lib/Transforms/Scalar/ScalarReplAggregates.cpp

   1 //===- ScalarReplAggregates.cpp - Scalar Replacement of Aggregates --------===//
   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 transformation implements the well known scalar replacement of
  11 // aggregates transformation.  This xform breaks up alloca instructions of
  12 // aggregate type (structure or array) into individual alloca instructions for
  13 // each member (if possible).  Then, if possible, it transforms the individual
  14 // alloca instructions into nice clean scalar SSA form.
  15 //
  16 // This combines a simple SRoA algorithm with the Mem2Reg algorithm because
  17 // often interact, especially for C++ programs.  As such, iterating between
  18 // SRoA, then Mem2Reg until we run out of things to promote works well.
  19 //
  20 //===----------------------------------------------------------------------===//
  21
  22 #define DEBUG_TYPE "scalarrepl"
  23 #include "llvm/Transforms/Scalar.h"
  24 #include "llvm/Constants.h"
  25 #include "llvm/DerivedTypes.h"
  26 #include "llvm/Function.h"
  27 #include "llvm/GlobalVariable.h"
  28 #include "llvm/Instructions.h"
  29 #include "llvm/IntrinsicInst.h"
  30 #include "llvm/Pass.h"
  31 #include "llvm/Analysis/Dominators.h"
  32 #include "llvm/Target/TargetData.h"
  33 #include "llvm/Transforms/Utils/PromoteMemToReg.h"
  34 #include "llvm/Support/Debug.h"
  35 #include "llvm/Support/GetElementPtrTypeIterator.h"
  36 #include "llvm/Support/MathExtras.h"
  37 #include "llvm/Support/Compiler.h"
  38 #include "llvm/ADT/SmallVector.h"
  39 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
  40 #include "llvm/ADT/StringExtras.h"
  41 using namespace llvm;
  42
  43 STATISTIC(NumReplaced,  "Number of allocas broken up");
  44 STATISTIC(NumPromoted,  "Number of allocas promoted");
  45 STATISTIC(NumConverted, "Number of aggregates converted to scalar");
  46 STATISTIC(NumGlobals,   "Number of allocas copied from constant global");
  47
  48 namespace {
  49   struct VISIBILITY_HIDDEN SROA : public FunctionPass {
  50     static char ID; // Pass identification, replacement for typeid
  51     explicit SROA(signed T = -1) : FunctionPass(&ID) {
  52       if (T == -1)
  53         SRThreshold = 128;
  54       else
  55         SRThreshold = T;
  56     }
  57
  58     bool runOnFunction(Function &F);
  59
  60     bool performScalarRepl(Function &F);
  61     bool performPromotion(Function &F);
  62
  63     // getAnalysisUsage - This pass does not require any passes, but we know it
  64     // will not alter the CFG, so say so.
  65     virtual void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
  66       AU.addRequired<DominatorTree>();
  67       AU.addRequired<DominanceFrontier>();
  68       AU.addRequired<TargetData>();
  69       AU.setPreservesCFG();
  70     }
  71
  72   private:
  73     TargetData *TD;
  74
  75     /// AllocaInfo - When analyzing uses of an alloca instruction, this captures
  76     /// information about the uses.  All these fields are initialized to false
  77     /// and set to true when something is learned.
  78     struct AllocaInfo {
  79       /// isUnsafe - This is set to true if the alloca cannot be SROA'd.
  80       bool isUnsafe : 1;
  81
  82       /// needsCanon - This is set to true if there is some use of the alloca
  83       /// that requires canonicalization.
  84       bool needsCanon : 1;
  85
  86       /// isMemCpySrc - This is true if this aggregate is memcpy'd from.
  87       bool isMemCpySrc : 1;
  88
  89       /// isMemCpyDst - This is true if this aggregate is memcpy'd into.
  90       bool isMemCpyDst : 1;
  91
  92       AllocaInfo()
  93         : isUnsafe(false), needsCanon(false),
  94           isMemCpySrc(false), isMemCpyDst(false) {}
  95     };
  96
  97     unsigned SRThreshold;
  98
  99     void MarkUnsafe(AllocaInfo &I) { I.isUnsafe = true; }
 100
 101     int isSafeAllocaToScalarRepl(AllocationInst *AI);
 102
 103     void isSafeUseOfAllocation(Instruction *User, AllocationInst *AI,
 104                                AllocaInfo &Info);
 105     void isSafeElementUse(Value *Ptr, bool isFirstElt, AllocationInst *AI,
 106                          AllocaInfo &Info);
 107     void isSafeMemIntrinsicOnAllocation(MemIntrinsic *MI, AllocationInst *AI,
 108                                         unsigned OpNo, AllocaInfo &Info);
 109     void isSafeUseOfBitCastedAllocation(BitCastInst *User, AllocationInst *AI,
 110                                         AllocaInfo &Info);
 111
 112     void DoScalarReplacement(AllocationInst *AI,
 113                              std::vector<AllocationInst*> &WorkList);
 114     void CanonicalizeAllocaUsers(AllocationInst *AI);
 115     AllocaInst *AddNewAlloca(Function &F, const Type *Ty, AllocationInst *Base);
 116
 117     void RewriteBitCastUserOfAlloca(Instruction *BCInst, AllocationInst *AI,
 118                                     SmallVector<AllocaInst*, 32> &NewElts);
 119
 120     void RewriteMemIntrinUserOfAlloca(MemIntrinsic *MI, Instruction *BCInst,
 121                                       AllocationInst *AI,
 122                                       SmallVector<AllocaInst*, 32> &NewElts);
 123     void RewriteStoreUserOfWholeAlloca(StoreInst *SI, AllocationInst *AI,
 124                                        SmallVector<AllocaInst*, 32> &NewElts);
 125     void RewriteLoadUserOfWholeAlloca(LoadInst *LI, AllocationInst *AI,
 126                                       SmallVector<AllocaInst*, 32> &NewElts);
 127
 128     bool CanConvertToScalar(Value *V, bool &IsNotTrivial, const Type *&ResTy,
 129                             uint64_t Offset);
 130     void ConvertUsesToScalar(Value *Ptr, AllocaInst *NewAI, uint64_t Offset);
 131     Value *ConvertUsesOfLoadToScalar(LoadInst *LI, AllocaInst *NewAI,
 132                                      uint64_t Offset);
 133     Value *ConvertUsesOfStoreToScalar(StoreInst *SI, AllocaInst *NewAI,
 134                                       uint64_t Offset);
 135     static Instruction *isOnlyCopiedFromConstantGlobal(AllocationInst *AI);
 136   };
 137 }
 138
 139 char SROA::ID = 0;
 140 static RegisterPass<SROA> X("scalarrepl", "Scalar Replacement of Aggregates");
 141
 142 // Public interface to the ScalarReplAggregates pass
 143 FunctionPass *llvm::createScalarReplAggregatesPass(signed int Threshold) {
 144   return new SROA(Threshold);
 145 }
 146
 147
 148 bool SROA::runOnFunction(Function &F) {
 149   TD = &getAnalysis<TargetData>();
 150
 151   bool Changed = performPromotion(F);
 152   while (1) {
 153     bool LocalChange = performScalarRepl(F);
 154     if (!LocalChange) break;   // No need to repromote if no scalarrepl
 155     Changed = true;
 156     LocalChange = performPromotion(F);
 157     if (!LocalChange) break;   // No need to re-scalarrepl if no promotion
 158   }
 159
 160   return Changed;
 161 }
 162
 163
 164 bool SROA::performPromotion(Function &F) {
 165   std::vector<AllocaInst*> Allocas;
 166   DominatorTree         &DT = getAnalysis<DominatorTree>();
 167   DominanceFrontier &DF = getAnalysis<DominanceFrontier>();
 168
 169   BasicBlock &BB = F.getEntryBlock();  // Get the entry node for the function
 170
 171   bool Changed = false;
 172
 173   while (1) {
 174     Allocas.clear();
 175
 176     // Find allocas that are safe to promote, by looking at all instructions in
 177     // the entry node
 178     for (BasicBlock::iterator I = BB.begin(), E = --BB.end(); I != E; ++I)
 179       if (AllocaInst *AI = dyn_cast<AllocaInst>(I))       // Is it an alloca?
 180         if (isAllocaPromotable(AI))
 181           Allocas.push_back(AI);
 182
 183     if (Allocas.empty()) break;
 184
 185     PromoteMemToReg(Allocas, DT, DF);
 186     NumPromoted += Allocas.size();
 187     Changed = true;
 188   }
 189
 190   return Changed;
 191 }
 192
 193 /// getNumSAElements - Return the number of elements in the specific struct or
 194 /// array.
 195 static uint64_t getNumSAElements(const Type *T) {
 196   if (const StructType *ST = dyn_cast<StructType>(T))
 197     return ST->getNumElements();
 198   return cast<ArrayType>(T)->getNumElements();
 199 }
 200
 201 // performScalarRepl - This algorithm is a simple worklist driven algorithm,
 202 // which runs on all of the malloc/alloca instructions in the function, removing
 203 // them if they are only used by getelementptr instructions.
 204 //
 205 bool SROA::performScalarRepl(Function &F) {
 206   std::vector<AllocationInst*> WorkList;
 207
 208   // Scan the entry basic block, adding any alloca's and mallocs to the worklist
 209   BasicBlock &BB = F.getEntryBlock();
 210   for (BasicBlock::iterator I = BB.begin(), E = BB.end(); I != E; ++I)
 211     if (AllocationInst *A = dyn_cast<AllocationInst>(I))
 212       WorkList.push_back(A);
 213
 214   // Process the worklist
 215   bool Changed = false;
 216   while (!WorkList.empty()) {
 217     AllocationInst *AI = WorkList.back();
 218     WorkList.pop_back();
 219
 220     // Handle dead allocas trivially.  These can be formed by SROA'ing arrays
 221     // with unused elements.
