implement an initial hack at a straight-line store -> memset optimization.
[oota-llvm.git] / lib / Transforms / Scalar / GVN.cpp
index 481956f6b4ce039dbb5307cc558372ce9e4c5d06..a3a33237a368c6b75890f91dfd07670d3b0e1d73 100644 (file)
@@ -13,7 +13,6 @@
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
 #define DEBUG_TYPE "gvn"
-
 #include "llvm/Transforms/Scalar.h"
 #include "llvm/BasicBlock.h"
 #include "llvm/Constants.h"
 #include "llvm/Analysis/MemoryDependenceAnalysis.h"
 #include "llvm/Support/CFG.h"
 #include "llvm/Support/Compiler.h"
+#include "llvm/Support/GetElementPtrTypeIterator.h"
 #include "llvm/Target/TargetData.h"
 using namespace llvm;
 
+STATISTIC(NumGVNInstr, "Number of instructions deleted");
+STATISTIC(NumGVNLoad, "Number of loads deleted");
+STATISTIC(NumMemSetInfer, "Number of memsets inferred");
+
+
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 //                         ValueTable Class
 //===----------------------------------------------------------------------===//
@@ -174,17 +179,17 @@ template <> struct DenseMapInfo<Expression> {
     hash = e.secondVN + hash * 37;
     hash = e.thirdVN + hash * 37;
     
-    hash = (unsigned)((uintptr_t)e.type >> 4) ^
-            (unsigned)((uintptr_t)e.type >> 9) +
-            hash * 37;
+    hash = ((unsigned)((uintptr_t)e.type >> 4) ^
+            (unsigned)((uintptr_t)e.type >> 9)) +
+           hash * 37;
     
     for (SmallVector<uint32_t, 4>::const_iterator I = e.varargs.begin(),
          E = e.varargs.end(); I != E; ++I)
       hash = *I + hash * 37;
     
-    hash = (unsigned)((uintptr_t)e.function >> 4) ^
-            (unsigned)((uintptr_t)e.function >> 9) +
-            hash * 37;
+    hash = ((unsigned)((uintptr_t)e.function >> 4) ^
+            (unsigned)((uintptr_t)e.function >> 9)) +
+           hash * 37;
     
     return hash;
   }
@@ -198,147 +203,82 @@ template <> struct DenseMapInfo<Expression> {
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 //                     ValueTable Internal Functions
 //===----------------------------------------------------------------------===//
-Expression::ExpressionOpcode 
-                             ValueTable::getOpcode(BinaryOperator* BO) {
+Expression::ExpressionOpcode ValueTable::getOpcode(BinaryOperator* BO) {
   switch(BO->getOpcode()) {
-    case Instruction::Add:
-      return Expression::ADD;
-    case Instruction::Sub:
-      return Expression::SUB;
-    case Instruction::Mul:
-      return Expression::MUL;
-    case Instruction::UDiv:
-      return Expression::UDIV;
-    case Instruction::SDiv:
-      return Expression::SDIV;
-    case Instruction::FDiv:
-      return Expression::FDIV;
-    case Instruction::URem:
-      return Expression::UREM;
-    case Instruction::SRem:
-      return Expression::SREM;
-    case Instruction::FRem:
-      return Expression::FREM;
-    case Instruction::Shl:
-      return Expression::SHL;
-    case Instruction::LShr:
-      return Expression::LSHR;
-    case Instruction::AShr:
-      return Expression::ASHR;
-    case Instruction::And:
-      return Expression::AND;
-    case Instruction::Or:
-      return Expression::OR;
-    case Instruction::Xor:
-      return Expression::XOR;
-    
-    // THIS SHOULD NEVER HAPPEN
-    default:
-      assert(0 && "Binary operator with unknown opcode?");
-      return Expression::ADD;
+  default: // THIS SHOULD NEVER HAPPEN
+    assert(0 && "Binary operator with unknown opcode?");
+  case Instruction::Add:  return Expression::ADD;
+  case Instruction::Sub:  return Expression::SUB;
+  case Instruction::Mul:  return Expression::MUL;
+  case Instruction::UDiv: return Expression::UDIV;
+  case Instruction::SDiv: return Expression::SDIV;
+  case Instruction::FDiv: return Expression::FDIV;
+  case Instruction::URem: return Expression::UREM;
+  case Instruction::SRem: return Expression::SREM;
+  case Instruction::FRem: return Expression::FREM;
+  case Instruction::Shl:  return Expression::SHL;
+  case Instruction::LShr: return Expression::LSHR;
+  case Instruction::AShr: return Expression::ASHR;
+  case Instruction::And:  return Expression::AND;
+  case Instruction::Or:   return Expression::OR;
+  case Instruction::Xor:  return Expression::XOR;
   }
 }
 
