts.push_back(OpI);
143     }
144
145     DeadInst->eraseFromParent();
146
147     if (ValueSet) ValueSet->remove(DeadInst);
148   } while (!NowDeadInsts.empty());
149 }
150
151
152 /// hasMemoryWrite - Does this instruction write some memory?  This only returns
153 /// true for things that we can analyze with other helpers below.
154 static bool hasMemoryWrite(Instruction *I, const TargetLibraryInfo *TLI) {
155   if (isa<StoreInst>(I))
156     return true;
157   if (IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(I)) {
158     switch (II->getIntrinsicID()) {
159     default:
160       return false;
161     case Intrinsic::memset:
162     case Intrinsic::memmove:
163     case Intrinsic::memcpy:
164     case Intrinsic::init_trampoline:
165     case Intrinsic::lifetime_end:
166       return true;
167     }
168   }
169   if (CallSite CS = I) {
170     if (Function *F = CS.getCalledFunction()) {
171       if (TLI && TLI->has(LibFunc::strcpy) &&
172           F->getName() == TLI->getName(LibFunc::strcpy)) {
173         return true;
174       }
175       if (TLI && TLI->has(LibFunc::strncpy) &&
176           F->getName() == TLI->getName(LibFunc::strncpy)) {
177         return true;
178       }
179       if (TLI && TLI->has(LibFunc::strcat) &&
180           F->getName() == TLI->getName(LibFunc::strcat)) {
181         return true;
182       }
183       if (TLI && TLI->has(LibFunc::strncat) &&
184           F->getName() == TLI->getName(LibFunc::strncat)) {
185         return true;
186       }
187     }
188   }
189   return false;
190 }
191
192 /// getLocForWrite - Return a Location stored to by the specified instruction.
193 /// If isRemovable returns true, this function and getLocForRead completely
194 /// describe the memory operations for this instruction.
195 static AliasAnalysis::Location
196 getLocForWrite(Instruction *Inst, AliasAnalysis &AA) {
197   const DataLayout *DL = AA.getDataLayout();
198   if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(Inst))
199     return AA.getLocation(SI);
200
201   if (MemIntrinsic *MI = dyn_cast<MemIntrinsic>(Inst)) {
202     // memcpy/memmove/memset.
203     AliasAnalysis::Location Loc = AA.getLocationForDest(MI);
204     // If we don't have target data around, an unknown size in Location means
205     // that we should use the size of the pointee type.  This isn't valid for
206     // memset/memcpy, which writes more than an i8.
207     if (Loc.Size == AliasAnalysis::UnknownSize && DL == nullptr)
208       return AliasAnalysis::Location();
209     return Loc;
210   }
211
212   IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(Inst);
213   if (!II) return AliasAnalysis::Location();
214
215   switch (II->getIntrinsicID()) {
216   default: return AliasAnalysis::Location(); // Unhandled intrinsic.
217   case Intrinsic::init_trampoline:
218     // If we don't have target data around, an unknown size in Location means
219     // that we should use the size of the pointee type.  This isn't valid for
220     // init.trampoline, which writes more than an i8.
221     if (!DL) return AliasAnalysis::Location();
222
223     // FIXME: We don't know the size of the trampoline, so we can't really
224     // handle it here.
225     return AliasAnalysis::Location(II->getArgOperand(0));
226   case Intrinsic::lifetime_end: {
227     uint64_t Len = cast<ConstantInt>(II->getArgOperand(0))->getZExtValue();
228     return AliasAnalysis::Location(II->getArgOperand(1), Len);
229   }
230   }
231 }
232
233 /// getLocForRead - Return the location read by the specified "hasMemoryWrite"
234 /// instruction if any.
235 static AliasAnalysis::Location
236 getLocForRead(Instruction *Inst, AliasAnalysis &AA) {
237   assert(hasMemoryWrite(Inst, AA.getTargetLibraryInfo()) &&
238          "Unknown instruction case");
239
240   // The only instructions that both read and write are the mem transfer
241   // instructions (memcpy/memmove).
242   if (MemTransferInst *MTI = dyn_cast<MemTransferInst>(Inst))
243     return AA.getLocationForSource(MTI);
244   return AliasAnalysis::Location();
245 }
246
247
248 /// isRemovable - If the value of this instruction and the memory it writes to
249 /// is unused, may we delete this instruction?
