Move TargetData to DataLayout.
[oota-llvm.git] / lib / Transforms / Scalar / LoopIdiomRecognize.cpp
index 97f9ef2fa0428cb3bb75b5f417d7856421c8877a..a44e798f121bbc0db60600700e69daaf515d0e67 100644 (file)
 // performance win.
 //
 //===----------------------------------------------------------------------===//
+//
+// TODO List:
+//
+// Future loop memory idioms to recognize:
+//   memcmp, memmove, strlen, etc.
+// Future floating point idioms to recognize in -ffast-math mode:
+//   fpowi
+// Future integer operation idioms to recognize:
+//   ctpop, ctlz, cttz
+//
+// Beware that isel's default lowering for ctpop is highly inefficient for
+// i64 and larger types when i64 is legal and the value has few bits set.  It
+// would be good to enhance isel to emit a loop for ctpop in this case.
+//
+// We should enhance the memset/memcpy recognition to handle multiple stores in
+// the loop.  This would handle things like:
+//   void foo(_Complex float *P)
+//     for (i) { __real__(*P) = 0;  __imag__(*P) = 0; }
+//
+// We should enhance this to handle negative strides through memory.
+// Alternatively (and perhaps better) we could rely on an earlier pass to force
+// forward iteration through memory, which is generally better for cache
+// behavior.  Negative strides *do* happen for memset/memcpy loops.
+//
+// This could recognize common matrix multiplies and dot product idioms and
+// replace them with calls to BLAS (if linked in??).
+//
+//===----------------------------------------------------------------------===//
 
 #define DEBUG_TYPE "loop-idiom"
 #include "llvm/Transforms/Scalar.h"
+#include "llvm/IRBuilder.h"
+#include "llvm/IntrinsicInst.h"
+#include "llvm/Module.h"
+#include "llvm/ADT/Statistic.h"
 #include "llvm/Analysis/AliasAnalysis.h"
 #include "llvm/Analysis/LoopPass.h"
-#include "llvm/Analysis/ScalarEvolutionExpressions.h"
 #include "llvm/Analysis/ScalarEvolutionExpander.h"
+#include "llvm/Analysis/ScalarEvolutionExpressions.h"
 #include "llvm/Analysis/ValueTracking.h"
-#include "llvm/Target/TargetData.h"
-#include "llvm/Transforms/Utils/Local.h"
 #include "llvm/Support/Debug.h"
-#include "llvm/Support/IRBuilder.h"
 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
+#include "llvm/DataLayout.h"
+#include "llvm/Target/TargetLibraryInfo.h"
+#include "llvm/Transforms/Utils/Local.h"
 using namespace llvm;
 
-// TODO: Recognize "N" size array multiplies: replace with call to blas or
-// something.
+STATISTIC(NumMemSet, "Number of memset's formed from loop stores");
+STATISTIC(NumMemCpy, "Number of memcpy's formed from loop load+stores");
 
 namespace {
   class LoopIdiomRecognize : public LoopPass {
     Loop *CurLoop;
-    const TargetData *TD;
+    const DataLayout *TD;
+    DominatorTree *DT;
     ScalarEvolution *SE;
+    TargetLibraryInfo *TLI;
   public:
     static char ID;
     explicit LoopIdiomRecognize() : LoopPass(ID) {
@@ -42,18 +76,22 @@ namespace {
     }
 
     bool runOnLoop(Loop *L, LPPassManager &LPM);
+    bool runOnLoopBlock(BasicBlock *BB, const SCEV *BECount,
+                        SmallVectorImpl<BasicBlock*> &ExitBlocks);
 