 Expression::ExpressionOpcode ValueTable::getOpcode(CmpInst* C) {
-  if (C->getOpcode() == Instruction::ICmp) {
-    switch (C->getPredicate()) {
-      case ICmpInst::ICMP_EQ:
-        return Expression::ICMPEQ;
-      case ICmpInst::ICMP_NE:
-        return Expression::ICMPNE;
-      case ICmpInst::ICMP_UGT:
-        return Expression::ICMPUGT;
-      case ICmpInst::ICMP_UGE:
-        return Expression::ICMPUGE;
-      case ICmpInst::ICMP_ULT:
-        return Expression::ICMPULT;
-      case ICmpInst::ICMP_ULE:
-        return Expression::ICMPULE;
-      case ICmpInst::ICMP_SGT:
-        return Expression::ICMPSGT;
-      case ICmpInst::ICMP_SGE:
-        return Expression::ICMPSGE;
-      case ICmpInst::ICMP_SLT:
-        return Expression::ICMPSLT;
-      case ICmpInst::ICMP_SLE:
-        return Expression::ICMPSLE;
-      
-      // THIS SHOULD NEVER HAPPEN
-      default:
-        assert(0 && "Comparison with unknown predicate?");
-        return Expression::ICMPEQ;
-    }
-  } else {
+  if (isa<ICmpInst>(C)) {
     switch (C->getPredicate()) {
-      case FCmpInst::FCMP_OEQ:
-        return Expression::FCMPOEQ;
-      case FCmpInst::FCMP_OGT:
-        return Expression::FCMPOGT;
-      case FCmpInst::FCMP_OGE:
-        return Expression::FCMPOGE;
-      case FCmpInst::FCMP_OLT:
-        return Expression::FCMPOLT;
-      case FCmpInst::FCMP_OLE:
-        return Expression::FCMPOLE;
-      case FCmpInst::FCMP_ONE:
-        return Expression::FCMPONE;
-      case FCmpInst::FCMP_ORD:
-        return Expression::FCMPORD;
-      case FCmpInst::FCMP_UNO:
-        return Expression::FCMPUNO;
-      case FCmpInst::FCMP_UEQ:
-        return Expression::FCMPUEQ;
-      case FCmpInst::FCMP_UGT:
-        return Expression::FCMPUGT;
-      case FCmpInst::FCMP_UGE:
-        return Expression::FCMPUGE;
-      case FCmpInst::FCMP_ULT:
-        return Expression::FCMPULT;
-      case FCmpInst::FCMP_ULE:
-        return Expression::FCMPULE;
-      case FCmpInst::FCMP_UNE:
-        return Expression::FCMPUNE;
-      
-      // THIS SHOULD NEVER HAPPEN
-      default:
-        assert(0 && "Comparison with unknown predicate?");
-        return Expression::FCMPOEQ;
+    default:  // THIS SHOULD NEVER HAPPEN
+      assert(0 && "Comparison with unknown predicate?");
+    case ICmpInst::ICMP_EQ:  return Expression::ICMPEQ;
+    case ICmpInst::ICMP_NE:  return Expression::ICMPNE;
+    case ICmpInst::ICMP_UGT: return Expression::ICMPUGT;
+    case ICmpInst::ICMP_UGE: return Expression::ICMPUGE;
+    case ICmpInst::ICMP_ULT: return Expression::ICMPULT;
+    case ICmpInst::ICMP_ULE: return Expression::ICMPULE;
+    case ICmpInst::ICMP_SGT: return Expression::ICMPSGT;
+    case ICmpInst::ICMP_SGE: return Expression::ICMPSGE;
+    case ICmpInst::ICMP_SLT: return Expression::ICMPSLT;
+    case ICmpInst::ICMP_SLE: return Expression::ICMPSLE;
     }
   }
+  assert(isa<FCmpInst>(C) && "Unknown compare");
+  switch (C->getPredicate()) {
+  default: // THIS SHOULD NEVER HAPPEN
+    assert(0 && "Comparison with unknown predicate?");
+  case FCmpInst::FCMP_OEQ: return Expression::FCMPOEQ;
+  case FCmpInst::FCMP_OGT: return Expression::FCMPOGT;
+  case FCmpInst::FCMP_OGE: return Expression::FCMPOGE;
+  case FCmpInst::FCMP_OLT: return Expression::FCMPOLT;
+  case FCmpInst::FCMP_OLE: return Expression::FCMPOLE;
+  case FCmpInst::FCMP_ONE: return Expression::FCMPONE;
+  case FCmpInst::FCMP_ORD: return Expression::FCMPORD;
+  case FCmpInst::FCMP_UNO: return Expression::FCMPUNO;
+  case FCmpInst::FCMP_UEQ: return Expression::FCMPUEQ;
+  case FCmpInst::FCMP_UGT: return Expression::FCMPUGT;
+  case FCmpInst::FCMP_UGE: return Expression::FCMPUGE;
+  case FCmpInst::FCMP_ULT: return Expression::FCMPULT;
+  case FCmpInst::FCMP_ULE: return Expression::FCMPULE;
+  case FCmpInst::FCMP_UNE: return Expression::FCMPUNE;
+  }
 }
 
-Expression::ExpressionOpcode 
-                             ValueTable::getOpcode(CastInst* C) {
+Expression::ExpressionOpcode ValueTable::getOpcode(CastInst* C) {
   switch(C->getOpcode()) {
-    case Instruction::Trunc:
-      return Expression::TRUNC;
-    case Instruction::ZExt:
-      return Expression::ZEXT;
-    case Instruction::SExt:
-      return Expression::SEXT;
-    case Instruction::FPToUI:
-      return Expression::FPTOUI;
-    case Instruction::FPToSI:
-      return Expression::FPTOSI;
-    case Instruction::UIToFP:
-      return Expression::UITOFP;
-    case Instruction::SIToFP:
-      return Expression::SITOFP;
-    case Instruction::FPTrunc:
-      return Expression::FPTRUNC;
-    case Instruction::FPExt:
-      return Expression::FPEXT;
-    case Instruction::PtrToInt:
-      return Expression::PTRTOINT;
-    case Instruction::IntToPtr:
-      return Expression::INTTOPTR;
-    case Instruction::BitCast:
-      return Expression::BITCAST;
-    
-    // THIS SHOULD NEVER HAPPEN
-    default:
-      assert(0 && "Cast operator with unknown opcode?");
-      return Expression::BITCAST;
+  default: // THIS SHOULD NEVER HAPPEN
+    assert(0 && "Cast operator with unknown opcode?");
+  case Instruction::Trunc:    return Expression::TRUNC;
+  case Instruction::ZExt:     return Expression::ZEXT;
+  case Instruction::SExt:     return Expression::SEXT;
+  case Instruction::FPToUI:   return Expression::FPTOUI;
+  case Instruction::FPToSI:   return Expression::FPTOSI;
+  case Instruction::UIToFP:   return Expression::UITOFP;
+  case Instruction::SIToFP:   return Expression::SITOFP;
+  case Instruction::FPTrunc:  return Expression::FPTRUNC;
+  case Instruction::FPExt:    return Expression::FPEXT;
+  case Instruction::PtrToInt: return Expression::PTRTOINT;
+  case Instruction::IntToPtr: return Expression::INTTOPTR;
+  case Instruction::BitCast:  return Expression::BITCAST;
   }
 }
 
