lib/Transforms/Scalar/ScalarReplAggregates.cpp

   1 //===- ScalarReplAggregates.cpp - Scalar Replacement of Aggregates --------===//
   2 //
   3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
   4 //
   5 // This file was developed by the LLVM research group and is distributed under
   6 // the University of Illinois Open Source 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/Instructions.h"
  28 #include "llvm/IntrinsicInst.h"
  29 #include "llvm/Pass.h"
  30 #include "llvm/Analysis/Dominators.h"
  31 #include "llvm/Target/TargetData.h"
  32 #include "llvm/Transforms/Utils/PromoteMemToReg.h"
  33 #include "llvm/Support/Debug.h"
  34 #include "llvm/Support/GetElementPtrTypeIterator.h"
  35 #include "llvm/Support/MathExtras.h"
  36 #include "llvm/Support/Compiler.h"
  37 #include "llvm/ADT/SmallVector.h"
  38 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
  39 #include "llvm/ADT/StringExtras.h"
  40 using namespace llvm;
  41
  42 STATISTIC(NumReplaced,  "Number of allocas broken up");
  43 STATISTIC(NumPromoted,  "Number of allocas promoted");
  44 STATISTIC(NumConverted, "Number of aggregates converted to scalar");
  45
  46 namespace {
  47   struct VISIBILITY_HIDDEN SROA : public FunctionPass {
  48     bool runOnFunction(Function &F);
  49
  50     bool performScalarRepl(Function &F);
  51     bool performPromotion(Function &F);
  52
  53     // getAnalysisUsage - This pass does not require any passes, but we know it
  54     // will not alter the CFG, so say so.
  55     virtual void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
  56       AU.addRequired<DominatorTree>();
  57       AU.addRequired<DominanceFrontier>();
  58       AU.addRequired<TargetData>();
  59       AU.setPreservesCFG();
  60     }
  61
  62   private:
  63     int isSafeElementUse(Value *Ptr, bool isFirstElt, AllocationInst *AI);
  64     int isSafeUseOfAllocation(Instruction *User, AllocationInst *AI);
  65     bool isSafeMemIntrinsicOnAllocation(MemIntrinsic *MI, AllocationInst *AI);
  66     bool isSafeUseOfBitCastedAllocation(BitCastInst *User, AllocationInst *AI);
  67     int isSafeAllocaToScalarRepl(AllocationInst *AI);
  68     void CanonicalizeAllocaUsers(AllocationInst *AI);
  69     AllocaInst *AddNewAlloca(Function &F, const Type *Ty, AllocationInst *Base);
  70
  71     void RewriteBitCastUserOfAlloca(Instruction *BCInst, AllocationInst *AI,
  72                                     SmallVector<AllocaInst*, 32> &NewElts);
  73
  74     const Type *CanConvertToScalar(Value *V, bool &IsNotTrivial);
  75     void ConvertToScalar(AllocationInst *AI, const Type *Ty);
  76     void ConvertUsesToScalar(Value *Ptr, AllocaInst *NewAI, unsigned Offset);
  77   };
  78
  79   RegisterPass<SROA> X("scalarrepl", "Scalar Replacement of Aggregates");
  80 }
  81
  82 // Public interface to the ScalarReplAggregates pass
  83 FunctionPass *llvm::createScalarReplAggregatesPass() { return new SROA(); }
  84
  85
  86 bool SROA::runOnFunction(Function &F) {
  87   bool Changed = performPromotion(F);
  88   while (1) {
  89     bool LocalChange = performScalarRepl(F);
  90     if (!LocalChange) break;   // No need to repromote if no scalarrepl
  91     Changed = true;
  92     LocalChange = performPromotion(F);
  93     if (!LocalChange) break;   // No need to re-scalarrepl if no promotion
  94   }
  95
  96   return Changed;
  97 }
  98
  99
 100 bool SROA::performPromotion(Function &F) {
 101   std::vector<AllocaInst*> Allocas;
 102   const TargetData &TD = getAnalysis<TargetData>();
 103   DominatorTree     &DT = getAnalysis<DominatorTree>();
 104   DominanceFrontier &DF = getAnalysis<DominanceFrontier>();
 105
 106   BasicBlock &BB = F.getEntryBlock();  // Get the entry node for the function
 107
 108   bool Changed = false;
 109
 110   while (1) {
 111     Allocas.clear();
 112
 113     // Find allocas that are safe to promote, by looking at all instructions in
 114     // the entry node
 115     for (BasicBlock::iterator I = BB.begin(), E = --BB.end(); I != E; ++I)
 116       if (AllocaInst *AI = dyn_cast<AllocaInst>(I))       // Is it an alloca?
 117         if (isAllocaPromotable(AI, TD))
 118           Allocas.push_back(AI);
 119
 120     if (Allocas.empty()) break;
 121
 122     PromoteMemToReg(Allocas, DT, DF, TD);
 123     NumPromoted += Allocas.size();
 124     Changed = true;
 125   }
 126
 127   return Changed;
 128 }
 129
 130 // performScalarRepl - This algorithm is a simple worklist driven algorithm,
 131 // which runs on all of the malloc/alloca instructions in the function, removing
 132 // them if they are only used by getelementptr instructions.
 133 //
 134 bool SROA::performScalarRepl(Function &F) {
 135   std::vector<AllocationInst*> WorkList;
 136
 137   // Scan the entry basic block, adding any alloca's and mallocs to the worklist
 138   BasicBlock &BB = F.getEntryBlock();
 139   for (BasicBlock::iterator I = BB.begin(), E = BB.end(); I != E; ++I)
 140     if (AllocationInst *A = dyn_cast<AllocationInst>(I))
 141       WorkList.push_back(A);
 142
 143   // Process the worklist
 144   bool Changed = false;
 145   while (!WorkList.empty()) {
 146     AllocationInst *AI = WorkList.back();
 147     WorkList.pop_back();
 148
 149     // Handle dead allocas trivially.  These can be formed by SROA'ing arrays
 150     // with unused elements.
 151     if (AI->use_empty()) {
 152       AI->eraseFromParent();
 153       continue;
 154     }
 155
 156     // If we can turn this aggregate value (potentially with casts) into a
 157     // simple scalar value that can be mem2reg'd into a register value.
 158     bool IsNotTrivial = false;
 159     if (const Type *ActualType = CanConvertToScalar(AI, IsNotTrivial))
 160       if (IsNotTrivial && ActualType != Type::VoidTy) {
 161         ConvertToScalar(AI, ActualType);
 162         Changed = true;
 163         continue;
 164       }
 165
 166     // We cannot transform the allocation instruction if it is an array
 167     // allocation (allocations OF arrays are ok though), and an allocation of a
 168     // scalar value cannot be decomposed at all.
