Rename getABITypeSize to getTypePaddedSize, as
[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 #define DEBUG_TYPE "memcpyopt"
16 #include "llvm/Transforms/Scalar.h"
17 #include "llvm/IntrinsicInst.h"
18 #include "llvm/Instructions.h"
19 #include "llvm/ADT/SmallVector.h"
20 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
21 #include "llvm/Analysis/Dominators.h"
22 #include "llvm/Analysis/AliasAnalysis.h"
23 #include "llvm/Analysis/MemoryDependenceAnalysis.h"
24 #include "llvm/Support/Debug.h"
25 #include "llvm/Support/GetElementPtrTypeIterator.h"
26 #include "llvm/Target/TargetData.h"
27 #include <list>
28 using namespace llvm;
29
30 STATISTIC(NumMemCpyInstr, "Number of memcpy instructions deleted");
31 STATISTIC(NumMemSetInfer, "Number of memsets inferred");
32
33 /// isBytewiseValue - If the specified value can be set by repeating the same
34 /// byte in memory, return the i8 value that it is represented with.  This is
35 /// true for all i8 values obviously, but is also true for i32 0, i32 -1,
36 /// i16 0xF0F0, double 0.0 etc.  If the value can't be handled with a repeated
37 /// byte store (e.g. i16 0x1234), return null.
38 static Value *isBytewiseValue(Value *V) {
39   // All byte-wide stores are splatable, even of arbitrary variables.
40   if (V->getType() == Type::Int8Ty) return V;
41   
42   // Constant float and double values can be handled as integer values if the
43   // corresponding integer value is "byteable".  An important case is 0.0. 
44   if (ConstantFP *CFP = dyn_cast<ConstantFP>(V)) {
45     if (CFP->getType() == Type::FloatTy)
46       V = ConstantExpr::getBitCast(CFP, Type::Int32Ty);
47     if (CFP->getType() == Type::DoubleTy)
48       V = ConstantExpr::getBitCast(CFP, Type::Int64Ty);
49     // Don't handle long double formats, which have strange constraints.
50   }
51   
52   // We can handle constant integers that are power of two in size and a 
53   // multiple of 8 bits.
54   if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(V)) {
55     unsigned Width = CI->getBitWidth();
56     if (isPowerOf2_32(Width) && Width > 8) {
57       // We can handle this value if the recursive binary decomposition is the
58       // same at all levels.
59       APInt Val = CI->getValue();
60       APInt Val2;
61       while (Val.getBitWidth() != 8) {
62         unsigned NextWidth = Val.getBitWidth()/2;
63         Val2  = Val.lshr(NextWidth);
64         Val2.trunc(Val.getBitWidth()/2);
65         Val.trunc(Val.getBitWidth()/2);
66
67         // If the top/bottom halves aren't the same, reject it.
68         if (Val != Val2)
69           return 0;
70       }
71       return ConstantInt::get(Val);
72     }
73   }
74   
75   // Conceptually, we could handle things like:
76   //   %a = zext i8 %X to i16
77   //   %b = shl i16 %a, 8
78   //   %c = or i16 %a, %b
79   // but until there is an example that actually needs this, it doesn't seem
80   // worth worrying about.
81   return 0;
82 }
83
84 static int64_t GetOffsetFromIndex(const GetElementPtrInst *GEP, unsigned Idx,
85                                   bool &VariableIdxFound, TargetData &TD) {
86   // Skip over the first indices.
87   gep_type_iterator GTI = gep_type_begin(GEP);
88   for (unsigned i = 1; i != Idx; ++i, ++GTI)
89     /*skip along*/;
90   
91   // Compute the offset implied by the rest of the indices.
92   int64_t Offset = 0;
93   for (unsigned i = Idx, e = GEP->getNumOperands(); i != e; ++i, ++GTI) {
94     ConstantInt *OpC = dyn_cast<ConstantInt>(GEP->getOperand(i));
95     if (OpC == 0)
96       return VariableIdxFound = true;
97     if (OpC->isZero()) continue;  // No offset.