     bool processLoopStore(StoreInst *SI, const SCEV *BECount);
-    
-    bool processLoopStoreOfSplatValue(StoreInst *SI, unsigned StoreSize,
-                                      Value *SplatValue,
-                                      const SCEVAddRecExpr *Ev,
-                                      const SCEV *BECount);
+    bool processLoopMemSet(MemSetInst *MSI, const SCEV *BECount);
+
+    bool processLoopStridedStore(Value *DestPtr, unsigned StoreSize,
+                                 unsigned StoreAlignment,
+                                 Value *SplatValue, Instruction *TheStore,
+                                 const SCEVAddRecExpr *Ev,
+                                 const SCEV *BECount);
     bool processLoopStoreOfLoopLoad(StoreInst *SI, unsigned StoreSize,
                                     const SCEVAddRecExpr *StoreEv,
                                     const SCEVAddRecExpr *LoadEv,
                                     const SCEV *BECount);
-      
+
     /// This transformation requires natural loop information & requires that
     /// loop preheaders be inserted into the CFG.
     ///
@@ -69,6 +107,8 @@ namespace {
       AU.addRequired<ScalarEvolution>();
       AU.addPreserved<ScalarEvolution>();
       AU.addPreserved<DominatorTree>();
+      AU.addRequired<DominatorTree>();
+      AU.addRequired<TargetLibraryInfo>();
     }
   };
 }
@@ -77,102 +117,173 @@ char LoopIdiomRecognize::ID = 0;
 INITIALIZE_PASS_BEGIN(LoopIdiomRecognize, "loop-idiom", "Recognize loop idioms",
                       false, false)
 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(LoopInfo)
+INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(DominatorTree)
 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(LoopSimplify)
 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(LCSSA)
 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(ScalarEvolution)
+INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(TargetLibraryInfo)
 INITIALIZE_AG_DEPENDENCY(AliasAnalysis)
 INITIALIZE_PASS_END(LoopIdiomRecognize, "loop-idiom", "Recognize loop idioms",
                     false, false)
 
 Pass *llvm::createLoopIdiomPass() { return new LoopIdiomRecognize(); }
 
-/// DeleteDeadInstruction - Delete this instruction.  Before we do, go through
+/// deleteDeadInstruction - Delete this instruction.  Before we do, go through
 /// and zero out all the operands of this instruction.  If any of them become
 /// dead, delete them and the computation tree that feeds them.
 ///
-static void DeleteDeadInstruction(Instruction *I, ScalarEvolution &SE) {
+static void deleteDeadInstruction(Instruction *I, ScalarEvolution &SE,
+                                  const TargetLibraryInfo *TLI) {
   SmallVector<Instruction*, 32> NowDeadInsts;
-  
+
   NowDeadInsts.push_back(I);
-  
+
   // Before we touch this instruction, remove it from SE!
   do {
     Instruction *DeadInst = NowDeadInsts.pop_back_val();
-    
+
     // This instruction is dead, zap it, in stages.  Start by removing it from
     // SCEV.
     SE.forgetValue(DeadInst);
-    
+
     for (unsigned op = 0, e = DeadInst->getNumOperands(); op != e; ++op) {
       Value *Op = DeadInst->getOperand(op);
       DeadInst->setOperand(op, 0);
-      
+
       // If this operand just became dead, add it to the NowDeadInsts list.
       if (!Op->use_empty()) continue;
-      
+
       if (Instruction *OpI = dyn_cast<Instruction>(Op))
-        if (isInstructionTriviallyDead(OpI))
+        if (isInstructionTriviallyDead(OpI, TLI))
           NowDeadInsts.push_back(OpI);
     }
-    
+
     DeadInst->eraseFromParent();
-    
+
   } while (!NowDeadInsts.empty());
 }
 