@@ -618,12 +558,8 @@ uint32_t ValueTable::lookup_or_add(Value* V) {
 /// the value has not yet been numbered.
 uint32_t ValueTable::lookup(Value* V) const {
   DenseMap<Value*, uint32_t>::iterator VI = valueNumbering.find(V);
-  if (VI != valueNumbering.end())
-    return VI->second;
-  else
-    assert(0 && "Value not numbered?");
-  
-  return 0;
+  assert(VI != valueNumbering.end() && "Value not numbered?");
+  return VI->second;
 }
 
 /// clear - Remove all entries from the ValueTable
@@ -642,7 +578,7 @@ void ValueTable::erase(Value* V) {
 //                       ValueNumberedSet Class
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 namespace {
-class ValueNumberedSet {
+class VISIBILITY_HIDDEN ValueNumberedSet {
   private:
     SmallPtrSet<Value*, 8> contents;
     BitVector numbers;
@@ -733,18 +669,19 @@ namespace {
     Value* find_leader(ValueNumberedSet& vals, uint32_t v) ;
     void val_insert(ValueNumberedSet& s, Value* v);
     bool processLoad(LoadInst* L,
-                     DenseMap<Value*, LoadInst*>& lastLoad,
-                     SmallVector<Instruction*, 4>& toErase);
+                     DenseMap<Value*, LoadInst*> &lastLoad,
+                     SmallVectorImpl<Instruction*> &toErase);
+    bool processStore(StoreInst *SI, SmallVectorImpl<Instruction*> &toErase);
     bool processInstruction(Instruction* I,
                             ValueNumberedSet& currAvail,
                             DenseMap<Value*, LoadInst*>& lastSeenLoad,
-                            SmallVector<Instruction*, 4>& toErase);
+                            SmallVectorImpl<Instruction*> &toErase);
     bool processNonLocalLoad(LoadInst* L,
-                             SmallVector<Instruction*, 4>& toErase);
+                             SmallVectorImpl<Instruction*> &toErase);
     bool processMemCpy(MemCpyInst* M, MemCpyInst* MDep,
-                       SmallVector<Instruction*, 4>& toErase);
-    bool performReturnSlotOptzn(MemCpyInst* cpy, CallInst* C,
-                                SmallVector<Instruction*, 4>& toErase);
+                       SmallVectorImpl<Instruction*> &toErase);
+    bool performCallSlotOptzn(MemCpyInst* cpy, CallInst* C,
+                              SmallVectorImpl<Instruction*> &toErase);
     Value *GetValueForBlock(BasicBlock *BB, LoadInst* orig,
                             DenseMap<BasicBlock*, Value*> &Phis,
                             bool top_level = false);
@@ -755,7 +692,6 @@ namespace {
   };
   
   char GVN::ID = 0;
-  
 }
 
 // createGVNPass - The public interface to this file...
@@ -764,9 +700,6 @@ FunctionPass *llvm::createGVNPass() { return new GVN(); }
 static RegisterPass<GVN> X("gvn",
                            "Global Value Numbering");
 
-STATISTIC(NumGVNInstr, "Number of instructions deleted");
-STATISTIC(NumGVNLoad, "Number of loads deleted");
-
 /// find_leader - Given a set and a value number, return the first
 /// element of the set with that value number, or 0 if no such element
 /// is present
@@ -807,16 +740,15 @@ Value* GVN::CollapsePhi(PHINode* p) {
   DominatorTree &DT = getAnalysis<DominatorTree>();
   Value* constVal = p->hasConstantValue();
   
-  if (constVal) {
-    if (Instruction* inst = dyn_cast<Instruction>(constVal)) {
-      if (DT.dominates(inst, p))
-        if (isSafeReplacement(p, inst))
-          return inst;
-    } else {
-      return constVal;
-    }
-  }
+  if (!constVal) return 0;
   
+  Instruction* inst = dyn_cast<Instruction>(constVal);
+  if (!inst)
+    return constVal;
+    
+  if (DT.dominates(inst, p))
+    if (isSafeReplacement(p, inst))
+      return inst;
   return 0;
 }
 
@@ -836,8 +768,8 @@ bool GVN::isSafeReplacement(PHINode* p, Instruction* inst) {
 /// GetValueForBlock - Get the value to use within the specified basic block.
 /// available values are in Phis.
 Value *GVN::GetValueForBlock(BasicBlock *BB, LoadInst* orig,
-                               DenseMap<BasicBlock*, Value*> &Phis,
-                               bool top_level) { 
+                             DenseMap<BasicBlock*, Value*> &Phis,
+                             bool top_level) { 
                                  
   // If we have already computed this value, return the previously computed val.
   DenseMap<BasicBlock*, Value*>::iterator V = Phis.find(BB);
@@ -849,6 +781,7 @@ Value *GVN::GetValueForBlock(BasicBlock *BB, LoadInst* orig,
     Phis[BB] = ret;
     return ret;
   }
+  
   // Otherwise, the idom is the loop, so we need to insert a PHI node.  Do so
   // now, then get values to fill in the incoming values for the PHI.
   PHINode *PN = new PHINode(orig->getType(), orig->getName()+".rle",
@@ -861,41 +794,40 @@ Value *GVN::GetValueForBlock(BasicBlock *BB, LoadInst* orig,
   // Fill in the incoming values for the block.
   for (pred_iterator PI = pred_begin(BB), E = pred_end(BB); PI != E; ++PI) {
     Value* val = GetValueForBlock(*PI, orig, Phis);
-    
     PN->addIncoming(val, *PI);
   }
+  
   AliasAnalysis& AA = getAnalysis<AliasAnalysis>();
   AA.copyValue(orig, PN);
   
