[LIR] Move all the helpers to be private and re-order the methods in
[oota-llvm.git] / lib / Transforms / Scalar / MemCpyOptimizer.cpp
1 //===- MemCpyOptimizer.cpp - Optimize use of memcpy and friends -----------===//
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 pass performs various transformations related to eliminating memcpy
11 // calls, or transforming sets of stores into memset's.
12 //
13 //===----------------------------------------------------------------------===//
14
15 #include "llvm/Transforms/Scalar.h"
16 #include "llvm/ADT/SmallVector.h"
17 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
18 #include "llvm/Analysis/AliasAnalysis.h"
19 #include "llvm/Analysis/AssumptionCache.h"
20 #include "llvm/Analysis/MemoryDependenceAnalysis.h"
21 #include "llvm/Analysis/TargetLibraryInfo.h"
22 #include "llvm/Analysis/ValueTracking.h"
23 #include "llvm/IR/DataLayout.h"
24 #include "llvm/IR/Dominators.h"
25 #include "llvm/IR/GetElementPtrTypeIterator.h"
26 #include "llvm/IR/GlobalVariable.h"
27 #include "llvm/IR/IRBuilder.h"
28 #include "llvm/IR/Instructions.h"
29 #include "llvm/IR/IntrinsicInst.h"
30 #include "llvm/Support/Debug.h"
31 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
32 #include "llvm/Transforms/Utils/Local.h"
33 #include <algorithm>
34 using namespace llvm;
35
36 #define DEBUG_TYPE "memcpyopt"
37
38 STATISTIC(NumMemCpyInstr, "Number of memcpy instructions deleted");
39 STATISTIC(NumMemSetInfer, "Number of memsets inferred");
40 STATISTIC(NumMoveToCpy,   "Number of memmoves converted to memcpy");
41 STATISTIC(NumCpyToSet,    "Number of memcpys converted to memset");
42
43 static int64_t GetOffsetFromIndex(const GEPOperator *GEP, unsigned Idx,
44                                   bool &VariableIdxFound,
45                                   const DataLayout &DL) {
46   // Skip over the first indices.
47   gep_type_iterator GTI = gep_type_begin(GEP);
48   for (unsigned i = 1; i != Idx; ++i, ++GTI)
49     /*skip along*/;
50
51   // Compute the offset implied by the rest of the indices.
52   int64_t Offset = 0;
53   for (unsigned i = Idx, e = GEP->getNumOperands(); i != e; ++i, ++GTI) {
54     ConstantInt *OpC = dyn_cast<ConstantInt>(GEP->getOperand(i));
55     if (!OpC)
56       return VariableIdxFound = true;
57     if (OpC->isZero()) continue;  // No offset.
58
59     // Handle struct indices, which add their field offset to the pointer.
60     if (StructType *STy = dyn_cast<StructType>(*GTI)) {
61       Offset += DL.getStructLayout(STy)->getElementOffset(OpC->getZExtValue());
62       continue;
63     }
64
65     // Otherwise, we have a sequential type like an array or vector.  Multiply
66     // the index by the ElementSize.
67     uint64_t Size = DL.getTypeAllocSize(GTI.getIndexedType());
68     Offset += Size*OpC->getSExtValue();
69   }
70
71   return Offset;
72 }
73
74 /// IsPointerOffset - Return true if Ptr1 is provably equal to Ptr2 plus a
75 /// constant offset, and return that constant offset.  For example, Ptr1 might
76 /// be &A[42], and Ptr2 might be &A[40].  In this case offset would be -8.
77 static bool IsPointerOffset(Value *Ptr1, Value *Ptr2, int64_t &Offset,
78                             const DataLayout &DL) {
79   Ptr1 = Ptr1->stripPointerCasts();
80   Ptr2 = Ptr2->stripPointerCasts();
81
82   // Handle the trivial case first.
83   if (Ptr1 == Ptr2) {
84     Offset = 0;
85     return true;
86   }
87
88   GEPOperator *GEP1 = dyn_cast<GEPOperator>(Ptr1);
89   GEPOperator *GEP2 = dyn_cast<GEPOperator>(Ptr2);
90
91   bool VariableIdxFound = false;
92
93   // If one pointer is a GEP and the other isn't, then see if the GEP is a
94   // constant offset from the base, as in "P" and "gep P, 1".
95   if (GEP1 && !GEP2 && GEP1->getOperand(0)->stripPointerCasts() == Ptr2) {
96     Offset = -GetOffsetFromIndex(GEP1, 1, VariableIdxFound, DL);
97     return !VariableIdxFound;
98   }
99
100   if (GEP2 && !GEP1 && GEP2->getOperand(0)->stripPointerCasts() == Ptr1) {
101     Offset = GetOffsetFromIndex(GEP2, 1, VariableIdxFound, DL);
102     return !VariableIdxFound;
103   }
104
105   // Right now we handle the case when Ptr1/Ptr2 are both GEPs with an identical
106   // base.  After that base, they may have some number of common (and
107   // potentially variable) indices.  After that they handle some constant
108   // offset, which determines their offset from each other.  At this point, we
109   // handle no other case.
110   if (!GEP1 || !GEP2 || GEP1->getOperand(0) != GEP2->getOperand(0))
111     return false;
112
113   // Skip any common indices and track the GEP types.
114   unsigned Idx = 1;
115   for (; Idx != GEP1->getNumOperands() && Idx != GEP2->getNumOperands(); ++Idx)
116     if (GEP1->getOperand(Idx) != GEP2->getOperand(Idx))
117       break;
118
119   int64_t Offset1 = GetOffsetFromIndex(GEP1, Idx, VariableIdxFound, DL);
120   int64_t Offset2 = GetOffsetFromIndex(GEP2, Idx, VariableIdxFound, DL);
121   if (VariableIdxFound) return false;
122
123   Offset = Offset2-Offset1;
124   return true;
125 }
126
127
128 /// MemsetRange - Represents a range of memset'd bytes with the ByteVal value.
129 /// This allows us to analyze stores like:
130 ///   store 0 -> P+1
131 ///   store 0 -> P+0
132 ///   store 0 -> P+3
133 ///   store 0 -> P+2
134 /// which sometimes happens with stores to arrays of structs etc.  When we see
135 /// the first store, we make a range [1, 2).  The second store extends the range
136 /// to [0, 2).  The third makes a new range [2, 3).  The fourth store joins the
137 /// two ranges into [0, 3) which is memset'able.
138 namespace {
139 struct MemsetRange {
140   // Start/End - A semi range that describes the span that this range covers.
141   // The range is closed at the start and open at the end: [Start, End).