 222     if (AI->use_empty()) {
 223       AI->eraseFromParent();
 224       continue;
 225     }
 226
 227     // Check to see if we can perform the core SROA transformation.  We cannot
 228     // transform the allocation instruction if it is an array allocation
 229     // (allocations OF arrays are ok though), and an allocation of a scalar
 230     // value cannot be decomposed at all.
 231     if (!AI->isArrayAllocation() &&
 232         (isa<StructType>(AI->getAllocatedType()) ||
 233          isa<ArrayType>(AI->getAllocatedType())) &&
 234         AI->getAllocatedType()->isSized() &&
 235         // Do not promote any struct whose size is larger than "128" bytes.
 236         TD->getTypePaddedSize(AI->getAllocatedType()) < SRThreshold &&
 237         // Do not promote any struct into more than "32" separate vars.
 238         getNumSAElements(AI->getAllocatedType()) < SRThreshold/4) {
 239       // Check that all of the users of the allocation are capable of being
 240       // transformed.
 241       switch (isSafeAllocaToScalarRepl(AI)) {
 242       default: assert(0 && "Unexpected value!");
 243       case 0:  // Not safe to scalar replace.
 244         break;
 245       case 1:  // Safe, but requires cleanup/canonicalizations first
 246         CanonicalizeAllocaUsers(AI);
 247         // FALL THROUGH.
 248       case 3:  // Safe to scalar replace.
 249         DoScalarReplacement(AI, WorkList);
 250         Changed = true;
 251         continue;
 252       }
 253     }
 254
 255     // Check to see if this allocation is only modified by a memcpy/memmove from
 256     // a constant global.  If this is the case, we can change all users to use
 257     // the constant global instead.  This is commonly produced by the CFE by
 258     // constructs like "void foo() { int A[] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9...}; }" if 'A'
 259     // is only subsequently read.
 260     if (Instruction *TheCopy = isOnlyCopiedFromConstantGlobal(AI)) {
 261       DOUT << "Found alloca equal to global: " << *AI;
 262       DOUT << "  memcpy = " << *TheCopy;
 263       Constant *TheSrc = cast<Constant>(TheCopy->getOperand(2));
 264       AI->replaceAllUsesWith(ConstantExpr::getBitCast(TheSrc, AI->getType()));
 265       TheCopy->eraseFromParent();  // Don't mutate the global.
 266       AI->eraseFromParent();
 267       ++NumGlobals;
 268       Changed = true;
 269       continue;
 270     }
 271
 272
 273
 274     // If we can turn this aggregate value (potentially with casts) into a
 275     // simple scalar value that can be mem2reg'd into a register value.
 276     // IsNotTrivial tracks whether this is something that mem2reg could have
 277     // promoted itself.  If so, we don't want to transform it needlessly.  Note
 278     // that we can't just check based on the type: the alloca may be of an i32
 279     // but that has pointer arithmetic to set byte 3 of it or something.
 280     bool IsNotTrivial = false;
 281     const Type *ActualTy = 0;
 282     if (CanConvertToScalar(AI, IsNotTrivial, ActualTy, 0))
 283       if (IsNotTrivial && ActualTy &&
 284           TD->getTypeSizeInBits(ActualTy) < SRThreshold*8) {
 285         DOUT << "CONVERT TO SCALAR: " << *AI << "  TYPE = " << *ActualTy <<"\n";
 286         ++NumConverted;
 287
 288         // Create and insert the alloca.
 289         AllocaInst *NewAI = new AllocaInst(ActualTy, 0, AI->getName(),
 290                                            AI->getParent()->begin());
 291         ConvertUsesToScalar(AI, NewAI, 0);
 292         AI->eraseFromParent();
 293         Changed = true;
 294         continue;
 295       }
 296
 297     // Otherwise, couldn't process this.
 298   }
 299
 300   return Changed;
 301 }
 302
 303 /// DoScalarReplacement - This alloca satisfied the isSafeAllocaToScalarRepl
 304 /// predicate, do SROA now.
 305 void SROA::DoScalarReplacement(AllocationInst *AI,
 306                                std::vector<AllocationInst*> &WorkList) {
 307   DOUT << "Found inst to SROA: " << *AI;
 308   SmallVector<AllocaInst*, 32> ElementAllocas;
 309   if (const StructType *ST = dyn_cast<StructType>(AI->getAllocatedType())) {
 310     ElementAllocas.reserve(ST->getNumContainedTypes());
 311     for (unsigned i = 0, e = ST->getNumContainedTypes(); i != e; ++i) {
 312       AllocaInst *NA = new AllocaInst(ST->getContainedType(i), 0,
 313                                       AI->getAlignment(),
 314                                       AI->getName() + "." + utostr(i), AI);
 315       ElementAllocas.push_back(NA);
 316       WorkList.push_back(NA);  // Add to worklist for recursive processing
 317     }
 318   } else {
 319     const ArrayType *AT = cast<ArrayType>(AI->getAllocatedType());
 320     ElementAllocas.reserve(AT->getNumElements());
 321     const Type *ElTy = AT->getElementType();
 322     for (unsigned i = 0, e = AT->getNumElements(); i != e; ++i) {
 323       AllocaInst *NA = new AllocaInst(ElTy, 0, AI->getAlignment(),
 324                                       AI->getName() + "." + utostr(i), AI);
 325       ElementAllocas.push_back(NA);
 326       WorkList.push_back(NA);  // Add to worklist for recursive processing
 327     }
 328   }
 329
 330   // Now that we have created the alloca instructions that we want to use,
 331   // expand the getelementptr instructions to use them.
 332   //
 333   while (!AI->use_empty()) {
 334     Instruction *User = cast<Instruction>(AI->use_back());
 335     if (BitCastInst *BCInst = dyn_cast<BitCastInst>(User)) {
 336       RewriteBitCastUserOfAlloca(BCInst, AI, ElementAllocas);
 337       BCInst->eraseFromParent();
 338       continue;
 339     }
 340
 341     // Replace:
 342     //   %res = load { i32, i32 }* %alloc
 343     // with:
 344     //   %load.0 = load i32* %alloc.0
 345     //   %insert.0 insertvalue { i32, i32 } zeroinitializer, i32 %load.0, 0
 346     //   %load.1 = load i32* %alloc.1
 347     //   %insert = insertvalue { i32, i32 } %insert.0, i32 %load.1, 1
 348     // (Also works for arrays instead of structs)
 349     if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(User)) {
 350       Value *Insert = UndefValue::get(LI->getType());
 351       for (unsigned i = 0, e = ElementAllocas.size(); i != e; ++i) {
 352         Value *Load = new LoadInst(ElementAllocas[i], "load", LI);
 353         Insert = InsertValueInst::Create(Insert, Load, i, "insert", LI);
 354       }
 355       LI->replaceAllUsesWith(Insert);
 356       LI->eraseFromParent();
 357       continue;
 358     }
 359
 360     // Replace:
 361     //   store { i32, i32 } %val, { i32, i32 }* %alloc
 362     // with:
 363     //   %val.0 = extractvalue { i32, i32 } %val, 0
 364     //   store i32 %val.0, i32* %alloc.0
 365     //   %val.1 = extractvalue { i32, i32 } %val, 1
 366     //   store i32 %val.1, i32* %alloc.1
 367     // (Also works for arrays instead of structs)
 368     if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(User)) {
 369       Value *Val = SI->getOperand(0);
 370       for (unsigned i = 0, e = ElementAllocas.size(); i != e; ++i) {
 371         Value *Extract = ExtractValueInst::Create(Val, i, Val->getName(), SI);
 372         new StoreInst(Extract, ElementAllocas[i], SI);
 373       }
 374       SI->eraseFromParent();
 375       continue;
 376     }
 377
 378     GetElementPtrInst *GEPI = cast<GetElementPtrInst>(User);
 379     // We now know that the GEP is of the form: GEP <ptr>, 0, <cst>
 380     unsigned Idx =
 381        (unsigned)cast<ConstantInt>(GEPI->getOperand(2))->getZExtValue();
 382
 383     assert(Idx < ElementAllocas.size() && "Index out of range?");
 384     AllocaInst *AllocaToUse = ElementAllocas[Idx];
 385
 386     Value *RepValue;
 387     if (GEPI->getNumOperands() == 3) {
 388       // Do not insert a new getelementptr instruction with zero indices, only
 389       // to have it optimized out later.
 390       RepValue = AllocaToUse;
 391     } else {
 392       // We are indexing deeply into the structure, so we still need a
 393       // getelement ptr instruction to finish the indexing.  This may be
 394       // expanded itself once the worklist is rerun.
 395       //
 396       SmallVector<Value*, 8> NewArgs;
 397       NewArgs.push_back(Constant::getNullValue(Type::Int32Ty));
 398       NewArgs.append(GEPI->op_begin()+3, GEPI->op_end());
 399       RepValue = GetElementPtrInst::Create(AllocaToUse, NewArgs.begin(),
 400                                            NewArgs.end(), "", GEPI);
 401       RepValue->takeName(GEPI);
 402     }
 403
 404     // If this GEP is to the start of the aggregate, check for memcpys.
