eliminate VISIBILITY_HIDDEN from Transforms/Scalar. PR4861
[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/LLVMContext.h"
20 #include "llvm/ADT/SmallVector.h"
21 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
22 #include "llvm/Analysis/Dominators.h"
23 #include "llvm/Analysis/AliasAnalysis.h"
24 #include "llvm/Analysis/MemoryDependenceAnalysis.h"
25 #include "llvm/Support/Debug.h"
26 #include "llvm/Support/GetElementPtrTypeIterator.h"
27 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
28 #include "llvm/Target/TargetData.h"
29 #include <list>
30 using namespace llvm;
31
32 STATISTIC(NumMemCpyInstr, "Number of memcpy instructions deleted");
33 STATISTIC(NumMemSetInfer, "Number of memsets inferred");
34
35 /// isBytewiseValue - If the specified value can be set by repeating the same
36 /// byte in memory, return the i8 value that it is represented with.  This is
37 /// true for all i8 values obviously, but is also true for i32 0, i32 -1,
38 /// i16 0xF0F0, double 0.0 etc.  If the value can't be handled with a repeated
39 /// byte store (e.g. i16 0x1234), return null.
40 static Value *isBytewiseValue(Value *V, LLVMContext &Context) {
41   // All byte-wide stores are splatable, even of arbitrary variables.
42   if (V->getType() == Type::getInt8Ty(Context)) return V;
43   
44   // Constant float and double values can be handled as integer values if the
45   // corresponding integer value is "byteable".  An important case is 0.0. 
46   if (ConstantFP *CFP = dyn_cast<ConstantFP>(V)) {
47     if (CFP->getType() == Type::getFloatTy(Context))
48       V = ConstantExpr::getBitCast(CFP, Type::getInt32Ty(Context));
49     if (CFP->getType() == Type::getDoubleTy(Context))
50       V = ConstantExpr::getBitCast(CFP, Type::getInt64Ty(Context));
51     // Don't handle long double formats, which have strange constraints.
52   }
53   
54   // We can handle constant integers that are power of two in size and a 
55   // multiple of 8 bits.
56   if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(V)) {
57     unsigned Width = CI->getBitWidth();
58     if (isPowerOf2_32(Width) && Width > 8) {
59       // We can handle this value if the recursive binary decomposition is the
60       // same at all levels.
61       APInt Val = CI->getValue();
62       APInt Val2;
63       while (Val.getBitWidth() != 8) {
64         unsigned NextWidth = Val.getBitWidth()/2;
65         Val2  = Val.lshr(NextWidth);
66         Val2.trunc(Val.getBitWidth()/2);
67         Val.trunc(Val.getBitWidth()/2);
68
69         // If the top/bottom halves aren't the same, reject it.
70         if (Val != Val2)
71           return 0;
72       }
73       return ConstantInt::get(Context, Val);
74     }
75   }
76   
77   // Conceptually, we could handle things like:
78   //   %a = zext i8 %X to i16
79   //   %b = shl i16 %a, 8
80   //   %c = or i16 %a, %b
81   // but until there is an example that actually needs this, it doesn't seem
82   // worth worrying about.
83   return 0;
84 }
85
86 static int64_t GetOffsetFromIndex(const GetElementPtrInst *GEP, unsigned Idx,
87                                   bool &VariableIdxFound, TargetData &TD) {
88   // Skip over the first indices.
89   gep_type_iterator GTI = gep_type_begin(GEP);
90   for (unsigned i = 1; i != Idx; ++i, ++GTI)
91     /*skip along*/;
92   
93   // Compute the offset implied by the rest of the indices.
94   int64_t Offset = 0;
95   for (unsigned i = Idx, e = GEP->getNumOperands(); i != e; ++i, ++GTI) {
96     ConstantInt *OpC = dyn_cast<ConstantInt>(GEP->getOperand(i));
97     if (OpC == 0)
98       return VariableIdxFound = true;
99     if (OpC->isZero()) continue;  // No offset.