142   int64_t Start, End;
143
144   /// StartPtr - The getelementptr instruction that points to the start of the
145   /// range.
146   Value *StartPtr;
147
148   /// Alignment - The known alignment of the first store.
149   unsigned Alignment;
150
151   /// TheStores - The actual stores that make up this range.
152   SmallVector<Instruction*, 16> TheStores;
153
154   bool isProfitableToUseMemset(const DataLayout &DL) const;
155 };
156 } // end anon namespace
157
158 bool MemsetRange::isProfitableToUseMemset(const DataLayout &DL) const {
159   // If we found more than 4 stores to merge or 16 bytes, use memset.
160   if (TheStores.size() >= 4 || End-Start >= 16) return true;
161
162   // If there is nothing to merge, don't do anything.
163   if (TheStores.size() < 2) return false;
164
165   // If any of the stores are a memset, then it is always good to extend the
166   // memset.
167   for (unsigned i = 0, e = TheStores.size(); i != e; ++i)
168     if (!isa<StoreInst>(TheStores[i]))
169       return true;
170
171   // Assume that the code generator is capable of merging pairs of stores
172   // together if it wants to.
173   if (TheStores.size() == 2) return false;
174
175   // If we have fewer than 8 stores, it can still be worthwhile to do this.
176   // For example, merging 4 i8 stores into an i32 store is useful almost always.
177   // However, merging 2 32-bit stores isn't useful on a 32-bit architecture (the
178   // memset will be split into 2 32-bit stores anyway) and doing so can
179   // pessimize the llvm optimizer.
180   //
181   // Since we don't have perfect knowledge here, make some assumptions: assume
182   // the maximum GPR width is the same size as the largest legal integer
183   // size. If so, check to see whether we will end up actually reducing the
184   // number of stores used.
185   unsigned Bytes = unsigned(End-Start);
186   unsigned MaxIntSize = DL.getLargestLegalIntTypeSize();
187   if (MaxIntSize == 0)
188     MaxIntSize = 1;
189   unsigned NumPointerStores = Bytes / MaxIntSize;
190
191   // Assume the remaining bytes if any are done a byte at a time.
192   unsigned NumByteStores = Bytes - NumPointerStores * MaxIntSize;
193
194   // If we will reduce the # stores (according to this heuristic), do the
195   // transformation.  This encourages merging 4 x i8 -> i32 and 2 x i16 -> i32
196   // etc.
197   return TheStores.size() > NumPointerStores+NumByteStores;
198 }
199
200
201 namespace {
202 class MemsetRanges {
203   /// Ranges - A sorted list of the memset ranges.
204   SmallVector<MemsetRange, 8> Ranges;
205   typedef SmallVectorImpl<MemsetRange>::iterator range_iterator;
206   const DataLayout &DL;
207 public:
208   MemsetRanges(const DataLayout &DL) : DL(DL) {}
209
210   typedef SmallVectorImpl<MemsetRange>::const_iterator const_iterator;
211   const_iterator begin() const { return Ranges.begin(); }
212   const_iterator end() const { return Ranges.end(); }
213   bool empty() const { return Ranges.empty(); }
214
215   void addInst(int64_t OffsetFromFirst, Instruction *Inst) {
216     if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(Inst))
217       addStore(OffsetFromFirst, SI);
218     else
219       addMemSet(OffsetFromFirst, cast<MemSetInst>(Inst));
220   }
221
222   void addStore(int64_t OffsetFromFirst, StoreInst *SI) {
223     int64_t StoreSize = DL.getTypeStoreSize(SI->getOperand(0)->getType());
224
225     addRange(OffsetFromFirst, StoreSize,
226              SI->getPointerOperand(), SI->getAlignment(), SI);
227   }
228
229   void addMemSet(int64_t OffsetFromFirst, MemSetInst *MSI) {
230     int64_t Size = cast<ConstantInt>(MSI->getLength())->getZExtValue();
231     addRange(OffsetFromFirst, Size, MSI->getDest(), MSI->getAlignment(), MSI);
232   }
233
234   void addRange(int64_t Start, int64_t Size, Value *Ptr,
235                 unsigned Alignment, Instruction *Inst);
236
237 };
238
239 } // end anon namespace
240
241
242 /// addRange - Add a new store to the MemsetRanges data structure.  This adds a
243 /// new range for the specified store at the specified offset, merging into
244 /// existing ranges as appropriate.
245 void MemsetRanges::addRange(int64_t Start, int64_t Size, Value *Ptr,
246                             unsigned Alignment, Instruction *Inst) {
247   int64_t End = Start+Size;
248
249   range_iterator I = std::lower_bound(Ranges.begin(), Ranges.end(), Start,
250     [](const MemsetRange &LHS, int64_t RHS) { return LHS.End < RHS; });
251
252   // We now know that I == E, in which case we didn't find anything to merge
253   // with, or that Start <= I->End.  If End < I->Start or I == E, then we need
254   // to insert a new range.  Handle this now.
255   if (I == Ranges.end() || End < I->Start) {
256     MemsetRange &R = *Ranges.insert(I, MemsetRange());
257     R.Start        = Start;
258     R.End          = End;
259     R.StartPtr     = Ptr;
260     R.Alignment    = Alignment;
261     R.TheStores.push_back(Inst);
262     return;
263   }
264
265   // This store overlaps with I, add it.
266   I->TheStores.push_back(Inst);
267
268   // At this point, we may have an interval that completely contains our store.
269   // If so, just add it to the interval and return.
270   if (I->Start <= Start && I->End >= End)
271     return;
272
273   // Now we know that Start <= I->End and End >= I->Start so the range overlaps
274   // but is not entirely contained within the range.
275
276   // See if the range extends the start of the range.  In this case, it couldn't
277   // possibly cause it to join the prior range, because otherwise we would have
278   // stopped on *it*.
279   if (Start < I->Start) {
280     I->Start = Start;
281     I->StartPtr = Ptr;
282     I->Alignment = Alignment;
283   }
284
285   // Now we know that Start <= I->End and Start >= I->Start (so the startpoint
286   // is in or right at the end of I), and that End >= I->Start.  Extend I out to
287   // End.
288   if (End > I->End) {
289     I->End = End;
290     range_iterator NextI = I;
291     while (++NextI != Ranges.end() && End >= NextI->Start) {
292       // Merge the range in.