 169     //
 170     if (AI->isArrayAllocation() ||
 171         (!isa<StructType>(AI->getAllocatedType()) &&
 172          !isa<ArrayType>(AI->getAllocatedType()))) continue;
 173
 174     // Check that all of the users of the allocation are capable of being
 175     // transformed.
 176     switch (isSafeAllocaToScalarRepl(AI)) {
 177     default: assert(0 && "Unexpected value!");
 178     case 0:  // Not safe to scalar replace.
 179       continue;
 180     case 1:  // Safe, but requires cleanup/canonicalizations first
 181       CanonicalizeAllocaUsers(AI);
 182     case 3:  // Safe to scalar replace.
 183       break;
 184     }
 185
 186     DOUT << "Found inst to xform: " << *AI;
 187     Changed = true;
 188
 189     SmallVector<AllocaInst*, 32> ElementAllocas;
 190     if (const StructType *ST = dyn_cast<StructType>(AI->getAllocatedType())) {
 191       ElementAllocas.reserve(ST->getNumContainedTypes());
 192       for (unsigned i = 0, e = ST->getNumContainedTypes(); i != e; ++i) {
 193         AllocaInst *NA = new AllocaInst(ST->getContainedType(i), 0,
 194                                         AI->getAlignment(),
 195                                         AI->getName() + "." + utostr(i), AI);
 196         ElementAllocas.push_back(NA);
 197         WorkList.push_back(NA);  // Add to worklist for recursive processing
 198       }
 199     } else {
 200       const ArrayType *AT = cast<ArrayType>(AI->getAllocatedType());
 201       ElementAllocas.reserve(AT->getNumElements());
 202       const Type *ElTy = AT->getElementType();
 203       for (unsigned i = 0, e = AT->getNumElements(); i != e; ++i) {
 204         AllocaInst *NA = new AllocaInst(ElTy, 0, AI->getAlignment(),
 205                                         AI->getName() + "." + utostr(i), AI);
 206         ElementAllocas.push_back(NA);
 207         WorkList.push_back(NA);  // Add to worklist for recursive processing
 208       }
 209     }
 210
 211     // Now that we have created the alloca instructions that we want to use,
 212     // expand the getelementptr instructions to use them.
 213     //
 214     while (!AI->use_empty()) {
 215       Instruction *User = cast<Instruction>(AI->use_back());
 216       if (BitCastInst *BCInst = dyn_cast<BitCastInst>(User)) {
 217         RewriteBitCastUserOfAlloca(BCInst, AI, ElementAllocas);
 218         BCInst->eraseFromParent();
 219         continue;
 220       }
 221
 222       GetElementPtrInst *GEPI = cast<GetElementPtrInst>(User);
 223       // We now know that the GEP is of the form: GEP <ptr>, 0, <cst>
 224       unsigned Idx =
 225          (unsigned)cast<ConstantInt>(GEPI->getOperand(2))->getZExtValue();
 226
 227       assert(Idx < ElementAllocas.size() && "Index out of range?");
 228       AllocaInst *AllocaToUse = ElementAllocas[Idx];
 229
 230       Value *RepValue;
 231       if (GEPI->getNumOperands() == 3) {
 232         // Do not insert a new getelementptr instruction with zero indices, only
 233         // to have it optimized out later.
 234         RepValue = AllocaToUse;
 235       } else {
 236         // We are indexing deeply into the structure, so we still need a
 237         // getelement ptr instruction to finish the indexing.  This may be
 238         // expanded itself once the worklist is rerun.
 239         //
 240         SmallVector<Value*, 8> NewArgs;
 241         NewArgs.push_back(Constant::getNullValue(Type::Int32Ty));
 242         NewArgs.append(GEPI->op_begin()+3, GEPI->op_end());
 243         RepValue = new GetElementPtrInst(AllocaToUse, &NewArgs[0],
 244                                          NewArgs.size(), "", GEPI);
 245         RepValue->takeName(GEPI);
 246       }
 247
 248       // If this GEP is to the start of the aggregate, check for memcpys.
 249       if (Idx == 0) {
 250         bool IsStartOfAggregateGEP = true;
 251         for (unsigned i = 3, e = GEPI->getNumOperands(); i != e; ++i) {
 252           if (!isa<ConstantInt>(GEPI->getOperand(i))) {
 253             IsStartOfAggregateGEP = false;
 254             break;
 255           }
 256           if (!cast<ConstantInt>(GEPI->getOperand(i))->isZero()) {
 257             IsStartOfAggregateGEP = false;
 258             break;
 259           }
 260         }
 261
 262         if (IsStartOfAggregateGEP)
 263           RewriteBitCastUserOfAlloca(GEPI, AI, ElementAllocas);
 264       }
 265
 266
 267       // Move all of the users over to the new GEP.
 268       GEPI->replaceAllUsesWith(RepValue);
 269       // Delete the old GEP
 270       GEPI->eraseFromParent();
 271     }
 272
 273     // Finally, delete the Alloca instruction
 274     AI->eraseFromParent();
 275     NumReplaced++;
 276   }
 277
 278   return Changed;
 279 }
 280
 281
 282 /// isSafeElementUse - Check to see if this use is an allowed use for a
 283 /// getelementptr instruction of an array aggregate allocation.  isFirstElt
 284 /// indicates whether Ptr is known to the start of the aggregate.
 285 ///
 286 int SROA::isSafeElementUse(Value *Ptr, bool isFirstElt, AllocationInst *AI) {
 287   for (Value::use_iterator I = Ptr->use_begin(), E = Ptr->use_end();
 288        I != E; ++I) {
 289     Instruction *User = cast<Instruction>(*I);
 290     switch (User->getOpcode()) {
 291     case Instruction::Load:  break;
 292     case Instruction::Store:
 293       // Store is ok if storing INTO the pointer, not storing the pointer
 294       if (User->getOperand(0) == Ptr) return 0;
 295       break;
 296     case Instruction::GetElementPtr: {
 297       GetElementPtrInst *GEP = cast<GetElementPtrInst>(User);
 298       bool AreAllZeroIndices = isFirstElt;
 299       if (GEP->getNumOperands() > 1) {
 300         if (!isa<ConstantInt>(GEP->getOperand(1)) ||
 301             !cast<ConstantInt>(GEP->getOperand(1))->isZero())
 302           return 0;  // Using pointer arithmetic to navigate the array.
