OSDN Git Service

[PM] Introduce an analysis set used to preserve all analyses over
[android-x86/external-llvm.git] / lib / Transforms / Scalar / SROA.cpp
1 //===- SROA.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 /// \file
10 /// This transformation implements the well known scalar replacement of
11 /// aggregates transformation. It tries to identify promotable elements of an
12 /// aggregate alloca, and promote them to registers. It will also try to
13 /// convert uses of an element (or set of elements) of an alloca into a vector
14 /// or bitfield-style integer scalar if appropriate.
15 ///
16 /// It works to do this with minimal slicing of the alloca so that regions
17 /// which are merely transferred in and out of external memory remain unchanged
18 /// and are not decomposed to scalar code.
19 ///
20 /// Because this also performs alloca promotion, it can be thought of as also
21 /// serving the purpose of SSA formation. The algorithm iterates on the
22 /// function until all opportunities for promotion have been realized.
23 ///
24 //===----------------------------------------------------------------------===//
25
26 #include "llvm/Transforms/Scalar/SROA.h"
27 #include "llvm/ADT/STLExtras.h"
28 #include "llvm/ADT/SmallVector.h"
29 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
30 #include "llvm/Analysis/AssumptionCache.h"
31 #include "llvm/Analysis/GlobalsModRef.h"
32 #include "llvm/Analysis/Loads.h"
33 #include "llvm/Analysis/PtrUseVisitor.h"
34 #include "llvm/Analysis/ValueTracking.h"
35 #include "llvm/IR/Constants.h"
36 #include "llvm/IR/DIBuilder.h"
37 #include "llvm/IR/DataLayout.h"
38 #include "llvm/IR/DebugInfo.h"
39 #include "llvm/IR/DerivedTypes.h"
40 #include "llvm/IR/IRBuilder.h"
41 #include "llvm/IR/InstVisitor.h"
42 #include "llvm/IR/Instructions.h"
43 #include "llvm/IR/IntrinsicInst.h"
44 #include "llvm/IR/LLVMContext.h"
45 #include "llvm/IR/Operator.h"
46 #include "llvm/Pass.h"
47 #include "llvm/Support/Chrono.h"
48 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
49 #include "llvm/Support/Compiler.h"
50 #include "llvm/Support/Debug.h"
51 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
52 #include "llvm/Support/MathExtras.h"
53 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
54 #include "llvm/Transforms/Scalar.h"
55 #include "llvm/Transforms/Utils/Local.h"
56 #include "llvm/Transforms/Utils/PromoteMemToReg.h"
57
58 #ifndef NDEBUG
59 // We only use this for a debug check.
60 #include <random>
61 #endif
62
63 using namespace llvm;
64 using namespace llvm::sroa;
65
66 #define DEBUG_TYPE "sroa"
67
68 STATISTIC(NumAllocasAnalyzed, "Number of allocas analyzed for replacement");
69 STATISTIC(NumAllocaPartitions, "Number of alloca partitions formed");
70 STATISTIC(MaxPartitionsPerAlloca, "Maximum number of partitions per alloca");
71 STATISTIC(NumAllocaPartitionUses, "Number of alloca partition uses rewritten");
72 STATISTIC(MaxUsesPerAllocaPartition, "Maximum number of uses of a partition");
73 STATISTIC(NumNewAllocas, "Number of new, smaller allocas introduced");
74 STATISTIC(NumPromoted, "Number of allocas promoted to SSA values");
75 STATISTIC(NumLoadsSpeculated, "Number of loads speculated to allow promotion");
76 STATISTIC(NumDeleted, "Number of instructions deleted");
77 STATISTIC(NumVectorized, "Number of vectorized aggregates");
78
79 /// Hidden option to enable randomly shuffling the slices to help uncover
80 /// instability in their order.
81 static cl::opt<bool> SROARandomShuffleSlices("sroa-random-shuffle-slices",
82                                              cl::init(false), cl::Hidden);
83
84 /// Hidden option to experiment with completely strict handling of inbounds
85 /// GEPs.
86 static cl::opt<bool> SROAStrictInbounds("sroa-strict-inbounds", cl::init(false),
87                                         cl::Hidden);
88
89 namespace {
90 /// \brief A custom IRBuilder inserter which prefixes all names, but only in
91 /// Assert builds.
92 class IRBuilderPrefixedInserter : public IRBuilderDefaultInserter {
93   std::string Prefix;
94   const Twine getNameWithPrefix(const Twine &Name) const {
95     return Name.isTriviallyEmpty() ? Name : Prefix + Name;
96   }
97
98 public:
99   void SetNamePrefix(const Twine &P) { Prefix = P.str(); }
100
101 protected:
102   void InsertHelper(Instruction *I, const Twine &Name, BasicBlock *BB,
103                     BasicBlock::iterator InsertPt) const {
104     IRBuilderDefaultInserter::InsertHelper(I, getNameWithPrefix(Name), BB,
105                                            InsertPt);
106   }
107 };
108
109 /// \brief Provide a typedef for IRBuilder that drops names in release builds.
110 using IRBuilderTy = llvm::IRBuilder<ConstantFolder, IRBuilderPrefixedInserter>;
111 }
112
113 namespace {
114 /// \brief A used slice of an alloca.
115 ///
116 /// This structure represents a slice of an alloca used by some instruction. It
117 /// stores both the begin and end offsets of this use, a pointer to the use
118 /// itself, and a flag indicating whether we can classify the use as splittable
119 /// or not when forming partitions of the alloca.
120 class Slice {
121   /// \brief The beginning offset of the range.
122   uint64_t BeginOffset;
123
124   /// \brief The ending offset, not included in the range.
125   uint64_t EndOffset;
126
127   /// \brief Storage for both the use of this slice and whether it can be
128   /// split.
129   PointerIntPair<Use *, 1, bool> UseAndIsSplittable;
130
131 public:
132   Slice() : BeginOffset(), EndOffset() {}
133   Slice(uint64_t BeginOffset, uint64_t EndOffset, Use *U, bool IsSplittable)
134       : BeginOffset(BeginOffset), EndOffset(EndOffset),
135         UseAndIsSplittable(U, IsSplittable) {}
136
137   uint64_t beginOffset() const { return BeginOffset; }
138   uint64_t endOffset() const { return EndOffset; }
139
140   bool isSplittable() const { return UseAndIsSplittable.getInt(); }
141   void makeUnsplittable() { UseAndIsSplittable.setInt(false); }
142
143   Use *getUse() const { return UseAndIsSplittable.getPointer(); }
144
145   bool isDead() const { return getUse() == nullptr; }
146   void kill() { UseAndIsSplittable.setPointer(nullptr); }
147
148   /// \brief Support for ordering ranges.
149   ///
150   /// This provides an ordering over ranges such that start offsets are
151   /// always increasing, and within equal start offsets, the end offsets are
152   /// decreasing. Thus the spanning range comes first in a cluster with the
153   /// same start position.
154   bool operator<(const Slice &RHS) const {
155     if (beginOffset() < RHS.beginOffset())
156       return true;
157     if (beginOffset() > RHS.beginOffset())
158       return false;
159     if (isSplittable() != RHS.isSplittable())
160       return !isSplittable();
161     if (endOffset() > RHS.endOffset())
162       return true;
163     return false;
164   }
165
166   /// \brief Support comparison with a single offset to allow binary searches.
167   friend LLVM_ATTRIBUTE_UNUSED bool operator<(const Slice &LHS,
168                                               uint64_t RHSOffset) {
169     return LHS.beginOffset() < RHSOffset;
170   }
171   friend LLVM_ATTRIBUTE_UNUSED bool operator<(uint64_t LHSOffset,
172                                               const Slice &RHS) {
173     return LHSOffset < RHS.beginOffset();
174   }
175
176   bool operator==(const Slice &RHS) const {
177     return isSplittable() == RHS.isSplittable() &&
178            beginOffset() == RHS.beginOffset() && endOffset() == RHS.endOffset();
179   }
180   bool operator!=(const Slice &RHS) const { return !operator==(RHS); }
181 };
182 } // end anonymous namespace
183
184 namespace llvm {
185 template <typename T> struct isPodLike;
186 template <> struct isPodLike<Slice> { static const bool value = true; };
187 }
188
189 /// \brief Representation of the alloca slices.
190 ///
191 /// This class represents the slices of an alloca which are formed by its
192 /// various uses. If a pointer escapes, we can't fully build a representation
193 /// for the slices used and we reflect that in this structure. The uses are
194 /// stored, sorted by increasing beginning offset and with unsplittable slices
195 /// starting at a particular offset before splittable slices.
196 class llvm::sroa::AllocaSlices {
197 public:
198   /// \brief Construct the slices of a particular alloca.
199   AllocaSlices(const DataLayout &DL, AllocaInst &AI);
200
201   /// \brief Test whether a pointer to the allocation escapes our analysis.
202   ///
203   /// If this is true, the slices are never fully built and should be
204   /// ignored.
205   bool isEscaped() const { return PointerEscapingInstr; }
206
207   /// \brief Support for iterating over the slices.
208   /// @{
209   typedef SmallVectorImpl<Slice>::iterator iterator;
210   typedef iterator_range<iterator> range;
211   iterator begin() { return Slices.begin(); }
212   iterator end() { return Slices.end(); }
213
214   typedef SmallVectorImpl<Slice>::const_iterator const_iterator;
215   typedef iterator_range<const_iterator> const_range;
216   const_iterator begin() const { return Slices.begin(); }
217   const_iterator end() const { return Slices.end(); }
218   /// @}
219
220   /// \brief Erase a range of slices.
221   void erase(iterator Start, iterator Stop) { Slices.erase(Start, Stop); }
222
223   /// \brief Insert new slices for this alloca.
224   ///
225   /// This moves the slices into the alloca's slices collection, and re-sorts
226   /// everything so that the usual ordering properties of the alloca's slices
227   /// hold.
228   void insert(ArrayRef<Slice> NewSlices) {
229     int OldSize = Slices.size();
230     Slices.append(NewSlices.begin(), NewSlices.end());
231     auto SliceI = Slices.begin() + OldSize;
232     std::sort(SliceI, Slices.end());
233     std::inplace_merge(Slices.begin(), SliceI, Slices.end());
234   }
235
236   // Forward declare the iterator and range accessor for walking the
237   // partitions.
238   class partition_iterator;
239   iterator_range<partition_iterator> partitions();
240
241   /// \brief Access the dead users for this alloca.
242   ArrayRef<Instruction *> getDeadUsers() const { return DeadUsers; }
243
244   /// \brief Access the dead operands referring to this alloca.
245   ///
246   /// These are operands which have cannot actually be used to refer to the
247   /// alloca as they are outside its range and the user doesn't correct for
248   /// that. These mostly consist of PHI node inputs and the like which we just
249   /// need to replace with undef.
250   ArrayRef<Use *> getDeadOperands() const { return DeadOperands; }
251
252 #if !defined(NDEBUG) || defined(LLVM_ENABLE_DUMP)
253   void print(raw_ostream &OS, const_iterator I, StringRef Indent = "  ") const;
254   void printSlice(raw_ostream &OS, const_iterator I,
255                   StringRef Indent = "  ") const;
256   void printUse(raw_ostream &OS, const_iterator I,
257                 StringRef Indent = "  ") const;
258   void print(raw_ostream &OS) const;
259   void dump(const_iterator I) const;
260   void dump() const;
261 #endif
262
263 private:
264   template <typename DerivedT, typename RetT = void> class BuilderBase;
265   class SliceBuilder;
266   friend class AllocaSlices::SliceBuilder;
267
268 #if !defined(NDEBUG) || defined(LLVM_ENABLE_DUMP)
269   /// \brief Handle to alloca instruction to simplify method interfaces.
270   AllocaInst &AI;
271 #endif
272
273   /// \brief The instruction responsible for this alloca not having a known set
274   /// of slices.
275   ///
276   /// When an instruction (potentially) escapes the pointer to the alloca, we
277   /// store a pointer to that here and abort trying to form slices of the
278   /// alloca. This will be null if the alloca slices are analyzed successfully.
279   Instruction *PointerEscapingInstr;
280
281   /// \brief The slices of the alloca.
282   ///
283   /// We store a vector of the slices formed by uses of the alloca here. This
284   /// vector is sorted by increasing begin offset, and then the unsplittable
285   /// slices before the splittable ones. See the Slice inner class for more
286   /// details.
287   SmallVector<Slice, 8> Slices;
288
289   /// \brief Instructions which will become dead if we rewrite the alloca.
290   ///
291   /// Note that these are not separated by slice. This is because we expect an
292   /// alloca to be completely rewritten or not rewritten at all. If rewritten,
293   /// all these instructions can simply be removed and replaced with undef as
294   /// they come from outside of the allocated space.
295   SmallVector<Instruction *, 8> DeadUsers;
296
297   /// \brief Operands which will become dead if we rewrite the alloca.
298   ///
299   /// These are operands that in their particular use can be replaced with
300   /// undef when we rewrite the alloca. These show up in out-of-bounds inputs
301   /// to PHI nodes and the like. They aren't entirely dead (there might be
302   /// a GEP back into the bounds using it elsewhere) and nor is the PHI, but we
303   /// want to swap this particular input for undef to simplify the use lists of
304   /// the alloca.
305   SmallVector<Use *, 8> DeadOperands;
306 };
307
308 /// \brief A partition of the slices.
309 ///
310 /// An ephemeral representation for a range of slices which can be viewed as
311 /// a partition of the alloca. This range represents a span of the alloca's
312 /// memory which cannot be split, and provides access to all of the slices
313 /// overlapping some part of the partition.
314 ///
315 /// Objects of this type are produced by traversing the alloca's slices, but
316 /// are only ephemeral and not persistent.
317 class llvm::sroa::Partition {
318 private:
319   friend class AllocaSlices;
320   friend class AllocaSlices::partition_iterator;
321
322   typedef AllocaSlices::iterator iterator;
323
324   /// \brief The beginning and ending offsets of the alloca for this
325   /// partition.
326   uint64_t BeginOffset, EndOffset;
327
328   /// \brief The start end end iterators of this partition.
329   iterator SI, SJ;
330
331   /// \brief A collection of split slice tails overlapping the partition.
332   SmallVector<Slice *, 4> SplitTails;
333
334   /// \brief Raw constructor builds an empty partition starting and ending at
335   /// the given iterator.
336   Partition(iterator SI) : SI(SI), SJ(SI) {}
337
338 public:
339   /// \brief The start offset of this partition.
340   ///
341   /// All of the contained slices start at or after this offset.
342   uint64_t beginOffset() const { return BeginOffset; }
343
344   /// \brief The end offset of this partition.
345   ///
346   /// All of the contained slices end at or before this offset.
347   uint64_t endOffset() const { return EndOffset; }
348
349   /// \brief The size of the partition.
350   ///
351   /// Note that this can never be zero.
352   uint64_t size() const {
353     assert(BeginOffset < EndOffset && "Partitions must span some bytes!");
354     return EndOffset - BeginOffset;
355   }
356
357   /// \brief Test whether this partition contains no slices, and merely spans
358   /// a region occupied by split slices.
359   bool empty() const { return SI == SJ; }
360
361   /// \name Iterate slices that start within the partition.
362   /// These may be splittable or unsplittable. They have a begin offset >= the
363   /// partition begin offset.
364   /// @{
365   // FIXME: We should probably define a "concat_iterator" helper and use that
366   // to stitch together pointee_iterators over the split tails and the
367   // contiguous iterators of the partition. That would give a much nicer
368   // interface here. We could then additionally expose filtered iterators for
369   // split, unsplit, and unsplittable splices based on the usage patterns.
370   iterator begin() const { return SI; }
371   iterator end() const { return SJ; }
372   /// @}
373
374   /// \brief Get the sequence of split slice tails.
375   ///
376   /// These tails are of slices which start before this partition but are
377   /// split and overlap into the partition. We accumulate these while forming
378   /// partitions.
379   ArrayRef<Slice *> splitSliceTails() const { return SplitTails; }
380 };
381
382 /// \brief An iterator over partitions of the alloca's slices.
383 ///
384 /// This iterator implements the core algorithm for partitioning the alloca's
385 /// slices. It is a forward iterator as we don't support backtracking for
386 /// efficiency reasons, and re-use a single storage area to maintain the
387 /// current set of split slices.
388 ///
389 /// It is templated on the slice iterator type to use so that it can operate
390 /// with either const or non-const slice iterators.
391 class AllocaSlices::partition_iterator
392     : public iterator_facade_base<partition_iterator, std::forward_iterator_tag,
393                                   Partition> {
394   friend class AllocaSlices;
395
396   /// \brief Most of the state for walking the partitions is held in a class
397   /// with a nice interface for examining them.
398   Partition P;
399
400   /// \brief We need to keep the end of the slices to know when to stop.
401   AllocaSlices::iterator SE;
402
403   /// \brief We also need to keep track of the maximum split end offset seen.
404   /// FIXME: Do we really?
405   uint64_t MaxSplitSliceEndOffset;
406
407   /// \brief Sets the partition to be empty at given iterator, and sets the
408   /// end iterator.
409   partition_iterator(AllocaSlices::iterator SI, AllocaSlices::iterator SE)
410       : P(SI), SE(SE), MaxSplitSliceEndOffset(0) {
411     // If not already at the end, advance our state to form the initial
412     // partition.
413     if (SI != SE)
414       advance();
415   }
416
417   /// \brief Advance the iterator to the next partition.
418   ///
419   /// Requires that the iterator not be at the end of the slices.
420   void advance() {
421     assert((P.SI != SE || !P.SplitTails.empty()) &&
422            "Cannot advance past the end of the slices!");
423
424     // Clear out any split uses which have ended.
425     if (!P.SplitTails.empty()) {
426       if (P.EndOffset >= MaxSplitSliceEndOffset) {
427         // If we've finished all splits, this is easy.
428         P.SplitTails.clear();
429         MaxSplitSliceEndOffset = 0;
430       } else {
431         // Remove the uses which have ended in the prior partition. This
432         // cannot change the max split slice end because we just checked that
433         // the prior partition ended prior to that max.
434         P.SplitTails.erase(
435             remove_if(P.SplitTails,
436                       [&](Slice *S) { return S->endOffset() <= P.EndOffset; }),
437             P.SplitTails.end());
438         assert(any_of(P.SplitTails,
439                       [&](Slice *S) {
440                         return S->endOffset() == MaxSplitSliceEndOffset;
441                       }) &&
442                "Could not find the current max split slice offset!");
443         assert(all_of(P.SplitTails,
444                       [&](Slice *S) {
445                         return S->endOffset() <= MaxSplitSliceEndOffset;
446                       }) &&
447                "Max split slice end offset is not actually the max!");
448       }
449     }
450
451     // If P.SI is already at the end, then we've cleared the split tail and
452     // now have an end iterator.
453     if (P.SI == SE) {
454       assert(P.SplitTails.empty() && "Failed to clear the split slices!");
455       return;
456     }
457
458     // If we had a non-empty partition previously, set up the state for
459     // subsequent partitions.
460     if (P.SI != P.SJ) {
461       // Accumulate all the splittable slices which started in the old
462       // partition into the split list.
463       for (Slice &S : P)
464         if (S.isSplittable() && S.endOffset() > P.EndOffset) {
465           P.SplitTails.push_back(&S);
466           MaxSplitSliceEndOffset =
467               std::max(S.endOffset(), MaxSplitSliceEndOffset);
468         }
469
470       // Start from the end of the previous partition.
471       P.SI = P.SJ;
472
473       // If P.SI is now at the end, we at most have a tail of split slices.
474       if (P.SI == SE) {
475         P.BeginOffset = P.EndOffset;
476         P.EndOffset = MaxSplitSliceEndOffset;
477         return;
478       }
479
480       // If the we have split slices and the next slice is after a gap and is
481       // not splittable immediately form an empty partition for the split
482       // slices up until the next slice begins.
483       if (!P.SplitTails.empty() && P.SI->beginOffset() != P.EndOffset &&
484           !P.SI->isSplittable()) {
485         P.BeginOffset = P.EndOffset;
486         P.EndOffset = P.SI->beginOffset();
487         return;
488       }
489     }
490
491     // OK, we need to consume new slices. Set the end offset based on the
492     // current slice, and step SJ past it. The beginning offset of the
493     // partition is the beginning offset of the next slice unless we have
494     // pre-existing split slices that are continuing, in which case we begin
495     // at the prior end offset.
496     P.BeginOffset = P.SplitTails.empty() ? P.SI->beginOffset() : P.EndOffset;
497     P.EndOffset = P.SI->endOffset();
498     ++P.SJ;
499
500     // There are two strategies to form a partition based on whether the
501     // partition starts with an unsplittable slice or a splittable slice.
502     if (!P.SI->isSplittable()) {
503       // When we're forming an unsplittable region, it must always start at
504       // the first slice and will extend through its end.
505       assert(P.BeginOffset == P.SI->beginOffset());
506
507       // Form a partition including all of the overlapping slices with this
508       // unsplittable slice.
509       while (P.SJ != SE && P.SJ->beginOffset() < P.EndOffset) {
510         if (!P.SJ->isSplittable())
511           P.EndOffset = std::max(P.EndOffset, P.SJ->endOffset());
512         ++P.SJ;
513       }
514
515       // We have a partition across a set of overlapping unsplittable
516       // partitions.
517       return;
518     }
519
520     // If we're starting with a splittable slice, then we need to form
521     // a synthetic partition spanning it and any other overlapping splittable
522     // splices.
523     assert(P.SI->isSplittable() && "Forming a splittable partition!");
524
525     // Collect all of the overlapping splittable slices.
526     while (P.SJ != SE && P.SJ->beginOffset() < P.EndOffset &&
527            P.SJ->isSplittable()) {
528       P.EndOffset = std::max(P.EndOffset, P.SJ->endOffset());
529       ++P.SJ;
530     }
531
532     // Back upiP.EndOffset if we ended the span early when encountering an
533     // unsplittable slice. This synthesizes the early end offset of
534     // a partition spanning only splittable slices.
535     if (P.SJ != SE && P.SJ->beginOffset() < P.EndOffset) {
536       assert(!P.SJ->isSplittable());
537       P.EndOffset = P.SJ->beginOffset();
538     }
539   }
540
541 public:
542   bool operator==(const partition_iterator &RHS) const {
543     assert(SE == RHS.SE &&
544            "End iterators don't match between compared partition iterators!");
545
546     // The observed positions of partitions is marked by the P.SI iterator and
547     // the emptiness of the split slices. The latter is only relevant when
548     // P.SI == SE, as the end iterator will additionally have an empty split
549     // slices list, but the prior may have the same P.SI and a tail of split
550     // slices.
551     if (P.SI == RHS.P.SI && P.SplitTails.empty() == RHS.P.SplitTails.empty()) {
552       assert(P.SJ == RHS.P.SJ &&
553              "Same set of slices formed two different sized partitions!");
554       assert(P.SplitTails.size() == RHS.P.SplitTails.size() &&
555              "Same slice position with differently sized non-empty split "
556              "slice tails!");
557       return true;
558     }
559     return false;
560   }
561
562   partition_iterator &operator++() {
563     advance();
564     return *this;
565   }
566
567   Partition &operator*() { return P; }
568 };
569
570 /// \brief A forward range over the partitions of the alloca's slices.
571 ///
572 /// This accesses an iterator range over the partitions of the alloca's
573 /// slices. It computes these partitions on the fly based on the overlapping
574 /// offsets of the slices and the ability to split them. It will visit "empty"
575 /// partitions to cover regions of the alloca only accessed via split
576 /// slices.
577 iterator_range<AllocaSlices::partition_iterator> AllocaSlices::partitions() {
578   return make_range(partition_iterator(begin(), end()),
579                     partition_iterator(end(), end()));
580 }
581
582 static Value *foldSelectInst(SelectInst &SI) {
583   // If the condition being selected on is a constant or the same value is
584   // being selected between, fold the select. Yes this does (rarely) happen
585   // early on.
586   if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(SI.getCondition()))
587     return SI.getOperand(1 + CI->isZero());
588   if (SI.getOperand(1) == SI.getOperand(2))
589     return SI.getOperand(1);
590
591   return nullptr;
592 }
593
594 /// \brief A helper that folds a PHI node or a select.
595 static Value *foldPHINodeOrSelectInst(Instruction &I) {
596   if (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(&I)) {
597     // If PN merges together the same value, return that value.
598     return PN->hasConstantValue();
599   }
600   return foldSelectInst(cast<SelectInst>(I));
601 }
602
603 /// \brief Builder for the alloca slices.
604 ///
605 /// This class builds a set of alloca slices by recursively visiting the uses
606 /// of an alloca and making a slice for each load and store at each offset.