+/// deleteIfDeadInstruction - If the specified value is a dead instruction,
+/// delete it and any recursively used instructions.
+static void deleteIfDeadInstruction(Value *V, ScalarEvolution &SE,
+                                    const TargetLibraryInfo *TLI) {
+  if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V))
+    if (isInstructionTriviallyDead(I, TLI))
+      deleteDeadInstruction(I, SE, TLI);
+}
+
 bool LoopIdiomRecognize::runOnLoop(Loop *L, LPPassManager &LPM) {
   CurLoop = L;
-  
-  // We only look at trivial single basic block loops.
-  // TODO: eventually support more complex loops, scanning the header.
-  if (L->getBlocks().size() != 1)
+
+  // If the loop could not be converted to canonical form, it must have an
+  // indirectbr in it, just give up.
+  if (!L->getLoopPreheader())
     return false;
-  
+
+  // Disable loop idiom recognition if the function's name is a common idiom.
+  StringRef Name = L->getHeader()->getParent()->getName();
+  if (Name == "memset" || Name == "memcpy")
+    return false;
+
   // The trip count of the loop must be analyzable.
   SE = &getAnalysis<ScalarEvolution>();
   if (!SE->hasLoopInvariantBackedgeTakenCount(L))
     return false;
   const SCEV *BECount = SE->getBackedgeTakenCount(L);
   if (isa<SCEVCouldNotCompute>(BECount)) return false;
-  
+
+  // If this loop executes exactly one time, then it should be peeled, not
+  // optimized by this pass.
+  if (const SCEVConstant *BECst = dyn_cast<SCEVConstant>(BECount))
+    if (BECst->getValue()->getValue() == 0)
+      return false;
+
   // We require target data for now.
-  TD = getAnalysisIfAvailable<TargetData>();
+  TD = getAnalysisIfAvailable<DataLayout>();
   if (TD == 0) return false;
-  
-  BasicBlock *BB = L->getHeader();
-  DEBUG(dbgs() << "loop-idiom Scanning: F[" << BB->getParent()->getName()
-               << "] Loop %" << BB->getName() << "\n");
+
+  DT = &getAnalysis<DominatorTree>();
+  LoopInfo &LI = getAnalysis<LoopInfo>();
+  TLI = &getAnalysis<TargetLibraryInfo>();
+
+  SmallVector<BasicBlock*, 8> ExitBlocks;
+  CurLoop->getUniqueExitBlocks(ExitBlocks);
+
+  DEBUG(dbgs() << "loop-idiom Scanning: F["
+               << L->getHeader()->getParent()->getName()
+               << "] Loop %" << L->getHeader()->getName() << "\n");
+
+  bool MadeChange = false;
+  // Scan all the blocks in the loop that are not in subloops.
+  for (Loop::block_iterator BI = L->block_begin(), E = L->block_end(); BI != E;
+       ++BI) {
+    // Ignore blocks in subloops.
+    if (LI.getLoopFor(*BI) != CurLoop)
+      continue;
+
+    MadeChange |= runOnLoopBlock(*BI, BECount, ExitBlocks);
+  }
+  return MadeChange;
+}
+
+/// runOnLoopBlock - Process the specified block, which lives in a counted loop
+/// with the specified backedge count.  This block is known to be in the current
+/// loop and not in any subloops.
+bool LoopIdiomRecognize::runOnLoopBlock(BasicBlock *BB, const SCEV *BECount,
+                                     SmallVectorImpl<BasicBlock*> &ExitBlocks) {
+  // We can only promote stores in this block if they are unconditionally
+  // executed in the loop.  For a block to be unconditionally executed, it has
+  // to dominate all the exit blocks of the loop.  Verify this now.
+  for (unsigned i = 0, e = ExitBlocks.size(); i != e; ++i)
+    if (!DT->dominates(BB, ExitBlocks[i]))
+      return false;
 
   bool MadeChange = false;
   for (BasicBlock::iterator I = BB->begin(), E = BB->end(); I != E; ) {
-    // Look for store instructions, which may be memsets.
-    StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(I++);
-    if (SI == 0 || SI->isVolatile()) continue;
-    
-    WeakVH InstPtr(SI);
-    if (!processLoopStore(SI, BECount)) continue;
-    
-    MadeChange = true;
-    
-    // If processing the store invalidated our iterator, start over from the
-    // head of the loop.
-    if (InstPtr == 0)
-      I = BB->begin();
+    Instruction *Inst = I++;
+    // Look for store instructions, which may be optimized to memset/memcpy.
+    if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(Inst))  {
+      WeakVH InstPtr(I);
+      if (!processLoopStore(SI, BECount)) continue;
+      MadeChange = true;
+
+      // If processing the store invalidated our iterator, start over from the
+      // top of the block.
+      if (InstPtr == 0)
+        I = BB->begin();
+      continue;
+    }
+
+    // Look for memset instructions, which may be optimized to a larger memset.
+    if (MemSetInst *MSI = dyn_cast<MemSetInst>(Inst))  {
+      WeakVH InstPtr(I);
+      if (!processLoopMemSet(MSI, BECount)) continue;
+      MadeChange = true;
+
+      // If processing the memset invalidated our iterator, start over from the
+      // top of the block.
+      if (InstPtr == 0)
+        I = BB->begin();
+      continue;
+    }
   }
-  
+
   return MadeChange;
 }
 
-/// scanBlock - Look over a block to see if we can promote anything out of it.
+
+/// processLoopStore - See if this store can be promoted to a memset or memcpy.
 bool LoopIdiomRecognize::processLoopStore(StoreInst *SI, const SCEV *BECount) {
+  if (!SI->isSimple()) return false;
+
   Value *StoredVal = SI->getValueOperand();
   Value *StorePtr = SI->getPointerOperand();
-  
+
   // Reject stores that are so large that they overflow an unsigned.
   uint64_t SizeInBits = TD->getTypeSizeInBits(StoredVal->getType());
   if ((SizeInBits & 7) || (SizeInBits >> 32) != 0)
     return false;
-  
+
   // See if the pointer expression is an AddRec like {base,+,1} on the current
   // loop, which indicates a strided store.  If we have something else, it's a
   // random store we can't handle.
@@ -183,21 +294,25 @@ bool LoopIdiomRecognize::processLoopStore(StoreInst *SI, const SCEV *BECount) {
 