 303
 304         if (AreAllZeroIndices) {
 305           for (unsigned i = 2, e = GEP->getNumOperands(); i != e; ++i) {
 306             if (!isa<ConstantInt>(GEP->getOperand(i)) ||
 307                 !cast<ConstantInt>(GEP->getOperand(i))->isZero()) {
 308               AreAllZeroIndices = false;
 309               break;
 310             }
 311           }
 312         }
 313       }
 314       if (!isSafeElementUse(GEP, AreAllZeroIndices, AI)) return 0;
 315       break;
 316     }
 317     case Instruction::BitCast:
 318       if (isFirstElt &&
 319           isSafeUseOfBitCastedAllocation(cast<BitCastInst>(User), AI))
 320         break;
 321       DOUT << "  Transformation preventing inst: " << *User;
 322       return 0;
 323     case Instruction::Call:
 324       if (MemIntrinsic *MI = dyn_cast<MemIntrinsic>(User)) {
 325         if (isFirstElt && isSafeMemIntrinsicOnAllocation(MI, AI))
 326           break;
 327       }
 328       DOUT << "  Transformation preventing inst: " << *User;
 329       return 0;
 330     default:
 331       DOUT << "  Transformation preventing inst: " << *User;
 332       return 0;
 333     }
 334   }
 335   return 3;  // All users look ok :)
 336 }
 337
 338 /// AllUsersAreLoads - Return true if all users of this value are loads.
 339 static bool AllUsersAreLoads(Value *Ptr) {
 340   for (Value::use_iterator I = Ptr->use_begin(), E = Ptr->use_end();
 341        I != E; ++I)
 342     if (cast<Instruction>(*I)->getOpcode() != Instruction::Load)
 343       return false;
 344   return true;
 345 }
 346
 347 /// isSafeUseOfAllocation - Check to see if this user is an allowed use for an
 348 /// aggregate allocation.
 349 ///
 350 int SROA::isSafeUseOfAllocation(Instruction *User, AllocationInst *AI) {
 351   if (BitCastInst *C = dyn_cast<BitCastInst>(User))
 352     return isSafeUseOfBitCastedAllocation(C, AI) ? 3 : 0;
 353   if (!isa<GetElementPtrInst>(User)) return 0;
 354
 355   GetElementPtrInst *GEPI = cast<GetElementPtrInst>(User);
 356   gep_type_iterator I = gep_type_begin(GEPI), E = gep_type_end(GEPI);
 357
 358   // The GEP is not safe to transform if not of the form "GEP <ptr>, 0, <cst>".
 359   if (I == E ||
 360       I.getOperand() != Constant::getNullValue(I.getOperand()->getType()))
 361     return 0;
 362
 363   ++I;
 364   if (I == E) return 0;  // ran out of GEP indices??
 365
 366   bool IsAllZeroIndices = true;
 367
 368   // If this is a use of an array allocation, do a bit more checking for sanity.
 369   if (const ArrayType *AT = dyn_cast<ArrayType>(*I)) {
 370     uint64_t NumElements = AT->getNumElements();
 371
 372     if (ConstantInt *Idx = dyn_cast<ConstantInt>(I.getOperand())) {
 373       IsAllZeroIndices &= Idx->isZero();
 374
 375       // Check to make sure that index falls within the array.  If not,
 376       // something funny is going on, so we won't do the optimization.
 377       //
 378       if (Idx->getZExtValue() >= NumElements)
 379         return 0;
 380
 381       // We cannot scalar repl this level of the array unless any array
 382       // sub-indices are in-range constants.  In particular, consider:
 383       // A[0][i].  We cannot know that the user isn't doing invalid things like
 384       // allowing i to index an out-of-range subscript that accesses A[1].
 385       //
 386       // Scalar replacing *just* the outer index of the array is probably not
 387       // going to be a win anyway, so just give up.
 388       for (++I; I != E && (isa<ArrayType>(*I) || isa<VectorType>(*I)); ++I) {
 389         uint64_t NumElements;
 390         if (const ArrayType *SubArrayTy = dyn_cast<ArrayType>(*I))
 391           NumElements = SubArrayTy->getNumElements();
 392         else
 393           NumElements = cast<VectorType>(*I)->getNumElements();
 394
 395         ConstantInt *IdxVal = dyn_cast<ConstantInt>(I.getOperand());
 396         if (!IdxVal) return 0;
 397         if (IdxVal->getZExtValue() >= NumElements)
 398           return 0;
 399         IsAllZeroIndices &= IdxVal->isZero();
 400       }
 401
 402     } else {
 403       IsAllZeroIndices = 0;
 404
 405       // If this is an array index and the index is not constant, we cannot
 406       // promote... that is unless the array has exactly one or two elements in
 407       // it, in which case we CAN promote it, but we have to canonicalize this
 408       // out if this is the only problem.
 409       if ((NumElements == 1 || NumElements == 2) &&
 410           AllUsersAreLoads(GEPI))
 411         return 1;  // Canonicalization required!
 412       return 0;
 413     }
 414   }
 415
 416   // If there are any non-simple uses of this getelementptr, make sure to reject
 417   // them.
 418   return isSafeElementUse(GEPI, IsAllZeroIndices, AI);
 419 }
 420
 421 /// isSafeMemIntrinsicOnAllocation - Return true if the specified memory
 422 /// intrinsic can be promoted by SROA.  At this point, we know that the operand
 423 /// of the memintrinsic is a pointer to the beginning of the allocation.
 424 bool SROA::isSafeMemIntrinsicOnAllocation(MemIntrinsic *MI, AllocationInst *AI){
 425   // If not constant length, give up.
 426   ConstantInt *Length = dyn_cast<ConstantInt>(MI->getLength());
 427   if (!Length) return false;
 428
 429   // If not the whole aggregate, give up.
 430   const TargetData &TD = getAnalysis<TargetData>();
 431   if (Length->getZExtValue() != TD.getTypeSize(AI->getType()->getElementType()))
 432     return false;
 433
 434   // We only know about memcpy/memset/memmove.
 435   if (!isa<MemCpyInst>(MI) && !isa<MemSetInst>(MI) && !isa<MemMoveInst>(MI))
 436     return false;
 437   // Otherwise, we can transform it.
 438   return true;
 439 }
 440
 441 /// isSafeUseOfBitCastedAllocation - Return true if all users of this bitcast
 442 /// are
 443 bool SROA::isSafeUseOfBitCastedAllocation(BitCastInst *BC, AllocationInst *AI) {
 444   for (Value::use_iterator UI = BC->use_begin(), E = BC->use_end();
 445        UI != E; ++UI) {
 446     if (BitCastInst *BCU = dyn_cast<BitCastInst>(UI)) {
 447       if (!isSafeUseOfBitCastedAllocation(BCU, AI))
 448         return false;
 449     } else if (MemIntrinsic *MI = dyn_cast<MemIntrinsic>(UI)) {
 450       if (!isSafeMemIntrinsicOnAllocation(MI, AI))
 451         return false;
 452     } else {
 453       return false;
 454     }
 455   }
 456   return true;
 457 }
 458
 459 /// RewriteBitCastUserOfAlloca - BCInst (transitively) bitcasts AI, or indexes
 460 /// to its first element.  Transform users of the cast to use the new values
 461 /// instead.