100
101     // Handle struct indices, which add their field offset to the pointer.
102     if (const StructType *STy = dyn_cast<StructType>(*GTI)) {
103       Offset += TD.getStructLayout(STy)->getElementOffset(OpC->getZExtValue());
104       continue;
105     }
106     
107     // Otherwise, we have a sequential type like an array or vector.  Multiply
108     // the index by the ElementSize.
109     uint64_t Size = TD.getTypeAllocSize(GTI.getIndexedType());
110     Offset += Size*OpC->getSExtValue();
111   }
112
113   return Offset;
114 }
115
116 /// IsPointerOffset - Return true if Ptr1 is provably equal to Ptr2 plus a
117 /// constant offset, and return that constant offset.  For example, Ptr1 might
118 /// be &A[42], and Ptr2 might be &A[40].  In this case offset would be -8.
119 static bool IsPointerOffset(Value *Ptr1, Value *Ptr2, int64_t &Offset,
120                             TargetData &TD) {
121   // Right now we handle the case when Ptr1/Ptr2 are both GEPs with an identical
122   // base.  After that base, they may have some number of common (and
123   // potentially variable) indices.  After that they handle some constant
124   // offset, which determines their offset from each other.  At this point, we
125   // handle no other case.
126   GetElementPtrInst *GEP1 = dyn_cast<GetElementPtrInst>(Ptr1);
127   GetElementPtrInst *GEP2 = dyn_cast<GetElementPtrInst>(Ptr2);
128   if (!GEP1 || !GEP2 || GEP1->getOperand(0) != GEP2->getOperand(0))
129     return false;
130   
131   // Skip any common indices and track the GEP types.
132   unsigned Idx = 1;
133   for (; Idx != GEP1->getNumOperands() && Idx != GEP2->getNumOperands(); ++Idx)
134     if (GEP1->getOperand(Idx) != GEP2->getOperand(Idx))
135       break;
136
137   bool VariableIdxFound = false;
138   int64_t Offset1 = GetOffsetFromIndex(GEP1, Idx, VariableIdxFound, TD);
139   int64_t Offset2 = GetOffsetFromIndex(GEP2, Idx, VariableIdxFound, TD);
140   if (VariableIdxFound) return false;
141   
142   Offset = Offset2-Offset1;
143   return true;
144 }
145
146
147 /// MemsetRange - Represents a range of memset'd bytes with the ByteVal value.
148 /// This allows us to analyze stores like:
149 ///   store 0 -> P+1
150 ///   store 0 -> P+0
151 ///   store 0 -> P+3
152 ///   store 0 -> P+2
153 /// which sometimes happens with stores to arrays of structs etc.  When we see
154 /// the first store, we make a range [1, 2).  The second store extends the range
155 /// to [0, 2).  The third makes a new range [2, 3).  The fourth store joins the
156 /// two ranges into [0, 3) which is memset'able.
157 namespace {
158 struct MemsetRange {
159   // Start/End - A semi range that describes the span that this range covers.
160   // The range is closed at the start and open at the end: [Start, End).  
161   int64_t Start, End;
162
163   /// StartPtr - The getelementptr instruction that points to the start of the
164   /// range.
165   Value *StartPtr;
166   
167   /// Alignment - The known alignment of the first store.
168   unsigned Alignment;
169   
170   /// TheStores - The actual stores that make up this range.
171   SmallVector<StoreInst*, 16> TheStores;
172   
173   bool isProfitableToUseMemset(const TargetData &TD) const;
174
175 };
176 } // end anon namespace
177
178 bool MemsetRange::isProfitableToUseMemset(const TargetData &TD) const {
179   // If we found more than 8 stores to merge or 64 bytes, use memset.
180   if (TheStores.size() >= 8 || End-Start >= 64) return true;
181   
182   // Assume that the code generator is capable of merging pairs of stores
183   // together if it wants to.
184   if (TheStores.size() <= 2) return false;
185   
186   // If we have fewer than 8 stores, it can still be worthwhile to do this.