   // Attempt to collapse PHI nodes that are trivially redundant
   Value* v = CollapsePhi(PN);
-  if (v) {
-    MemoryDependenceAnalysis& MD = getAnalysis<MemoryDependenceAnalysis>();
-
-    MD.removeInstruction(PN);
-    PN->replaceAllUsesWith(v);
-
-    for (DenseMap<BasicBlock*, Value*>::iterator I = Phis.begin(),
-         E = Phis.end(); I != E; ++I)
-      if (I->second == PN)
-        I->second = v;
+  if (!v) {
+    // Cache our phi construction results
+    phiMap[orig->getPointerOperand()].insert(PN);
+    return PN;
+  }
+    
+  MemoryDependenceAnalysis& MD = getAnalysis<MemoryDependenceAnalysis>();
 
-    PN->eraseFromParent();
+  MD.removeInstruction(PN);
+  PN->replaceAllUsesWith(v);
 
-    Phis[BB] = v;
+  for (DenseMap<BasicBlock*, Value*>::iterator I = Phis.begin(),
+       E = Phis.end(); I != E; ++I)
+    if (I->second == PN)
+      I->second = v;
 
-    return v;
-  }
+  PN->eraseFromParent();
 
-  // Cache our phi construction results
-  phiMap[orig->getPointerOperand()].insert(PN);
-  return PN;
+  Phis[BB] = v;
+  return v;
 }
 
 /// processNonLocalLoad - Attempt to eliminate a load whose dependencies are
 /// non-local by performing PHI construction.
 bool GVN::processNonLocalLoad(LoadInst* L,
-                              SmallVector<Instruction*, 4>& toErase) {
+                              SmallVectorImpl<Instruction*> &toErase) {
   MemoryDependenceAnalysis& MD = getAnalysis<MemoryDependenceAnalysis>();
   
   // Find the non-local dependencies of the load
@@ -906,24 +838,25 @@ bool GVN::processNonLocalLoad(LoadInst* L,
   
   // Filter out useless results (non-locals, etc)
   for (DenseMap<BasicBlock*, Value*>::iterator I = deps.begin(), E = deps.end();
-       I != E; ++I)
-    if (I->second == MemoryDependenceAnalysis::None) {
+       I != E; ++I) {
+    if (I->second == MemoryDependenceAnalysis::None)
       return false;
-    } else if (I->second == MemoryDependenceAnalysis::NonLocal) {
+  
+    if (I->second == MemoryDependenceAnalysis::NonLocal)
       continue;
-    } else if (StoreInst* S = dyn_cast<StoreInst>(I->second)) {
-      if (S->getPointerOperand() == L->getPointerOperand())
-        repl[I->first] = S->getOperand(0);
-      else
+  
+    if (StoreInst* S = dyn_cast<StoreInst>(I->second)) {
+      if (S->getPointerOperand() != L->getPointerOperand())
         return false;
+      repl[I->first] = S->getOperand(0);
     } else if (LoadInst* LD = dyn_cast<LoadInst>(I->second)) {
-      if (LD->getPointerOperand() == L->getPointerOperand())
-        repl[I->first] = LD;
-      else
+      if (LD->getPointerOperand() != L->getPointerOperand())
         return false;
+      repl[I->first] = LD;
     } else {
       return false;
     }
+  }
   
   // Use cached PHI construction information from previous runs
   SmallPtrSet<Instruction*, 4>& p = phiMap[L->getPointerOperand()];
@@ -934,11 +867,10 @@ bool GVN::processNonLocalLoad(LoadInst* L,
       L->replaceAllUsesWith(*I);
       toErase.push_back(L);
       NumGVNLoad++;
-      
       return true;
-    } else {
-      repl.insert(std::make_pair((*I)->getParent(), *I));
     }
+    
+    repl.insert(std::make_pair((*I)->getParent(), *I));
   }
   
   // Perform PHI construction
@@ -955,9 +887,8 @@ bool GVN::processNonLocalLoad(LoadInst* L,
 
 /// processLoad - Attempt to eliminate a load, first by eliminating it
 /// locally, and then attempting non-local elimination if that fails.
-bool GVN::processLoad(LoadInst* L,
-                         DenseMap<Value*, LoadInst*>& lastLoad,
-                         SmallVector<Instruction*, 4>& toErase) {
+bool GVN::processLoad(LoadInst *L, DenseMap<Value*, LoadInst*> &lastLoad,
+                      SmallVectorImpl<Instruction*> &toErase) {
   if (L->isVolatile()) {
     lastLoad[L->getPointerOperand()] = L;
     return false;
@@ -1055,93 +986,381 @@ bool GVN::processLoad(LoadInst* L,
   return deletedLoad;
 }
 