 462 void SROA::RewriteBitCastUserOfAlloca(Instruction *BCInst, AllocationInst *AI,
 463                                       SmallVector<AllocaInst*, 32> &NewElts) {
 464   Constant *Zero = Constant::getNullValue(Type::Int32Ty);
 465   const TargetData &TD = getAnalysis<TargetData>();
 466
 467   Value::use_iterator UI = BCInst->use_begin(), UE = BCInst->use_end();
 468   while (UI != UE) {
 469     if (BitCastInst *BCU = dyn_cast<BitCastInst>(*UI)) {
 470       RewriteBitCastUserOfAlloca(BCU, AI, NewElts);
 471       ++UI;
 472       BCU->eraseFromParent();
 473       continue;
 474     }
 475
 476     // Otherwise, must be memcpy/memmove/memset of the entire aggregate.  Split
 477     // into one per element.
 478     MemIntrinsic *MI = dyn_cast<MemIntrinsic>(*UI);
 479
 480     // If it's not a mem intrinsic, it must be some other user of a gep of the
 481     // first pointer.  Just leave these alone.
 482     if (!MI) {
 483       ++UI;
 484       continue;
 485     }
 486
 487     // If this is a memcpy/memmove, construct the other pointer as the
 488     // appropriate type.
 489     Value *OtherPtr = 0;
 490     if (MemCpyInst *MCI = dyn_cast<MemCpyInst>(MI)) {
 491       if (BCInst == MCI->getRawDest())
 492         OtherPtr = MCI->getRawSource();
 493       else {
 494         assert(BCInst == MCI->getRawSource());
 495         OtherPtr = MCI->getRawDest();
 496       }
 497     } else if (MemMoveInst *MMI = dyn_cast<MemMoveInst>(MI)) {
 498       if (BCInst == MMI->getRawDest())
 499         OtherPtr = MMI->getRawSource();
 500       else {
 501         assert(BCInst == MMI->getRawSource());
 502         OtherPtr = MMI->getRawDest();
 503       }
 504     }
 505
 506     // If there is an other pointer, we want to convert it to the same pointer
 507     // type as AI has, so we can GEP through it.
 508     if (OtherPtr) {
 509       // It is likely that OtherPtr is a bitcast, if so, remove it.
 510       if (BitCastInst *BC = dyn_cast<BitCastInst>(OtherPtr))
 511         OtherPtr = BC->getOperand(0);
 512       if (ConstantExpr *BCE = dyn_cast<ConstantExpr>(OtherPtr))
 513         if (BCE->getOpcode() == Instruction::BitCast)
 514           OtherPtr = BCE->getOperand(0);
 515
 516       // If the pointer is not the right type, insert a bitcast to the right
 517       // type.
 518       if (OtherPtr->getType() != AI->getType())
 519         OtherPtr = new BitCastInst(OtherPtr, AI->getType(), OtherPtr->getName(),
 520                                    MI);
 521     }
 522
 523     // Process each element of the aggregate.
 524     Value *TheFn = MI->getOperand(0);
 525     const Type *BytePtrTy = MI->getRawDest()->getType();
 526     bool SROADest = MI->getRawDest() == BCInst;
 527
 528     for (unsigned i = 0, e = NewElts.size(); i != e; ++i) {
 529       // If this is a memcpy/memmove, emit a GEP of the other element address.
 530       Value *OtherElt = 0;
 531       if (OtherPtr) {
 532         OtherElt = new GetElementPtrInst(OtherPtr, Zero,
 533                                          ConstantInt::get(Type::Int32Ty, i),
 534                                          OtherPtr->getNameStr()+"."+utostr(i),
 535                                          MI);
 536       }
 537
 538       Value *EltPtr = NewElts[i];
 539       const Type *EltTy =cast<PointerType>(EltPtr->getType())->getElementType();
 540
 541       // If we got down to a scalar, insert a load or store as appropriate.
 542       if (EltTy->isFirstClassType()) {
 543         if (isa<MemCpyInst>(MI) || isa<MemMoveInst>(MI)) {
 544           Value *Elt = new LoadInst(SROADest ? OtherElt : EltPtr, "tmp",
 545                                     MI);
 546           new StoreInst(Elt, SROADest ? EltPtr : OtherElt, MI);
 547           continue;
 548         } else {
 549           assert(isa<MemSetInst>(MI));
 550
 551           // If the stored element is zero (common case), just store a null
 552           // constant.
 553           Constant *StoreVal;
 554           if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(MI->getOperand(2))) {
 555             if (CI->isZero()) {
 556               StoreVal = Constant::getNullValue(EltTy);  // 0.0, null, 0, <0,0>
 557             } else {
 558               // If EltTy is a packed type, get the element type.
 559               const Type *ValTy = EltTy;
 560               if (const VectorType *VTy = dyn_cast<VectorType>(ValTy))
 561                 ValTy = VTy->getElementType();
 562
 563               // Construct an integer with the right value.
 564               unsigned EltSize = TD.getTypeSize(ValTy);
 565               APInt OneVal(EltSize*8, CI->getZExtValue());
 566               APInt TotalVal(OneVal);
 567               // Set each byte.
 568               for (unsigned i = 0; i != EltSize-1; ++i) {
 569                 TotalVal = TotalVal.shl(8);
 570                 TotalVal |= OneVal;
 571               }
 572
 573               // Convert the integer value to the appropriate type.
 574               StoreVal = ConstantInt::get(TotalVal);
 575               if (isa<PointerType>(ValTy))
 576                 StoreVal = ConstantExpr::getIntToPtr(StoreVal, ValTy);
 577               else if (ValTy->isFloatingPoint())
 578                 StoreVal = ConstantExpr::getBitCast(StoreVal, ValTy);
 579               assert(StoreVal->getType() == ValTy && "Type mismatch!");
 580
 581               // If the requested value was a vector constant, create it.
 582               if (EltTy != ValTy) {
 583                 unsigned NumElts = cast<VectorType>(ValTy)->getNumElements();
 584                 SmallVector<Constant*, 16> Elts(NumElts, StoreVal);
 585                 StoreVal = ConstantVector::get(&Elts[0], NumElts);
 586               }
 587             }
 588             new StoreInst(StoreVal, EltPtr, MI);
 589             continue;
 590           }
 591           // Otherwise, if we're storing a byte variable, use a memset call for
 592           // this element.