250 static bool isRemovable(Instruction *I) {
251   // Don't remove volatile/atomic stores.
252   if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(I))
253     return SI->isUnordered();
254
255   if (IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(I)) {
256     switch (II->getIntrinsicID()) {
257     default: llvm_unreachable("doesn't pass 'hasMemoryWrite' predicate");
258     case Intrinsic::lifetime_end:
259       // Never remove dead lifetime_end's, e.g. because it is followed by a
260       // free.
261       return false;
262     case Intrinsic::init_trampoline:
263       // Always safe to remove init_trampoline.
264       return true;
265
266     case Intrinsic::memset:
267     case Intrinsic::memmove:
268     case Intrinsic::memcpy:
269       // Don't remove volatile memory intrinsics.
270       return !cast<MemIntrinsic>(II)->isVolatile();
271     }
272   }
273
274   if (CallSite CS = I)
275     return CS.getInstruction()->use_empty();
276
277   return false;
278 }
279
280
281 /// isShortenable - Returns true if this instruction can be safely shortened in
282 /// length.
283 static bool isShortenable(Instruction *I) {
284   // Don't shorten stores for now
285   if (isa<StoreInst>(I))
286     return false;
287
288   if (IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(I)) {
289     switch (II->getIntrinsicID()) {
290       default: return false;
291       case Intrinsic::memset:
292       case Intrinsic::memcpy:
293         // Do shorten memory intrinsics.
294         return true;
295     }
296   }
297
298   // Don't shorten libcalls calls for now.
299
300   return false;
301 }
302
303 /// getStoredPointerOperand - Return the pointer that is being written to.
304 static Value *getStoredPointerOperand(Instruction *I) {
305   if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(I))
306     return SI->getPointerOperand();
307   if (MemIntrinsic *MI = dyn_cast<MemIntrinsic>(I))
308     return MI->getDest();
309
310   if (IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(I)) {
311     switch (II->getIntrinsicID()) {
312     default: llvm_unreachable("Unexpected intrinsic!");
313     case Intrinsic::init_trampoline:
314       return II->getArgOperand(0);
315     }
316   }
317
318   CallSite CS = I;
319   // All the supported functions so far happen to have dest as their first
320   // argument.
321   return CS.getArgument(0);
322 }
323
324 static uint64_t getPointerSize(const Value *V, AliasAnalysis &AA) {
325   uint64_t Size;
326   if (getObjectSize(V, Size, AA.getDataLayout(), AA.getTargetLibraryInfo()))
327     return Size;
328   return AliasAnalysis::UnknownSize;
329 }
330
331 namespace {
332   enum OverwriteResult
333   {
334     OverwriteComplete,
335     OverwriteEnd,
336     OverwriteUnknown
337   };
338 }
339
340 /// isOverwrite - Return 'OverwriteComplete' if a store to the 'Later' location
341 /// completely overwrites a store to the 'Earlier' location.
342 /// 'OverwriteEnd' if the end of the 'Earlier' location is completely
343 /// overwritten by 'Later', or 'OverwriteUnknown' if nothing can be determined
344 static OverwriteResult isOverwrite(const AliasAnalysis::Location &Later,
345                                    const AliasAnalysis::Location &Earlier,
346                                    AliasAnalysis &AA,
347                                    int64_t &EarlierOff,
348                                    int64_t &LaterOff) {
349   const DataLayout *DL = AA.getDataLayout();
350   const Value *P1 = Earlier.Ptr->stripPointerCasts();
351   const Value *P2 = Later.Ptr->stripPointerCasts();
352
353   // If the start pointers are the same, we just have to compare sizes to see if
354   // the later store was larger than the earlier store.
355   if (P1 == P2) {
356     // If we don't know the sizes of either access, then we can't do a
357     // comparison.
358     if (Later.Size == AliasAnalysis::UnknownSize ||
359         Earlier.Size == AliasAnalysis::UnknownSize) {
360       // If we have no DataLayout information around, then the size of the store
361       // is inferrable from the pointee type.  If they are the same type, then
362       // we know that the store is safe.
363       if (DL == nullptr && Later.Ptr->getType() == Earlier.Ptr->getType())
364         return OverwriteComplete;
365
366       return OverwriteUnknown;
367     }
368
369     // Make sure that the Later size is >= the Earlier size.