   // Check to see if the stride matches the size of the store.  If so, then we
   // know that every byte is touched in the loop.
-  unsigned StoreSize = (unsigned)SizeInBits >> 3; 
+  unsigned StoreSize = (unsigned)SizeInBits >> 3;
   const SCEVConstant *Stride = dyn_cast<SCEVConstant>(StoreEv->getOperand(1));
-  
-  // TODO: Could also handle negative stride here someday, that will require the
-  // validity check in mayLoopModRefLocation to be updated though.
-  if (Stride == 0 || StoreSize != Stride->getValue()->getValue())
+
+  if (Stride == 0 || StoreSize != Stride->getValue()->getValue()) {
+    // TODO: Could also handle negative stride here someday, that will require
+    // the validity check in mayLoopAccessLocation to be updated though.
+    // Enable this to print exact negative strides.
+    if (0 && Stride && StoreSize == -Stride->getValue()->getValue()) {
+      dbgs() << "NEGATIVE STRIDE: " << *SI << "\n";
+      dbgs() << "BB: " << *SI->getParent();
+    }
+
     return false;
-  
-  // If the stored value is a byte-wise value (like i32 -1), then it may be
-  // turned into a memset of i8 -1, assuming that all the consequtive bytes
-  // are stored.  A store of i32 0x01020304 can never be turned into a memset.
-  if (Value *SplatValue = isBytewiseValue(StoredVal))
-    if (processLoopStoreOfSplatValue(SI, StoreSize, SplatValue, StoreEv,
-                                     BECount))
-      return true;
+  }
+
+  // See if we can optimize just this store in isolation.
+  if (processLoopStridedStore(StorePtr, StoreSize, SI->getAlignment(),
+                              StoredVal, SI, StoreEv, BECount))
+    return true;
 
   // If the stored value is a strided load in the same loop with the same stride
   // this this may be transformable into a memcpy.  This kicks in for stuff like
@@ -206,21 +321,61 @@ bool LoopIdiomRecognize::processLoopStore(StoreInst *SI, const SCEV *BECount) {
     const SCEVAddRecExpr *LoadEv =
       dyn_cast<SCEVAddRecExpr>(SE->getSCEV(LI->getOperand(0)));
     if (LoadEv && LoadEv->getLoop() == CurLoop && LoadEv->isAffine() &&
-        StoreEv->getOperand(1) == LoadEv->getOperand(1) && !LI->isVolatile())
+        StoreEv->getOperand(1) == LoadEv->getOperand(1) && LI->isSimple())
       if (processLoopStoreOfLoopLoad(SI, StoreSize, StoreEv, LoadEv, BECount))
         return true;
   }
// errs() << "UNHANDLED strided store: " << *Ev << " - " << *SI << "\n";
 //errs() << "UNHANDLED strided store: " << *StoreEv << " - " << *SI << "\n";
 