 593         }
 594       }
 595
 596       // Cast the element pointer to BytePtrTy.
 597       if (EltPtr->getType() != BytePtrTy)
 598         EltPtr = new BitCastInst(EltPtr, BytePtrTy, EltPtr->getNameStr(), MI);
 599
 600       // Cast the other pointer (if we have one) to BytePtrTy.
 601       if (OtherElt && OtherElt->getType() != BytePtrTy)
 602         OtherElt = new BitCastInst(OtherElt, BytePtrTy,OtherElt->getNameStr(),
 603                                    MI);
 604
 605       unsigned EltSize = TD.getTypeSize(EltTy);
 606
 607       // Finally, insert the meminst for this element.
 608       if (isa<MemCpyInst>(MI) || isa<MemMoveInst>(MI)) {
 609         Value *Ops[] = {
 610           SROADest ? EltPtr : OtherElt,  // Dest ptr
 611           SROADest ? OtherElt : EltPtr,  // Src ptr
 612           ConstantInt::get(MI->getOperand(3)->getType(), EltSize), // Size
 613           Zero  // Align
 614         };
 615         new CallInst(TheFn, Ops, 4, "", MI);
 616       } else {
 617         assert(isa<MemSetInst>(MI));
 618         Value *Ops[] = {
 619           EltPtr, MI->getOperand(2),  // Dest, Value,
 620           ConstantInt::get(MI->getOperand(3)->getType(), EltSize), // Size
 621           Zero  // Align
 622         };
 623         new CallInst(TheFn, Ops, 4, "", MI);
 624       }
 625     }
 626
 627     // Finally, MI is now dead, as we've modified its actions to occur on all of
 628     // the elements of the aggregate.
 629     ++UI;
 630     MI->eraseFromParent();
 631   }
 632 }
 633
 634
 635 /// isSafeStructAllocaToScalarRepl - Check to see if the specified allocation of
 636 /// an aggregate can be broken down into elements.  Return 0 if not, 3 if safe,
 637 /// or 1 if safe after canonicalization has been performed.
 638 ///
 639 int SROA::isSafeAllocaToScalarRepl(AllocationInst *AI) {
 640   // Loop over the use list of the alloca.  We can only transform it if all of
 641   // the users are safe to transform.
 642   //
 643   int isSafe = 3;
 644   for (Value::use_iterator I = AI->use_begin(), E = AI->use_end();
 645        I != E; ++I) {
 646     isSafe &= isSafeUseOfAllocation(cast<Instruction>(*I), AI);
 647     if (isSafe == 0) {
 648       DOUT << "Cannot transform: " << *AI << "  due to user: " << **I;
 649       return 0;
 650     }
 651   }
 652   // If we require cleanup, isSafe is now 1, otherwise it is 3.
 653   return isSafe;
 654 }
 655
 656 /// CanonicalizeAllocaUsers - If SROA reported that it can promote the specified
 657 /// allocation, but only if cleaned up, perform the cleanups required.
 658 void SROA::CanonicalizeAllocaUsers(AllocationInst *AI) {
 659   // At this point, we know that the end result will be SROA'd and promoted, so
 660   // we can insert ugly code if required so long as sroa+mem2reg will clean it
 661   // up.
 662   for (Value::use_iterator UI = AI->use_begin(), E = AI->use_end();
 663        UI != E; ) {
 664     GetElementPtrInst *GEPI = cast<GetElementPtrInst>(*UI++);
 665     gep_type_iterator I = gep_type_begin(GEPI);
 666     ++I;
 667
 668     if (const ArrayType *AT = dyn_cast<ArrayType>(*I)) {
 669       uint64_t NumElements = AT->getNumElements();
 670
 671       if (!isa<ConstantInt>(I.getOperand())) {
 672         if (NumElements == 1) {
 673           GEPI->setOperand(2, Constant::getNullValue(Type::Int32Ty));
 674         } else {
 675           assert(NumElements == 2 && "Unhandled case!");
 676           // All users of the GEP must be loads.  At each use of the GEP, insert
 677           // two loads of the appropriate indexed GEP and select between them.
 678           Value *IsOne = new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE, I.getOperand(),
 679                               Constant::getNullValue(I.getOperand()->getType()),
 680              "isone", GEPI);
 681           // Insert the new GEP instructions, which are properly indexed.
 682           SmallVector<Value*, 8> Indices(GEPI->op_begin()+1, GEPI->op_end());
 683           Indices[1] = Constant::getNullValue(Type::Int32Ty);
 684           Value *ZeroIdx = new GetElementPtrInst(GEPI->getOperand(0),
 685                                                  &Indices[0], Indices.size(),
 686                                                  GEPI->getName()+".0", GEPI);
 687           Indices[1] = ConstantInt::get(Type::Int32Ty, 1);
 688           Value *OneIdx = new GetElementPtrInst(GEPI->getOperand(0),
 689                                                 &Indices[0], Indices.size(),
 690                                                 GEPI->getName()+".1", GEPI);
 691           // Replace all loads of the variable index GEP with loads from both
 692           // indexes and a select.
 693           while (!GEPI->use_empty()) {
 694             LoadInst *LI = cast<LoadInst>(GEPI->use_back());
 695             Value *Zero = new LoadInst(ZeroIdx, LI->getName()+".0", LI);
 696             Value *One  = new LoadInst(OneIdx , LI->getName()+".1", LI);
 697             Value *R = new SelectInst(IsOne, One, Zero, LI->getName(), LI);
 698             LI->replaceAllUsesWith(R);
 699             LI->eraseFromParent();
 700           }
 701           GEPI->eraseFromParent();
 702         }
 703       }
 704     }
 705   }
 706 }
 707
 708 /// MergeInType - Add the 'In' type to the accumulated type so far.  If the
 709 /// types are incompatible, return true, otherwise update Accum and return
 710 /// false.
 711 ///
 712 /// There are three cases we handle here:
 713 ///   1) An effectively-integer union, where the pieces are stored into as
 714 ///      smaller integers (common with byte swap and other idioms).
 715 ///   2) A union of vector types of the same size and potentially its elements.
 716 ///      Here we turn element accesses into insert/extract element operations.
 717 ///   3) A union of scalar types, such as int/float or int/pointer.  Here we
 718 ///      merge together into integers, allowing the xform to work with #1 as
 719 ///      well.
 720 static bool MergeInType(const Type *In, const Type *&Accum,
 721                         const TargetData &TD) {
 722   // If this is our first type, just use it.