98
99     // Handle struct indices, which add their field offset to the pointer.
100     if (const StructType *STy = dyn_cast<StructType>(*GTI)) {
101       Offset += TD.getStructLayout(STy)->getElementOffset(OpC->getZExtValue());
102       continue;
103     }
104     
105     // Otherwise, we have a sequential type like an array or vector.  Multiply
106     // the index by the ElementSize.
107     uint64_t Size = TD.getTypePaddedSize(GTI.getIndexedType());
108     Offset += Size*OpC->getSExtValue();
109   }
110
111   return Offset;
112 }
113
114 /// IsPointerOffset - Return true if Ptr1 is provably equal to Ptr2 plus a
115 /// constant offset, and return that constant offset.  For example, Ptr1 might
116 /// be &A[42], and Ptr2 might be &A[40].  In this case offset would be -8.
117 static bool IsPointerOffset(Value *Ptr1, Value *Ptr2, int64_t &Offset,
118                             TargetData &TD) {
119   // Right now we handle the case when Ptr1/Ptr2 are both GEPs with an identical
120   // base.  After that base, they may have some number of common (and
121   // potentially variable) indices.  After that they handle some constant
122   // offset, which determines their offset from each other.  At this point, we
123   // handle no other case.
124   GetElementPtrInst *GEP1 = dyn_cast<GetElementPtrInst>(Ptr1);
125   GetElementPtrInst *GEP2 = dyn_cast<GetElementPtrInst>(Ptr2);
126   if (!GEP1 || !GEP2 || GEP1->getOperand(0) != GEP2->getOperand(0))
127     return false;
128   
129   // Skip any common indices and track the GEP types.
130   unsigned Idx = 1;
131   for (; Idx != GEP1->getNumOperands() && Idx != GEP2->getNumOperands(); ++Idx)
132     if (GEP1->getOperand(Idx) != GEP2->getOperand(Idx))
133       break;
134
135   bool VariableIdxFound = false;
136   int64_t Offset1 = GetOffsetFromIndex(GEP1, Idx, VariableIdxFound, TD);
137   int64_t Offset2 = GetOffsetFromIndex(GEP2, Idx, VariableIdxFound, TD);
138   if (VariableIdxFound) return false;
139   
140   Offset = Offset2-Offset1;
141   return true;
142 }
143
144
145 /// MemsetRange - Represents a range of memset'd bytes with the ByteVal value.
146 /// This allows us to analyze stores like:
147 ///   store 0 -> P+1
148 ///   store 0 -> P+0
149 ///   store 0 -> P+3
150 ///   store 0 -> P+2
151 /// which sometimes happens with stores to arrays of structs etc.  When we see
152 /// the first store, we make a range [1, 2).  The second store extends the range
153 /// to [0, 2).  The third makes a new range [2, 3).  The fourth store joins the
154 /// two ranges into [0, 3) which is memset'able.
155 namespace {
156 struct MemsetRange {
157   // Start/End - A semi range that describes the span that this range covers.
158   // The range is closed at the start and open at the end: [Start, End).  
159   int64_t Start, End;
160
161   /// StartPtr - The getelementptr instruction that points to the start of the
162   /// range.
163   Value *StartPtr;
164   
165   /// Alignment - The known alignment of the first store.
166   unsigned Alignment;
167   
168   /// TheStores - The actual stores that make up this range.
169   SmallVector<StoreInst*, 16> TheStores;
170   
171   bool isProfitableToUseMemset(const TargetData &TD) const;
172
173 };
174 } // end anon namespace
175
176 bool MemsetRange::isProfitableToUseMemset(const TargetData &TD) const {
177   // If we found more than 8 stores to merge or 64 bytes, use memset.
178   if (TheStores.size() >= 8 || End-Start >= 64) return true;
179   
180   // Assume that the code generator is capable of merging pairs of stores
181   // together if it wants to.