   return false;
 }
 
-/// mayLoopModRefLocation - Return true if the specified loop might do a load or
-/// store to the same location that the specified store could store to, which is
-/// a loop-strided access. 
-static bool mayLoopModRefLocation(Value *Ptr, Loop *L, const SCEV *BECount,
+/// processLoopMemSet - See if this memset can be promoted to a large memset.
+bool LoopIdiomRecognize::
+processLoopMemSet(MemSetInst *MSI, const SCEV *BECount) {
+  // We can only handle non-volatile memsets with a constant size.
+  if (MSI->isVolatile() || !isa<ConstantInt>(MSI->getLength())) return false;
+
+  // If we're not allowed to hack on memset, we fail.
+  if (!TLI->has(LibFunc::memset))
+    return false;
+
+  Value *Pointer = MSI->getDest();
+
+  // See if the pointer expression is an AddRec like {base,+,1} on the current
+  // loop, which indicates a strided store.  If we have something else, it's a
+  // random store we can't handle.
+  const SCEVAddRecExpr *Ev = dyn_cast<SCEVAddRecExpr>(SE->getSCEV(Pointer));
+  if (Ev == 0 || Ev->getLoop() != CurLoop || !Ev->isAffine())
+    return false;
+
+  // Reject memsets that are so large that they overflow an unsigned.
+  uint64_t SizeInBytes = cast<ConstantInt>(MSI->getLength())->getZExtValue();
+  if ((SizeInBytes >> 32) != 0)
+    return false;
+
+  // Check to see if the stride matches the size of the memset.  If so, then we
+  // know that every byte is touched in the loop.
+  const SCEVConstant *Stride = dyn_cast<SCEVConstant>(Ev->getOperand(1));
+
+  // TODO: Could also handle negative stride here someday, that will require the
+  // validity check in mayLoopAccessLocation to be updated though.
+  if (Stride == 0 || MSI->getLength() != Stride->getValue())
+    return false;
+
+  return processLoopStridedStore(Pointer, (unsigned)SizeInBytes,
+                                 MSI->getAlignment(), MSI->getValue(),
+                                 MSI, Ev, BECount);
+}
+
+
+/// mayLoopAccessLocation - Return true if the specified loop might access the
+/// specified pointer location, which is a loop-strided access.  The 'Access'
+/// argument specifies what the verboten forms of access are (read or write).
+static bool mayLoopAccessLocation(Value *Ptr,AliasAnalysis::ModRefResult Access,
+                                  Loop *L, const SCEV *BECount,
                                   unsigned StoreSize, AliasAnalysis &AA,
-                                  StoreInst *IgnoredStore) {
+                                  Instruction *IgnoredStore) {
   // Get the location that may be stored across the loop.  Since the access is
   // strided positively through memory, we say that the modified location starts
   // at the pointer and has infinite size.
@@ -230,7 +385,7 @@ static bool mayLoopModRefLocation(Value *Ptr, Loop *L, const SCEV *BECount,
   // to be exactly the size of the memset, which is (BECount+1)*StoreSize
   if (const SCEVConstant *BECst = dyn_cast<SCEVConstant>(BECount))
     AccessSize = (BECst->getValue()->getZExtValue()+1)*StoreSize;
-  
+
   // TODO: For this to be really effective, we have to dive into the pointer
   // operand in the store.  Store to &A[i] of 100 will always return may alias
   // with store of &A[100], we need to StoreLoc to be "A" with size of 100,
@@ -241,74 +396,157 @@ static bool mayLoopModRefLocation(Value *Ptr, Loop *L, const SCEV *BECount,
        ++BI)
     for (BasicBlock::iterator I = (*BI)->begin(), E = (*BI)->end(); I != E; ++I)
       if (&*I != IgnoredStore &&
-          AA.getModRefInfo(I, StoreLoc) != AliasAnalysis::NoModRef)
+          (AA.getModRefInfo(I, StoreLoc) & Access))
         return true;
 