187   // For example, merging 4 i8 stores into an i32 store is useful almost always.
188   // However, merging 2 32-bit stores isn't useful on a 32-bit architecture (the
189   // memset will be split into 2 32-bit stores anyway) and doing so can
190   // pessimize the llvm optimizer.
191   //
192   // Since we don't have perfect knowledge here, make some assumptions: assume
193   // the maximum GPR width is the same size as the pointer size and assume that
194   // this width can be stored.  If so, check to see whether we will end up
195   // actually reducing the number of stores used.
196   unsigned Bytes = unsigned(End-Start);
197   unsigned NumPointerStores = Bytes/TD.getPointerSize();
198   
199   // Assume the remaining bytes if any are done a byte at a time.
200   unsigned NumByteStores = Bytes - NumPointerStores*TD.getPointerSize();
201   
202   // If we will reduce the # stores (according to this heuristic), do the
203   // transformation.  This encourages merging 4 x i8 -> i32 and 2 x i16 -> i32
204   // etc.
205   return TheStores.size() > NumPointerStores+NumByteStores;
206 }    
207
208
209 namespace {
210 class MemsetRanges {
211   /// Ranges - A sorted list of the memset ranges.  We use std::list here
212   /// because each element is relatively large and expensive to copy.
213   std::list<MemsetRange> Ranges;
214   typedef std::list<MemsetRange>::iterator range_iterator;
215   TargetData &TD;
216 public:
217   MemsetRanges(TargetData &td) : TD(td) {}
218   
219   typedef std::list<MemsetRange>::const_iterator const_iterator;
220   const_iterator begin() const { return Ranges.begin(); }
221   const_iterator end() const { return Ranges.end(); }
222   bool empty() const { return Ranges.empty(); }
223   
224   void addStore(int64_t OffsetFromFirst, StoreInst *SI);
225 };
226   
227 } // end anon namespace
228
229
230 /// addStore - Add a new store to the MemsetRanges data structure.  This adds a
231 /// new range for the specified store at the specified offset, merging into
232 /// existing ranges as appropriate.
233 void MemsetRanges::addStore(int64_t Start, StoreInst *SI) {
234   int64_t End = Start+TD.getTypeStoreSize(SI->getOperand(0)->getType());
235   
236   // Do a linear search of the ranges to see if this can be joined and/or to
237   // find the insertion point in the list.  We keep the ranges sorted for
238   // simplicity here.  This is a linear search of a linked list, which is ugly,
239   // however the number of ranges is limited, so this won't get crazy slow.
240   range_iterator I = Ranges.begin(), E = Ranges.end();
241   
242   while (I != E && Start > I->End)
243     ++I;
244   
245   // We now know that I == E, in which case we didn't find anything to merge
246   // with, or that Start <= I->End.  If End < I->Start or I == E, then we need
247   // to insert a new range.  Handle this now.
248   if (I == E || End < I->Start) {
249     MemsetRange &R = *Ranges.insert(I, MemsetRange());
250     R.Start        = Start;
251     R.End          = End;
252     R.StartPtr     = SI->getPointerOperand();
253     R.Alignment    = SI->getAlignment();
254     R.TheStores.push_back(SI);
255     return;
256   }
257
258   // This store overlaps with I, add it.
259   I->TheStores.push_back(SI);
260   
261   // At this point, we may have an interval that completely contains our store.
262   // If so, just add it to the interval and return.
263   if (I->Start <= Start && I->End >= End)
264     return;
265   
266   // Now we know that Start <= I->End and End >= I->Start so the range overlaps
267   // but is not entirely contained within the range.
268   
269   // See if the range extends the start of the range.  In this case, it couldn't
270   // possibly cause it to join the prior range, because otherwise we would have
271   // stopped on *it*.
272   if (Start < I->Start) {
273     I->Start = Start;
274     I->StartPtr = SI->getPointerOperand();
275   }
276     
277   // Now we know that Start <= I->End and Start >= I->Start (so the startpoint
278   // is in or right at the end of I), and that End >= I->Start.  Extend I out to
279   // End.