 405     if (Idx == 0 && GEPI->hasAllZeroIndices())
 406       RewriteBitCastUserOfAlloca(GEPI, AI, ElementAllocas);
 407
 408     // Move all of the users over to the new GEP.
 409     GEPI->replaceAllUsesWith(RepValue);
 410     // Delete the old GEP
 411     GEPI->eraseFromParent();
 412   }
 413
 414   // Finally, delete the Alloca instruction
 415   AI->eraseFromParent();
 416   NumReplaced++;
 417 }
 418
 419
 420 /// isSafeElementUse - Check to see if this use is an allowed use for a
 421 /// getelementptr instruction of an array aggregate allocation.  isFirstElt
 422 /// indicates whether Ptr is known to the start of the aggregate.
 423 ///
 424 void SROA::isSafeElementUse(Value *Ptr, bool isFirstElt, AllocationInst *AI,
 425                             AllocaInfo &Info) {
 426   for (Value::use_iterator I = Ptr->use_begin(), E = Ptr->use_end();
 427        I != E; ++I) {
 428     Instruction *User = cast<Instruction>(*I);
 429     switch (User->getOpcode()) {
 430     case Instruction::Load:  break;
 431     case Instruction::Store:
 432       // Store is ok if storing INTO the pointer, not storing the pointer
 433       if (User->getOperand(0) == Ptr) return MarkUnsafe(Info);
 434       break;
 435     case Instruction::GetElementPtr: {
 436       GetElementPtrInst *GEP = cast<GetElementPtrInst>(User);
 437       bool AreAllZeroIndices = isFirstElt;
 438       if (GEP->getNumOperands() > 1) {
 439         if (!isa<ConstantInt>(GEP->getOperand(1)) ||
 440             !cast<ConstantInt>(GEP->getOperand(1))->isZero())
 441           // Using pointer arithmetic to navigate the array.
 442           return MarkUnsafe(Info);
 443
 444         if (AreAllZeroIndices)
 445           AreAllZeroIndices = GEP->hasAllZeroIndices();
 446       }
 447       isSafeElementUse(GEP, AreAllZeroIndices, AI, Info);
 448       if (Info.isUnsafe) return;
 449       break;
 450     }
 451     case Instruction::BitCast:
 452       if (isFirstElt) {
 453         isSafeUseOfBitCastedAllocation(cast<BitCastInst>(User), AI, Info);
 454         if (Info.isUnsafe) return;
 455         break;
 456       }
 457       DOUT << "  Transformation preventing inst: " << *User;
 458       return MarkUnsafe(Info);
 459     case Instruction::Call:
 460       if (MemIntrinsic *MI = dyn_cast<MemIntrinsic>(User)) {
 461         if (isFirstElt) {
 462           isSafeMemIntrinsicOnAllocation(MI, AI, I.getOperandNo(), Info);
 463           if (Info.isUnsafe) return;
 464           break;
 465         }
 466       }
 467       DOUT << "  Transformation preventing inst: " << *User;
 468       return MarkUnsafe(Info);
 469     default:
 470       DOUT << "  Transformation preventing inst: " << *User;
 471       return MarkUnsafe(Info);
 472     }
 473   }
 474   return;  // All users look ok :)
 475 }
 476
 477 /// AllUsersAreLoads - Return true if all users of this value are loads.
 478 static bool AllUsersAreLoads(Value *Ptr) {
 479   for (Value::use_iterator I = Ptr->use_begin(), E = Ptr->use_end();
 480        I != E; ++I)
 481     if (cast<Instruction>(*I)->getOpcode() != Instruction::Load)
 482       return false;
 483   return true;
 484 }
 485
 486 /// isSafeUseOfAllocation - Check to see if this user is an allowed use for an
 487 /// aggregate allocation.
 488 ///
 489 void SROA::isSafeUseOfAllocation(Instruction *User, AllocationInst *AI,
 490                                  AllocaInfo &Info) {
 491   if (BitCastInst *C = dyn_cast<BitCastInst>(User))
 492     return isSafeUseOfBitCastedAllocation(C, AI, Info);
 493
 494   if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(User))
 495     if (!LI->isVolatile())
 496       return;// Loads (returning a first class aggregrate) are always rewritable
 497
 498   if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(User))
 499     if (!SI->isVolatile() && SI->getOperand(0) != AI)
 500       return;// Store is ok if storing INTO the pointer, not storing the pointer
 501
 502   GetElementPtrInst *GEPI = dyn_cast<GetElementPtrInst>(User);
 503   if (GEPI == 0)
 504     return MarkUnsafe(Info);
 505
 506   gep_type_iterator I = gep_type_begin(GEPI), E = gep_type_end(GEPI);
 507
 508   // The GEP is not safe to transform if not of the form "GEP <ptr>, 0, <cst>".
 509   if (I == E ||
 510       I.getOperand() != Constant::getNullValue(I.getOperand()->getType())) {
 511     return MarkUnsafe(Info);
 512   }
 513
 514   ++I;
 515   if (I == E) return MarkUnsafe(Info);  // ran out of GEP indices??
 516
 517   bool IsAllZeroIndices = true;
 518
 519   // If the first index is a non-constant index into an array, see if we can
 520   // handle it as a special case.
 521   if (const ArrayType *AT = dyn_cast<ArrayType>(*I)) {
 522     if (!isa<ConstantInt>(I.getOperand())) {
 523       IsAllZeroIndices = 0;
 524       uint64_t NumElements = AT->getNumElements();
 525
 526       // If this is an array index and the index is not constant, we cannot
 527       // promote... that is unless the array has exactly one or two elements in
 528       // it, in which case we CAN promote it, but we have to canonicalize this
 529       // out if this is the only problem.
 530       if ((NumElements == 1 || NumElements == 2) &&
 531           AllUsersAreLoads(GEPI)) {
 532         Info.needsCanon = true;
 533         return;  // Canonicalization required!
 534       }
 535       return MarkUnsafe(Info);
 536     }
 537   }
 538
 539   // Walk through the GEP type indices, checking the types that this indexes
 540   // into.
 541   for (; I != E; ++I) {
 542     // Ignore struct elements, no extra checking needed for these.
 543     if (isa<StructType>(*I))
 544       continue;
 545
 546     ConstantInt *IdxVal = dyn_cast<ConstantInt>(I.getOperand());
 547     if (!IdxVal) return MarkUnsafe(Info);
 548
 549     // Are all indices still zero?
 550     IsAllZeroIndices &= IdxVal->isZero();
 551
 552     if (const ArrayType *AT = dyn_cast<ArrayType>(*I)) {
 553       // This GEP indexes an array.  Verify that this is an in-range constant
 554       // integer. Specifically, consider A[0][i]. We cannot know that the user
 555       // isn't doing invalid things like allowing i to index an out-of-range
 556       // subscript that accesses A[1].  Because of this, we have to reject SROA
 557       // of any accesses into structs where any of the components are variables.
 558       if (IdxVal->getZExtValue() >= AT->getNumElements())
 559         return MarkUnsafe(Info);
 560     } else if (const VectorType *VT = dyn_cast<VectorType>(*I)) {
 561       if (IdxVal->getZExtValue() >= VT->getNumElements())
 562         return MarkUnsafe(Info);
 563     }
 564   }
 565
 566   // If there are any non-simple uses of this getelementptr, make sure to reject
 567   // them.
 568   return isSafeElementUse(GEPI, IsAllZeroIndices, AI, Info);
 569 }
 570
 571 /// isSafeMemIntrinsicOnAllocation - Return true if the specified memory
 572 /// intrinsic can be promoted by SROA.  At this point, we know that the operand
 573 /// of the memintrinsic is a pointer to the beginning of the allocation.
 574 void SROA::isSafeMemIntrinsicOnAllocation(MemIntrinsic *MI, AllocationInst *AI,
 575                                           unsigned OpNo, AllocaInfo &Info) {
 576   // If not constant length, give up.
 577   ConstantInt *Length = dyn_cast<ConstantInt>(MI->getLength());
 578   if (!Length) return MarkUnsafe(Info);
 579
 580   // If not the whole aggregate, give up.
 581   if (Length->getZExtValue() !=
 582       TD->getTypePaddedSize(AI->getType()->getElementType()))
 583     return MarkUnsafe(Info);
 584
 585   // We only know about memcpy/memset/memmove.
 586   if (!isa<MemCpyInst>(MI) && !isa<MemSetInst>(MI) && !isa<MemMoveInst>(MI))
 587     return MarkUnsafe(Info);
 588
 589   // Otherwise, we can transform it.  Determine whether this is a memcpy/set
 590   // into or out of the aggregate.
 591   if (OpNo == 1)
 592     Info.isMemCpyDst = true;
 593   else {
 594     assert(OpNo == 2);
 595     Info.isMemCpySrc = true;
 596   }
 597 }
 598
 599 /// isSafeUseOfBitCastedAllocation - Return true if all users of this bitcast
 600 /// are
 601 void SROA::isSafeUseOfBitCastedAllocation(BitCastInst *BC, AllocationInst *AI,
 602                                           AllocaInfo &Info) {
 603   for (Value::use_iterator UI = BC->use_begin(), E = BC->use_end();
 604        UI != E; ++UI) {
 605     if (BitCastInst *BCU = dyn_cast<BitCastInst>(UI)) {
 606       isSafeUseOfBitCastedAllocation(BCU, AI, Info);
 607     } else if (MemIntrinsic *MI = dyn_cast<MemIntrinsic>(UI)) {
 608       isSafeMemIntrinsicOnAllocation(MI, AI, UI.getOperandNo(), Info);
 609     } else if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(UI)) {
 610       if (SI->isVolatile())
 611         return MarkUnsafe(Info);
 612
 613       // If storing the entire alloca in one chunk through a bitcasted pointer
 614       // to integer, we can transform it.  This happens (for example) when you
 615       // cast a {i32,i32}* to i64* and store through it.  This is similar to the
 616       // memcpy case and occurs in various "byval" cases and emulated memcpys.