293       I->TheStores.append(NextI->TheStores.begin(), NextI->TheStores.end());
294       if (NextI->End > I->End)
295         I->End = NextI->End;
296       Ranges.erase(NextI);
297       NextI = I;
298     }
299   }
300 }
301
302 //===----------------------------------------------------------------------===//
303 //                         MemCpyOpt Pass
304 //===----------------------------------------------------------------------===//
305
306 namespace {
307   class MemCpyOpt : public FunctionPass {
308     MemoryDependenceAnalysis *MD;
309     TargetLibraryInfo *TLI;
310   public:
311     static char ID; // Pass identification, replacement for typeid
312     MemCpyOpt() : FunctionPass(ID) {
313       initializeMemCpyOptPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
314       MD = nullptr;
315       TLI = nullptr;
316     }
317
318     bool runOnFunction(Function &F) override;
319
320   private:
321     // This transformation requires dominator postdominator info
322     void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const override {
323       AU.setPreservesCFG();
324       AU.addRequired<AssumptionCacheTracker>();
325       AU.addRequired<DominatorTreeWrapperPass>();
326       AU.addRequired<MemoryDependenceAnalysis>();
327       AU.addRequired<AliasAnalysis>();
328       AU.addRequired<TargetLibraryInfoWrapperPass>();
329       AU.addPreserved<AliasAnalysis>();
330       AU.addPreserved<MemoryDependenceAnalysis>();
331     }
332
333     // Helper functions
334     bool processStore(StoreInst *SI, BasicBlock::iterator &BBI);
335     bool processMemSet(MemSetInst *SI, BasicBlock::iterator &BBI);
336     bool processMemCpy(MemCpyInst *M);
337     bool processMemMove(MemMoveInst *M);
338     bool performCallSlotOptzn(Instruction *cpy, Value *cpyDst, Value *cpySrc,
339                               uint64_t cpyLen, unsigned cpyAlign, CallInst *C);
340     bool processMemCpyMemCpyDependence(MemCpyInst *M, MemCpyInst *MDep);
341     bool processMemSetMemCpyDependence(MemCpyInst *M, MemSetInst *MDep);
342     bool performMemCpyToMemSetOptzn(MemCpyInst *M, MemSetInst *MDep);
343     bool processByValArgument(CallSite CS, unsigned ArgNo);
344     Instruction *tryMergingIntoMemset(Instruction *I, Value *StartPtr,
345                                       Value *ByteVal);
346
347     bool iterateOnFunction(Function &F);
348   };
349
350   char MemCpyOpt::ID = 0;
351 }
352
353 // createMemCpyOptPass - The public interface to this file...
354 FunctionPass *llvm::createMemCpyOptPass() { return new MemCpyOpt(); }
355
356 INITIALIZE_PASS_BEGIN(MemCpyOpt, "memcpyopt", "MemCpy Optimization",
357                       false, false)
358 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(AssumptionCacheTracker)
359 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(DominatorTreeWrapperPass)
360 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(MemoryDependenceAnalysis)
361 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(TargetLibraryInfoWrapperPass)
362 INITIALIZE_AG_DEPENDENCY(AliasAnalysis)
363 INITIALIZE_PASS_END(MemCpyOpt, "memcpyopt", "MemCpy Optimization",
364                     false, false)
365
366 /// tryMergingIntoMemset - When scanning forward over instructions, we look for
367 /// some other patterns to fold away.  In particular, this looks for stores to
368 /// neighboring locations of memory.  If it sees enough consecutive ones, it
369 /// attempts to merge them together into a memcpy/memset.
370 Instruction *MemCpyOpt::tryMergingIntoMemset(Instruction *StartInst,
371                                              Value *StartPtr, Value *ByteVal) {
372   const DataLayout &DL = StartInst->getModule()->getDataLayout();
373
374   // Okay, so we now have a single store that can be splatable.  Scan to find
375   // all subsequent stores of the same value to offset from the same pointer.
376   // Join these together into ranges, so we can decide whether contiguous blocks
377   // are stored.
378   MemsetRanges Ranges(DL);
379
380   BasicBlock::iterator BI = StartInst;
381   for (++BI; !isa<TerminatorInst>(BI); ++BI) {
382     if (!isa<StoreInst>(BI) && !isa<MemSetInst>(BI)) {
383       // If the instruction is readnone, ignore it, otherwise bail out.  We
384       // don't even allow readonly here because we don't want something like:
385       // A[1] = 2; strlen(A); A[2] = 2; -> memcpy(A, ...); strlen(A).
386       if (BI->mayWriteToMemory() || BI->mayReadFromMemory())
387         break;
388       continue;
389     }
390
391     if (StoreInst *NextStore = dyn_cast<StoreInst>(BI)) {
392       // If this is a store, see if we can merge it in.
393       if (!NextStore->isSimple()) break;
394
395       // Check to see if this stored value is of the same byte-splattable value.
396       if (ByteVal != isBytewiseValue(NextStore->getOperand(0)))
397         break;
398
399       // Check to see if this store is to a constant offset from the start ptr.
400       int64_t Offset;
401       if (!IsPointerOffset(StartPtr, NextStore->getPointerOperand(), Offset,
402                            DL))
403         break;
404
405       Ranges.addStore(Offset, NextStore);
406     } else {
407       MemSetInst *MSI = cast<MemSetInst>(BI);
408
409       if (MSI->isVolatile() || ByteVal != MSI->getValue() ||
410           !isa<ConstantInt>(MSI->getLength()))
411         break;
412
413       // Check to see if this store is to a constant offset from the start ptr.
414       int64_t Offset;
415       if (!IsPointerOffset(StartPtr, MSI->getDest(), Offset, DL))
416         break;
417
418       Ranges.addMemSet(Offset, MSI);
419     }
420   }
421
422   // If we have no ranges, then we just had a single store with nothing that
423   // could be merged in.  This is a very common case of course.
424   if (Ranges.empty())
425     return nullptr;
426
427   // If we had at least one store that could be merged in, add the starting
428   // store as well.  We try to avoid this unless there is at least something
429   // interesting as a small compile-time optimization.
430   Ranges.addInst(0, StartInst);
431
432   // If we create any memsets, we put it right before the first instruction that
433   // isn't part of the memset block.  This ensure that the memset is dominated
434   // by any addressing instruction needed by the start of the block.
435   IRBuilder<> Builder(BI);
436
437   // Now that we have full information about ranges, loop over the ranges and
438   // emit memset's for anything big enough to be worthwhile.
439   Instruction *AMemSet = nullptr;
440   for (MemsetRanges::const_iterator I = Ranges.begin(), E = Ranges.end();
441        I != E; ++I) {
442     const MemsetRange &Range = *I;
443
444     if (Range.TheStores.size() == 1) continue;
445
446     // If it is profitable to lower this range to memset, do so now.
447     if (!Range.isProfitableToUseMemset(DL))
448       continue;
449
450     // Otherwise, we do want to transform this!  Create a new memset.
451     // Get the starting pointer of the block.
