OSDN Git Service

[trivial] fix a typo in comment, NFC
[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/SetVector.h"
29 #include "llvm/ADT/SmallVector.h"
30 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
31 #include "llvm/Analysis/AssumptionCache.h"
32 #include "llvm/Analysis/GlobalsModRef.h"
33 #include "llvm/Analysis/Loads.h"
34 #include "llvm/Analysis/PtrUseVisitor.h"
35 #include "llvm/Analysis/ValueTracking.h"
36 #include "llvm/IR/Constants.h"
37 #include "llvm/IR/DIBuilder.h"
38 #include "llvm/IR/DataLayout.h"
39 #include "llvm/IR/DebugInfo.h"
40 #include "llvm/IR/DerivedTypes.h"
41 #include "llvm/IR/IRBuilder.h"
42 #include "llvm/IR/InstVisitor.h"
43 #include "llvm/IR/Instructions.h"
44 #include "llvm/IR/IntrinsicInst.h"
45 #include "llvm/IR/LLVMContext.h"
46 #include "llvm/IR/Operator.h"
47 #include "llvm/Pass.h"
48 #include "llvm/Support/Chrono.h"
49 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
50 #include "llvm/Support/Compiler.h"
51 #include "llvm/Support/Debug.h"
52 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
53 #include "llvm/Support/MathExtras.h"
54 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
55 #include "llvm/Transforms/Scalar.h"
56 #include "llvm/Transforms/Utils/Local.h"
57 #include "llvm/Transforms/Utils/PromoteMemToReg.h"
58
59 #ifndef NDEBUG
60 // We only use this for a debug check.
61 #include <random>
62 #endif
63
64 using namespace llvm;
65 using namespace llvm::sroa;
66
67 #define DEBUG_TYPE "sroa"
68
69 STATISTIC(NumAllocasAnalyzed, "Number of allocas analyzed for replacement");
70 STATISTIC(NumAllocaPartitions, "Number of alloca partitions formed");
71 STATISTIC(MaxPartitionsPerAlloca, "Maximum number of partitions per alloca");
72 STATISTIC(NumAllocaPartitionUses, "Number of alloca partition uses rewritten");
73 STATISTIC(MaxUsesPerAllocaPartition, "Maximum number of uses of a partition");
74 STATISTIC(NumNewAllocas, "Number of new, smaller allocas introduced");
75 STATISTIC(NumPromoted, "Number of allocas promoted to SSA values");
76 STATISTIC(NumLoadsSpeculated, "Number of loads speculated to allow promotion");
77 STATISTIC(NumDeleted, "Number of instructions deleted");
78 STATISTIC(NumVectorized, "Number of vectorized aggregates");
79
80 /// Hidden option to enable randomly shuffling the slices to help uncover
81 /// instability in their order.
82 static cl::opt<bool> SROARandomShuffleSlices("sroa-random-shuffle-slices",
83                                              cl::init(false), cl::Hidden);
84
85 /// Hidden option to experiment with completely strict handling of inbounds
86 /// GEPs.
87 static cl::opt<bool> SROAStrictInbounds("sroa-strict-inbounds", cl::init(false),
88                                         cl::Hidden);
89
90 namespace {
91 /// \brief A custom IRBuilder inserter which prefixes all names, but only in
92 /// Assert builds.
93 class IRBuilderPrefixedInserter : public IRBuilderDefaultInserter {
94   std::string Prefix;
95   const Twine getNameWithPrefix(const Twine &Name) const {
96     return Name.isTriviallyEmpty() ? Name : Prefix + Name;
97   }
98
99 public:
100   void SetNamePrefix(const Twine &P) { Prefix = P.str(); }
101
102 protected:
103   void InsertHelper(Instruction *I, const Twine &Name, BasicBlock *BB,
104                     BasicBlock::iterator InsertPt) const {
105     IRBuilderDefaultInserter::InsertHelper(I, getNameWithPrefix(Name), BB,
106                                            InsertPt);
107   }
108 };
109
110 /// \brief Provide a typedef for IRBuilder that drops names in release builds.
111 using IRBuilderTy = llvm::IRBuilder<ConstantFolder, IRBuilderPrefixedInserter>;
112 }
113
114 namespace {
115 /// \brief A used slice of an alloca.
116 ///
117 /// This structure represents a slice of an alloca used by some instruction. It
118 /// stores both the begin and end offsets of this use, a pointer to the use
119 /// itself, and a flag indicating whether we can classify the use as splittable
120 /// or not when forming partitions of the alloca.
121 class Slice {
122   /// \brief The beginning offset of the range.
123   uint64_t BeginOffset;
124
125   /// \brief The ending offset, not included in the range.
126   uint64_t EndOffset;
127
128   /// \brief Storage for both the use of this slice and whether it can be
129   /// split.
130   PointerIntPair<Use *, 1, bool> UseAndIsSplittable;
131
132 public:
133   Slice() : BeginOffset(), EndOffset() {}
134   Slice(uint64_t BeginOffset, uint64_t EndOffset, Use *U, bool IsSplittable)
135       : BeginOffset(BeginOffset), EndOffset(EndOffset),
136         UseAndIsSplittable(U, IsSplittable) {}
137
138   uint64_t beginOffset() const { return BeginOffset; }
139   uint64_t endOffset() const { return EndOffset; }
140
141   bool isSplittable() const { return UseAndIsSplittable.getInt(); }
142   void makeUnsplittable() { UseAndIsSplittable.setInt(false); }
143
144   Use *getUse() const { return UseAndIsSplittable.getPointer(); }
145
146   bool isDead() const { return getUse() == nullptr; }
147   void kill() { UseAndIsSplittable.setPointer(nullptr); }
148
149   /// \brief Support for ordering ranges.
150   ///
151   /// This provides an ordering over ranges such that start offsets are
152   /// always increasing, and within equal start offsets, the end offsets are
153   /// decreasing. Thus the spanning range comes first in a cluster with the
154   /// same start position.
155   bool operator<(const Slice &RHS) const {
156     if (beginOffset() < RHS.beginOffset())
157       return true;
158     if (beginOffset() > RHS.beginOffset())
159       return false;
160     if (isSplittable() != RHS.isSplittable())
161       return !isSplittable();
162     if (endOffset() > RHS.endOffset())
163       return true;
164     return false;
165   }
166
167   /// \brief Support comparison with a single offset to allow binary searches.
168   friend LLVM_ATTRIBUTE_UNUSED bool operator<(const Slice &LHS,
169                                               uint64_t RHSOffset) {
170     return LHS.beginOffset() < RHSOffset;
171   }
172   friend LLVM_ATTRIBUTE_UNUSED bool operator<(uint64_t LHSOffset,
173                                               const Slice &RHS) {
174     return LHSOffset < RHS.beginOffset();
175   }
176
177   bool operator==(const Slice &RHS) const {
178     return isSplittable() == RHS.isSplittable() &&
179            beginOffset() == RHS.beginOffset() && endOffset() == RHS.endOffset();
180   }
181   bool operator!=(const Slice &RHS) const { return !operator==(RHS); }
182 };
183 } // end anonymous namespace
184
185 namespace llvm {
186 template <typename T> struct isPodLike;
187 template <> struct isPodLike<Slice> { static const bool value = true; };
188 }
189
190 /// \brief Representation of the alloca slices.
191 ///
192 /// This class represents the slices of an alloca which are formed by its
193 /// various uses. If a pointer escapes, we can't fully build a representation
194 /// for the slices used and we reflect that in this structure. The uses are
195 /// stored, sorted by increasing beginning offset and with unsplittable slices
196 /// starting at a particular offset before splittable slices.
197 class llvm::sroa::AllocaSlices {
198 public:
199   /// \brief Construct the slices of a particular alloca.
200   AllocaSlices(const DataLayout &DL, AllocaInst &AI);
201
202   /// \brief Test whether a pointer to the allocation escapes our analysis.
203   ///
204   /// If this is true, the slices are never fully built and should be
205   /// ignored.
206   bool isEscaped() const { return PointerEscapingInstr; }
207
208   /// \brief Support for iterating over the slices.
209   /// @{
210   typedef SmallVectorImpl<Slice>::iterator iterator;
211   typedef iterator_range<iterator> range;
212   iterator begin() { return Slices.begin(); }
213   iterator end() { return Slices.end(); }
214
215   typedef SmallVectorImpl<Slice>::const_iterator const_iterator;
216   typedef iterator_range<const_iterator> const_range;
217   const_iterator begin() const { return Slices.begin(); }
218   const_iterator end() const { return Slices.end(); }
219   /// @}
220
221   /// \brief Erase a range of slices.
222   void erase(iterator Start, iterator Stop) { Slices.erase(Start, Stop); }
223
224   /// \brief Insert new slices for this alloca.
225   ///
226   /// This moves the slices into the alloca's slices collection, and re-sorts
227   /// everything so that the usual ordering properties of the alloca's slices
228   /// hold.
229   void insert(ArrayRef<Slice> NewSlices) {
230     int OldSize = Slices.size();
231     Slices.append(NewSlices.begin(), NewSlices.end());
232     auto SliceI = Slices.begin() + OldSize;
233     std::sort(SliceI, Slices.end());
234     std::inplace_merge(Slices.begin(), SliceI, Slices.end());
235   }
236
237   // Forward declare the iterator and range accessor for walking the
238   // partitions.
239   class partition_iterator;
240   iterator_range<partition_iterator> partitions();
241
242   /// \brief Access the dead users for this alloca.
243   ArrayRef<Instruction *> getDeadUsers() const { return DeadUsers; }
244
245   /// \brief Access the dead operands referring to this alloca.
246   ///
247   /// These are operands which have cannot actually be used to refer to the
248   /// alloca as they are outside its range and the user doesn't correct for
249   /// that. These mostly consist of PHI node inputs and the like which we just
250   /// need to replace with undef.
251   ArrayRef<Use *> getDeadOperands() const { return DeadOperands; }
252
253 #if !defined(NDEBUG) || defined(LLVM_ENABLE_DUMP)
254   void print(raw_ostream &OS, const_iterator I, StringRef Indent = "  ") const;
255   void printSlice(raw_ostream &OS, const_iterator I,
256                   StringRef Indent = "  ") const;
257   void printUse(raw_ostream &OS, const_iterator I,
258                 StringRef Indent = "  ") const;
259   void print(raw_ostream &OS) const;
260   void dump(const_iterator I) const;
261   void dump() const;
262 #endif
263
264 private:
265   template <typename DerivedT, typename RetT = void> class BuilderBase;
266   class SliceBuilder;
267   friend class AllocaSlices::SliceBuilder;
268
269 #if !defined(NDEBUG) || defined(LLVM_ENABLE_DUMP)
270   /// \brief Handle to alloca instruction to simplify method interfaces.
271   AllocaInst &AI;
272 #endif
273
274   /// \brief The instruction responsible for this alloca not having a known set
275   /// of slices.
276   ///
277   /// When an instruction (potentially) escapes the pointer to the alloca, we
278   /// store a pointer to that here and abort trying to form slices of the
279   /// alloca. This will be null if the alloca slices are analyzed successfully.
280   Instruction *PointerEscapingInstr;
281
282   /// \brief The slices of the alloca.
283   ///
284   /// We store a vector of the slices formed by uses of the alloca here. This
285   /// vector is sorted by increasing begin offset, and then the unsplittable
286   /// slices before the splittable ones. See the Slice inner class for more
287   /// details.
288   SmallVector<Slice, 8> Slices;
289
290   /// \brief Instructions which will become dead if we rewrite the alloca.
291   ///
292   /// Note that these are not separated by slice. This is because we expect an
293   /// alloca to be completely rewritten or not rewritten at all. If rewritten,
294   /// all these instructions can simply be removed and replaced with undef as
295   /// they come from outside of the allocated space.
296   SmallVector<Instruction *, 8> DeadUsers;
297
298   /// \brief Operands which will become dead if we rewrite the alloca.
299   ///
300   /// These are operands that in their particular use can be replaced with
301   /// undef when we rewrite the alloca. These show up in out-of-bounds inputs
302   /// to PHI nodes and the like. They aren't entirely dead (there might be
303   /// a GEP back into the bounds using it elsewhere) and nor is the PHI, but we
304   /// want to swap this particular input for undef to simplify the use lists of
305   /// the alloca.
306   SmallVector<Use *, 8> DeadOperands;
307 };
308
309 /// \brief A partition of the slices.
310 ///
311 /// An ephemeral representation for a range of slices which can be viewed as
312 /// a partition of the alloca. This range represents a span of the alloca's
313 /// memory which cannot be split, and provides access to all of the slices
314 /// overlapping some part of the partition.
315 ///
316 /// Objects of this type are produced by traversing the alloca's slices, but
317 /// are only ephemeral and not persistent.
318 class llvm::sroa::Partition {
319 private:
320   friend class AllocaSlices;
321   friend class AllocaSlices::partition_iterator;
322
323   typedef AllocaSlices::iterator iterator;
324
325   /// \brief The beginning and ending offsets of the alloca for this
326   /// partition.
327   uint64_t BeginOffset, EndOffset;
328
329   /// \brief The start and end iterators of this partition.
330   iterator SI, SJ;
331
332   /// \brief A collection of split slice tails overlapping the partition.
333   SmallVector<Slice *, 4> SplitTails;
334
335   /// \brief Raw constructor builds an empty partition starting and ending at
336   /// the given iterator.
337   Partition(iterator SI) : SI(SI), SJ(SI) {}
338
339 public:
340   /// \brief The start offset of this partition.
341   ///
342   /// All of the contained slices start at or after this offset.
343   uint64_t beginOffset() const { return BeginOffset; }
344
345   /// \brief The end offset of this partition.
346   ///
347   /// All of the contained slices end at or before this offset.
348   uint64_t endOffset() const { return EndOffset; }
349
350   /// \brief The size of the partition.
351   ///
352   /// Note that this can never be zero.
353   uint64_t size() const {
354     assert(BeginOffset < EndOffset && "Partitions must span some bytes!");
355     return EndOffset - BeginOffset;
356   }
357
358   /// \brief Test whether this partition contains no slices, and merely spans
359   /// a region occupied by split slices.
360   bool empty() const { return SI == SJ; }
361
362   /// \name Iterate slices that start within the partition.
363   /// These may be splittable or unsplittable. They have a begin offset >= the
364   /// partition begin offset.
365   /// @{
366   // FIXME: We should probably define a "concat_iterator" helper and use that
367   // to stitch together pointee_iterators over the split tails and the
368   // contiguous iterators of the partition. That would give a much nicer
369   // interface here. We could then additionally expose filtered iterators for
370   // split, unsplit, and unsplittable splices based on the usage patterns.
371   iterator begin() const { return SI; }
372   iterator end() const { return SJ; }
373   /// @}
374
375   /// \brief Get the sequence of split slice tails.
376   ///
377   /// These tails are of slices which start before this partition but are
378   /// split and overlap into the partition. We accumulate these while forming
379   /// partitions.
380   ArrayRef<Slice *> splitSliceTails() const { return SplitTails; }
381 };
382
383 /// \brief An iterator over partitions of the alloca's slices.
384 ///
385 /// This iterator implements the core algorithm for partitioning the alloca's
386 /// slices. It is a forward iterator as we don't support backtracking for
387 /// efficiency reasons, and re-use a single storage area to maintain the
388 /// current set of split slices.
389 ///
390 /// It is templated on the slice iterator type to use so that it can operate
391 /// with either const or non-const slice iterators.
392 class AllocaSlices::partition_iterator
393     : public iterator_facade_base<partition_iterator, std::forward_iterator_tag,
394                                   Partition> {
395   friend class AllocaSlices;
396
397   /// \brief Most of the state for walking the partitions is held in a class
398   /// with a nice interface for examining them.
399   Partition P;
400
401   /// \brief We need to keep the end of the slices to know when to stop.
402   AllocaSlices::iterator SE;
403
404   /// \brief We also need to keep track of the maximum split end offset seen.
405   /// FIXME: Do we really?
406   uint64_t MaxSplitSliceEndOffset;
407
408   /// \brief Sets the partition to be empty at given iterator, and sets the
409   /// end iterator.
410   partition_iterator(AllocaSlices::iterator SI, AllocaSlices::iterator SE)
411       : P(SI), SE(SE), MaxSplitSliceEndOffset(0) {
412     // If not already at the end, advance our state to form the initial
413     // partition.
414     if (SI != SE)
415       advance();
416   }
417
418   /// \brief Advance the iterator to the next partition.
419   ///
420   /// Requires that the iterator not be at the end of the slices.
421   void advance() {
422     assert((P.SI != SE || !P.SplitTails.empty()) &&
423            "Cannot advance past the end of the slices!");
424
425     // Clear out any split uses which have ended.
426     if (!P.SplitTails.empty()) {
427       if (P.EndOffset >= MaxSplitSliceEndOffset) {
428         // If we've finished all splits, this is easy.
429         P.SplitTails.clear();
430         MaxSplitSliceEndOffset = 0;
431       } else {
432         // Remove the uses which have ended in the prior partition. This
433         // cannot change the max split slice end because we just checked that
434         // the prior partition ended prior to that max.
435         P.SplitTails.erase(
436             remove_if(P.SplitTails,
437                       [&](Slice *S) { return S->endOffset() <= P.EndOffset; }),
438             P.SplitTails.end());
439         assert(any_of(P.SplitTails,
440                       [&](Slice *S) {
441                         return S->endOffset() == MaxSplitSliceEndOffset;
442                       }) &&
443                "Could not find the current max split slice offset!");
444         assert(all_of(P.SplitTails,
445                       [&](Slice *S) {
446                         return S->endOffset() <= MaxSplitSliceEndOffset;
447                       }) &&
448                "Max split slice end offset is not actually the max!");
449       }
450     }
451
452     // If P.SI is already at the end, then we've cleared the split tail and
453     // now have an end iterator.
454     if (P.SI == SE) {
455       assert(P.SplitTails.empty() && "Failed to clear the split slices!");
456       return;
457     }
458
459     // If we had a non-empty partition previously, set up the state for
460     // subsequent partitions.
461     if (P.SI != P.SJ) {
462       // Accumulate all the splittable slices which started in the old
463       // partition into the split list.
464       for (Slice &S : P)
465         if (S.isSplittable() && S.endOffset() > P.EndOffset) {
466           P.SplitTails.push_back(&S);
467           MaxSplitSliceEndOffset =
468               std::max(S.endOffset(), MaxSplitSliceEndOffset);
469         }
470
471       // Start from the end of the previous partition.
472       P.SI = P.SJ;
473
474       // If P.SI is now at the end, we at most have a tail of split slices.
475       if (P.SI == SE) {
476         P.BeginOffset = P.EndOffset;
477         P.EndOffset = MaxSplitSliceEndOffset;
478         return;
479       }
480
481       // If the we have split slices and the next slice is after a gap and is
482       // not splittable immediately form an empty partition for the split
483       // slices up until the next slice begins.