370     if (Later.Size >= Earlier.Size)
371       return OverwriteComplete;
372   }
373
374   // Otherwise, we have to have size information, and the later store has to be
375   // larger than the earlier one.
376   if (Later.Size == AliasAnalysis::UnknownSize ||
377       Earlier.Size == AliasAnalysis::UnknownSize || DL == nullptr)
378     return OverwriteUnknown;
379
380   // Check to see if the later store is to the entire object (either a global,
381   // an alloca, or a byval/inalloca argument).  If so, then it clearly
382   // overwrites any other store to the same object.
383   const Value *UO1 = GetUnderlyingObject(P1, DL),
384               *UO2 = GetUnderlyingObject(P2, DL);
385
386   // If we can't resolve the same pointers to the same object, then we can't
387   // analyze them at all.
388   if (UO1 != UO2)
389     return OverwriteUnknown;
390
391   // If the "Later" store is to a recognizable object, get its size.
392   uint64_t ObjectSize = getPointerSize(UO2, AA);
393   if (ObjectSize != AliasAnalysis::UnknownSize)
394     if (ObjectSize == Later.Size && ObjectSize >= Earlier.Size)
395       return OverwriteComplete;
396
397   // Okay, we have stores to two completely different pointers.  Try to
398   // decompose the pointer into a "base + constant_offset" form.  If the base
399   // pointers are equal, then we can reason about the two stores.
400   EarlierOff = 0;
401   LaterOff = 0;
402   const Value *BP1 = GetPointerBaseWithConstantOffset(P1, EarlierOff, DL);
403   const Value *BP2 = GetPointerBaseWithConstantOffset(P2, LaterOff, DL);
404
405   // If the base pointers still differ, we have two completely different stores.
406   if (BP1 != BP2)
407     return OverwriteUnknown;
408
409   // The later store completely overlaps the earlier store if:
410   //
411   // 1. Both start at the same offset and the later one's size is greater than
412   //    or equal to the earlier one's, or
413   //
414   //      |--earlier--|
415   //      |--   later   --|
416   //
417   // 2. The earlier store has an offset greater than the later offset, but which
418   //    still lies completely within the later store.
419   //
420   //        |--earlier--|
421   //    |-----  later  ------|
422   //
423   // We have to be careful here as *Off is signed while *.Size is unsigned.
424   if (EarlierOff >= LaterOff &&
425       Later.Size >= Earlier.Size &&
426       uint64_t(EarlierOff - LaterOff) + Earlier.Size <= Later.Size)
427     return OverwriteComplete;
428
429   // The other interesting case is if the later store overwrites the end of
430   // the earlier store
431   //
432   //      |--earlier--|
433   //                |--   later   --|
434   //
435   // In this case we may want to trim the size of earlier to avoid generating
436   // writes to addresses which will definitely be overwritten later
437   if (LaterOff > EarlierOff &&
438       LaterOff < int64_t(EarlierOff + Earlier.Size) &&
439       int64_t(LaterOff + Later.Size) >= int64_t(EarlierOff + Earlier.Size))
440     return OverwriteEnd;
441
442   // Otherwise, they don't completely overlap.
443   return OverwriteUnknown;
444 }
445
446 /// isPossibleSelfRead - If 'Inst' might be a self read (i.e. a noop copy of a
447 /// memory region into an identical pointer) then it doesn't actually make its
448 /// input dead in the traditional sense.  Consider this case:
449 ///
450 ///   memcpy(A <- B)
451 ///   memcpy(A <- A)
452 ///
453 /// In this case, the second store to A does not make the first store to A dead.
454 /// The usual situation isn't an explicit A<-A store like this (which can be
455 /// trivially removed) but a case where two pointers may alias.
456 ///
457 /// This function detects when it is unsafe to remove a dependent instruction
458 /// because the DSE inducing instruction may be a self-read.
459 static bool isPossibleSelfRead(Instruction *Inst,
460                                const AliasAnalysis::Location &InstStoreLoc,
461                                Instruction *DepWrite, AliasAnalysis &AA) {
462   // Self reads can only happen for instructions that read memory.  Get the
463   // location read.
464   AliasAnalysis::Location InstReadLoc = getLocForRead(Inst, AA);
465   if (!InstReadLoc.Ptr) return false;  // Not a reading instruction.
466
467   // If the read and written loc obviously don't alias, it isn't a read.