452     StartPtr = Range.StartPtr;
453
454     // Determine alignment
455     unsigned Alignment = Range.Alignment;
456     if (Alignment == 0) {
457       Type *EltType =
458         cast<PointerType>(StartPtr->getType())->getElementType();
459       Alignment = DL.getABITypeAlignment(EltType);
460     }
461
462     AMemSet =
463       Builder.CreateMemSet(StartPtr, ByteVal, Range.End-Range.Start, Alignment);
464
465     DEBUG(dbgs() << "Replace stores:\n";
466           for (unsigned i = 0, e = Range.TheStores.size(); i != e; ++i)
467             dbgs() << *Range.TheStores[i] << '\n';
468           dbgs() << "With: " << *AMemSet << '\n');
469
470     if (!Range.TheStores.empty())
471       AMemSet->setDebugLoc(Range.TheStores[0]->getDebugLoc());
472
473     // Zap all the stores.
474     for (SmallVectorImpl<Instruction *>::const_iterator
475          SI = Range.TheStores.begin(),
476          SE = Range.TheStores.end(); SI != SE; ++SI) {
477       MD->removeInstruction(*SI);
478       (*SI)->eraseFromParent();
479     }
480     ++NumMemSetInfer;
481   }
482
483   return AMemSet;
484 }
485
486
487 bool MemCpyOpt::processStore(StoreInst *SI, BasicBlock::iterator &BBI) {
488   if (!SI->isSimple()) return false;
489   const DataLayout &DL = SI->getModule()->getDataLayout();
490
491   // Detect cases where we're performing call slot forwarding, but
492   // happen to be using a load-store pair to implement it, rather than
493   // a memcpy.
494   if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(SI->getOperand(0))) {
495     if (LI->isSimple() && LI->hasOneUse() &&
496         LI->getParent() == SI->getParent()) {
497       MemDepResult ldep = MD->getDependency(LI);
498       CallInst *C = nullptr;
499       if (ldep.isClobber() && !isa<MemCpyInst>(ldep.getInst()))
500         C = dyn_cast<CallInst>(ldep.getInst());
501
502       if (C) {
503         // Check that nothing touches the dest of the "copy" between
504         // the call and the store.
505         AliasAnalysis &AA = getAnalysis<AliasAnalysis>();
506         MemoryLocation StoreLoc = MemoryLocation::get(SI);
507         for (BasicBlock::iterator I = --BasicBlock::iterator(SI),
508                                   E = C; I != E; --I) {
509           if (AA.getModRefInfo(&*I, StoreLoc) != MRI_NoModRef) {
510             C = nullptr;
511             break;
512           }
513         }
514       }
515
516       if (C) {
517         unsigned storeAlign = SI->getAlignment();
518         if (!storeAlign)
519           storeAlign = DL.getABITypeAlignment(SI->getOperand(0)->getType());
520         unsigned loadAlign = LI->getAlignment();
521         if (!loadAlign)
522           loadAlign = DL.getABITypeAlignment(LI->getType());
523
524         bool changed = performCallSlotOptzn(
525             LI, SI->getPointerOperand()->stripPointerCasts(),
526             LI->getPointerOperand()->stripPointerCasts(),
527             DL.getTypeStoreSize(SI->getOperand(0)->getType()),
528             std::min(storeAlign, loadAlign), C);
529         if (changed) {
530           MD->removeInstruction(SI);
531           SI->eraseFromParent();
532           MD->removeInstruction(LI);
533           LI->eraseFromParent();
534           ++NumMemCpyInstr;
535           return true;
536         }
537       }
538     }
539   }
540
541   // There are two cases that are interesting for this code to handle: memcpy
542   // and memset.  Right now we only handle memset.
543
544   // Ensure that the value being stored is something that can be memset'able a
545   // byte at a time like "0" or "-1" or any width, as well as things like
546   // 0xA0A0A0A0 and 0.0.
547   if (Value *ByteVal = isBytewiseValue(SI->getOperand(0)))
548     if (Instruction *I = tryMergingIntoMemset(SI, SI->getPointerOperand(),
549                                               ByteVal)) {
550       BBI = I;  // Don't invalidate iterator.
551       return true;
552     }
553
554   return false;
555 }
556
557 bool MemCpyOpt::processMemSet(MemSetInst *MSI, BasicBlock::iterator &BBI) {
558   // See if there is another memset or store neighboring this memset which
559   // allows us to widen out the memset to do a single larger store.
560   if (isa<ConstantInt>(MSI->getLength()) && !MSI->isVolatile())
561     if (Instruction *I = tryMergingIntoMemset(MSI, MSI->getDest(),
562                                               MSI->getValue())) {
563       BBI = I;  // Don't invalidate iterator.
564       return true;
565     }
566   return false;
567 }
568
569
570 /// performCallSlotOptzn - takes a memcpy and a call that it depends on,
571 /// and checks for the possibility of a call slot optimization by having
572 /// the call write its result directly into the destination of the memcpy.
573 bool MemCpyOpt::performCallSlotOptzn(Instruction *cpy,
574                                      Value *cpyDest, Value *cpySrc,
575                                      uint64_t cpyLen, unsigned cpyAlign,
576                                      CallInst *C) {
577   // The general transformation to keep in mind is
578   //
579   //   call @func(..., src, ...)
580   //   memcpy(dest, src, ...)
581   //
582   // ->
583   //
584   //   memcpy(dest, src, ...)
585   //   call @func(..., dest, ...)
586   //
587   // Since moving the memcpy is technically awkward, we additionally check that
588   // src only holds uninitialized values at the moment of the call, meaning that
589   // the memcpy can be discarded rather than moved.
590
591   // Deliberately get the source and destination with bitcasts stripped away,
592   // because we'll need to do type comparisons based on the underlying type.
593   CallSite CS(C);
594
595   // Require that src be an alloca.  This simplifies the reasoning considerably.
596   AllocaInst *srcAlloca = dyn_cast<AllocaInst>(cpySrc);
597   if (!srcAlloca)
598     return false;
599
600   ConstantInt *srcArraySize = dyn_cast<ConstantInt>(srcAlloca->getArraySize());
601   if (!srcArraySize)
602     return false;
603
604   const DataLayout &DL = cpy->getModule()->getDataLayout();
605   uint64_t srcSize = DL.getTypeAllocSize(srcAlloca->getAllocatedType()) *
606                      srcArraySize->getZExtValue();
607
608   if (cpyLen < srcSize)
609     return false;
610
611   // Check that accessing the first srcSize bytes of dest will not cause a
612   // trap.  Otherwise the transform is invalid since it might cause a trap
613   // to occur earlier than it otherwise would.