 723   const VectorType *PTy;
 724   if (Accum == Type::VoidTy || In == Accum) {
 725     Accum = In;
 726   } else if (In == Type::VoidTy) {
 727     // Noop.
 728   } else if (In->isInteger() && Accum->isInteger()) {   // integer union.
 729     // Otherwise pick whichever type is larger.
 730     if (cast<IntegerType>(In)->getBitWidth() >
 731         cast<IntegerType>(Accum)->getBitWidth())
 732       Accum = In;
 733   } else if (isa<PointerType>(In) && isa<PointerType>(Accum)) {
 734     // Pointer unions just stay as one of the pointers.
 735   } else if (isa<VectorType>(In) || isa<VectorType>(Accum)) {
 736     if ((PTy = dyn_cast<VectorType>(Accum)) &&
 737         PTy->getElementType() == In) {
 738       // Accum is a vector, and we are accessing an element: ok.
 739     } else if ((PTy = dyn_cast<VectorType>(In)) &&
 740                PTy->getElementType() == Accum) {
 741       // In is a vector, and accum is an element: ok, remember In.
 742       Accum = In;
 743     } else if ((PTy = dyn_cast<VectorType>(In)) && isa<VectorType>(Accum) &&
 744                PTy->getBitWidth() == cast<VectorType>(Accum)->getBitWidth()) {
 745       // Two vectors of the same size: keep Accum.
 746     } else {
 747       // Cannot insert an short into a <4 x int> or handle
 748       // <2 x int> -> <4 x int>
 749       return true;
 750     }
 751   } else {
 752     // Pointer/FP/Integer unions merge together as integers.
 753     switch (Accum->getTypeID()) {
 754     case Type::PointerTyID: Accum = TD.getIntPtrType(); break;
 755     case Type::FloatTyID:   Accum = Type::Int32Ty; break;
 756     case Type::DoubleTyID:  Accum = Type::Int64Ty; break;
 757     default:
 758       assert(Accum->isInteger() && "Unknown FP type!");
 759       break;
 760     }
 761
 762     switch (In->getTypeID()) {
 763     case Type::PointerTyID: In = TD.getIntPtrType(); break;
 764     case Type::FloatTyID:   In = Type::Int32Ty; break;
 765     case Type::DoubleTyID:  In = Type::Int64Ty; break;
 766     default:
 767       assert(In->isInteger() && "Unknown FP type!");
 768       break;
 769     }
 770     return MergeInType(In, Accum, TD);
 771   }
 772   return false;
 773 }
 774
 775 /// getUIntAtLeastAsBitAs - Return an unsigned integer type that is at least
 776 /// as big as the specified type.  If there is no suitable type, this returns
 777 /// null.
 778 const Type *getUIntAtLeastAsBitAs(unsigned NumBits) {
 779   if (NumBits > 64) return 0;
 780   if (NumBits > 32) return Type::Int64Ty;
 781   if (NumBits > 16) return Type::Int32Ty;
 782   if (NumBits > 8) return Type::Int16Ty;
 783   return Type::Int8Ty;
 784 }
 785
 786 /// CanConvertToScalar - V is a pointer.  If we can convert the pointee to a
 787 /// single scalar integer type, return that type.  Further, if the use is not
 788 /// a completely trivial use that mem2reg could promote, set IsNotTrivial.  If
 789 /// there are no uses of this pointer, return Type::VoidTy to differentiate from
 790 /// failure.
 791 ///
 792 const Type *SROA::CanConvertToScalar(Value *V, bool &IsNotTrivial) {
 793   const Type *UsedType = Type::VoidTy; // No uses, no forced type.
 794   const TargetData &TD = getAnalysis<TargetData>();
 795   const PointerType *PTy = cast<PointerType>(V->getType());
 796
 797   for (Value::use_iterator UI = V->use_begin(), E = V->use_end(); UI!=E; ++UI) {
 798     Instruction *User = cast<Instruction>(*UI);
 799
 800     if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(User)) {
 801       if (MergeInType(LI->getType(), UsedType, TD))
 802         return 0;
 803
 804     } else if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(User)) {
 805       // Storing the pointer, not into the value?
 806       if (SI->getOperand(0) == V) return 0;
 807
 808       // NOTE: We could handle storing of FP imms into integers here!
 809
 810       if (MergeInType(SI->getOperand(0)->getType(), UsedType, TD))
 811         return 0;
 812     } else if (BitCastInst *CI = dyn_cast<BitCastInst>(User)) {
 813       IsNotTrivial = true;
 814       const Type *SubTy = CanConvertToScalar(CI, IsNotTrivial);
 815       if (!SubTy || MergeInType(SubTy, UsedType, TD)) return 0;
 816     } else if (GetElementPtrInst *GEP = dyn_cast<GetElementPtrInst>(User)) {
 817       // Check to see if this is stepping over an element: GEP Ptr, int C
 818       if (GEP->getNumOperands() == 2 && isa<ConstantInt>(GEP->getOperand(1))) {
 819         unsigned Idx = cast<ConstantInt>(GEP->getOperand(1))->getZExtValue();
 820         unsigned ElSize = TD.getTypeSize(PTy->getElementType());
 821         unsigned BitOffset = Idx*ElSize*8;
 822         if (BitOffset > 64 || !isPowerOf2_32(ElSize)) return 0;
 823
 824         IsNotTrivial = true;
 825         const Type *SubElt = CanConvertToScalar(GEP, IsNotTrivial);
 826         if (SubElt == 0) return 0;
 827         if (SubElt != Type::VoidTy && SubElt->isInteger()) {
 828           const Type *NewTy =
 829             getUIntAtLeastAsBitAs(TD.getTypeSize(SubElt)*8+BitOffset);
 830           if (NewTy == 0 || MergeInType(NewTy, UsedType, TD)) return 0;
 831           continue;
 832         }
 833       } else if (GEP->getNumOperands() == 3 &&
 834                  isa<ConstantInt>(GEP->getOperand(1)) &&
 835                  isa<ConstantInt>(GEP->getOperand(2)) &&
 836                  cast<Constant>(GEP->getOperand(1))->isNullValue()) {
 837         // We are stepping into an element, e.g. a structure or an array:
 838         // GEP Ptr, int 0, uint C
 839         const Type *AggTy = PTy->getElementType();
 840         unsigned Idx = cast<ConstantInt>(GEP->getOperand(2))->getZExtValue();
 841
 842         if (const ArrayType *ATy = dyn_cast<ArrayType>(AggTy)) {
 843           if (Idx >= ATy->getNumElements()) return 0;  // Out of range.