484       if (!P.SplitTails.empty() && P.SI->beginOffset() != P.EndOffset &&
485           !P.SI->isSplittable()) {
486         P.BeginOffset = P.EndOffset;
487         P.EndOffset = P.SI->beginOffset();
488         return;
489       }
490     }
491
492     // OK, we need to consume new slices. Set the end offset based on the
493     // current slice, and step SJ past it. The beginning offset of the
494     // partition is the beginning offset of the next slice unless we have
495     // pre-existing split slices that are continuing, in which case we begin
496     // at the prior end offset.
497     P.BeginOffset = P.SplitTails.empty() ? P.SI->beginOffset() : P.EndOffset;
498     P.EndOffset = P.SI->endOffset();
499     ++P.SJ;
500
501     // There are two strategies to form a partition based on whether the
502     // partition starts with an unsplittable slice or a splittable slice.
503     if (!P.SI->isSplittable()) {
504       // When we're forming an unsplittable region, it must always start at
505       // the first slice and will extend through its end.
506       assert(P.BeginOffset == P.SI->beginOffset());
507
508       // Form a partition including all of the overlapping slices with this
509       // unsplittable slice.
510       while (P.SJ != SE && P.SJ->beginOffset() < P.EndOffset) {
511         if (!P.SJ->isSplittable())
512           P.EndOffset = std::max(P.EndOffset, P.SJ->endOffset());
513         ++P.SJ;
514       }
515
516       // We have a partition across a set of overlapping unsplittable
517       // partitions.
518       return;
519     }
520
521     // If we're starting with a splittable slice, then we need to form
522     // a synthetic partition spanning it and any other overlapping splittable
523     // splices.
524     assert(P.SI->isSplittable() && "Forming a splittable partition!");
525
526     // Collect all of the overlapping splittable slices.
527     while (P.SJ != SE && P.SJ->beginOffset() < P.EndOffset &&
528            P.SJ->isSplittable()) {
529       P.EndOffset = std::max(P.EndOffset, P.SJ->endOffset());
530       ++P.SJ;
531     }
532
533     // Back upiP.EndOffset if we ended the span early when encountering an
534     // unsplittable slice. This synthesizes the early end offset of
535     // a partition spanning only splittable slices.
536     if (P.SJ != SE && P.SJ->beginOffset() < P.EndOffset) {
537       assert(!P.SJ->isSplittable());
538       P.EndOffset = P.SJ->beginOffset();
539     }
540   }
541
542 public:
543   bool operator==(const partition_iterator &RHS) const {
544     assert(SE == RHS.SE &&
545            "End iterators don't match between compared partition iterators!");
546
547     // The observed positions of partitions is marked by the P.SI iterator and
548     // the emptiness of the split slices. The latter is only relevant when
549     // P.SI == SE, as the end iterator will additionally have an empty split
550     // slices list, but the prior may have the same P.SI and a tail of split
551     // slices.
552     if (P.SI == RHS.P.SI && P.SplitTails.empty() == RHS.P.SplitTails.empty()) {
553       assert(P.SJ == RHS.P.SJ &&
554              "Same set of slices formed two different sized partitions!");
555       assert(P.SplitTails.size() == RHS.P.SplitTails.size() &&
556              "Same slice position with differently sized non-empty split "
557              "slice tails!");
558       return true;
559     }
560     return false;
561   }
562
563   partition_iterator &operator++() {
564     advance();
565     return *this;
566   }
567
568   Partition &operator*() { return P; }
569 };
570
571 /// \brief A forward range over the partitions of the alloca's slices.
572 ///
573 /// This accesses an iterator range over the partitions of the alloca's
574 /// slices. It computes these partitions on the fly based on the overlapping
575 /// offsets of the slices and the ability to split them. It will visit "empty"
576 /// partitions to cover regions of the alloca only accessed via split
577 /// slices.
578 iterator_range<AllocaSlices::partition_iterator> AllocaSlices::partitions() {
579   return make_range(partition_iterator(begin(), end()),
580                     partition_iterator(end(), end()));
581 }
582
583 static Value *foldSelectInst(SelectInst &SI) {
584   // If the condition being selected on is a constant or the same value is
585   // being selected between, fold the select. Yes this does (rarely) happen
586   // early on.
587   if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(SI.getCondition()))
588     return SI.getOperand(1 + CI->isZero());
589   if (SI.getOperand(1) == SI.getOperand(2))
590     return SI.getOperand(1);
591
592   return nullptr;
593 }
594
595 /// \brief A helper that folds a PHI node or a select.
596 static Value *foldPHINodeOrSelectInst(Instruction &I) {
597   if (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(&I)) {
598     // If PN merges together the same value, return that value.
599     return PN->hasConstantValue();
600   }
601   return foldSelectInst(cast<SelectInst>(I));
602 }
603
604 /// \brief Builder for the alloca slices.
605 ///
606 /// This class builds a set of alloca slices by recursively visiting the uses
607 /// of an alloca and making a slice for each load and store at each offset.
608 class AllocaSlices::SliceBuilder : public PtrUseVisitor<SliceBuilder> {
609   friend class PtrUseVisitor<SliceBuilder>;
610   friend class InstVisitor<SliceBuilder>;
611   typedef PtrUseVisitor<SliceBuilder> Base;
612
613   const uint64_t AllocSize;
614   AllocaSlices &AS;
615
616   SmallDenseMap<Instruction *, unsigned> MemTransferSliceMap;
617   SmallDenseMap<Instruction *, uint64_t> PHIOrSelectSizes;
618
619   /// \brief Set to de-duplicate dead instructions found in the use walk.
620   SmallPtrSet<Instruction *, 4> VisitedDeadInsts;
621
622 public:
623   SliceBuilder(const DataLayout &DL, AllocaInst &AI, AllocaSlices &AS)
624       : PtrUseVisitor<SliceBuilder>(DL),
625         AllocSize(DL.getTypeAllocSize(AI.getAllocatedType())), AS(AS) {}
626
627 private:
628   void markAsDead(Instruction &I) {
629     if (VisitedDeadInsts.insert(&I).second)
630       AS.DeadUsers.push_back(&I);
631   }
632
633   void insertUse(Instruction &I, const APInt &Offset, uint64_t Size,
634                  bool IsSplittable = false) {
635     // Completely skip uses which have a zero size or start either before or
636     // past the end of the allocation.
637     if (Size == 0 || Offset.uge(AllocSize)) {
638       DEBUG(dbgs() << "WARNING: Ignoring " << Size << " byte use @" << Offset
639                    << " which has zero size or starts outside of the "
640                    << AllocSize << " byte alloca:\n"
641                    << "    alloca: " << AS.AI << "\n"
642                    << "       use: " << I << "\n");
643       return markAsDead(I);
644     }
645
646     uint64_t BeginOffset = Offset.getZExtValue();
647     uint64_t EndOffset = BeginOffset + Size;
648
649     // Clamp the end offset to the end of the allocation. Note that this is
650     // formulated to handle even the case where "BeginOffset + Size" overflows.
651     // This may appear superficially to be something we could ignore entirely,
652     // but that is not so! There may be widened loads or PHI-node uses where
653     // some instructions are dead but not others. We can't completely ignore
654     // them, and so have to record at least the information here.
655     assert(AllocSize >= BeginOffset); // Established above.
656     if (Size > AllocSize - BeginOffset) {
657       DEBUG(dbgs() << "WARNING: Clamping a " << Size << " byte use @" << Offset
658                    << " to remain within the " << AllocSize << " byte alloca:\n"
659                    << "    alloca: " << AS.AI << "\n"
660                    << "       use: " << I << "\n");
661       EndOffset = AllocSize;
662     }
663
664     AS.Slices.push_back(Slice(BeginOffset, EndOffset, U, IsSplittable));
665   }
666
667   void visitBitCastInst(BitCastInst &BC) {
668     if (BC.use_empty())
669       return markAsDead(BC);
670
671     return Base::visitBitCastInst(BC);
672   }
673
674   void visitGetElementPtrInst(GetElementPtrInst &GEPI) {
675     if (GEPI.use_empty())
676       return markAsDead(GEPI);
677
678     if (SROAStrictInbounds && GEPI.isInBounds()) {
679       // FIXME: This is a manually un-factored variant of the basic code inside
680       // of GEPs with checking of the inbounds invariant specified in the
681       // langref in a very strict sense. If we ever want to enable
682       // SROAStrictInbounds, this code should be factored cleanly into
683       // PtrUseVisitor, but it is easier to experiment with SROAStrictInbounds
684       // by writing out the code here where we have the underlying allocation
685       // size readily available.
686       APInt GEPOffset = Offset;
687       const DataLayout &DL = GEPI.getModule()->getDataLayout();
688       for (gep_type_iterator GTI = gep_type_begin(GEPI),
689                              GTE = gep_type_end(GEPI);
690            GTI != GTE; ++GTI) {
691         ConstantInt *OpC = dyn_cast<ConstantInt>(GTI.getOperand());
692         if (!OpC)
693           break;
694
695         // Handle a struct index, which adds its field offset to the pointer.
696         if (StructType *STy = GTI.getStructTypeOrNull()) {
697           unsigned ElementIdx = OpC->getZExtValue();
698           const StructLayout *SL = DL.getStructLayout(STy);
699           GEPOffset +=
700               APInt(Offset.getBitWidth(), SL->getElementOffset(ElementIdx));
701         } else {
702           // For array or vector indices, scale the index by the size of the
703           // type.
704           APInt Index = OpC->getValue().sextOrTrunc(Offset.getBitWidth());
705           GEPOffset += Index * APInt(Offset.getBitWidth(),
706                                      DL.getTypeAllocSize(GTI.getIndexedType()));
707         }
708
709         // If this index has computed an intermediate pointer which is not
710         // inbounds, then the result of the GEP is a poison value and we can
711         // delete it and all uses.
712         if (GEPOffset.ugt(AllocSize))
713           return markAsDead(GEPI);
714       }
715     }
716
717     return Base::visitGetElementPtrInst(GEPI);
718   }
719
720   void handleLoadOrStore(Type *Ty, Instruction &I, const APInt &Offset,
721                          uint64_t Size, bool IsVolatile) {
722     // We allow splitting of non-volatile loads and stores where the type is an
723     // integer type. These may be used to implement 'memcpy' or other "transfer
724     // of bits" patterns.
725     bool IsSplittable = Ty->isIntegerTy() && !IsVolatile;
726
727     insertUse(I, Offset, Size, IsSplittable);
728   }
729
730   void visitLoadInst(LoadInst &LI) {
731     assert((!LI.isSimple() || LI.getType()->isSingleValueType()) &&
732            "All simple FCA loads should have been pre-split");
733
734     if (!IsOffsetKnown)
735       return PI.setAborted(&LI);
736
737     const DataLayout &DL = LI.getModule()->getDataLayout();
738     uint64_t Size = DL.getTypeStoreSize(LI.getType());
739     return handleLoadOrStore(LI.getType(), LI, Offset, Size, LI.isVolatile());
740   }
741
742   void visitStoreInst(StoreInst &SI) {
743     Value *ValOp = SI.getValueOperand();
744     if (ValOp == *U)
745       return PI.setEscapedAndAborted(&SI);
746     if (!IsOffsetKnown)
747       return PI.setAborted(&SI);
748
749     const DataLayout &DL = SI.getModule()->getDataLayout();
750     uint64_t Size = DL.getTypeStoreSize(ValOp->getType());
751
752     // If this memory access can be shown to *statically* extend outside the
753     // bounds of of the allocation, it's behavior is undefined, so simply
754     // ignore it. Note that this is more strict than the generic clamping
755     // behavior of insertUse. We also try to handle cases which might run the
756     // risk of overflow.
757     // FIXME: We should instead consider the pointer to have escaped if this
758     // function is being instrumented for addressing bugs or race conditions.
759     if (Size > AllocSize || Offset.ugt(AllocSize - Size)) {
760       DEBUG(dbgs() << "WARNING: Ignoring " << Size << " byte store @" << Offset
761                    << " which extends past the end of the " << AllocSize
762                    << " byte alloca:\n"
763                    << "    alloca: " << AS.AI << "\n"
764                    << "       use: " << SI << "\n");
765       return markAsDead(SI);
766     }
767
768     assert((!SI.isSimple() || ValOp->getType()->isSingleValueType()) &&
769            "All simple FCA stores should have been pre-split");
770     handleLoadOrStore(ValOp->getType(), SI, Offset, Size, SI.isVolatile());
771   }
772
773   void visitMemSetInst(MemSetInst &II) {
774     assert(II.getRawDest() == *U && "Pointer use is not the destination?");
775     ConstantInt *Length = dyn_cast<ConstantInt>(II.getLength());
776     if ((Length && Length->getValue() == 0) ||
777         (IsOffsetKnown && Offset.uge(AllocSize)))
778       // Zero-length mem transfer intrinsics can be ignored entirely.
779       return markAsDead(II);
780
781     if (!IsOffsetKnown)
782       return PI.setAborted(&II);
783
784     insertUse(II, Offset, Length ? Length->getLimitedValue()
785                                  : AllocSize - Offset.getLimitedValue(),
786               (bool)Length);
787   }
788
789   void visitMemTransferInst(MemTransferInst &II) {
790     ConstantInt *Length = dyn_cast<ConstantInt>(II.getLength());
791     if (Length && Length->getValue() == 0)
792       // Zero-length mem transfer intrinsics can be ignored entirely.
793       return markAsDead(II);
794
795     // Because we can visit these intrinsics twice, also check to see if the
796     // first time marked this instruction as dead. If so, skip it.
797     if (VisitedDeadInsts.count(&II))
798       return;
799
800     if (!IsOffsetKnown)
801       return PI.setAborted(&II);
802
803     // This side of the transfer is completely out-of-bounds, and so we can
804     // nuke the entire transfer. However, we also need to nuke the other side
805     // if already added to our partitions.
806     // FIXME: Yet another place we really should bypass this when
807     // instrumenting for ASan.
808     if (Offset.uge(AllocSize)) {
809       SmallDenseMap<Instruction *, unsigned>::iterator MTPI =
810           MemTransferSliceMap.find(&II);
811       if (MTPI != MemTransferSliceMap.end())
812         AS.Slices[MTPI->second].kill();
813       return markAsDead(II);
814     }
815
816     uint64_t RawOffset = Offset.getLimitedValue();
817     uint64_t Size = Length ? Length->getLimitedValue() : AllocSize - RawOffset;
818
819     // Check for the special case where the same exact value is used for both
820     // source and dest.
821     if (*U == II.getRawDest() && *U == II.getRawSource()) {
822       // For non-volatile transfers this is a no-op.
823       if (!II.isVolatile())
824         return markAsDead(II);
825
826       return insertUse(II, Offset, Size, /*IsSplittable=*/false);
827     }
828
829     // If we have seen both source and destination for a mem transfer, then
830     // they both point to the same alloca.
831     bool Inserted;
832     SmallDenseMap<Instruction *, unsigned>::iterator MTPI;
833     std::tie(MTPI, Inserted) =
834         MemTransferSliceMap.insert(std::make_pair(&II, AS.Slices.size()));
835     unsigned PrevIdx = MTPI->second;
836     if (!Inserted) {
837       Slice &PrevP = AS.Slices[PrevIdx];
838
839       // Check if the begin offsets match and this is a non-volatile transfer.
840       // In that case, we can completely elide the transfer.
841       if (!II.isVolatile() && PrevP.beginOffset() == RawOffset) {
842         PrevP.kill();
843         return markAsDead(II);
844       }
845
846       // Otherwise we have an offset transfer within the same alloca. We can't
847       // split those.
848       PrevP.makeUnsplittable();
849     }
850
851     // Insert the use now that we've fixed up the splittable nature.
852     insertUse(II, Offset, Size, /*IsSplittable=*/Inserted && Length);
853
854     // Check that we ended up with a valid index in the map.
855     assert(AS.Slices[PrevIdx].getUse()->getUser() == &II &&
856            "Map index doesn't point back to a slice with this user.");
857   }
858
859   // Disable SRoA for any intrinsics except for lifetime invariants.
860   // FIXME: What about debug intrinsics? This matches old behavior, but
861   // doesn't make sense.
862   void visitIntrinsicInst(IntrinsicInst &II) {
863     if (!IsOffsetKnown)
864       return PI.setAborted(&II);
865
866     if (II.getIntrinsicID() == Intrinsic::lifetime_start ||
867         II.getIntrinsicID() == Intrinsic::lifetime_end) {
868       ConstantInt *Length = cast<ConstantInt>(II.getArgOperand(0));
869       uint64_t Size = std::min(AllocSize - Offset.getLimitedValue(),
870                                Length->getLimitedValue());
871       insertUse(II, Offset, Size, true);
872       return;
873     }
874
875     Base::visitIntrinsicInst(II);
876   }
877
878   Instruction *hasUnsafePHIOrSelectUse(Instruction *Root, uint64_t &Size) {
879     // We consider any PHI or select that results in a direct load or store of
880     // the same offset to be a viable use for slicing purposes. These uses
881     // are considered unsplittable and the size is the maximum loaded or stored
882     // size.
883     SmallPtrSet<Instruction *, 4> Visited;
884     SmallVector<std::pair<Instruction *, Instruction *>, 4> Uses;
885     Visited.insert(Root);
886     Uses.push_back(std::make_pair(cast<Instruction>(*U), Root));
887     const DataLayout &DL = Root->getModule()->getDataLayout();
888     // If there are no loads or stores, the access is dead. We mark that as
889     // a size zero access.
890     Size = 0;
891     do {
892       Instruction *I, *UsedI;
893       std::tie(UsedI, I) = Uses.pop_back_val();
894
895       if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(I)) {
896         Size = std::max(Size, DL.getTypeStoreSize(LI->getType()));
897         continue;
898       }
899       if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(I)) {
900         Value *Op = SI->getOperand(0);
901         if (Op == UsedI)
902           return SI;
903         Size = std::max(Size, DL.getTypeStoreSize(Op->getType()));
904         continue;
905       }
906
907       if (GetElementPtrInst *GEP = dyn_cast<GetElementPtrInst>(I)) {
908         if (!GEP->hasAllZeroIndices())
909           return GEP;
910       } else if (!isa<BitCastInst>(I) && !isa<PHINode>(I) &&
911                  !isa<SelectInst>(I)) {
912         return I;
913       }
914
915       for (User *U : I->users())
916         if (Visited.insert(cast<Instruction>(U)).second)
917           Uses.push_back(std::make_pair(I, cast<Instruction>(U)));
918     } while (!Uses.empty());
919
920     return nullptr;
921   }
922
923   void visitPHINodeOrSelectInst(Instruction &I) {
924     assert(isa<PHINode>(I) || isa<SelectInst>(I));
925     if (I.use_empty())
926       return markAsDead(I);
927
928     // TODO: We could use SimplifyInstruction here to fold PHINodes and
929     // SelectInsts. However, doing so requires to change the current
930     // dead-operand-tracking mechanism. For instance, suppose neither loading
931     // from %U nor %other traps. Then "load (select undef, %U, %other)" does not
932     // trap either.  However, if we simply replace %U with undef using the
933     // current dead-operand-tracking mechanism, "load (select undef, undef,
934     // %other)" may trap because the select may return the first operand
935     // "undef".