 617       if (isa<IntegerType>(SI->getOperand(0)->getType()) &&
 618           TD->getTypePaddedSize(SI->getOperand(0)->getType()) ==
 619           TD->getTypePaddedSize(AI->getType()->getElementType())) {
 620         Info.isMemCpyDst = true;
 621         continue;
 622       }
 623       return MarkUnsafe(Info);
 624     } else if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(UI)) {
 625       if (LI->isVolatile())
 626         return MarkUnsafe(Info);
 627
 628       // If loading the entire alloca in one chunk through a bitcasted pointer
 629       // to integer, we can transform it.  This happens (for example) when you
 630       // cast a {i32,i32}* to i64* and load through it.  This is similar to the
 631       // memcpy case and occurs in various "byval" cases and emulated memcpys.
 632       if (isa<IntegerType>(LI->getType()) &&
 633           TD->getTypePaddedSize(LI->getType()) ==
 634           TD->getTypePaddedSize(AI->getType()->getElementType())) {
 635         Info.isMemCpySrc = true;
 636         continue;
 637       }
 638       return MarkUnsafe(Info);
 639     } else {
 640       return MarkUnsafe(Info);
 641     }
 642     if (Info.isUnsafe) return;
 643   }
 644 }
 645
 646 /// RewriteBitCastUserOfAlloca - BCInst (transitively) bitcasts AI, or indexes
 647 /// to its first element.  Transform users of the cast to use the new values
 648 /// instead.
 649 void SROA::RewriteBitCastUserOfAlloca(Instruction *BCInst, AllocationInst *AI,
 650                                       SmallVector<AllocaInst*, 32> &NewElts) {
 651   Value::use_iterator UI = BCInst->use_begin(), UE = BCInst->use_end();
 652   while (UI != UE) {
 653     Instruction *User = cast<Instruction>(*UI++);
 654     if (BitCastInst *BCU = dyn_cast<BitCastInst>(User)) {
 655       RewriteBitCastUserOfAlloca(BCU, AI, NewElts);
 656       if (BCU->use_empty()) BCU->eraseFromParent();
 657       continue;
 658     }
 659
 660     if (MemIntrinsic *MI = dyn_cast<MemIntrinsic>(User)) {
 661       // This must be memcpy/memmove/memset of the entire aggregate.
 662       // Split into one per element.
 663       RewriteMemIntrinUserOfAlloca(MI, BCInst, AI, NewElts);
 664       continue;
 665     }
 666
 667     if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(User)) {
 668       // If this is a store of the entire alloca from an integer, rewrite it.
 669       RewriteStoreUserOfWholeAlloca(SI, AI, NewElts);
 670       continue;
 671     }
 672
 673     if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(User)) {
 674       // If this is a load of the entire alloca to an integer, rewrite it.
 675       RewriteLoadUserOfWholeAlloca(LI, AI, NewElts);
 676       continue;
 677     }
 678
 679     // Otherwise it must be some other user of a gep of the first pointer.  Just
 680     // leave these alone.
 681     continue;
 682   }
 683 }
 684
 685 /// RewriteMemIntrinUserOfAlloca - MI is a memcpy/memset/memmove from or to AI.
 686 /// Rewrite it to copy or set the elements of the scalarized memory.
 687 void SROA::RewriteMemIntrinUserOfAlloca(MemIntrinsic *MI, Instruction *BCInst,
 688                                         AllocationInst *AI,
 689                                         SmallVector<AllocaInst*, 32> &NewElts) {
 690
 691   // If this is a memcpy/memmove, construct the other pointer as the
 692   // appropriate type.
 693   Value *OtherPtr = 0;
 694   if (MemCpyInst *MCI = dyn_cast<MemCpyInst>(MI)) {
 695     if (BCInst == MCI->getRawDest())
 696       OtherPtr = MCI->getRawSource();
 697     else {
 698       assert(BCInst == MCI->getRawSource());
 699       OtherPtr = MCI->getRawDest();
 700     }
 701   } else if (MemMoveInst *MMI = dyn_cast<MemMoveInst>(MI)) {
 702     if (BCInst == MMI->getRawDest())
 703       OtherPtr = MMI->getRawSource();
 704     else {
 705       assert(BCInst == MMI->getRawSource());
 706       OtherPtr = MMI->getRawDest();
 707     }
 708   }
 709
 710   // If there is an other pointer, we want to convert it to the same pointer
 711   // type as AI has, so we can GEP through it safely.
 712   if (OtherPtr) {
 713     // It is likely that OtherPtr is a bitcast, if so, remove it.
 714     if (BitCastInst *BC = dyn_cast<BitCastInst>(OtherPtr))
 715       OtherPtr = BC->getOperand(0);
 716     // All zero GEPs are effectively bitcasts.
 717     if (GetElementPtrInst *GEP = dyn_cast<GetElementPtrInst>(OtherPtr))
 718       if (GEP->hasAllZeroIndices())
 719         OtherPtr = GEP->getOperand(0);
 720
 721     if (ConstantExpr *BCE = dyn_cast<ConstantExpr>(OtherPtr))
 722       if (BCE->getOpcode() == Instruction::BitCast)
 723         OtherPtr = BCE->getOperand(0);
 724
 725     // If the pointer is not the right type, insert a bitcast to the right
 726     // type.
 727     if (OtherPtr->getType() != AI->getType())
 728       OtherPtr = new BitCastInst(OtherPtr, AI->getType(), OtherPtr->getName(),
 729                                  MI);
 730   }
 731
 732   // Process each element of the aggregate.
 733   Value *TheFn = MI->getOperand(0);
 734   const Type *BytePtrTy = MI->getRawDest()->getType();
 735   bool SROADest = MI->getRawDest() == BCInst;
 736
 737   Constant *Zero = Constant::getNullValue(Type::Int32Ty);
 738
 739   for (unsigned i = 0, e = NewElts.size(); i != e; ++i) {
 740     // If this is a memcpy/memmove, emit a GEP of the other element address.
 741     Value *OtherElt = 0;
 742     if (OtherPtr) {
 743       Value *Idx[2] = { Zero, ConstantInt::get(Type::Int32Ty, i) };
 744       OtherElt = GetElementPtrInst::Create(OtherPtr, Idx, Idx + 2,
 745                                            OtherPtr->getNameStr()+"."+utostr(i),
 746                                            MI);
 747     }
 748
 749     Value *EltPtr = NewElts[i];
 750     const Type *EltTy =cast<PointerType>(EltPtr->getType())->getElementType();
 751
 752     // If we got down to a scalar, insert a load or store as appropriate.
 753     if (EltTy->isSingleValueType()) {
 754       if (isa<MemCpyInst>(MI) || isa<MemMoveInst>(MI)) {
 755         Value *Elt = new LoadInst(SROADest ? OtherElt : EltPtr, "tmp",
 756                                   MI);
 757         new StoreInst(Elt, SROADest ? EltPtr : OtherElt, MI);
 758         continue;
 759       }
 760       assert(isa<MemSetInst>(MI));
 761
 762       // If the stored element is zero (common case), just store a null
 763       // constant.
 764       Constant *StoreVal;
 765       if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(MI->getOperand(2))) {
 766         if (CI->isZero()) {
 767           StoreVal = Constant::getNullValue(EltTy);  // 0.0, null, 0, <0,0>
 768         } else {
 769           // If EltTy is a vector type, get the element type.
 770           const Type *ValTy = EltTy;
 771           if (const VectorType *VTy = dyn_cast<VectorType>(ValTy))
 772             ValTy = VTy->getElementType();
 773
 774           // Construct an integer with the right value.
 775           unsigned EltSize = TD->getTypeSizeInBits(ValTy);
 776           APInt OneVal(EltSize, CI->getZExtValue());
 777           APInt TotalVal(OneVal);
 778           // Set each byte.
 779           for (unsigned i = 0; 8*i < EltSize; ++i) {
 780             TotalVal = TotalVal.shl(8);
 781             TotalVal |= OneVal;
 782           }
 783
 784           // Convert the integer value to the appropriate type.
 785           StoreVal = ConstantInt::get(TotalVal);
 786           if (isa<PointerType>(ValTy))
 787             StoreVal = ConstantExpr::getIntToPtr(StoreVal, ValTy);
 788           else if (ValTy->isFloatingPoint())
 789             StoreVal = ConstantExpr::getBitCast(StoreVal, ValTy);
 790           assert(StoreVal->getType() == ValTy && "Type mismatch!");
 791
 792           // If the requested value was a vector constant, create it.
 793           if (EltTy != ValTy) {
 794             unsigned NumElts = cast<VectorType>(ValTy)->getNumElements();
 795             SmallVector<Constant*, 16> Elts(NumElts, StoreVal);
 796             StoreVal = ConstantVector::get(&Elts[0], NumElts);
 797           }
 798         }
 799         new StoreInst(StoreVal, EltPtr, MI);
 800         continue;
 801       }
 802       // Otherwise, if we're storing a byte variable, use a memset call for
 803       // this element.
 804     }
 805
 806     // Cast the element pointer to BytePtrTy.
 807     if (EltPtr->getType() != BytePtrTy)
 808       EltPtr = new BitCastInst(EltPtr, BytePtrTy, EltPtr->getNameStr(), MI);
 809
 810     // Cast the other pointer (if we have one) to BytePtrTy.