607 class AllocaSlices::SliceBuilder : public PtrUseVisitor<SliceBuilder> {
608   friend class PtrUseVisitor<SliceBuilder>;
609   friend class InstVisitor<SliceBuilder>;
610   typedef PtrUseVisitor<SliceBuilder> Base;
611
612   const uint64_t AllocSize;
613   AllocaSlices &AS;
614
615   SmallDenseMap<Instruction *, unsigned> MemTransferSliceMap;
616   SmallDenseMap<Instruction *, uint64_t> PHIOrSelectSizes;
617
618   /// \brief Set to de-duplicate dead instructions found in the use walk.
619   SmallPtrSet<Instruction *, 4> VisitedDeadInsts;
620
621 public:
622   SliceBuilder(const DataLayout &DL, AllocaInst &AI, AllocaSlices &AS)
623       : PtrUseVisitor<SliceBuilder>(DL),
624         AllocSize(DL.getTypeAllocSize(AI.getAllocatedType())), AS(AS) {}
625
626 private:
627   void markAsDead(Instruction &I) {
628     if (VisitedDeadInsts.insert(&I).second)
629       AS.DeadUsers.push_back(&I);
630   }
631
632   void insertUse(Instruction &I, const APInt &Offset, uint64_t Size,
633                  bool IsSplittable = false) {
634     // Completely skip uses which have a zero size or start either before or
635     // past the end of the allocation.
636     if (Size == 0 || Offset.uge(AllocSize)) {
637       DEBUG(dbgs() << "WARNING: Ignoring " << Size << " byte use @" << Offset
638                    << " which has zero size or starts outside of the "
639                    << AllocSize << " byte alloca:\n"
640                    << "    alloca: " << AS.AI << "\n"
641                    << "       use: " << I << "\n");
642       return markAsDead(I);
643     }
644
645     uint64_t BeginOffset = Offset.getZExtValue();
646     uint64_t EndOffset = BeginOffset + Size;
647
648     // Clamp the end offset to the end of the allocation. Note that this is
649     // formulated to handle even the case where "BeginOffset + Size" overflows.
650     // This may appear superficially to be something we could ignore entirely,
651     // but that is not so! There may be widened loads or PHI-node uses where
652     // some instructions are dead but not others. We can't completely ignore
653     // them, and so have to record at least the information here.
654     assert(AllocSize >= BeginOffset); // Established above.
655     if (Size > AllocSize - BeginOffset) {
656       DEBUG(dbgs() << "WARNING: Clamping a " << Size << " byte use @" << Offset
657                    << " to remain within the " << AllocSize << " byte alloca:\n"
658                    << "    alloca: " << AS.AI << "\n"
659                    << "       use: " << I << "\n");
660       EndOffset = AllocSize;
661     }
662
663     AS.Slices.push_back(Slice(BeginOffset, EndOffset, U, IsSplittable));
664   }
665
666   void visitBitCastInst(BitCastInst &BC) {
667     if (BC.use_empty())
668       return markAsDead(BC);
669
670     return Base::visitBitCastInst(BC);
671   }
672
673   void visitGetElementPtrInst(GetElementPtrInst &GEPI) {
674     if (GEPI.use_empty())
675       return markAsDead(GEPI);
676
677     if (SROAStrictInbounds && GEPI.isInBounds()) {
678       // FIXME: This is a manually un-factored variant of the basic code inside
679       // of GEPs with checking of the inbounds invariant specified in the
680       // langref in a very strict sense. If we ever want to enable
681       // SROAStrictInbounds, this code should be factored cleanly into
682       // PtrUseVisitor, but it is easier to experiment with SROAStrictInbounds
683       // by writing out the code here where we have the underlying allocation
684       // size readily available.
685       APInt GEPOffset = Offset;
686       const DataLayout &DL = GEPI.getModule()->getDataLayout();
687       for (gep_type_iterator GTI = gep_type_begin(GEPI),
688                              GTE = gep_type_end(GEPI);
689            GTI != GTE; ++GTI) {
690         ConstantInt *OpC = dyn_cast<ConstantInt>(GTI.getOperand());
691         if (!OpC)
692           break;
693
694         // Handle a struct index, which adds its field offset to the pointer.
695         if (StructType *STy = GTI.getStructTypeOrNull()) {
696           unsigned ElementIdx = OpC->getZExtValue();
697           const StructLayout *SL = DL.getStructLayout(STy);
698           GEPOffset +=
699               APInt(Offset.getBitWidth(), SL->getElementOffset(ElementIdx));
700         } else {
701           // For array or vector indices, scale the index by the size of the
702           // type.
703           APInt Index = OpC->getValue().sextOrTrunc(Offset.getBitWidth());
704           GEPOffset += Index * APInt(Offset.getBitWidth(),
705                                      DL.getTypeAllocSize(GTI.getIndexedType()));
706         }
707
708         // If this index has computed an intermediate pointer which is not
709         // inbounds, then the result of the GEP is a poison value and we can
710         // delete it and all uses.
711         if (GEPOffset.ugt(AllocSize))
712           return markAsDead(GEPI);
713       }
714     }
715
716     return Base::visitGetElementPtrInst(GEPI);
717   }
718
719   void handleLoadOrStore(Type *Ty, Instruction &I, const APInt &Offset,
720                          uint64_t Size, bool IsVolatile) {
721     // We allow splitting of non-volatile loads and stores where the type is an
722     // integer type. These may be used to implement 'memcpy' or other "transfer
723     // of bits" patterns.
724     bool IsSplittable = Ty->isIntegerTy() && !IsVolatile;
725
726     insertUse(I, Offset, Size, IsSplittable);
727   }
728
729   void visitLoadInst(LoadInst &LI) {
730     assert((!LI.isSimple() || LI.getType()->isSingleValueType()) &&
731            "All simple FCA loads should have been pre-split");
732
733     if (!IsOffsetKnown)
734       return PI.setAborted(&LI);
735
736     const DataLayout &DL = LI.getModule()->getDataLayout();
737     uint64_t Size = DL.getTypeStoreSize(LI.getType());
738     return handleLoadOrStore(LI.getType(), LI, Offset, Size, LI.isVolatile());
739   }
740
741   void visitStoreInst(StoreInst &SI) {
742     Value *ValOp = SI.getValueOperand();
743     if (ValOp == *U)
744       return PI.setEscapedAndAborted(&SI);
745     if (!IsOffsetKnown)
746       return PI.setAborted(&SI);
747
748     const DataLayout &DL = SI.getModule()->getDataLayout();
749     uint64_t Size = DL.getTypeStoreSize(ValOp->getType());
750
751     // If this memory access can be shown to *statically* extend outside the
752     // bounds of of the allocation, it's behavior is undefined, so simply
753     // ignore it. Note that this is more strict than the generic clamping
754     // behavior of insertUse. We also try to handle cases which might run the
755     // risk of overflow.
756     // FIXME: We should instead consider the pointer to have escaped if this
757     // function is being instrumented for addressing bugs or race conditions.
758     if (Size > AllocSize || Offset.ugt(AllocSize - Size)) {
759       DEBUG(dbgs() << "WARNING: Ignoring " << Size << " byte store @" << Offset
760                    << " which extends past the end of the " << AllocSize
761                    << " byte alloca:\n"
762                    << "    alloca: " << AS.AI << "\n"
763                    << "       use: " << SI << "\n");
764       return markAsDead(SI);
765     }
766
767     assert((!SI.isSimple() || ValOp->getType()->isSingleValueType()) &&
768            "All simple FCA stores should have been pre-split");
769     handleLoadOrStore(ValOp->getType(), SI, Offset, Size, SI.isVolatile());
770   }
771
772   void visitMemSetInst(MemSetInst &II) {
773     assert(II.getRawDest() == *U && "Pointer use is not the destination?");
774     ConstantInt *Length = dyn_cast<ConstantInt>(II.getLength());
775     if ((Length && Length->getValue() == 0) ||
776         (IsOffsetKnown && Offset.uge(AllocSize)))
777       // Zero-length mem transfer intrinsics can be ignored entirely.
778       return markAsDead(II);
779
780     if (!IsOffsetKnown)
781       return PI.setAborted(&II);
782
783     insertUse(II, Offset, Length ? Length->getLimitedValue()
784                                  : AllocSize - Offset.getLimitedValue(),
785               (bool)Length);
786   }
787
788   void visitMemTransferInst(MemTransferInst &II) {
789     ConstantInt *Length = dyn_cast<ConstantInt>(II.getLength());
790     if (Length && Length->getValue() == 0)
791       // Zero-length mem transfer intrinsics can be ignored entirely.
792       return markAsDead(II);
793
794     // Because we can visit these intrinsics twice, also check to see if the
795     // first time marked this instruction as dead. If so, skip it.
796     if (VisitedDeadInsts.count(&II))
797       return;
798
799     if (!IsOffsetKnown)
800       return PI.setAborted(&II);
801
802     // This side of the transfer is completely out-of-bounds, and so we can
803     // nuke the entire transfer. However, we also need to nuke the other side
804     // if already added to our partitions.
805     // FIXME: Yet another place we really should bypass this when
806     // instrumenting for ASan.
807     if (Offset.uge(AllocSize)) {
808       SmallDenseMap<Instruction *, unsigned>::iterator MTPI =
809           MemTransferSliceMap.find(&II);
810       if (MTPI != MemTransferSliceMap.end())
811         AS.Slices[MTPI->second].kill();
812       return markAsDead(II);
813     }
814
815     uint64_t RawOffset = Offset.getLimitedValue();
816     uint64_t Size = Length ? Length->getLimitedValue() : AllocSize - RawOffset;
817
818     // Check for the special case where the same exact value is used for both
819     // source and dest.
820     if (*U == II.getRawDest() && *U == II.getRawSource()) {
821       // For non-volatile transfers this is a no-op.
822       if (!II.isVolatile())
823         return markAsDead(II);
824
825       return insertUse(II, Offset, Size, /*IsSplittable=*/false);
826     }
827
828     // If we have seen both source and destination for a mem transfer, then
829     // they both point to the same alloca.
830     bool Inserted;
831     SmallDenseMap<Instruction *, unsigned>::iterator MTPI;
832     std::tie(MTPI, Inserted) =
833         MemTransferSliceMap.insert(std::make_pair(&II, AS.Slices.size()));
834     unsigned PrevIdx = MTPI->second;
835     if (!Inserted) {
836       Slice &PrevP = AS.Slices[PrevIdx];
837
838       // Check if the begin offsets match and this is a non-volatile transfer.
839       // In that case, we can completely elide the transfer.
840       if (!II.isVolatile() && PrevP.beginOffset() == RawOffset) {
841         PrevP.kill();
842         return markAsDead(II);
843       }
844
845       // Otherwise we have an offset transfer within the same alloca. We can't
846       // split those.
847       PrevP.makeUnsplittable();
848     }
849
850     // Insert the use now that we've fixed up the splittable nature.
851     insertUse(II, Offset, Size, /*IsSplittable=*/Inserted && Length);
852
853     // Check that we ended up with a valid index in the map.
854     assert(AS.Slices[PrevIdx].getUse()->getUser() == &II &&
855            "Map index doesn't point back to a slice with this user.");
856   }
857
858   // Disable SRoA for any intrinsics except for lifetime invariants.
859   // FIXME: What about debug intrinsics? This matches old behavior, but
860   // doesn't make sense.
861   void visitIntrinsicInst(IntrinsicInst &II) {
862     if (!IsOffsetKnown)
863       return PI.setAborted(&II);
864
865     if (II.getIntrinsicID() == Intrinsic::lifetime_start ||
866         II.getIntrinsicID() == Intrinsic::lifetime_end) {
867       ConstantInt *Length = cast<ConstantInt>(II.getArgOperand(0));
868       uint64_t Size = std::min(AllocSize - Offset.getLimitedValue(),
869                                Length->getLimitedValue());
870       insertUse(II, Offset, Size, true);
871       return;
872     }
873
874     Base::visitIntrinsicInst(II);
875   }
876
877   Instruction *hasUnsafePHIOrSelectUse(Instruction *Root, uint64_t &Size) {
878     // We consider any PHI or select that results in a direct load or store of
879     // the same offset to be a viable use for slicing purposes. These uses
880     // are considered unsplittable and the size is the maximum loaded or stored
881     // size.
882     SmallPtrSet<Instruction *, 4> Visited;
883     SmallVector<std::pair<Instruction *, Instruction *>, 4> Uses;
884     Visited.insert(Root);
885     Uses.push_back(std::make_pair(cast<Instruction>(*U), Root));
886     const DataLayout &DL = Root->getModule()->getDataLayout();
887     // If there are no loads or stores, the access is dead. We mark that as
888     // a size zero access.
889     Size = 0;
890     do {
891       Instruction *I, *UsedI;
892       std::tie(UsedI, I) = Uses.pop_back_val();
893
894       if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(I)) {
895         Size = std::max(Size, DL.getTypeStoreSize(LI->getType()));
896         continue;
897       }
898       if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(I)) {
899         Value *Op = SI->getOperand(0);
900         if (Op == UsedI)
901           return SI;
902         Size = std::max(Size, DL.getTypeStoreSize(Op->getType()));
903         continue;
904       }
905
906       if (GetElementPtrInst *GEP = dyn_cast<GetElementPtrInst>(I)) {
907         if (!GEP->hasAllZeroIndices())
908           return GEP;
909       } else if (!isa<BitCastInst>(I) && !isa<PHINode>(I) &&
910                  !isa<SelectInst>(I)) {
911         return I;
912       }
913
914       for (User *U : I->users())
915         if (Visited.insert(cast<Instruction>(U)).second)
916           Uses.push_back(std::make_pair(I, cast<Instruction>(U)));
917     } while (!Uses.empty());
918
919     return nullptr;
920   }
921
922   void visitPHINodeOrSelectInst(Instruction &I) {
923     assert(isa<PHINode>(I) || isa<SelectInst>(I));
924     if (I.use_empty())
925       return markAsDead(I);
926
927     // TODO: We could use SimplifyInstruction here to fold PHINodes and
928     // SelectInsts. However, doing so requires to change the current
929     // dead-operand-tracking mechanism. For instance, suppose neither loading
930     // from %U nor %other traps. Then "load (select undef, %U, %other)" does not
931     // trap either.  However, if we simply replace %U with undef using the
932     // current dead-operand-tracking mechanism, "load (select undef, undef,
933     // %other)" may trap because the select may return the first operand
934     // "undef".
935     if (Value *Result = foldPHINodeOrSelectInst(I)) {
936       if (Result == *U)
937         // If the result of the constant fold will be the pointer, recurse
938         // through the PHI/select as if we had RAUW'ed it.
939         enqueueUsers(I);
940       else
941         // Otherwise the operand to the PHI/select is dead, and we can replace
942         // it with undef.
943         AS.DeadOperands.push_back(U);
944
945       return;
946     }
947
948     if (!IsOffsetKnown)
949       return PI.setAborted(&I);
950
951     // See if we already have computed info on this node.
952     uint64_t &Size = PHIOrSelectSizes[&I];
953     if (!Size) {
954       // This is a new PHI/Select, check for an unsafe use of it.
955       if (Instruction *UnsafeI = hasUnsafePHIOrSelectUse(&I, Size))
956         return PI.setAborted(UnsafeI);
957     }
958
959     // For PHI and select operands outside the alloca, we can't nuke the entire
960     // phi or select -- the other side might still be relevant, so we special
961     // case them here and use a separate structure to track the operands
962     // themselves which should be replaced with undef.
963     // FIXME: This should instead be escaped in the event we're instrumenting
964     // for address sanitization.
965     if (Offset.uge(AllocSize)) {
966       AS.DeadOperands.push_back(U);
967       return;
968     }
969
970     insertUse(I, Offset, Size);
971   }
972
973   void visitPHINode(PHINode &PN) { visitPHINodeOrSelectInst(PN); }
974
975   void visitSelectInst(SelectInst &SI) { visitPHINodeOrSelectInst(SI); }
976
977   /// \brief Disable SROA entirely if there are unhandled users of the alloca.
978   void visitInstruction(Instruction &I) { PI.setAborted(&I); }
979 };
980
981 AllocaSlices::AllocaSlices(const DataLayout &DL, AllocaInst &AI)
982     :
983 #if !defined(NDEBUG) || defined(LLVM_ENABLE_DUMP)
984       AI(AI),
985 #endif
986       PointerEscapingInstr(nullptr) {
987   SliceBuilder PB(DL, AI, *this);
988   SliceBuilder::PtrInfo PtrI = PB.visitPtr(AI);
989   if (PtrI.isEscaped() || PtrI.isAborted()) {
990     // FIXME: We should sink the escape vs. abort info into the caller nicely,
991     // possibly by just storing the PtrInfo in the AllocaSlices.
992     PointerEscapingInstr = PtrI.getEscapingInst() ? PtrI.getEscapingInst()
993                                                   : PtrI.getAbortingInst();
994     assert(PointerEscapingInstr && "Did not track a bad instruction");
995     return;
996   }
997
998   Slices.erase(remove_if(Slices, [](const Slice &S) { return S.isDead(); }),
999                Slices.end());
1000
1001 #ifndef NDEBUG
1002   if (SROARandomShuffleSlices) {
1003     std::mt19937 MT(static_cast<unsigned>(
1004         std::chrono::system_clock::now().time_since_epoch().count()));
1005     std::shuffle(Slices.begin(), Slices.end(), MT);
1006   }
1007 #endif
1008
1009   // Sort the uses. This arranges for the offsets to be in ascending order,
1010   // and the sizes to be in descending order.
1011   std::sort(Slices.begin(), Slices.end());
1012 }
1013
1014 #if !defined(NDEBUG) || defined(LLVM_ENABLE_DUMP)
1015
1016 void AllocaSlices::print(raw_ostream &OS, const_iterator I,
1017                          StringRef Indent) const {
1018   printSlice(OS, I, Indent);
1019   OS << "\n";
1020   printUse(OS, I, Indent);
1021 }
1022
1023 void AllocaSlices::printSlice(raw_ostream &OS, const_iterator I,
1024                               StringRef Indent) const {
1025   OS << Indent << "[" << I->beginOffset() << "," << I->endOffset() << ")"
1026      << " slice #" << (I - begin())
1027      << (I->isSplittable() ? " (splittable)" : "");
1028 }
1029
1030 void AllocaSlices::printUse(raw_ostream &OS, const_iterator I,
1031                             StringRef Indent) const {
1032   OS << Indent << "  used by: " << *I->getUse()->getUser() << "\n";
1033 }
1034
1035 void AllocaSlices::print(raw_ostream &OS) const {
1036   if (PointerEscapingInstr) {
1037     OS << "Can't analyze slices for alloca: " << AI << "\n"
1038        << "  A pointer to this alloca escaped by:\n"
1039        << "  " << *PointerEscapingInstr << "\n";
1040     return;
1041   }
1042
1043   OS << "Slices of alloca: " << AI << "\n";
1044   for (const_iterator I = begin(), E = end(); I != E; ++I)
1045     print(OS, I);
1046 }
1047
1048 LLVM_DUMP_METHOD void AllocaSlices::dump(const_iterator I) const {
1049   print(dbgs(), I);
1050 }
1051 LLVM_DUMP_METHOD void AllocaSlices::dump() const { print(dbgs()); }
1052
1053 #endif // !defined(NDEBUG) || defined(LLVM_ENABLE_DUMP)
1054
1055 /// Walk the range of a partitioning looking for a common type to cover this
1056 /// sequence of slices.
1057 static Type *findCommonType(AllocaSlices::const_iterator B,
1058                             AllocaSlices::const_iterator E,
1059                             uint64_t EndOffset) {
1060   Type *Ty = nullptr;
1061   bool TyIsCommon = true;
1062   IntegerType *ITy = nullptr;
1063
1064   // Note that we need to look at *every* alloca slice's Use to ensure we
1065   // always get consistent results regardless of the order of slices.
1066   for (AllocaSlices::const_iterator I = B; I != E; ++I) {
1067     Use *U = I->getUse();
1068     if (isa<IntrinsicInst>(*U->getUser()))
1069       continue;
1070     if (I->beginOffset() != B->beginOffset() || I->endOffset() != EndOffset)
1071       continue;
1072
1073     Type *UserTy = nullptr;
1074     if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(U->getUser())) {
1075       UserTy = LI->getType();
1076     } else if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(U->getUser())) {
1077       UserTy = SI->getValueOperand()->getType();
1078     }
1079
1080     if (IntegerType *UserITy = dyn_cast_or_null<IntegerType>(UserTy)) {
1081       // If the type is larger than the partition, skip it. We only encounter
1082       // this for split integer operations where we want to use the type of the
1083       // entity causing the split. Also skip if the type is not a byte width
1084       // multiple.
1085       if (UserITy->getBitWidth() % 8 != 0 ||
1086           UserITy->getBitWidth() / 8 > (EndOffset - B->beginOffset()))
1087         continue;
1088
1089       // Track the largest bitwidth integer type used in this way in case there
1090       // is no common type.
1091       if (!ITy || ITy->getBitWidth() < UserITy->getBitWidth())
1092         ITy = UserITy;
1093     }
1094
1095     // To avoid depending on the order of slices, Ty and TyIsCommon must not
1096     // depend on types skipped above.
1097     if (!UserTy || (Ty && Ty != UserTy))
1098       TyIsCommon = false; // Give up on anything but an iN type.
1099     else
1100       Ty = UserTy;
1101   }
1102
1103   return TyIsCommon ? Ty : ITy;
1104 }
1105
1106 /// PHI instructions that use an alloca and are subsequently loaded can be
1107 /// rewritten to load both input pointers in the pred blocks and then PHI the
1108 /// results, allowing the load of the alloca to be promoted.
1109 /// From this:
1110 ///   %P2 = phi [i32* %Alloca, i32* %Other]
1111 ///   %V = load i32* %P2
1112 /// to:
1113 ///   %V1 = load i32* %Alloca      -> will be mem2reg'd
1114 ///   ...
1115 ///   %V2 = load i32* %Other
1116 ///   ...
1117 ///   %V = phi [i32 %V1, i32 %V2]
1118 ///
1119 /// We can do this to a select if its only uses are loads and if the operands
1120 /// to the select can be loaded unconditionally.
1121 ///
1122 /// FIXME: This should be hoisted into a generic utility, likely in
1123 /// Transforms/Util/Local.h
1124 static bool isSafePHIToSpeculate(PHINode &PN) {
1125   // For now, we can only do this promotion if the load is in the same block
1126   // as the PHI, and if there are no stores between the phi and load.
1127   // TODO: Allow recursive phi users.
1128   // TODO: Allow stores.
1129   BasicBlock *BB = PN.getParent();
1130   unsigned MaxAlign = 0;
1131   bool HaveLoad = false;
1132   for (User *U : PN.users()) {
1133     LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(U);
1134     if (!LI || !LI->isSimple())
1135       return false;
1136
1137     // For now we only allow loads in the same block as the PHI.  This is
1138     // a common case that happens when instcombine merges two loads through
1139     // a PHI.
1140     if (LI->getParent() != BB)
1141       return false;
1142
1143     // Ensure that there are no instructions between the PHI and the load that
1144     // could store.
1145     for (BasicBlock::iterator BBI(PN); &*BBI != LI; ++BBI)
1146       if (BBI->mayWriteToMemory())
1147         return false;
1148
1149     MaxAlign = std::max(MaxAlign, LI->getAlignment());
1150     HaveLoad = true;
1151   }
1152
1153   if (!HaveLoad)
1154     return false;
1155
1156   const DataLayout &DL = PN.getModule()->getDataLayout();
1157
1158   // We can only transform this if it is safe to push the loads into the
1159   // predecessor blocks. The only thing to watch out for is that we can't put
1160   // a possibly trapping load in the predecessor if it is a critical edge.
1161   for (unsigned Idx = 0, Num = PN.getNumIncomingValues(); Idx != Num; ++Idx) {
1162     TerminatorInst *TI = PN.getIncomingBlock(Idx)->getTerminator();
1163     Value *InVal = PN.getIncomingValue(Idx);
1164
1165     // If the value is produced by the terminator of the predecessor (an
1166     // invoke) or it has side-effects, there is no valid place to put a load
1167     // in the predecessor.
1168     if (TI == InVal || TI->mayHaveSideEffects())
1169       return false;
1170
1171     // If the predecessor has a single successor, then the edge isn't
1172     // critical.
1173     if (TI->getNumSuccessors() == 1)
1174       continue;
1175
1176     // If this pointer is always safe to load, or if we can prove that there
1177     // is already a load in the block, then we can move the load to the pred
1178     // block.
1179     if (isSafeToLoadUnconditionally(InVal, MaxAlign, DL, TI))
1180       continue;
1181
1182     return false;
1183   }
1184
1185   return true;
1186 }
1187
1188 static void speculatePHINodeLoads(PHINode &PN) {
1189   DEBUG(dbgs() << "    original: " << PN << "\n");
1190
1191   Type *LoadTy = cast<PointerType>(PN.getType())->getElementType();
1192   IRBuilderTy PHIBuilder(&PN);
1193   PHINode *NewPN = PHIBuilder.CreatePHI(LoadTy, PN.getNumIncomingValues(),
1194                                         PN.getName() + ".sroa.speculated");
1195
1196   // Get the AA tags and alignment to use from one of the loads.  It doesn't
1197   // matter which one we get and if any differ.