936     if (Value *Result = foldPHINodeOrSelectInst(I)) {
937       if (Result == *U)
938         // If the result of the constant fold will be the pointer, recurse
939         // through the PHI/select as if we had RAUW'ed it.
940         enqueueUsers(I);
941       else
942         // Otherwise the operand to the PHI/select is dead, and we can replace
943         // it with undef.
944         AS.DeadOperands.push_back(U);
945
946       return;
947     }
948
949     if (!IsOffsetKnown)
950       return PI.setAborted(&I);
951
952     // See if we already have computed info on this node.
953     uint64_t &Size = PHIOrSelectSizes[&I];
954     if (!Size) {
955       // This is a new PHI/Select, check for an unsafe use of it.
956       if (Instruction *UnsafeI = hasUnsafePHIOrSelectUse(&I, Size))
957         return PI.setAborted(UnsafeI);
958     }
959
960     // For PHI and select operands outside the alloca, we can't nuke the entire
961     // phi or select -- the other side might still be relevant, so we special
962     // case them here and use a separate structure to track the operands
963     // themselves which should be replaced with undef.
964     // FIXME: This should instead be escaped in the event we're instrumenting
965     // for address sanitization.
966     if (Offset.uge(AllocSize)) {
967       AS.DeadOperands.push_back(U);
968       return;
969     }
970
971     insertUse(I, Offset, Size);
972   }
973
974   void visitPHINode(PHINode &PN) { visitPHINodeOrSelectInst(PN); }
975
976   void visitSelectInst(SelectInst &SI) { visitPHINodeOrSelectInst(SI); }
977
978   /// \brief Disable SROA entirely if there are unhandled users of the alloca.
979   void visitInstruction(Instruction &I) { PI.setAborted(&I); }
980 };
981
982 AllocaSlices::AllocaSlices(const DataLayout &DL, AllocaInst &AI)
983     :
984 #if !defined(NDEBUG) || defined(LLVM_ENABLE_DUMP)
985       AI(AI),
986 #endif
987       PointerEscapingInstr(nullptr) {
988   SliceBuilder PB(DL, AI, *this);
989   SliceBuilder::PtrInfo PtrI = PB.visitPtr(AI);
990   if (PtrI.isEscaped() || PtrI.isAborted()) {
991     // FIXME: We should sink the escape vs. abort info into the caller nicely,
992     // possibly by just storing the PtrInfo in the AllocaSlices.
993     PointerEscapingInstr = PtrI.getEscapingInst() ? PtrI.getEscapingInst()
994                                                   : PtrI.getAbortingInst();
995     assert(PointerEscapingInstr && "Did not track a bad instruction");
996     return;
997   }
998
999   Slices.erase(remove_if(Slices, [](const Slice &S) { return S.isDead(); }),
1000                Slices.end());
1001
1002 #ifndef NDEBUG
1003   if (SROARandomShuffleSlices) {
1004     std::mt19937 MT(static_cast<unsigned>(
1005         std::chrono::system_clock::now().time_since_epoch().count()));
1006     std::shuffle(Slices.begin(), Slices.end(), MT);
1007   }
1008 #endif
1009
1010   // Sort the uses. This arranges for the offsets to be in ascending order,
1011   // and the sizes to be in descending order.
1012   std::sort(Slices.begin(), Slices.end());
1013 }
1014
1015 #if !defined(NDEBUG) || defined(LLVM_ENABLE_DUMP)
1016
1017 void AllocaSlices::print(raw_ostream &OS, const_iterator I,
1018                          StringRef Indent) const {
1019   printSlice(OS, I, Indent);
1020   OS << "\n";
1021   printUse(OS, I, Indent);
1022 }
1023
1024 void AllocaSlices::printSlice(raw_ostream &OS, const_iterator I,
1025                               StringRef Indent) const {
1026   OS << Indent << "[" << I->beginOffset() << "," << I->endOffset() << ")"
1027      << " slice #" << (I - begin())
1028      << (I->isSplittable() ? " (splittable)" : "");
1029 }
1030
1031 void AllocaSlices::printUse(raw_ostream &OS, const_iterator I,
1032                             StringRef Indent) const {
1033   OS << Indent << "  used by: " << *I->getUse()->getUser() << "\n";
1034 }
1035
1036 void AllocaSlices::print(raw_ostream &OS) const {
1037   if (PointerEscapingInstr) {
1038     OS << "Can't analyze slices for alloca: " << AI << "\n"
1039        << "  A pointer to this alloca escaped by:\n"
1040        << "  " << *PointerEscapingInstr << "\n";
1041     return;
1042   }
1043
1044   OS << "Slices of alloca: " << AI << "\n";
1045   for (const_iterator I = begin(), E = end(); I != E; ++I)
1046     print(OS, I);
1047 }
1048
1049 LLVM_DUMP_METHOD void AllocaSlices::dump(const_iterator I) const {
1050   print(dbgs(), I);
1051 }
1052 LLVM_DUMP_METHOD void AllocaSlices::dump() const { print(dbgs()); }
1053
1054 #endif // !defined(NDEBUG) || defined(LLVM_ENABLE_DUMP)
1055
1056 /// Walk the range of a partitioning looking for a common type to cover this
1057 /// sequence of slices.
1058 static Type *findCommonType(AllocaSlices::const_iterator B,
1059                             AllocaSlices::const_iterator E,
1060                             uint64_t EndOffset) {
1061   Type *Ty = nullptr;
1062   bool TyIsCommon = true;
1063   IntegerType *ITy = nullptr;
1064
1065   // Note that we need to look at *every* alloca slice's Use to ensure we
1066   // always get consistent results regardless of the order of slices.
1067   for (AllocaSlices::const_iterator I = B; I != E; ++I) {
1068     Use *U = I->getUse();
1069     if (isa<IntrinsicInst>(*U->getUser()))
1070       continue;
1071     if (I->beginOffset() != B->beginOffset() || I->endOffset() != EndOffset)
1072       continue;
1073
1074     Type *UserTy = nullptr;
1075     if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(U->getUser())) {
1076       UserTy = LI->getType();
1077     } else if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(U->getUser())) {
1078       UserTy = SI->getValueOperand()->getType();
1079     }
1080
1081     if (IntegerType *UserITy = dyn_cast_or_null<IntegerType>(UserTy)) {
1082       // If the type is larger than the partition, skip it. We only encounter
1083       // this for split integer operations where we want to use the type of the
1084       // entity causing the split. Also skip if the type is not a byte width
1085       // multiple.
1086       if (UserITy->getBitWidth() % 8 != 0 ||
1087           UserITy->getBitWidth() / 8 > (EndOffset - B->beginOffset()))
1088         continue;
1089
1090       // Track the largest bitwidth integer type used in this way in case there
1091       // is no common type.
1092       if (!ITy || ITy->getBitWidth() < UserITy->getBitWidth())
1093         ITy = UserITy;
1094     }
1095
1096     // To avoid depending on the order of slices, Ty and TyIsCommon must not
1097     // depend on types skipped above.
1098     if (!UserTy || (Ty && Ty != UserTy))
1099       TyIsCommon = false; // Give up on anything but an iN type.
1100     else
1101       Ty = UserTy;
1102   }
1103
1104   return TyIsCommon ? Ty : ITy;
1105 }
1106
1107 /// PHI instructions that use an alloca and are subsequently loaded can be
1108 /// rewritten to load both input pointers in the pred blocks and then PHI the
1109 /// results, allowing the load of the alloca to be promoted.
1110 /// From this:
1111 ///   %P2 = phi [i32* %Alloca, i32* %Other]
1112 ///   %V = load i32* %P2
1113 /// to:
1114 ///   %V1 = load i32* %Alloca      -> will be mem2reg'd
1115 ///   ...
1116 ///   %V2 = load i32* %Other
1117 ///   ...
1118 ///   %V = phi [i32 %V1, i32 %V2]
1119 ///
1120 /// We can do this to a select if its only uses are loads and if the operands
1121 /// to the select can be loaded unconditionally.
1122 ///
1123 /// FIXME: This should be hoisted into a generic utility, likely in
1124 /// Transforms/Util/Local.h
1125 static bool isSafePHIToSpeculate(PHINode &PN) {
1126   // For now, we can only do this promotion if the load is in the same block
1127   // as the PHI, and if there are no stores between the phi and load.
1128   // TODO: Allow recursive phi users.
1129   // TODO: Allow stores.
1130   BasicBlock *BB = PN.getParent();
1131   unsigned MaxAlign = 0;
1132   bool HaveLoad = false;
1133   for (User *U : PN.users()) {
1134     LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(U);
1135     if (!LI || !LI->isSimple())
1136       return false;
1137
1138     // For now we only allow loads in the same block as the PHI.  This is
1139     // a common case that happens when instcombine merges two loads through
1140     // a PHI.
1141     if (LI->getParent() != BB)
1142       return false;
1143
1144     // Ensure that there are no instructions between the PHI and the load that
1145     // could store.
1146     for (BasicBlock::iterator BBI(PN); &*BBI != LI; ++BBI)
1147       if (BBI->mayWriteToMemory())
1148         return false;
1149
1150     MaxAlign = std::max(MaxAlign, LI->getAlignment());
1151     HaveLoad = true;
1152   }
1153
1154   if (!HaveLoad)
1155     return false;
1156
1157   const DataLayout &DL = PN.getModule()->getDataLayout();
1158
1159   // We can only transform this if it is safe to push the loads into the
1160   // predecessor blocks. The only thing to watch out for is that we can't put
1161   // a possibly trapping load in the predecessor if it is a critical edge.
1162   for (unsigned Idx = 0, Num = PN.getNumIncomingValues(); Idx != Num; ++Idx) {
1163     TerminatorInst *TI = PN.getIncomingBlock(Idx)->getTerminator();
1164     Value *InVal = PN.getIncomingValue(Idx);
1165
1166     // If the value is produced by the terminator of the predecessor (an
1167     // invoke) or it has side-effects, there is no valid place to put a load
1168     // in the predecessor.
1169     if (TI == InVal || TI->mayHaveSideEffects())
1170       return false;
1171
1172     // If the predecessor has a single successor, then the edge isn't
1173     // critical.
1174     if (TI->getNumSuccessors() == 1)
1175       continue;
1176
1177     // If this pointer is always safe to load, or if we can prove that there
1178     // is already a load in the block, then we can move the load to the pred
1179     // block.
1180     if (isSafeToLoadUnconditionally(InVal, MaxAlign, DL, TI))
1181       continue;
1182
1183     return false;
1184   }
1185
1186   return true;
1187 }
1188
1189 static void speculatePHINodeLoads(PHINode &PN) {
1190   DEBUG(dbgs() << "    original: " << PN << "\n");
1191
1192   Type *LoadTy = cast<PointerType>(PN.getType())->getElementType();
1193   IRBuilderTy PHIBuilder(&PN);
1194   PHINode *NewPN = PHIBuilder.CreatePHI(LoadTy, PN.getNumIncomingValues(),
1195                                         PN.getName() + ".sroa.speculated");
1196
1197   // Get the AA tags and alignment to use from one of the loads.  It doesn't
1198   // matter which one we get and if any differ.
1199   LoadInst *SomeLoad = cast<LoadInst>(PN.user_back());
1200
1201   AAMDNodes AATags;
1202   SomeLoad->getAAMetadata(AATags);
1203   unsigned Align = SomeLoad->getAlignment();
1204
1205   // Rewrite all loads of the PN to use the new PHI.
1206   while (!PN.use_empty()) {
1207     LoadInst *LI = cast<LoadInst>(PN.user_back());
1208     LI->replaceAllUsesWith(NewPN);
1209     LI->eraseFromParent();
1210   }
1211
1212   // Inject loads into all of the pred blocks.
1213   for (unsigned Idx = 0, Num = PN.getNumIncomingValues(); Idx != Num; ++Idx) {
1214     BasicBlock *Pred = PN.getIncomingBlock(Idx);
1215     TerminatorInst *TI = Pred->getTerminator();
1216     Value *InVal = PN.getIncomingValue(Idx);
1217     IRBuilderTy PredBuilder(TI);
1218
1219     LoadInst *Load = PredBuilder.CreateLoad(
1220         InVal, (PN.getName() + ".sroa.speculate.load." + Pred->getName()));
1221     ++NumLoadsSpeculated;
1222     Load->setAlignment(Align);
1223     if (AATags)
1224       Load->setAAMetadata(AATags);
1225     NewPN->addIncoming(Load, Pred);
1226   }
1227
1228   DEBUG(dbgs() << "          speculated to: " << *NewPN << "\n");
1229   PN.eraseFromParent();
1230 }
1231
1232 /// Select instructions that use an alloca and are subsequently loaded can be
1233 /// rewritten to load both input pointers and then select between the result,
1234 /// allowing the load of the alloca to be promoted.
1235 /// From this:
1236 ///   %P2 = select i1 %cond, i32* %Alloca, i32* %Other
1237 ///   %V = load i32* %P2
1238 /// to:
1239 ///   %V1 = load i32* %Alloca      -> will be mem2reg'd
1240 ///   %V2 = load i32* %Other
1241 ///   %V = select i1 %cond, i32 %V1, i32 %V2
1242 ///
1243 /// We can do this to a select if its only uses are loads and if the operand
1244 /// to the select can be loaded unconditionally.
1245 static bool isSafeSelectToSpeculate(SelectInst &SI) {
1246   Value *TValue = SI.getTrueValue();
1247   Value *FValue = SI.getFalseValue();
1248   const DataLayout &DL = SI.getModule()->getDataLayout();
1249
1250   for (User *U : SI.users()) {
1251     LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(U);
1252     if (!LI || !LI->isSimple())
1253       return false;
1254
1255     // Both operands to the select need to be dereferencable, either
1256     // absolutely (e.g. allocas) or at this point because we can see other
1257     // accesses to it.
1258     if (!isSafeToLoadUnconditionally(TValue, LI->getAlignment(), DL, LI))
1259       return false;
1260     if (!isSafeToLoadUnconditionally(FValue, LI->getAlignment(), DL, LI))
1261       return false;
1262   }
1263
1264   return true;
1265 }
1266
1267 static void speculateSelectInstLoads(SelectInst &SI) {
1268   DEBUG(dbgs() << "    original: " << SI << "\n");
1269
1270   IRBuilderTy IRB(&SI);
1271   Value *TV = SI.getTrueValue();
1272   Value *FV = SI.getFalseValue();
1273   // Replace the loads of the select with a select of two loads.
1274   while (!SI.use_empty()) {
1275     LoadInst *LI = cast<LoadInst>(SI.user_back());
1276     assert(LI->isSimple() && "We only speculate simple loads");
1277
1278     IRB.SetInsertPoint(LI);
1279     LoadInst *TL =
1280         IRB.CreateLoad(TV, LI->getName() + ".sroa.speculate.load.true");
1281     LoadInst *FL =
1282         IRB.CreateLoad(FV, LI->getName() + ".sroa.speculate.load.false");
1283     NumLoadsSpeculated += 2;
1284
1285     // Transfer alignment and AA info if present.
1286     TL->setAlignment(LI->getAlignment());
1287     FL->setAlignment(LI->getAlignment());
1288
1289     AAMDNodes Tags;
1290     LI->getAAMetadata(Tags);
1291     if (Tags) {
1292       TL->setAAMetadata(Tags);
1293       FL->setAAMetadata(Tags);
1294     }
1295
1296     Value *V = IRB.CreateSelect(SI.getCondition(), TL, FL,
1297                                 LI->getName() + ".sroa.speculated");
1298
1299     DEBUG(dbgs() << "          speculated to: " << *V << "\n");
1300     LI->replaceAllUsesWith(V);
1301     LI->eraseFromParent();
1302   }
1303   SI.eraseFromParent();
1304 }
1305
1306 /// \brief Build a GEP out of a base pointer and indices.
1307 ///
1308 /// This will return the BasePtr if that is valid, or build a new GEP
1309 /// instruction using the IRBuilder if GEP-ing is needed.
1310 static Value *buildGEP(IRBuilderTy &IRB, Value *BasePtr,
1311                        SmallVectorImpl<Value *> &Indices, Twine NamePrefix) {
1312   if (Indices.empty())
1313     return BasePtr;
1314
1315   // A single zero index is a no-op, so check for this and avoid building a GEP
1316   // in that case.
1317   if (Indices.size() == 1 && cast<ConstantInt>(Indices.back())->isZero())
1318     return BasePtr;
1319
1320   return IRB.CreateInBoundsGEP(nullptr, BasePtr, Indices,
1321                                NamePrefix + "sroa_idx");
1322 }
1323
1324 /// \brief Get a natural GEP off of the BasePtr walking through Ty toward
1325 /// TargetTy without changing the offset of the pointer.
1326 ///
1327 /// This routine assumes we've already established a properly offset GEP with
1328 /// Indices, and arrived at the Ty type. The goal is to continue to GEP with
1329 /// zero-indices down through type layers until we find one the same as
1330 /// TargetTy. If we can't find one with the same type, we at least try to use
1331 /// one with the same size. If none of that works, we just produce the GEP as
1332 /// indicated by Indices to have the correct offset.
1333 static Value *getNaturalGEPWithType(IRBuilderTy &IRB, const DataLayout &DL,
1334                                     Value *BasePtr, Type *Ty, Type *TargetTy,
1335                                     SmallVectorImpl<Value *> &Indices,
1336                                     Twine NamePrefix) {
1337   if (Ty == TargetTy)
1338     return buildGEP(IRB, BasePtr, Indices, NamePrefix);
1339
1340   // Pointer size to use for the indices.
1341   unsigned PtrSize = DL.getPointerTypeSizeInBits(BasePtr->getType());
1342
1343   // See if we can descend into a struct and locate a field with the correct
1344   // type.
1345   unsigned NumLayers = 0;
1346   Type *ElementTy = Ty;
1347   do {
1348     if (ElementTy->isPointerTy())
1349       break;
1350
1351     if (ArrayType *ArrayTy = dyn_cast<ArrayType>(ElementTy)) {
1352       ElementTy = ArrayTy->getElementType();
1353       Indices.push_back(IRB.getIntN(PtrSize, 0));
1354     } else if (VectorType *VectorTy = dyn_cast<VectorType>(ElementTy)) {
1355       ElementTy = VectorTy->getElementType();
1356       Indices.push_back(IRB.getInt32(0));
1357     } else if (StructType *STy = dyn_cast<StructType>(ElementTy)) {
1358       if (STy->element_begin() == STy->element_end())
1359         break; // Nothing left to descend into.