   return false;
 }
 
-/// processLoopStoreOfSplatValue - We see a strided store of a memsetable value.
-/// If we can transform this into a memset in the loop preheader, do so.
+/// getMemSetPatternValue - If a strided store of the specified value is safe to
+/// turn into a memset_pattern16, return a ConstantArray of 16 bytes that should
+/// be passed in.  Otherwise, return null.
+///
+/// Note that we don't ever attempt to use memset_pattern8 or 4, because these
+/// just replicate their input array and then pass on to memset_pattern16.
+static Constant *getMemSetPatternValue(Value *V, const DataLayout &TD) {
+  // If the value isn't a constant, we can't promote it to being in a constant
+  // array.  We could theoretically do a store to an alloca or something, but
+  // that doesn't seem worthwhile.
+  Constant *C = dyn_cast<Constant>(V);
+  if (C == 0) return 0;
+
+  // Only handle simple values that are a power of two bytes in size.
+  uint64_t Size = TD.getTypeSizeInBits(V->getType());
+  if (Size == 0 || (Size & 7) || (Size & (Size-1)))
+    return 0;
+
+  // Don't care enough about darwin/ppc to implement this.
+  if (TD.isBigEndian())
+    return 0;
+
+  // Convert to size in bytes.
+  Size /= 8;
+
+  // TODO: If CI is larger than 16-bytes, we can try slicing it in half to see
+  // if the top and bottom are the same (e.g. for vectors and large integers).
+  if (Size > 16) return 0;
+
+  // If the constant is exactly 16 bytes, just use it.
+  if (Size == 16) return C;
+
+  // Otherwise, we'll use an array of the constants.
+  unsigned ArraySize = 16/Size;
+  ArrayType *AT = ArrayType::get(V->getType(), ArraySize);
+  return ConstantArray::get(AT, std::vector<Constant*>(ArraySize, C));
+}
+
+
+/// processLoopStridedStore - We see a strided store of some value.  If we can
+/// transform this into a memset or memset_pattern in the loop preheader, do so.
 bool LoopIdiomRecognize::
-processLoopStoreOfSplatValue(StoreInst *SI, unsigned StoreSize,
-                             Value *SplatValue,
-                             const SCEVAddRecExpr *Ev, const SCEV *BECount) {
-  // Verify that the stored value is loop invariant.  If not, we can't promote
-  // the memset.
-  if (!CurLoop->isLoopInvariant(SplatValue))
+processLoopStridedStore(Value *DestPtr, unsigned StoreSize,
+                        unsigned StoreAlignment, Value *StoredVal,
+                        Instruction *TheStore, const SCEVAddRecExpr *Ev,
+                        const SCEV *BECount) {
+
+  // If the stored value is a byte-wise value (like i32 -1), then it may be
+  // turned into a memset of i8 -1, assuming that all the consecutive bytes
+  // are stored.  A store of i32 0x01020304 can never be turned into a memset,
+  // but it can be turned into memset_pattern if the target supports it.
+  Value *SplatValue = isBytewiseValue(StoredVal);
+  Constant *PatternValue = 0;
+
+  // If we're allowed to form a memset, and the stored value would be acceptable
+  // for memset, use it.
+  if (SplatValue && TLI->has(LibFunc::memset) &&
+      // Verify that the stored value is loop invariant.  If not, we can't
+      // promote the memset.
+      CurLoop->isLoopInvariant(SplatValue)) {
+    // Keep and use SplatValue.
+    PatternValue = 0;
+  } else if (TLI->has(LibFunc::memset_pattern16) &&
+             (PatternValue = getMemSetPatternValue(StoredVal, *TD))) {
+    // It looks like we can use PatternValue!
+    SplatValue = 0;
+  } else {
+    // Otherwise, this isn't an idiom we can transform.  For example, we can't
+    // do anything with a 3-byte store.
     return false;
-  
+  }
+
+  // The trip count of the loop and the base pointer of the addrec SCEV is
+  // guaranteed to be loop invariant, which means that it should dominate the
+  // header.  This allows us to insert code for it in the preheader.
+  BasicBlock *Preheader = CurLoop->getLoopPreheader();
+  IRBuilder<> Builder(Preheader->getTerminator());
+  SCEVExpander Expander(*SE, "loop-idiom");
+
   // Okay, we have a strided store "p[i]" of a splattable value.  We can turn
   // this into a memset in the loop preheader now if we want.  However, this
   // would be unsafe to do if there is anything else in the loop that may read
-  // or write to the aliased location.  Check for an alias.
-  if (mayLoopModRefLocation(SI->getPointerOperand(), CurLoop, BECount,
-                            StoreSize, getAnalysis<AliasAnalysis>(), SI))
-    return false;
-  
-  // Okay, everything looks good, insert the memset.
-  BasicBlock *Preheader = CurLoop->getLoopPreheader();
-  
-  IRBuilder<> Builder(Preheader->getTerminator());
-  
-  // The trip count of the loop and the base pointer of the addrec SCEV is
-  // guaranteed to be loop invariant, which means that it should dominate the
-  // header.  Just insert code for it in the preheader.
-  SCEVExpander Expander(*SE);
-  
-  unsigned AddrSpace = SI->getPointerAddressSpace();
-  Value *BasePtr = 
+  // or write to the aliased location.  Check for any overlap by generating the
+  // base pointer and checking the region.
+  unsigned AddrSpace = cast<PointerType>(DestPtr->getType())->getAddressSpace();
+  Value *BasePtr =
     Expander.expandCodeFor(Ev->getStart(), Builder.getInt8PtrTy(AddrSpace),
                            Preheader->getTerminator());
-  
+
+
+  if (mayLoopAccessLocation(BasePtr, AliasAnalysis::ModRef,
+                            CurLoop, BECount,
+                            StoreSize, getAnalysis<AliasAnalysis>(), TheStore)){
+    Expander.clear();
+    // If we generated new code for the base pointer, clean up.
+    deleteIfDeadInstruction(BasePtr, *SE, TLI);
+    return false;
+  }
+
+  // Okay, everything looks good, insert the memset.
+
   // The # stored bytes is (BECount+1)*Size.  Expand the trip count out to
   // pointer size if it isn't already.
-  const Type *IntPtr = TD->getIntPtrType(SI->getContext());
-  unsigned BESize = SE->getTypeSizeInBits(BECount->getType());
-  if (BESize < TD->getPointerSizeInBits())
-    BECount = SE->getZeroExtendExpr(BECount, IntPtr);
-  else if (BESize > TD->getPointerSizeInBits())
-    BECount = SE->getTruncateExpr(BECount, IntPtr);
-  
+  Type *IntPtr = TD->getIntPtrType(DestPtr->getContext());
+  BECount = SE->getTruncateOrZeroExtend(BECount, IntPtr);
+
   const SCEV *NumBytesS = SE->getAddExpr(BECount, SE->getConstant(IntPtr, 1),
-                                         true, true /*nooverflow*/);
+                                         SCEV::FlagNUW);
   if (StoreSize != 1)
     NumBytesS = SE->getMulExpr(NumBytesS, SE->getConstant(IntPtr, StoreSize),
-                               true, true /*nooverflow*/);
-  
-  Value *NumBytes = 
+                               SCEV::FlagNUW);
+
+  Value *NumBytes =
     Expander.expandCodeFor(NumBytesS, IntPtr, Preheader->getTerminator());
-  
-  Value *NewCall =
-    Builder.CreateMemSet(BasePtr, SplatValue, NumBytes, SI->getAlignment());
-  
+
+  CallInst *NewCall;
+  if (SplatValue)
+    NewCall = Builder.CreateMemSet(BasePtr, SplatValue,NumBytes,StoreAlignment);
+  else {
+    Module *M = TheStore->getParent()->getParent()->getParent();
+    Value *MSP = M->getOrInsertFunction("memset_pattern16",
+                                        Builder.getVoidTy(),
+                                        Builder.getInt8PtrTy(),
+                                        Builder.getInt8PtrTy(), IntPtr,
+                                        (void*)0);
+
+    // Otherwise we should form a memset_pattern16.  PatternValue is known to be
+    // an constant array of 16-bytes.  Plop the value into a mergable global.
+    GlobalVariable *GV = new GlobalVariable(*M, PatternValue->getType(), true,
+                                            GlobalValue::InternalLinkage,
+                                            PatternValue, ".memset_pattern");
+    GV->setUnnamedAddr(true); // Ok to merge these.
+    GV->setAlignment(16);
+    Value *PatternPtr = ConstantExpr::getBitCast(GV, Builder.getInt8PtrTy());
+    NewCall = Builder.CreateCall3(MSP, BasePtr, PatternPtr, NumBytes);
+  }
+
   DEBUG(dbgs() << "  Formed memset: " << *NewCall << "\n"
-               << "    from store to: " << *Ev << " at: " << *SI << "\n");
-  (void)NewCall;
-  
+               << "    from store to: " << *Ev << " at: " << *TheStore << "\n");
+  NewCall->setDebugLoc(TheStore->getDebugLoc());
+
   // Okay, the memset has been formed.  Zap the original store and anything that
   // feeds into it.
-  DeleteDeadInstruction(SI, *SE);
+  deleteDeadInstruction(TheStore, *SE, TLI);
+  ++NumMemSet;
   return true;
 }
 