280   if (End > I->End) {
281     I->End = End;
282     range_iterator NextI = I;
283     while (++NextI != E && End >= NextI->Start) {
284       // Merge the range in.
285       I->TheStores.append(NextI->TheStores.begin(), NextI->TheStores.end());
286       if (NextI->End > I->End)
287         I->End = NextI->End;
288       Ranges.erase(NextI);
289       NextI = I;
290     }
291   }
292 }
293
294 //===----------------------------------------------------------------------===//
295 //                         MemCpyOpt Pass
296 //===----------------------------------------------------------------------===//
297
298 namespace {
299   class MemCpyOpt : public FunctionPass {
300     bool runOnFunction(Function &F);
301   public:
302     static char ID; // Pass identification, replacement for typeid
303     MemCpyOpt() : FunctionPass(&ID) {}
304
305   private:
306     // This transformation requires dominator postdominator info
307     virtual void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
308       AU.setPreservesCFG();
309       AU.addRequired<DominatorTree>();
310       AU.addRequired<MemoryDependenceAnalysis>();
311       AU.addRequired<AliasAnalysis>();
312       AU.addPreserved<AliasAnalysis>();
313       AU.addPreserved<MemoryDependenceAnalysis>();
314     }
315   
316     // Helper fuctions
317     bool processStore(StoreInst *SI, BasicBlock::iterator &BBI);
318     bool processMemCpy(MemCpyInst *M);
319     bool processMemMove(MemMoveInst *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), SI->getContext());
349   if (!ByteVal)
350     return false;
351
352   TargetData *TD = getAnalysisIfAvailable<TargetData>();
353   if (!TD) return false;
354   AliasAnalysis &AA = getAnalysis<AliasAnalysis>();
355   Module *M = SI->getParent()->getParent()->getParent();
356
357   // Okay, so we now have a single store that can be splatable.  Scan to find
358   // all subsequent stores of the same value to offset from the same pointer.
359   // Join these together into ranges, so we can decide whether contiguous blocks
360   // are stored.
361   MemsetRanges Ranges(*TD);
362   
363   Value *StartPtr = SI->getPointerOperand();
364   
365   BasicBlock::iterator BI = SI;
366   for (++BI; !isa<TerminatorInst>(BI); ++BI) {
367     if (isa<CallInst>(BI) || isa<InvokeInst>(BI)) { 
368       // If the call is readnone, ignore it, otherwise bail out.  We don't even
369       // allow readonly here because we don't want something like:
370       // A[1] = 2; strlen(A); A[2] = 2; -> memcpy(A, ...); strlen(A).
371       if (AA.getModRefBehavior(CallSite::get(BI)) ==
372             AliasAnalysis::DoesNotAccessMemory)
373         continue;
374       
375       // TODO: If this is a memset, try to join it in.
376       
377       break;
378     } else if (isa<VAArgInst>(BI) || isa<LoadInst>(BI))
379       break;
380
381     // If this is a non-store instruction it is fine, ignore it.
382     StoreInst *NextStore = dyn_cast<StoreInst>(BI);
383     if (NextStore == 0) continue;
384     
385     // If this is a store, see if we can merge it in.
386     if (NextStore->isVolatile()) break;
387     
388     // Check to see if this stored value is of the same byte-splattable value.
389     if (ByteVal != isBytewiseValue(NextStore->getOperand(0), 
390                                    NextStore->getContext()))
391       break;
392
393     // Check to see if this store is to a constant offset from the start ptr.
394     int64_t Offset;
395     if (!IsPointerOffset(StartPtr, NextStore->getPointerOperand(), Offset, *TD))
396       break;
397
398     Ranges.addStore(Offset, NextStore);
399   }
400
401   // If we have no ranges, then we just had a single store with nothing that
402   // could be merged in.  This is a very common case of course.