-/// isReturnSlotOptznProfitable - Determine if performing a return slot 
-/// fusion with the slot dest is profitable
-static bool isReturnSlotOptznProfitable(Value* dest, MemCpyInst* cpy) {
-  // We currently consider it profitable if dest is otherwise dead.
-  SmallVector<User*, 8> useList(dest->use_begin(), dest->use_end());
-  while (!useList.empty()) {
-    User* UI = useList.back();
+/// isBytewiseValue - If the specified value can be set by repeating the same
+/// byte in memory, return the i8 value that it is represented with.  This is
+/// true for all i8 values obviously, but is also true for i32 0, i32 -1,
+/// i16 0xF0F0, double 0.0 etc.  If the value can't be handled with a repeated
+/// byte store (e.g. i16 0x1234), return null.
+static Value *isBytewiseValue(Value *V) {
+  // All byte-wide stores are splatable, even of arbitrary variables.
+  if (V->getType() == Type::Int8Ty) return V;
+  
+  // Constant float and double values can be handled as integer values if the
+  // corresponding integer value is "byteable".  An important case is 0.0. 
+  if (ConstantFP *CFP = dyn_cast<ConstantFP>(V)) {
+    if (CFP->getType() == Type::FloatTy)
+      V = ConstantExpr::getBitCast(CFP, Type::Int32Ty);
+    if (CFP->getType() == Type::DoubleTy)
+      V = ConstantExpr::getBitCast(CFP, Type::Int64Ty);
+    // Don't handle long double formats, which have strange constraints.
+  }
+  
+  // We can handle constant integers that are power of two in size and a 
+  // multiple of 8 bits.
+  if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(V)) {
+    unsigned Width = CI->getBitWidth();
+    if (isPowerOf2_32(Width) && Width > 8) {
+      // We can handle this value if the recursive binary decomposition is the
+      // same at all levels.
+      APInt Val = CI->getValue();
+      APInt Val2;
+      while (Val.getBitWidth() != 8) {
+        unsigned NextWidth = Val.getBitWidth()/2;
+        Val2  = Val.lshr(NextWidth);
+        Val2.trunc(Val.getBitWidth()/2);
+        Val.trunc(Val.getBitWidth()/2);
+
+        // If the top/bottom halves aren't the same, reject it.
+        if (Val != Val2)
+          return 0;
+      }
+      return ConstantInt::get(Val);
+    }
+  }
+  
+  // Conceptually, we could handle things like:
+  //   %a = zext i8 %X to i16
+  //   %b = shl i16 %a, 8
+  //   %c = or i16 %a, %b
+  // but until there is an example that actually needs this, it doesn't seem
+  // worth worrying about.
+  return 0;
+}
+
+static int64_t GetOffsetFromIndex(const GetElementPtrInst *GEP, unsigned Idx,
+                                  bool &VariableIdxFound, TargetData &TD) {
+  // Skip over the first indices.
+  gep_type_iterator GTI = gep_type_begin(GEP);
+  for (unsigned i = 1; i != Idx; ++i, ++GTI)
+    /*skip along*/;
+  
+  // Compute the offset implied by the rest of the indices.
+  int64_t Offset = 0;
+  for (unsigned i = Idx, e = GEP->getNumOperands(); i != e; ++i, ++GTI) {
+    ConstantInt *OpC = dyn_cast<ConstantInt>(GEP->getOperand(i));
+    if (OpC == 0)
+      return VariableIdxFound = true;
+    if (OpC->isZero()) continue;  // No offset.
+
+    // Handle struct indices, which add their field offset to the pointer.
+    if (const StructType *STy = dyn_cast<StructType>(*GTI)) {
+      Offset += TD.getStructLayout(STy)->getElementOffset(OpC->getZExtValue());
+      continue;
+    }
     