614   if (AllocaInst *A = dyn_cast<AllocaInst>(cpyDest)) {
615     // The destination is an alloca.  Check it is larger than srcSize.
616     ConstantInt *destArraySize = dyn_cast<ConstantInt>(A->getArraySize());
617     if (!destArraySize)
618       return false;
619
620     uint64_t destSize = DL.getTypeAllocSize(A->getAllocatedType()) *
621                         destArraySize->getZExtValue();
622
623     if (destSize < srcSize)
624       return false;
625   } else if (Argument *A = dyn_cast<Argument>(cpyDest)) {
626     if (A->getDereferenceableBytes() < srcSize) {
627       // If the destination is an sret parameter then only accesses that are
628       // outside of the returned struct type can trap.
629       if (!A->hasStructRetAttr())
630         return false;
631
632       Type *StructTy = cast<PointerType>(A->getType())->getElementType();
633       if (!StructTy->isSized()) {
634         // The call may never return and hence the copy-instruction may never
635         // be executed, and therefore it's not safe to say "the destination
636         // has at least <cpyLen> bytes, as implied by the copy-instruction",
637         return false;
638       }
639
640       uint64_t destSize = DL.getTypeAllocSize(StructTy);
641       if (destSize < srcSize)
642         return false;
643     }
644   } else {
645     return false;
646   }
647
648   // Check that dest points to memory that is at least as aligned as src.
649   unsigned srcAlign = srcAlloca->getAlignment();
650   if (!srcAlign)
651     srcAlign = DL.getABITypeAlignment(srcAlloca->getAllocatedType());
652   bool isDestSufficientlyAligned = srcAlign <= cpyAlign;
653   // If dest is not aligned enough and we can't increase its alignment then
654   // bail out.
655   if (!isDestSufficientlyAligned && !isa<AllocaInst>(cpyDest))
656     return false;
657
658   // Check that src is not accessed except via the call and the memcpy.  This
659   // guarantees that it holds only undefined values when passed in (so the final
660   // memcpy can be dropped), that it is not read or written between the call and
661   // the memcpy, and that writing beyond the end of it is undefined.
662   SmallVector<User*, 8> srcUseList(srcAlloca->user_begin(),
663                                    srcAlloca->user_end());
664   while (!srcUseList.empty()) {
665     User *U = srcUseList.pop_back_val();
666
667     if (isa<BitCastInst>(U) || isa<AddrSpaceCastInst>(U)) {
668       for (User *UU : U->users())
669         srcUseList.push_back(UU);
670       continue;
671     }
672     if (GetElementPtrInst *G = dyn_cast<GetElementPtrInst>(U)) {
673       if (!G->hasAllZeroIndices())
674         return false;
675
676       for (User *UU : U->users())
677         srcUseList.push_back(UU);
678       continue;
679     }
680     if (const IntrinsicInst *IT = dyn_cast<IntrinsicInst>(U))
681       if (IT->getIntrinsicID() == Intrinsic::lifetime_start ||
682           IT->getIntrinsicID() == Intrinsic::lifetime_end)
683         continue;
684
685     if (U != C && U != cpy)
686       return false;
687   }
688
689   // Check that src isn't captured by the called function since the
690   // transformation can cause aliasing issues in that case.
691   for (unsigned i = 0, e = CS.arg_size(); i != e; ++i)
692     if (CS.getArgument(i) == cpySrc && !CS.doesNotCapture(i))
693       return false;
694
695   // Since we're changing the parameter to the callsite, we need to make sure
696   // that what would be the new parameter dominates the callsite.
697   DominatorTree &DT = getAnalysis<DominatorTreeWrapperPass>().getDomTree();
698   if (Instruction *cpyDestInst = dyn_cast<Instruction>(cpyDest))
699     if (!DT.dominates(cpyDestInst, C))
700       return false;
701
702   // In addition to knowing that the call does not access src in some
703   // unexpected manner, for example via a global, which we deduce from
704   // the use analysis, we also need to know that it does not sneakily
705   // access dest.  We rely on AA to figure this out for us.
706   AliasAnalysis &AA = getAnalysis<AliasAnalysis>();
707   ModRefInfo MR = AA.getModRefInfo(C, cpyDest, srcSize);
708   // If necessary, perform additional analysis.
709   if (MR != MRI_NoModRef)
710     MR = AA.callCapturesBefore(C, cpyDest, srcSize, &DT);
711   if (MR != MRI_NoModRef)
712     return false;
713
714   // All the checks have passed, so do the transformation.
715   bool changedArgument = false;
716   for (unsigned i = 0; i < CS.arg_size(); ++i)
717     if (CS.getArgument(i)->stripPointerCasts() == cpySrc) {
718       Value *Dest = cpySrc->getType() == cpyDest->getType() ?  cpyDest
719         : CastInst::CreatePointerCast(cpyDest, cpySrc->getType(),
720                                       cpyDest->getName(), C);
721       changedArgument = true;
722       if (CS.getArgument(i)->getType() == Dest->getType())
723         CS.setArgument(i, Dest);
724       else
725         CS.setArgument(i, CastInst::CreatePointerCast(Dest,
726                           CS.getArgument(i)->getType(), Dest->getName(), C));
727     }
728
729   if (!changedArgument)
730     return false;
731
732   // If the destination wasn't sufficiently aligned then increase its alignment.
733   if (!isDestSufficientlyAligned) {
734     assert(isa<AllocaInst>(cpyDest) && "Can only increase alloca alignment!");
735     cast<AllocaInst>(cpyDest)->setAlignment(srcAlign);
736   }
737
738   // Drop any cached information about the call, because we may have changed
739   // its dependence information by changing its parameter.
740   MD->removeInstruction(C);
741
742   // Update AA metadata
743   // FIXME: MD_tbaa_struct and MD_mem_parallel_loop_access should also be
744   // handled here, but combineMetadata doesn't support them yet
745   unsigned KnownIDs[] = {
746     LLVMContext::MD_tbaa,
747     LLVMContext::MD_alias_scope,
748     LLVMContext::MD_noalias,
749   };
750   combineMetadata(C, cpy, KnownIDs);
751
752   // Remove the memcpy.
753   MD->removeInstruction(cpy);
754   ++NumMemCpyInstr;
755
756   return true;
757 }
758
759 /// processMemCpyMemCpyDependence - We've found that the (upward scanning)
760 /// memory dependence of memcpy 'M' is the memcpy 'MDep'.  Try to simplify M to
761 /// copy from MDep's input if we can.
762 ///
763 bool MemCpyOpt::processMemCpyMemCpyDependence(MemCpyInst *M, MemCpyInst *MDep) {
764   // We can only transforms memcpy's where the dest of one is the source of the
765   // other.