403   if (Ranges.empty())
404     return false;
405   
406   // If we had at least one store that could be merged in, add the starting
407   // store as well.  We try to avoid this unless there is at least something
408   // interesting as a small compile-time optimization.
409   Ranges.addStore(0, SI);
410
411   
412   Function *MemSetF = 0;
413   
414   // Now that we have full information about ranges, loop over the ranges and
415   // emit memset's for anything big enough to be worthwhile.
416   bool MadeChange = false;
417   for (MemsetRanges::const_iterator I = Ranges.begin(), E = Ranges.end();
418        I != E; ++I) {
419     const MemsetRange &Range = *I;
420
421     if (Range.TheStores.size() == 1) continue;
422     
423     // If it is profitable to lower this range to memset, do so now.
424     if (!Range.isProfitableToUseMemset(*TD))
425       continue;
426     
427     // Otherwise, we do want to transform this!  Create a new memset.  We put
428     // the memset right before the first instruction that isn't part of this
429     // memset block.  This ensure that the memset is dominated by any addressing
430     // instruction needed by the start of the block.
431     BasicBlock::iterator InsertPt = BI;
432   
433     if (MemSetF == 0) {
434       const Type *Ty = Type::getInt64Ty(SI->getContext());
435       MemSetF = Intrinsic::getDeclaration(M, Intrinsic::memset, &Ty, 1);
436    }
437     
438     // Get the starting pointer of the block.
439     StartPtr = Range.StartPtr;
440   
441     // Cast the start ptr to be i8* as memset requires.
442     const Type *i8Ptr =
443           PointerType::getUnqual(Type::getInt8Ty(SI->getContext()));
444     if (StartPtr->getType() != i8Ptr)
445       StartPtr = new BitCastInst(StartPtr, i8Ptr, StartPtr->getName(),
446                                  InsertPt);
447   
448     Value *Ops[] = {
449       StartPtr, ByteVal,   // Start, value
450       // size
451       ConstantInt::get(Type::getInt64Ty(SI->getContext()),
452                        Range.End-Range.Start),
453       // align
454       ConstantInt::get(Type::getInt32Ty(SI->getContext()), Range.Alignment)
455     };
456     Value *C = CallInst::Create(MemSetF, Ops, Ops+4, "", InsertPt);
457     DEBUG(errs() << "Replace stores:\n";
458           for (unsigned i = 0, e = Range.TheStores.size(); i != e; ++i)
459             errs() << *Range.TheStores[i];
460           errs() << "With: " << *C); C=C;
461   
462     // Don't invalidate the iterator
463     BBI = BI;
464   
465     // Zap all the stores.
466     for (SmallVector<StoreInst*, 16>::const_iterator SI = Range.TheStores.begin(),
467          SE = Range.TheStores.end(); SI != SE; ++SI)
468       (*SI)->eraseFromParent();
469     ++NumMemSetInfer;
470     MadeChange = true;
471   }
472   
473   return MadeChange;
474 }
475
476
477 /// performCallSlotOptzn - takes a memcpy and a call that it depends on,
478 /// and checks for the possibility of a call slot optimization by having
479 /// the call write its result directly into the destination of the memcpy.
480 bool MemCpyOpt::performCallSlotOptzn(MemCpyInst *cpy, CallInst *C) {
481   // The general transformation to keep in mind is
482   //
483   //   call @func(..., src, ...)
484   //   memcpy(dest, src, ...)
485   //
486   // ->
487   //
488   //   memcpy(dest, src, ...)
489   //   call @func(..., dest, ...)
490   //
491   // Since moving the memcpy is technically awkward, we additionally check that
492   // src only holds uninitialized values at the moment of the call, meaning that
493   // the memcpy can be discarded rather than moved.
494
495   // Deliberately get the source and destination with bitcasts stripped away,
496   // because we'll need to do type comparisons based on the underlying type.
497   Value *cpyDest = cpy->getDest();
498   Value *cpySrc = cpy->getSource();
499   CallSite CS = CallSite::get(C);
500
501   // We need to be able to reason about the size of the memcpy, so we require
502   // that it be a constant.