-    if (isa<GetElementPtrInst>(UI) || isa<BitCastInst>(UI)) {
-      useList.pop_back();
-      for (User::use_iterator I = UI->use_begin(), E = UI->use_end();
-           I != E; ++I)
-        useList.push_back(*I);
-    } else if (UI == cpy)
-      useList.pop_back();
-    else
-      return false;
+    // Otherwise, we have a sequential type like an array or vector.  Multiply
+    // the index by the ElementSize.
+    uint64_t Size = TD.getABITypeSize(GTI.getIndexedType());
+    Offset += Size*OpC->getSExtValue();
+  }
+
+  return Offset;
+}
+
+/// IsPointerAtOffset - Return true if Ptr1 is exactly provably equal to Ptr2
+/// plus the specified constant offset.  For example, Ptr1 might be &A[42], and
+/// Ptr2 might be &A[40] and Offset might be 8.
+static bool IsPointerAtOffset(Value *Ptr1, Value *Ptr2, uint64_t Offset,
+                              TargetData &TD) {
+  // Right now we handle the case when Ptr1/Ptr2 are both GEPs with an identical
+  // base.  After that base, they may have some number of common (and
+  // potentially variable) indices.  After that they handle some constant
+  // offset, which determines their offset from each other.  At this point, we
+  // handle no other case.
+  GetElementPtrInst *GEP1 = dyn_cast<GetElementPtrInst>(Ptr1);
+  GetElementPtrInst *GEP2 = dyn_cast<GetElementPtrInst>(Ptr2);
+  if (!GEP1 || !GEP2 || GEP1->getOperand(0) != GEP2->getOperand(0))
+    return false;
+  
+  // Skip any common indices and track the GEP types.
+  unsigned Idx = 1;
+  for (; Idx != GEP1->getNumOperands() && Idx != GEP2->getNumOperands(); ++Idx)
+    if (GEP1->getOperand(Idx) != GEP2->getOperand(Idx))
+      break;
+
+  bool VariableIdxFound = false;
+  int64_t Offset1 = GetOffsetFromIndex(GEP1, Idx, VariableIdxFound, TD);
+  int64_t Offset2 = GetOffsetFromIndex(GEP2, Idx, VariableIdxFound, TD);
+  if (VariableIdxFound) return false;
+  
+  return Offset1 == Offset2+(int64_t)Offset;
+}
+
+
+/// processStore - When GVN is scanning forward over instructions, we look for
+/// some other patterns to fold away.  In particular, this looks for stores to
+/// neighboring locations of memory.  If it sees enough consequtive ones
+/// (currently 4) it attempts to merge them together into a memcpy/memset.
+bool GVN::processStore(StoreInst *SI, SmallVectorImpl<Instruction*> &toErase) {
+  if (SI->isVolatile()) return false;
+  
+  // There are two cases that are interesting for this code to handle: memcpy
+  // and memset.  Right now we only handle memset.
+  
+  // Ensure that the value being stored is something that can be memset'able a
+  // byte at a time like "0" or "-1" or any width, as well as things like
+  // 0xA0A0A0A0 and 0.0.
+  Value *ByteVal = isBytewiseValue(SI->getOperand(0));
+  if (!ByteVal)
+    return false;
+
+  TargetData &TD = getAnalysis<TargetData>();
+  AliasAnalysis &AA = getAnalysis<AliasAnalysis>();
+
+  // Okay, so we now have a single store that can be splatable.  Try to 'grow'
+  // this store by looking for neighboring stores to the immediate left or right
+  // of the store we have so far.  While we could in theory handle stores in
+  // this order:  A[0], A[2], A[1]
+  // in practice, right now we only worry about cases where stores are
+  // consequtive in increasing or decreasing address order.
+  uint64_t BytesSoFar = TD.getTypeStoreSize(SI->getOperand(0)->getType());
+  uint64_t BytesFromSI = 0;
+  unsigned StartAlign = SI->getAlignment();
+  Value *StartPtr = SI->getPointerOperand();
+  SmallVector<StoreInst*, 16> Stores;
+  Stores.push_back(SI);
+  
+  BasicBlock::iterator BI = SI;
+  for (++BI; !isa<TerminatorInst>(BI); ++BI) {
+    if (isa<CallInst>(BI) || isa<InvokeInst>(BI)) { 
+      // If the call is readnone, ignore it, otherwise bail out.  We don't even
+      // allow readonly here because we don't want something like:
+      // A[1] = 2; strlen(A); A[2] = 2; -> memcpy(A, ...); strlen(A).
+      if (AA.getModRefBehavior(CallSite::get(BI)) ==
+            AliasAnalysis::DoesNotAccessMemory)
+        continue;
+      
+      // TODO: If this is a memset, try to join it in.
+      
+      break;
+    } else if (isa<VAArgInst>(BI) || isa<LoadInst>(BI))
+      break;
+
+    // If this is a non-store instruction it is fine, ignore it.
+    StoreInst *NextStore = dyn_cast<StoreInst>(BI);
+    if (NextStore == 0) continue;
+    
+    // If this is a store, see if we can merge it in.
+    if (NextStore->isVolatile()) break;
+    
+    // Check to see if this stored value is of the same byte-splattable value.
+    if (ByteVal != isBytewiseValue(NextStore->getOperand(0)))
+      break;
+    
+    Value *ThisPointer = NextStore->getPointerOperand();
+    unsigned AccessSize = TD.getTypeStoreSize(SI->getOperand(0)->getType());
+    
+    // If so, check to see if the store is before the current range or after it
+    // in either case, extend the range, otherwise reject it.
+    if (IsPointerAtOffset(ThisPointer, StartPtr, BytesSoFar, TD)) {
+      // Okay, this extends the stored area on the end, just add to the bytes
+      // so far and remember this store.
+      BytesSoFar += AccessSize;
+      Stores.push_back(NextStore);
+      continue;
+    }
+    
+    if (IsPointerAtOffset(StartPtr, ThisPointer, AccessSize, TD)) {
+      // Okay, the store is before the current range.  Reset our start pointer
+      // and get new alignment info etc.
+      BytesSoFar  += AccessSize;
+      BytesFromSI += AccessSize;
+      Stores.push_back(NextStore);
+      StartPtr = ThisPointer;
+      StartAlign = NextStore->getAlignment();
+      continue;
+    }
+
+    // Otherwise, this store wasn't contiguous with our current range, bail out.
+    break;
   }
   
+  // If we found less than 4 stores to merge, bail out, it isn't worth losing
+  // type information in llvm IR to do the transformation.
+  if (Stores.size() < 4) 
+    return false;
+  
+  // Otherwise, we do want to transform this!  Create a new memset.  We put the
+  // memset right after the first store that we found in this block.  This
+  // ensures that the caller will increment the iterator to  the memset before
+  // it deletes all the stores.
+  BasicBlock::iterator InsertPt = SI; ++InsertPt;
+  
+  Function *F = Intrinsic::getDeclaration(SI->getParent()->getParent()
+                                          ->getParent(), Intrinsic::memset_i64);
+  
+  // StartPtr may not dominate the starting point.  Instead of using it, base
+  // the destination pointer off the input to the first store in the block.
+  StartPtr = SI->getPointerOperand();
+  
+  // Cast the start ptr to be i8* as memset requires.
+  const Type *i8Ptr = PointerType::getUnqual(Type::Int8Ty);
+  if (StartPtr->getType() != i8Ptr)
+    StartPtr = new BitCastInst(StartPtr, i8Ptr, StartPtr->getNameStart(),
+                               InsertPt);
+  
+  // Offset the pointer if needed.
+  if (BytesFromSI)
+    StartPtr = new GetElementPtrInst(StartPtr, ConstantInt::get(Type::Int64Ty,
+                                                                -BytesFromSI),
+                                     "ptroffset", InsertPt);
+  
+  Value *Ops[] = {
+    StartPtr, ByteVal,   // Start, value
+    ConstantInt::get(Type::Int64Ty, BytesSoFar),  // size
+    ConstantInt::get(Type::Int32Ty, StartAlign)   // align
+  };
+  new CallInst(F, Ops, Ops+4, "", InsertPt);
+  
+  // Zap all the stores.
+  toErase.append(Stores.begin(), Stores.end());
+  
+  ++NumMemSetInfer;
   return true;
 }
 