1360       ElementTy = *STy->element_begin();
1361       Indices.push_back(IRB.getInt32(0));
1362     } else {
1363       break;
1364     }
1365     ++NumLayers;
1366   } while (ElementTy != TargetTy);
1367   if (ElementTy != TargetTy)
1368     Indices.erase(Indices.end() - NumLayers, Indices.end());
1369
1370   return buildGEP(IRB, BasePtr, Indices, NamePrefix);
1371 }
1372
1373 /// \brief Recursively compute indices for a natural GEP.
1374 ///
1375 /// This is the recursive step for getNaturalGEPWithOffset that walks down the
1376 /// element types adding appropriate indices for the GEP.
1377 static Value *getNaturalGEPRecursively(IRBuilderTy &IRB, const DataLayout &DL,
1378                                        Value *Ptr, Type *Ty, APInt &Offset,
1379                                        Type *TargetTy,
1380                                        SmallVectorImpl<Value *> &Indices,
1381                                        Twine NamePrefix) {
1382   if (Offset == 0)
1383     return getNaturalGEPWithType(IRB, DL, Ptr, Ty, TargetTy, Indices,
1384                                  NamePrefix);
1385
1386   // We can't recurse through pointer types.
1387   if (Ty->isPointerTy())
1388     return nullptr;
1389
1390   // We try to analyze GEPs over vectors here, but note that these GEPs are
1391   // extremely poorly defined currently. The long-term goal is to remove GEPing
1392   // over a vector from the IR completely.
1393   if (VectorType *VecTy = dyn_cast<VectorType>(Ty)) {
1394     unsigned ElementSizeInBits = DL.getTypeSizeInBits(VecTy->getScalarType());
1395     if (ElementSizeInBits % 8 != 0) {
1396       // GEPs over non-multiple of 8 size vector elements are invalid.
1397       return nullptr;
1398     }
1399     APInt ElementSize(Offset.getBitWidth(), ElementSizeInBits / 8);
1400     APInt NumSkippedElements = Offset.sdiv(ElementSize);
1401     if (NumSkippedElements.ugt(VecTy->getNumElements()))
1402       return nullptr;
1403     Offset -= NumSkippedElements * ElementSize;
1404     Indices.push_back(IRB.getInt(NumSkippedElements));
1405     return getNaturalGEPRecursively(IRB, DL, Ptr, VecTy->getElementType(),
1406                                     Offset, TargetTy, Indices, NamePrefix);
1407   }
1408
1409   if (ArrayType *ArrTy = dyn_cast<ArrayType>(Ty)) {
1410     Type *ElementTy = ArrTy->getElementType();
1411     APInt ElementSize(Offset.getBitWidth(), DL.getTypeAllocSize(ElementTy));
1412     APInt NumSkippedElements = Offset.sdiv(ElementSize);
1413     if (NumSkippedElements.ugt(ArrTy->getNumElements()))
1414       return nullptr;
1415
1416     Offset -= NumSkippedElements * ElementSize;
1417     Indices.push_back(IRB.getInt(NumSkippedElements));
1418     return getNaturalGEPRecursively(IRB, DL, Ptr, ElementTy, Offset, TargetTy,
1419                                     Indices, NamePrefix);
1420   }
1421
1422   StructType *STy = dyn_cast<StructType>(Ty);
1423   if (!STy)
1424     return nullptr;
1425
1426   const StructLayout *SL = DL.getStructLayout(STy);
1427   uint64_t StructOffset = Offset.getZExtValue();
1428   if (StructOffset >= SL->getSizeInBytes())
1429     return nullptr;
1430   unsigned Index = SL->getElementContainingOffset(StructOffset);
1431   Offset -= APInt(Offset.getBitWidth(), SL->getElementOffset(Index));
1432   Type *ElementTy = STy->getElementType(Index);
1433   if (Offset.uge(DL.getTypeAllocSize(ElementTy)))
1434     return nullptr; // The offset points into alignment padding.
1435
1436   Indices.push_back(IRB.getInt32(Index));
1437   return getNaturalGEPRecursively(IRB, DL, Ptr, ElementTy, Offset, TargetTy,
1438                                   Indices, NamePrefix);
1439 }
1440
1441 /// \brief Get a natural GEP from a base pointer to a particular offset and
1442 /// resulting in a particular type.
1443 ///
1444 /// The goal is to produce a "natural" looking GEP that works with the existing
1445 /// composite types to arrive at the appropriate offset and element type for
1446 /// a pointer. TargetTy is the element type the returned GEP should point-to if
1447 /// possible. We recurse by decreasing Offset, adding the appropriate index to
1448 /// Indices, and setting Ty to the result subtype.
1449 ///
1450 /// If no natural GEP can be constructed, this function returns null.
1451 static Value *getNaturalGEPWithOffset(IRBuilderTy &IRB, const DataLayout &DL,
1452                                       Value *Ptr, APInt Offset, Type *TargetTy,
1453                                       SmallVectorImpl<Value *> &Indices,
1454                                       Twine NamePrefix) {
1455   PointerType *Ty = cast<PointerType>(Ptr->getType());
1456
1457   // Don't consider any GEPs through an i8* as natural unless the TargetTy is
1458   // an i8.
1459   if (Ty == IRB.getInt8PtrTy(Ty->getAddressSpace()) && TargetTy->isIntegerTy(8))
1460     return nullptr;
1461
1462   Type *ElementTy = Ty->getElementType();
1463   if (!ElementTy->isSized())
1464     return nullptr; // We can't GEP through an unsized element.
1465   APInt ElementSize(Offset.getBitWidth(), DL.getTypeAllocSize(ElementTy));
1466   if (ElementSize == 0)
1467     return nullptr; // Zero-length arrays can't help us build a natural GEP.
1468   APInt NumSkippedElements = Offset.sdiv(ElementSize);
1469
1470   Offset -= NumSkippedElements * ElementSize;
1471   Indices.push_back(IRB.getInt(NumSkippedElements));
1472   return getNaturalGEPRecursively(IRB, DL, Ptr, ElementTy, Offset, TargetTy,
1473                                   Indices, NamePrefix);
1474 }
1475
1476 /// \brief Compute an adjusted pointer from Ptr by Offset bytes where the
1477 /// resulting pointer has PointerTy.
1478 ///
1479 /// This tries very hard to compute a "natural" GEP which arrives at the offset
1480 /// and produces the pointer type desired. Where it cannot, it will try to use
1481 /// the natural GEP to arrive at the offset and bitcast to the type. Where that
1482 /// fails, it will try to use an existing i8* and GEP to the byte offset and
1483 /// bitcast to the type.
1484 ///
1485 /// The strategy for finding the more natural GEPs is to peel off layers of the
1486 /// pointer, walking back through bit casts and GEPs, searching for a base
1487 /// pointer from which we can compute a natural GEP with the desired
1488 /// properties. The algorithm tries to fold as many constant indices into
1489 /// a single GEP as possible, thus making each GEP more independent of the
1490 /// surrounding code.
1491 static Value *getAdjustedPtr(IRBuilderTy &IRB, const DataLayout &DL, Value *Ptr,
1492                              APInt Offset, Type *PointerTy, Twine NamePrefix) {
1493   // Even though we don't look through PHI nodes, we could be called on an
1494   // instruction in an unreachable block, which may be on a cycle.
1495   SmallPtrSet<Value *, 4> Visited;
1496   Visited.insert(Ptr);
1497   SmallVector<Value *, 4> Indices;
1498
1499   // We may end up computing an offset pointer that has the wrong type. If we
1500   // never are able to compute one directly that has the correct type, we'll
1501   // fall back to it, so keep it and the base it was computed from around here.
1502   Value *OffsetPtr = nullptr;
1503   Value *OffsetBasePtr;
1504
1505   // Remember any i8 pointer we come across to re-use if we need to do a raw
1506   // byte offset.
1507   Value *Int8Ptr = nullptr;
1508   APInt Int8PtrOffset(Offset.getBitWidth(), 0);
1509
1510   Type *TargetTy = PointerTy->getPointerElementType();
1511
1512   do {
1513     // First fold any existing GEPs into the offset.
1514     while (GEPOperator *GEP = dyn_cast<GEPOperator>(Ptr)) {
1515       APInt GEPOffset(Offset.getBitWidth(), 0);
1516       if (!GEP->accumulateConstantOffset(DL, GEPOffset))
1517         break;
1518       Offset += GEPOffset;
1519       Ptr = GEP->getPointerOperand();
1520       if (!Visited.insert(Ptr).second)
1521         break;
1522     }
1523
1524     // See if we can perform a natural GEP here.
1525     Indices.clear();
1526     if (Value *P = getNaturalGEPWithOffset(IRB, DL, Ptr, Offset, TargetTy,
1527                                            Indices, NamePrefix)) {
1528       // If we have a new natural pointer at the offset, clear out any old
1529       // offset pointer we computed. Unless it is the base pointer or
1530       // a non-instruction, we built a GEP we don't need. Zap it.
1531       if (OffsetPtr && OffsetPtr != OffsetBasePtr)
1532         if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(OffsetPtr)) {
1533           assert(I->use_empty() && "Built a GEP with uses some how!");
1534           I->eraseFromParent();
1535         }
1536       OffsetPtr = P;
1537       OffsetBasePtr = Ptr;
1538       // If we also found a pointer of the right type, we're done.
1539       if (P->getType() == PointerTy)
1540         return P;
1541     }
1542
1543     // Stash this pointer if we've found an i8*.
1544     if (Ptr->getType()->isIntegerTy(8)) {
1545       Int8Ptr = Ptr;
1546       Int8PtrOffset = Offset;
1547     }
1548
1549     // Peel off a layer of the pointer and update the offset appropriately.
1550     if (Operator::getOpcode(Ptr) == Instruction::BitCast) {
1551       Ptr = cast<Operator>(Ptr)->getOperand(0);
1552     } else if (GlobalAlias *GA = dyn_cast<GlobalAlias>(Ptr)) {
1553       if (GA->isInterposable())
1554         break;
1555       Ptr = GA->getAliasee();
1556     } else {
1557       break;
1558     }
1559     assert(Ptr->getType()->isPointerTy() && "Unexpected operand type!");
1560   } while (Visited.insert(Ptr).second);
1561
1562   if (!OffsetPtr) {
1563     if (!Int8Ptr) {
1564       Int8Ptr = IRB.CreateBitCast(
1565           Ptr, IRB.getInt8PtrTy(PointerTy->getPointerAddressSpace()),
1566           NamePrefix + "sroa_raw_cast");
1567       Int8PtrOffset = Offset;
1568     }
1569
1570     OffsetPtr = Int8PtrOffset == 0
1571                     ? Int8Ptr
1572                     : IRB.CreateInBoundsGEP(IRB.getInt8Ty(), Int8Ptr,
1573                                             IRB.getInt(Int8PtrOffset),
1574                                             NamePrefix + "sroa_raw_idx");
1575   }
1576   Ptr = OffsetPtr;
1577
1578   // On the off chance we were targeting i8*, guard the bitcast here.
1579   if (Ptr->getType() != PointerTy)
1580     Ptr = IRB.CreateBitCast(Ptr, PointerTy, NamePrefix + "sroa_cast");
1581
1582   return Ptr;
1583 }
1584
1585 /// \brief Compute the adjusted alignment for a load or store from an offset.
1586 static unsigned getAdjustedAlignment(Instruction *I, uint64_t Offset,
1587                                      const DataLayout &DL) {
1588   unsigned Alignment;
1589   Type *Ty;
1590   if (auto *LI = dyn_cast<LoadInst>(I)) {
1591     Alignment = LI->getAlignment();
1592     Ty = LI->getType();
1593   } else if (auto *SI = dyn_cast<StoreInst>(I)) {
1594     Alignment = SI->getAlignment();
1595     Ty = SI->getValueOperand()->getType();
1596   } else {
1597     llvm_unreachable("Only loads and stores are allowed!");
1598   }
1599
1600   if (!Alignment)
1601     Alignment = DL.getABITypeAlignment(Ty);
1602
1603   return MinAlign(Alignment, Offset);
1604 }
1605
1606 /// \brief Test whether we can convert a value from the old to the new type.
1607 ///
1608 /// This predicate should be used to guard calls to convertValue in order to
1609 /// ensure that we only try to convert viable values. The strategy is that we
1610 /// will peel off single element struct and array wrappings to get to an
1611 /// underlying value, and convert that value.
1612 static bool canConvertValue(const DataLayout &DL, Type *OldTy, Type *NewTy) {
1613   if (OldTy == NewTy)
1614     return true;
1615
1616   // For integer types, we can't handle any bit-width differences. This would
1617   // break both vector conversions with extension and introduce endianness
1618   // issues when in conjunction with loads and stores.
1619   if (isa<IntegerType>(OldTy) && isa<IntegerType>(NewTy)) {
1620     assert(cast<IntegerType>(OldTy)->getBitWidth() !=
1621                cast<IntegerType>(NewTy)->getBitWidth() &&
1622            "We can't have the same bitwidth for different int types");
1623     return false;
1624   }
1625
1626   if (DL.getTypeSizeInBits(NewTy) != DL.getTypeSizeInBits(OldTy))
1627     return false;
1628   if (!NewTy->isSingleValueType() || !OldTy->isSingleValueType())
1629     return false;
1630
1631   // We can convert pointers to integers and vice-versa. Same for vectors
1632   // of pointers and integers.
1633   OldTy = OldTy->getScalarType();
1634   NewTy = NewTy->getScalarType();
1635   if (NewTy->isPointerTy() || OldTy->isPointerTy()) {
1636     if (NewTy->isPointerTy() && OldTy->isPointerTy()) {
1637       return cast<PointerType>(NewTy)->getPointerAddressSpace() ==
1638         cast<PointerType>(OldTy)->getPointerAddressSpace();
1639     }
1640     if (NewTy->isIntegerTy() || OldTy->isIntegerTy())
1641       return true;
1642     return false;
1643   }
1644
1645   return true;
1646 }
1647
1648 /// \brief Generic routine to convert an SSA value to a value of a different
1649 /// type.
1650 ///
1651 /// This will try various different casting techniques, such as bitcasts,
1652 /// inttoptr, and ptrtoint casts. Use the \c canConvertValue predicate to test
1653 /// two types for viability with this routine.
1654 static Value *convertValue(const DataLayout &DL, IRBuilderTy &IRB, Value *V,
1655                            Type *NewTy) {
1656   Type *OldTy = V->getType();
1657   assert(canConvertValue(DL, OldTy, NewTy) && "Value not convertable to type");
1658
1659   if (OldTy == NewTy)
1660     return V;
1661
1662   assert(!(isa<IntegerType>(OldTy) && isa<IntegerType>(NewTy)) &&
1663          "Integer types must be the exact same to convert.");
1664
1665   // See if we need inttoptr for this type pair. A cast involving both scalars
1666   // and vectors requires and additional bitcast.
1667   if (OldTy->getScalarType()->isIntegerTy() &&
1668       NewTy->getScalarType()->isPointerTy()) {
1669     // Expand <2 x i32> to i8* --> <2 x i32> to i64 to i8*
1670     if (OldTy->isVectorTy() && !NewTy->isVectorTy())
1671       return IRB.CreateIntToPtr(IRB.CreateBitCast(V, DL.getIntPtrType(NewTy)),
1672                                 NewTy);
1673
1674     // Expand i128 to <2 x i8*> --> i128 to <2 x i64> to <2 x i8*>
1675     if (!OldTy->isVectorTy() && NewTy->isVectorTy())
1676       return IRB.CreateIntToPtr(IRB.CreateBitCast(V, DL.getIntPtrType(NewTy)),
1677                                 NewTy);
1678
1679     return IRB.CreateIntToPtr(V, NewTy);
1680   }
1681
1682   // See if we need ptrtoint for this type pair. A cast involving both scalars
1683   // and vectors requires and additional bitcast.
1684   if (OldTy->getScalarType()->isPointerTy() &&
1685       NewTy->getScalarType()->isIntegerTy()) {
1686     // Expand <2 x i8*> to i128 --> <2 x i8*> to <2 x i64> to i128
1687     if (OldTy->isVectorTy() && !NewTy->isVectorTy())
1688       return IRB.CreateBitCast(IRB.CreatePtrToInt(V, DL.getIntPtrType(OldTy)),
1689                                NewTy);
1690
1691     // Expand i8* to <2 x i32> --> i8* to i64 to <2 x i32>
1692     if (!OldTy->isVectorTy() && NewTy->isVectorTy())
1693       return IRB.CreateBitCast(IRB.CreatePtrToInt(V, DL.getIntPtrType(OldTy)),
1694                                NewTy);
1695
1696     return IRB.CreatePtrToInt(V, NewTy);
1697   }
1698
1699   return IRB.CreateBitCast(V, NewTy);
1700 }
1701
1702 /// \brief Test whether the given slice use can be promoted to a vector.
1703 ///
1704 /// This function is called to test each entry in a partition which is slated
1705 /// for a single slice.
1706 static bool isVectorPromotionViableForSlice(Partition &P, const Slice &S,
1707                                             VectorType *Ty,
1708                                             uint64_t ElementSize,
1709                                             const DataLayout &DL) {
1710   // First validate the slice offsets.
1711   uint64_t BeginOffset =
1712       std::max(S.beginOffset(), P.beginOffset()) - P.beginOffset();
1713   uint64_t BeginIndex = BeginOffset / ElementSize;
1714   if (BeginIndex * ElementSize != BeginOffset ||
1715       BeginIndex >= Ty->getNumElements())
1716     return false;
1717   uint64_t EndOffset =
1718       std::min(S.endOffset(), P.endOffset()) - P.beginOffset();
1719   uint64_t EndIndex = EndOffset / ElementSize;
1720   if (EndIndex * ElementSize != EndOffset || EndIndex > Ty->getNumElements())
1721     return false;
1722
1723   assert(EndIndex > BeginIndex && "Empty vector!");
1724   uint64_t NumElements = EndIndex - BeginIndex;
1725   Type *SliceTy = (NumElements == 1)
1726                       ? Ty->getElementType()
1727                       : VectorType::get(Ty->getElementType(), NumElements);
1728
1729   Type *SplitIntTy =
1730       Type::getIntNTy(Ty->getContext(), NumElements * ElementSize * 8);
1731
1732   Use *U = S.getUse();
1733
1734   if (MemIntrinsic *MI = dyn_cast<MemIntrinsic>(U->getUser())) {
1735     if (MI->isVolatile())
1736       return false;
1737     if (!S.isSplittable())
1738       return false; // Skip any unsplittable intrinsics.
1739   } else if (IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(U->getUser())) {
1740     if (II->getIntrinsicID() != Intrinsic::lifetime_start &&
1741         II->getIntrinsicID() != Intrinsic::lifetime_end)
1742       return false;
1743   } else if (U->get()->getType()->getPointerElementType()->isStructTy()) {
1744     // Disable vector promotion when there are loads or stores of an FCA.