@@ -319,65 +557,85 @@ processLoopStoreOfLoopLoad(StoreInst *SI, unsigned StoreSize,
                            const SCEVAddRecExpr *StoreEv,
                            const SCEVAddRecExpr *LoadEv,
                            const SCEV *BECount) {
+  // If we're not allowed to form memcpy, we fail.
+  if (!TLI->has(LibFunc::memcpy))
+    return false;
+
   LoadInst *LI = cast<LoadInst>(SI->getValueOperand());
-  
+
+  // The trip count of the loop and the base pointer of the addrec SCEV is
+  // guaranteed to be loop invariant, which means that it should dominate the
+  // header.  This allows us to insert code for it in the preheader.
+  BasicBlock *Preheader = CurLoop->getLoopPreheader();
+  IRBuilder<> Builder(Preheader->getTerminator());
+  SCEVExpander Expander(*SE, "loop-idiom");
+
   // Okay, we have a strided store "p[i]" of a loaded value.  We can turn
-  // this into a memcmp in the loop preheader now if we want.  However, this
+  // this into a memcpy in the loop preheader now if we want.  However, this
   // would be unsafe to do if there is anything else in the loop that may read
-  // or write to the aliased location (including the load feeding the stores).
-  // Check for an alias.
-  if (mayLoopModRefLocation(SI->getPointerOperand(), CurLoop, BECount,
-                            StoreSize, getAnalysis<AliasAnalysis>(), SI))
+  // or write the memory region we're storing to.  This includes the load that
+  // feeds the stores.  Check for an alias by generating the base address and
+  // checking everything.
+  Value *StoreBasePtr =
+    Expander.expandCodeFor(StoreEv->getStart(),
+                           Builder.getInt8PtrTy(SI->getPointerAddressSpace()),
+                           Preheader->getTerminator());
+
+  if (mayLoopAccessLocation(StoreBasePtr, AliasAnalysis::ModRef,
+                            CurLoop, BECount, StoreSize,
+                            getAnalysis<AliasAnalysis>(), SI)) {
+    Expander.clear();
+    // If we generated new code for the base pointer, clean up.
+    deleteIfDeadInstruction(StoreBasePtr, *SE, TLI);
     return false;
-  
-  // Okay, everything looks good, insert the memcpy.
-  BasicBlock *Preheader = CurLoop->getLoopPreheader();
-  
-  IRBuilder<> Builder(Preheader->getTerminator());
-  
-  // The trip count of the loop and the base pointer of the addrec SCEV is
-  // guaranteed to be loop invariant, which means that it should dominate the
-  // header.  Just insert code for it in the preheader.
-  SCEVExpander Expander(*SE);
+  }
 