 811     if (OtherElt && OtherElt->getType() != BytePtrTy)
 812       OtherElt = new BitCastInst(OtherElt, BytePtrTy,OtherElt->getNameStr(),
 813                                  MI);
 814
 815     unsigned EltSize = TD->getTypePaddedSize(EltTy);
 816
 817     // Finally, insert the meminst for this element.
 818     if (isa<MemCpyInst>(MI) || isa<MemMoveInst>(MI)) {
 819       Value *Ops[] = {
 820         SROADest ? EltPtr : OtherElt,  // Dest ptr
 821         SROADest ? OtherElt : EltPtr,  // Src ptr
 822         ConstantInt::get(MI->getOperand(3)->getType(), EltSize), // Size
 823         Zero  // Align
 824       };
 825       CallInst::Create(TheFn, Ops, Ops + 4, "", MI);
 826     } else {
 827       assert(isa<MemSetInst>(MI));
 828       Value *Ops[] = {
 829         EltPtr, MI->getOperand(2),  // Dest, Value,
 830         ConstantInt::get(MI->getOperand(3)->getType(), EltSize), // Size
 831         Zero  // Align
 832       };
 833       CallInst::Create(TheFn, Ops, Ops + 4, "", MI);
 834     }
 835   }
 836   MI->eraseFromParent();
 837 }
 838
 839 /// RewriteStoreUserOfWholeAlloca - We found an store of an integer that
 840 /// overwrites the entire allocation.  Extract out the pieces of the stored
 841 /// integer and store them individually.
 842 void SROA::RewriteStoreUserOfWholeAlloca(StoreInst *SI,
 843                                          AllocationInst *AI,
 844                                          SmallVector<AllocaInst*, 32> &NewElts){
 845   // Extract each element out of the integer according to its structure offset
 846   // and store the element value to the individual alloca.
 847   Value *SrcVal = SI->getOperand(0);
 848   const Type *AllocaEltTy = AI->getType()->getElementType();
 849   uint64_t AllocaSizeBits = TD->getTypePaddedSizeInBits(AllocaEltTy);
 850
 851   // If this isn't a store of an integer to the whole alloca, it may be a store
 852   // to the first element.  Just ignore the store in this case and normal SROA
 853   // will handle it.
 854   if (!isa<IntegerType>(SrcVal->getType()) ||
 855       TD->getTypePaddedSizeInBits(SrcVal->getType()) != AllocaSizeBits)
 856     return;
 857
 858   DOUT << "PROMOTING STORE TO WHOLE ALLOCA: " << *AI << *SI;
 859
 860   // There are two forms here: AI could be an array or struct.  Both cases
 861   // have different ways to compute the element offset.
 862   if (const StructType *EltSTy = dyn_cast<StructType>(AllocaEltTy)) {
 863     const StructLayout *Layout = TD->getStructLayout(EltSTy);
 864
 865     for (unsigned i = 0, e = NewElts.size(); i != e; ++i) {
 866       // Get the number of bits to shift SrcVal to get the value.
 867       const Type *FieldTy = EltSTy->getElementType(i);
 868       uint64_t Shift = Layout->getElementOffsetInBits(i);
 869
 870       if (TD->isBigEndian())
 871         Shift = AllocaSizeBits-Shift-TD->getTypePaddedSizeInBits(FieldTy);
 872
 873       Value *EltVal = SrcVal;
 874       if (Shift) {
 875         Value *ShiftVal = ConstantInt::get(EltVal->getType(), Shift);
 876         EltVal = BinaryOperator::CreateLShr(EltVal, ShiftVal,
 877                                             "sroa.store.elt", SI);
 878       }
 879
 880       // Truncate down to an integer of the right size.
 881       uint64_t FieldSizeBits = TD->getTypeSizeInBits(FieldTy);
 882
 883       // Ignore zero sized fields like {}, they obviously contain no data.
 884       if (FieldSizeBits == 0) continue;
 885
 886       if (FieldSizeBits != AllocaSizeBits)
 887         EltVal = new TruncInst(EltVal, IntegerType::get(FieldSizeBits), "", SI);
 888       Value *DestField = NewElts[i];
 889       if (EltVal->getType() == FieldTy) {
 890         // Storing to an integer field of this size, just do it.
 891       } else if (FieldTy->isFloatingPoint() || isa<VectorType>(FieldTy)) {
 892         // Bitcast to the right element type (for fp/vector values).
 893         EltVal = new BitCastInst(EltVal, FieldTy, "", SI);
 894       } else {
 895         // Otherwise, bitcast the dest pointer (for aggregates).
 896         DestField = new BitCastInst(DestField,
 897                                     PointerType::getUnqual(EltVal->getType()),
 898                                     "", SI);
 899       }
 900       new StoreInst(EltVal, DestField, SI);
 901     }
 902
 903   } else {
 904     const ArrayType *ATy = cast<ArrayType>(AllocaEltTy);
 905     const Type *ArrayEltTy = ATy->getElementType();
 906     uint64_t ElementOffset = TD->getTypePaddedSizeInBits(ArrayEltTy);
 907     uint64_t ElementSizeBits = TD->getTypeSizeInBits(ArrayEltTy);
 908
 909     uint64_t Shift;
 910
 911     if (TD->isBigEndian())
 912       Shift = AllocaSizeBits-ElementOffset;
 913     else
 914       Shift = 0;
 915
 916     for (unsigned i = 0, e = NewElts.size(); i != e; ++i) {
 917       // Ignore zero sized fields like {}, they obviously contain no data.
 918       if (ElementSizeBits == 0) continue;
 919
 920       Value *EltVal = SrcVal;
 921       if (Shift) {
 922         Value *ShiftVal = ConstantInt::get(EltVal->getType(), Shift);
 923         EltVal = BinaryOperator::CreateLShr(EltVal, ShiftVal,
 924                                             "sroa.store.elt", SI);
 925       }
 926
 927       // Truncate down to an integer of the right size.
 928       if (ElementSizeBits != AllocaSizeBits)
 929         EltVal = new TruncInst(EltVal, IntegerType::get(ElementSizeBits),"",SI);
 930       Value *DestField = NewElts[i];
 931       if (EltVal->getType() == ArrayEltTy) {
 932         // Storing to an integer field of this size, just do it.
 933       } else if (ArrayEltTy->isFloatingPoint() || isa<VectorType>(ArrayEltTy)) {
 934         // Bitcast to the right element type (for fp/vector values).
 935         EltVal = new BitCastInst(EltVal, ArrayEltTy, "", SI);
 936       } else {
 937         // Otherwise, bitcast the dest pointer (for aggregates).
 938         DestField = new BitCastInst(DestField,
 939                                     PointerType::getUnqual(EltVal->getType()),
 940                                     "", SI);
 941       }
 942       new StoreInst(EltVal, DestField, SI);
 943
 944       if (TD->isBigEndian())
 945         Shift -= ElementOffset;
 946       else
 947         Shift += ElementOffset;
 948     }
 949   }
 950
 951   SI->eraseFromParent();
 952 }
 953
 954 /// RewriteLoadUserOfWholeAlloca - We found an load of the entire allocation to
 955 /// an integer.  Load the individual pieces to form the aggregate value.
 956 void SROA::RewriteLoadUserOfWholeAlloca(LoadInst *LI, AllocationInst *AI,
 957                                         SmallVector<AllocaInst*, 32> &NewElts) {
 958   // Extract each element out of the NewElts according to its structure offset
 959   // and form the result value.
 960   const Type *AllocaEltTy = AI->getType()->getElementType();
 961   uint64_t AllocaSizeBits = TD->getTypePaddedSizeInBits(AllocaEltTy);
 962
 963   // If this isn't a load of the whole alloca to an integer, it may be a load
 964   // of the first element.  Just ignore the load in this case and normal SROA
 965   // will handle it.
 966   if (!isa<IntegerType>(LI->getType()) ||
 967       TD->getTypePaddedSizeInBits(LI->getType()) != AllocaSizeBits)
 968     return;
 969
 970   DOUT << "PROMOTING LOAD OF WHOLE ALLOCA: " << *AI << *LI;
 971
 972   // There are two forms here: AI could be an array or struct.  Both cases
 973   // have different ways to compute the element offset.
 974   const StructLayout *Layout = 0;
 975   uint64_t ArrayEltBitOffset = 0;
 976   if (const StructType *EltSTy = dyn_cast<StructType>(AllocaEltTy)) {
 977     Layout = TD->getStructLayout(EltSTy);
 978   } else {
 979     const Type *ArrayEltTy = cast<ArrayType>(AllocaEltTy)->getElementType();
 980     ArrayEltBitOffset = TD->getTypePaddedSizeInBits(ArrayEltTy);
 981   }
 982
 983   Value *ResultVal = Constant::getNullValue(LI->getType());
 984
 985   for (unsigned i = 0, e = NewElts.size(); i != e; ++i) {
 986     // Load the value from the alloca.  If the NewElt is an aggregate, cast
 987     // the pointer to an integer of the same size before doing the load.
 988     Value *SrcField = NewElts[i];
 989     const Type *FieldTy =
 990       cast<PointerType>(SrcField->getType())->getElementType();
 991     uint64_t FieldSizeBits = TD->getTypeSizeInBits(FieldTy);
 992
 993     // Ignore zero sized fields like {}, they obviously contain no data.