1198   LoadInst *SomeLoad = cast<LoadInst>(PN.user_back());
1199
1200   AAMDNodes AATags;
1201   SomeLoad->getAAMetadata(AATags);
1202   unsigned Align = SomeLoad->getAlignment();
1203
1204   // Rewrite all loads of the PN to use the new PHI.
1205   while (!PN.use_empty()) {
1206     LoadInst *LI = cast<LoadInst>(PN.user_back());
1207     LI->replaceAllUsesWith(NewPN);
1208     LI->eraseFromParent();
1209   }
1210
1211   // Inject loads into all of the pred blocks.
1212   for (unsigned Idx = 0, Num = PN.getNumIncomingValues(); Idx != Num; ++Idx) {
1213     BasicBlock *Pred = PN.getIncomingBlock(Idx);
1214     TerminatorInst *TI = Pred->getTerminator();
1215     Value *InVal = PN.getIncomingValue(Idx);
1216     IRBuilderTy PredBuilder(TI);
1217
1218     LoadInst *Load = PredBuilder.CreateLoad(
1219         InVal, (PN.getName() + ".sroa.speculate.load." + Pred->getName()));
1220     ++NumLoadsSpeculated;
1221     Load->setAlignment(Align);
1222     if (AATags)
1223       Load->setAAMetadata(AATags);
1224     NewPN->addIncoming(Load, Pred);
1225   }
1226
1227   DEBUG(dbgs() << "          speculated to: " << *NewPN << "\n");
1228   PN.eraseFromParent();
1229 }
1230
1231 /// Select instructions that use an alloca and are subsequently loaded can be
1232 /// rewritten to load both input pointers and then select between the result,
1233 /// allowing the load of the alloca to be promoted.
1234 /// From this:
1235 ///   %P2 = select i1 %cond, i32* %Alloca, i32* %Other
1236 ///   %V = load i32* %P2
1237 /// to:
1238 ///   %V1 = load i32* %Alloca      -> will be mem2reg'd
1239 ///   %V2 = load i32* %Other
1240 ///   %V = select i1 %cond, i32 %V1, i32 %V2
1241 ///
1242 /// We can do this to a select if its only uses are loads and if the operand
1243 /// to the select can be loaded unconditionally.
1244 static bool isSafeSelectToSpeculate(SelectInst &SI) {
1245   Value *TValue = SI.getTrueValue();
1246   Value *FValue = SI.getFalseValue();
1247   const DataLayout &DL = SI.getModule()->getDataLayout();
1248
1249   for (User *U : SI.users()) {
1250     LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(U);
1251     if (!LI || !LI->isSimple())
1252       return false;
1253
1254     // Both operands to the select need to be dereferencable, either
1255     // absolutely (e.g. allocas) or at this point because we can see other
1256     // accesses to it.
1257     if (!isSafeToLoadUnconditionally(TValue, LI->getAlignment(), DL, LI))
1258       return false;
1259     if (!isSafeToLoadUnconditionally(FValue, LI->getAlignment(), DL, LI))
1260       return false;
1261   }
1262
1263   return true;
1264 }
1265
1266 static void speculateSelectInstLoads(SelectInst &SI) {
1267   DEBUG(dbgs() << "    original: " << SI << "\n");
1268
1269   IRBuilderTy IRB(&SI);
1270   Value *TV = SI.getTrueValue();
1271   Value *FV = SI.getFalseValue();
1272   // Replace the loads of the select with a select of two loads.
1273   while (!SI.use_empty()) {
1274     LoadInst *LI = cast<LoadInst>(SI.user_back());
1275     assert(LI->isSimple() && "We only speculate simple loads");
1276
1277     IRB.SetInsertPoint(LI);
1278     LoadInst *TL =
1279         IRB.CreateLoad(TV, LI->getName() + ".sroa.speculate.load.true");
1280     LoadInst *FL =
1281         IRB.CreateLoad(FV, LI->getName() + ".sroa.speculate.load.false");
1282     NumLoadsSpeculated += 2;
1283
1284     // Transfer alignment and AA info if present.
1285     TL->setAlignment(LI->getAlignment());
1286     FL->setAlignment(LI->getAlignment());
1287
1288     AAMDNodes Tags;
1289     LI->getAAMetadata(Tags);
1290     if (Tags) {
1291       TL->setAAMetadata(Tags);
1292       FL->setAAMetadata(Tags);
1293     }
1294
1295     Value *V = IRB.CreateSelect(SI.getCondition(), TL, FL,
1296                                 LI->getName() + ".sroa.speculated");
1297
1298     DEBUG(dbgs() << "          speculated to: " << *V << "\n");
1299     LI->replaceAllUsesWith(V);
1300     LI->eraseFromParent();
1301   }
1302   SI.eraseFromParent();
1303 }
1304
1305 /// \brief Build a GEP out of a base pointer and indices.
1306 ///
1307 /// This will return the BasePtr if that is valid, or build a new GEP
1308 /// instruction using the IRBuilder if GEP-ing is needed.
1309 static Value *buildGEP(IRBuilderTy &IRB, Value *BasePtr,
1310                        SmallVectorImpl<Value *> &Indices, Twine NamePrefix) {
1311   if (Indices.empty())
1312     return BasePtr;
1313
1314   // A single zero index is a no-op, so check for this and avoid building a GEP
1315   // in that case.
1316   if (Indices.size() == 1 && cast<ConstantInt>(Indices.back())->isZero())
1317     return BasePtr;
1318
1319   return IRB.CreateInBoundsGEP(nullptr, BasePtr, Indices,
1320                                NamePrefix + "sroa_idx");
1321 }
1322
1323 /// \brief Get a natural GEP off of the BasePtr walking through Ty toward
1324 /// TargetTy without changing the offset of the pointer.
1325 ///
1326 /// This routine assumes we've already established a properly offset GEP with
1327 /// Indices, and arrived at the Ty type. The goal is to continue to GEP with
1328 /// zero-indices down through type layers until we find one the same as
1329 /// TargetTy. If we can't find one with the same type, we at least try to use
1330 /// one with the same size. If none of that works, we just produce the GEP as
1331 /// indicated by Indices to have the correct offset.
1332 static Value *getNaturalGEPWithType(IRBuilderTy &IRB, const DataLayout &DL,
1333                                     Value *BasePtr, Type *Ty, Type *TargetTy,
1334                                     SmallVectorImpl<Value *> &Indices,
1335                                     Twine NamePrefix) {
1336   if (Ty == TargetTy)
1337     return buildGEP(IRB, BasePtr, Indices, NamePrefix);
1338
1339   // Pointer size to use for the indices.
1340   unsigned PtrSize = DL.getPointerTypeSizeInBits(BasePtr->getType());
1341
1342   // See if we can descend into a struct and locate a field with the correct
1343   // type.
1344   unsigned NumLayers = 0;
1345   Type *ElementTy = Ty;
1346   do {
1347     if (ElementTy->isPointerTy())
1348       break;
1349
1350     if (ArrayType *ArrayTy = dyn_cast<ArrayType>(ElementTy)) {
1351       ElementTy = ArrayTy->getElementType();
1352       Indices.push_back(IRB.getIntN(PtrSize, 0));
1353     } else if (VectorType *VectorTy = dyn_cast<VectorType>(ElementTy)) {
1354       ElementTy = VectorTy->getElementType();
1355       Indices.push_back(IRB.getInt32(0));
1356     } else if (StructType *STy = dyn_cast<StructType>(ElementTy)) {
1357       if (STy->element_begin() == STy->element_end())
1358         break; // Nothing left to descend into.
1359       ElementTy = *STy->element_begin();
1360       Indices.push_back(IRB.getInt32(0));
1361     } else {
1362       break;
1363     }
1364     ++NumLayers;
1365   } while (ElementTy != TargetTy);
1366   if (ElementTy != TargetTy)
1367     Indices.erase(Indices.end() - NumLayers, Indices.end());
1368
1369   return buildGEP(IRB, BasePtr, Indices, NamePrefix);
1370 }
1371
1372 /// \brief Recursively compute indices for a natural GEP.
1373 ///
1374 /// This is the recursive step for getNaturalGEPWithOffset that walks down the
1375 /// element types adding appropriate indices for the GEP.
1376 static Value *getNaturalGEPRecursively(IRBuilderTy &IRB, const DataLayout &DL,
1377                                        Value *Ptr, Type *Ty, APInt &Offset,
1378                                        Type *TargetTy,
1379                                        SmallVectorImpl<Value *> &Indices,
1380                                        Twine NamePrefix) {
1381   if (Offset == 0)
1382     return getNaturalGEPWithType(IRB, DL, Ptr, Ty, TargetTy, Indices,
1383                                  NamePrefix);
1384
1385   // We can't recurse through pointer types.
1386   if (Ty->isPointerTy())
1387     return nullptr;
1388
1389   // We try to analyze GEPs over vectors here, but note that these GEPs are
1390   // extremely poorly defined currently. The long-term goal is to remove GEPing
1391   // over a vector from the IR completely.
1392   if (VectorType *VecTy = dyn_cast<VectorType>(Ty)) {
1393     unsigned ElementSizeInBits = DL.getTypeSizeInBits(VecTy->getScalarType());
1394     if (ElementSizeInBits % 8 != 0) {
1395       // GEPs over non-multiple of 8 size vector elements are invalid.
1396       return nullptr;
1397     }
1398     APInt ElementSize(Offset.getBitWidth(), ElementSizeInBits / 8);
1399     APInt NumSkippedElements = Offset.sdiv(ElementSize);
1400     if (NumSkippedElements.ugt(VecTy->getNumElements()))
1401       return nullptr;
1402     Offset -= NumSkippedElements * ElementSize;
1403     Indices.push_back(IRB.getInt(NumSkippedElements));
1404     return getNaturalGEPRecursively(IRB, DL, Ptr, VecTy->getElementType(),
1405                                     Offset, TargetTy, Indices, NamePrefix);
1406   }
1407
1408   if (ArrayType *ArrTy = dyn_cast<ArrayType>(Ty)) {
1409     Type *ElementTy = ArrTy->getElementType();
1410     APInt ElementSize(Offset.getBitWidth(), DL.getTypeAllocSize(ElementTy));
1411     APInt NumSkippedElements = Offset.sdiv(ElementSize);
1412     if (NumSkippedElements.ugt(ArrTy->getNumElements()))
1413       return nullptr;
1414
1415     Offset -= NumSkippedElements * ElementSize;
1416     Indices.push_back(IRB.getInt(NumSkippedElements));
1417     return getNaturalGEPRecursively(IRB, DL, Ptr, ElementTy, Offset, TargetTy,
1418                                     Indices, NamePrefix);
1419   }
1420
1421   StructType *STy = dyn_cast<StructType>(Ty);
1422   if (!STy)
1423     return nullptr;
1424
1425   const StructLayout *SL = DL.getStructLayout(STy);
1426   uint64_t StructOffset = Offset.getZExtValue();
1427   if (StructOffset >= SL->getSizeInBytes())
1428     return nullptr;
1429   unsigned Index = SL->getElementContainingOffset(StructOffset);
1430   Offset -= APInt(Offset.getBitWidth(), SL->getElementOffset(Index));
1431   Type *ElementTy = STy->getElementType(Index);
1432   if (Offset.uge(DL.getTypeAllocSize(ElementTy)))
1433     return nullptr; // The offset points into alignment padding.
1434
1435   Indices.push_back(IRB.getInt32(Index));
1436   return getNaturalGEPRecursively(IRB, DL, Ptr, ElementTy, Offset, TargetTy,
1437                                   Indices, NamePrefix);
1438 }
1439
1440 /// \brief Get a natural GEP from a base pointer to a particular offset and
1441 /// resulting in a particular type.
1442 ///
1443 /// The goal is to produce a "natural" looking GEP that works with the existing
1444 /// composite types to arrive at the appropriate offset and element type for
1445 /// a pointer. TargetTy is the element type the returned GEP should point-to if
1446 /// possible. We recurse by decreasing Offset, adding the appropriate index to
1447 /// Indices, and setting Ty to the result subtype.
1448 ///
1449 /// If no natural GEP can be constructed, this function returns null.
1450 static Value *getNaturalGEPWithOffset(IRBuilderTy &IRB, const DataLayout &DL,
1451                                       Value *Ptr, APInt Offset, Type *TargetTy,
1452                                       SmallVectorImpl<Value *> &Indices,
1453                                       Twine NamePrefix) {
1454   PointerType *Ty = cast<PointerType>(Ptr->getType());
1455
1456   // Don't consider any GEPs through an i8* as natural unless the TargetTy is
1457   // an i8.
1458   if (Ty == IRB.getInt8PtrTy(Ty->getAddressSpace()) && TargetTy->isIntegerTy(8))
1459     return nullptr;
1460
1461   Type *ElementTy = Ty->getElementType();
1462   if (!ElementTy->isSized())
1463     return nullptr; // We can't GEP through an unsized element.
1464   APInt ElementSize(Offset.getBitWidth(), DL.getTypeAllocSize(ElementTy));
1465   if (ElementSize == 0)
1466     return nullptr; // Zero-length arrays can't help us build a natural GEP.
1467   APInt NumSkippedElements = Offset.sdiv(ElementSize);
1468
1469   Offset -= NumSkippedElements * ElementSize;
1470   Indices.push_back(IRB.getInt(NumSkippedElements));
1471   return getNaturalGEPRecursively(IRB, DL, Ptr, ElementTy, Offset, TargetTy,
1472                                   Indices, NamePrefix);
1473 }
1474
1475 /// \brief Compute an adjusted pointer from Ptr by Offset bytes where the
1476 /// resulting pointer has PointerTy.
1477 ///
1478 /// This tries very hard to compute a "natural" GEP which arrives at the offset
1479 /// and produces the pointer type desired. Where it cannot, it will try to use
1480 /// the natural GEP to arrive at the offset and bitcast to the type. Where that
1481 /// fails, it will try to use an existing i8* and GEP to the byte offset and
1482 /// bitcast to the type.
1483 ///
1484 /// The strategy for finding the more natural GEPs is to peel off layers of the
1485 /// pointer, walking back through bit casts and GEPs, searching for a base
1486 /// pointer from which we can compute a natural GEP with the desired
1487 /// properties. The algorithm tries to fold as many constant indices into
1488 /// a single GEP as possible, thus making each GEP more independent of the
1489 /// surrounding code.
1490 static Value *getAdjustedPtr(IRBuilderTy &IRB, const DataLayout &DL, Value *Ptr,
1491                              APInt Offset, Type *PointerTy, Twine NamePrefix) {
1492   // Even though we don't look through PHI nodes, we could be called on an
1493   // instruction in an unreachable block, which may be on a cycle.
1494   SmallPtrSet<Value *, 4> Visited;
1495   Visited.insert(Ptr);
1496   SmallVector<Value *, 4> Indices;
1497
1498   // We may end up computing an offset pointer that has the wrong type. If we
1499   // never are able to compute one directly that has the correct type, we'll
1500   // fall back to it, so keep it and the base it was computed from around here.
1501   Value *OffsetPtr = nullptr;
1502   Value *OffsetBasePtr;
1503
1504   // Remember any i8 pointer we come across to re-use if we need to do a raw
1505   // byte offset.
1506   Value *Int8Ptr = nullptr;
1507   APInt Int8PtrOffset(Offset.getBitWidth(), 0);
1508
1509   Type *TargetTy = PointerTy->getPointerElementType();
1510
1511   do {
1512     // First fold any existing GEPs into the offset.
1513     while (GEPOperator *GEP = dyn_cast<GEPOperator>(Ptr)) {
1514       APInt GEPOffset(Offset.getBitWidth(), 0);
1515       if (!GEP->accumulateConstantOffset(DL, GEPOffset))
1516         break;
1517       Offset += GEPOffset;
1518       Ptr = GEP->getPointerOperand();
1519       if (!Visited.insert(Ptr).second)
1520         break;
1521     }
1522
1523     // See if we can perform a natural GEP here.
1524     Indices.clear();
1525     if (Value *P = getNaturalGEPWithOffset(IRB, DL, Ptr, Offset, TargetTy,
1526                                            Indices, NamePrefix)) {
1527       // If we have a new natural pointer at the offset, clear out any old
1528       // offset pointer we computed. Unless it is the base pointer or
1529       // a non-instruction, we built a GEP we don't need. Zap it.
1530       if (OffsetPtr && OffsetPtr != OffsetBasePtr)
1531         if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(OffsetPtr)) {
1532           assert(I->use_empty() && "Built a GEP with uses some how!");
1533           I->eraseFromParent();
1534         }
1535       OffsetPtr = P;
1536       OffsetBasePtr = Ptr;
1537       // If we also found a pointer of the right type, we're done.
1538       if (P->getType() == PointerTy)
1539         return P;
1540     }
1541
1542     // Stash this pointer if we've found an i8*.
1543     if (Ptr->getType()->isIntegerTy(8)) {
1544       Int8Ptr = Ptr;
1545       Int8PtrOffset = Offset;
1546     }
1547
1548     // Peel off a layer of the pointer and update the offset appropriately.
1549     if (Operator::getOpcode(Ptr) == Instruction::BitCast) {
1550       Ptr = cast<Operator>(Ptr)->getOperand(0);
1551     } else if (GlobalAlias *GA = dyn_cast<GlobalAlias>(Ptr)) {
1552       if (GA->isInterposable())
1553         break;
1554       Ptr = GA->getAliasee();
1555     } else {
1556       break;
1557     }
1558     assert(Ptr->getType()->isPointerTy() && "Unexpected operand type!");
1559   } while (Visited.insert(Ptr).second);
1560
1561   if (!OffsetPtr) {
1562     if (!Int8Ptr) {
1563       Int8Ptr = IRB.CreateBitCast(
1564           Ptr, IRB.getInt8PtrTy(PointerTy->getPointerAddressSpace()),
1565           NamePrefix + "sroa_raw_cast");
1566       Int8PtrOffset = Offset;
1567     }
1568
1569     OffsetPtr = Int8PtrOffset == 0
1570                     ? Int8Ptr
1571                     : IRB.CreateInBoundsGEP(IRB.getInt8Ty(), Int8Ptr,
1572                                             IRB.getInt(Int8PtrOffset),
1573                                             NamePrefix + "sroa_raw_idx");
1574   }
1575   Ptr = OffsetPtr;
1576
1577   // On the off chance we were targeting i8*, guard the bitcast here.
1578   if (Ptr->getType() != PointerTy)
1579     Ptr = IRB.CreateBitCast(Ptr, PointerTy, NamePrefix + "sroa_cast");
1580
1581   return Ptr;
1582 }
1583
1584 /// \brief Compute the adjusted alignment for a load or store from an offset.
1585 static unsigned getAdjustedAlignment(Instruction *I, uint64_t Offset,
1586                                      const DataLayout &DL) {
1587   unsigned Alignment;
1588   Type *Ty;
1589   if (auto *LI = dyn_cast<LoadInst>(I)) {
1590     Alignment = LI->getAlignment();
1591     Ty = LI->getType();
1592   } else if (auto *SI = dyn_cast<StoreInst>(I)) {
1593     Alignment = SI->getAlignment();
1594     Ty = SI->getValueOperand()->getType();
1595   } else {
1596     llvm_unreachable("Only loads and stores are allowed!");
1597   }
1598
1599   if (!Alignment)
1600     Alignment = DL.getABITypeAlignment(Ty);
1601
1602   return MinAlign(Alignment, Offset);
1603 }
1604
1605 /// \brief Test whether we can convert a value from the old to the new type.
1606 ///
1607 /// This predicate should be used to guard calls to convertValue in order to
1608 /// ensure that we only try to convert viable values. The strategy is that we
1609 /// will peel off single element struct and array wrappings to get to an
1610 /// underlying value, and convert that value.
1611 static bool canConvertValue(const DataLayout &DL, Type *OldTy, Type *NewTy) {
1612   if (OldTy == NewTy)
1613     return true;
1614
1615   // For integer types, we can't handle any bit-width differences. This would
1616   // break both vector conversions with extension and introduce endianness
1617   // issues when in conjunction with loads and stores.
1618   if (isa<IntegerType>(OldTy) && isa<IntegerType>(NewTy)) {
1619     assert(cast<IntegerType>(OldTy)->getBitWidth() !=
1620                cast<IntegerType>(NewTy)->getBitWidth() &&
1621            "We can't have the same bitwidth for different int types");
1622     return false;
1623   }
1624
1625   if (DL.getTypeSizeInBits(NewTy) != DL.getTypeSizeInBits(OldTy))
1626     return false;
1627   if (!NewTy->isSingleValueType() || !OldTy->isSingleValueType())
1628     return false;
1629
1630   // We can convert pointers to integers and vice-versa. Same for vectors
1631   // of pointers and integers.
1632   OldTy = OldTy->getScalarType();
1633   NewTy = NewTy->getScalarType();
1634   if (NewTy->isPointerTy() || OldTy->isPointerTy()) {
1635     if (NewTy->isPointerTy() && OldTy->isPointerTy()) {
1636       return cast<PointerType>(NewTy)->getPointerAddressSpace() ==
1637         cast<PointerType>(OldTy)->getPointerAddressSpace();
1638     }
1639     if (NewTy->isIntegerTy() || OldTy->isIntegerTy())
1640       return true;
1641     return false;
1642   }
1643
1644   return true;
1645 }
1646
1647 /// \brief Generic routine to convert an SSA value to a value of a different
1648 /// type.
1649 ///
1650 /// This will try various different casting techniques, such as bitcasts,
1651 /// inttoptr, and ptrtoint casts. Use the \c canConvertValue predicate to test
1652 /// two types for viability with this routine.
1653 static Value *convertValue(const DataLayout &DL, IRBuilderTy &IRB, Value *V,
1654                            Type *NewTy) {
1655   Type *OldTy = V->getType();
1656   assert(canConvertValue(DL, OldTy, NewTy) && "Value not convertable to type");
1657
1658   if (OldTy == NewTy)
1659     return V;
1660
1661   assert(!(isa<IntegerType>(OldTy) && isa<IntegerType>(NewTy)) &&
1662          "Integer types must be the exact same to convert.");
1663
1664   // See if we need inttoptr for this type pair. A cast involving both scalars
1665   // and vectors requires and additional bitcast.
1666   if (OldTy->getScalarType()->isIntegerTy() &&
1667       NewTy->getScalarType()->isPointerTy()) {
1668     // Expand <2 x i32> to i8* --> <2 x i32> to i64 to i8*
1669     if (OldTy->isVectorTy() && !NewTy->isVectorTy())
1670       return IRB.CreateIntToPtr(IRB.CreateBitCast(V, DL.getIntPtrType(NewTy)),
1671                                 NewTy);
1672
1673     // Expand i128 to <2 x i8*> --> i128 to <2 x i64> to <2 x i8*>
1674     if (!OldTy->isVectorTy() && NewTy->isVectorTy())
1675       return IRB.CreateIntToPtr(IRB.CreateBitCast(V, DL.getIntPtrType(NewTy)),
1676                                 NewTy);
1677
1678     return IRB.CreateIntToPtr(V, NewTy);
1679   }
1680
1681   // See if we need ptrtoint for this type pair. A cast involving both scalars
1682   // and vectors requires and additional bitcast.
1683   if (OldTy->getScalarType()->isPointerTy() &&
1684       NewTy->getScalarType()->isIntegerTy()) {
1685     // Expand <2 x i8*> to i128 --> <2 x i8*> to <2 x i64> to i128
1686     if (OldTy->isVectorTy() && !NewTy->isVectorTy())
1687       return IRB.CreateBitCast(IRB.CreatePtrToInt(V, DL.getIntPtrType(OldTy)),
1688                                NewTy);
1689
1690     // Expand i8* to <2 x i32> --> i8* to i64 to <2 x i32>
1691     if (!OldTy->isVectorTy() && NewTy->isVectorTy())
1692       return IRB.CreateBitCast(IRB.CreatePtrToInt(V, DL.getIntPtrType(OldTy)),
1693                                NewTy);
1694
1695     return IRB.CreatePtrToInt(V, NewTy);
1696   }
1697
1698   return IRB.CreateBitCast(V, NewTy);
1699 }
1700
1701 /// \brief Test whether the given slice use can be promoted to a vector.
1702 ///
1703 /// This function is called to test each entry in a partition which is slated
1704 /// for a single slice.
1705 static bool isVectorPromotionViableForSlice(Partition &P, const Slice &S,
1706                                             VectorType *Ty,
1707                                             uint64_t ElementSize,
1708                                             const DataLayout &DL) {
1709   // First validate the slice offsets.