766   if (M->getSource() != MDep->getDest() || MDep->isVolatile())
767     return false;
768
769   // If dep instruction is reading from our current input, then it is a noop
770   // transfer and substituting the input won't change this instruction.  Just
771   // ignore the input and let someone else zap MDep.  This handles cases like:
772   //    memcpy(a <- a)
773   //    memcpy(b <- a)
774   if (M->getSource() == MDep->getSource())
775     return false;
776
777   // Second, the length of the memcpy's must be the same, or the preceding one
778   // must be larger than the following one.
779   ConstantInt *MDepLen = dyn_cast<ConstantInt>(MDep->getLength());
780   ConstantInt *MLen = dyn_cast<ConstantInt>(M->getLength());
781   if (!MDepLen || !MLen || MDepLen->getZExtValue() < MLen->getZExtValue())
782     return false;
783
784   AliasAnalysis &AA = getAnalysis<AliasAnalysis>();
785
786   // Verify that the copied-from memory doesn't change in between the two
787   // transfers.  For example, in:
788   //    memcpy(a <- b)
789   //    *b = 42;
790   //    memcpy(c <- a)
791   // It would be invalid to transform the second memcpy into memcpy(c <- b).
792   //
793   // TODO: If the code between M and MDep is transparent to the destination "c",
794   // then we could still perform the xform by moving M up to the first memcpy.
795   //
796   // NOTE: This is conservative, it will stop on any read from the source loc,
797   // not just the defining memcpy.
798   MemDepResult SourceDep = MD->getPointerDependencyFrom(
799       MemoryLocation::getForSource(MDep), false, M, M->getParent());
800   if (!SourceDep.isClobber() || SourceDep.getInst() != MDep)
801     return false;
802
803   // If the dest of the second might alias the source of the first, then the
804   // source and dest might overlap.  We still want to eliminate the intermediate
805   // value, but we have to generate a memmove instead of memcpy.
806   bool UseMemMove = false;
807   if (!AA.isNoAlias(MemoryLocation::getForDest(M),
808                     MemoryLocation::getForSource(MDep)))
809     UseMemMove = true;
810
811   // If all checks passed, then we can transform M.
812
813   // Make sure to use the lesser of the alignment of the source and the dest
814   // since we're changing where we're reading from, but don't want to increase
815   // the alignment past what can be read from or written to.
816   // TODO: Is this worth it if we're creating a less aligned memcpy? For
817   // example we could be moving from movaps -> movq on x86.
818   unsigned Align = std::min(MDep->getAlignment(), M->getAlignment());
819
820   IRBuilder<> Builder(M);
821   if (UseMemMove)
822     Builder.CreateMemMove(M->getRawDest(), MDep->getRawSource(), M->getLength(),
823                           Align, M->isVolatile());
824   else
825     Builder.CreateMemCpy(M->getRawDest(), MDep->getRawSource(), M->getLength(),
826                          Align, M->isVolatile());
827
828   // Remove the instruction we're replacing.
829   MD->removeInstruction(M);
830   M->eraseFromParent();
831   ++NumMemCpyInstr;
832   return true;
833 }
834
835 /// We've found that the (upward scanning) memory dependence of \p MemCpy is
836 /// \p MemSet.  Try to simplify \p MemSet to only set the trailing bytes that
837 /// weren't copied over by \p MemCpy.
838 ///
839 /// In other words, transform:
840 /// \code
841 ///   memset(dst, c, dst_size);
842 ///   memcpy(dst, src, src_size);
843 /// \endcode
844 /// into:
845 /// \code
846 ///   memcpy(dst, src, src_size);
847 ///   memset(dst + src_size, c, dst_size <= src_size ? 0 : dst_size - src_size);
848 /// \endcode
849 bool MemCpyOpt::processMemSetMemCpyDependence(MemCpyInst *MemCpy,
850                                               MemSetInst *MemSet) {
851   // We can only transform memset/memcpy with the same destination.
852   if (MemSet->getDest() != MemCpy->getDest())
853     return false;
854
855   // Check that there are no other dependencies on the memset destination.
856   MemDepResult DstDepInfo = MD->getPointerDependencyFrom(
857       MemoryLocation::getForDest(MemSet), false, MemCpy, MemCpy->getParent());
858   if (DstDepInfo.getInst() != MemSet)
859     return false;
860
861   // Use the same i8* dest as the memcpy, killing the memset dest if different.
862   Value *Dest = MemCpy->getRawDest();
863   Value *DestSize = MemSet->getLength();
864   Value *SrcSize = MemCpy->getLength();
865
866   // By default, create an unaligned memset.
867   unsigned Align = 1;
868   // If Dest is aligned, and SrcSize is constant, use the minimum alignment
869   // of the sum.
870   const unsigned DestAlign =
871       std::max(MemSet->getAlignment(), MemCpy->getAlignment());
872   if (DestAlign > 1)
873     if (ConstantInt *SrcSizeC = dyn_cast<ConstantInt>(SrcSize))
874       Align = MinAlign(SrcSizeC->getZExtValue(), DestAlign);
875
876   IRBuilder<> Builder(MemCpy);
877
878   // If the sizes have different types, zext the smaller one.
879   if (DestSize->getType() != SrcSize->getType()) {
880     if (DestSize->getType()->getIntegerBitWidth() >
881         SrcSize->getType()->getIntegerBitWidth())
882       SrcSize = Builder.CreateZExt(SrcSize, DestSize->getType());
883     else
884       DestSize = Builder.CreateZExt(DestSize, SrcSize->getType());
885   }
886
887   Value *MemsetLen =
888       Builder.CreateSelect(Builder.CreateICmpULE(DestSize, SrcSize),
889                            ConstantInt::getNullValue(DestSize->getType()),
890                            Builder.CreateSub(DestSize, SrcSize));
891   Builder.CreateMemSet(Builder.CreateGEP(Dest, SrcSize), MemSet->getOperand(1),
892                        MemsetLen, Align);
893
894   MD->removeInstruction(MemSet);
895   MemSet->eraseFromParent();
896   return true;
897 }
898
899 /// Transform memcpy to memset when its source was just memset.
900 /// In other words, turn:
901 /// \code
902 ///   memset(dst1, c, dst1_size);
903 ///   memcpy(dst2, dst1, dst2_size);
904 /// \endcode
905 /// into:
906 /// \code
907 ///   memset(dst1, c, dst1_size);
908 ///   memset(dst2, c, dst2_size);
909 /// \endcode
910 /// When dst2_size <= dst1_size.
911 ///
912 /// The \p MemCpy must have a Constant length.