182   if (TheStores.size() <= 2) return false;
183   
184   // If we have fewer than 8 stores, it can still be worthwhile to do this.
185   // For example, merging 4 i8 stores into an i32 store is useful almost always.
186   // However, merging 2 32-bit stores isn't useful on a 32-bit architecture (the
187   // memset will be split into 2 32-bit stores anyway) and doing so can
188   // pessimize the llvm optimizer.
189   //
190   // Since we don't have perfect knowledge here, make some assumptions: assume
191   // the maximum GPR width is the same size as the pointer size and assume that
192   // this width can be stored.  If so, check to see whether we will end up
193   // actually reducing the number of stores used.
194   unsigned Bytes = unsigned(End-Start);
195   unsigned NumPointerStores = Bytes/TD.getPointerSize();
196   
197   // Assume the remaining bytes if any are done a byte at a time.
198   unsigned NumByteStores = Bytes - NumPointerStores*TD.getPointerSize();
199   
200   // If we will reduce the # stores (according to this heuristic), do the
201   // transformation.  This encourages merging 4 x i8 -> i32 and 2 x i16 -> i32
202   // etc.
203   return TheStores.size() > NumPointerStores+NumByteStores;
204 }    
205
206
207 namespace {
208 class MemsetRanges {
209   /// Ranges - A sorted list of the memset ranges.  We use std::list here
210   /// because each element is relatively large and expensive to copy.
211   std::list<MemsetRange> Ranges;
212   typedef std::list<MemsetRange>::iterator range_iterator;
213   TargetData &TD;
214 public:
215   MemsetRanges(TargetData &td) : TD(td) {}
216   
217   typedef std::list<MemsetRange>::const_iterator const_iterator;
218   const_iterator begin() const { return Ranges.begin(); }
219   const_iterator end() const { return Ranges.end(); }
220   bool empty() const { return Ranges.empty(); }
221   
222   void addStore(int64_t OffsetFromFirst, StoreInst *SI);
223 };
224   
225 } // end anon namespace
226
227
228 /// addStore - Add a new store to the MemsetRanges data structure.  This adds a
229 /// new range for the specified store at the specified offset, merging into
230 /// existing ranges as appropriate.
231 void MemsetRanges::addStore(int64_t Start, StoreInst *SI) {
232   int64_t End = Start+TD.getTypeStoreSize(SI->getOperand(0)->getType());
233   
234   // Do a linear search of the ranges to see if this can be joined and/or to
235   // find the insertion point in the list.  We keep the ranges sorted for
236   // simplicity here.  This is a linear search of a linked list, which is ugly,
237   // however the number of ranges is limited, so this won't get crazy slow.
238   range_iterator I = Ranges.begin(), E = Ranges.end();
239   
240   while (I != E && Start > I->End)
241     ++I;
242   
243   // We now know that I == E, in which case we didn't find anything to merge
244   // with, or that Start <= I->End.  If End < I->Start or I == E, then we need
245   // to insert a new range.  Handle this now.
246   if (I == E || End < I->Start) {
247     MemsetRange &R = *Ranges.insert(I, MemsetRange());
248     R.Start        = Start;
249     R.End          = End;
250     R.StartPtr     = SI->getPointerOperand();
251     R.Alignment    = SI->getAlignment();
252     R.TheStores.push_back(SI);
253     return;
254   }
255
256   // This store overlaps with I, add it.
257   I->TheStores.push_back(SI);
258   
259   // At this point, we may have an interval that completely contains our store.
260   // If so, just add it to the interval and return.
261   if (I->Start <= Start && I->End >= End)
262     return;
263   
264   // Now we know that Start <= I->End and End >= I->Start so the range overlaps
265   // but is not entirely contained within the range.
266   
267   // See if the range extends the start of the range.  In this case, it couldn't
268   // possibly cause it to join the prior range, because otherwise we would have
269   // stopped on *it*.