-  Value *LoadBasePtr = 
+  // For a memcpy, we have to make sure that the input array is not being
+  // mutated by the loop.
+  Value *LoadBasePtr =
     Expander.expandCodeFor(LoadEv->getStart(),
                            Builder.getInt8PtrTy(LI->getPointerAddressSpace()),
                            Preheader->getTerminator());
-  Value *StoreBasePtr = 
-    Expander.expandCodeFor(StoreEv->getStart(),
-                           Builder.getInt8PtrTy(SI->getPointerAddressSpace()),
-                           Preheader->getTerminator());
-  
+
+  if (mayLoopAccessLocation(LoadBasePtr, AliasAnalysis::Mod, CurLoop, BECount,
+                            StoreSize, getAnalysis<AliasAnalysis>(), SI)) {
+    Expander.clear();
+    // If we generated new code for the base pointer, clean up.
+    deleteIfDeadInstruction(LoadBasePtr, *SE, TLI);
+    deleteIfDeadInstruction(StoreBasePtr, *SE, TLI);
+    return false;
+  }
+
+  // Okay, everything is safe, we can transform this!
+
+
   // The # stored bytes is (BECount+1)*Size.  Expand the trip count out to
   // pointer size if it isn't already.
-  const Type *IntPtr = TD->getIntPtrType(SI->getContext());
-  unsigned BESize = SE->getTypeSizeInBits(BECount->getType());
-  if (BESize < TD->getPointerSizeInBits())
-    BECount = SE->getZeroExtendExpr(BECount, IntPtr);
-  else if (BESize > TD->getPointerSizeInBits())
-    BECount = SE->getTruncateExpr(BECount, IntPtr);
-  
+  Type *IntPtr = TD->getIntPtrType(SI->getContext());
+  BECount = SE->getTruncateOrZeroExtend(BECount, IntPtr);
+
   const SCEV *NumBytesS = SE->getAddExpr(BECount, SE->getConstant(IntPtr, 1),
-                                         true, true /*nooverflow*/);
+                                         SCEV::FlagNUW);
   if (StoreSize != 1)
     NumBytesS = SE->getMulExpr(NumBytesS, SE->getConstant(IntPtr, StoreSize),
-                               true, true /*nooverflow*/);
-  
+                               SCEV::FlagNUW);
+
   Value *NumBytes =
     Expander.expandCodeFor(NumBytesS, IntPtr, Preheader->getTerminator());
-  
-  Value *NewCall =
+
+  CallInst *NewCall =
     Builder.CreateMemCpy(StoreBasePtr, LoadBasePtr, NumBytes,
                          std::min(SI->getAlignment(), LI->getAlignment()));
-  
+  NewCall->setDebugLoc(SI->getDebugLoc());
+
   DEBUG(dbgs() << "  Formed memcpy: " << *NewCall << "\n"
                << "    from load ptr=" << *LoadEv << " at: " << *LI << "\n"
                << "    from store ptr=" << *StoreEv << " at: " << *SI << "\n");
-  (void)NewCall;
-  
+
+
   // Okay, the memset has been formed.  Zap the original store and anything that
   // feeds into it.
-  DeleteDeadInstruction(SI, *SE);
+  deleteDeadInstruction(SI, *SE, TLI);
+  ++NumMemCpy;
   return true;
 }