1710   uint64_t BeginOffset =
1711       std::max(S.beginOffset(), P.beginOffset()) - P.beginOffset();
1712   uint64_t BeginIndex = BeginOffset / ElementSize;
1713   if (BeginIndex * ElementSize != BeginOffset ||
1714       BeginIndex >= Ty->getNumElements())
1715     return false;
1716   uint64_t EndOffset =
1717       std::min(S.endOffset(), P.endOffset()) - P.beginOffset();
1718   uint64_t EndIndex = EndOffset / ElementSize;
1719   if (EndIndex * ElementSize != EndOffset || EndIndex > Ty->getNumElements())
1720     return false;
1721
1722   assert(EndIndex > BeginIndex && "Empty vector!");
1723   uint64_t NumElements = EndIndex - BeginIndex;
1724   Type *SliceTy = (NumElements == 1)
1725                       ? Ty->getElementType()
1726                       : VectorType::get(Ty->getElementType(), NumElements);
1727
1728   Type *SplitIntTy =
1729       Type::getIntNTy(Ty->getContext(), NumElements * ElementSize * 8);
1730
1731   Use *U = S.getUse();
1732
1733   if (MemIntrinsic *MI = dyn_cast<MemIntrinsic>(U->getUser())) {
1734     if (MI->isVolatile())
1735       return false;
1736     if (!S.isSplittable())
1737       return false; // Skip any unsplittable intrinsics.
1738   } else if (IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(U->getUser())) {
1739     if (II->getIntrinsicID() != Intrinsic::lifetime_start &&
1740         II->getIntrinsicID() != Intrinsic::lifetime_end)
1741       return false;
1742   } else if (U->get()->getType()->getPointerElementType()->isStructTy()) {
1743     // Disable vector promotion when there are loads or stores of an FCA.
1744     return false;
1745   } else if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(U->getUser())) {
1746     if (LI->isVolatile())
1747       return false;
1748     Type *LTy = LI->getType();
1749     if (P.beginOffset() > S.beginOffset() || P.endOffset() < S.endOffset()) {
1750       assert(LTy->isIntegerTy());
1751       LTy = SplitIntTy;
1752     }
1753     if (!canConvertValue(DL, SliceTy, LTy))
1754       return false;
1755   } else if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(U->getUser())) {
1756     if (SI->isVolatile())
1757       return false;
1758     Type *STy = SI->getValueOperand()->getType();
1759     if (P.beginOffset() > S.beginOffset() || P.endOffset() < S.endOffset()) {
1760       assert(STy->isIntegerTy());
1761       STy = SplitIntTy;
1762     }
1763     if (!canConvertValue(DL, STy, SliceTy))
1764       return false;
1765   } else {
1766     return false;
1767   }
1768
1769   return true;
1770 }
1771
1772 /// \brief Test whether the given alloca partitioning and range of slices can be
1773 /// promoted to a vector.
1774 ///
1775 /// This is a quick test to check whether we can rewrite a particular alloca
1776 /// partition (and its newly formed alloca) into a vector alloca with only
1777 /// whole-vector loads and stores such that it could be promoted to a vector
1778 /// SSA value. We only can ensure this for a limited set of operations, and we
1779 /// don't want to do the rewrites unless we are confident that the result will
1780 /// be promotable, so we have an early test here.
1781 static VectorType *isVectorPromotionViable(Partition &P, const DataLayout &DL) {
1782   // Collect the candidate types for vector-based promotion. Also track whether
1783   // we have different element types.
1784   SmallVector<VectorType *, 4> CandidateTys;
1785   Type *CommonEltTy = nullptr;
1786   bool HaveCommonEltTy = true;
1787   auto CheckCandidateType = [&](Type *Ty) {
1788     if (auto *VTy = dyn_cast<VectorType>(Ty)) {
1789       CandidateTys.push_back(VTy);
1790       if (!CommonEltTy)
1791         CommonEltTy = VTy->getElementType();
1792       else if (CommonEltTy != VTy->getElementType())
1793         HaveCommonEltTy = false;
1794     }
1795   };
1796   // Consider any loads or stores that are the exact size of the slice.
1797   for (const Slice &S : P)
1798     if (S.beginOffset() == P.beginOffset() &&
1799         S.endOffset() == P.endOffset()) {
1800       if (auto *LI = dyn_cast<LoadInst>(S.getUse()->getUser()))
1801         CheckCandidateType(LI->getType());
1802       else if (auto *SI = dyn_cast<StoreInst>(S.getUse()->getUser()))
1803         CheckCandidateType(SI->getValueOperand()->getType());
1804     }
1805
1806   // If we didn't find a vector type, nothing to do here.
1807   if (CandidateTys.empty())
1808     return nullptr;
1809
1810   // Remove non-integer vector types if we had multiple common element types.
1811   // FIXME: It'd be nice to replace them with integer vector types, but we can't
1812   // do that until all the backends are known to produce good code for all
1813   // integer vector types.
1814   if (!HaveCommonEltTy) {
1815     CandidateTys.erase(remove_if(CandidateTys,
1816                                  [](VectorType *VTy) {
1817                                    return !VTy->getElementType()->isIntegerTy();
1818                                  }),
1819                        CandidateTys.end());
1820
1821     // If there were no integer vector types, give up.
1822     if (CandidateTys.empty())
1823       return nullptr;
1824
1825     // Rank the remaining candidate vector types. This is easy because we know
1826     // they're all integer vectors. We sort by ascending number of elements.
1827     auto RankVectorTypes = [&DL](VectorType *RHSTy, VectorType *LHSTy) {
1828       (void)DL;
1829       assert(DL.getTypeSizeInBits(RHSTy) == DL.getTypeSizeInBits(LHSTy) &&
1830              "Cannot have vector types of different sizes!");
1831       assert(RHSTy->getElementType()->isIntegerTy() &&
1832              "All non-integer types eliminated!");
1833       assert(LHSTy->getElementType()->isIntegerTy() &&
1834              "All non-integer types eliminated!");
1835       return RHSTy->getNumElements() < LHSTy->getNumElements();
1836     };
1837     std::sort(CandidateTys.begin(), CandidateTys.end(), RankVectorTypes);
1838     CandidateTys.erase(
1839         std::unique(CandidateTys.begin(), CandidateTys.end(), RankVectorTypes),
1840         CandidateTys.end());
1841   } else {
1842 // The only way to have the same element type in every vector type is to
1843 // have the same vector type. Check that and remove all but one.
1844 #ifndef NDEBUG
1845     for (VectorType *VTy : CandidateTys) {
1846       assert(VTy->getElementType() == CommonEltTy &&
1847              "Unaccounted for element type!");
1848       assert(VTy == CandidateTys[0] &&
1849              "Different vector types with the same element type!");
1850     }
1851 #endif
1852     CandidateTys.resize(1);
1853   }
1854
1855   // Try each vector type, and return the one which works.
1856   auto CheckVectorTypeForPromotion = [&](VectorType *VTy) {
1857     uint64_t ElementSize = DL.getTypeSizeInBits(VTy->getElementType());
1858
1859     // While the definition of LLVM vectors is bitpacked, we don't support sizes
1860     // that aren't byte sized.
1861     if (ElementSize % 8)
1862       return false;
1863     assert((DL.getTypeSizeInBits(VTy) % 8) == 0 &&
1864            "vector size not a multiple of element size?");
1865     ElementSize /= 8;
1866
1867     for (const Slice &S : P)
1868       if (!isVectorPromotionViableForSlice(P, S, VTy, ElementSize, DL))
1869         return false;
1870
1871     for (const Slice *S : P.splitSliceTails())
1872       if (!isVectorPromotionViableForSlice(P, *S, VTy, ElementSize, DL))
1873         return false;
1874
1875     return true;
1876   };
1877   for (VectorType *VTy : CandidateTys)
1878     if (CheckVectorTypeForPromotion(VTy))
1879       return VTy;
1880
1881   return nullptr;
1882 }
1883
1884 /// \brief Test whether a slice of an alloca is valid for integer widening.
1885 ///
1886 /// This implements the necessary checking for the \c isIntegerWideningViable
1887 /// test below on a single slice of the alloca.
1888 static bool isIntegerWideningViableForSlice(const Slice &S,
1889                                             uint64_t AllocBeginOffset,
1890                                             Type *AllocaTy,
1891                                             const DataLayout &DL,
1892                                             bool &WholeAllocaOp) {
1893   uint64_t Size = DL.getTypeStoreSize(AllocaTy);
1894
1895   uint64_t RelBegin = S.beginOffset() - AllocBeginOffset;
1896   uint64_t RelEnd = S.endOffset() - AllocBeginOffset;
1897
1898   // We can't reasonably handle cases where the load or store extends past
1899   // the end of the alloca's type and into its padding.
1900   if (RelEnd > Size)
1901     return false;
1902
1903   Use *U = S.getUse();
1904
1905   if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(U->getUser())) {
1906     if (LI->isVolatile())
1907       return false;
1908     // We can't handle loads that extend past the allocated memory.
1909     if (DL.getTypeStoreSize(LI->getType()) > Size)
1910       return false;
1911     // Note that we don't count vector loads or stores as whole-alloca
1912     // operations which enable integer widening because we would prefer to use
1913     // vector widening instead.
1914     if (!isa<VectorType>(LI->getType()) && RelBegin == 0 && RelEnd == Size)
1915       WholeAllocaOp = true;
1916     if (IntegerType *ITy = dyn_cast<IntegerType>(LI->getType())) {
1917       if (ITy->getBitWidth() < DL.getTypeStoreSizeInBits(ITy))
1918         return false;
1919     } else if (RelBegin != 0 || RelEnd != Size ||
1920                !canConvertValue(DL, AllocaTy, LI->getType())) {
1921       // Non-integer loads need to be convertible from the alloca type so that
1922       // they are promotable.
1923       return false;
1924     }
1925   } else if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(U->getUser())) {
1926     Type *ValueTy = SI->getValueOperand()->getType();
1927     if (SI->isVolatile())
1928       return false;
1929     // We can't handle stores that extend past the allocated memory.
1930     if (DL.getTypeStoreSize(ValueTy) > Size)
1931       return false;
1932     // Note that we don't count vector loads or stores as whole-alloca
1933     // operations which enable integer widening because we would prefer to use
1934     // vector widening instead.
1935     if (!isa<VectorType>(ValueTy) && RelBegin == 0 && RelEnd == Size)
1936       WholeAllocaOp = true;
1937     if (IntegerType *ITy = dyn_cast<IntegerType>(ValueTy)) {
1938       if (ITy->getBitWidth() < DL.getTypeStoreSizeInBits(ITy))
1939         return false;
1940     } else if (RelBegin != 0 || RelEnd != Size ||
1941                !canConvertValue(DL, ValueTy, AllocaTy)) {
1942       // Non-integer stores need to be convertible to the alloca type so that
1943       // they are promotable.
1944       return false;
1945     }
1946   } else if (MemIntrinsic *MI = dyn_cast<MemIntrinsic>(U->getUser())) {
1947     if (MI->isVolatile() || !isa<Constant>(MI->getLength()))
1948       return false;
1949     if (!S.isSplittable())
1950       return false; // Skip any unsplittable intrinsics.
1951   } else if (IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(U->getUser())) {
1952     if (II->getIntrinsicID() != Intrinsic::lifetime_start &&
1953         II->getIntrinsicID() != Intrinsic::lifetime_end)
1954       return false;
1955   } else {
1956     return false;
1957   }
1958
1959   return true;
1960 }
1961
1962 /// \brief Test whether the given alloca partition's integer operations can be
1963 /// widened to promotable ones.
1964 ///
1965 /// This is a quick test to check whether we can rewrite the integer loads and
1966 /// stores to a particular alloca into wider loads and stores and be able to
1967 /// promote the resulting alloca.
1968 static bool isIntegerWideningViable(Partition &P, Type *AllocaTy,
1969                                     const DataLayout &DL) {
1970   uint64_t SizeInBits = DL.getTypeSizeInBits(AllocaTy);
1971   // Don't create integer types larger than the maximum bitwidth.
1972   if (SizeInBits > IntegerType::MAX_INT_BITS)
1973     return false;
1974
1975   // Don't try to handle allocas with bit-padding.
1976   if (SizeInBits != DL.getTypeStoreSizeInBits(AllocaTy))
1977     return false;
1978
1979   // We need to ensure that an integer type with the appropriate bitwidth can
1980   // be converted to the alloca type, whatever that is. We don't want to force
1981   // the alloca itself to have an integer type if there is a more suitable one.
1982   Type *IntTy = Type::getIntNTy(AllocaTy->getContext(), SizeInBits);
1983   if (!canConvertValue(DL, AllocaTy, IntTy) ||
1984       !canConvertValue(DL, IntTy, AllocaTy))
1985     return false;
1986
1987   // While examining uses, we ensure that the alloca has a covering load or
1988   // store. We don't want to widen the integer operations only to fail to
1989   // promote due to some other unsplittable entry (which we may make splittable
1990   // later). However, if there are only splittable uses, go ahead and assume
1991   // that we cover the alloca.
1992   // FIXME: We shouldn't consider split slices that happen to start in the
1993   // partition here...
1994   bool WholeAllocaOp =
1995       P.begin() != P.end() ? false : DL.isLegalInteger(SizeInBits);
1996
1997   for (const Slice &S : P)
1998     if (!isIntegerWideningViableForSlice(S, P.beginOffset(), AllocaTy, DL,
1999                                          WholeAllocaOp))
2000       return false;
2001
2002   for (const Slice *S : P.splitSliceTails())
2003     if (!isIntegerWideningViableForSlice(*S, P.beginOffset(), AllocaTy, DL,
2004                                          WholeAllocaOp))
2005       return false;
2006
2007   return WholeAllocaOp;
2008 }
2009
2010 static Value *extractInteger(const DataLayout &DL, IRBuilderTy &IRB, Value *V,
2011                              IntegerType *Ty, uint64_t Offset,
2012                              const Twine &Name) {
2013   DEBUG(dbgs() << "       start: " << *V << "\n");
2014   IntegerType *IntTy = cast<IntegerType>(V->getType());
2015   assert(DL.getTypeStoreSize(Ty) + Offset <= DL.getTypeStoreSize(IntTy) &&
2016          "Element extends past full value");
2017   uint64_t ShAmt = 8 * Offset;
2018   if (DL.isBigEndian())
2019     ShAmt = 8 * (DL.getTypeStoreSize(IntTy) - DL.getTypeStoreSize(Ty) - Offset);
2020   if (ShAmt) {
2021     V = IRB.CreateLShr(V, ShAmt, Name + ".shift");
2022     DEBUG(dbgs() << "     shifted: " << *V << "\n");
2023   }
2024   assert(Ty->getBitWidth() <= IntTy->getBitWidth() &&
2025          "Cannot extract to a larger integer!");
2026   if (Ty != IntTy) {
2027     V = IRB.CreateTrunc(V, Ty, Name + ".trunc");
2028     DEBUG(dbgs() << "     trunced: " << *V << "\n");
2029   }
2030   return V;
2031 }
2032
2033 static Value *insertInteger(const DataLayout &DL, IRBuilderTy &IRB, Value *Old,
2034                             Value *V, uint64_t Offset, const Twine &Name) {
2035   IntegerType *IntTy = cast<IntegerType>(Old->getType());
2036   IntegerType *Ty = cast<IntegerType>(V->getType());
2037   assert(Ty->getBitWidth() <= IntTy->getBitWidth() &&
2038          "Cannot insert a larger integer!");
2039   DEBUG(dbgs() << "       start: " << *V << "\n");
2040   if (Ty != IntTy) {
2041     V = IRB.CreateZExt(V, IntTy, Name + ".ext");
2042     DEBUG(dbgs() << "    extended: " << *V << "\n");
2043   }
2044   assert(DL.getTypeStoreSize(Ty) + Offset <= DL.getTypeStoreSize(IntTy) &&
2045          "Element store outside of alloca store");
2046   uint64_t ShAmt = 8 * Offset;
2047   if (DL.isBigEndian())
2048     ShAmt = 8 * (DL.getTypeStoreSize(IntTy) - DL.getTypeStoreSize(Ty) - Offset);
2049   if (ShAmt) {
2050     V = IRB.CreateShl(V, ShAmt, Name + ".shift");
2051     DEBUG(dbgs() << "     shifted: " << *V << "\n");
2052   }
2053
2054   if (ShAmt || Ty->getBitWidth() < IntTy->getBitWidth()) {
2055     APInt Mask = ~Ty->getMask().zext(IntTy->getBitWidth()).shl(ShAmt);
2056     Old = IRB.CreateAnd(Old, Mask, Name + ".mask");
2057     DEBUG(dbgs() << "      masked: " << *Old << "\n");
2058     V = IRB.CreateOr(Old, V, Name + ".insert");
2059     DEBUG(dbgs() << "    inserted: " << *V << "\n");
2060   }
2061   return V;
2062 }
2063
2064 static Value *extractVector(IRBuilderTy &IRB, Value *V, unsigned BeginIndex,
2065                             unsigned EndIndex, const Twine &Name) {
2066   VectorType *VecTy = cast<VectorType>(V->getType());
2067   unsigned NumElements = EndIndex - BeginIndex;
2068   assert(NumElements <= VecTy->getNumElements() && "Too many elements!");
2069
2070   if (NumElements == VecTy->getNumElements())
2071     return V;
2072
2073   if (NumElements == 1) {
2074     V = IRB.CreateExtractElement(V, IRB.getInt32(BeginIndex),
2075                                  Name + ".extract");
2076     DEBUG(dbgs() << "     extract: " << *V << "\n");
2077     return V;
2078   }
2079
2080   SmallVector<Constant *, 8> Mask;
2081   Mask.reserve(NumElements);
2082   for (unsigned i = BeginIndex; i != EndIndex; ++i)
2083     Mask.push_back(IRB.getInt32(i));
2084   V = IRB.CreateShuffleVector(V, UndefValue::get(V->getType()),
2085                               ConstantVector::get(Mask), Name + ".extract");
2086   DEBUG(dbgs() << "     shuffle: " << *V << "\n");
2087   return V;
2088 }
2089
2090 static Value *insertVector(IRBuilderTy &IRB, Value *Old, Value *V,
2091                            unsigned BeginIndex, const Twine &Name) {
2092   VectorType *VecTy = cast<VectorType>(Old->getType());
2093   assert(VecTy && "Can only insert a vector into a vector");
2094
2095   VectorType *Ty = dyn_cast<VectorType>(V->getType());
2096   if (!Ty) {
2097     // Single element to insert.
2098     V = IRB.CreateInsertElement(Old, V, IRB.getInt32(BeginIndex),
2099                                 Name + ".insert");
2100     DEBUG(dbgs() << "     insert: " << *V << "\n");
2101     return V;
2102   }
2103
2104   assert(Ty->getNumElements() <= VecTy->getNumElements() &&
2105          "Too many elements!");
2106   if (Ty->getNumElements() == VecTy->getNumElements()) {
2107     assert(V->getType() == VecTy && "Vector type mismatch");
2108     return V;
2109   }
2110   unsigned EndIndex = BeginIndex + Ty->getNumElements();
2111
2112   // When inserting a smaller vector into the larger to store, we first
2113   // use a shuffle vector to widen it with undef elements, and then
2114   // a second shuffle vector to select between the loaded vector and the
2115   // incoming vector.
2116   SmallVector<Constant *, 8> Mask;
2117   Mask.reserve(VecTy->getNumElements());
2118   for (unsigned i = 0; i != VecTy->getNumElements(); ++i)
2119     if (i >= BeginIndex && i < EndIndex)
2120       Mask.push_back(IRB.getInt32(i - BeginIndex));
2121     else
2122       Mask.push_back(UndefValue::get(IRB.getInt32Ty()));
2123   V = IRB.CreateShuffleVector(V, UndefValue::get(V->getType()),
2124                               ConstantVector::get(Mask), Name + ".expand");
2125   DEBUG(dbgs() << "    shuffle: " << *V << "\n");
2126
2127   Mask.clear();
2128   for (unsigned i = 0; i != VecTy->getNumElements(); ++i)
2129     Mask.push_back(IRB.getInt1(i >= BeginIndex && i < EndIndex));
2130
2131   V = IRB.CreateSelect(ConstantVector::get(Mask), V, Old, Name + "blend");
2132
2133   DEBUG(dbgs() << "    blend: " << *V << "\n");
2134   return V;
2135 }
2136
2137 /// \brief Visitor to rewrite instructions using p particular slice of an alloca
2138 /// to use a new alloca.
2139 ///
2140 /// Also implements the rewriting to vector-based accesses when the partition
2141 /// passes the isVectorPromotionViable predicate. Most of the rewriting logic
2142 /// lives here.
2143 class llvm::sroa::AllocaSliceRewriter
2144     : public InstVisitor<AllocaSliceRewriter, bool> {
2145   // Befriend the base class so it can delegate to private visit methods.
2146   friend class llvm::InstVisitor<AllocaSliceRewriter, bool>;
2147   typedef llvm::InstVisitor<AllocaSliceRewriter, bool> Base;
2148
2149   const DataLayout &DL;
2150   AllocaSlices &AS;
2151   SROA &Pass;
2152   AllocaInst &OldAI, &NewAI;
2153   const uint64_t NewAllocaBeginOffset, NewAllocaEndOffset;
2154   Type *NewAllocaTy;
2155
2156   // This is a convenience and flag variable that will be null unless the new
2157   // alloca's integer operations should be widened to this integer type due to
2158   // passing isIntegerWideningViable above. If it is non-null, the desired
2159   // integer type will be stored here for easy access during rewriting.
2160   IntegerType *IntTy;
2161
2162   // If we are rewriting an alloca partition which can be written as pure
2163   // vector operations, we stash extra information here. When VecTy is
2164   // non-null, we have some strict guarantees about the rewritten alloca:
2165   //   - The new alloca is exactly the size of the vector type here.
2166   //   - The accesses all either map to the entire vector or to a single
2167   //     element.
2168   //   - The set of accessing instructions is only one of those handled above
2169   //     in isVectorPromotionViable. Generally these are the same access kinds
2170   //     which are promotable via mem2reg.
2171   VectorType *VecTy;
2172   Type *ElementTy;
2173   uint64_t ElementSize;
2174
2175   // The original offset of the slice currently being rewritten relative to
2176   // the original alloca.
2177   uint64_t BeginOffset, EndOffset;
2178   // The new offsets of the slice currently being rewritten relative to the
2179   // original alloca.
2180   uint64_t NewBeginOffset, NewEndOffset;
2181
2182   uint64_t SliceSize;
2183   bool IsSplittable;
2184   bool IsSplit;
2185   Use *OldUse;
2186   Instruction *OldPtr;
2187
2188   // Track post-rewrite users which are PHI nodes and Selects.
2189   SmallPtrSetImpl<PHINode *> &PHIUsers;
2190   SmallPtrSetImpl<SelectInst *> &SelectUsers;
2191
2192   // Utility IR builder, whose name prefix is setup for each visited use, and
2193   // the insertion point is set to point to the user.
2194   IRBuilderTy IRB;
2195
2196 public:
2197   AllocaSliceRewriter(const DataLayout &DL, AllocaSlices &AS, SROA &Pass,
2198                       AllocaInst &OldAI, AllocaInst &NewAI,
2199                       uint64_t NewAllocaBeginOffset,
2200                       uint64_t NewAllocaEndOffset, bool IsIntegerPromotable,
2201                       VectorType *PromotableVecTy,
2202                       SmallPtrSetImpl<PHINode *> &PHIUsers,
2203                       SmallPtrSetImpl<SelectInst *> &SelectUsers)
2204       : DL(DL), AS(AS), Pass(Pass), OldAI(OldAI), NewAI(NewAI),
2205         NewAllocaBeginOffset(NewAllocaBeginOffset),
2206         NewAllocaEndOffset(NewAllocaEndOffset),
2207         NewAllocaTy(NewAI.getAllocatedType()),
2208         IntTy(IsIntegerPromotable
2209                   ? Type::getIntNTy(
2210                         NewAI.getContext(),
2211                         DL.getTypeSizeInBits(NewAI.getAllocatedType()))
2212                   : nullptr),
2213         VecTy(PromotableVecTy),
2214         ElementTy(VecTy ? VecTy->getElementType() : nullptr),
2215         ElementSize(VecTy ? DL.getTypeSizeInBits(ElementTy) / 8 : 0),
2216         BeginOffset(), EndOffset(), IsSplittable(), IsSplit(), OldUse(),
2217         OldPtr(), PHIUsers(PHIUsers), SelectUsers(SelectUsers),
2218         IRB(NewAI.getContext(), ConstantFolder()) {
2219     if (VecTy) {
2220       assert((DL.getTypeSizeInBits(ElementTy) % 8) == 0 &&
2221              "Only multiple-of-8 sized vector elements are viable");
2222       ++NumVectorized;
2223     }
2224     assert((!IntTy && !VecTy) || (IntTy && !VecTy) || (!IntTy && VecTy));
2225   }
2226
2227   bool visit(AllocaSlices::const_iterator I) {
2228     bool CanSROA = true;
2229     BeginOffset = I->beginOffset();
2230     EndOffset = I->endOffset();
2231     IsSplittable = I->isSplittable();
2232     IsSplit =
2233         BeginOffset < NewAllocaBeginOffset || EndOffset > NewAllocaEndOffset;
2234     DEBUG(dbgs() << "  rewriting " << (IsSplit ? "split " : ""));
2235     DEBUG(AS.printSlice(dbgs(), I, ""));
2236     DEBUG(dbgs() << "\n");
2237
2238     // Compute the intersecting offset range.