270   if (Start < I->Start) {
271     I->Start = Start;
272     I->StartPtr = SI->getPointerOperand();
273   }
274     
275   // Now we know that Start <= I->End and Start >= I->Start (so the startpoint
276   // is in or right at the end of I), and that End >= I->Start.  Extend I out to
277   // End.
278   if (End > I->End) {
279     I->End = End;
280     range_iterator NextI = I;;
281     while (++NextI != E && End >= NextI->Start) {
282       // Merge the range in.
283       I->TheStores.append(NextI->TheStores.begin(), NextI->TheStores.end());
284       if (NextI->End > I->End)
285         I->End = NextI->End;
286       Ranges.erase(NextI);
287       NextI = I;
288     }
289   }
290 }
291
292 //===----------------------------------------------------------------------===//
293 //                         MemCpyOpt Pass
294 //===----------------------------------------------------------------------===//
295
296 namespace {
297
298   class VISIBILITY_HIDDEN MemCpyOpt : public FunctionPass {
299     bool runOnFunction(Function &F);
300   public:
301     static char ID; // Pass identification, replacement for typeid
302     MemCpyOpt() : FunctionPass(&ID) {}
303
304   private:
305     // This transformation requires dominator postdominator info
306     virtual void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
307       AU.setPreservesCFG();
308       AU.addRequired<DominatorTree>();
309       AU.addRequired<MemoryDependenceAnalysis>();
310       AU.addRequired<AliasAnalysis>();
311       AU.addRequired<TargetData>();
312       AU.addPreserved<AliasAnalysis>();
313       AU.addPreserved<MemoryDependenceAnalysis>();
314       AU.addPreserved<TargetData>();
315     }
316   
317     // Helper fuctions
318     bool processStore(StoreInst *SI, BasicBlock::iterator& BBI);
319     bool processMemCpy(MemCpyInst* M);
320     bool performCallSlotOptzn(MemCpyInst* cpy, CallInst* C);
321     bool iterateOnFunction(Function &F);
322   };
323   
324   char MemCpyOpt::ID = 0;
325 }
326
327 // createMemCpyOptPass - The public interface to this file...
328 FunctionPass *llvm::createMemCpyOptPass() { return new MemCpyOpt(); }
329
330 static RegisterPass<MemCpyOpt> X("memcpyopt",
331                                  "MemCpy Optimization");
332
333
334
335 /// processStore - When GVN is scanning forward over instructions, we look for
336 /// some other patterns to fold away.  In particular, this looks for stores to
337 /// neighboring locations of memory.  If it sees enough consequtive ones
338 /// (currently 4) it attempts to merge them together into a memcpy/memset.
339 bool MemCpyOpt::processStore(StoreInst *SI, BasicBlock::iterator& BBI) {
340   if (SI->isVolatile()) return false;
341   
342   // There are two cases that are interesting for this code to handle: memcpy
343   // and memset.  Right now we only handle memset.
344   
345   // Ensure that the value being stored is something that can be memset'able a
346   // byte at a time like "0" or "-1" or any width, as well as things like
347   // 0xA0A0A0A0 and 0.0.
348   Value *ByteVal = isBytewiseValue(SI->getOperand(0));
349   if (!ByteVal)
350     return false;
351
352   TargetData &TD = getAnalysis<TargetData>();
353   AliasAnalysis &AA = getAnalysis<AliasAnalysis>();
354
355   // Okay, so we now have a single store that can be splatable.  Scan to find
356   // all subsequent stores of the same value to offset from the same pointer.
357   // Join these together into ranges, so we can decide whether contiguous blocks
358   // are stored.
359   MemsetRanges Ranges(TD);
360   
361   Value *StartPtr = SI->getPointerOperand();
362   
363   BasicBlock::iterator BI = SI;
364   for (++BI; !isa<TerminatorInst>(BI); ++BI) {
365     if (isa<CallInst>(BI) || isa<InvokeInst>(BI)) { 
366       // If the call is readnone, ignore it, otherwise bail out.  We don't even
367       // allow readonly here because we don't want something like:
368       // A[1] = 2; strlen(A); A[2] = 2; -> memcpy(A, ...); strlen(A).