1745     return false;
1746   } else if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(U->getUser())) {
1747     if (LI->isVolatile())
1748       return false;
1749     Type *LTy = LI->getType();
1750     if (P.beginOffset() > S.beginOffset() || P.endOffset() < S.endOffset()) {
1751       assert(LTy->isIntegerTy());
1752       LTy = SplitIntTy;
1753     }
1754     if (!canConvertValue(DL, SliceTy, LTy))
1755       return false;
1756   } else if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(U->getUser())) {
1757     if (SI->isVolatile())
1758       return false;
1759     Type *STy = SI->getValueOperand()->getType();
1760     if (P.beginOffset() > S.beginOffset() || P.endOffset() < S.endOffset()) {
1761       assert(STy->isIntegerTy());
1762       STy = SplitIntTy;
1763     }
1764     if (!canConvertValue(DL, STy, SliceTy))
1765       return false;
1766   } else {
1767     return false;
1768   }
1769
1770   return true;
1771 }
1772
1773 /// \brief Test whether the given alloca partitioning and range of slices can be
1774 /// promoted to a vector.
1775 ///
1776 /// This is a quick test to check whether we can rewrite a particular alloca
1777 /// partition (and its newly formed alloca) into a vector alloca with only
1778 /// whole-vector loads and stores such that it could be promoted to a vector
1779 /// SSA value. We only can ensure this for a limited set of operations, and we
1780 /// don't want to do the rewrites unless we are confident that the result will
1781 /// be promotable, so we have an early test here.
1782 static VectorType *isVectorPromotionViable(Partition &P, const DataLayout &DL) {
1783   // Collect the candidate types for vector-based promotion. Also track whether
1784   // we have different element types.
1785   SmallVector<VectorType *, 4> CandidateTys;
1786   Type *CommonEltTy = nullptr;
1787   bool HaveCommonEltTy = true;
1788   auto CheckCandidateType = [&](Type *Ty) {
1789     if (auto *VTy = dyn_cast<VectorType>(Ty)) {
1790       CandidateTys.push_back(VTy);
1791       if (!CommonEltTy)
1792         CommonEltTy = VTy->getElementType();
1793       else if (CommonEltTy != VTy->getElementType())
1794         HaveCommonEltTy = false;
1795     }
1796   };
1797   // Consider any loads or stores that are the exact size of the slice.
1798   for (const Slice &S : P)
1799     if (S.beginOffset() == P.beginOffset() &&
1800         S.endOffset() == P.endOffset()) {
1801       if (auto *LI = dyn_cast<LoadInst>(S.getUse()->getUser()))
1802         CheckCandidateType(LI->getType());
1803       else if (auto *SI = dyn_cast<StoreInst>(S.getUse()->getUser()))
1804         CheckCandidateType(SI->getValueOperand()->getType());
1805     }
1806
1807   // If we didn't find a vector type, nothing to do here.
1808   if (CandidateTys.empty())
1809     return nullptr;
1810
1811   // Remove non-integer vector types if we had multiple common element types.
1812   // FIXME: It'd be nice to replace them with integer vector types, but we can't
1813   // do that until all the backends are known to produce good code for all
1814   // integer vector types.
1815   if (!HaveCommonEltTy) {
1816     CandidateTys.erase(remove_if(CandidateTys,
1817                                  [](VectorType *VTy) {
1818                                    return !VTy->getElementType()->isIntegerTy();
1819                                  }),
1820                        CandidateTys.end());
1821
1822     // If there were no integer vector types, give up.
1823     if (CandidateTys.empty())
1824       return nullptr;
1825
1826     // Rank the remaining candidate vector types. This is easy because we know
1827     // they're all integer vectors. We sort by ascending number of elements.
1828     auto RankVectorTypes = [&DL](VectorType *RHSTy, VectorType *LHSTy) {
1829       (void)DL;
1830       assert(DL.getTypeSizeInBits(RHSTy) == DL.getTypeSizeInBits(LHSTy) &&
1831              "Cannot have vector types of different sizes!");
1832       assert(RHSTy->getElementType()->isIntegerTy() &&
1833              "All non-integer types eliminated!");
1834       assert(LHSTy->getElementType()->isIntegerTy() &&
1835              "All non-integer types eliminated!");
1836       return RHSTy->getNumElements() < LHSTy->getNumElements();
1837     };
1838     std::sort(CandidateTys.begin(), CandidateTys.end(), RankVectorTypes);
1839     CandidateTys.erase(
1840         std::unique(CandidateTys.begin(), CandidateTys.end(), RankVectorTypes),
1841         CandidateTys.end());
1842   } else {
1843 // The only way to have the same element type in every vector type is to
1844 // have the same vector type. Check that and remove all but one.
1845 #ifndef NDEBUG
1846     for (VectorType *VTy : CandidateTys) {
1847       assert(VTy->getElementType() == CommonEltTy &&
1848              "Unaccounted for element type!");
1849       assert(VTy == CandidateTys[0] &&
1850              "Different vector types with the same element type!");
1851     }
1852 #endif
1853     CandidateTys.resize(1);
1854   }
1855
1856   // Try each vector type, and return the one which works.
1857   auto CheckVectorTypeForPromotion = [&](VectorType *VTy) {
1858     uint64_t ElementSize = DL.getTypeSizeInBits(VTy->getElementType());
1859
1860     // While the definition of LLVM vectors is bitpacked, we don't support sizes
1861     // that aren't byte sized.
1862     if (ElementSize % 8)
1863       return false;
1864     assert((DL.getTypeSizeInBits(VTy) % 8) == 0 &&
1865            "vector size not a multiple of element size?");
1866     ElementSize /= 8;
1867
1868     for (const Slice &S : P)
1869       if (!isVectorPromotionViableForSlice(P, S, VTy, ElementSize, DL))
1870         return false;
1871
1872     for (const Slice *S : P.splitSliceTails())
1873       if (!isVectorPromotionViableForSlice(P, *S, VTy, ElementSize, DL))
1874         return false;
1875
1876     return true;
1877   };
1878   for (VectorType *VTy : CandidateTys)
1879     if (CheckVectorTypeForPromotion(VTy))
1880       return VTy;
1881
1882   return nullptr;
1883 }
1884
1885 /// \brief Test whether a slice of an alloca is valid for integer widening.
1886 ///
1887 /// This implements the necessary checking for the \c isIntegerWideningViable
1888 /// test below on a single slice of the alloca.
1889 static bool isIntegerWideningViableForSlice(const Slice &S,
1890                                             uint64_t AllocBeginOffset,
1891                                             Type *AllocaTy,
1892                                             const DataLayout &DL,
1893                                             bool &WholeAllocaOp) {
1894   uint64_t Size = DL.getTypeStoreSize(AllocaTy);
1895
1896   uint64_t RelBegin = S.beginOffset() - AllocBeginOffset;
1897   uint64_t RelEnd = S.endOffset() - AllocBeginOffset;
1898
1899   // We can't reasonably handle cases where the load or store extends past
1900   // the end of the alloca's type and into its padding.
1901   if (RelEnd > Size)
1902     return false;
1903
1904   Use *U = S.getUse();
1905
1906   if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(U->getUser())) {
1907     if (LI->isVolatile())
1908       return false;
1909     // We can't handle loads that extend past the allocated memory.
1910     if (DL.getTypeStoreSize(LI->getType()) > Size)
1911       return false;
1912     // Note that we don't count vector loads or stores as whole-alloca
1913     // operations which enable integer widening because we would prefer to use
1914     // vector widening instead.
1915     if (!isa<VectorType>(LI->getType()) && RelBegin == 0 && RelEnd == Size)
1916       WholeAllocaOp = true;
1917     if (IntegerType *ITy = dyn_cast<IntegerType>(LI->getType())) {
1918       if (ITy->getBitWidth() < DL.getTypeStoreSizeInBits(ITy))
1919         return false;
1920     } else if (RelBegin != 0 || RelEnd != Size ||
1921                !canConvertValue(DL, AllocaTy, LI->getType())) {
1922       // Non-integer loads need to be convertible from the alloca type so that
1923       // they are promotable.
1924       return false;
1925     }
1926   } else if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(U->getUser())) {
1927     Type *ValueTy = SI->getValueOperand()->getType();
1928     if (SI->isVolatile())
1929       return false;
1930     // We can't handle stores that extend past the allocated memory.
1931     if (DL.getTypeStoreSize(ValueTy) > Size)
1932       return false;
1933     // Note that we don't count vector loads or stores as whole-alloca
1934     // operations which enable integer widening because we would prefer to use
1935     // vector widening instead.
1936     if (!isa<VectorType>(ValueTy) && RelBegin == 0 && RelEnd == Size)
1937       WholeAllocaOp = true;
1938     if (IntegerType *ITy = dyn_cast<IntegerType>(ValueTy)) {
1939       if (ITy->getBitWidth() < DL.getTypeStoreSizeInBits(ITy))
1940         return false;
1941     } else if (RelBegin != 0 || RelEnd != Size ||
1942                !canConvertValue(DL, ValueTy, AllocaTy)) {
1943       // Non-integer stores need to be convertible to the alloca type so that
1944       // they are promotable.
1945       return false;
1946     }
1947   } else if (MemIntrinsic *MI = dyn_cast<MemIntrinsic>(U->getUser())) {
1948     if (MI->isVolatile() || !isa<Constant>(MI->getLength()))
1949       return false;
1950     if (!S.isSplittable())
1951       return false; // Skip any unsplittable intrinsics.
1952   } else if (IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(U->getUser())) {
1953     if (II->getIntrinsicID() != Intrinsic::lifetime_start &&
1954         II->getIntrinsicID() != Intrinsic::lifetime_end)
1955       return false;
1956   } else {
1957     return false;
1958   }
1959
1960   return true;
1961 }
1962
1963 /// \brief Test whether the given alloca partition's integer operations can be
1964 /// widened to promotable ones.
1965 ///
1966 /// This is a quick test to check whether we can rewrite the integer loads and
1967 /// stores to a particular alloca into wider loads and stores and be able to
1968 /// promote the resulting alloca.
1969 static bool isIntegerWideningViable(Partition &P, Type *AllocaTy,
1970                                     const DataLayout &DL) {
1971   uint64_t SizeInBits = DL.getTypeSizeInBits(AllocaTy);
1972   // Don't create integer types larger than the maximum bitwidth.
1973   if (SizeInBits > IntegerType::MAX_INT_BITS)
1974     return false;
1975
1976   // Don't try to handle allocas with bit-padding.
1977   if (SizeInBits != DL.getTypeStoreSizeInBits(AllocaTy))
1978     return false;
1979
1980   // We need to ensure that an integer type with the appropriate bitwidth can
1981   // be converted to the alloca type, whatever that is. We don't want to force
1982   // the alloca itself to have an integer type if there is a more suitable one.
1983   Type *IntTy = Type::getIntNTy(AllocaTy->getContext(), SizeInBits);
1984   if (!canConvertValue(DL, AllocaTy, IntTy) ||
1985       !canConvertValue(DL, IntTy, AllocaTy))
1986     return false;
1987
1988   // While examining uses, we ensure that the alloca has a covering load or
1989   // store. We don't want to widen the integer operations only to fail to
1990   // promote due to some other unsplittable entry (which we may make splittable
1991   // later). However, if there are only splittable uses, go ahead and assume
1992   // that we cover the alloca.
1993   // FIXME: We shouldn't consider split slices that happen to start in the
1994   // partition here...
1995   bool WholeAllocaOp =
1996       P.begin() != P.end() ? false : DL.isLegalInteger(SizeInBits);
1997
1998   for (const Slice &S : P)
1999     if (!isIntegerWideningViableForSlice(S, P.beginOffset(), AllocaTy, DL,
2000                                          WholeAllocaOp))
2001       return false;
2002
2003   for (const Slice *S : P.splitSliceTails())
2004     if (!isIntegerWideningViableForSlice(*S, P.beginOffset(), AllocaTy, DL,
2005                                          WholeAllocaOp))
2006       return false;
2007
2008   return WholeAllocaOp;
2009 }
2010
2011 static Value *extractInteger(const DataLayout &DL, IRBuilderTy &IRB, Value *V,
2012                              IntegerType *Ty, uint64_t Offset,
2013                              const Twine &Name) {
2014   DEBUG(dbgs() << "       start: " << *V << "\n");
2015   IntegerType *IntTy = cast<IntegerType>(V->getType());
2016   assert(DL.getTypeStoreSize(Ty) + Offset <= DL.getTypeStoreSize(IntTy) &&
2017          "Element extends past full value");
2018   uint64_t ShAmt = 8 * Offset;
2019   if (DL.isBigEndian())
2020     ShAmt = 8 * (DL.getTypeStoreSize(IntTy) - DL.getTypeStoreSize(Ty) - Offset);
2021   if (ShAmt) {
2022     V = IRB.CreateLShr(V, ShAmt, Name + ".shift");
2023     DEBUG(dbgs() << "     shifted: " << *V << "\n");
2024   }
2025   assert(Ty->getBitWidth() <= IntTy->getBitWidth() &&
2026          "Cannot extract to a larger integer!");
2027   if (Ty != IntTy) {
2028     V = IRB.CreateTrunc(V, Ty, Name + ".trunc");
2029     DEBUG(dbgs() << "     trunced: " << *V << "\n");
2030   }
2031   return V;
2032 }
2033
2034 static Value *insertInteger(const DataLayout &DL, IRBuilderTy &IRB, Value *Old,
2035                             Value *V, uint64_t Offset, const Twine &Name) {
2036   IntegerType *IntTy = cast<IntegerType>(Old->getType());
2037   IntegerType *Ty = cast<IntegerType>(V->getType());
2038   assert(Ty->getBitWidth() <= IntTy->getBitWidth() &&
2039          "Cannot insert a larger integer!");
2040   DEBUG(dbgs() << "       start: " << *V << "\n");
2041   if (Ty != IntTy) {
2042     V = IRB.CreateZExt(V, IntTy, Name + ".ext");
2043     DEBUG(dbgs() << "    extended: " << *V << "\n");
2044   }
2045   assert(DL.getTypeStoreSize(Ty) + Offset <= DL.getTypeStoreSize(IntTy) &&
2046          "Element store outside of alloca store");
2047   uint64_t ShAmt = 8 * Offset;
2048   if (DL.isBigEndian())
2049     ShAmt = 8 * (DL.getTypeStoreSize(IntTy) - DL.getTypeStoreSize(Ty) - Offset);
2050   if (ShAmt) {
2051     V = IRB.CreateShl(V, ShAmt, Name + ".shift");
2052     DEBUG(dbgs() << "     shifted: " << *V << "\n");
2053   }
2054
2055   if (ShAmt || Ty->getBitWidth() < IntTy->getBitWidth()) {
2056     APInt Mask = ~Ty->getMask().zext(IntTy->getBitWidth()).shl(ShAmt);
2057     Old = IRB.CreateAnd(Old, Mask, Name + ".mask");
2058     DEBUG(dbgs() << "      masked: " << *Old << "\n");
2059     V = IRB.CreateOr(Old, V, Name + ".insert");
2060     DEBUG(dbgs() << "    inserted: " << *V << "\n");
2061   }
2062   return V;
2063 }
2064
2065 static Value *extractVector(IRBuilderTy &IRB, Value *V, unsigned BeginIndex,
2066                             unsigned EndIndex, const Twine &Name) {
2067   VectorType *VecTy = cast<VectorType>(V->getType());
2068   unsigned NumElements = EndIndex - BeginIndex;
2069   assert(NumElements <= VecTy->getNumElements() && "Too many elements!");
2070
2071   if (NumElements == VecTy->getNumElements())
2072     return V;
2073
2074   if (NumElements == 1) {
2075     V = IRB.CreateExtractElement(V, IRB.getInt32(BeginIndex),
2076                                  Name + ".extract");
2077     DEBUG(dbgs() << "     extract: " << *V << "\n");
2078     return V;
2079   }
2080
2081   SmallVector<Constant *, 8> Mask;
2082   Mask.reserve(NumElements);
2083   for (unsigned i = BeginIndex; i != EndIndex; ++i)
2084     Mask.push_back(IRB.getInt32(i));
2085   V = IRB.CreateShuffleVector(V, UndefValue::get(V->getType()),
2086                               ConstantVector::get(Mask), Name + ".extract");
2087   DEBUG(dbgs() << "     shuffle: " << *V << "\n");
2088   return V;
2089 }
2090
2091 static Value *insertVector(IRBuilderTy &IRB, Value *Old, Value *V,
2092                            unsigned BeginIndex, const Twine &Name) {
2093   VectorType *VecTy = cast<VectorType>(Old->getType());
2094   assert(VecTy && "Can only insert a vector into a vector");
2095
2096   VectorType *Ty = dyn_cast<VectorType>(V->getType());
2097   if (!Ty) {
2098     // Single element to insert.
2099     V = IRB.CreateInsertElement(Old, V, IRB.getInt32(BeginIndex),
2100                                 Name + ".insert");
2101     DEBUG(dbgs() << "     insert: " << *V << "\n");
2102     return V;
2103   }
2104
2105   assert(Ty->getNumElements() <= VecTy->getNumElements() &&
2106          "Too many elements!");
2107   if (Ty->getNumElements() == VecTy->getNumElements()) {
2108     assert(V->getType() == VecTy && "Vector type mismatch");
2109     return V;
2110   }
2111   unsigned EndIndex = BeginIndex + Ty->getNumElements();
2112
2113   // When inserting a smaller vector into the larger to store, we first
2114   // use a shuffle vector to widen it with undef elements, and then
2115   // a second shuffle vector to select between the loaded vector and the
2116   // incoming vector.
2117   SmallVector<Constant *, 8> Mask;
2118   Mask.reserve(VecTy->getNumElements());
2119   for (unsigned i = 0; i != VecTy->getNumElements(); ++i)
2120     if (i >= BeginIndex && i < EndIndex)
2121       Mask.push_back(IRB.getInt32(i - BeginIndex));
2122     else
2123       Mask.push_back(UndefValue::get(IRB.getInt32Ty()));
2124   V = IRB.CreateShuffleVector(V, UndefValue::get(V->getType()),
2125                               ConstantVector::get(Mask), Name + ".expand");
2126   DEBUG(dbgs() << "    shuffle: " << *V << "\n");
2127
2128   Mask.clear();
2129   for (unsigned i = 0; i != VecTy->getNumElements(); ++i)
2130     Mask.push_back(IRB.getInt1(i >= BeginIndex && i < EndIndex));
2131
2132   V = IRB.CreateSelect(ConstantVector::get(Mask), V, Old, Name + "blend");
2133
2134   DEBUG(dbgs() << "    blend: " << *V << "\n");
2135   return V;
2136 }
2137
2138 /// \brief Visitor to rewrite instructions using p particular slice of an alloca
2139 /// to use a new alloca.
2140 ///
2141 /// Also implements the rewriting to vector-based accesses when the partition
2142 /// passes the isVectorPromotionViable predicate. Most of the rewriting logic
2143 /// lives here.