2239     assert(BeginOffset < NewAllocaEndOffset);
2240     assert(EndOffset > NewAllocaBeginOffset);
2241     NewBeginOffset = std::max(BeginOffset, NewAllocaBeginOffset);
2242     NewEndOffset = std::min(EndOffset, NewAllocaEndOffset);
2243
2244     SliceSize = NewEndOffset - NewBeginOffset;
2245
2246     OldUse = I->getUse();
2247     OldPtr = cast<Instruction>(OldUse->get());
2248
2249     Instruction *OldUserI = cast<Instruction>(OldUse->getUser());
2250     IRB.SetInsertPoint(OldUserI);
2251     IRB.SetCurrentDebugLocation(OldUserI->getDebugLoc());
2252     IRB.SetNamePrefix(Twine(NewAI.getName()) + "." + Twine(BeginOffset) + ".");
2253
2254     CanSROA &= visit(cast<Instruction>(OldUse->getUser()));
2255     if (VecTy || IntTy)
2256       assert(CanSROA);
2257     return CanSROA;
2258   }
2259
2260 private:
2261   // Make sure the other visit overloads are visible.
2262   using Base::visit;
2263
2264   // Every instruction which can end up as a user must have a rewrite rule.
2265   bool visitInstruction(Instruction &I) {
2266     DEBUG(dbgs() << "    !!!! Cannot rewrite: " << I << "\n");
2267     llvm_unreachable("No rewrite rule for this instruction!");
2268   }
2269
2270   Value *getNewAllocaSlicePtr(IRBuilderTy &IRB, Type *PointerTy) {
2271     // Note that the offset computation can use BeginOffset or NewBeginOffset
2272     // interchangeably for unsplit slices.
2273     assert(IsSplit || BeginOffset == NewBeginOffset);
2274     uint64_t Offset = NewBeginOffset - NewAllocaBeginOffset;
2275
2276 #ifndef NDEBUG
2277     StringRef OldName = OldPtr->getName();
2278     // Skip through the last '.sroa.' component of the name.
2279     size_t LastSROAPrefix = OldName.rfind(".sroa.");
2280     if (LastSROAPrefix != StringRef::npos) {
2281       OldName = OldName.substr(LastSROAPrefix + strlen(".sroa."));
2282       // Look for an SROA slice index.
2283       size_t IndexEnd = OldName.find_first_not_of("0123456789");
2284       if (IndexEnd != StringRef::npos && OldName[IndexEnd] == '.') {
2285         // Strip the index and look for the offset.
2286         OldName = OldName.substr(IndexEnd + 1);
2287         size_t OffsetEnd = OldName.find_first_not_of("0123456789");
2288         if (OffsetEnd != StringRef::npos && OldName[OffsetEnd] == '.')
2289           // Strip the offset.
2290           OldName = OldName.substr(OffsetEnd + 1);
2291       }
2292     }
2293     // Strip any SROA suffixes as well.
2294     OldName = OldName.substr(0, OldName.find(".sroa_"));
2295 #endif
2296
2297     return getAdjustedPtr(IRB, DL, &NewAI,
2298                           APInt(DL.getPointerSizeInBits(), Offset), PointerTy,
2299 #ifndef NDEBUG
2300                           Twine(OldName) + "."
2301 #else
2302                           Twine()
2303 #endif
2304                           );
2305   }
2306
2307   /// \brief Compute suitable alignment to access this slice of the *new*
2308   /// alloca.
2309   ///
2310   /// You can optionally pass a type to this routine and if that type's ABI
2311   /// alignment is itself suitable, this will return zero.
2312   unsigned getSliceAlign(Type *Ty = nullptr) {
2313     unsigned NewAIAlign = NewAI.getAlignment();
2314     if (!NewAIAlign)
2315       NewAIAlign = DL.getABITypeAlignment(NewAI.getAllocatedType());
2316     unsigned Align =
2317         MinAlign(NewAIAlign, NewBeginOffset - NewAllocaBeginOffset);
2318     return (Ty && Align == DL.getABITypeAlignment(Ty)) ? 0 : Align;
2319   }
2320
2321   unsigned getIndex(uint64_t Offset) {
2322     assert(VecTy && "Can only call getIndex when rewriting a vector");
2323     uint64_t RelOffset = Offset - NewAllocaBeginOffset;
2324     assert(RelOffset / ElementSize < UINT32_MAX && "Index out of bounds");
2325     uint32_t Index = RelOffset / ElementSize;
2326     assert(Index * ElementSize == RelOffset);
2327     return Index;
2328   }
2329
2330   void deleteIfTriviallyDead(Value *V) {
2331     Instruction *I = cast<Instruction>(V);
2332     if (isInstructionTriviallyDead(I))
2333       Pass.DeadInsts.insert(I);
2334   }
2335
2336   Value *rewriteVectorizedLoadInst() {
2337     unsigned BeginIndex = getIndex(NewBeginOffset);
2338     unsigned EndIndex = getIndex(NewEndOffset);
2339     assert(EndIndex > BeginIndex && "Empty vector!");
2340
2341     Value *V = IRB.CreateAlignedLoad(&NewAI, NewAI.getAlignment(), "load");
2342     return extractVector(IRB, V, BeginIndex, EndIndex, "vec");
2343   }
2344
2345   Value *rewriteIntegerLoad(LoadInst &LI) {
2346     assert(IntTy && "We cannot insert an integer to the alloca");
2347     assert(!LI.isVolatile());
2348     Value *V = IRB.CreateAlignedLoad(&NewAI, NewAI.getAlignment(), "load");
2349     V = convertValue(DL, IRB, V, IntTy);
2350     assert(NewBeginOffset >= NewAllocaBeginOffset && "Out of bounds offset");
2351     uint64_t Offset = NewBeginOffset - NewAllocaBeginOffset;
2352     if (Offset > 0 || NewEndOffset < NewAllocaEndOffset) {
2353       IntegerType *ExtractTy = Type::getIntNTy(LI.getContext(), SliceSize * 8);
2354       V = extractInteger(DL, IRB, V, ExtractTy, Offset, "extract");
2355     }
2356     // It is possible that the extracted type is not the load type. This
2357     // happens if there is a load past the end of the alloca, and as
2358     // a consequence the slice is narrower but still a candidate for integer
2359     // lowering. To handle this case, we just zero extend the extracted
2360     // integer.
2361     assert(cast<IntegerType>(LI.getType())->getBitWidth() >= SliceSize * 8 &&
2362            "Can only handle an extract for an overly wide load");
2363     if (cast<IntegerType>(LI.getType())->getBitWidth() > SliceSize * 8)
2364       V = IRB.CreateZExt(V, LI.getType());
2365     return V;
2366   }
2367
2368   bool visitLoadInst(LoadInst &LI) {
2369     DEBUG(dbgs() << "    original: " << LI << "\n");
2370     Value *OldOp = LI.getOperand(0);
2371     assert(OldOp == OldPtr);
2372
2373     Type *TargetTy = IsSplit ? Type::getIntNTy(LI.getContext(), SliceSize * 8)
2374                              : LI.getType();
2375     const bool IsLoadPastEnd = DL.getTypeStoreSize(TargetTy) > SliceSize;
2376     bool IsPtrAdjusted = false;
2377     Value *V;
2378     if (VecTy) {
2379       V = rewriteVectorizedLoadInst();
2380     } else if (IntTy && LI.getType()->isIntegerTy()) {
2381       V = rewriteIntegerLoad(LI);
2382     } else if (NewBeginOffset == NewAllocaBeginOffset &&
2383                NewEndOffset == NewAllocaEndOffset &&
2384                (canConvertValue(DL, NewAllocaTy, TargetTy) ||
2385                 (IsLoadPastEnd && NewAllocaTy->isIntegerTy() &&
2386                  TargetTy->isIntegerTy()))) {
2387       LoadInst *NewLI = IRB.CreateAlignedLoad(&NewAI, NewAI.getAlignment(),
2388                                               LI.isVolatile(), LI.getName());
2389       if (LI.isVolatile())
2390         NewLI->setAtomic(LI.getOrdering(), LI.getSynchScope());
2391       V = NewLI;
2392
2393       // If this is an integer load past the end of the slice (which means the
2394       // bytes outside the slice are undef or this load is dead) just forcibly
2395       // fix the integer size with correct handling of endianness.
2396       if (auto *AITy = dyn_cast<IntegerType>(NewAllocaTy))
2397         if (auto *TITy = dyn_cast<IntegerType>(TargetTy))
2398           if (AITy->getBitWidth() < TITy->getBitWidth()) {
2399             V = IRB.CreateZExt(V, TITy, "load.ext");
2400             if (DL.isBigEndian())
2401               V = IRB.CreateShl(V, TITy->getBitWidth() - AITy->getBitWidth(),
2402                                 "endian_shift");
2403           }
2404     } else {
2405       Type *LTy = TargetTy->getPointerTo();
2406       LoadInst *NewLI = IRB.CreateAlignedLoad(getNewAllocaSlicePtr(IRB, LTy),
2407                                               getSliceAlign(TargetTy),
2408                                               LI.isVolatile(), LI.getName());
2409       if (LI.isVolatile())
2410         NewLI->setAtomic(LI.getOrdering(), LI.getSynchScope());
2411
2412       V = NewLI;
2413       IsPtrAdjusted = true;
2414     }
2415     V = convertValue(DL, IRB, V, TargetTy);
2416
2417     if (IsSplit) {
2418       assert(!LI.isVolatile());
2419       assert(LI.getType()->isIntegerTy() &&
2420              "Only integer type loads and stores are split");
2421       assert(SliceSize < DL.getTypeStoreSize(LI.getType()) &&
2422              "Split load isn't smaller than original load");
2423       assert(LI.getType()->getIntegerBitWidth() ==
2424                  DL.getTypeStoreSizeInBits(LI.getType()) &&
2425              "Non-byte-multiple bit width");
2426       // Move the insertion point just past the load so that we can refer to it.
2427       IRB.SetInsertPoint(&*std::next(BasicBlock::iterator(&LI)));
2428       // Create a placeholder value with the same type as LI to use as the
2429       // basis for the new value. This allows us to replace the uses of LI with
2430       // the computed value, and then replace the placeholder with LI, leaving
2431       // LI only used for this computation.
2432       Value *Placeholder =
2433           new LoadInst(UndefValue::get(LI.getType()->getPointerTo()));
2434       V = insertInteger(DL, IRB, Placeholder, V, NewBeginOffset - BeginOffset,
2435                         "insert");
2436       LI.replaceAllUsesWith(V);
2437       Placeholder->replaceAllUsesWith(&LI);
2438       delete Placeholder;
2439     } else {
2440       LI.replaceAllUsesWith(V);
2441     }
2442
2443     Pass.DeadInsts.insert(&LI);
2444     deleteIfTriviallyDead(OldOp);
2445     DEBUG(dbgs() << "          to: " << *V << "\n");
2446     return !LI.isVolatile() && !IsPtrAdjusted;
2447   }
2448
2449   bool rewriteVectorizedStoreInst(Value *V, StoreInst &SI, Value *OldOp) {
2450     if (V->getType() != VecTy) {
2451       unsigned BeginIndex = getIndex(NewBeginOffset);
2452       unsigned EndIndex = getIndex(NewEndOffset);
2453       assert(EndIndex > BeginIndex && "Empty vector!");
2454       unsigned NumElements = EndIndex - BeginIndex;
2455       assert(NumElements <= VecTy->getNumElements() && "Too many elements!");
2456       Type *SliceTy = (NumElements == 1)
2457                           ? ElementTy
2458                           : VectorType::get(ElementTy, NumElements);
2459       if (V->getType() != SliceTy)
2460         V = convertValue(DL, IRB, V, SliceTy);
2461
2462       // Mix in the existing elements.
2463       Value *Old = IRB.CreateAlignedLoad(&NewAI, NewAI.getAlignment(), "load");
2464       V = insertVector(IRB, Old, V, BeginIndex, "vec");
2465     }
2466     StoreInst *Store = IRB.CreateAlignedStore(V, &NewAI, NewAI.getAlignment());
2467     Pass.DeadInsts.insert(&SI);
2468
2469     (void)Store;
2470     DEBUG(dbgs() << "          to: " << *Store << "\n");
2471     return true;
2472   }
2473
2474   bool rewriteIntegerStore(Value *V, StoreInst &SI) {
2475     assert(IntTy && "We cannot extract an integer from the alloca");
2476     assert(!SI.isVolatile());
2477     if (DL.getTypeSizeInBits(V->getType()) != IntTy->getBitWidth()) {
2478       Value *Old =
2479           IRB.CreateAlignedLoad(&NewAI, NewAI.getAlignment(), "oldload");
2480       Old = convertValue(DL, IRB, Old, IntTy);
2481       assert(BeginOffset >= NewAllocaBeginOffset && "Out of bounds offset");
2482       uint64_t Offset = BeginOffset - NewAllocaBeginOffset;
2483       V = insertInteger(DL, IRB, Old, SI.getValueOperand(), Offset, "insert");
2484     }
2485     V = convertValue(DL, IRB, V, NewAllocaTy);
2486     StoreInst *Store = IRB.CreateAlignedStore(V, &NewAI, NewAI.getAlignment());
2487     Store->copyMetadata(SI, LLVMContext::MD_mem_parallel_loop_access);
2488     Pass.DeadInsts.insert(&SI);
2489     DEBUG(dbgs() << "          to: " << *Store << "\n");
2490     return true;
2491   }
2492
2493   bool visitStoreInst(StoreInst &SI) {
2494     DEBUG(dbgs() << "    original: " << SI << "\n");
2495     Value *OldOp = SI.getOperand(1);
2496     assert(OldOp == OldPtr);
2497
2498     Value *V = SI.getValueOperand();
2499
2500     // Strip all inbounds GEPs and pointer casts to try to dig out any root
2501     // alloca that should be re-examined after promoting this alloca.
2502     if (V->getType()->isPointerTy())
2503       if (AllocaInst *AI = dyn_cast<AllocaInst>(V->stripInBoundsOffsets()))
2504         Pass.PostPromotionWorklist.insert(AI);
2505
2506     if (SliceSize < DL.getTypeStoreSize(V->getType())) {
2507       assert(!SI.isVolatile());
2508       assert(V->getType()->isIntegerTy() &&
2509              "Only integer type loads and stores are split");
2510       assert(V->getType()->getIntegerBitWidth() ==
2511                  DL.getTypeStoreSizeInBits(V->getType()) &&
2512              "Non-byte-multiple bit width");
2513       IntegerType *NarrowTy = Type::getIntNTy(SI.getContext(), SliceSize * 8);
2514       V = extractInteger(DL, IRB, V, NarrowTy, NewBeginOffset - BeginOffset,
2515                          "extract");
2516     }
2517
2518     if (VecTy)
2519       return rewriteVectorizedStoreInst(V, SI, OldOp);
2520     if (IntTy && V->getType()->isIntegerTy())
2521       return rewriteIntegerStore(V, SI);
2522
2523     const bool IsStorePastEnd = DL.getTypeStoreSize(V->getType()) > SliceSize;
2524     StoreInst *NewSI;
2525     if (NewBeginOffset == NewAllocaBeginOffset &&
2526         NewEndOffset == NewAllocaEndOffset &&
2527         (canConvertValue(DL, V->getType(), NewAllocaTy) ||
2528          (IsStorePastEnd && NewAllocaTy->isIntegerTy() &&
2529           V->getType()->isIntegerTy()))) {
2530       // If this is an integer store past the end of slice (and thus the bytes
2531       // past that point are irrelevant or this is unreachable), truncate the
2532       // value prior to storing.
2533       if (auto *VITy = dyn_cast<IntegerType>(V->getType()))
2534         if (auto *AITy = dyn_cast<IntegerType>(NewAllocaTy))
2535           if (VITy->getBitWidth() > AITy->getBitWidth()) {
2536             if (DL.isBigEndian())
2537               V = IRB.CreateLShr(V, VITy->getBitWidth() - AITy->getBitWidth(),
2538                                  "endian_shift");
2539             V = IRB.CreateTrunc(V, AITy, "load.trunc");
2540           }
2541
2542       V = convertValue(DL, IRB, V, NewAllocaTy);
2543       NewSI = IRB.CreateAlignedStore(V, &NewAI, NewAI.getAlignment(),
2544                                      SI.isVolatile());
2545     } else {
2546       Value *NewPtr = getNewAllocaSlicePtr(IRB, V->getType()->getPointerTo());
2547       NewSI = IRB.CreateAlignedStore(V, NewPtr, getSliceAlign(V->getType()),
2548                                      SI.isVolatile());
2549     }
2550     NewSI->copyMetadata(SI, LLVMContext::MD_mem_parallel_loop_access);
2551     if (SI.isVolatile())
2552       NewSI->setAtomic(SI.getOrdering(), SI.getSynchScope());
2553     Pass.DeadInsts.insert(&SI);
2554     deleteIfTriviallyDead(OldOp);
2555
2556     DEBUG(dbgs() << "          to: " << *NewSI << "\n");
2557     return NewSI->getPointerOperand() == &NewAI && !SI.isVolatile();
2558   }
2559
2560   /// \brief Compute an integer value from splatting an i8 across the given
2561   /// number of bytes.
2562   ///
2563   /// Note that this routine assumes an i8 is a byte. If that isn't true, don't
2564   /// call this routine.
2565   /// FIXME: Heed the advice above.
2566   ///
2567   /// \param V The i8 value to splat.
2568   /// \param Size The number of bytes in the output (assuming i8 is one byte)
2569   Value *getIntegerSplat(Value *V, unsigned Size) {
2570     assert(Size > 0 && "Expected a positive number of bytes.");
2571     IntegerType *VTy = cast<IntegerType>(V->getType());
2572     assert(VTy->getBitWidth() == 8 && "Expected an i8 value for the byte");
2573     if (Size == 1)
2574       return V;
2575
2576     Type *SplatIntTy = Type::getIntNTy(VTy->getContext(), Size * 8);
2577     V = IRB.CreateMul(
2578         IRB.CreateZExt(V, SplatIntTy, "zext"),
2579         ConstantExpr::getUDiv(
2580             Constant::getAllOnesValue(SplatIntTy),
2581             ConstantExpr::getZExt(Constant::getAllOnesValue(V->getType()),
2582                                   SplatIntTy)),
2583         "isplat");
2584     return V;
2585   }
2586
2587   /// \brief Compute a vector splat for a given element value.
2588   Value *getVectorSplat(Value *V, unsigned NumElements) {
2589     V = IRB.CreateVectorSplat(NumElements, V, "vsplat");
2590     DEBUG(dbgs() << "       splat: " << *V << "\n");
2591     return V;
2592   }
2593
2594   bool visitMemSetInst(MemSetInst &II) {
2595     DEBUG(dbgs() << "    original: " << II << "\n");
2596     assert(II.getRawDest() == OldPtr);
2597
2598     // If the memset has a variable size, it cannot be split, just adjust the
2599     // pointer to the new alloca.
2600     if (!isa<Constant>(II.getLength())) {
2601       assert(!IsSplit);
2602       assert(NewBeginOffset == BeginOffset);
2603       II.setDest(getNewAllocaSlicePtr(IRB, OldPtr->getType()));
2604       Type *CstTy = II.getAlignmentCst()->getType();
2605       II.setAlignment(ConstantInt::get(CstTy, getSliceAlign()));
2606
2607       deleteIfTriviallyDead(OldPtr);
2608       return false;
2609     }
2610
2611     // Record this instruction for deletion.
2612     Pass.DeadInsts.insert(&II);
2613
2614     Type *AllocaTy = NewAI.getAllocatedType();
2615     Type *ScalarTy = AllocaTy->getScalarType();
2616
2617     // If this doesn't map cleanly onto the alloca type, and that type isn't
2618     // a single value type, just emit a memset.
2619     if (!VecTy && !IntTy &&
2620         (BeginOffset > NewAllocaBeginOffset || EndOffset < NewAllocaEndOffset ||
2621          SliceSize != DL.getTypeStoreSize(AllocaTy) ||
2622          !AllocaTy->isSingleValueType() ||
2623          !DL.isLegalInteger(DL.getTypeSizeInBits(ScalarTy)) ||
2624          DL.getTypeSizeInBits(ScalarTy) % 8 != 0)) {
2625       Type *SizeTy = II.getLength()->getType();
2626       Constant *Size = ConstantInt::get(SizeTy, NewEndOffset - NewBeginOffset);
2627       CallInst *New = IRB.CreateMemSet(
2628           getNewAllocaSlicePtr(IRB, OldPtr->getType()), II.getValue(), Size,
2629           getSliceAlign(), II.isVolatile());
2630       (void)New;
2631       DEBUG(dbgs() << "          to: " << *New << "\n");
2632       return false;
2633     }
2634
2635     // If we can represent this as a simple value, we have to build the actual
2636     // value to store, which requires expanding the byte present in memset to
2637     // a sensible representation for the alloca type. This is essentially
2638     // splatting the byte to a sufficiently wide integer, splatting it across
2639     // any desired vector width, and bitcasting to the final type.
2640     Value *V;
2641
2642     if (VecTy) {
2643       // If this is a memset of a vectorized alloca, insert it.
2644       assert(ElementTy == ScalarTy);
2645
2646       unsigned BeginIndex = getIndex(NewBeginOffset);
2647       unsigned EndIndex = getIndex(NewEndOffset);
2648       assert(EndIndex > BeginIndex && "Empty vector!");
2649       unsigned NumElements = EndIndex - BeginIndex;
2650       assert(NumElements <= VecTy->getNumElements() && "Too many elements!");
2651
2652       Value *Splat =
2653           getIntegerSplat(II.getValue(), DL.getTypeSizeInBits(ElementTy) / 8);
2654       Splat = convertValue(DL, IRB, Splat, ElementTy);
2655       if (NumElements > 1)
2656         Splat = getVectorSplat(Splat, NumElements);
2657
2658       Value *Old =
2659           IRB.CreateAlignedLoad(&NewAI, NewAI.getAlignment(), "oldload");
2660       V = insertVector(IRB, Old, Splat, BeginIndex, "vec");
2661     } else if (IntTy) {
2662       // If this is a memset on an alloca where we can widen stores, insert the
2663       // set integer.
2664       assert(!II.isVolatile());
2665
2666       uint64_t Size = NewEndOffset - NewBeginOffset;
2667       V = getIntegerSplat(II.getValue(), Size);
2668
2669       if (IntTy && (BeginOffset != NewAllocaBeginOffset ||
2670                     EndOffset != NewAllocaBeginOffset)) {
2671         Value *Old =
2672             IRB.CreateAlignedLoad(&NewAI, NewAI.getAlignment(), "oldload");
2673         Old = convertValue(DL, IRB, Old, IntTy);
2674         uint64_t Offset = NewBeginOffset - NewAllocaBeginOffset;
2675         V = insertInteger(DL, IRB, Old, V, Offset, "insert");
2676       } else {
2677         assert(V->getType() == IntTy &&
2678                "Wrong type for an alloca wide integer!");
2679       }
2680       V = convertValue(DL, IRB, V, AllocaTy);
2681     } else {
2682       // Established these invariants above.
2683       assert(NewBeginOffset == NewAllocaBeginOffset);
2684       assert(NewEndOffset == NewAllocaEndOffset);
2685
2686       V = getIntegerSplat(II.getValue(), DL.getTypeSizeInBits(ScalarTy) / 8);
2687       if (VectorType *AllocaVecTy = dyn_cast<VectorType>(AllocaTy))
2688         V = getVectorSplat(V, AllocaVecTy->getNumElements());
2689
2690       V = convertValue(DL, IRB, V, AllocaTy);
2691     }
2692
2693     Value *New = IRB.CreateAlignedStore(V, &NewAI, NewAI.getAlignment(),
2694                                         II.isVolatile());
2695     (void)New;
2696     DEBUG(dbgs() << "          to: " << *New << "\n");
2697     return !II.isVolatile();
2698   }
2699
2700   bool visitMemTransferInst(MemTransferInst &II) {
2701     // Rewriting of memory transfer instructions can be a bit tricky. We break
2702     // them into two categories: split intrinsics and unsplit intrinsics.