369       if (AA.getModRefBehavior(CallSite::get(BI)) ==
370             AliasAnalysis::DoesNotAccessMemory)
371         continue;
372       
373       // TODO: If this is a memset, try to join it in.
374       
375       break;
376     } else if (isa<VAArgInst>(BI) || isa<LoadInst>(BI))
377       break;
378
379     // If this is a non-store instruction it is fine, ignore it.
380     StoreInst *NextStore = dyn_cast<StoreInst>(BI);
381     if (NextStore == 0) continue;
382     
383     // If this is a store, see if we can merge it in.
384     if (NextStore->isVolatile()) break;
385     
386     // Check to see if this stored value is of the same byte-splattable value.
387     if (ByteVal != isBytewiseValue(NextStore->getOperand(0)))
388       break;
389
390     // Check to see if this store is to a constant offset from the start ptr.
391     int64_t Offset;
392     if (!IsPointerOffset(StartPtr, NextStore->getPointerOperand(), Offset, TD))
393       break;
394
395     Ranges.addStore(Offset, NextStore);
396   }
397
398   // If we have no ranges, then we just had a single store with nothing that
399   // could be merged in.  This is a very common case of course.
400   if (Ranges.empty())
401     return false;
402   
403   // If we had at least one store that could be merged in, add the starting
404   // store as well.  We try to avoid this unless there is at least something
405   // interesting as a small compile-time optimization.
406   Ranges.addStore(0, SI);
407
408   
409   Function *MemSetF = 0;
410   
411   // Now that we have full information about ranges, loop over the ranges and
412   // emit memset's for anything big enough to be worthwhile.
413   bool MadeChange = false;
414   for (MemsetRanges::const_iterator I = Ranges.begin(), E = Ranges.end();
415        I != E; ++I) {
416     const MemsetRange &Range = *I;
417
418     if (Range.TheStores.size() == 1) continue;
419     
420     // If it is profitable to lower this range to memset, do so now.
421     if (!Range.isProfitableToUseMemset(TD))
422       continue;
423     
424     // Otherwise, we do want to transform this!  Create a new memset.  We put
425     // the memset right before the first instruction that isn't part of this
426     // memset block.  This ensure that the memset is dominated by any addressing
427     // instruction needed by the start of the block.
428     BasicBlock::iterator InsertPt = BI;
429   
430     if (MemSetF == 0) {
431       const Type *Tys[] = {Type::Int64Ty};
432       MemSetF = Intrinsic::getDeclaration(SI->getParent()->getParent()
433                                           ->getParent(), Intrinsic::memset,
434                                           Tys, 1);
435    }
436     
437     // Get the starting pointer of the block.
438     StartPtr = Range.StartPtr;
439   
440     // Cast the start ptr to be i8* as memset requires.
441     const Type *i8Ptr = PointerType::getUnqual(Type::Int8Ty);
442     if (StartPtr->getType() != i8Ptr)
443       StartPtr = new BitCastInst(StartPtr, i8Ptr, StartPtr->getNameStart(),
444                                  InsertPt);
445   
446     Value *Ops[] = {
447       StartPtr, ByteVal,   // Start, value
448       ConstantInt::get(Type::Int64Ty, Range.End-Range.Start),  // size
449       ConstantInt::get(Type::Int32Ty, Range.Alignment)   // align
450     };
451     Value *C = CallInst::Create(MemSetF, Ops, Ops+4, "", InsertPt);
452     DEBUG(cerr << "Replace stores:\n";
453           for (unsigned i = 0, e = Range.TheStores.size(); i != e; ++i)
454             cerr << *Range.TheStores[i];
455           cerr << "With: " << *C); C=C;
456   
457     // Don't invalidate the iterator
458     BBI = BI;
459   
460     // Zap all the stores.