503   ConstantInt *cpyLength = dyn_cast<ConstantInt>(cpy->getLength());
504   if (!cpyLength)
505     return false;
506
507   // Require that src be an alloca.  This simplifies the reasoning considerably.
508   AllocaInst *srcAlloca = dyn_cast<AllocaInst>(cpySrc);
509   if (!srcAlloca)
510     return false;
511
512   // Check that all of src is copied to dest.
513   TargetData *TD = getAnalysisIfAvailable<TargetData>();
514   if (!TD) return false;
515
516   ConstantInt *srcArraySize = dyn_cast<ConstantInt>(srcAlloca->getArraySize());
517   if (!srcArraySize)
518     return false;
519
520   uint64_t srcSize = TD->getTypeAllocSize(srcAlloca->getAllocatedType()) *
521     srcArraySize->getZExtValue();
522
523   if (cpyLength->getZExtValue() < srcSize)
524     return false;
525
526   // Check that accessing the first srcSize bytes of dest will not cause a
527   // trap.  Otherwise the transform is invalid since it might cause a trap
528   // to occur earlier than it otherwise would.
529   if (AllocaInst *A = dyn_cast<AllocaInst>(cpyDest)) {
530     // The destination is an alloca.  Check it is larger than srcSize.
531     ConstantInt *destArraySize = dyn_cast<ConstantInt>(A->getArraySize());
532     if (!destArraySize)
533       return false;
534
535     uint64_t destSize = TD->getTypeAllocSize(A->getAllocatedType()) *
536       destArraySize->getZExtValue();
537
538     if (destSize < srcSize)
539       return false;
540   } else if (Argument *A = dyn_cast<Argument>(cpyDest)) {
541     // If the destination is an sret parameter then only accesses that are
542     // outside of the returned struct type can trap.
543     if (!A->hasStructRetAttr())
544       return false;
545
546     const Type *StructTy = cast<PointerType>(A->getType())->getElementType();
547     uint64_t destSize = TD->getTypeAllocSize(StructTy);
548
549     if (destSize < srcSize)
550       return false;
551   } else {
552     return false;
553   }
554
555   // Check that src is not accessed except via the call and the memcpy.  This
556   // guarantees that it holds only undefined values when passed in (so the final
557   // memcpy can be dropped), that it is not read or written between the call and
558   // the memcpy, and that writing beyond the end of it is undefined.
559   SmallVector<User*, 8> srcUseList(srcAlloca->use_begin(),
560                                    srcAlloca->use_end());
561   while (!srcUseList.empty()) {
562     User *UI = srcUseList.back();
563     srcUseList.pop_back();
564
565     if (isa<BitCastInst>(UI)) {
566       for (User::use_iterator I = UI->use_begin(), E = UI->use_end();
567            I != E; ++I)
568         srcUseList.push_back(*I);
569     } else if (GetElementPtrInst *G = dyn_cast<GetElementPtrInst>(UI)) {
570       if (G->hasAllZeroIndices())
571         for (User::use_iterator I = UI->use_begin(), E = UI->use_end();
572              I != E; ++I)
573           srcUseList.push_back(*I);
574       else
575         return false;
576     } else if (UI != C && UI != cpy) {
577       return false;
578     }
579   }
580
581   // Since we're changing the parameter to the callsite, we need to make sure
582   // that what would be the new parameter dominates the callsite.
583   DominatorTree &DT = getAnalysis<DominatorTree>();
584   if (Instruction *cpyDestInst = dyn_cast<Instruction>(cpyDest))
585     if (!DT.dominates(cpyDestInst, C))
586       return false;
587
588   // In addition to knowing that the call does not access src in some
589   // unexpected manner, for example via a global, which we deduce from
590   // the use analysis, we also need to know that it does not sneakily
591   // access dest.  We rely on AA to figure this out for us.