468   if (AA.isNoAlias(InstReadLoc, InstStoreLoc)) return false;
469
470   // Okay, 'Inst' may copy over itself.  However, we can still remove a the
471   // DepWrite instruction if we can prove that it reads from the same location
472   // as Inst.  This handles useful cases like:
473   //   memcpy(A <- B)
474   //   memcpy(A <- B)
475   // Here we don't know if A/B may alias, but we do know that B/B are must
476   // aliases, so removing the first memcpy is safe (assuming it writes <= #
477   // bytes as the second one.
478   AliasAnalysis::Location DepReadLoc = getLocForRead(DepWrite, AA);
479
480   if (DepReadLoc.Ptr && AA.isMustAlias(InstReadLoc.Ptr, DepReadLoc.Ptr))
481     return false;
482
483   // If DepWrite doesn't read memory or if we can't prove it is a must alias,
484   // then it can't be considered dead.
485   return true;
486 }
487
488
489 //===----------------------------------------------------------------------===//
490 // DSE Pass
491 //===----------------------------------------------------------------------===//
492
493 bool DSE::runOnBasicBlock(BasicBlock &BB) {
494   bool MadeChange = false;
495
496   // Do a top-down walk on the BB.
497   for (BasicBlock::iterator BBI = BB.begin(), BBE = BB.end(); BBI != BBE; ) {
498     Instruction *Inst = BBI++;
499
500     // Handle 'free' calls specially.
501     if (CallInst *F = isFreeCall(Inst, TLI)) {
502       MadeChange |= HandleFree(F);
503       continue;
504     }
505
506     // If we find something that writes memory, get its memory dependence.
507     if (!hasMemoryWrite(Inst, TLI))
508       continue;
509
510     MemDepResult InstDep = MD->getDependency(Inst);
511
512     // Ignore any store where we can't find a local dependence.
513     // FIXME: cross-block DSE would be fun. :)
514     if (!InstDep.isDef() && !InstDep.isClobber())
515       continue;
516
517     // If we're storing the same value back to a pointer that we just
518     // loaded from, then the store can be removed.
519     if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(Inst)) {
520       if (LoadInst *DepLoad = dyn_cast<LoadInst>(InstDep.getInst())) {
521         if (SI->getPointerOperand() == DepLoad->getPointerOperand() &&
522             SI->getOperand(0) == DepLoad && isRemovable(SI)) {
523           DEBUG(dbgs() << "DSE: Remove Store Of Load from same pointer:\n  "
524                        << "LOAD: " << *DepLoad << "\n  STORE: " << *SI << '\n');
525
526           // DeleteDeadInstruction can delete the current instruction.  Save BBI
527           // in case we need it.
528           WeakVH NextInst(BBI);
529
530           DeleteDeadInstruction(SI, *MD, TLI);
531
532           if (!NextInst)  // Next instruction deleted.
533             BBI = BB.begin();
534           else if (BBI != BB.begin())  // Revisit this instruction if possible.
535             --BBI;
536           ++NumFastStores;
537           MadeChange = true;
538           continue;
539         }
540       }
541     }
542
543     // Figure out what location is being stored to.
544     AliasAnalysis::Location Loc = getLocForWrite(Inst, *AA);
545
546     // If we didn't get a useful location, fail.
547     if (!Loc.Ptr)
548       continue;
549
550     while (InstDep.isDef() || InstDep.isClobber()) {
551       // Get the memory clobbered by the instruction we depend on.  MemDep will
552       // skip any instructions that 'Loc' clearly doesn't interact with.  If we
553       // end up depending on a may- or must-aliased load, then we can't optimize
554       // away the store and we bail out.  However, if we depend on on something
555       // that overwrites the memory location we *can* potentially optimize it.
556       //
557       // Find out what memory location the dependent instruction stores.
558       Instruction *DepWrite = InstDep.getInst();
559       AliasAnalysis::Location DepLoc = getLocForWrite(DepWrite, *AA);
560       // If we didn't get a useful location, or if it isn't a size, bail out.
561       if (!DepLoc.Ptr)
562         break;
563
564       // If we find a write that is a) removable (i.e., non-volatile), b) is
565       // completely obliterated by the store to 'Loc', and c) which we know that
566       // 'Inst' doesn't load from, then we can remove it.