2144 class llvm::sroa::AllocaSliceRewriter
2145     : public InstVisitor<AllocaSliceRewriter, bool> {
2146   // Befriend the base class so it can delegate to private visit methods.
2147   friend class llvm::InstVisitor<AllocaSliceRewriter, bool>;
2148   typedef llvm::InstVisitor<AllocaSliceRewriter, bool> Base;
2149
2150   const DataLayout &DL;
2151   AllocaSlices &AS;
2152   SROA &Pass;
2153   AllocaInst &OldAI, &NewAI;
2154   const uint64_t NewAllocaBeginOffset, NewAllocaEndOffset;
2155   Type *NewAllocaTy;
2156
2157   // This is a convenience and flag variable that will be null unless the new
2158   // alloca's integer operations should be widened to this integer type due to
2159   // passing isIntegerWideningViable above. If it is non-null, the desired
2160   // integer type will be stored here for easy access during rewriting.
2161   IntegerType *IntTy;
2162
2163   // If we are rewriting an alloca partition which can be written as pure
2164   // vector operations, we stash extra information here. When VecTy is
2165   // non-null, we have some strict guarantees about the rewritten alloca:
2166   //   - The new alloca is exactly the size of the vector type here.
2167   //   - The accesses all either map to the entire vector or to a single
2168   //     element.
2169   //   - The set of accessing instructions is only one of those handled above
2170   //     in isVectorPromotionViable. Generally these are the same access kinds
2171   //     which are promotable via mem2reg.
2172   VectorType *VecTy;
2173   Type *ElementTy;
2174   uint64_t ElementSize;
2175
2176   // The original offset of the slice currently being rewritten relative to
2177   // the original alloca.
2178   uint64_t BeginOffset, EndOffset;
2179   // The new offsets of the slice currently being rewritten relative to the
2180   // original alloca.
2181   uint64_t NewBeginOffset, NewEndOffset;
2182
2183   uint64_t SliceSize;
2184   bool IsSplittable;
2185   bool IsSplit;
2186   Use *OldUse;
2187   Instruction *OldPtr;
2188
2189   // Track post-rewrite users which are PHI nodes and Selects.
2190   SmallSetVector<PHINode *, 8> &PHIUsers;
2191   SmallSetVector<SelectInst *, 8> &SelectUsers;
2192
2193   // Utility IR builder, whose name prefix is setup for each visited use, and
2194   // the insertion point is set to point to the user.
2195   IRBuilderTy IRB;
2196
2197 public:
2198   AllocaSliceRewriter(const DataLayout &DL, AllocaSlices &AS, SROA &Pass,
2199                       AllocaInst &OldAI, AllocaInst &NewAI,
2200                       uint64_t NewAllocaBeginOffset,
2201                       uint64_t NewAllocaEndOffset, bool IsIntegerPromotable,
2202                       VectorType *PromotableVecTy,
2203                       SmallSetVector<PHINode *, 8> &PHIUsers,
2204                       SmallSetVector<SelectInst *, 8> &SelectUsers)
2205       : DL(DL), AS(AS), Pass(Pass), OldAI(OldAI), NewAI(NewAI),
2206         NewAllocaBeginOffset(NewAllocaBeginOffset),
2207         NewAllocaEndOffset(NewAllocaEndOffset),
2208         NewAllocaTy(NewAI.getAllocatedType()),
2209         IntTy(IsIntegerPromotable
2210                   ? Type::getIntNTy(
2211                         NewAI.getContext(),
2212                         DL.getTypeSizeInBits(NewAI.getAllocatedType()))
2213                   : nullptr),
2214         VecTy(PromotableVecTy),
2215         ElementTy(VecTy ? VecTy->getElementType() : nullptr),
2216         ElementSize(VecTy ? DL.getTypeSizeInBits(ElementTy) / 8 : 0),
2217         BeginOffset(), EndOffset(), IsSplittable(), IsSplit(), OldUse(),
2218         OldPtr(), PHIUsers(PHIUsers), SelectUsers(SelectUsers),
2219         IRB(NewAI.getContext(), ConstantFolder()) {
2220     if (VecTy) {
2221       assert((DL.getTypeSizeInBits(ElementTy) % 8) == 0 &&
2222              "Only multiple-of-8 sized vector elements are viable");
2223       ++NumVectorized;
2224     }
2225     assert((!IntTy && !VecTy) || (IntTy && !VecTy) || (!IntTy && VecTy));
2226   }
2227
2228   bool visit(AllocaSlices::const_iterator I) {
2229     bool CanSROA = true;
2230     BeginOffset = I->beginOffset();
2231     EndOffset = I->endOffset();
2232     IsSplittable = I->isSplittable();
2233     IsSplit =
2234         BeginOffset < NewAllocaBeginOffset || EndOffset > NewAllocaEndOffset;
2235     DEBUG(dbgs() << "  rewriting " << (IsSplit ? "split " : ""));
2236     DEBUG(AS.printSlice(dbgs(), I, ""));
2237     DEBUG(dbgs() << "\n");
2238
2239     // Compute the intersecting offset range.
2240     assert(BeginOffset < NewAllocaEndOffset);
2241     assert(EndOffset > NewAllocaBeginOffset);
2242     NewBeginOffset = std::max(BeginOffset, NewAllocaBeginOffset);
2243     NewEndOffset = std::min(EndOffset, NewAllocaEndOffset);
2244
2245     SliceSize = NewEndOffset - NewBeginOffset;
2246
2247     OldUse = I->getUse();
2248     OldPtr = cast<Instruction>(OldUse->get());
2249
2250     Instruction *OldUserI = cast<Instruction>(OldUse->getUser());
2251     IRB.SetInsertPoint(OldUserI);
2252     IRB.SetCurrentDebugLocation(OldUserI->getDebugLoc());
2253     IRB.SetNamePrefix(Twine(NewAI.getName()) + "." + Twine(BeginOffset) + ".");
2254
2255     CanSROA &= visit(cast<Instruction>(OldUse->getUser()));
2256     if (VecTy || IntTy)
2257       assert(CanSROA);
2258     return CanSROA;
2259   }
2260
2261 private:
2262   // Make sure the other visit overloads are visible.
2263   using Base::visit;
2264
2265   // Every instruction which can end up as a user must have a rewrite rule.
2266   bool visitInstruction(Instruction &I) {
2267     DEBUG(dbgs() << "    !!!! Cannot rewrite: " << I << "\n");
2268     llvm_unreachable("No rewrite rule for this instruction!");
2269   }
2270
2271   Value *getNewAllocaSlicePtr(IRBuilderTy &IRB, Type *PointerTy) {
2272     // Note that the offset computation can use BeginOffset or NewBeginOffset
2273     // interchangeably for unsplit slices.
2274     assert(IsSplit || BeginOffset == NewBeginOffset);
2275     uint64_t Offset = NewBeginOffset - NewAllocaBeginOffset;
2276
2277 #ifndef NDEBUG
2278     StringRef OldName = OldPtr->getName();
2279     // Skip through the last '.sroa.' component of the name.
2280     size_t LastSROAPrefix = OldName.rfind(".sroa.");
2281     if (LastSROAPrefix != StringRef::npos) {
2282       OldName = OldName.substr(LastSROAPrefix + strlen(".sroa."));
2283       // Look for an SROA slice index.
2284       size_t IndexEnd = OldName.find_first_not_of("0123456789");
2285       if (IndexEnd != StringRef::npos && OldName[IndexEnd] == '.') {
2286         // Strip the index and look for the offset.
2287         OldName = OldName.substr(IndexEnd + 1);
2288         size_t OffsetEnd = OldName.find_first_not_of("0123456789");
2289         if (OffsetEnd != StringRef::npos && OldName[OffsetEnd] == '.')
2290           // Strip the offset.
2291           OldName = OldName.substr(OffsetEnd + 1);
2292       }
2293     }
2294     // Strip any SROA suffixes as well.
2295     OldName = OldName.substr(0, OldName.find(".sroa_"));
2296 #endif
2297
2298     return getAdjustedPtr(IRB, DL, &NewAI,
2299                           APInt(DL.getPointerTypeSizeInBits(PointerTy), Offset),
2300                           PointerTy,
2301 #ifndef NDEBUG
2302                           Twine(OldName) + "."
2303 #else
2304                           Twine()
2305 #endif
2306                           );
2307   }
2308
2309   /// \brief Compute suitable alignment to access this slice of the *new*
2310   /// alloca.
2311   ///
2312   /// You can optionally pass a type to this routine and if that type's ABI
2313   /// alignment is itself suitable, this will return zero.
2314   unsigned getSliceAlign(Type *Ty = nullptr) {
2315     unsigned NewAIAlign = NewAI.getAlignment();
2316     if (!NewAIAlign)
2317       NewAIAlign = DL.getABITypeAlignment(NewAI.getAllocatedType());
2318     unsigned Align =
2319         MinAlign(NewAIAlign, NewBeginOffset - NewAllocaBeginOffset);
2320     return (Ty && Align == DL.getABITypeAlignment(Ty)) ? 0 : Align;
2321   }
2322
2323   unsigned getIndex(uint64_t Offset) {
2324     assert(VecTy && "Can only call getIndex when rewriting a vector");
2325     uint64_t RelOffset = Offset - NewAllocaBeginOffset;
2326     assert(RelOffset / ElementSize < UINT32_MAX && "Index out of bounds");
2327     uint32_t Index = RelOffset / ElementSize;
2328     assert(Index * ElementSize == RelOffset);
2329     return Index;
2330   }
2331
2332   void deleteIfTriviallyDead(Value *V) {
2333     Instruction *I = cast<Instruction>(V);
2334     if (isInstructionTriviallyDead(I))
2335       Pass.DeadInsts.insert(I);
2336   }
2337
2338   Value *rewriteVectorizedLoadInst() {
2339     unsigned BeginIndex = getIndex(NewBeginOffset);
2340     unsigned EndIndex = getIndex(NewEndOffset);
2341     assert(EndIndex > BeginIndex && "Empty vector!");
2342
2343     Value *V = IRB.CreateAlignedLoad(&NewAI, NewAI.getAlignment(), "load");
2344     return extractVector(IRB, V, BeginIndex, EndIndex, "vec");
2345   }
2346
2347   Value *rewriteIntegerLoad(LoadInst &LI) {
2348     assert(IntTy && "We cannot insert an integer to the alloca");
2349     assert(!LI.isVolatile());
2350     Value *V = IRB.CreateAlignedLoad(&NewAI, NewAI.getAlignment(), "load");
2351     V = convertValue(DL, IRB, V, IntTy);
2352     assert(NewBeginOffset >= NewAllocaBeginOffset && "Out of bounds offset");
2353     uint64_t Offset = NewBeginOffset - NewAllocaBeginOffset;
2354     if (Offset > 0 || NewEndOffset < NewAllocaEndOffset) {
2355       IntegerType *ExtractTy = Type::getIntNTy(LI.getContext(), SliceSize * 8);
2356       V = extractInteger(DL, IRB, V, ExtractTy, Offset, "extract");
2357     }
2358     // It is possible that the extracted type is not the load type. This
2359     // happens if there is a load past the end of the alloca, and as
2360     // a consequence the slice is narrower but still a candidate for integer
2361     // lowering. To handle this case, we just zero extend the extracted
2362     // integer.
2363     assert(cast<IntegerType>(LI.getType())->getBitWidth() >= SliceSize * 8 &&
2364            "Can only handle an extract for an overly wide load");
2365     if (cast<IntegerType>(LI.getType())->getBitWidth() > SliceSize * 8)
2366       V = IRB.CreateZExt(V, LI.getType());
2367     return V;
2368   }
2369
2370   bool visitLoadInst(LoadInst &LI) {
2371     DEBUG(dbgs() << "    original: " << LI << "\n");
2372     Value *OldOp = LI.getOperand(0);
2373     assert(OldOp == OldPtr);
2374
2375     unsigned AS = LI.getPointerAddressSpace();
2376
2377     Type *TargetTy = IsSplit ? Type::getIntNTy(LI.getContext(), SliceSize * 8)
2378                              : LI.getType();
2379     const bool IsLoadPastEnd = DL.getTypeStoreSize(TargetTy) > SliceSize;
2380     bool IsPtrAdjusted = false;
2381     Value *V;
2382     if (VecTy) {
2383       V = rewriteVectorizedLoadInst();
2384     } else if (IntTy && LI.getType()->isIntegerTy()) {
2385       V = rewriteIntegerLoad(LI);
2386     } else if (NewBeginOffset == NewAllocaBeginOffset &&
2387                NewEndOffset == NewAllocaEndOffset &&
2388                (canConvertValue(DL, NewAllocaTy, TargetTy) ||
2389                 (IsLoadPastEnd && NewAllocaTy->isIntegerTy() &&
2390                  TargetTy->isIntegerTy()))) {
2391       LoadInst *NewLI = IRB.CreateAlignedLoad(&NewAI, NewAI.getAlignment(),
2392                                               LI.isVolatile(), LI.getName());
2393       if (LI.isVolatile())
2394         NewLI->setAtomic(LI.getOrdering(), LI.getSynchScope());
2395
2396       // Try to preserve nonnull metadata
2397       if (TargetTy->isPointerTy())
2398         NewLI->copyMetadata(LI, LLVMContext::MD_nonnull);
2399       V = NewLI;
2400
2401       // If this is an integer load past the end of the slice (which means the
2402       // bytes outside the slice are undef or this load is dead) just forcibly
2403       // fix the integer size with correct handling of endianness.
2404       if (auto *AITy = dyn_cast<IntegerType>(NewAllocaTy))
2405         if (auto *TITy = dyn_cast<IntegerType>(TargetTy))
2406           if (AITy->getBitWidth() < TITy->getBitWidth()) {
2407             V = IRB.CreateZExt(V, TITy, "load.ext");
2408             if (DL.isBigEndian())
2409               V = IRB.CreateShl(V, TITy->getBitWidth() - AITy->getBitWidth(),
2410                                 "endian_shift");
2411           }
2412     } else {
2413       Type *LTy = TargetTy->getPointerTo(AS);
2414       LoadInst *NewLI = IRB.CreateAlignedLoad(getNewAllocaSlicePtr(IRB, LTy),
2415                                               getSliceAlign(TargetTy),
2416                                               LI.isVolatile(), LI.getName());
2417       if (LI.isVolatile())
2418         NewLI->setAtomic(LI.getOrdering(), LI.getSynchScope());
2419
2420       V = NewLI;
2421       IsPtrAdjusted = true;
2422     }
2423     V = convertValue(DL, IRB, V, TargetTy);
2424
2425     if (IsSplit) {
2426       assert(!LI.isVolatile());
2427       assert(LI.getType()->isIntegerTy() &&
2428              "Only integer type loads and stores are split");
2429       assert(SliceSize < DL.getTypeStoreSize(LI.getType()) &&
2430              "Split load isn't smaller than original load");
2431       assert(LI.getType()->getIntegerBitWidth() ==
2432                  DL.getTypeStoreSizeInBits(LI.getType()) &&
2433              "Non-byte-multiple bit width");
2434       // Move the insertion point just past the load so that we can refer to it.
2435       IRB.SetInsertPoint(&*std::next(BasicBlock::iterator(&LI)));
2436       // Create a placeholder value with the same type as LI to use as the
2437       // basis for the new value. This allows us to replace the uses of LI with
2438       // the computed value, and then replace the placeholder with LI, leaving
2439       // LI only used for this computation.
2440       Value *Placeholder =
2441           new LoadInst(UndefValue::get(LI.getType()->getPointerTo(AS)));
2442       V = insertInteger(DL, IRB, Placeholder, V, NewBeginOffset - BeginOffset,
2443                         "insert");
2444       LI.replaceAllUsesWith(V);
2445       Placeholder->replaceAllUsesWith(&LI);
2446       Placeholder->deleteValue();
2447     } else {
2448       LI.replaceAllUsesWith(V);
2449     }
2450
2451     Pass.DeadInsts.insert(&LI);
2452     deleteIfTriviallyDead(OldOp);
2453     DEBUG(dbgs() << "          to: " << *V << "\n");
2454     return !LI.isVolatile() && !IsPtrAdjusted;
2455   }
2456
2457   bool rewriteVectorizedStoreInst(Value *V, StoreInst &SI, Value *OldOp) {
2458     if (V->getType() != VecTy) {
2459       unsigned BeginIndex = getIndex(NewBeginOffset);
2460       unsigned EndIndex = getIndex(NewEndOffset);
2461       assert(EndIndex > BeginIndex && "Empty vector!");
2462       unsigned NumElements = EndIndex - BeginIndex;
2463       assert(NumElements <= VecTy->getNumElements() && "Too many elements!");
2464       Type *SliceTy = (NumElements == 1)
2465                           ? ElementTy
2466                           : VectorType::get(ElementTy, NumElements);
2467       if (V->getType() != SliceTy)
2468         V = convertValue(DL, IRB, V, SliceTy);
2469
2470       // Mix in the existing elements.
2471       Value *Old = IRB.CreateAlignedLoad(&NewAI, NewAI.getAlignment(), "load");
2472       V = insertVector(IRB, Old, V, BeginIndex, "vec");
2473     }
2474     StoreInst *Store = IRB.CreateAlignedStore(V, &NewAI, NewAI.getAlignment());
2475     Pass.DeadInsts.insert(&SI);
2476
2477     (void)Store;
2478     DEBUG(dbgs() << "          to: " << *Store << "\n");
2479     return true;
2480   }
2481
2482   bool rewriteIntegerStore(Value *V, StoreInst &SI) {
2483     assert(IntTy && "We cannot extract an integer from the alloca");
2484     assert(!SI.isVolatile());
2485     if (DL.getTypeSizeInBits(V->getType()) != IntTy->getBitWidth()) {
2486       Value *Old =
2487           IRB.CreateAlignedLoad(&NewAI, NewAI.getAlignment(), "oldload");
2488       Old = convertValue(DL, IRB, Old, IntTy);
2489       assert(BeginOffset >= NewAllocaBeginOffset && "Out of bounds offset");
2490       uint64_t Offset = BeginOffset - NewAllocaBeginOffset;
2491       V = insertInteger(DL, IRB, Old, SI.getValueOperand(), Offset, "insert");
2492     }
2493     V = convertValue(DL, IRB, V, NewAllocaTy);
2494     StoreInst *Store = IRB.CreateAlignedStore(V, &NewAI, NewAI.getAlignment());
2495     Store->copyMetadata(SI, LLVMContext::MD_mem_parallel_loop_access);
2496     Pass.DeadInsts.insert(&SI);
2497     DEBUG(dbgs() << "          to: " << *Store << "\n");
2498     return true;
2499   }
2500
2501   bool visitStoreInst(StoreInst &SI) {
2502     DEBUG(dbgs() << "    original: " << SI << "\n");
2503     Value *OldOp = SI.getOperand(1);
2504     assert(OldOp == OldPtr);
2505
2506     Value *V = SI.getValueOperand();
2507
2508     // Strip all inbounds GEPs and pointer casts to try to dig out any root
2509     // alloca that should be re-examined after promoting this alloca.