 844         } else if (const VectorType *VectorTy = dyn_cast<VectorType>(AggTy)) {
 845           // Getting an element of the packed vector.
 846           if (Idx >= VectorTy->getNumElements()) return 0;  // Out of range.
 847
 848           // Merge in the vector type.
 849           if (MergeInType(VectorTy, UsedType, TD)) return 0;
 850
 851           const Type *SubTy = CanConvertToScalar(GEP, IsNotTrivial);
 852           if (SubTy == 0) return 0;
 853
 854           if (SubTy != Type::VoidTy && MergeInType(SubTy, UsedType, TD))
 855             return 0;
 856
 857           // We'll need to change this to an insert/extract element operation.
 858           IsNotTrivial = true;
 859           continue;    // Everything looks ok
 860
 861         } else if (isa<StructType>(AggTy)) {
 862           // Structs are always ok.
 863         } else {
 864           return 0;
 865         }
 866         const Type *NTy = getUIntAtLeastAsBitAs(TD.getTypeSize(AggTy)*8);
 867         if (NTy == 0 || MergeInType(NTy, UsedType, TD)) return 0;
 868         const Type *SubTy = CanConvertToScalar(GEP, IsNotTrivial);
 869         if (SubTy == 0) return 0;
 870         if (SubTy != Type::VoidTy && MergeInType(SubTy, UsedType, TD))
 871           return 0;
 872         continue;    // Everything looks ok
 873       }
 874       return 0;
 875     } else {
 876       // Cannot handle this!
 877       return 0;
 878     }
 879   }
 880
 881   return UsedType;
 882 }
 883
 884 /// ConvertToScalar - The specified alloca passes the CanConvertToScalar
 885 /// predicate and is non-trivial.  Convert it to something that can be trivially
 886 /// promoted into a register by mem2reg.
 887 void SROA::ConvertToScalar(AllocationInst *AI, const Type *ActualTy) {
 888   DOUT << "CONVERT TO SCALAR: " << *AI << "  TYPE = "
 889        << *ActualTy << "\n";
 890   ++NumConverted;
 891
 892   BasicBlock *EntryBlock = AI->getParent();
 893   assert(EntryBlock == &EntryBlock->getParent()->front() &&
 894          "Not in the entry block!");
 895   EntryBlock->getInstList().remove(AI);  // Take the alloca out of the program.
 896
 897   // Create and insert the alloca.
 898   AllocaInst *NewAI = new AllocaInst(ActualTy, 0, AI->getName(),
 899                                      EntryBlock->begin());
 900   ConvertUsesToScalar(AI, NewAI, 0);
 901   delete AI;
 902 }
 903
 904
 905 /// ConvertUsesToScalar - Convert all of the users of Ptr to use the new alloca
 906 /// directly.  This happens when we are converting an "integer union" to a
 907 /// single integer scalar, or when we are converting a "vector union" to a
 908 /// vector with insert/extractelement instructions.
 909 ///
 910 /// Offset is an offset from the original alloca, in bits that need to be
 911 /// shifted to the right.  By the end of this, there should be no uses of Ptr.
 912 void SROA::ConvertUsesToScalar(Value *Ptr, AllocaInst *NewAI, unsigned Offset) {
 913   bool isVectorInsert = isa<VectorType>(NewAI->getType()->getElementType());
 914   const TargetData &TD = getAnalysis<TargetData>();
 915   while (!Ptr->use_empty()) {
 916     Instruction *User = cast<Instruction>(Ptr->use_back());
 917
 918     if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(User)) {
 919       // The load is a bit extract from NewAI shifted right by Offset bits.
 920       Value *NV = new LoadInst(NewAI, LI->getName(), LI);
 921       if (NV->getType() != LI->getType()) {
 922         if (const VectorType *PTy = dyn_cast<VectorType>(NV->getType())) {
 923           // If the result alloca is a vector type, this is either an element
 924           // access or a bitcast to another vector type.
 925           if (isa<VectorType>(LI->getType())) {
 926             NV = new BitCastInst(NV, LI->getType(), LI->getName(), LI);
 927           } else {
 928             // Must be an element access.
 929             unsigned Elt = Offset/(TD.getTypeSize(PTy->getElementType())*8);
 930             NV = new ExtractElementInst(
 931                            NV, ConstantInt::get(Type::Int32Ty, Elt), "tmp", LI);
 932           }
 933         } else if (isa<PointerType>(NV->getType())) {
 934           assert(isa<PointerType>(LI->getType()));
 935           // Must be ptr->ptr cast.  Anything else would result in NV being
 936           // an integer.
 937           NV = new BitCastInst(NV, LI->getType(), LI->getName(), LI);
 938         } else {
 939           assert(NV->getType()->isInteger() && "Unknown promotion!");
 940           if (Offset && Offset < TD.getTypeSize(NV->getType())*8) {
 941             NV = BinaryOperator::createLShr(NV,
 942                                         ConstantInt::get(NV->getType(), Offset),
 943                                         LI->getName(), LI);
 944           }
 945
 946           // If the result is an integer, this is a trunc or bitcast.
 947           if (LI->getType()->isInteger()) {
 948             NV = CastInst::createTruncOrBitCast(NV, LI->getType(),
 949                                                 LI->getName(), LI);
 950           } else if (LI->getType()->isFloatingPoint()) {
 951             // If needed, truncate the integer to the appropriate size.
 952             if (NV->getType()->getPrimitiveSizeInBits() >
 953                 LI->getType()->getPrimitiveSizeInBits()) {
 954               switch (LI->getType()->getTypeID()) {
 955               default: assert(0 && "Unknown FP type!");
 956               case Type::FloatTyID:
 957                 NV = new TruncInst(NV, Type::Int32Ty, LI->getName(), LI);
 958                 break;
 959               case Type::DoubleTyID:
 960                 NV = new TruncInst(NV, Type::Int64Ty, LI->getName(), LI);
 961                 break;
 962               }
 963             }
 964
 965             // Then do a bitcast.
 966             NV = new BitCastInst(NV, LI->getType(), LI->getName(), LI);
 967           } else {
 968             // Otherwise must be a pointer.
 969             NV = new IntToPtrInst(NV, LI->getType(), LI->getName(), LI);
 970           }
 971         }
 972       }
 973       LI->replaceAllUsesWith(NV);
 974       LI->eraseFromParent();
 975     } else if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(User)) {
 976       assert(SI->getOperand(0) != Ptr && "Consistency error!");
 977
 978       // Convert the stored type to the actual type, shift it left to insert
 979       // then 'or' into place.