461     for (SmallVector<StoreInst*, 16>::const_iterator SI = Range.TheStores.begin(),
462          SE = Range.TheStores.end(); SI != SE; ++SI)
463       (*SI)->eraseFromParent();
464     ++NumMemSetInfer;
465     MadeChange = true;
466   }
467   
468   return MadeChange;
469 }
470
471
472 /// performCallSlotOptzn - takes a memcpy and a call that it depends on,
473 /// and checks for the possibility of a call slot optimization by having
474 /// the call write its result directly into the destination of the memcpy.
475 bool MemCpyOpt::performCallSlotOptzn(MemCpyInst *cpy, CallInst *C) {
476   // The general transformation to keep in mind is
477   //
478   //   call @func(..., src, ...)
479   //   memcpy(dest, src, ...)
480   //
481   // ->
482   //
483   //   memcpy(dest, src, ...)
484   //   call @func(..., dest, ...)
485   //
486   // Since moving the memcpy is technically awkward, we additionally check that
487   // src only holds uninitialized values at the moment of the call, meaning that
488   // the memcpy can be discarded rather than moved.
489
490   // Deliberately get the source and destination with bitcasts stripped away,
491   // because we'll need to do type comparisons based on the underlying type.
492   Value* cpyDest = cpy->getDest();
493   Value* cpySrc = cpy->getSource();
494   CallSite CS = CallSite::get(C);
495
496   // We need to be able to reason about the size of the memcpy, so we require
497   // that it be a constant.
498   ConstantInt* cpyLength = dyn_cast<ConstantInt>(cpy->getLength());
499   if (!cpyLength)
500     return false;
501
502   // Require that src be an alloca.  This simplifies the reasoning considerably.
503   AllocaInst* srcAlloca = dyn_cast<AllocaInst>(cpySrc);
504   if (!srcAlloca)
505     return false;
506
507   // Check that all of src is copied to dest.
508   TargetData& TD = getAnalysis<TargetData>();
509
510   ConstantInt* srcArraySize = dyn_cast<ConstantInt>(srcAlloca->getArraySize());
511   if (!srcArraySize)
512     return false;
513
514   uint64_t srcSize = TD.getTypePaddedSize(srcAlloca->getAllocatedType()) *
515     srcArraySize->getZExtValue();
516
517   if (cpyLength->getZExtValue() < srcSize)
518     return false;
519
520   // Check that accessing the first srcSize bytes of dest will not cause a
521   // trap.  Otherwise the transform is invalid since it might cause a trap
522   // to occur earlier than it otherwise would.
523   if (AllocaInst* A = dyn_cast<AllocaInst>(cpyDest)) {
524     // The destination is an alloca.  Check it is larger than srcSize.
525     ConstantInt* destArraySize = dyn_cast<ConstantInt>(A->getArraySize());
526     if (!destArraySize)
527       return false;
528
529     uint64_t destSize = TD.getTypePaddedSize(A->getAllocatedType()) *
530       destArraySize->getZExtValue();
531
532     if (destSize < srcSize)
533       return false;
534   } else if (Argument* A = dyn_cast<Argument>(cpyDest)) {
535     // If the destination is an sret parameter then only accesses that are
536     // outside of the returned struct type can trap.
537     if (!A->hasStructRetAttr())
538       return false;
539
540     const Type* StructTy = cast<PointerType>(A->getType())->getElementType();
541     uint64_t destSize = TD.getTypePaddedSize(StructTy);
542
543     if (destSize < srcSize)
544       return false;
545   } else {
546     return false;
547   }
548
549   // Check that src is not accessed except via the call and the memcpy.  This
550   // guarantees that it holds only undefined values when passed in (so the final
551   // memcpy can be dropped), that it is not read or written between the call and
552   // the memcpy, and that writing beyond the end of it is undefined.