 994     if (FieldSizeBits == 0) continue;
 995
 996     const IntegerType *FieldIntTy = IntegerType::get(FieldSizeBits);
 997     if (!isa<IntegerType>(FieldTy) && !FieldTy->isFloatingPoint() &&
 998         !isa<VectorType>(FieldTy))
 999       SrcField = new BitCastInst(SrcField, PointerType::getUnqual(FieldIntTy),
1000                                  "", LI);
1001     SrcField = new LoadInst(SrcField, "sroa.load.elt", LI);
1002
1003     // If SrcField is a fp or vector of the right size but that isn't an
1004     // integer type, bitcast to an integer so we can shift it.
1005     if (SrcField->getType() != FieldIntTy)
1006       SrcField = new BitCastInst(SrcField, FieldIntTy, "", LI);
1007
1008     // Zero extend the field to be the same size as the final alloca so that
1009     // we can shift and insert it.
1010     if (SrcField->getType() != ResultVal->getType())
1011       SrcField = new ZExtInst(SrcField, ResultVal->getType(), "", LI);
1012
1013     // Determine the number of bits to shift SrcField.
1014     uint64_t Shift;
1015     if (Layout) // Struct case.
1016       Shift = Layout->getElementOffsetInBits(i);
1017     else  // Array case.
1018       Shift = i*ArrayEltBitOffset;
1019
1020     if (TD->isBigEndian())
1021       Shift = AllocaSizeBits-Shift-FieldIntTy->getBitWidth();
1022
1023     if (Shift) {
1024       Value *ShiftVal = ConstantInt::get(SrcField->getType(), Shift);
1025       SrcField = BinaryOperator::CreateShl(SrcField, ShiftVal, "", LI);
1026     }
1027
1028     ResultVal = BinaryOperator::CreateOr(SrcField, ResultVal, "", LI);
1029   }
1030
1031   LI->replaceAllUsesWith(ResultVal);
1032   LI->eraseFromParent();
1033 }
1034
1035
1036 /// HasPadding - Return true if the specified type has any structure or
1037 /// alignment padding, false otherwise.
1038 static bool HasPadding(const Type *Ty, const TargetData &TD) {
1039   if (const StructType *STy = dyn_cast<StructType>(Ty)) {
1040     const StructLayout *SL = TD.getStructLayout(STy);
1041     unsigned PrevFieldBitOffset = 0;
1042     for (unsigned i = 0, e = STy->getNumElements(); i != e; ++i) {
1043       unsigned FieldBitOffset = SL->getElementOffsetInBits(i);
1044
1045       // Padding in sub-elements?
1046       if (HasPadding(STy->getElementType(i), TD))
1047         return true;
1048
1049       // Check to see if there is any padding between this element and the
1050       // previous one.
1051       if (i) {
1052         unsigned PrevFieldEnd =
1053         PrevFieldBitOffset+TD.getTypeSizeInBits(STy->getElementType(i-1));
1054         if (PrevFieldEnd < FieldBitOffset)
1055           return true;
1056       }
1057
1058       PrevFieldBitOffset = FieldBitOffset;
1059     }
1060
1061     //  Check for tail padding.
1062     if (unsigned EltCount = STy->getNumElements()) {
1063       unsigned PrevFieldEnd = PrevFieldBitOffset +
1064                    TD.getTypeSizeInBits(STy->getElementType(EltCount-1));
1065       if (PrevFieldEnd < SL->getSizeInBits())
1066         return true;
1067     }
1068
1069   } else if (const ArrayType *ATy = dyn_cast<ArrayType>(Ty)) {
1070     return HasPadding(ATy->getElementType(), TD);
1071   } else if (const VectorType *VTy = dyn_cast<VectorType>(Ty)) {
1072     return HasPadding(VTy->getElementType(), TD);
1073   }
1074   return TD.getTypeSizeInBits(Ty) != TD.getTypePaddedSizeInBits(Ty);
1075 }
1076
1077 /// isSafeStructAllocaToScalarRepl - Check to see if the specified allocation of
1078 /// an aggregate can be broken down into elements.  Return 0 if not, 3 if safe,
1079 /// or 1 if safe after canonicalization has been performed.
1080 ///
1081 int SROA::isSafeAllocaToScalarRepl(AllocationInst *AI) {
1082   // Loop over the use list of the alloca.  We can only transform it if all of
1083   // the users are safe to transform.
1084   AllocaInfo Info;
1085
1086   for (Value::use_iterator I = AI->use_begin(), E = AI->use_end();
1087        I != E; ++I) {
1088     isSafeUseOfAllocation(cast<Instruction>(*I), AI, Info);
1089     if (Info.isUnsafe) {
1090       DOUT << "Cannot transform: " << *AI << "  due to user: " << **I;
1091       return 0;
1092     }
1093   }
1094
1095   // Okay, we know all the users are promotable.  If the aggregate is a memcpy
1096   // source and destination, we have to be careful.  In particular, the memcpy
1097   // could be moving around elements that live in structure padding of the LLVM
1098   // types, but may actually be used.  In these cases, we refuse to promote the
1099   // struct.
1100   if (Info.isMemCpySrc && Info.isMemCpyDst &&
1101       HasPadding(AI->getType()->getElementType(), *TD))
1102     return 0;
1103
1104   // If we require cleanup, return 1, otherwise return 3.
1105   return Info.needsCanon ? 1 : 3;
1106 }
1107
1108 /// CanonicalizeAllocaUsers - If SROA reported that it can promote the specified
1109 /// allocation, but only if cleaned up, perform the cleanups required.
1110 void SROA::CanonicalizeAllocaUsers(AllocationInst *AI) {
1111   // At this point, we know that the end result will be SROA'd and promoted, so
1112   // we can insert ugly code if required so long as sroa+mem2reg will clean it
1113   // up.
1114   for (Value::use_iterator UI = AI->use_begin(), E = AI->use_end();
1115        UI != E; ) {
1116     GetElementPtrInst *GEPI = dyn_cast<GetElementPtrInst>(*UI++);
1117     if (!GEPI) continue;
1118     gep_type_iterator I = gep_type_begin(GEPI);
1119     ++I;
1120
1121     if (const ArrayType *AT = dyn_cast<ArrayType>(*I)) {
1122       uint64_t NumElements = AT->getNumElements();
1123
1124       if (!isa<ConstantInt>(I.getOperand())) {
1125         if (NumElements == 1) {
1126           GEPI->setOperand(2, Constant::getNullValue(Type::Int32Ty));
1127         } else {
1128           assert(NumElements == 2 && "Unhandled case!");
1129           // All users of the GEP must be loads.  At each use of the GEP, insert
1130           // two loads of the appropriate indexed GEP and select between them.
1131           Value *IsOne = new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE, I.getOperand(),
1132                               Constant::getNullValue(I.getOperand()->getType()),
1133              "isone", GEPI);
1134           // Insert the new GEP instructions, which are properly indexed.
1135           SmallVector<Value*, 8> Indices(GEPI->op_begin()+1, GEPI->op_end());
1136           Indices[1] = Constant::getNullValue(Type::Int32Ty);
1137           Value *ZeroIdx = GetElementPtrInst::Create(GEPI->getOperand(0),
1138                                                      Indices.begin(),
1139                                                      Indices.end(),
1140                                                      GEPI->getName()+".0", GEPI);
1141           Indices[1] = ConstantInt::get(Type::Int32Ty, 1);
1142           Value *OneIdx = GetElementPtrInst::Create(GEPI->getOperand(0),
1143                                                     Indices.begin(),
1144                                                     Indices.end(),
1145                                                     GEPI->getName()+".1", GEPI);
1146           // Replace all loads of the variable index GEP with loads from both
1147           // indexes and a select.
1148           while (!GEPI->use_empty()) {
1149             LoadInst *LI = cast<LoadInst>(GEPI->use_back());
1150             Value *Zero = new LoadInst(ZeroIdx, LI->getName()+".0", LI);
1151             Value *One  = new LoadInst(OneIdx , LI->getName()+".1", LI);
1152             Value *R = SelectInst::Create(IsOne, One, Zero, LI->getName(), LI);
1153             LI->replaceAllUsesWith(R);
1154             LI->eraseFromParent();
1155           }
1156           GEPI->eraseFromParent();
1157         }
1158       }
1159     }
1160   }
1161 }
1162
1163 /// MergeInType - Add the 'In' type to the accumulated type (Accum) so far at
1164 /// the offset specified by Offset (which is specified in bytes).
1165 ///
1166 /// There are two cases we handle here:
1167 ///   1) A union of vector types of the same size and potentially its elements.
1168 ///      Here we turn element accesses into insert/extract element operations.
1169 ///      This promotes a <4 x float> with a store of float to the third element
1170 ///      into a <4 x float> that uses insert element.
1171 ///   2) A fully general blob of memory, which we turn into some (potentially
1172 ///      large) integer type with extract and insert operations where the loads
1173 ///      and stores would mutate the memory.
1174 static void MergeInType(const Type *In, uint64_t Offset, const Type *&Accum,
1175                         const TargetData &TD) {
1176   // If this is our first type, just use it.
1177   if ((Accum == 0 && Offset == 0) || In == Type::VoidTy ||
1178       // Or if this is a same type, keep it.
1179       (In == Accum && Offset == 0)) {
1180     Accum = In;
1181     return;
1182   }
1183
1184   // Merging something like i32 into offset 8 means that a "field" is merged in
1185   // before the basic type is.  Make sure to consider the offset below.