2703
2704     DEBUG(dbgs() << "    original: " << II << "\n");
2705
2706     bool IsDest = &II.getRawDestUse() == OldUse;
2707     assert((IsDest && II.getRawDest() == OldPtr) ||
2708            (!IsDest && II.getRawSource() == OldPtr));
2709
2710     unsigned SliceAlign = getSliceAlign();
2711
2712     // For unsplit intrinsics, we simply modify the source and destination
2713     // pointers in place. This isn't just an optimization, it is a matter of
2714     // correctness. With unsplit intrinsics we may be dealing with transfers
2715     // within a single alloca before SROA ran, or with transfers that have
2716     // a variable length. We may also be dealing with memmove instead of
2717     // memcpy, and so simply updating the pointers is the necessary for us to
2718     // update both source and dest of a single call.
2719     if (!IsSplittable) {
2720       Value *AdjustedPtr = getNewAllocaSlicePtr(IRB, OldPtr->getType());
2721       if (IsDest)
2722         II.setDest(AdjustedPtr);
2723       else
2724         II.setSource(AdjustedPtr);
2725
2726       if (II.getAlignment() > SliceAlign) {
2727         Type *CstTy = II.getAlignmentCst()->getType();
2728         II.setAlignment(
2729             ConstantInt::get(CstTy, MinAlign(II.getAlignment(), SliceAlign)));
2730       }
2731
2732       DEBUG(dbgs() << "          to: " << II << "\n");
2733       deleteIfTriviallyDead(OldPtr);
2734       return false;
2735     }
2736     // For split transfer intrinsics we have an incredibly useful assurance:
2737     // the source and destination do not reside within the same alloca, and at
2738     // least one of them does not escape. This means that we can replace
2739     // memmove with memcpy, and we don't need to worry about all manner of
2740     // downsides to splitting and transforming the operations.
2741
2742     // If this doesn't map cleanly onto the alloca type, and that type isn't
2743     // a single value type, just emit a memcpy.
2744     bool EmitMemCpy =
2745         !VecTy && !IntTy &&
2746         (BeginOffset > NewAllocaBeginOffset || EndOffset < NewAllocaEndOffset ||
2747          SliceSize != DL.getTypeStoreSize(NewAI.getAllocatedType()) ||
2748          !NewAI.getAllocatedType()->isSingleValueType());
2749
2750     // If we're just going to emit a memcpy, the alloca hasn't changed, and the
2751     // size hasn't been shrunk based on analysis of the viable range, this is
2752     // a no-op.
2753     if (EmitMemCpy && &OldAI == &NewAI) {
2754       // Ensure the start lines up.
2755       assert(NewBeginOffset == BeginOffset);
2756
2757       // Rewrite the size as needed.
2758       if (NewEndOffset != EndOffset)
2759         II.setLength(ConstantInt::get(II.getLength()->getType(),
2760                                       NewEndOffset - NewBeginOffset));
2761       return false;
2762     }
2763     // Record this instruction for deletion.
2764     Pass.DeadInsts.insert(&II);
2765
2766     // Strip all inbounds GEPs and pointer casts to try to dig out any root
2767     // alloca that should be re-examined after rewriting this instruction.
2768     Value *OtherPtr = IsDest ? II.getRawSource() : II.getRawDest();
2769     if (AllocaInst *AI =
2770             dyn_cast<AllocaInst>(OtherPtr->stripInBoundsOffsets())) {
2771       assert(AI != &OldAI && AI != &NewAI &&
2772              "Splittable transfers cannot reach the same alloca on both ends.");
2773       Pass.Worklist.insert(AI);
2774     }
2775
2776     Type *OtherPtrTy = OtherPtr->getType();
2777     unsigned OtherAS = OtherPtrTy->getPointerAddressSpace();
2778
2779     // Compute the relative offset for the other pointer within the transfer.
2780     unsigned IntPtrWidth = DL.getPointerSizeInBits(OtherAS);
2781     APInt OtherOffset(IntPtrWidth, NewBeginOffset - BeginOffset);
2782     unsigned OtherAlign = MinAlign(II.getAlignment() ? II.getAlignment() : 1,
2783                                    OtherOffset.zextOrTrunc(64).getZExtValue());
2784
2785     if (EmitMemCpy) {
2786       // Compute the other pointer, folding as much as possible to produce
2787       // a single, simple GEP in most cases.
2788       OtherPtr = getAdjustedPtr(IRB, DL, OtherPtr, OtherOffset, OtherPtrTy,
2789                                 OtherPtr->getName() + ".");
2790
2791       Value *OurPtr = getNewAllocaSlicePtr(IRB, OldPtr->getType());
2792       Type *SizeTy = II.getLength()->getType();
2793       Constant *Size = ConstantInt::get(SizeTy, NewEndOffset - NewBeginOffset);
2794
2795       CallInst *New = IRB.CreateMemCpy(
2796           IsDest ? OurPtr : OtherPtr, IsDest ? OtherPtr : OurPtr, Size,
2797           MinAlign(SliceAlign, OtherAlign), II.isVolatile());
2798       (void)New;
2799       DEBUG(dbgs() << "          to: " << *New << "\n");
2800       return false;
2801     }
2802
2803     bool IsWholeAlloca = NewBeginOffset == NewAllocaBeginOffset &&
2804                          NewEndOffset == NewAllocaEndOffset;
2805     uint64_t Size = NewEndOffset - NewBeginOffset;
2806     unsigned BeginIndex = VecTy ? getIndex(NewBeginOffset) : 0;
2807     unsigned EndIndex = VecTy ? getIndex(NewEndOffset) : 0;
2808     unsigned NumElements = EndIndex - BeginIndex;
2809     IntegerType *SubIntTy =
2810         IntTy ? Type::getIntNTy(IntTy->getContext(), Size * 8) : nullptr;
2811
2812     // Reset the other pointer type to match the register type we're going to
2813     // use, but using the address space of the original other pointer.
2814     if (VecTy && !IsWholeAlloca) {
2815       if (NumElements == 1)
2816         OtherPtrTy = VecTy->getElementType();
2817       else
2818         OtherPtrTy = VectorType::get(VecTy->getElementType(), NumElements);
2819
2820       OtherPtrTy = OtherPtrTy->getPointerTo(OtherAS);
2821     } else if (IntTy && !IsWholeAlloca) {
2822       OtherPtrTy = SubIntTy->getPointerTo(OtherAS);
2823     } else {
2824       OtherPtrTy = NewAllocaTy->getPointerTo(OtherAS);
2825     }
2826
2827     Value *SrcPtr = getAdjustedPtr(IRB, DL, OtherPtr, OtherOffset, OtherPtrTy,
2828                                    OtherPtr->getName() + ".");
2829     unsigned SrcAlign = OtherAlign;
2830     Value *DstPtr = &NewAI;
2831     unsigned DstAlign = SliceAlign;
2832     if (!IsDest) {
2833       std::swap(SrcPtr, DstPtr);
2834       std::swap(SrcAlign, DstAlign);
2835     }
2836
2837     Value *Src;
2838     if (VecTy && !IsWholeAlloca && !IsDest) {
2839       Src = IRB.CreateAlignedLoad(&NewAI, NewAI.getAlignment(), "load");
2840       Src = extractVector(IRB, Src, BeginIndex, EndIndex, "vec");
2841     } else if (IntTy && !IsWholeAlloca && !IsDest) {
2842       Src = IRB.CreateAlignedLoad(&NewAI, NewAI.getAlignment(), "load");
2843       Src = convertValue(DL, IRB, Src, IntTy);
2844       uint64_t Offset = NewBeginOffset - NewAllocaBeginOffset;
2845       Src = extractInteger(DL, IRB, Src, SubIntTy, Offset, "extract");
2846     } else {
2847       Src =
2848           IRB.CreateAlignedLoad(SrcPtr, SrcAlign, II.isVolatile(), "copyload");
2849     }
2850
2851     if (VecTy && !IsWholeAlloca && IsDest) {
2852       Value *Old =
2853           IRB.CreateAlignedLoad(&NewAI, NewAI.getAlignment(), "oldload");
2854       Src = insertVector(IRB, Old, Src, BeginIndex, "vec");
2855     } else if (IntTy && !IsWholeAlloca && IsDest) {
2856       Value *Old =
2857           IRB.CreateAlignedLoad(&NewAI, NewAI.getAlignment(), "oldload");
2858       Old = convertValue(DL, IRB, Old, IntTy);
2859       uint64_t Offset = NewBeginOffset - NewAllocaBeginOffset;
2860       Src = insertInteger(DL, IRB, Old, Src, Offset, "insert");
2861       Src = convertValue(DL, IRB, Src, NewAllocaTy);
2862     }
2863
2864     StoreInst *Store = cast<StoreInst>(
2865         IRB.CreateAlignedStore(Src, DstPtr, DstAlign, II.isVolatile()));
2866     (void)Store;
2867     DEBUG(dbgs() << "          to: " << *Store << "\n");
2868     return !II.isVolatile();
2869   }
2870
2871   bool visitIntrinsicInst(IntrinsicInst &II) {
2872     assert(II.getIntrinsicID() == Intrinsic::lifetime_start ||
2873            II.getIntrinsicID() == Intrinsic::lifetime_end);
2874     DEBUG(dbgs() << "    original: " << II << "\n");
2875     assert(II.getArgOperand(1) == OldPtr);
2876
2877     // Record this instruction for deletion.
2878     Pass.DeadInsts.insert(&II);
2879
2880     // Lifetime intrinsics are only promotable if they cover the whole alloca.
2881     // Therefore, we drop lifetime intrinsics which don't cover the whole
2882     // alloca.
2883     // (In theory, intrinsics which partially cover an alloca could be
2884     // promoted, but PromoteMemToReg doesn't handle that case.)
2885     // FIXME: Check whether the alloca is promotable before dropping the
2886     // lifetime intrinsics?
2887     if (NewBeginOffset != NewAllocaBeginOffset ||
2888         NewEndOffset != NewAllocaEndOffset)
2889       return true;
2890
2891     ConstantInt *Size =
2892         ConstantInt::get(cast<IntegerType>(II.getArgOperand(0)->getType()),
2893                          NewEndOffset - NewBeginOffset);
2894     Value *Ptr = getNewAllocaSlicePtr(IRB, OldPtr->getType());
2895     Value *New;
2896     if (II.getIntrinsicID() == Intrinsic::lifetime_start)
2897       New = IRB.CreateLifetimeStart(Ptr, Size);
2898     else
2899       New = IRB.CreateLifetimeEnd(Ptr, Size);
2900
2901     (void)New;
2902     DEBUG(dbgs() << "          to: " << *New << "\n");
2903
2904     return true;
2905   }
2906
2907   bool visitPHINode(PHINode &PN) {
2908     DEBUG(dbgs() << "    original: " << PN << "\n");
2909     assert(BeginOffset >= NewAllocaBeginOffset && "PHIs are unsplittable");
2910     assert(EndOffset <= NewAllocaEndOffset && "PHIs are unsplittable");
2911
2912     // We would like to compute a new pointer in only one place, but have it be
2913     // as local as possible to the PHI. To do that, we re-use the location of
2914     // the old pointer, which necessarily must be in the right position to
2915     // dominate the PHI.
2916     IRBuilderTy PtrBuilder(IRB);
2917     if (isa<PHINode>(OldPtr))
2918       PtrBuilder.SetInsertPoint(&*OldPtr->getParent()->getFirstInsertionPt());
2919     else
2920       PtrBuilder.SetInsertPoint(OldPtr);
2921     PtrBuilder.SetCurrentDebugLocation(OldPtr->getDebugLoc());
2922
2923     Value *NewPtr = getNewAllocaSlicePtr(PtrBuilder, OldPtr->getType());
2924     // Replace the operands which were using the old pointer.
2925     std::replace(PN.op_begin(), PN.op_end(), cast<Value>(OldPtr), NewPtr);
2926
2927     DEBUG(dbgs() << "          to: " << PN << "\n");
2928     deleteIfTriviallyDead(OldPtr);
2929
2930     // PHIs can't be promoted on their own, but often can be speculated. We
2931     // check the speculation outside of the rewriter so that we see the
2932     // fully-rewritten alloca.
2933     PHIUsers.insert(&PN);
2934     return true;
2935   }
2936
2937   bool visitSelectInst(SelectInst &SI) {
2938     DEBUG(dbgs() << "    original: " << SI << "\n");
2939     assert((SI.getTrueValue() == OldPtr || SI.getFalseValue() == OldPtr) &&
2940            "Pointer isn't an operand!");
2941     assert(BeginOffset >= NewAllocaBeginOffset && "Selects are unsplittable");
2942     assert(EndOffset <= NewAllocaEndOffset && "Selects are unsplittable");
2943
2944     Value *NewPtr = getNewAllocaSlicePtr(IRB, OldPtr->getType());
2945     // Replace the operands which were using the old pointer.
2946     if (SI.getOperand(1) == OldPtr)
2947       SI.setOperand(1, NewPtr);
2948     if (SI.getOperand(2) == OldPtr)
2949       SI.setOperand(2, NewPtr);
2950
2951     DEBUG(dbgs() << "          to: " << SI << "\n");
2952     deleteIfTriviallyDead(OldPtr);
2953
2954     // Selects can't be promoted on their own, but often can be speculated. We
2955     // check the speculation outside of the rewriter so that we see the
2956     // fully-rewritten alloca.
2957     SelectUsers.insert(&SI);
2958     return true;
2959   }
2960 };
2961
2962 namespace {
2963 /// \brief Visitor to rewrite aggregate loads and stores as scalar.
2964 ///
2965 /// This pass aggressively rewrites all aggregate loads and stores on
2966 /// a particular pointer (or any pointer derived from it which we can identify)
2967 /// with scalar loads and stores.
2968 class AggLoadStoreRewriter : public InstVisitor<AggLoadStoreRewriter, bool> {
2969   // Befriend the base class so it can delegate to private visit methods.
2970   friend class llvm::InstVisitor<AggLoadStoreRewriter, bool>;
2971
2972   /// Queue of pointer uses to analyze and potentially rewrite.
2973   SmallVector<Use *, 8> Queue;
2974
2975   /// Set to prevent us from cycling with phi nodes and loops.
2976   SmallPtrSet<User *, 8> Visited;
2977
2978   /// The current pointer use being rewritten. This is used to dig up the used
2979   /// value (as opposed to the user).
2980   Use *U;
2981
2982 public:
2983   /// Rewrite loads and stores through a pointer and all pointers derived from
2984   /// it.
2985   bool rewrite(Instruction &I) {
2986     DEBUG(dbgs() << "  Rewriting FCA loads and stores...\n");
2987     enqueueUsers(I);
2988     bool Changed = false;
2989     while (!Queue.empty()) {
2990       U = Queue.pop_back_val();
2991       Changed |= visit(cast<Instruction>(U->getUser()));
2992     }
2993     return Changed;
2994   }
2995
2996 private:
2997   /// Enqueue all the users of the given instruction for further processing.
2998   /// This uses a set to de-duplicate users.
2999   void enqueueUsers(Instruction &I) {
3000     for (Use &U : I.uses())
3001       if (Visited.insert(U.getUser()).second)
3002         Queue.push_back(&U);
3003   }
3004
3005   // Conservative default is to not rewrite anything.
3006   bool visitInstruction(Instruction &I) { return false; }
3007
3008   /// \brief Generic recursive split emission class.
3009   template <typename Derived> class OpSplitter {
3010   protected:
3011     /// The builder used to form new instructions.
3012     IRBuilderTy IRB;
3013     /// The indices which to be used with insert- or extractvalue to select the
3014     /// appropriate value within the aggregate.
3015     SmallVector<unsigned, 4> Indices;
3016     /// The indices to a GEP instruction which will move Ptr to the correct slot
3017     /// within the aggregate.
3018     SmallVector<Value *, 4> GEPIndices;
3019     /// The base pointer of the original op, used as a base for GEPing the
3020     /// split operations.
3021     Value *Ptr;
3022
3023     /// Initialize the splitter with an insertion point, Ptr and start with a
3024     /// single zero GEP index.
3025     OpSplitter(Instruction *InsertionPoint, Value *Ptr)
3026         : IRB(InsertionPoint), GEPIndices(1, IRB.getInt32(0)), Ptr(Ptr) {}
3027
3028   public:
3029     /// \brief Generic recursive split emission routine.
3030     ///
3031     /// This method recursively splits an aggregate op (load or store) into
3032     /// scalar or vector ops. It splits recursively until it hits a single value
3033     /// and emits that single value operation via the template argument.
3034     ///
3035     /// The logic of this routine relies on GEPs and insertvalue and
3036     /// extractvalue all operating with the same fundamental index list, merely
3037     /// formatted differently (GEPs need actual values).
3038     ///
3039     /// \param Ty  The type being split recursively into smaller ops.
3040     /// \param Agg The aggregate value being built up or stored, depending on
3041     /// whether this is splitting a load or a store respectively.
3042     void emitSplitOps(Type *Ty, Value *&Agg, const Twine &Name) {
3043       if (Ty->isSingleValueType())
3044         return static_cast<Derived *>(this)->emitFunc(Ty, Agg, Name);
3045
3046       if (ArrayType *ATy = dyn_cast<ArrayType>(Ty)) {
3047         unsigned OldSize = Indices.size();
3048         (void)OldSize;
3049         for (unsigned Idx = 0, Size = ATy->getNumElements(); Idx != Size;
3050              ++Idx) {
3051           assert(Indices.size() == OldSize && "Did not return to the old size");
3052           Indices.push_back(Idx);
3053           GEPIndices.push_back(IRB.getInt32(Idx));
3054           emitSplitOps(ATy->getElementType(), Agg, Name + "." + Twine(Idx));
3055           GEPIndices.pop_back();
3056           Indices.pop_back();
3057         }
3058         return;
3059       }
3060
3061       if (StructType *STy = dyn_cast<StructType>(Ty)) {
3062         unsigned OldSize = Indices.size();
3063         (void)OldSize;
3064         for (unsigned Idx = 0, Size = STy->getNumElements(); Idx != Size;
3065              ++Idx) {
3066           assert(Indices.size() == OldSize && "Did not return to the old size");
3067           Indices.push_back(Idx);
3068           GEPIndices.push_back(IRB.getInt32(Idx));
3069           emitSplitOps(STy->getElementType(Idx), Agg, Name + "." + Twine(Idx));
3070           GEPIndices.pop_back();
3071           Indices.pop_back();
3072         }
3073         return;
3074       }
3075
3076       llvm_unreachable("Only arrays and structs are aggregate loadable types");
3077     }
3078   };
3079
3080   struct LoadOpSplitter : public OpSplitter<LoadOpSplitter> {
3081     LoadOpSplitter(Instruction *InsertionPoint, Value *Ptr)
3082         : OpSplitter<LoadOpSplitter>(InsertionPoint, Ptr) {}
3083
3084     /// Emit a leaf load of a single value. This is called at the leaves of the
3085     /// recursive emission to actually load values.
3086     void emitFunc(Type *Ty, Value *&Agg, const Twine &Name) {
3087       assert(Ty->isSingleValueType());
3088       // Load the single value and insert it using the indices.
3089       Value *GEP =
3090           IRB.CreateInBoundsGEP(nullptr, Ptr, GEPIndices, Name + ".gep");
3091       Value *Load = IRB.CreateLoad(GEP, Name + ".load");
3092       Agg = IRB.CreateInsertValue(Agg, Load, Indices, Name + ".insert");
3093       DEBUG(dbgs() << "          to: " << *Load << "\n");
3094     }
3095   };
3096
3097   bool visitLoadInst(LoadInst &LI) {
3098     assert(LI.getPointerOperand() == *U);
3099     if (!LI.isSimple() || LI.getType()->isSingleValueType())
3100       return false;
3101
3102     // We have an aggregate being loaded, split it apart.
3103     DEBUG(dbgs() << "    original: " << LI << "\n");
3104     LoadOpSplitter Splitter(&LI, *U);
3105     Value *V = UndefValue::get(LI.getType());
3106     Splitter.emitSplitOps(LI.getType(), V, LI.getName() + ".fca");
3107     LI.replaceAllUsesWith(V);
3108     LI.eraseFromParent();
3109     return true;
3110   }
3111
3112   struct StoreOpSplitter : public OpSplitter<StoreOpSplitter> {
3113     StoreOpSplitter(Instruction *InsertionPoint, Value *Ptr)
3114         : OpSplitter<StoreOpSplitter>(InsertionPoint, Ptr) {}
3115
3116     /// Emit a leaf store of a single value. This is called at the leaves of the
3117     /// recursive emission to actually produce stores.
3118     void emitFunc(Type *Ty, Value *&Agg, const Twine &Name) {
3119       assert(Ty->isSingleValueType());
3120       // Extract the single value and store it using the indices.
3121       //
3122       // The gep and extractvalue values are factored out of the CreateStore
3123       // call to make the output independent of the argument evaluation order.
3124       Value *ExtractValue =
3125           IRB.CreateExtractValue(Agg, Indices, Name + ".extract");
3126       Value *InBoundsGEP =
3127           IRB.CreateInBoundsGEP(nullptr, Ptr, GEPIndices, Name + ".gep");
3128       Value *Store = IRB.CreateStore(ExtractValue, InBoundsGEP);
3129       (void)Store;
3130       DEBUG(dbgs() << "          to: " << *Store << "\n");
3131     }
3132   };
3133
3134   bool visitStoreInst(StoreInst &SI) {
3135     if (!SI.isSimple() || SI.getPointerOperand() != *U)
3136       return false;
3137     Value *V = SI.getValueOperand();
3138     if (V->getType()->isSingleValueType())
3139       return false;
3140
3141     // We have an aggregate being stored, split it apart.
3142     DEBUG(dbgs() << "    original: " << SI << "\n");
3143     StoreOpSplitter Splitter(&SI, *U);
3144     Splitter.emitSplitOps(V->getType(), V, V->getName() + ".fca");
3145     SI.eraseFromParent();
3146     return true;
3147   }
3148
3149   bool visitBitCastInst(BitCastInst &BC) {
3150     enqueueUsers(BC);
3151     return false;
3152   }
3153
3154   bool visitGetElementPtrInst(GetElementPtrInst &GEPI) {
3155     enqueueUsers(GEPI);
3156     return false;
3157   }
3158
3159   bool visitPHINode(PHINode &PN) {
3160     enqueueUsers(PN);
3161     return false;
3162   }
3163
3164   bool visitSelectInst(SelectInst &SI) {
3165     enqueueUsers(SI);
3166     return false;
3167   }
3168 };
3169 }
3170
3171 /// \brief Strip aggregate type wrapping.
3172 ///
3173 /// This removes no-op aggregate types wrapping an underlying type. It will
3174 /// strip as many layers of types as it can without changing either the type
3175 /// size or the allocated size.
3176 static Type *stripAggregateTypeWrapping(const DataLayout &DL, Type *Ty) {
3177   if (Ty->isSingleValueType())
3178     return Ty;
3179
3180   uint64_t AllocSize = DL.getTypeAllocSize(Ty);
3181   uint64_t TypeSize = DL.getTypeSizeInBits(Ty);
3182
3183   Type *InnerTy;
3184   if (ArrayType *ArrTy = dyn_cast<ArrayType>(Ty)) {
3185     InnerTy = ArrTy->getElementType();
3186   } else if (StructType *STy = dyn_cast<StructType>(Ty)) {
3187     const StructLayout *SL = DL.getStructLayout(STy);
3188     unsigned Index = SL->getElementContainingOffset(0);
3189     InnerTy = STy->getElementType(Index);
3190   } else {
3191     return Ty;
3192   }
3193
3194   if (AllocSize > DL.getTypeAllocSize(InnerTy) ||
3195       TypeSize > DL.getTypeSizeInBits(InnerTy))
3196     return Ty;
3197
3198   return stripAggregateTypeWrapping(DL, InnerTy);
3199 }
3200
3201 /// \brief Try to find a partition of the aggregate type passed in for a given
3202 /// offset and size.
3203 ///
3204 /// This recurses through the aggregate type and tries to compute a subtype
3205 /// based on the offset and size. When the offset and size span a sub-section
3206 /// of an array, it will even compute a new array type for that sub-section,
3207 /// and the same for structs.
3208 ///
3209 /// Note that this routine is very strict and tries to find a partition of the
3210 /// type which produces the *exact* right offset and size. It is not forgiving
3211 /// when the size or offset cause either end of type-based partition to be off.
3212 /// Also, this is a best-effort routine. It is reasonable to give up and not
3213 /// return a type if necessary.