567       if (isRemovable(DepWrite) &&
568           !isPossibleSelfRead(Inst, Loc, DepWrite, *AA)) {
569         int64_t InstWriteOffset, DepWriteOffset;
570         OverwriteResult OR = isOverwrite(Loc, DepLoc, *AA,
571                                          DepWriteOffset, InstWriteOffset);
572         if (OR == OverwriteComplete) {
573           DEBUG(dbgs() << "DSE: Remove Dead Store:\n  DEAD: "
574                 << *DepWrite << "\n  KILLER: " << *Inst << '\n');
575
576           // Delete the store and now-dead instructions that feed it.
577           DeleteDeadInstruction(DepWrite, *MD, TLI);
578           ++NumFastStores;
579           MadeChange = true;
580
581           // DeleteDeadInstruction can delete the current instruction in loop
582           // cases, reset BBI.
583           BBI = Inst;
584           if (BBI != BB.begin())
585             --BBI;
586           break;
587         } else if (OR == OverwriteEnd && isShortenable(DepWrite)) {
588           // TODO: base this on the target vector size so that if the earlier
589           // store was too small to get vector writes anyway then its likely
590           // a good idea to shorten it
591           // Power of 2 vector writes are probably always a bad idea to optimize
592           // as any store/memset/memcpy is likely using vector instructions so
593           // shortening it to not vector size is likely to be slower
594           MemIntrinsic* DepIntrinsic = cast<MemIntrinsic>(DepWrite);
595           unsigned DepWriteAlign = DepIntrinsic->getAlignment();
596           if (llvm::isPowerOf2_64(InstWriteOffset) ||
597               ((DepWriteAlign != 0) && InstWriteOffset % DepWriteAlign == 0)) {
598
599             DEBUG(dbgs() << "DSE: Remove Dead Store:\n  OW END: "
600                   << *DepWrite << "\n  KILLER (offset "
601                   << InstWriteOffset << ", "
602                   << DepLoc.Size << ")"
603                   << *Inst << '\n');
604
605             Value* DepWriteLength = DepIntrinsic->getLength();
606             Value* TrimmedLength = ConstantInt::get(DepWriteLength->getType(),
607                                                     InstWriteOffset -
608                                                     DepWriteOffset);
609             DepIntrinsic->setLength(TrimmedLength);
610             MadeChange = true;
611           }
612         }
613       }
614
615       // If this is a may-aliased store that is clobbering the store value, we
616       // can keep searching past it for another must-aliased pointer that stores
617       // to the same location.  For example, in:
618       //   store -> P
619       //   store -> Q
620       //   store -> P
621       // we can remove the first store to P even though we don't know if P and Q
622       // alias.
623       if (DepWrite == &BB.front()) break;
624
625       // Can't look past this instruction if it might read 'Loc'.
626       if (AA->getModRefInfo(DepWrite, Loc) & AliasAnalysis::Ref)
627         break;
628
629       InstDep = MD->getPointerDependencyFrom(Loc, false, DepWrite, &BB);
630     }
631   }
632
633   // If this block ends in a return, unwind, or unreachable, all allocas are
634   // dead at its end, which means stores to them are also dead.
635   if (BB.getTerminator()->getNumSuccessors() == 0)
636     MadeChange |= handleEndBlock(BB);
637
638   return MadeChange;
639 }
640
641 /// Find all blocks that will unconditionally lead to the block BB and append
642 /// them to F.
643 static void FindUnconditionalPreds(SmallVectorImpl<BasicBlock *> &Blocks,
644                                    BasicBlock *BB, DominatorTree *DT) {
645   for (BasicBlock *Pred : predecessors(BB)) {
646     if (Pred == BB) continue;
647     TerminatorInst *PredTI = Pred->getTerminator();
648     if (PredTI->getNumSuccessors() != 1)
649       continue;
650
651     if (DT->isReachableFromEntry(Pred))
652       Blocks.push_back(Pred);
653   }
654 }
655
656 /// HandleFree - Handle frees of entire structures whose dependency is a store
657 /// to a field of that structure.