1186   if (Accum == 0)
1187     Accum = Type::Int8Ty;
1188
1189   if (const VectorType *VATy = dyn_cast<VectorType>(Accum)) {
1190     if (VATy->getElementType() == In &&
1191         Offset % TD.getTypePaddedSize(In) == 0 &&
1192         Offset < TD.getTypePaddedSize(VATy))
1193       return;  // Accum is a vector, and we are accessing an element: ok.
1194     if (const VectorType *VInTy = dyn_cast<VectorType>(In))
1195       if (VInTy->getBitWidth() == VATy->getBitWidth() && Offset == 0)
1196         return; // Two vectors of the same size: keep either one of them.
1197   }
1198
1199   if (const VectorType *VInTy = dyn_cast<VectorType>(In)) {
1200     // In is a vector, and we are accessing an element: keep V.
1201     if (VInTy->getElementType() == Accum &&
1202         Offset % TD.getTypePaddedSize(Accum) == 0 &&
1203         Offset < TD.getTypePaddedSize(VInTy)) {
1204       Accum = VInTy;
1205       return;
1206     }
1207   }
1208
1209   // Otherwise, we have a case that we can't handle with an optimized form.
1210   // Convert the alloca to an integer that is as large as the largest store size
1211   // of the value values.
1212   uint64_t InSize = TD.getTypeStoreSizeInBits(In)+8*Offset;
1213   uint64_t ASize  = TD.getTypeStoreSizeInBits(Accum);
1214   if (InSize > ASize) ASize = InSize;
1215   Accum = IntegerType::get(ASize);
1216 }
1217
1218 /// CanConvertToScalar - V is a pointer.  If we can convert the pointee and all
1219 /// its accesses to use a to single scalar type, return true, and set ResTy to
1220 /// the new type.  Further, if the use is not a completely trivial use that
1221 /// mem2reg could promote, set IsNotTrivial.  Offset is the current offset from
1222 /// the base of the alloca being analyzed.
1223 ///
1224 bool SROA::CanConvertToScalar(Value *V, bool &IsNotTrivial,
1225                               const Type *&ResTy, uint64_t Offset) {
1226   for (Value::use_iterator UI = V->use_begin(), E = V->use_end(); UI!=E; ++UI) {
1227     Instruction *User = cast<Instruction>(*UI);
1228
1229     if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(User)) {
1230       // Don't break volatile loads.
1231       if (LI->isVolatile())
1232         return false;
1233       MergeInType(LI->getType(), Offset, ResTy, *TD);
1234       continue;
1235     }
1236
1237     if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(User)) {
1238       // Storing the pointer, not into the value?
1239       if (SI->getOperand(0) == V || SI->isVolatile()) return 0;
1240       MergeInType(SI->getOperand(0)->getType(), Offset, ResTy, *TD);
1241       continue;
1242     }
1243
1244     if (BitCastInst *BCI = dyn_cast<BitCastInst>(User)) {
1245       if (!CanConvertToScalar(BCI, IsNotTrivial, ResTy, Offset))
1246         return false;
1247       IsNotTrivial = true;
1248       continue;
1249     }
1250
1251     if (GetElementPtrInst *GEP = dyn_cast<GetElementPtrInst>(User)) {
1252       // If this is a GEP with a variable indices, we can't handle it.
1253       if (!GEP->hasAllConstantIndices())
1254         return false;
1255
1256       // Compute the offset that this GEP adds to the pointer.
1257       SmallVector<Value*, 8> Indices(GEP->op_begin()+1, GEP->op_end());
1258       uint64_t GEPOffset = TD->getIndexedOffset(GEP->getOperand(0)->getType(),
1259                                                 &Indices[0], Indices.size());
1260       // See if all uses can be converted.
1261       if (!CanConvertToScalar(GEP, IsNotTrivial, ResTy, Offset+GEPOffset))
1262         return false;
1263       IsNotTrivial = true;
1264       continue;
1265     }
1266
1267     // Otherwise, we cannot handle this!
1268     return false;
1269   }
1270
1271   return true;
1272 }
1273
1274
1275 /// ConvertUsesToScalar - Convert all of the users of Ptr to use the new alloca
1276 /// directly.  This happens when we are converting an "integer union" to a
1277 /// single integer scalar, or when we are converting a "vector union" to a
1278 /// vector with insert/extractelement instructions.
1279 ///
1280 /// Offset is an offset from the original alloca, in bits that need to be
1281 /// shifted to the right.  By the end of this, there should be no uses of Ptr.
1282 void SROA::ConvertUsesToScalar(Value *Ptr, AllocaInst *NewAI, uint64_t Offset) {
1283   while (!Ptr->use_empty()) {
1284     Instruction *User = cast<Instruction>(Ptr->use_back());
1285
1286     if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(User)) {
1287       LI->replaceAllUsesWith(ConvertUsesOfLoadToScalar(LI, NewAI, Offset));
1288       LI->eraseFromParent();
1289       continue;
1290     }
1291
1292     if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(User)) {
1293       assert(SI->getOperand(0) != Ptr && "Consistency error!");
1294       new StoreInst(ConvertUsesOfStoreToScalar(SI, NewAI, Offset), NewAI, SI);
1295       SI->eraseFromParent();
1296       continue;
1297     }
1298
1299     if (BitCastInst *CI = dyn_cast<BitCastInst>(User)) {
1300       ConvertUsesToScalar(CI, NewAI, Offset);
1301       CI->eraseFromParent();
1302       continue;
1303     }
1304
1305     if (GetElementPtrInst *GEP = dyn_cast<GetElementPtrInst>(User)) {
1306       // Compute the offset that this GEP adds to the pointer.
1307       SmallVector<Value*, 8> Indices(GEP->op_begin()+1, GEP->op_end());
1308       uint64_t GEPOffset = TD->getIndexedOffset(GEP->getOperand(0)->getType(),
1309                                                 &Indices[0], Indices.size());
1310       ConvertUsesToScalar(GEP, NewAI, Offset+GEPOffset*8);
1311       GEP->eraseFromParent();
1312       continue;
1313     }
1314     assert(0 && "Unsupported operation!");
1315     abort();
1316   }
1317 }
1318
1319 /// ConvertUsesOfLoadToScalar - Convert all of the users of the specified load
1320 /// to use the new alloca directly, returning the value that should replace the
1321 /// load.  This happens when we are converting an "integer union" to a single
1322 /// integer scalar, or when we are converting a "vector union" to a vector with
1323 /// insert/extractelement instructions.
1324 ///
1325 /// Offset is an offset from the original alloca, in bits that need to be
1326 /// shifted to the right.  By the end of this, there should be no uses of Ptr.
1327 Value *SROA::ConvertUsesOfLoadToScalar(LoadInst *LI, AllocaInst *NewAI,
1328                                        uint64_t Offset) {
1329   // The load is a bit extract from NewAI shifted right by Offset bits.
1330   Value *NV = new LoadInst(NewAI, LI->getName(), LI);
1331
1332   // If the load is of the whole new alloca, no conversion is needed.
1333   if (NV->getType() == LI->getType() && Offset == 0)
1334     return NV;
1335
1336   // If the result alloca is a vector type, this is either an element
1337   // access or a bitcast to another vector type of the same size.
1338   if (const VectorType *VTy = dyn_cast<VectorType>(NV->getType())) {
1339     if (isa<VectorType>(LI->getType()))
1340       return new BitCastInst(NV, LI->getType(), LI->getName(), LI);
1341
1342     // Otherwise it must be an element access.
1343     unsigned Elt = 0;
1344     if (Offset) {
1345       unsigned EltSize = TD->getTypePaddedSizeInBits(VTy->getElementType());
1346       Elt = Offset/EltSize;
1347       assert(EltSize*Elt == Offset && "Invalid modulus in validity checking");
1348     }
1349     // Return the element extracted out of it.
1350     return new ExtractElementInst(NV, ConstantInt::get(Type::Int32Ty, Elt),
1351                                   "tmp", LI);
1352   }
1353
1354   // Otherwise, this must be a union that was converted to an integer value.
1355   const IntegerType *NTy = cast<IntegerType>(NV->getType());
1356
1357   // If this is a big-endian system and the load is narrower than the
1358   // full alloca type, we need to do a shift to get the right bits.
1359   int ShAmt = 0;
1360   if (TD->isBigEndian()) {
1361     // On big-endian machines, the lowest bit is stored at the bit offset
1362     // from the pointer given by getTypeStoreSizeInBits.  This matters for
1363     // integers with a bitwidth that is not a multiple of 8.
1364     ShAmt = TD->getTypeStoreSizeInBits(NTy) -
1365             TD->getTypeStoreSizeInBits(LI->getType()) - Offset;
1366   } else {
1367     ShAmt = Offset;
1368   }
1369
1370   // Note: we support negative bitwidths (with shl) which are not defined.
1371   // We do this to support (f.e.) loads off the end of a structure where
1372   // only some bits are used.
1373   if (ShAmt > 0 && (unsigned)ShAmt < NTy->getBitWidth())
1374     NV = BinaryOperator::CreateLShr(NV,
1375                                     ConstantInt::get(NV->getType(), ShAmt),
1376                                     LI->getName(), LI);
1377   else if (ShAmt < 0 && (unsigned)-ShAmt < NTy->getBitWidth())
1378     NV = BinaryOperator::CreateShl(NV,
1379                                    ConstantInt::get(NV->getType(), -ShAmt),
1380                                    LI->getName(), LI);
1381
1382   // Finally, unconditionally truncate the integer to the right width.
1383   unsigned LIBitWidth = TD->getTypeSizeInBits(LI->getType());
1384   if (LIBitWidth < NTy->getBitWidth())
1385     NV = new TruncInst(NV, IntegerType::get(LIBitWidth),
1386                        LI->getName(), LI);
1387
1388   // If the result is an integer, this is a trunc or bitcast.