3214 static Type *getTypePartition(const DataLayout &DL, Type *Ty, uint64_t Offset,
3215                               uint64_t Size) {
3216   if (Offset == 0 && DL.getTypeAllocSize(Ty) == Size)
3217     return stripAggregateTypeWrapping(DL, Ty);
3218   if (Offset > DL.getTypeAllocSize(Ty) ||
3219       (DL.getTypeAllocSize(Ty) - Offset) < Size)
3220     return nullptr;
3221
3222   if (SequentialType *SeqTy = dyn_cast<SequentialType>(Ty)) {
3223     Type *ElementTy = SeqTy->getElementType();
3224     uint64_t ElementSize = DL.getTypeAllocSize(ElementTy);
3225     uint64_t NumSkippedElements = Offset / ElementSize;
3226     if (NumSkippedElements >= SeqTy->getNumElements())
3227       return nullptr;
3228     Offset -= NumSkippedElements * ElementSize;
3229
3230     // First check if we need to recurse.
3231     if (Offset > 0 || Size < ElementSize) {
3232       // Bail if the partition ends in a different array element.
3233       if ((Offset + Size) > ElementSize)
3234         return nullptr;
3235       // Recurse through the element type trying to peel off offset bytes.
3236       return getTypePartition(DL, ElementTy, Offset, Size);
3237     }
3238     assert(Offset == 0);
3239
3240     if (Size == ElementSize)
3241       return stripAggregateTypeWrapping(DL, ElementTy);
3242     assert(Size > ElementSize);
3243     uint64_t NumElements = Size / ElementSize;
3244     if (NumElements * ElementSize != Size)
3245       return nullptr;
3246     return ArrayType::get(ElementTy, NumElements);
3247   }
3248
3249   StructType *STy = dyn_cast<StructType>(Ty);
3250   if (!STy)
3251     return nullptr;
3252
3253   const StructLayout *SL = DL.getStructLayout(STy);
3254   if (Offset >= SL->getSizeInBytes())
3255     return nullptr;
3256   uint64_t EndOffset = Offset + Size;
3257   if (EndOffset > SL->getSizeInBytes())
3258     return nullptr;
3259
3260   unsigned Index = SL->getElementContainingOffset(Offset);
3261   Offset -= SL->getElementOffset(Index);
3262
3263   Type *ElementTy = STy->getElementType(Index);
3264   uint64_t ElementSize = DL.getTypeAllocSize(ElementTy);
3265   if (Offset >= ElementSize)
3266     return nullptr; // The offset points into alignment padding.
3267
3268   // See if any partition must be contained by the element.
3269   if (Offset > 0 || Size < ElementSize) {
3270     if ((Offset + Size) > ElementSize)
3271       return nullptr;
3272     return getTypePartition(DL, ElementTy, Offset, Size);
3273   }
3274   assert(Offset == 0);
3275
3276   if (Size == ElementSize)
3277     return stripAggregateTypeWrapping(DL, ElementTy);
3278
3279   StructType::element_iterator EI = STy->element_begin() + Index,
3280                                EE = STy->element_end();
3281   if (EndOffset < SL->getSizeInBytes()) {
3282     unsigned EndIndex = SL->getElementContainingOffset(EndOffset);
3283     if (Index == EndIndex)
3284       return nullptr; // Within a single element and its padding.
3285
3286     // Don't try to form "natural" types if the elements don't line up with the
3287     // expected size.
3288     // FIXME: We could potentially recurse down through the last element in the
3289     // sub-struct to find a natural end point.
3290     if (SL->getElementOffset(EndIndex) != EndOffset)
3291       return nullptr;
3292
3293     assert(Index < EndIndex);
3294     EE = STy->element_begin() + EndIndex;
3295   }
3296
3297   // Try to build up a sub-structure.
3298   StructType *SubTy =
3299       StructType::get(STy->getContext(), makeArrayRef(EI, EE), STy->isPacked());
3300   const StructLayout *SubSL = DL.getStructLayout(SubTy);
3301   if (Size != SubSL->getSizeInBytes())
3302     return nullptr; // The sub-struct doesn't have quite the size needed.
3303
3304   return SubTy;
3305 }
3306
3307 /// \brief Pre-split loads and stores to simplify rewriting.
3308 ///
3309 /// We want to break up the splittable load+store pairs as much as
3310 /// possible. This is important to do as a preprocessing step, as once we
3311 /// start rewriting the accesses to partitions of the alloca we lose the
3312 /// necessary information to correctly split apart paired loads and stores
3313 /// which both point into this alloca. The case to consider is something like
3314 /// the following:
3315 ///
3316 ///   %a = alloca [12 x i8]
3317 ///   %gep1 = getelementptr [12 x i8]* %a, i32 0, i32 0
3318 ///   %gep2 = getelementptr [12 x i8]* %a, i32 0, i32 4
3319 ///   %gep3 = getelementptr [12 x i8]* %a, i32 0, i32 8
3320 ///   %iptr1 = bitcast i8* %gep1 to i64*
3321 ///   %iptr2 = bitcast i8* %gep2 to i64*
3322 ///   %fptr1 = bitcast i8* %gep1 to float*
3323 ///   %fptr2 = bitcast i8* %gep2 to float*
3324 ///   %fptr3 = bitcast i8* %gep3 to float*
3325 ///   store float 0.0, float* %fptr1
3326 ///   store float 1.0, float* %fptr2
3327 ///   %v = load i64* %iptr1
3328 ///   store i64 %v, i64* %iptr2
3329 ///   %f1 = load float* %fptr2
3330 ///   %f2 = load float* %fptr3
3331 ///
3332 /// Here we want to form 3 partitions of the alloca, each 4 bytes large, and
3333 /// promote everything so we recover the 2 SSA values that should have been
3334 /// there all along.
3335 ///
3336 /// \returns true if any changes are made.
3337 bool SROA::presplitLoadsAndStores(AllocaInst &AI, AllocaSlices &AS) {
3338   DEBUG(dbgs() << "Pre-splitting loads and stores\n");
3339
3340   // Track the loads and stores which are candidates for pre-splitting here, in
3341   // the order they first appear during the partition scan. These give stable
3342   // iteration order and a basis for tracking which loads and stores we
3343   // actually split.
3344   SmallVector<LoadInst *, 4> Loads;
3345   SmallVector<StoreInst *, 4> Stores;
3346
3347   // We need to accumulate the splits required of each load or store where we
3348   // can find them via a direct lookup. This is important to cross-check loads
3349   // and stores against each other. We also track the slice so that we can kill
3350   // all the slices that end up split.
3351   struct SplitOffsets {
3352     Slice *S;
3353     std::vector<uint64_t> Splits;
3354   };
3355   SmallDenseMap<Instruction *, SplitOffsets, 8> SplitOffsetsMap;
3356
3357   // Track loads out of this alloca which cannot, for any reason, be pre-split.
3358   // This is important as we also cannot pre-split stores of those loads!
3359   // FIXME: This is all pretty gross. It means that we can be more aggressive
3360   // in pre-splitting when the load feeding the store happens to come from
3361   // a separate alloca. Put another way, the effectiveness of SROA would be
3362   // decreased by a frontend which just concatenated all of its local allocas
3363   // into one big flat alloca. But defeating such patterns is exactly the job
3364   // SROA is tasked with! Sadly, to not have this discrepancy we would have
3365   // change store pre-splitting to actually force pre-splitting of the load
3366   // that feeds it *and all stores*. That makes pre-splitting much harder, but
3367   // maybe it would make it more principled?
3368   SmallPtrSet<LoadInst *, 8> UnsplittableLoads;
3369
3370   DEBUG(dbgs() << "  Searching for candidate loads and stores\n");
3371   for (auto &P : AS.partitions()) {
3372     for (Slice &S : P) {
3373       Instruction *I = cast<Instruction>(S.getUse()->getUser());
3374       if (!S.isSplittable() || S.endOffset() <= P.endOffset()) {
3375         // If this is a load we have to track that it can't participate in any
3376         // pre-splitting. If this is a store of a load we have to track that
3377         // that load also can't participate in any pre-splitting.
3378         if (auto *LI = dyn_cast<LoadInst>(I))
3379           UnsplittableLoads.insert(LI);
3380         else if (auto *SI = dyn_cast<StoreInst>(I))
3381           if (auto *LI = dyn_cast<LoadInst>(SI->getValueOperand()))
3382             UnsplittableLoads.insert(LI);
3383         continue;
3384       }
3385       assert(P.endOffset() > S.beginOffset() &&
3386              "Empty or backwards partition!");
3387
3388       // Determine if this is a pre-splittable slice.
3389       if (auto *LI = dyn_cast<LoadInst>(I)) {
3390         assert(!LI->isVolatile() && "Cannot split volatile loads!");
3391
3392         // The load must be used exclusively to store into other pointers for
3393         // us to be able to arbitrarily pre-split it. The stores must also be
3394         // simple to avoid changing semantics.
3395         auto IsLoadSimplyStored = [](LoadInst *LI) {
3396           for (User *LU : LI->users()) {
3397             auto *SI = dyn_cast<StoreInst>(LU);
3398             if (!SI || !SI->isSimple())
3399               return false;
3400           }
3401           return true;
3402         };
3403         if (!IsLoadSimplyStored(LI)) {
3404           UnsplittableLoads.insert(LI);
3405           continue;
3406         }
3407
3408         Loads.push_back(LI);
3409       } else if (auto *SI = dyn_cast<StoreInst>(I)) {
3410         if (S.getUse() != &SI->getOperandUse(SI->getPointerOperandIndex()))
3411           // Skip stores *of* pointers. FIXME: This shouldn't even be possible!
3412           continue;
3413         auto *StoredLoad = dyn_cast<LoadInst>(SI->getValueOperand());
3414         if (!StoredLoad || !StoredLoad->isSimple())
3415           continue;
3416         assert(!SI->isVolatile() && "Cannot split volatile stores!");
3417
3418         Stores.push_back(SI);
3419       } else {
3420         // Other uses cannot be pre-split.
3421         continue;
3422       }
3423
3424       // Record the initial split.
3425       DEBUG(dbgs() << "    Candidate: " << *I << "\n");
3426       auto &Offsets = SplitOffsetsMap[I];
3427       assert(Offsets.Splits.empty() &&
3428              "Should not have splits the first time we see an instruction!");
3429       Offsets.S = &S;
3430       Offsets.Splits.push_back(P.endOffset() - S.beginOffset());
3431     }
3432
3433     // Now scan the already split slices, and add a split for any of them which
3434     // we're going to pre-split.
3435     for (Slice *S : P.splitSliceTails()) {
3436       auto SplitOffsetsMapI =
3437           SplitOffsetsMap.find(cast<Instruction>(S->getUse()->getUser()));
3438       if (SplitOffsetsMapI == SplitOffsetsMap.end())
3439         continue;
3440       auto &Offsets = SplitOffsetsMapI->second;
3441
3442       assert(Offsets.S == S && "Found a mismatched slice!");
3443       assert(!Offsets.Splits.empty() &&
3444              "Cannot have an empty set of splits on the second partition!");
3445       assert(Offsets.Splits.back() ==
3446                  P.beginOffset() - Offsets.S->beginOffset() &&
3447              "Previous split does not end where this one begins!");
3448
3449       // Record each split. The last partition's end isn't needed as the size
3450       // of the slice dictates that.
3451       if (S->endOffset() > P.endOffset())
3452         Offsets.Splits.push_back(P.endOffset() - Offsets.S->beginOffset());
3453     }
3454   }
3455
3456   // We may have split loads where some of their stores are split stores. For
3457   // such loads and stores, we can only pre-split them if their splits exactly
3458   // match relative to their starting offset. We have to verify this prior to
3459   // any rewriting.
3460   Stores.erase(
3461       remove_if(Stores,
3462                 [&UnsplittableLoads, &SplitOffsetsMap](StoreInst *SI) {
3463                   // Lookup the load we are storing in our map of split
3464                   // offsets.
3465                   auto *LI = cast<LoadInst>(SI->getValueOperand());
3466                   // If it was completely unsplittable, then we're done,
3467                   // and this store can't be pre-split.
3468                   if (UnsplittableLoads.count(LI))
3469                     return true;
3470
3471                   auto LoadOffsetsI = SplitOffsetsMap.find(LI);
3472                   if (LoadOffsetsI == SplitOffsetsMap.end())
3473                     return false; // Unrelated loads are definitely safe.
3474                   auto &LoadOffsets = LoadOffsetsI->second;
3475
3476                   // Now lookup the store's offsets.
3477                   auto &StoreOffsets = SplitOffsetsMap[SI];
3478
3479                   // If the relative offsets of each split in the load and
3480                   // store match exactly, then we can split them and we
3481                   // don't need to remove them here.
3482                   if (LoadOffsets.Splits == StoreOffsets.Splits)
3483                     return false;
3484
3485                   DEBUG(dbgs() << "    Mismatched splits for load and store:\n"
3486                                << "      " << *LI << "\n"
3487                                << "      " << *SI << "\n");
3488
3489                   // We've found a store and load that we need to split
3490                   // with mismatched relative splits. Just give up on them
3491                   // and remove both instructions from our list of
3492                   // candidates.
3493                   UnsplittableLoads.insert(LI);
3494                   return true;
3495                 }),
3496       Stores.end());
3497   // Now we have to go *back* through all the stores, because a later store may
3498   // have caused an earlier store's load to become unsplittable and if it is
3499   // unsplittable for the later store, then we can't rely on it being split in
3500   // the earlier store either.
3501   Stores.erase(remove_if(Stores,
3502                          [&UnsplittableLoads](StoreInst *SI) {
3503                            auto *LI = cast<LoadInst>(SI->getValueOperand());
3504                            return UnsplittableLoads.count(LI);
3505                          }),
3506                Stores.end());
3507   // Once we've established all the loads that can't be split for some reason,
3508   // filter any that made it into our list out.
3509   Loads.erase(remove_if(Loads,
3510                         [&UnsplittableLoads](LoadInst *LI) {
3511                           return UnsplittableLoads.count(LI);
3512                         }),
3513               Loads.end());
3514
3515   // If no loads or stores are left, there is no pre-splitting to be done for
3516   // this alloca.
3517   if (Loads.empty() && Stores.empty())
3518     return false;
3519
3520   // From here on, we can't fail and will be building new accesses, so rig up
3521   // an IR builder.
3522   IRBuilderTy IRB(&AI);
3523
3524   // Collect the new slices which we will merge into the alloca slices.
3525   SmallVector<Slice, 4> NewSlices;
3526
3527   // Track any allocas we end up splitting loads and stores for so we iterate
3528   // on them.
3529   SmallPtrSet<AllocaInst *, 4> ResplitPromotableAllocas;
3530
3531   // At this point, we have collected all of the loads and stores we can
3532   // pre-split, and the specific splits needed for them. We actually do the
3533   // splitting in a specific order in order to handle when one of the loads in
3534   // the value operand to one of the stores.
3535   //
3536   // First, we rewrite all of the split loads, and just accumulate each split
3537   // load in a parallel structure. We also build the slices for them and append
3538   // them to the alloca slices.
3539   SmallDenseMap<LoadInst *, std::vector<LoadInst *>, 1> SplitLoadsMap;
3540   std::vector<LoadInst *> SplitLoads;
3541   const DataLayout &DL = AI.getModule()->getDataLayout();
3542   for (LoadInst *LI : Loads) {
3543     SplitLoads.clear();
3544
3545     IntegerType *Ty = cast<IntegerType>(LI->getType());
3546     uint64_t LoadSize = Ty->getBitWidth() / 8;
3547     assert(LoadSize > 0 && "Cannot have a zero-sized integer load!");
3548
3549     auto &Offsets = SplitOffsetsMap[LI];
3550     assert(LoadSize == Offsets.S->endOffset() - Offsets.S->beginOffset() &&
3551            "Slice size should always match load size exactly!");
3552     uint64_t BaseOffset = Offsets.S->beginOffset();
3553     assert(BaseOffset + LoadSize > BaseOffset &&
3554            "Cannot represent alloca access size using 64-bit integers!");
3555
3556     Instruction *BasePtr = cast<Instruction>(LI->getPointerOperand());
3557     IRB.SetInsertPoint(LI);
3558
3559     DEBUG(dbgs() << "  Splitting load: " << *LI << "\n");
3560
3561     uint64_t PartOffset = 0, PartSize = Offsets.Splits.front();
3562     int Idx = 0, Size = Offsets.Splits.size();
3563     for (;;) {
3564       auto *PartTy = Type::getIntNTy(Ty->getContext(), PartSize * 8);
3565       auto *PartPtrTy = PartTy->getPointerTo(LI->getPointerAddressSpace());
3566       LoadInst *PLoad = IRB.CreateAlignedLoad(
3567           getAdjustedPtr(IRB, DL, BasePtr,
3568                          APInt(DL.getPointerSizeInBits(), PartOffset),
3569                          PartPtrTy, BasePtr->getName() + "."),
3570           getAdjustedAlignment(LI, PartOffset, DL), /*IsVolatile*/ false,
3571           LI->getName());
3572       PLoad->copyMetadata(*LI, LLVMContext::MD_mem_parallel_loop_access); 
3573
3574       // Append this load onto the list of split loads so we can find it later
3575       // to rewrite the stores.
3576       SplitLoads.push_back(PLoad);
3577
3578       // Now build a new slice for the alloca.
3579       NewSlices.push_back(
3580           Slice(BaseOffset + PartOffset, BaseOffset + PartOffset + PartSize,
3581                 &PLoad->getOperandUse(PLoad->getPointerOperandIndex()),
3582                 /*IsSplittable*/ false));
3583       DEBUG(dbgs() << "    new slice [" << NewSlices.back().beginOffset()
3584                    << ", " << NewSlices.back().endOffset() << "): " << *PLoad
3585                    << "\n");
3586
3587       // See if we've handled all the splits.
3588       if (Idx >= Size)
3589         break;
3590
3591       // Setup the next partition.
3592       PartOffset = Offsets.Splits[Idx];
3593       ++Idx;
3594       PartSize = (Idx < Size ? Offsets.Splits[Idx] : LoadSize) - PartOffset;
3595     }
3596
3597     // Now that we have the split loads, do the slow walk over all uses of the
3598     // load and rewrite them as split stores, or save the split loads to use
3599     // below if the store is going to be split there anyways.
3600     bool DeferredStores = false;
3601     for (User *LU : LI->users()) {
3602       StoreInst *SI = cast<StoreInst>(LU);
3603       if (!Stores.empty() && SplitOffsetsMap.count(SI)) {
3604         DeferredStores = true;
3605         DEBUG(dbgs() << "    Deferred splitting of store: " << *SI << "\n");
3606         continue;
3607       }
3608
3609       Value *StoreBasePtr = SI->getPointerOperand();
3610       IRB.SetInsertPoint(SI);
3611
3612       DEBUG(dbgs() << "    Splitting store of load: " << *SI << "\n");
3613
3614       for (int Idx = 0, Size = SplitLoads.size(); Idx < Size; ++Idx) {
3615         LoadInst *PLoad = SplitLoads[Idx];
3616         uint64_t PartOffset = Idx == 0 ? 0 : Offsets.Splits[Idx - 1];
3617         auto *PartPtrTy =
3618             PLoad->getType()->getPointerTo(SI->getPointerAddressSpace());
3619
3620         StoreInst *PStore = IRB.CreateAlignedStore(
3621             PLoad, getAdjustedPtr(IRB, DL, StoreBasePtr,
3622                                   APInt(DL.getPointerSizeInBits(), PartOffset),
3623                                   PartPtrTy, StoreBasePtr->getName() + "."),
3624             getAdjustedAlignment(SI, PartOffset, DL), /*IsVolatile*/ false);
3625         PStore->copyMetadata(*LI, LLVMContext::MD_mem_parallel_loop_access);
3626         DEBUG(dbgs() << "      +" << PartOffset << ":" << *PStore << "\n");
3627       }
3628
3629       // We want to immediately iterate on any allocas impacted by splitting
3630       // this store, and we have to track any promotable alloca (indicated by
3631       // a direct store) as needing to be resplit because it is no longer
3632       // promotable.
3633       if (AllocaInst *OtherAI = dyn_cast<AllocaInst>(StoreBasePtr)) {
3634         ResplitPromotableAllocas.insert(OtherAI);
3635         Worklist.insert(OtherAI);
3636       } else if (AllocaInst *OtherAI = dyn_cast<AllocaInst>(
3637                      StoreBasePtr->stripInBoundsOffsets())) {
3638         Worklist.insert(OtherAI);
3639       }
3640
3641       // Mark the original store as dead.
3642       DeadInsts.insert(SI);
3643     }
3644
3645     // Save the split loads if there are deferred stores among the users.
3646     if (DeferredStores)
3647       SplitLoadsMap.insert(std::make_pair(LI, std::move(SplitLoads)));
3648
3649     // Mark the original load as dead and kill the original slice.
3650     DeadInsts.insert(LI);
3651     Offsets.S->kill();
3652   }
3653
3654   // Second, we rewrite all of the split stores. At this point, we know that
3655   // all loads from this alloca have been split already. For stores of such
3656   // loads, we can simply look up the pre-existing split loads. For stores of
3657   // other loads, we split those loads first and then write split stores of
3658   // them.
3659   for (StoreInst *SI : Stores) {
3660     auto *LI = cast<LoadInst>(SI->getValueOperand());
3661     IntegerType *Ty = cast<IntegerType>(LI->getType());
3662     uint64_t StoreSize = Ty->getBitWidth() / 8;
3663     assert(StoreSize > 0 && "Cannot have a zero-sized integer store!");
3664
3665     auto &Offsets = SplitOffsetsMap[SI];
3666     assert(StoreSize == Offsets.S->endOffset() - Offsets.S->beginOffset() &&
3667            "Slice size should always match load size exactly!");
3668     uint64_t BaseOffset = Offsets.S->beginOffset();
3669     assert(BaseOffset + StoreSize > BaseOffset &&
3670            "Cannot represent alloca access size using 64-bit integers!");
3671
3672     Value *LoadBasePtr = LI->getPointerOperand();
3673     Instruction *StoreBasePtr = cast<Instruction>(SI->getPointerOperand());
3674
3675     DEBUG(dbgs() << "  Splitting store: " << *SI << "\n");
3676
3677     // Check whether we have an already split load.
3678     auto SplitLoadsMapI = SplitLoadsMap.find(LI);
3679     std::vector<LoadInst *> *SplitLoads = nullptr;
3680     if (SplitLoadsMapI != SplitLoadsMap.end()) {
3681       SplitLoads = &SplitLoadsMapI->second;
3682       assert(SplitLoads->size() == Offsets.Splits.size() + 1 &&
3683              "Too few split loads for the number of splits in the store!");
3684     } else {
3685       DEBUG(dbgs() << "          of load: " << *LI << "\n");
3686     }
3687
3688     uint64_t PartOffset = 0, PartSize = Offsets.Splits.front();
3689     int Idx = 0, Size = Offsets.Splits.size();
3690     for (;;) {
3691       auto *PartTy = Type::getIntNTy(Ty->getContext(), PartSize * 8);
3692       auto *PartPtrTy = PartTy->getPointerTo(SI->getPointerAddressSpace());
3693
3694       // Either lookup a split load or create one.
3695       LoadInst *PLoad;
3696       if (SplitLoads) {
3697         PLoad = (*SplitLoads)[Idx];
3698       } else {
3699         IRB.SetInsertPoint(LI);
3700         PLoad = IRB.CreateAlignedLoad(
3701             getAdjustedPtr(IRB, DL, LoadBasePtr,
3702                            APInt(DL.getPointerSizeInBits(), PartOffset),
3703                            PartPtrTy, LoadBasePtr->getName() + "."),
3704             getAdjustedAlignment(LI, PartOffset, DL), /*IsVolatile*/ false,
3705             LI->getName());
3706       }
3707
3708       // And store this partition.
3709       IRB.SetInsertPoint(SI);
3710       StoreInst *PStore = IRB.CreateAlignedStore(
3711           PLoad, getAdjustedPtr(IRB, DL, StoreBasePtr,
3712                                 APInt(DL.getPointerSizeInBits(), PartOffset),
3713                                 PartPtrTy, StoreBasePtr->getName() + "."),
3714           getAdjustedAlignment(SI, PartOffset, DL), /*IsVolatile*/ false);
3715
3716       // Now build a new slice for the alloca.
3717       NewSlices.push_back(
3718           Slice(BaseOffset + PartOffset, BaseOffset + PartOffset + PartSize,
3719                 &PStore->getOperandUse(PStore->getPointerOperandIndex()),
3720                 /*IsSplittable*/ false));
3721       DEBUG(dbgs() << "    new slice [" << NewSlices.back().beginOffset()
3722                    << ", " << NewSlices.back().endOffset() << "): " << *PStore
3723                    << "\n");
3724       if (!SplitLoads) {
3725         DEBUG(dbgs() << "      of split load: " << *PLoad << "\n");
3726       }
3727
3728       // See if we've finished all the splits.
3729       if (Idx >= Size)
3730         break;
3731
3732       // Setup the next partition.