913 bool MemCpyOpt::performMemCpyToMemSetOptzn(MemCpyInst *MemCpy,
914                                            MemSetInst *MemSet) {
915   // This only makes sense on memcpy(..., memset(...), ...).
916   if (MemSet->getRawDest() != MemCpy->getRawSource())
917     return false;
918
919   ConstantInt *CopySize = cast<ConstantInt>(MemCpy->getLength());
920   ConstantInt *MemSetSize = dyn_cast<ConstantInt>(MemSet->getLength());
921   // Make sure the memcpy doesn't read any more than what the memset wrote.
922   // Don't worry about sizes larger than i64.
923   if (!MemSetSize || CopySize->getZExtValue() > MemSetSize->getZExtValue())
924     return false;
925
926   IRBuilder<> Builder(MemCpy);
927   Builder.CreateMemSet(MemCpy->getRawDest(), MemSet->getOperand(1),
928                        CopySize, MemCpy->getAlignment());
929   return true;
930 }
931
932 /// processMemCpy - perform simplification of memcpy's.  If we have memcpy A
933 /// which copies X to Y, and memcpy B which copies Y to Z, then we can rewrite
934 /// B to be a memcpy from X to Z (or potentially a memmove, depending on
935 /// circumstances). This allows later passes to remove the first memcpy
936 /// altogether.
937 bool MemCpyOpt::processMemCpy(MemCpyInst *M) {
938   // We can only optimize non-volatile memcpy's.
939   if (M->isVolatile()) return false;
940
941   // If the source and destination of the memcpy are the same, then zap it.
942   if (M->getSource() == M->getDest()) {
943     MD->removeInstruction(M);
944     M->eraseFromParent();
945     return false;
946   }
947
948   // If copying from a constant, try to turn the memcpy into a memset.
949   if (GlobalVariable *GV = dyn_cast<GlobalVariable>(M->getSource()))
950     if (GV->isConstant() && GV->hasDefinitiveInitializer())
951       if (Value *ByteVal = isBytewiseValue(GV->getInitializer())) {
952         IRBuilder<> Builder(M);
953         Builder.CreateMemSet(M->getRawDest(), ByteVal, M->getLength(),
954                              M->getAlignment(), false);
955         MD->removeInstruction(M);
956         M->eraseFromParent();
957         ++NumCpyToSet;
958         return true;
959       }
960
961   MemDepResult DepInfo = MD->getDependency(M);
962
963   // Try to turn a partially redundant memset + memcpy into
964   // memcpy + smaller memset.  We don't need the memcpy size for this.
965   if (DepInfo.isClobber())
966     if (MemSetInst *MDep = dyn_cast<MemSetInst>(DepInfo.getInst()))
967       if (processMemSetMemCpyDependence(M, MDep))
968         return true;
969
970   // The optimizations after this point require the memcpy size.
971   ConstantInt *CopySize = dyn_cast<ConstantInt>(M->getLength());
972   if (!CopySize) return false;
973
974   // There are four possible optimizations we can do for memcpy:
975   //   a) memcpy-memcpy xform which exposes redundance for DSE.
976   //   b) call-memcpy xform for return slot optimization.
977   //   c) memcpy from freshly alloca'd space or space that has just started its
978   //      lifetime copies undefined data, and we can therefore eliminate the
979   //      memcpy in favor of the data that was already at the destination.
980   //   d) memcpy from a just-memset'd source can be turned into memset.
981   if (DepInfo.isClobber()) {
982     if (CallInst *C = dyn_cast<CallInst>(DepInfo.getInst())) {
983       if (performCallSlotOptzn(M, M->getDest(), M->getSource(),
984                                CopySize->getZExtValue(), M->getAlignment(),
985                                C)) {
986         MD->removeInstruction(M);
987         M->eraseFromParent();
988         return true;
989       }
990     }
991   }
992
993   MemoryLocation SrcLoc = MemoryLocation::getForSource(M);
994   MemDepResult SrcDepInfo = MD->getPointerDependencyFrom(SrcLoc, true,
995                                                          M, M->getParent());
996
997   if (SrcDepInfo.isClobber()) {
998     if (MemCpyInst *MDep = dyn_cast<MemCpyInst>(SrcDepInfo.getInst()))
999       return processMemCpyMemCpyDependence(M, MDep);
1000   } else if (SrcDepInfo.isDef()) {
1001     Instruction *I = SrcDepInfo.getInst();
1002     bool hasUndefContents = false;
1003
1004     if (isa<AllocaInst>(I)) {
1005       hasUndefContents = true;
1006     } else if (IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(I)) {
1007       if (II->getIntrinsicID() == Intrinsic::lifetime_start)
1008         if (ConstantInt *LTSize = dyn_cast<ConstantInt>(II->getArgOperand(0)))
1009           if (LTSize->getZExtValue() >= CopySize->getZExtValue())
1010             hasUndefContents = true;
1011     }
1012
1013     if (hasUndefContents) {
1014       MD->removeInstruction(M);
1015       M->eraseFromParent();
1016       ++NumMemCpyInstr;
1017       return true;
1018     }
1019   }
1020
1021   if (SrcDepInfo.isClobber())
1022     if (MemSetInst *MDep = dyn_cast<MemSetInst>(SrcDepInfo.getInst()))
1023       if (performMemCpyToMemSetOptzn(M, MDep)) {
1024         MD->removeInstruction(M);
1025         M->eraseFromParent();
1026         ++NumCpyToSet;
1027         return true;
1028       }
1029
1030   return false;
1031 }
1032
1033 /// processMemMove - Transforms memmove calls to memcpy calls when the src/dst
1034 /// are guaranteed not to alias.
1035 bool MemCpyOpt::processMemMove(MemMoveInst *M) {
1036   AliasAnalysis &AA = getAnalysis<AliasAnalysis>();
1037
1038   if (!TLI->has(LibFunc::memmove))
1039     return false;
1040
1041   // See if the pointers alias.
1042   if (!AA.isNoAlias(MemoryLocation::getForDest(M),
1043                     MemoryLocation::getForSource(M)))
1044     return false;
1045
1046   DEBUG(dbgs() << "MemCpyOpt: Optimizing memmove -> memcpy: " << *M << "\n");
1047
1048   // If not, then we know we can transform this.
1049   Module *Mod = M->getParent()->getParent()->getParent();
1050   Type *ArgTys[3] = { M->getRawDest()->getType(),
1051                       M->getRawSource()->getType(),
1052                       M->getLength()->getType() };
1053   M->setCalledFunction(Intrinsic::getDeclaration(Mod, Intrinsic::memcpy,
1054                                                  ArgTys));
1055
1056   // MemDep may have over conservative information about this instruction, just
1057   // conservatively flush it from the cache.