592   AliasAnalysis &AA = getAnalysis<AliasAnalysis>();
593   if (AA.getModRefInfo(C, cpy->getRawDest(), srcSize) !=
594       AliasAnalysis::NoModRef)
595     return false;
596
597   // All the checks have passed, so do the transformation.
598   bool changedArgument = false;
599   for (unsigned i = 0; i < CS.arg_size(); ++i)
600     if (CS.getArgument(i)->stripPointerCasts() == cpySrc) {
601       if (cpySrc->getType() != cpyDest->getType())
602         cpyDest = CastInst::CreatePointerCast(cpyDest, cpySrc->getType(),
603                                               cpyDest->getName(), C);
604       changedArgument = true;
605       if (CS.getArgument(i)->getType() == cpyDest->getType())
606         CS.setArgument(i, cpyDest);
607       else
608         CS.setArgument(i, CastInst::CreatePointerCast(cpyDest, 
609                           CS.getArgument(i)->getType(), cpyDest->getName(), C));
610     }
611
612   if (!changedArgument)
613     return false;
614
615   // Drop any cached information about the call, because we may have changed
616   // its dependence information by changing its parameter.
617   MemoryDependenceAnalysis &MD = getAnalysis<MemoryDependenceAnalysis>();
618   MD.removeInstruction(C);
619
620   // Remove the memcpy
621   MD.removeInstruction(cpy);
622   cpy->eraseFromParent();
623   NumMemCpyInstr++;
624
625   return true;
626 }
627
628 /// processMemCpy - perform simplication of memcpy's.  If we have memcpy A which
629 /// copies X to Y, and memcpy B which copies Y to Z, then we can rewrite B to be
630 /// a memcpy from X to Z (or potentially a memmove, depending on circumstances).
631 ///  This allows later passes to remove the first memcpy altogether.
632 bool MemCpyOpt::processMemCpy(MemCpyInst *M) {
633   MemoryDependenceAnalysis &MD = getAnalysis<MemoryDependenceAnalysis>();
634
635   // The are two possible optimizations we can do for memcpy:
636   //   a) memcpy-memcpy xform which exposes redundance for DSE.
637   //   b) call-memcpy xform for return slot optimization.
638   MemDepResult dep = MD.getDependency(M);
639   if (!dep.isClobber())
640     return false;
641   if (!isa<MemCpyInst>(dep.getInst())) {
642     if (CallInst *C = dyn_cast<CallInst>(dep.getInst()))
643       return performCallSlotOptzn(M, C);
644     return false;
645   }
646   
647   MemCpyInst *MDep = cast<MemCpyInst>(dep.getInst());
648   
649   // We can only transforms memcpy's where the dest of one is the source of the
650   // other
651   if (M->getSource() != MDep->getDest())
652     return false;
653   
654   // Second, the length of the memcpy's must be the same, or the preceeding one
655   // must be larger than the following one.
656   ConstantInt *C1 = dyn_cast<ConstantInt>(MDep->getLength());
657   ConstantInt *C2 = dyn_cast<ConstantInt>(M->getLength());
658   if (!C1 || !C2)
659     return false;
660   
661   uint64_t DepSize = C1->getValue().getZExtValue();
662   uint64_t CpySize = C2->getValue().getZExtValue();
663   
664   if (DepSize < CpySize)
665     return false;
666   
667   // Finally, we have to make sure that the dest of the second does not
668   // alias the source of the first
669   AliasAnalysis &AA = getAnalysis<AliasAnalysis>();
670   if (AA.alias(M->getRawDest(), CpySize, MDep->getRawSource(), DepSize) !=
671       AliasAnalysis::NoAlias)
672     return false;
673   else if (AA.alias(M->getRawDest(), CpySize, M->getRawSource(), CpySize) !=
674            AliasAnalysis::NoAlias)
675     return false;
676   else if (AA.alias(MDep->getRawDest(), DepSize, MDep->getRawSource(), DepSize)
677            != AliasAnalysis::NoAlias)
678     return false;
679   
680   // If all checks passed, then we can transform these memcpy's
681   const Type *Ty = M->getLength()->getType();
682   Function *MemCpyFun = Intrinsic::getDeclaration(
683                                  M->getParent()->getParent()->getParent(),
684                                  M->getIntrinsicID(), &Ty, 1);
685     
686   Value *Args[4] = {
687     M->getRawDest(), MDep->getRawSource(), M->getLength(), M->getAlignmentCst()
688   };
689   
690   CallInst *C = CallInst::Create(MemCpyFun, Args, Args+4, "", M);
691   
692   
693   // If C and M don't interfere, then this is a valid transformation.  If they
694   // did, this would mean that the two sources overlap, which would be bad.