2510     if (V->getType()->isPointerTy())
2511       if (AllocaInst *AI = dyn_cast<AllocaInst>(V->stripInBoundsOffsets()))
2512         Pass.PostPromotionWorklist.insert(AI);
2513
2514     if (SliceSize < DL.getTypeStoreSize(V->getType())) {
2515       assert(!SI.isVolatile());
2516       assert(V->getType()->isIntegerTy() &&
2517              "Only integer type loads and stores are split");
2518       assert(V->getType()->getIntegerBitWidth() ==
2519                  DL.getTypeStoreSizeInBits(V->getType()) &&
2520              "Non-byte-multiple bit width");
2521       IntegerType *NarrowTy = Type::getIntNTy(SI.getContext(), SliceSize * 8);
2522       V = extractInteger(DL, IRB, V, NarrowTy, NewBeginOffset - BeginOffset,
2523                          "extract");
2524     }
2525
2526     if (VecTy)
2527       return rewriteVectorizedStoreInst(V, SI, OldOp);
2528     if (IntTy && V->getType()->isIntegerTy())
2529       return rewriteIntegerStore(V, SI);
2530
2531     const bool IsStorePastEnd = DL.getTypeStoreSize(V->getType()) > SliceSize;
2532     StoreInst *NewSI;
2533     if (NewBeginOffset == NewAllocaBeginOffset &&
2534         NewEndOffset == NewAllocaEndOffset &&
2535         (canConvertValue(DL, V->getType(), NewAllocaTy) ||
2536          (IsStorePastEnd && NewAllocaTy->isIntegerTy() &&
2537           V->getType()->isIntegerTy()))) {
2538       // If this is an integer store past the end of slice (and thus the bytes
2539       // past that point are irrelevant or this is unreachable), truncate the
2540       // value prior to storing.
2541       if (auto *VITy = dyn_cast<IntegerType>(V->getType()))
2542         if (auto *AITy = dyn_cast<IntegerType>(NewAllocaTy))
2543           if (VITy->getBitWidth() > AITy->getBitWidth()) {
2544             if (DL.isBigEndian())
2545               V = IRB.CreateLShr(V, VITy->getBitWidth() - AITy->getBitWidth(),
2546                                  "endian_shift");
2547             V = IRB.CreateTrunc(V, AITy, "load.trunc");
2548           }
2549
2550       V = convertValue(DL, IRB, V, NewAllocaTy);
2551       NewSI = IRB.CreateAlignedStore(V, &NewAI, NewAI.getAlignment(),
2552                                      SI.isVolatile());
2553     } else {
2554       unsigned AS = SI.getPointerAddressSpace();
2555       Value *NewPtr = getNewAllocaSlicePtr(IRB, V->getType()->getPointerTo(AS));
2556       NewSI = IRB.CreateAlignedStore(V, NewPtr, getSliceAlign(V->getType()),
2557                                      SI.isVolatile());
2558     }
2559     NewSI->copyMetadata(SI, LLVMContext::MD_mem_parallel_loop_access);
2560     if (SI.isVolatile())
2561       NewSI->setAtomic(SI.getOrdering(), SI.getSynchScope());
2562     Pass.DeadInsts.insert(&SI);
2563     deleteIfTriviallyDead(OldOp);
2564
2565     DEBUG(dbgs() << "          to: " << *NewSI << "\n");
2566     return NewSI->getPointerOperand() == &NewAI && !SI.isVolatile();
2567   }
2568
2569   /// \brief Compute an integer value from splatting an i8 across the given
2570   /// number of bytes.
2571   ///
2572   /// Note that this routine assumes an i8 is a byte. If that isn't true, don't
2573   /// call this routine.
2574   /// FIXME: Heed the advice above.
2575   ///
2576   /// \param V The i8 value to splat.
2577   /// \param Size The number of bytes in the output (assuming i8 is one byte)
2578   Value *getIntegerSplat(Value *V, unsigned Size) {
2579     assert(Size > 0 && "Expected a positive number of bytes.");
2580     IntegerType *VTy = cast<IntegerType>(V->getType());
2581     assert(VTy->getBitWidth() == 8 && "Expected an i8 value for the byte");
2582     if (Size == 1)
2583       return V;
2584
2585     Type *SplatIntTy = Type::getIntNTy(VTy->getContext(), Size * 8);
2586     V = IRB.CreateMul(
2587         IRB.CreateZExt(V, SplatIntTy, "zext"),
2588         ConstantExpr::getUDiv(
2589             Constant::getAllOnesValue(SplatIntTy),
2590             ConstantExpr::getZExt(Constant::getAllOnesValue(V->getType()),
2591                                   SplatIntTy)),
2592         "isplat");
2593     return V;
2594   }
2595
2596   /// \brief Compute a vector splat for a given element value.
2597   Value *getVectorSplat(Value *V, unsigned NumElements) {
2598     V = IRB.CreateVectorSplat(NumElements, V, "vsplat");
2599     DEBUG(dbgs() << "       splat: " << *V << "\n");
2600     return V;
2601   }
2602
2603   bool visitMemSetInst(MemSetInst &II) {
2604     DEBUG(dbgs() << "    original: " << II << "\n");
2605     assert(II.getRawDest() == OldPtr);
2606
2607     // If the memset has a variable size, it cannot be split, just adjust the
2608     // pointer to the new alloca.
2609     if (!isa<Constant>(II.getLength())) {
2610       assert(!IsSplit);
2611       assert(NewBeginOffset == BeginOffset);
2612       II.setDest(getNewAllocaSlicePtr(IRB, OldPtr->getType()));
2613       Type *CstTy = II.getAlignmentCst()->getType();
2614       II.setAlignment(ConstantInt::get(CstTy, getSliceAlign()));
2615
2616       deleteIfTriviallyDead(OldPtr);
2617       return false;
2618     }
2619
2620     // Record this instruction for deletion.
2621     Pass.DeadInsts.insert(&II);
2622
2623     Type *AllocaTy = NewAI.getAllocatedType();
2624     Type *ScalarTy = AllocaTy->getScalarType();
2625
2626     // If this doesn't map cleanly onto the alloca type, and that type isn't
2627     // a single value type, just emit a memset.
2628     if (!VecTy && !IntTy &&
2629         (BeginOffset > NewAllocaBeginOffset || EndOffset < NewAllocaEndOffset ||
2630          SliceSize != DL.getTypeStoreSize(AllocaTy) ||
2631          !AllocaTy->isSingleValueType() ||
2632          !DL.isLegalInteger(DL.getTypeSizeInBits(ScalarTy)) ||
2633          DL.getTypeSizeInBits(ScalarTy) % 8 != 0)) {
2634       Type *SizeTy = II.getLength()->getType();
2635       Constant *Size = ConstantInt::get(SizeTy, NewEndOffset - NewBeginOffset);
2636       CallInst *New = IRB.CreateMemSet(
2637           getNewAllocaSlicePtr(IRB, OldPtr->getType()), II.getValue(), Size,
2638           getSliceAlign(), II.isVolatile());
2639       (void)New;
2640       DEBUG(dbgs() << "          to: " << *New << "\n");
2641       return false;
2642     }
2643
2644     // If we can represent this as a simple value, we have to build the actual
2645     // value to store, which requires expanding the byte present in memset to
2646     // a sensible representation for the alloca type. This is essentially
2647     // splatting the byte to a sufficiently wide integer, splatting it across
2648     // any desired vector width, and bitcasting to the final type.
2649     Value *V;
2650
2651     if (VecTy) {
2652       // If this is a memset of a vectorized alloca, insert it.
2653       assert(ElementTy == ScalarTy);
2654
2655       unsigned BeginIndex = getIndex(NewBeginOffset);
2656       unsigned EndIndex = getIndex(NewEndOffset);
2657       assert(EndIndex > BeginIndex && "Empty vector!");
2658       unsigned NumElements = EndIndex - BeginIndex;
2659       assert(NumElements <= VecTy->getNumElements() && "Too many elements!");
2660
2661       Value *Splat =
2662           getIntegerSplat(II.getValue(), DL.getTypeSizeInBits(ElementTy) / 8);
2663       Splat = convertValue(DL, IRB, Splat, ElementTy);
2664       if (NumElements > 1)
2665         Splat = getVectorSplat(Splat, NumElements);
2666
2667       Value *Old =
2668           IRB.CreateAlignedLoad(&NewAI, NewAI.getAlignment(), "oldload");
2669       V = insertVector(IRB, Old, Splat, BeginIndex, "vec");
2670     } else if (IntTy) {
2671       // If this is a memset on an alloca where we can widen stores, insert the
2672       // set integer.
2673       assert(!II.isVolatile());
2674
2675       uint64_t Size = NewEndOffset - NewBeginOffset;
2676       V = getIntegerSplat(II.getValue(), Size);
2677
2678       if (IntTy && (BeginOffset != NewAllocaBeginOffset ||
2679                     EndOffset != NewAllocaBeginOffset)) {
2680         Value *Old =
2681             IRB.CreateAlignedLoad(&NewAI, NewAI.getAlignment(), "oldload");
2682         Old = convertValue(DL, IRB, Old, IntTy);
2683         uint64_t Offset = NewBeginOffset - NewAllocaBeginOffset;
2684         V = insertInteger(DL, IRB, Old, V, Offset, "insert");
2685       } else {
2686         assert(V->getType() == IntTy &&
2687                "Wrong type for an alloca wide integer!");
2688       }
2689       V = convertValue(DL, IRB, V, AllocaTy);
2690     } else {
2691       // Established these invariants above.
2692       assert(NewBeginOffset == NewAllocaBeginOffset);
2693       assert(NewEndOffset == NewAllocaEndOffset);
2694
2695       V = getIntegerSplat(II.getValue(), DL.getTypeSizeInBits(ScalarTy) / 8);
2696       if (VectorType *AllocaVecTy = dyn_cast<VectorType>(AllocaTy))
2697         V = getVectorSplat(V, AllocaVecTy->getNumElements());
2698
2699       V = convertValue(DL, IRB, V, AllocaTy);
2700     }
2701
2702     Value *New = IRB.CreateAlignedStore(V, &NewAI, NewAI.getAlignment(),
2703                                         II.isVolatile());
2704     (void)New;
2705     DEBUG(dbgs() << "          to: " << *New << "\n");
2706     return !II.isVolatile();
2707   }
2708
2709   bool visitMemTransferInst(MemTransferInst &II) {
2710     // Rewriting of memory transfer instructions can be a bit tricky. We break
2711     // them into two categories: split intrinsics and unsplit intrinsics.
2712
2713     DEBUG(dbgs() << "    original: " << II << "\n");
2714
2715     bool IsDest = &II.getRawDestUse() == OldUse;
2716     assert((IsDest && II.getRawDest() == OldPtr) ||
2717            (!IsDest && II.getRawSource() == OldPtr));
2718
2719     unsigned SliceAlign = getSliceAlign();
2720
2721     // For unsplit intrinsics, we simply modify the source and destination
2722     // pointers in place. This isn't just an optimization, it is a matter of
2723     // correctness. With unsplit intrinsics we may be dealing with transfers
2724     // within a single alloca before SROA ran, or with transfers that have
2725     // a variable length. We may also be dealing with memmove instead of
2726     // memcpy, and so simply updating the pointers is the necessary for us to
2727     // update both source and dest of a single call.
2728     if (!IsSplittable) {
2729       Value *AdjustedPtr = getNewAllocaSlicePtr(IRB, OldPtr->getType());
2730       if (IsDest)
2731         II.setDest(AdjustedPtr);
2732       else
2733         II.setSource(AdjustedPtr);
2734
2735       if (II.getAlignment() > SliceAlign) {
2736         Type *CstTy = II.getAlignmentCst()->getType();
2737         II.setAlignment(
2738             ConstantInt::get(CstTy, MinAlign(II.getAlignment(), SliceAlign)));
2739       }
2740
2741       DEBUG(dbgs() << "          to: " << II << "\n");
2742       deleteIfTriviallyDead(OldPtr);
2743       return false;
2744     }
2745     // For split transfer intrinsics we have an incredibly useful assurance:
2746     // the source and destination do not reside within the same alloca, and at
2747     // least one of them does not escape. This means that we can replace
2748     // memmove with memcpy, and we don't need to worry about all manner of
2749     // downsides to splitting and transforming the operations.
2750
2751     // If this doesn't map cleanly onto the alloca type, and that type isn't
2752     // a single value type, just emit a memcpy.
2753     bool EmitMemCpy =
2754         !VecTy && !IntTy &&
2755         (BeginOffset > NewAllocaBeginOffset || EndOffset < NewAllocaEndOffset ||
2756          SliceSize != DL.getTypeStoreSize(NewAI.getAllocatedType()) ||
2757          !NewAI.getAllocatedType()->isSingleValueType());
2758
2759     // If we're just going to emit a memcpy, the alloca hasn't changed, and the
2760     // size hasn't been shrunk based on analysis of the viable range, this is
2761     // a no-op.
2762     if (EmitMemCpy && &OldAI == &NewAI) {
2763       // Ensure the start lines up.
2764       assert(NewBeginOffset == BeginOffset);
2765
2766       // Rewrite the size as needed.
2767       if (NewEndOffset != EndOffset)
2768         II.setLength(ConstantInt::get(II.getLength()->getType(),
2769                                       NewEndOffset - NewBeginOffset));
2770       return false;
2771     }
2772     // Record this instruction for deletion.
2773     Pass.DeadInsts.insert(&II);
2774
2775     // Strip all inbounds GEPs and pointer casts to try to dig out any root
2776     // alloca that should be re-examined after rewriting this instruction.
2777     Value *OtherPtr = IsDest ? II.getRawSource() : II.getRawDest();
2778     if (AllocaInst *AI =
2779             dyn_cast<AllocaInst>(OtherPtr->stripInBoundsOffsets())) {
2780       assert(AI != &OldAI && AI != &NewAI &&
2781              "Splittable transfers cannot reach the same alloca on both ends.");
2782       Pass.Worklist.insert(AI);
2783     }
2784
2785     Type *OtherPtrTy = OtherPtr->getType();
2786     unsigned OtherAS = OtherPtrTy->getPointerAddressSpace();
2787
2788     // Compute the relative offset for the other pointer within the transfer.
2789     unsigned IntPtrWidth = DL.getPointerSizeInBits(OtherAS);
2790     APInt OtherOffset(IntPtrWidth, NewBeginOffset - BeginOffset);
2791     unsigned OtherAlign = MinAlign(II.getAlignment() ? II.getAlignment() : 1,
2792                                    OtherOffset.zextOrTrunc(64).getZExtValue());
2793
2794     if (EmitMemCpy) {
2795       // Compute the other pointer, folding as much as possible to produce
2796       // a single, simple GEP in most cases.
2797       OtherPtr = getAdjustedPtr(IRB, DL, OtherPtr, OtherOffset, OtherPtrTy,
2798                                 OtherPtr->getName() + ".");
2799
2800       Value *OurPtr = getNewAllocaSlicePtr(IRB, OldPtr->getType());
2801       Type *SizeTy = II.getLength()->getType();
2802       Constant *Size = ConstantInt::get(SizeTy, NewEndOffset - NewBeginOffset);
2803
2804       CallInst *New = IRB.CreateMemCpy(
2805           IsDest ? OurPtr : OtherPtr, IsDest ? OtherPtr : OurPtr, Size,
2806           MinAlign(SliceAlign, OtherAlign), II.isVolatile());
2807       (void)New;
2808       DEBUG(dbgs() << "          to: " << *New << "\n");
2809       return false;
2810     }
2811
2812     bool IsWholeAlloca = NewBeginOffset == NewAllocaBeginOffset &&
2813                          NewEndOffset == NewAllocaEndOffset;
2814     uint64_t Size = NewEndOffset - NewBeginOffset;
2815     unsigned BeginIndex = VecTy ? getIndex(NewBeginOffset) : 0;
2816     unsigned EndIndex = VecTy ? getIndex(NewEndOffset) : 0;
2817     unsigned NumElements = EndIndex - BeginIndex;
2818     IntegerType *SubIntTy =
2819         IntTy ? Type::getIntNTy(IntTy->getContext(), Size * 8) : nullptr;
2820
2821     // Reset the other pointer type to match the register type we're going to
2822     // use, but using the address space of the original other pointer.
2823     if (VecTy && !IsWholeAlloca) {
2824       if (NumElements == 1)
2825         OtherPtrTy = VecTy->getElementType();
2826       else
2827         OtherPtrTy = VectorType::get(VecTy->getElementType(), NumElements);
2828
2829       OtherPtrTy = OtherPtrTy->getPointerTo(OtherAS);
2830     } else if (IntTy && !IsWholeAlloca) {
2831       OtherPtrTy = SubIntTy->getPointerTo(OtherAS);
2832     } else {
2833       OtherPtrTy = NewAllocaTy->getPointerTo(OtherAS);
2834     }
2835
2836     Value *SrcPtr = getAdjustedPtr(IRB, DL, OtherPtr, OtherOffset, OtherPtrTy,
2837                                    OtherPtr->getName() + ".");
2838     unsigned SrcAlign = OtherAlign;
2839     Value *DstPtr = &NewAI;
2840     unsigned DstAlign = SliceAlign;
2841     if (!IsDest) {
2842       std::swap(SrcPtr, DstPtr);
2843       std::swap(SrcAlign, DstAlign);
2844     }
2845
2846     Value *Src;
2847     if (VecTy && !IsWholeAlloca && !IsDest) {
2848       Src = IRB.CreateAlignedLoad(&NewAI, NewAI.getAlignment(), "load");
2849       Src = extractVector(IRB, Src, BeginIndex, EndIndex, "vec");
2850     } else if (IntTy && !IsWholeAlloca && !IsDest) {
2851       Src = IRB.CreateAlignedLoad(&NewAI, NewAI.getAlignment(), "load");
2852       Src = convertValue(DL, IRB, Src, IntTy);
2853       uint64_t Offset = NewBeginOffset - NewAllocaBeginOffset;
2854       Src = extractInteger(DL, IRB, Src, SubIntTy, Offset, "extract");
2855     } else {
2856       Src =
2857           IRB.CreateAlignedLoad(SrcPtr, SrcAlign, II.isVolatile(), "copyload");
2858     }
2859
2860     if (VecTy && !IsWholeAlloca && IsDest) {
2861       Value *Old =
2862           IRB.CreateAlignedLoad(&NewAI, NewAI.getAlignment(), "oldload");
2863       Src = insertVector(IRB, Old, Src, BeginIndex, "vec");
2864     } else if (IntTy && !IsWholeAlloca && IsDest) {
2865       Value *Old =
2866           IRB.CreateAlignedLoad(&NewAI, NewAI.getAlignment(), "oldload");
2867       Old = convertValue(DL, IRB, Old, IntTy);
2868       uint64_t Offset = NewBeginOffset - NewAllocaBeginOffset;
2869       Src = insertInteger(DL, IRB, Old, Src, Offset, "insert");
2870       Src = convertValue(DL, IRB, Src, NewAllocaTy);
2871     }
2872
2873     StoreInst *Store = cast<StoreInst>(
2874         IRB.CreateAlignedStore(Src, DstPtr, DstAlign, II.isVolatile()));
2875     (void)Store;
2876     DEBUG(dbgs() << "          to: " << *Store << "\n");
2877     return !II.isVolatile();
2878   }
2879
2880   bool visitIntrinsicInst(IntrinsicInst &II) {
2881     assert(II.getIntrinsicID() == Intrinsic::lifetime_start ||
2882            II.getIntrinsicID() == Intrinsic::lifetime_end);
2883     DEBUG(dbgs() << "    original: " << II << "\n");
2884     assert(II.getArgOperand(1) == OldPtr);
2885
2886     // Record this instruction for deletion.