1389   if (isa<IntegerType>(LI->getType())) {
1390     // Should be done.
1391   } else if (LI->getType()->isFloatingPoint() ||
1392              isa<VectorType>(LI->getType())) {
1393     // Just do a bitcast, we know the sizes match up.
1394     NV = new BitCastInst(NV, LI->getType(), LI->getName(), LI);
1395   } else {
1396     // Otherwise must be a pointer.
1397     NV = new IntToPtrInst(NV, LI->getType(), LI->getName(), LI);
1398   }
1399   assert(NV->getType() == LI->getType() && "Didn't convert right?");
1400   return NV;
1401 }
1402
1403
1404 /// ConvertUsesOfStoreToScalar - Convert the specified store to a load+store
1405 /// pair of the new alloca directly, returning the value that should be stored
1406 /// to the alloca.  This happens when we are converting an "integer union" to a
1407 /// single integer scalar, or when we are converting a "vector union" to a
1408 /// vector with insert/extractelement instructions.
1409 ///
1410 /// Offset is an offset from the original alloca, in bits that need to be
1411 /// shifted to the right.  By the end of this, there should be no uses of Ptr.
1412 Value *SROA::ConvertUsesOfStoreToScalar(StoreInst *SI, AllocaInst *NewAI,
1413                                         uint64_t Offset) {
1414
1415   // Convert the stored type to the actual type, shift it left to insert
1416   // then 'or' into place.
1417   Value *SV = SI->getOperand(0);
1418   const Type *AllocaType = NewAI->getType()->getElementType();
1419   if (SV->getType() == AllocaType && Offset == 0) {
1420     return SV;
1421   }
1422
1423   if (const VectorType *VTy = dyn_cast<VectorType>(AllocaType)) {
1424     Value *Old = new LoadInst(NewAI, NewAI->getName()+".in", SI);
1425
1426     // If the result alloca is a vector type, this is either an element
1427     // access or a bitcast to another vector type.
1428     if (isa<VectorType>(SV->getType())) {
1429       SV = new BitCastInst(SV, AllocaType, SV->getName(), SI);
1430     } else {
1431       // Must be an element insertion.
1432       unsigned Elt = Offset/TD->getTypePaddedSizeInBits(VTy->getElementType());
1433       SV = InsertElementInst::Create(Old, SV,
1434                                      ConstantInt::get(Type::Int32Ty, Elt),
1435                                      "tmp", SI);
1436     }
1437     return SV;
1438   }
1439
1440
1441   Value *Old = new LoadInst(NewAI, NewAI->getName()+".in", SI);
1442
1443   // If SV is a float, convert it to the appropriate integer type.
1444   // If it is a pointer, do the same, and also handle ptr->ptr casts
1445   // here.
1446   unsigned SrcWidth = TD->getTypeSizeInBits(SV->getType());
1447   unsigned DestWidth = TD->getTypeSizeInBits(AllocaType);
1448   unsigned SrcStoreWidth = TD->getTypeStoreSizeInBits(SV->getType());
1449   unsigned DestStoreWidth = TD->getTypeStoreSizeInBits(AllocaType);
1450   if (SV->getType()->isFloatingPoint() || isa<VectorType>(SV->getType()))
1451     SV = new BitCastInst(SV, IntegerType::get(SrcWidth), SV->getName(), SI);
1452   else if (isa<PointerType>(SV->getType()))
1453     SV = new PtrToIntInst(SV, TD->getIntPtrType(), SV->getName(), SI);
1454
1455   // Always zero extend the value if needed.
1456   if (SV->getType() != AllocaType)
1457     SV = new ZExtInst(SV, AllocaType, SV->getName(), SI);
1458
1459   // If this is a big-endian system and the store is narrower than the
1460   // full alloca type, we need to do a shift to get the right bits.
1461   int ShAmt = 0;
1462   if (TD->isBigEndian()) {
1463     // On big-endian machines, the lowest bit is stored at the bit offset
1464     // from the pointer given by getTypeStoreSizeInBits.  This matters for
1465     // integers with a bitwidth that is not a multiple of 8.
1466     ShAmt = DestStoreWidth - SrcStoreWidth - Offset;
1467   } else {
1468     ShAmt = Offset;
1469   }
1470
1471   // Note: we support negative bitwidths (with shr) which are not defined.
1472   // We do this to support (f.e.) stores off the end of a structure where
1473   // only some bits in the structure are set.
1474   APInt Mask(APInt::getLowBitsSet(DestWidth, SrcWidth));
1475   if (ShAmt > 0 && (unsigned)ShAmt < DestWidth) {
1476     SV = BinaryOperator::CreateShl(SV,
1477                                    ConstantInt::get(SV->getType(), ShAmt),
1478                                    SV->getName(), SI);
1479     Mask <<= ShAmt;
1480   } else if (ShAmt < 0 && (unsigned)-ShAmt < DestWidth) {
1481     SV = BinaryOperator::CreateLShr(SV,
1482                                     ConstantInt::get(SV->getType(),-ShAmt),
1483                                     SV->getName(), SI);
1484     Mask = Mask.lshr(-ShAmt);
1485   }
1486
1487   // Mask out the bits we are about to insert from the old value, and or
1488   // in the new bits.
1489   if (SrcWidth != DestWidth) {
1490     assert(DestWidth > SrcWidth);
1491     Old = BinaryOperator::CreateAnd(Old, ConstantInt::get(~Mask),
1492                                     Old->getName()+".mask", SI);
1493     SV = BinaryOperator::CreateOr(Old, SV, SV->getName()+".ins", SI);
1494   }
1495   return SV;
1496 }
1497
1498
1499
1500 /// PointsToConstantGlobal - Return true if V (possibly indirectly) points to
1501 /// some part of a constant global variable.  This intentionally only accepts
1502 /// constant expressions because we don't can't rewrite arbitrary instructions.
1503 static bool PointsToConstantGlobal(Value *V) {
1504   if (GlobalVariable *GV = dyn_cast<GlobalVariable>(V))
1505     return GV->isConstant();
1506   if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(V))
1507     if (CE->getOpcode() == Instruction::BitCast ||
1508         CE->getOpcode() == Instruction::GetElementPtr)
1509       return PointsToConstantGlobal(CE->getOperand(0));
1510   return false;
1511 }
1512
1513 /// isOnlyCopiedFromConstantGlobal - Recursively walk the uses of a (derived)
1514 /// pointer to an alloca.  Ignore any reads of the pointer, return false if we
1515 /// see any stores or other unknown uses.  If we see pointer arithmetic, keep
1516 /// track of whether it moves the pointer (with isOffset) but otherwise traverse
1517 /// the uses.  If we see a memcpy/memmove that targets an unoffseted pointer to
1518 /// the alloca, and if the source pointer is a pointer to a constant  global, we
1519 /// can optimize this.
1520 static bool isOnlyCopiedFromConstantGlobal(Value *V, Instruction *&TheCopy,
1521                                            bool isOffset) {
1522   for (Value::use_iterator UI = V->use_begin(), E = V->use_end(); UI!=E; ++UI) {
1523     if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(*UI))
1524       // Ignore non-volatile loads, they are always ok.
1525       if (!LI->isVolatile())
1526         continue;
1527
1528     if (BitCastInst *BCI = dyn_cast<BitCastInst>(*UI)) {
1529       // If uses of the bitcast are ok, we are ok.
1530       if (!isOnlyCopiedFromConstantGlobal(BCI, TheCopy, isOffset))
1531         return false;
1532       continue;
1533     }
1534     if (GetElementPtrInst *GEP = dyn_cast<GetElementPtrInst>(*UI)) {
1535       // If the GEP has all zero indices, it doesn't offset the pointer.  If it
1536       // doesn't, it does.
1537       if (!isOnlyCopiedFromConstantGlobal(GEP, TheCopy,
1538                                          isOffset || !GEP->hasAllZeroIndices()))
1539         return false;
1540       continue;
1541     }
1542
1543     // If this is isn't our memcpy/memmove, reject it as something we can't
1544     // handle.
1545     if (!isa<MemCpyInst>(*UI) && !isa<MemMoveInst>(*UI))
1546       return false;
1547
1548     // If we already have seen a copy, reject the second one.
1549     if (TheCopy) return false;
1550
1551     // If the pointer has been offset from the start of the alloca, we can't
1552     // safely handle this.
1553     if (isOffset) return false;
1554
1555     // If the memintrinsic isn't using the alloca as the dest, reject it.
1556     if (UI.getOperandNo() != 1) return false;
1557
1558     MemIntrinsic *MI = cast<MemIntrinsic>(*UI);
1559
1560     // If the source of the memcpy/move is not a constant global, reject it.
1561     if (!PointsToConstantGlobal(MI->getOperand(2)))
1562       return false;
1563
1564     // Otherwise, the transform is safe.  Remember the copy instruction.
1565     TheCopy = MI;
1566   }
1567   return true;
1568 }
1569
1570 /// isOnlyCopiedFromConstantGlobal - Return true if the specified alloca is only
1571 /// modified by a copy from a constant global.  If we can prove this, we can
1572 /// replace any uses of the alloca with uses of the global directly.
1573 Instruction *SROA::isOnlyCopiedFromConstantGlobal(AllocationInst *AI) {
1574   Instruction *TheCopy = 0;
1575   if (::isOnlyCopiedFromConstantGlobal(AI, TheCopy, false))
1576     return TheCopy;
1577   return 0;
1578 }