695   if (MD.getDependency(C) == dep) {
696     MD.removeInstruction(M);
697     M->eraseFromParent();
698     NumMemCpyInstr++;
699     return true;
700   }
701   
702   // Otherwise, there was no point in doing this, so we remove the call we
703   // inserted and act like nothing happened.
704   MD.removeInstruction(C);
705   C->eraseFromParent();
706   return false;
707 }
708
709 /// processMemMove - Transforms memmove calls to memcpy calls when the src/dst
710 /// are guaranteed not to alias.
711 bool MemCpyOpt::processMemMove(MemMoveInst *M) {
712   AliasAnalysis &AA = getAnalysis<AliasAnalysis>();
713
714   // If the memmove is a constant size, use it for the alias query, this allows
715   // us to optimize things like: memmove(P, P+64, 64);
716   uint64_t MemMoveSize = ~0ULL;
717   if (ConstantInt *Len = dyn_cast<ConstantInt>(M->getLength()))
718     MemMoveSize = Len->getZExtValue();
719   
720   // See if the pointers alias.
721   if (AA.alias(M->getRawDest(), MemMoveSize, M->getRawSource(), MemMoveSize) !=
722       AliasAnalysis::NoAlias)
723     return false;
724   
725   DEBUG(errs() << "MemCpyOpt: Optimizing memmove -> memcpy: " << *M << "\n");
726   
727   // If not, then we know we can transform this.
728   Module *Mod = M->getParent()->getParent()->getParent();
729   const Type *Ty = M->getLength()->getType();
730   M->setOperand(0, Intrinsic::getDeclaration(Mod, Intrinsic::memcpy, &Ty, 1));
731   
732   // MemDep may have over conservative information about this instruction, just
733   // conservatively flush it from the cache.
734   getAnalysis<MemoryDependenceAnalysis>().removeInstruction(M);
735   return true;
736 }
737   
738
739 // MemCpyOpt::iterateOnFunction - Executes one iteration of GVN.
740 bool MemCpyOpt::iterateOnFunction(Function &F) {
741   bool MadeChange = false;
742
743   // Walk all instruction in the function.
744   for (Function::iterator BB = F.begin(), BBE = F.end(); BB != BBE; ++BB) {
745     for (BasicBlock::iterator BI = BB->begin(), BE = BB->end();
746          BI != BE;) {
747       // Avoid invalidating the iterator.
748       Instruction *I = BI++;
749       
750       if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(I))
751         MadeChange |= processStore(SI, BI);
752       else if (MemCpyInst *M = dyn_cast<MemCpyInst>(I))
753         MadeChange |= processMemCpy(M);
754       else if (MemMoveInst *M = dyn_cast<MemMoveInst>(I)) {
755         if (processMemMove(M)) {
756           --BI;         // Reprocess the new memcpy.
757           MadeChange = true;
758         }
759       }
760     }
761   }
762   
763   return MadeChange;
764 }
765
766 // MemCpyOpt::runOnFunction - This is the main transformation entry point for a
767 // function.
768 //
769 bool MemCpyOpt::runOnFunction(Function &F) {
770   bool MadeChange = false;
771   while (1) {
772     if (!iterateOnFunction(F))
773       break;
774     MadeChange = true;
775   }
776   
777   return MadeChange;
778 }
779
780
781