658 bool DSE::HandleFree(CallInst *F) {
659   bool MadeChange = false;
660
661   AliasAnalysis::Location Loc = AliasAnalysis::Location(F->getOperand(0));
662   SmallVector<BasicBlock *, 16> Blocks;
663   Blocks.push_back(F->getParent());
664
665   while (!Blocks.empty()) {
666     BasicBlock *BB = Blocks.pop_back_val();
667     Instruction *InstPt = BB->getTerminator();
668     if (BB == F->getParent()) InstPt = F;
669
670     MemDepResult Dep = MD->getPointerDependencyFrom(Loc, false, InstPt, BB);
671     while (Dep.isDef() || Dep.isClobber()) {
672       Instruction *Dependency = Dep.getInst();
673       if (!hasMemoryWrite(Dependency, TLI) || !isRemovable(Dependency))
674         break;
675
676       Value *DepPointer =
677         GetUnderlyingObject(getStoredPointerOperand(Dependency));
678
679       // Check for aliasing.
680       if (!AA->isMustAlias(F->getArgOperand(0), DepPointer))
681         break;
682
683       Instruction *Next = std::next(BasicBlock::iterator(Dependency));
684
685       // DCE instructions only used to calculate that store
686       DeleteDeadInstruction(Dependency, *MD, TLI);
687       ++NumFastStores;
688       MadeChange = true;
689
690       // Inst's old Dependency is now deleted. Compute the next dependency,
691       // which may also be dead, as in
692       //    s[0] = 0;
693       //    s[1] = 0; // This has just been deleted.
694       //    free(s);
695       Dep = MD->getPointerDependencyFrom(Loc, false, Next, BB);
696     }
697
698     if (Dep.isNonLocal())
699       FindUnconditionalPreds(Blocks, BB, DT);
700   }
701
702   return MadeChange;
703 }
704
705 /// handleEndBlock - Remove dead stores to stack-allocated locations in the
706 /// function end block.  Ex:
707 /// %A = alloca i32
708 /// ...
709 /// store i32 1, i32* %A
710 /// ret void
711 bool DSE::handleEndBlock(BasicBlock &BB) {
712   bool MadeChange = false;
713
714   // Keep track of all of the stack objects that are dead at the end of the
715   // function.
716   SmallSetVector<Value*, 16> DeadStackObjects;
717
718   // Find all of the alloca'd pointers in the entry block.
719   BasicBlock *Entry = BB.getParent()->begin();
720   for (BasicBlock::iterator I = Entry->begin(), E = Entry->end(); I != E; ++I) {
721     if (isa<AllocaInst>(I))
722       DeadStackObjects.insert(I);
723
724     // Okay, so these are dead heap objects, but if the pointer never escapes
725     // then it's leaked by this function anyways.
726     else if (isAllocLikeFn(I, TLI) && !PointerMayBeCaptured(I, true, true))
727       DeadStackObjects.insert(I);
728   }
729
730   // Treat byval or inalloca arguments the same, stores to them are dead at the
731   // end of the function.
732   for (Function::arg_iterator AI = BB.getParent()->arg_begin(),
733        AE = BB.getParent()->arg_end(); AI != AE; ++AI)
734     if (AI->hasByValOrInAllocaAttr())
735       DeadStackObjects.insert(AI);
736
737   // Scan the basic block backwards
738   for (BasicBlock::iterator BBI = BB.end(); BBI != BB.begin(); ){
739     --BBI;
740
741     // If we find a store, check to see if it points into a dead stack value.
742     if (hasMemoryWrite(BBI, TLI) && isRemovable(BBI)) {
743       // See through pointer-to-pointer bitcasts
744       SmallVector<Value *, 4> Pointers;
745       GetUnderlyingObjects(getStoredPointerOperand(BBI), Pointers);
746
747       // Stores to stack values are valid candidates for removal.
748       bool AllDead = true;
749       for (SmallVectorImpl<Value *>::iterator I = Pointers.begin(),
750            E = Pointers.end(); I != E; ++I)
751         if (!DeadStackObjects.count(*I)) {
752           AllDead = false;
753           break;
754         }
755
756       if (AllDead) {
757         Instruction *Dead = BBI++;
758
759         DEBUG(dbgs() << "DSE: Dead Store at End of Block:\n  DEAD: "
760                      << *Dead << "\n  Objects: ";
761               for (SmallVectorImpl<Value *>::iterator I = Pointers.begin(),
762                    E = Pointers.end(); I != E; ++I) {
763                 dbgs() << **I;
764                 if (std::next(I) != E)
765                   dbgs() << ", ";
766               }
767               dbgs() << '\n');
768
769         // DCE instructions only used to calculate that store.