553   SmallVector<User*, 8> srcUseList(srcAlloca->use_begin(),
554                                    srcAlloca->use_end());
555   while (!srcUseList.empty()) {
556     User* UI = srcUseList.back();
557     srcUseList.pop_back();
558
559     if (isa<BitCastInst>(UI)) {
560       for (User::use_iterator I = UI->use_begin(), E = UI->use_end();
561            I != E; ++I)
562         srcUseList.push_back(*I);
563     } else if (GetElementPtrInst* G = dyn_cast<GetElementPtrInst>(UI)) {
564       if (G->hasAllZeroIndices())
565         for (User::use_iterator I = UI->use_begin(), E = UI->use_end();
566              I != E; ++I)
567           srcUseList.push_back(*I);
568       else
569         return false;
570     } else if (UI != C && UI != cpy) {
571       return false;
572     }
573   }
574
575   // Since we're changing the parameter to the callsite, we need to make sure
576   // that what would be the new parameter dominates the callsite.
577   DominatorTree& DT = getAnalysis<DominatorTree>();
578   if (Instruction* cpyDestInst = dyn_cast<Instruction>(cpyDest))
579     if (!DT.dominates(cpyDestInst, C))
580       return false;
581
582   // In addition to knowing that the call does not access src in some
583   // unexpected manner, for example via a global, which we deduce from
584   // the use analysis, we also need to know that it does not sneakily
585   // access dest.  We rely on AA to figure this out for us.
586   AliasAnalysis& AA = getAnalysis<AliasAnalysis>();
587   if (AA.getModRefInfo(C, cpy->getRawDest(), srcSize) !=
588       AliasAnalysis::NoModRef)
589     return false;
590
591   // All the checks have passed, so do the transformation.
592   bool changedArgument = false;
593   for (unsigned i = 0; i < CS.arg_size(); ++i)
594     if (CS.getArgument(i)->stripPointerCasts() == cpySrc) {
595       if (cpySrc->getType() != cpyDest->getType())
596         cpyDest = CastInst::CreatePointerCast(cpyDest, cpySrc->getType(),
597                                               cpyDest->getName(), C);
598       changedArgument = true;
599       if (CS.getArgument(i)->getType() != cpyDest->getType())
600         CS.setArgument(i, CastInst::CreatePointerCast(cpyDest, 
601                        CS.getArgument(i)->getType(), cpyDest->getName(), C));
602       else
603         CS.setArgument(i, cpyDest);
604     }
605
606   if (!changedArgument)
607     return false;
608
609   // Drop any cached information about the call, because we may have changed
610   // its dependence information by changing its parameter.
611   MemoryDependenceAnalysis& MD = getAnalysis<MemoryDependenceAnalysis>();
612   MD.removeInstruction(C);
613
614   // Remove the memcpy
615   MD.removeInstruction(cpy);
616   cpy->eraseFromParent();
617   NumMemCpyInstr++;
618
619   return true;
620 }
621
622 /// processMemCpy - perform simplication of memcpy's.  If we have memcpy A which
623 /// copies X to Y, and memcpy B which copies Y to Z, then we can rewrite B to be
624 /// a memcpy from X to Z (or potentially a memmove, depending on circumstances).
625 ///  This allows later passes to remove the first memcpy altogether.
626 bool MemCpyOpt::processMemCpy(MemCpyInst* M) {
627   MemoryDependenceAnalysis& MD = getAnalysis<MemoryDependenceAnalysis>();
628
629   // The are two possible optimizations we can do for memcpy:
630   //   a) memcpy-memcpy xform which exposes redundance for DSE
631   //   b) call-memcpy xform for return slot optimization
632   MemDepResult dep = MD.getDependency(M);
633   if (!dep.isClobber())
634     return false;
635   if (!isa<MemCpyInst>(dep.getInst())) {
636     if (CallInst* C = dyn_cast<CallInst>(dep.getInst()))
637       return performCallSlotOptzn(M, C);
638     return false;
639   }
640   
641   MemCpyInst* MDep = cast<MemCpyInst>(dep.getInst());
642   
643   // We can only transforms memcpy's where the dest of one is the source of the
644   // other
645   if (M->getSource() != MDep->getDest())
646     return false;
647   
648   // Second, the length of the memcpy's must be the same, or the preceeding one
649   // must be larger than the following one.