1058   MD->removeInstruction(M);
1059
1060   ++NumMoveToCpy;
1061   return true;
1062 }
1063
1064 /// processByValArgument - This is called on every byval argument in call sites.
1065 bool MemCpyOpt::processByValArgument(CallSite CS, unsigned ArgNo) {
1066   const DataLayout &DL = CS.getCaller()->getParent()->getDataLayout();
1067   // Find out what feeds this byval argument.
1068   Value *ByValArg = CS.getArgument(ArgNo);
1069   Type *ByValTy = cast<PointerType>(ByValArg->getType())->getElementType();
1070   uint64_t ByValSize = DL.getTypeAllocSize(ByValTy);
1071   MemDepResult DepInfo = MD->getPointerDependencyFrom(
1072       MemoryLocation(ByValArg, ByValSize), true, CS.getInstruction(),
1073       CS.getInstruction()->getParent());
1074   if (!DepInfo.isClobber())
1075     return false;
1076
1077   // If the byval argument isn't fed by a memcpy, ignore it.  If it is fed by
1078   // a memcpy, see if we can byval from the source of the memcpy instead of the
1079   // result.
1080   MemCpyInst *MDep = dyn_cast<MemCpyInst>(DepInfo.getInst());
1081   if (!MDep || MDep->isVolatile() ||
1082       ByValArg->stripPointerCasts() != MDep->getDest())
1083     return false;
1084
1085   // The length of the memcpy must be larger or equal to the size of the byval.
1086   ConstantInt *C1 = dyn_cast<ConstantInt>(MDep->getLength());
1087   if (!C1 || C1->getValue().getZExtValue() < ByValSize)
1088     return false;
1089
1090   // Get the alignment of the byval.  If the call doesn't specify the alignment,
1091   // then it is some target specific value that we can't know.
1092   unsigned ByValAlign = CS.getParamAlignment(ArgNo+1);
1093   if (ByValAlign == 0) return false;
1094
1095   // If it is greater than the memcpy, then we check to see if we can force the
1096   // source of the memcpy to the alignment we need.  If we fail, we bail out.
1097   AssumptionCache &AC =
1098       getAnalysis<AssumptionCacheTracker>().getAssumptionCache(
1099           *CS->getParent()->getParent());
1100   DominatorTree &DT = getAnalysis<DominatorTreeWrapperPass>().getDomTree();
1101   if (MDep->getAlignment() < ByValAlign &&
1102       getOrEnforceKnownAlignment(MDep->getSource(), ByValAlign, DL,
1103                                  CS.getInstruction(), &AC, &DT) < ByValAlign)
1104     return false;
1105
1106   // Verify that the copied-from memory doesn't change in between the memcpy and
1107   // the byval call.
1108   //    memcpy(a <- b)
1109   //    *b = 42;
1110   //    foo(*a)
1111   // It would be invalid to transform the second memcpy into foo(*b).
1112   //
1113   // NOTE: This is conservative, it will stop on any read from the source loc,
1114   // not just the defining memcpy.
1115   MemDepResult SourceDep =
1116       MD->getPointerDependencyFrom(MemoryLocation::getForSource(MDep), false,
1117                                    CS.getInstruction(), MDep->getParent());
1118   if (!SourceDep.isClobber() || SourceDep.getInst() != MDep)
1119     return false;
1120
1121   Value *TmpCast = MDep->getSource();
1122   if (MDep->getSource()->getType() != ByValArg->getType())
1123     TmpCast = new BitCastInst(MDep->getSource(), ByValArg->getType(),
1124                               "tmpcast", CS.getInstruction());
1125
1126   DEBUG(dbgs() << "MemCpyOpt: Forwarding memcpy to byval:\n"
1127                << "  " << *MDep << "\n"
1128                << "  " << *CS.getInstruction() << "\n");
1129
1130   // Otherwise we're good!  Update the byval argument.
1131   CS.setArgument(ArgNo, TmpCast);
1132   ++NumMemCpyInstr;
1133   return true;
1134 }
1135
1136 /// iterateOnFunction - Executes one iteration of MemCpyOpt.
1137 bool MemCpyOpt::iterateOnFunction(Function &F) {
1138   bool MadeChange = false;
1139
1140   // Walk all instruction in the function.
1141   for (Function::iterator BB = F.begin(), BBE = F.end(); BB != BBE; ++BB) {
1142     for (BasicBlock::iterator BI = BB->begin(), BE = BB->end(); BI != BE;) {
1143       // Avoid invalidating the iterator.
1144       Instruction *I = BI++;
1145
1146       bool RepeatInstruction = false;
1147
1148       if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(I))
1149         MadeChange |= processStore(SI, BI);
1150       else if (MemSetInst *M = dyn_cast<MemSetInst>(I))
1151         RepeatInstruction = processMemSet(M, BI);
1152       else if (MemCpyInst *M = dyn_cast<MemCpyInst>(I))
1153         RepeatInstruction = processMemCpy(M);
1154       else if (MemMoveInst *M = dyn_cast<MemMoveInst>(I))
1155         RepeatInstruction = processMemMove(M);
1156       else if (auto CS = CallSite(I)) {
1157         for (unsigned i = 0, e = CS.arg_size(); i != e; ++i)
1158           if (CS.isByValArgument(i))
1159             MadeChange |= processByValArgument(CS, i);
1160       }
1161
1162       // Reprocess the instruction if desired.
1163       if (RepeatInstruction) {
1164         if (BI != BB->begin()) --BI;
1165         MadeChange = true;
1166       }
1167     }
1168   }
1169
1170   return MadeChange;
1171 }
1172
1173 // MemCpyOpt::runOnFunction - This is the main transformation entry point for a
1174 // function.
1175 //
1176 bool MemCpyOpt::runOnFunction(Function &F) {
1177   if (skipOptnoneFunction(F))
1178     return false;
1179
1180   bool MadeChange = false;
1181   MD = &getAnalysis<MemoryDependenceAnalysis>();
1182   TLI = &getAnalysis<TargetLibraryInfoWrapperPass>().getTLI();
1183
1184   // If we don't have at least memset and memcpy, there is little point of doing
1185   // anything here.  These are required by a freestanding implementation, so if
1186   // even they are disabled, there is no point in trying hard.
1187   if (!TLI->has(LibFunc::memset) || !TLI->has(LibFunc::memcpy))
1188     return false;
1189
1190   while (1) {
1191     if (!iterateOnFunction(F))
1192       break;
1193     MadeChange = true;
1194   }
1195
1196   MD = nullptr;
1197   return MadeChange;
1198 }