770         DeleteDeadInstruction(Dead, *MD, TLI, &DeadStackObjects);
771         ++NumFastStores;
772         MadeChange = true;
773         continue;
774       }
775     }
776
777     // Remove any dead non-memory-mutating instructions.
778     if (isInstructionTriviallyDead(BBI, TLI)) {
779       Instruction *Inst = BBI++;
780       DeleteDeadInstruction(Inst, *MD, TLI, &DeadStackObjects);
781       ++NumFastOther;
782       MadeChange = true;
783       continue;
784     }
785
786     if (isa<AllocaInst>(BBI)) {
787       // Remove allocas from the list of dead stack objects; there can't be
788       // any references before the definition.
789       DeadStackObjects.remove(BBI);
790       continue;
791     }
792
793     if (CallSite CS = cast<Value>(BBI)) {
794       // Remove allocation function calls from the list of dead stack objects; 
795       // there can't be any references before the definition.
796       if (isAllocLikeFn(BBI, TLI))
797         DeadStackObjects.remove(BBI);
798
799       // If this call does not access memory, it can't be loading any of our
800       // pointers.
801       if (AA->doesNotAccessMemory(CS))
802         continue;
803
804       // If the call might load from any of our allocas, then any store above
805       // the call is live.
806       DeadStackObjects.remove_if([&](Value *I) {
807         // See if the call site touches the value.
808         AliasAnalysis::ModRefResult A =
809             AA->getModRefInfo(CS, I, getPointerSize(I, *AA));
810
811         return A == AliasAnalysis::ModRef || A == AliasAnalysis::Ref;
812       });
813
814       // If all of the allocas were clobbered by the call then we're not going
815       // to find anything else to process.
816       if (DeadStackObjects.empty())
817         break;
818
819       continue;
820     }
821
822     AliasAnalysis::Location LoadedLoc;
823
824     // If we encounter a use of the pointer, it is no longer considered dead
825     if (LoadInst *L = dyn_cast<LoadInst>(BBI)) {
826       if (!L->isUnordered()) // Be conservative with atomic/volatile load
827         break;
828       LoadedLoc = AA->getLocation(L);
829     } else if (VAArgInst *V = dyn_cast<VAArgInst>(BBI)) {
830       LoadedLoc = AA->getLocation(V);
831     } else if (MemTransferInst *MTI = dyn_cast<MemTransferInst>(BBI)) {
832       LoadedLoc = AA->getLocationForSource(MTI);
833     } else if (!BBI->mayReadFromMemory()) {
834       // Instruction doesn't read memory.  Note that stores that weren't removed
835       // above will hit this case.
836       continue;
837     } else {
838       // Unknown inst; assume it clobbers everything.
839       break;
840     }
841
842     // Remove any allocas from the DeadPointer set that are loaded, as this
843     // makes any stores above the access live.
844     RemoveAccessedObjects(LoadedLoc, DeadStackObjects);
845
846     // If all of the allocas were clobbered by the access then we're not going
847     // to find anything else to process.
848     if (DeadStackObjects.empty())
849       break;
850   }
851
852   return MadeChange;
853 }
854
855 /// RemoveAccessedObjects - Check to see if the specified location may alias any
856 /// of the stack objects in the DeadStackObjects set.  If so, they become live
857 /// because the location is being loaded.
858 void DSE::RemoveAccessedObjects(const AliasAnalysis::Location &LoadedLoc,
859                                 SmallSetVector<Value*, 16> &DeadStackObjects) {
860   const Value *UnderlyingPointer = GetUnderlyingObject(LoadedLoc.Ptr);
861
862   // A constant can't be in the dead pointer set.
863   if (isa<Constant>(UnderlyingPointer))
864     return;
865
866   // If the kill pointer can be easily reduced to an alloca, don't bother doing
867   // extraneous AA queries.
868   if (isa<AllocaInst>(UnderlyingPointer) || isa<Argument>(UnderlyingPointer)) {
869     DeadStackObjects.remove(const_cast<Value*>(UnderlyingPointer));
870     return;
871   }
872
873   // Remove objects that could alias LoadedLoc.
874   DeadStackObjects.remove_if([&](Value *I) {
875     // See if the loaded location could alias the stack location.
876     AliasAnalysis::Location StackLoc(I, getPointerSize(I, *AA));
877     return !AA->isNoAlias(StackLoc, LoadedLoc);
878   });
879 }