650   ConstantInt* C1 = dyn_cast<ConstantInt>(MDep->getLength());
651   ConstantInt* C2 = dyn_cast<ConstantInt>(M->getLength());
652   if (!C1 || !C2)
653     return false;
654   
655   uint64_t DepSize = C1->getValue().getZExtValue();
656   uint64_t CpySize = C2->getValue().getZExtValue();
657   
658   if (DepSize < CpySize)
659     return false;
660   
661   // Finally, we have to make sure that the dest of the second does not
662   // alias the source of the first
663   AliasAnalysis& AA = getAnalysis<AliasAnalysis>();
664   if (AA.alias(M->getRawDest(), CpySize, MDep->getRawSource(), DepSize) !=
665       AliasAnalysis::NoAlias)
666     return false;
667   else if (AA.alias(M->getRawDest(), CpySize, M->getRawSource(), CpySize) !=
668            AliasAnalysis::NoAlias)
669     return false;
670   else if (AA.alias(MDep->getRawDest(), DepSize, MDep->getRawSource(), DepSize)
671            != AliasAnalysis::NoAlias)
672     return false;
673   
674   // If all checks passed, then we can transform these memcpy's
675   const Type *Tys[1];
676   Tys[0] = M->getLength()->getType();
677   Function* MemCpyFun = Intrinsic::getDeclaration(
678                                  M->getParent()->getParent()->getParent(),
679                                  M->getIntrinsicID(), Tys, 1);
680     
681   std::vector<Value*> args;
682   args.push_back(M->getRawDest());
683   args.push_back(MDep->getRawSource());
684   args.push_back(M->getLength());
685   args.push_back(M->getAlignment());
686   
687   CallInst* C = CallInst::Create(MemCpyFun, args.begin(), args.end(), "", M);
688   
689   
690   // If C and M don't interfere, then this is a valid transformation.  If they
691   // did, this would mean that the two sources overlap, which would be bad.
692   if (MD.getDependency(C) == dep) {
693     MD.removeInstruction(M);
694     M->eraseFromParent();
695     NumMemCpyInstr++;
696     return true;
697   }
698   
699   // Otherwise, there was no point in doing this, so we remove the call we
700   // inserted and act like nothing happened.
701   MD.removeInstruction(C);
702   C->eraseFromParent();
703   return false;
704 }
705
706 // MemCpyOpt::runOnFunction - This is the main transformation entry point for a
707 // function.
708 //
709 bool MemCpyOpt::runOnFunction(Function& F) {
710   
711   bool changed = false;
712   bool shouldContinue = true;
713   
714   while (shouldContinue) {
715     shouldContinue = iterateOnFunction(F);
716     changed |= shouldContinue;
717   }
718   
719   return changed;
720 }
721
722
723 // MemCpyOpt::iterateOnFunction - Executes one iteration of GVN
724 bool MemCpyOpt::iterateOnFunction(Function &F) {
725   bool changed_function = false;
726
727   // Walk all instruction in the function
728   for (Function::iterator BB = F.begin(), BBE = F.end(); BB != BBE; ++BB) {
729     for (BasicBlock::iterator BI = BB->begin(), BE = BB->end();
730          BI != BE;) {
731       // Avoid invalidating the iterator
732       Instruction* I = BI++;
733       
734       if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(I))
735         changed_function |= processStore(SI, BI);
736       else if (MemCpyInst* M = dyn_cast<MemCpyInst>(I)) {
737         changed_function |= processMemCpy(M);
738       }
739     }
740   }
741   
742   return changed_function;
743 }