-/// performReturnSlotOptzn - takes a memcpy and a call that it depends on,
-/// and checks for the possibility of a return slot optimization by having
-/// the call write its result directly into the callees return parameter
-/// rather than using memcpy
-bool GVN::performReturnSlotOptzn(MemCpyInst* cpy, CallInst* C,
-                                 SmallVector<Instruction*, 4>& toErase) {
+
+/// performCallSlotOptzn - takes a memcpy and a call that it depends on,
+/// and checks for the possibility of a call slot optimization by having
+/// the call write its result directly into the destination of the memcpy.
+bool GVN::performCallSlotOptzn(MemCpyInst *cpy, CallInst *C,
+                               SmallVectorImpl<Instruction*> &toErase) {
+  // The general transformation to keep in mind is
+  //
+  //   call @func(..., src, ...)
+  //   memcpy(dest, src, ...)
+  //
+  // ->
+  //
+  //   memcpy(dest, src, ...)
+  //   call @func(..., dest, ...)
+  //
+  // Since moving the memcpy is technically awkward, we additionally check that
+  // src only holds uninitialized values at the moment of the call, meaning that
+  // the memcpy can be discarded rather than moved.
+
   // Deliberately get the source and destination with bitcasts stripped away,
   // because we'll need to do type comparisons based on the underlying type.
   Value* cpyDest = cpy->getDest();
   Value* cpySrc = cpy->getSource();
   CallSite CS = CallSite::get(C);
-  
-  // Since this is a return slot optimization, we need to make sure that
-  // the value being copied is, in fact, in a return slot.  We also need to
-  // check that the return slot parameter is marked noalias, so that we can
-  // be sure that changing it will not cause unexpected behavior changes due
-  // to it being accessed through a global or another parameter.
-  if (CS.arg_size() == 0 ||
-      cpySrc != CS.getArgument(0) ||
-      !CS.paramHasAttr(1, ParamAttr::NoAlias | ParamAttr::StructRet))
-    return false;
-  
-  // Check that something sneaky is not happening involving casting
-  // return slot types around.
-  if (CS.getArgument(0)->getType() != cpyDest->getType())
-    return false;
-  // sret --> pointer
-  const PointerType* PT = cast<PointerType>(cpyDest->getType()); 
-  
-  // We can only perform the transformation if the size of the memcpy
-  // is constant and equal to the size of the structure.
+
+  // We need to be able to reason about the size of the memcpy, so we require
+  // that it be a constant.
   ConstantInt* cpyLength = dyn_cast<ConstantInt>(cpy->getLength());
   if (!cpyLength)
     return false;
-  
+
+  // Require that src be an alloca.  This simplifies the reasoning considerably.
+  AllocaInst* srcAlloca = dyn_cast<AllocaInst>(cpySrc);
+  if (!srcAlloca)
+    return false;
+
+  // Check that all of src is copied to dest.
   TargetData& TD = getAnalysis<TargetData>();
-  if (TD.getTypeStoreSize(PT->getElementType()) != cpyLength->getZExtValue())
+
+  ConstantInt* srcArraySize = dyn_cast<ConstantInt>(srcAlloca->getArraySize());
+  if (!srcArraySize)
     return false;
-  
-  // We only perform the transformation if it will be profitable. 
-  if (!isReturnSlotOptznProfitable(cpyDest, cpy))
+
+  uint64_t srcSize = TD.getABITypeSize(srcAlloca->getAllocatedType()) *
+    srcArraySize->getZExtValue();
+
+  if (cpyLength->getZExtValue() < srcSize)
     return false;
-  
-  // In addition to knowing that the call does not access the return slot
-  // in some unexpected manner, which we derive from the noalias attribute,
-  // we also need to know that it does not sneakily modify the destination
-  // slot in the caller.  We don't have parameter attributes to go by
-  // for this one, so we just rely on AA to figure it out for us.
+
+  // Check that accessing the first srcSize bytes of dest will not cause a
+  // trap.  Otherwise the transform is invalid since it might cause a trap
+  // to occur earlier than it otherwise would.
+  if (AllocaInst* A = dyn_cast<AllocaInst>(cpyDest)) {
+    // The destination is an alloca.  Check it is larger than srcSize.
+    ConstantInt* destArraySize = dyn_cast<ConstantInt>(A->getArraySize());
+    if (!destArraySize)
+      return false;
+
+    uint64_t destSize = TD.getABITypeSize(A->getAllocatedType()) *
+      destArraySize->getZExtValue();
+
+    if (destSize < srcSize)
+      return false;
+  } else if (Argument* A = dyn_cast<Argument>(cpyDest)) {
+    // If the destination is an sret parameter then only accesses that are
+    // outside of the returned struct type can trap.
+    if (!A->hasStructRetAttr())
+      return false;
+
+    const Type* StructTy = cast<PointerType>(A->getType())->getElementType();
+    uint64_t destSize = TD.getABITypeSize(StructTy);
+
+    if (destSize < srcSize)
+      return false;
+  } else {
+    return false;
+  }
+
+  // Check that src is not accessed except via the call and the memcpy.  This
+  // guarantees that it holds only undefined values when passed in (so the final
+  // memcpy can be dropped), that it is not read or written between the call and
+  // the memcpy, and that writing beyond the end of it is undefined.
+  SmallVector<User*, 8> srcUseList(srcAlloca->use_begin(),
+                                   srcAlloca->use_end());
+  while (!srcUseList.empty()) {
+    User* UI = srcUseList.back();
+    srcUseList.pop_back();
+
+    if (isa<GetElementPtrInst>(UI) || isa<BitCastInst>(UI)) {
+      for (User::use_iterator I = UI->use_begin(), E = UI->use_end();
+           I != E; ++I)
+        srcUseList.push_back(*I);
+    } else if (UI != C && UI != cpy) {
+      return false;
+    }
+  }
+
+  // Since we're changing the parameter to the callsite, we need to make sure
+  // that what would be the new parameter dominates the callsite.
+  DominatorTree& DT = getAnalysis<DominatorTree>();
+  if (Instruction* cpyDestInst = dyn_cast<Instruction>(cpyDest))
+    if (!DT.dominates(cpyDestInst, C))
+      return false;
+
+  // In addition to knowing that the call does not access src in some
+  // unexpected manner, for example via a global, which we deduce from
+  // the use analysis, we also need to know that it does not sneakily
+  // access dest.  We rely on AA to figure this out for us.
   AliasAnalysis& AA = getAnalysis<AliasAnalysis>();
-  if (AA.getModRefInfo(C, cpy->getRawDest(), cpyLength->getZExtValue()) !=
+  if (AA.getModRefInfo(C, cpy->getRawDest(), srcSize) !=
       AliasAnalysis::NoModRef)
     return false;
-  
-  // If all the checks have passed, then we're alright to do the transformation.
-  CS.setArgument(0, cpyDest);
-  
+
+  // All the checks have passed, so do the transformation.
+  for (unsigned i = 0; i < CS.arg_size(); ++i)
+    if (CS.getArgument(i) == cpySrc) {
+      if (cpySrc->getType() != cpyDest->getType())
+        cpyDest = CastInst::createPointerCast(cpyDest, cpySrc->getType(),
+                                              cpyDest->getName(), C);
+      CS.setArgument(i, cpyDest);
+    }
+
   // Drop any cached information about the call, because we may have changed
   // its dependence information by changing its parameter.
   MemoryDependenceAnalysis& MD = getAnalysis<MemoryDependenceAnalysis>();
   MD.dropInstruction(C);
-  
+
   // Remove the memcpy
   MD.removeInstruction(cpy);
   toErase.push_back(cpy);
-  
+
   return true;
 }
 