3733       PartOffset = Offsets.Splits[Idx];
3734       ++Idx;
3735       PartSize = (Idx < Size ? Offsets.Splits[Idx] : StoreSize) - PartOffset;
3736     }
3737
3738     // We want to immediately iterate on any allocas impacted by splitting
3739     // this load, which is only relevant if it isn't a load of this alloca and
3740     // thus we didn't already split the loads above. We also have to keep track
3741     // of any promotable allocas we split loads on as they can no longer be
3742     // promoted.
3743     if (!SplitLoads) {
3744       if (AllocaInst *OtherAI = dyn_cast<AllocaInst>(LoadBasePtr)) {
3745         assert(OtherAI != &AI && "We can't re-split our own alloca!");
3746         ResplitPromotableAllocas.insert(OtherAI);
3747         Worklist.insert(OtherAI);
3748       } else if (AllocaInst *OtherAI = dyn_cast<AllocaInst>(
3749                      LoadBasePtr->stripInBoundsOffsets())) {
3750         assert(OtherAI != &AI && "We can't re-split our own alloca!");
3751         Worklist.insert(OtherAI);
3752       }
3753     }
3754
3755     // Mark the original store as dead now that we've split it up and kill its
3756     // slice. Note that we leave the original load in place unless this store
3757     // was its only use. It may in turn be split up if it is an alloca load
3758     // for some other alloca, but it may be a normal load. This may introduce
3759     // redundant loads, but where those can be merged the rest of the optimizer
3760     // should handle the merging, and this uncovers SSA splits which is more
3761     // important. In practice, the original loads will almost always be fully
3762     // split and removed eventually, and the splits will be merged by any
3763     // trivial CSE, including instcombine.
3764     if (LI->hasOneUse()) {
3765       assert(*LI->user_begin() == SI && "Single use isn't this store!");
3766       DeadInsts.insert(LI);
3767     }
3768     DeadInsts.insert(SI);
3769     Offsets.S->kill();
3770   }
3771
3772   // Remove the killed slices that have ben pre-split.
3773   AS.erase(remove_if(AS, [](const Slice &S) { return S.isDead(); }), AS.end());
3774
3775   // Insert our new slices. This will sort and merge them into the sorted
3776   // sequence.
3777   AS.insert(NewSlices);
3778
3779   DEBUG(dbgs() << "  Pre-split slices:\n");
3780 #ifndef NDEBUG
3781   for (auto I = AS.begin(), E = AS.end(); I != E; ++I)
3782     DEBUG(AS.print(dbgs(), I, "    "));
3783 #endif
3784
3785   // Finally, don't try to promote any allocas that new require re-splitting.
3786   // They have already been added to the worklist above.
3787   PromotableAllocas.erase(
3788       remove_if(
3789           PromotableAllocas,
3790           [&](AllocaInst *AI) { return ResplitPromotableAllocas.count(AI); }),
3791       PromotableAllocas.end());
3792
3793   return true;
3794 }
3795
3796 /// \brief Rewrite an alloca partition's users.
3797 ///
3798 /// This routine drives both of the rewriting goals of the SROA pass. It tries
3799 /// to rewrite uses of an alloca partition to be conducive for SSA value
3800 /// promotion. If the partition needs a new, more refined alloca, this will
3801 /// build that new alloca, preserving as much type information as possible, and
3802 /// rewrite the uses of the old alloca to point at the new one and have the
3803 /// appropriate new offsets. It also evaluates how successful the rewrite was
3804 /// at enabling promotion and if it was successful queues the alloca to be
3805 /// promoted.
3806 AllocaInst *SROA::rewritePartition(AllocaInst &AI, AllocaSlices &AS,
3807                                    Partition &P) {
3808   // Try to compute a friendly type for this partition of the alloca. This
3809   // won't always succeed, in which case we fall back to a legal integer type
3810   // or an i8 array of an appropriate size.
3811   Type *SliceTy = nullptr;
3812   const DataLayout &DL = AI.getModule()->getDataLayout();
3813   if (Type *CommonUseTy = findCommonType(P.begin(), P.end(), P.endOffset()))
3814     if (DL.getTypeAllocSize(CommonUseTy) >= P.size())
3815       SliceTy = CommonUseTy;
3816   if (!SliceTy)
3817     if (Type *TypePartitionTy = getTypePartition(DL, AI.getAllocatedType(),
3818                                                  P.beginOffset(), P.size()))
3819       SliceTy = TypePartitionTy;
3820   if ((!SliceTy || (SliceTy->isArrayTy() &&
3821                     SliceTy->getArrayElementType()->isIntegerTy())) &&
3822       DL.isLegalInteger(P.size() * 8))
3823     SliceTy = Type::getIntNTy(*C, P.size() * 8);
3824   if (!SliceTy)
3825     SliceTy = ArrayType::get(Type::getInt8Ty(*C), P.size());
3826   assert(DL.getTypeAllocSize(SliceTy) >= P.size());
3827
3828   bool IsIntegerPromotable = isIntegerWideningViable(P, SliceTy, DL);
3829
3830   VectorType *VecTy =
3831       IsIntegerPromotable ? nullptr : isVectorPromotionViable(P, DL);
3832   if (VecTy)
3833     SliceTy = VecTy;
3834
3835   // Check for the case where we're going to rewrite to a new alloca of the
3836   // exact same type as the original, and with the same access offsets. In that
3837   // case, re-use the existing alloca, but still run through the rewriter to
3838   // perform phi and select speculation.
3839   AllocaInst *NewAI;
3840   if (SliceTy == AI.getAllocatedType()) {
3841     assert(P.beginOffset() == 0 &&
3842            "Non-zero begin offset but same alloca type");
3843     NewAI = &AI;
3844     // FIXME: We should be able to bail at this point with "nothing changed".
3845     // FIXME: We might want to defer PHI speculation until after here.
3846     // FIXME: return nullptr;
3847   } else {
3848     unsigned Alignment = AI.getAlignment();
3849     if (!Alignment) {
3850       // The minimum alignment which users can rely on when the explicit
3851       // alignment is omitted or zero is that required by the ABI for this
3852       // type.
3853       Alignment = DL.getABITypeAlignment(AI.getAllocatedType());
3854     }
3855     Alignment = MinAlign(Alignment, P.beginOffset());
3856     // If we will get at least this much alignment from the type alone, leave
3857     // the alloca's alignment unconstrained.
3858     if (Alignment <= DL.getABITypeAlignment(SliceTy))
3859       Alignment = 0;
3860     NewAI = new AllocaInst(
3861         SliceTy, nullptr, Alignment,
3862         AI.getName() + ".sroa." + Twine(P.begin() - AS.begin()), &AI);
3863     ++NumNewAllocas;
3864   }
3865
3866   DEBUG(dbgs() << "Rewriting alloca partition "
3867                << "[" << P.beginOffset() << "," << P.endOffset()
3868                << ") to: " << *NewAI << "\n");
3869
3870   // Track the high watermark on the worklist as it is only relevant for
3871   // promoted allocas. We will reset it to this point if the alloca is not in
3872   // fact scheduled for promotion.
3873   unsigned PPWOldSize = PostPromotionWorklist.size();
3874   unsigned NumUses = 0;
3875   SmallPtrSet<PHINode *, 8> PHIUsers;
3876   SmallPtrSet<SelectInst *, 8> SelectUsers;
3877
3878   AllocaSliceRewriter Rewriter(DL, AS, *this, AI, *NewAI, P.beginOffset(),
3879                                P.endOffset(), IsIntegerPromotable, VecTy,
3880                                PHIUsers, SelectUsers);
3881   bool Promotable = true;
3882   for (Slice *S : P.splitSliceTails()) {
3883     Promotable &= Rewriter.visit(S);
3884     ++NumUses;
3885   }
3886   for (Slice &S : P) {
3887     Promotable &= Rewriter.visit(&S);
3888     ++NumUses;
3889   }
3890
3891   NumAllocaPartitionUses += NumUses;
3892   MaxUsesPerAllocaPartition =
3893       std::max<unsigned>(NumUses, MaxUsesPerAllocaPartition);
3894
3895   // Now that we've processed all the slices in the new partition, check if any
3896   // PHIs or Selects would block promotion.
3897   for (SmallPtrSetImpl<PHINode *>::iterator I = PHIUsers.begin(),
3898                                             E = PHIUsers.end();
3899        I != E; ++I)
3900     if (!isSafePHIToSpeculate(**I)) {
3901       Promotable = false;
3902       PHIUsers.clear();
3903       SelectUsers.clear();
3904       break;
3905     }
3906   for (SmallPtrSetImpl<SelectInst *>::iterator I = SelectUsers.begin(),
3907                                                E = SelectUsers.end();
3908        I != E; ++I)
3909     if (!isSafeSelectToSpeculate(**I)) {
3910       Promotable = false;
3911       PHIUsers.clear();
3912       SelectUsers.clear();
3913       break;
3914     }
3915
3916   if (Promotable) {
3917     if (PHIUsers.empty() && SelectUsers.empty()) {
3918       // Promote the alloca.
3919       PromotableAllocas.push_back(NewAI);
3920     } else {
3921       // If we have either PHIs or Selects to speculate, add them to those
3922       // worklists and re-queue the new alloca so that we promote in on the
3923       // next iteration.
3924       for (PHINode *PHIUser : PHIUsers)
3925         SpeculatablePHIs.insert(PHIUser);
3926       for (SelectInst *SelectUser : SelectUsers)
3927         SpeculatableSelects.insert(SelectUser);
3928       Worklist.insert(NewAI);
3929     }
3930   } else {
3931     // Drop any post-promotion work items if promotion didn't happen.
3932     while (PostPromotionWorklist.size() > PPWOldSize)
3933       PostPromotionWorklist.pop_back();
3934
3935     // We couldn't promote and we didn't create a new partition, nothing
3936     // happened.
3937     if (NewAI == &AI)
3938       return nullptr;
3939
3940     // If we can't promote the alloca, iterate on it to check for new
3941     // refinements exposed by splitting the current alloca. Don't iterate on an
3942     // alloca which didn't actually change and didn't get promoted.
3943     Worklist.insert(NewAI);
3944   }
3945
3946   return NewAI;
3947 }
3948
3949 /// \brief Walks the slices of an alloca and form partitions based on them,
3950 /// rewriting each of their uses.
3951 bool SROA::splitAlloca(AllocaInst &AI, AllocaSlices &AS) {
3952   if (AS.begin() == AS.end())
3953     return false;
3954
3955   unsigned NumPartitions = 0;
3956   bool Changed = false;
3957   const DataLayout &DL = AI.getModule()->getDataLayout();
3958
3959   // First try to pre-split loads and stores.
3960   Changed |= presplitLoadsAndStores(AI, AS);
3961
3962   // Now that we have identified any pre-splitting opportunities, mark any
3963   // splittable (non-whole-alloca) loads and stores as unsplittable. If we fail
3964   // to split these during pre-splitting, we want to force them to be
3965   // rewritten into a partition.
3966   bool IsSorted = true;
3967   for (Slice &S : AS) {
3968     if (!S.isSplittable())
3969       continue;
3970     // FIXME: We currently leave whole-alloca splittable loads and stores. This
3971     // used to be the only splittable loads and stores and we need to be
3972     // confident that the above handling of splittable loads and stores is
3973     // completely sufficient before we forcibly disable the remaining handling.
3974     if (S.beginOffset() == 0 &&
3975         S.endOffset() >= DL.getTypeAllocSize(AI.getAllocatedType()))
3976       continue;
3977     if (isa<LoadInst>(S.getUse()->getUser()) ||
3978         isa<StoreInst>(S.getUse()->getUser())) {
3979       S.makeUnsplittable();
3980       IsSorted = false;
3981     }
3982   }
3983   if (!IsSorted)
3984     std::sort(AS.begin(), AS.end());
3985
3986   /// Describes the allocas introduced by rewritePartition in order to migrate
3987   /// the debug info.
3988   struct Fragment {
3989     AllocaInst *Alloca;
3990     uint64_t Offset;
3991     uint64_t Size;
3992     Fragment(AllocaInst *AI, uint64_t O, uint64_t S)
3993       : Alloca(AI), Offset(O), Size(S) {}
3994   };
3995   SmallVector<Fragment, 4> Fragments;
3996
3997   // Rewrite each partition.
3998   for (auto &P : AS.partitions()) {
3999     if (AllocaInst *NewAI = rewritePartition(AI, AS, P)) {
4000       Changed = true;
4001       if (NewAI != &AI) {
4002         uint64_t SizeOfByte = 8;
4003         uint64_t AllocaSize = DL.getTypeSizeInBits(NewAI->getAllocatedType());
4004         // Don't include any padding.
4005         uint64_t Size = std::min(AllocaSize, P.size() * SizeOfByte);
4006         Fragments.push_back(Fragment(NewAI, P.beginOffset() * SizeOfByte, Size));
4007       }
4008     }
4009     ++NumPartitions;
4010   }
4011
4012   NumAllocaPartitions += NumPartitions;
4013   MaxPartitionsPerAlloca =
4014       std::max<unsigned>(NumPartitions, MaxPartitionsPerAlloca);
4015
4016   // Migrate debug information from the old alloca to the new alloca(s)
4017   // and the individual partitions.
4018   if (DbgDeclareInst *DbgDecl = FindAllocaDbgDeclare(&AI)) {
4019     auto *Var = DbgDecl->getVariable();
4020     auto *Expr = DbgDecl->getExpression();
4021     DIBuilder DIB(*AI.getModule(), /*AllowUnresolved*/ false);
4022     uint64_t AllocaSize = DL.getTypeSizeInBits(AI.getAllocatedType());
4023     for (auto Fragment : Fragments) {
4024       // Create a fragment expression describing the new partition or reuse AI's
4025       // expression if there is only one partition.
4026       auto *FragmentExpr = Expr;
4027       if (Fragment.Size < AllocaSize || Expr->isFragment()) {
4028         // If this alloca is already a scalar replacement of a larger aggregate,
4029         // Fragment.Offset describes the offset inside the scalar.
4030         auto ExprFragment = Expr->getFragmentInfo();
4031         uint64_t Offset = ExprFragment ? ExprFragment->OffsetInBits : 0;
4032         uint64_t Start = Offset + Fragment.Offset;
4033         uint64_t Size = Fragment.Size;
4034         if (ExprFragment) {
4035           uint64_t AbsEnd =
4036             ExprFragment->OffsetInBits + ExprFragment->SizeInBits;
4037           if (Start >= AbsEnd)
4038             // No need to describe a SROAed padding.
4039             continue;
4040           Size = std::min(Size, AbsEnd - Start);
4041         }
4042         FragmentExpr = DIB.createFragmentExpression(Start, Size);
4043       }
4044
4045       // Remove any existing dbg.declare intrinsic describing the same alloca.
4046       if (DbgDeclareInst *OldDDI = FindAllocaDbgDeclare(Fragment.Alloca))
4047         OldDDI->eraseFromParent();
4048
4049       DIB.insertDeclare(Fragment.Alloca, Var, FragmentExpr,
4050                         DbgDecl->getDebugLoc(), &AI);
4051     }
4052   }
4053   return Changed;
4054 }
4055
4056 /// \brief Clobber a use with undef, deleting the used value if it becomes dead.
4057 void SROA::clobberUse(Use &U) {
4058   Value *OldV = U;
4059   // Replace the use with an undef value.
4060   U = UndefValue::get(OldV->getType());
4061
4062   // Check for this making an instruction dead. We have to garbage collect
4063   // all the dead instructions to ensure the uses of any alloca end up being
4064   // minimal.
4065   if (Instruction *OldI = dyn_cast<Instruction>(OldV))
4066     if (isInstructionTriviallyDead(OldI)) {
4067       DeadInsts.insert(OldI);
4068     }
4069 }
4070
4071 /// \brief Analyze an alloca for SROA.
4072 ///
4073 /// This analyzes the alloca to ensure we can reason about it, builds
4074 /// the slices of the alloca, and then hands it off to be split and
4075 /// rewritten as needed.
4076 bool SROA::runOnAlloca(AllocaInst &AI) {
4077   DEBUG(dbgs() << "SROA alloca: " << AI << "\n");
4078   ++NumAllocasAnalyzed;
4079
4080   // Special case dead allocas, as they're trivial.
4081   if (AI.use_empty()) {
4082     AI.eraseFromParent();
4083     return true;
4084   }
4085   const DataLayout &DL = AI.getModule()->getDataLayout();
4086
4087   // Skip alloca forms that this analysis can't handle.
4088   if (AI.isArrayAllocation() || !AI.getAllocatedType()->isSized() ||
4089       DL.getTypeAllocSize(AI.getAllocatedType()) == 0)
4090     return false;
4091
4092   bool Changed = false;
4093
4094   // First, split any FCA loads and stores touching this alloca to promote
4095   // better splitting and promotion opportunities.
4096   AggLoadStoreRewriter AggRewriter;
4097   Changed |= AggRewriter.rewrite(AI);
4098
4099   // Build the slices using a recursive instruction-visiting builder.
4100   AllocaSlices AS(DL, AI);
4101   DEBUG(AS.print(dbgs()));
4102   if (AS.isEscaped())
4103     return Changed;
4104
4105   // Delete all the dead users of this alloca before splitting and rewriting it.
4106   for (Instruction *DeadUser : AS.getDeadUsers()) {
4107     // Free up everything used by this instruction.
4108     for (Use &DeadOp : DeadUser->operands())
4109       clobberUse(DeadOp);
4110
4111     // Now replace the uses of this instruction.
4112     DeadUser->replaceAllUsesWith(UndefValue::get(DeadUser->getType()));
4113
4114     // And mark it for deletion.
4115     DeadInsts.insert(DeadUser);
4116     Changed = true;
4117   }
4118   for (Use *DeadOp : AS.getDeadOperands()) {
4119     clobberUse(*DeadOp);
4120     Changed = true;
4121   }
4122
4123   // No slices to split. Leave the dead alloca for a later pass to clean up.
4124   if (AS.begin() == AS.end())
4125     return Changed;
4126
4127   Changed |= splitAlloca(AI, AS);
4128
4129   DEBUG(dbgs() << "  Speculating PHIs\n");
4130   while (!SpeculatablePHIs.empty())
4131     speculatePHINodeLoads(*SpeculatablePHIs.pop_back_val());
4132
4133   DEBUG(dbgs() << "  Speculating Selects\n");
4134   while (!SpeculatableSelects.empty())
4135     speculateSelectInstLoads(*SpeculatableSelects.pop_back_val());
4136
4137   return Changed;
4138 }
4139
4140 /// \brief Delete the dead instructions accumulated in this run.
4141 ///
4142 /// Recursively deletes the dead instructions we've accumulated. This is done
4143 /// at the very end to maximize locality of the recursive delete and to
4144 /// minimize the problems of invalidated instruction pointers as such pointers
4145 /// are used heavily in the intermediate stages of the algorithm.
4146 ///
4147 /// We also record the alloca instructions deleted here so that they aren't
4148 /// subsequently handed to mem2reg to promote.
4149 void SROA::deleteDeadInstructions(
4150     SmallPtrSetImpl<AllocaInst *> &DeletedAllocas) {
4151   while (!DeadInsts.empty()) {
4152     Instruction *I = DeadInsts.pop_back_val();
4153     DEBUG(dbgs() << "Deleting dead instruction: " << *I << "\n");
4154
4155     I->replaceAllUsesWith(UndefValue::get(I->getType()));
4156
4157     for (Use &Operand : I->operands())
4158       if (Instruction *U = dyn_cast<Instruction>(Operand)) {
4159         // Zero out the operand and see if it becomes trivially dead.
4160         Operand = nullptr;
4161         if (isInstructionTriviallyDead(U))
4162           DeadInsts.insert(U);
4163       }
4164
4165     if (AllocaInst *AI = dyn_cast<AllocaInst>(I)) {
4166       DeletedAllocas.insert(AI);
4167       if (DbgDeclareInst *DbgDecl = FindAllocaDbgDeclare(AI))
4168         DbgDecl->eraseFromParent();
4169     }
4170
4171     ++NumDeleted;
4172     I->eraseFromParent();
4173   }
4174 }
4175
4176 /// \brief Promote the allocas, using the best available technique.
4177 ///
4178 /// This attempts to promote whatever allocas have been identified as viable in
4179 /// the PromotableAllocas list. If that list is empty, there is nothing to do.
4180 /// This function returns whether any promotion occurred.
4181 bool SROA::promoteAllocas(Function &F) {
4182   if (PromotableAllocas.empty())
4183     return false;
4184
4185   NumPromoted += PromotableAllocas.size();
4186
4187   DEBUG(dbgs() << "Promoting allocas with mem2reg...\n");
4188   PromoteMemToReg(PromotableAllocas, *DT, nullptr, AC);
4189   PromotableAllocas.clear();
4190   return true;
4191 }
4192
4193 PreservedAnalyses SROA::runImpl(Function &F, DominatorTree &RunDT,
4194                                 AssumptionCache &RunAC) {
4195   DEBUG(dbgs() << "SROA function: " << F.getName() << "\n");
4196   C = &F.getContext();
4197   DT = &RunDT;
4198   AC = &RunAC;
4199
4200   BasicBlock &EntryBB = F.getEntryBlock();
4201   for (BasicBlock::iterator I = EntryBB.begin(), E = std::prev(EntryBB.end());
4202        I != E; ++I) {
4203     if (AllocaInst *AI = dyn_cast<AllocaInst>(I))
4204       Worklist.insert(AI);
4205   }
4206
4207   bool Changed = false;
4208   // A set of deleted alloca instruction pointers which should be removed from
4209   // the list of promotable allocas.
4210   SmallPtrSet<AllocaInst *, 4> DeletedAllocas;
4211
4212   do {
4213     while (!Worklist.empty()) {
4214       Changed |= runOnAlloca(*Worklist.pop_back_val());
4215       deleteDeadInstructions(DeletedAllocas);
4216
4217       // Remove the deleted allocas from various lists so that we don't try to
4218       // continue processing them.
4219       if (!DeletedAllocas.empty()) {
4220         auto IsInSet = [&](AllocaInst *AI) { return DeletedAllocas.count(AI); };
4221         Worklist.remove_if(IsInSet);
4222         PostPromotionWorklist.remove_if(IsInSet);
4223         PromotableAllocas.erase(remove_if(PromotableAllocas, IsInSet),
4224                                 PromotableAllocas.end());
4225         DeletedAllocas.clear();
4226       }
4227     }
4228
4229     Changed |= promoteAllocas(F);
4230
4231     Worklist = PostPromotionWorklist;
4232     PostPromotionWorklist.clear();
4233   } while (!Worklist.empty());
4234
4235   if (!Changed)
4236     return PreservedAnalyses::all();
4237
4238   PreservedAnalyses PA;
4239   PA.preserveSet<CFGAnalyses>();
4240   PA.preserve<GlobalsAA>();
4241   return PA;
4242 }
4243
4244 PreservedAnalyses SROA::run(Function &F, FunctionAnalysisManager &AM) {
4245   return runImpl(F, AM.getResult<DominatorTreeAnalysis>(F),
4246                  AM.getResult<AssumptionAnalysis>(F));
4247 }
4248
4249 /// A legacy pass for the legacy pass manager that wraps the \c SROA pass.
4250 ///
4251 /// This is in the llvm namespace purely to allow it to be a friend of the \c
4252 /// SROA pass.
4253 class llvm::sroa::SROALegacyPass : public FunctionPass {
4254   /// The SROA implementation.
4255   SROA Impl;
4256
4257 public:
4258   SROALegacyPass() : FunctionPass(ID) {
4259     initializeSROALegacyPassPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
4260   }
4261   bool runOnFunction(Function &F) override {
4262     if (skipFunction(F))
4263       return false;
4264
4265     auto PA = Impl.runImpl(
4266         F, getAnalysis<DominatorTreeWrapperPass>().getDomTree(),
4267         getAnalysis<AssumptionCacheTracker>().getAssumptionCache(F));
4268     return !PA.areAllPreserved();
4269   }
4270   void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const override {
4271     AU.addRequired<AssumptionCacheTracker>();
4272     AU.addRequired<DominatorTreeWrapperPass>();
4273     AU.addPreserved<GlobalsAAWrapperPass>();
4274     AU.setPreservesCFG();
4275   }
4276
4277   StringRef getPassName() const override { return "SROA"; }
4278   static char ID;
4279 };
4280
4281 char SROALegacyPass::ID = 0;
4282
4283 FunctionPass *llvm::createSROAPass() { return new SROALegacyPass(); }
4284
4285 INITIALIZE_PASS_BEGIN(SROALegacyPass, "sroa",
4286                       "Scalar Replacement Of Aggregates", false, false)
4287 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(AssumptionCacheTracker)
4288 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(DominatorTreeWrapperPass)
4289 INITIALIZE_PASS_END(SROALegacyPass, "sroa", "Scalar Replacement Of Aggregates",
4290                     false, false)