 980       Value *SV = SI->getOperand(0);
 981       const Type *AllocaType = NewAI->getType()->getElementType();
 982       if (SV->getType() != AllocaType) {
 983         Value *Old = new LoadInst(NewAI, NewAI->getName()+".in", SI);
 984
 985         if (const VectorType *PTy = dyn_cast<VectorType>(AllocaType)) {
 986           // If the result alloca is a vector type, this is either an element
 987           // access or a bitcast to another vector type.
 988           if (isa<VectorType>(SV->getType())) {
 989             SV = new BitCastInst(SV, AllocaType, SV->getName(), SI);
 990           } else {
 991             // Must be an element insertion.
 992             unsigned Elt = Offset/(TD.getTypeSize(PTy->getElementType())*8);
 993             SV = new InsertElementInst(Old, SV,
 994                                        ConstantInt::get(Type::Int32Ty, Elt),
 995                                        "tmp", SI);
 996           }
 997         } else {
 998           // If SV is a float, convert it to the appropriate integer type.
 999           // If it is a pointer, do the same, and also handle ptr->ptr casts
1000           // here.
1001           switch (SV->getType()->getTypeID()) {
1002           default:
1003             assert(!SV->getType()->isFloatingPoint() && "Unknown FP type!");
1004             break;
1005           case Type::FloatTyID:
1006             SV = new BitCastInst(SV, Type::Int32Ty, SV->getName(), SI);
1007             break;
1008           case Type::DoubleTyID:
1009             SV = new BitCastInst(SV, Type::Int64Ty, SV->getName(), SI);
1010             break;
1011           case Type::PointerTyID:
1012             if (isa<PointerType>(AllocaType))
1013               SV = new BitCastInst(SV, AllocaType, SV->getName(), SI);
1014             else
1015               SV = new PtrToIntInst(SV, TD.getIntPtrType(), SV->getName(), SI);
1016             break;
1017           }
1018
1019           unsigned SrcSize = TD.getTypeSize(SV->getType())*8;
1020
1021           // Always zero extend the value if needed.
1022           if (SV->getType() != AllocaType)
1023             SV = CastInst::createZExtOrBitCast(SV, AllocaType,
1024                                                SV->getName(), SI);
1025           if (Offset && Offset < AllocaType->getPrimitiveSizeInBits())
1026             SV = BinaryOperator::createShl(SV,
1027                                         ConstantInt::get(SV->getType(), Offset),
1028                                         SV->getName()+".adj", SI);
1029           // Mask out the bits we are about to insert from the old value.
1030           unsigned TotalBits = TD.getTypeSize(SV->getType())*8;
1031           if (TotalBits != SrcSize) {
1032             assert(TotalBits > SrcSize);
1033             uint64_t Mask = ~(((1ULL << SrcSize)-1) << Offset);
1034             Mask = Mask & cast<IntegerType>(SV->getType())->getBitMask();
1035             Old = BinaryOperator::createAnd(Old,
1036                                         ConstantInt::get(Old->getType(), Mask),
1037                                             Old->getName()+".mask", SI);
1038             SV = BinaryOperator::createOr(Old, SV, SV->getName()+".ins", SI);
1039           }
1040         }
1041       }
1042       new StoreInst(SV, NewAI, SI);
1043       SI->eraseFromParent();
1044
1045     } else if (CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(User)) {
1046       unsigned NewOff = Offset;
1047       const TargetData &TD = getAnalysis<TargetData>();
1048       if (TD.isBigEndian() && !isVectorInsert) {
1049         // Adjust the pointer.  For example, storing 16-bits into a 32-bit
1050         // alloca with just a cast makes it modify the top 16-bits.
1051         const Type *SrcTy = cast<PointerType>(Ptr->getType())->getElementType();
1052         const Type *DstTy = cast<PointerType>(CI->getType())->getElementType();
1053         int PtrDiffBits = TD.getTypeSize(SrcTy)*8-TD.getTypeSize(DstTy)*8;
1054         NewOff += PtrDiffBits;
1055       }
1056       ConvertUsesToScalar(CI, NewAI, NewOff);
1057       CI->eraseFromParent();
1058     } else if (GetElementPtrInst *GEP = dyn_cast<GetElementPtrInst>(User)) {
1059       const PointerType *AggPtrTy =
1060         cast<PointerType>(GEP->getOperand(0)->getType());
1061       const TargetData &TD = getAnalysis<TargetData>();
1062       unsigned AggSizeInBits = TD.getTypeSize(AggPtrTy->getElementType())*8;
1063
1064       // Check to see if this is stepping over an element: GEP Ptr, int C
1065       unsigned NewOffset = Offset;
1066       if (GEP->getNumOperands() == 2) {
1067         unsigned Idx = cast<ConstantInt>(GEP->getOperand(1))->getZExtValue();
1068         unsigned BitOffset = Idx*AggSizeInBits;
1069
1070         if (TD.isLittleEndian() || isVectorInsert)
1071           NewOffset += BitOffset;
1072         else
1073           NewOffset -= BitOffset;
1074
1075       } else if (GEP->getNumOperands() == 3) {
1076         // We know that operand #2 is zero.
1077         unsigned Idx = cast<ConstantInt>(GEP->getOperand(2))->getZExtValue();
1078         const Type *AggTy = AggPtrTy->getElementType();
1079         if (const SequentialType *SeqTy = dyn_cast<SequentialType>(AggTy)) {
1080           unsigned ElSizeBits = TD.getTypeSize(SeqTy->getElementType())*8;
1081
1082           if (TD.isLittleEndian() || isVectorInsert)
1083             NewOffset += ElSizeBits*Idx;
1084           else
1085             NewOffset += AggSizeInBits-ElSizeBits*(Idx+1);
1086         } else if (const StructType *STy = dyn_cast<StructType>(AggTy)) {
1087           unsigned EltBitOffset =
1088             TD.getStructLayout(STy)->getElementOffset(Idx)*8;
1089
1090           if (TD.isLittleEndian() || isVectorInsert)
1091             NewOffset += EltBitOffset;
1092           else {
1093             const PointerType *ElPtrTy = cast<PointerType>(GEP->getType());
1094             unsigned ElSizeBits = TD.getTypeSize(ElPtrTy->getElementType())*8;
1095             NewOffset += AggSizeInBits-(EltBitOffset+ElSizeBits);
1096           }
1097
1098         } else {
1099           assert(0 && "Unsupported operation!");
1100           abort();
1101         }
1102       } else {
1103         assert(0 && "Unsupported operation!");
1104         abort();
1105       }
1106       ConvertUsesToScalar(GEP, NewAI, NewOffset);
1107       GEP->eraseFromParent();
1108     } else {
1109       assert(0 && "Unsupported operation!");
1110       abort();
1111     }
1112   }
1113 }