@@ -1150,7 +1369,7 @@ bool GVN::performReturnSlotOptzn(MemCpyInst* cpy, CallInst* C,
 /// a memcpy from X to Z (or potentially a memmove, depending on circumstances).
 ///  This allows later passes to remove the first memcpy altogether.
 bool GVN::processMemCpy(MemCpyInst* M, MemCpyInst* MDep,
-                        SmallVector<Instruction*, 4>& toErase) {
+                        SmallVectorImpl<Instruction*> &toErase) {
   // We can only transforms memcpy's where the dest of one is the source of the
   // other
   if (M->getSource() != MDep->getDest())
@@ -1163,8 +1382,8 @@ bool GVN::processMemCpy(MemCpyInst* M, MemCpyInst* MDep,
   if (!C1 || !C2)
     return false;
   
-  uint64_t CpySize = C1->getValue().getZExtValue();
-  uint64_t DepSize = C2->getValue().getZExtValue();
+  uint64_t DepSize = C1->getValue().getZExtValue();
+  uint64_t CpySize = C2->getValue().getZExtValue();
   
   if (DepSize < CpySize)
     return false;
@@ -1200,27 +1419,30 @@ bool GVN::processMemCpy(MemCpyInst* M, MemCpyInst* MDep,
     MD.dropInstruction(M);
     toErase.push_back(M);
     return true;
-  } else {
-    MD.removeInstruction(C);
-    toErase.push_back(C);
-    return false;
   }
+  
+  MD.removeInstruction(C);
+  toErase.push_back(C);
+  return false;
 }
 
 /// processInstruction - When calculating availability, handle an instruction
 /// by inserting it into the appropriate sets
-bool GVN::processInstruction(Instruction* I,
-                                ValueNumberedSet& currAvail,
-                                DenseMap<Value*, LoadInst*>& lastSeenLoad,
-                                SmallVector<Instruction*, 4>& toErase) {
-  if (LoadInst* L = dyn_cast<LoadInst>(I)) {
+bool GVN::processInstruction(Instruction *I, ValueNumberedSet &currAvail,
+                             DenseMap<Value*, LoadInst*> &lastSeenLoad,
+                             SmallVectorImpl<Instruction*> &toErase) {
+  if (LoadInst* L = dyn_cast<LoadInst>(I))
     return processLoad(L, lastSeenLoad, toErase);
-  } else if (MemCpyInst* M = dyn_cast<MemCpyInst>(I)) {
+  
+  if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(I))
+    return processStore(SI, toErase);
+  
+  if (MemCpyInst* M = dyn_cast<MemCpyInst>(I)) {
     MemoryDependenceAnalysis& MD = getAnalysis<MemoryDependenceAnalysis>();
 
     // The are two possible optimizations we can do for memcpy:
     //   a) memcpy-memcpy xform which exposes redundance for DSE
-    //   b) call-memcpy xform for sret return slot optimization
+    //   b) call-memcpy xform for return slot optimization
     Instruction* dep = MD.getDependency(M);
     if (dep == MemoryDependenceAnalysis::None ||
         dep == MemoryDependenceAnalysis::NonLocal)
@@ -1228,7 +1450,7 @@ bool GVN::processInstruction(Instruction* I,
     if (MemCpyInst *MemCpy = dyn_cast<MemCpyInst>(dep))
       return processMemCpy(M, MemCpy, toErase);
     if (CallInst* C = dyn_cast<CallInst>(dep))
-      return performReturnSlotOptzn(M, C, toErase);
+      return performCallSlotOptzn(M, C, toErase);
     return false;
   }
   
@@ -1313,15 +1535,16 @@ bool GVN::iterateOnFunction(Function &F) {
   DominatorTree &DT = getAnalysis<DominatorTree>();   
   
   SmallVector<Instruction*, 4> toErase;
-  
+  DenseMap<Value*, LoadInst*> lastSeenLoad;
+
   // Top-down walk of the dominator tree
   for (df_iterator<DomTreeNode*> DI = df_begin(DT.getRootNode()),
          E = df_end(DT.getRootNode()); DI != E; ++DI) {
     
     // Get the set to update for this block
     ValueNumberedSet& currAvail = availableOut[DI->getBlock()];     
-    DenseMap<Value*, LoadInst*> lastSeenLoad;
-    
+    lastSeenLoad.clear();
+
     BasicBlock* BB = DI->getBlock();
   
     // A block inherits AVAIL_OUT from its dominator
@@ -1339,9 +1562,8 @@ bool GVN::iterateOnFunction(Function &F) {
       ++BI;
 
       for (SmallVector<Instruction*, 4>::iterator I = toErase.begin(),
-           E = toErase.end(); I != E; ++I) {
+           E = toErase.end(); I != E; ++I)
         (*I)->eraseFromParent();
-      }
 
       toErase.clear();
     }