2887     Pass.DeadInsts.insert(&II);
2888
2889     // Lifetime intrinsics are only promotable if they cover the whole alloca.
2890     // Therefore, we drop lifetime intrinsics which don't cover the whole
2891     // alloca.
2892     // (In theory, intrinsics which partially cover an alloca could be
2893     // promoted, but PromoteMemToReg doesn't handle that case.)
2894     // FIXME: Check whether the alloca is promotable before dropping the
2895     // lifetime intrinsics?
2896     if (NewBeginOffset != NewAllocaBeginOffset ||
2897         NewEndOffset != NewAllocaEndOffset)
2898       return true;
2899
2900     ConstantInt *Size =
2901         ConstantInt::get(cast<IntegerType>(II.getArgOperand(0)->getType()),
2902                          NewEndOffset - NewBeginOffset);
2903     Value *Ptr = getNewAllocaSlicePtr(IRB, OldPtr->getType());
2904     Value *New;
2905     if (II.getIntrinsicID() == Intrinsic::lifetime_start)
2906       New = IRB.CreateLifetimeStart(Ptr, Size);
2907     else
2908       New = IRB.CreateLifetimeEnd(Ptr, Size);
2909
2910     (void)New;
2911     DEBUG(dbgs() << "          to: " << *New << "\n");
2912
2913     return true;
2914   }
2915
2916   bool visitPHINode(PHINode &PN) {
2917     DEBUG(dbgs() << "    original: " << PN << "\n");
2918     assert(BeginOffset >= NewAllocaBeginOffset && "PHIs are unsplittable");
2919     assert(EndOffset <= NewAllocaEndOffset && "PHIs are unsplittable");
2920
2921     // We would like to compute a new pointer in only one place, but have it be
2922     // as local as possible to the PHI. To do that, we re-use the location of
2923     // the old pointer, which necessarily must be in the right position to
2924     // dominate the PHI.
2925     IRBuilderTy PtrBuilder(IRB);
2926     if (isa<PHINode>(OldPtr))
2927       PtrBuilder.SetInsertPoint(&*OldPtr->getParent()->getFirstInsertionPt());
2928     else
2929       PtrBuilder.SetInsertPoint(OldPtr);
2930     PtrBuilder.SetCurrentDebugLocation(OldPtr->getDebugLoc());
2931
2932     Value *NewPtr = getNewAllocaSlicePtr(PtrBuilder, OldPtr->getType());
2933     // Replace the operands which were using the old pointer.
2934     std::replace(PN.op_begin(), PN.op_end(), cast<Value>(OldPtr), NewPtr);
2935
2936     DEBUG(dbgs() << "          to: " << PN << "\n");
2937     deleteIfTriviallyDead(OldPtr);
2938
2939     // PHIs can't be promoted on their own, but often can be speculated. We
2940     // check the speculation outside of the rewriter so that we see the
2941     // fully-rewritten alloca.
2942     PHIUsers.insert(&PN);
2943     return true;
2944   }
2945
2946   bool visitSelectInst(SelectInst &SI) {
2947     DEBUG(dbgs() << "    original: " << SI << "\n");
2948     assert((SI.getTrueValue() == OldPtr || SI.getFalseValue() == OldPtr) &&
2949            "Pointer isn't an operand!");
2950     assert(BeginOffset >= NewAllocaBeginOffset && "Selects are unsplittable");
2951     assert(EndOffset <= NewAllocaEndOffset && "Selects are unsplittable");
2952
2953     Value *NewPtr = getNewAllocaSlicePtr(IRB, OldPtr->getType());
2954     // Replace the operands which were using the old pointer.
2955     if (SI.getOperand(1) == OldPtr)
2956       SI.setOperand(1, NewPtr);
2957     if (SI.getOperand(2) == OldPtr)
2958       SI.setOperand(2, NewPtr);
2959
2960     DEBUG(dbgs() << "          to: " << SI << "\n");
2961     deleteIfTriviallyDead(OldPtr);
2962
2963     // Selects can't be promoted on their own, but often can be speculated. We
2964     // check the speculation outside of the rewriter so that we see the
2965     // fully-rewritten alloca.
2966     SelectUsers.insert(&SI);
2967     return true;
2968   }
2969 };
2970
2971 namespace {
2972 /// \brief Visitor to rewrite aggregate loads and stores as scalar.
2973 ///
2974 /// This pass aggressively rewrites all aggregate loads and stores on
2975 /// a particular pointer (or any pointer derived from it which we can identify)
2976 /// with scalar loads and stores.
2977 class AggLoadStoreRewriter : public InstVisitor<AggLoadStoreRewriter, bool> {
2978   // Befriend the base class so it can delegate to private visit methods.
2979   friend class llvm::InstVisitor<AggLoadStoreRewriter, bool>;
2980
2981   /// Queue of pointer uses to analyze and potentially rewrite.
2982   SmallVector<Use *, 8> Queue;
2983
2984   /// Set to prevent us from cycling with phi nodes and loops.
2985   SmallPtrSet<User *, 8> Visited;
2986
2987   /// The current pointer use being rewritten. This is used to dig up the used
2988   /// value (as opposed to the user).
2989   Use *U;
2990
2991 public:
2992   /// Rewrite loads and stores through a pointer and all pointers derived from
2993   /// it.
2994   bool rewrite(Instruction &I) {
2995     DEBUG(dbgs() << "  Rewriting FCA loads and stores...\n");
2996     enqueueUsers(I);
2997     bool Changed = false;
2998     while (!Queue.empty()) {
2999       U = Queue.pop_back_val();
3000       Changed |= visit(cast<Instruction>(U->getUser()));
3001     }
3002     return Changed;
3003   }
3004
3005 private:
3006   /// Enqueue all the users of the given instruction for further processing.
3007   /// This uses a set to de-duplicate users.
3008   void enqueueUsers(Instruction &I) {
3009     for (Use &U : I.uses())
3010       if (Visited.insert(U.getUser()).second)
3011         Queue.push_back(&U);
3012   }
3013
3014   // Conservative default is to not rewrite anything.
3015   bool visitInstruction(Instruction &I) { return false; }
3016
3017   /// \brief Generic recursive split emission class.
3018   template <typename Derived> class OpSplitter {
3019   protected:
3020     /// The builder used to form new instructions.
3021     IRBuilderTy IRB;
3022     /// The indices which to be used with insert- or extractvalue to select the
3023     /// appropriate value within the aggregate.
3024     SmallVector<unsigned, 4> Indices;
3025     /// The indices to a GEP instruction which will move Ptr to the correct slot
3026     /// within the aggregate.
3027     SmallVector<Value *, 4> GEPIndices;
3028     /// The base pointer of the original op, used as a base for GEPing the
3029     /// split operations.
3030     Value *Ptr;
3031
3032     /// Initialize the splitter with an insertion point, Ptr and start with a
3033     /// single zero GEP index.
3034     OpSplitter(Instruction *InsertionPoint, Value *Ptr)
3035         : IRB(InsertionPoint), GEPIndices(1, IRB.getInt32(0)), Ptr(Ptr) {}
3036
3037   public:
3038     /// \brief Generic recursive split emission routine.
3039     ///
3040     /// This method recursively splits an aggregate op (load or store) into
3041     /// scalar or vector ops. It splits recursively until it hits a single value
3042     /// and emits that single value operation via the template argument.
3043     ///
3044     /// The logic of this routine relies on GEPs and insertvalue and
3045     /// extractvalue all operating with the same fundamental index list, merely
3046     /// formatted differently (GEPs need actual values).
3047     ///
3048     /// \param Ty  The type being split recursively into smaller ops.
3049     /// \param Agg The aggregate value being built up or stored, depending on
3050     /// whether this is splitting a load or a store respectively.
3051     void emitSplitOps(Type *Ty, Value *&Agg, const Twine &Name) {
3052       if (Ty->isSingleValueType())
3053         return static_cast<Derived *>(this)->emitFunc(Ty, Agg, Name);
3054
3055       if (ArrayType *ATy = dyn_cast<ArrayType>(Ty)) {
3056         unsigned OldSize = Indices.size();
3057         (void)OldSize;
3058         for (unsigned Idx = 0, Size = ATy->getNumElements(); Idx != Size;
3059              ++Idx) {
3060           assert(Indices.size() == OldSize && "Did not return to the old size");
3061           Indices.push_back(Idx);
3062           GEPIndices.push_back(IRB.getInt32(Idx));
3063           emitSplitOps(ATy->getElementType(), Agg, Name + "." + Twine(Idx));
3064           GEPIndices.pop_back();
3065           Indices.pop_back();
3066         }
3067         return;
3068       }
3069
3070       if (StructType *STy = dyn_cast<StructType>(Ty)) {
3071         unsigned OldSize = Indices.size();
3072         (void)OldSize;
3073         for (unsigned Idx = 0, Size = STy->getNumElements(); Idx != Size;
3074              ++Idx) {
3075           assert(Indices.size() == OldSize && "Did not return to the old size");
3076           Indices.push_back(Idx);
3077           GEPIndices.push_back(IRB.getInt32(Idx));
3078           emitSplitOps(STy->getElementType(Idx), Agg, Name + "." + Twine(Idx));
3079           GEPIndices.pop_back();
3080           Indices.pop_back();
3081         }
3082         return;
3083       }
3084
3085       llvm_unreachable("Only arrays and structs are aggregate loadable types");
3086     }
3087   };
3088
3089   struct LoadOpSplitter : public OpSplitter<LoadOpSplitter> {
3090     LoadOpSplitter(Instruction *InsertionPoint, Value *Ptr)
3091         : OpSplitter<LoadOpSplitter>(InsertionPoint, Ptr) {}
3092
3093     /// Emit a leaf load of a single value. This is called at the leaves of the
3094     /// recursive emission to actually load values.
3095     void emitFunc(Type *Ty, Value *&Agg, const Twine &Name) {
3096       assert(Ty->isSingleValueType());
3097       // Load the single value and insert it using the indices.
3098       Value *GEP =
3099           IRB.CreateInBoundsGEP(nullptr, Ptr, GEPIndices, Name + ".gep");
3100       Value *Load = IRB.CreateLoad(GEP, Name + ".load");
3101       Agg = IRB.CreateInsertValue(Agg, Load, Indices, Name + ".insert");
3102       DEBUG(dbgs() << "          to: " << *Load << "\n");
3103     }
3104   };
3105
3106   bool visitLoadInst(LoadInst &LI) {
3107     assert(LI.getPointerOperand() == *U);
3108     if (!LI.isSimple() || LI.getType()->isSingleValueType())
3109       return false;
3110
3111     // We have an aggregate being loaded, split it apart.
3112     DEBUG(dbgs() << "    original: " << LI << "\n");
3113     LoadOpSplitter Splitter(&LI, *U);
3114     Value *V = UndefValue::get(LI.getType());
3115     Splitter.emitSplitOps(LI.getType(), V, LI.getName() + ".fca");
3116     LI.replaceAllUsesWith(V);
3117     LI.eraseFromParent();
3118     return true;
3119   }
3120
3121   struct StoreOpSplitter : public OpSplitter<StoreOpSplitter> {
3122     StoreOpSplitter(Instruction *InsertionPoint, Value *Ptr)
3123         : OpSplitter<StoreOpSplitter>(InsertionPoint, Ptr) {}
3124
3125     /// Emit a leaf store of a single value. This is called at the leaves of the
3126     /// recursive emission to actually produce stores.
3127     void emitFunc(Type *Ty, Value *&Agg, const Twine &Name) {
3128       assert(Ty->isSingleValueType());
3129       // Extract the single value and store it using the indices.
3130       //
3131       // The gep and extractvalue values are factored out of the CreateStore
3132       // call to make the output independent of the argument evaluation order.
3133       Value *ExtractValue =
3134           IRB.CreateExtractValue(Agg, Indices, Name + ".extract");
3135       Value *InBoundsGEP =
3136           IRB.CreateInBoundsGEP(nullptr, Ptr, GEPIndices, Name + ".gep");
3137       Value *Store = IRB.CreateStore(ExtractValue, InBoundsGEP);
3138       (void)Store;
3139       DEBUG(dbgs() << "          to: " << *Store << "\n");
3140     }
3141   };
3142
3143   bool visitStoreInst(StoreInst &SI) {
3144     if (!SI.isSimple() || SI.getPointerOperand() != *U)
3145       return false;
3146     Value *V = SI.getValueOperand();
3147     if (V->getType()->isSingleValueType())
3148       return false;
3149
3150     // We have an aggregate being stored, split it apart.
3151     DEBUG(dbgs() << "    original: " << SI << "\n");
3152     StoreOpSplitter Splitter(&SI, *U);
3153     Splitter.emitSplitOps(V->getType(), V, V->getName() + ".fca");
3154     SI.eraseFromParent();
3155     return true;
3156   }
3157
3158   bool visitBitCastInst(BitCastInst &BC) {
3159     enqueueUsers(BC);
3160     return false;
3161   }
3162
3163   bool visitGetElementPtrInst(GetElementPtrInst &GEPI) {
3164     enqueueUsers(GEPI);
3165     return false;
3166   }
3167
3168   bool visitPHINode(PHINode &PN) {
3169     enqueueUsers(PN);
3170     return false;
3171   }
3172
3173   bool visitSelectInst(SelectInst &SI) {
3174     enqueueUsers(SI);
3175     return false;
3176   }
3177 };
3178 }
3179
3180 /// \brief Strip aggregate type wrapping.
3181 ///
3182 /// This removes no-op aggregate types wrapping an underlying type. It will
3183 /// strip as many layers of types as it can without changing either the type
3184 /// size or the allocated size.
3185 static Type *stripAggregateTypeWrapping(const DataLayout &DL, Type *Ty) {
3186   if (Ty->isSingleValueType())
3187     return Ty;
3188
3189   uint64_t AllocSize = DL.getTypeAllocSize(Ty);
3190   uint64_t TypeSize = DL.getTypeSizeInBits(Ty);
3191
3192   Type *InnerTy;
3193   if (ArrayType *ArrTy = dyn_cast<ArrayType>(Ty)) {
3194     InnerTy = ArrTy->getElementType();
3195   } else if (StructType *STy = dyn_cast<StructType>(Ty)) {
3196     const StructLayout *SL = DL.getStructLayout(STy);
3197     unsigned Index = SL->getElementContainingOffset(0);
3198     InnerTy = STy->getElementType(Index);
3199   } else {
3200     return Ty;
3201   }
3202
3203   if (AllocSize > DL.getTypeAllocSize(InnerTy) ||
3204       TypeSize > DL.getTypeSizeInBits(InnerTy))
3205     return Ty;
3206
3207   return stripAggregateTypeWrapping(DL, InnerTy);
3208 }
3209
3210 /// \brief Try to find a partition of the aggregate type passed in for a given
3211 /// offset and size.
3212 ///
3213 /// This recurses through the aggregate type and tries to compute a subtype
3214 /// based on the offset and size. When the offset and size span a sub-section
3215 /// of an array, it will even compute a new array type for that sub-section,
3216 /// and the same for structs.
3217 ///
3218 /// Note that this routine is very strict and tries to find a partition of the
3219 /// type which produces the *exact* right offset and size. It is not forgiving
3220 /// when the size or offset cause either end of type-based partition to be off.
3221 /// Also, this is a best-effort routine. It is reasonable to give up and not
3222 /// return a type if necessary.
3223 static Type *getTypePartition(const DataLayout &DL, Type *Ty, uint64_t Offset,
3224                               uint64_t Size) {
3225   if (Offset == 0 && DL.getTypeAllocSize(Ty) == Size)
3226     return stripAggregateTypeWrapping(DL, Ty);
3227   if (Offset > DL.getTypeAllocSize(Ty) ||
3228       (DL.getTypeAllocSize(Ty) - Offset) < Size)
3229     return nullptr;
3230
3231   if (SequentialType *SeqTy = dyn_cast<SequentialType>(Ty)) {
3232     Type *ElementTy = SeqTy->getElementType();
3233     uint64_t ElementSize = DL.getTypeAllocSize(ElementTy);
3234     uint64_t NumSkippedElements = Offset / ElementSize;
3235     if (NumSkippedElements >= SeqTy->getNumElements())
3236       return nullptr;
3237     Offset -= NumSkippedElements * ElementSize;
3238
3239     // First check if we need to recurse.
3240     if (Offset > 0 || Size < ElementSize) {
3241       // Bail if the partition ends in a different array element.
3242       if ((Offset + Size) > ElementSize)
3243         return nullptr;
3244       // Recurse through the element type trying to peel off offset bytes.
3245       return getTypePartition(DL, ElementTy, Offset, Size);
3246     }
3247     assert(Offset == 0);
3248
3249     if (Size == ElementSize)
3250       return stripAggregateTypeWrapping(DL, ElementTy);
3251     assert(Size > ElementSize);
3252     uint64_t NumElements = Size / ElementSize;
3253     if (NumElements * ElementSize != Size)
3254       return nullptr;
3255     return ArrayType::get(ElementTy, NumElements);
3256   }
3257
3258   StructType *STy = dyn_cast<StructType>(Ty);
3259   if (!STy)
3260     return nullptr;
3261
3262   const StructLayout *SL = DL.getStructLayout(STy);
3263   if (Offset >= SL->getSizeInBytes())
3264     return nullptr;
3265   uint64_t EndOffset = Offset + Size;
3266   if (EndOffset > SL->getSizeInBytes())
3267     return nullptr;
3268
3269   unsigned Index = SL->getElementContainingOffset(Offset);
3270   Offset -= SL->getElementOffset(Index);
3271
3272   Type *ElementTy = STy->getElementType(Index);
3273   uint64_t ElementSize = DL.getTypeAllocSize(ElementTy);
3274   if (Offset >= ElementSize)
3275     return nullptr; // The offset points into alignment padding.
3276
3277   // See if any partition must be contained by the element.
3278   if (Offset > 0 || Size < ElementSize) {
3279     if ((Offset + Size) > ElementSize)
3280       return nullptr;
3281     return getTypePartition(DL, ElementTy, Offset, Size);
3282   }
3283   assert(Offset == 0);
3284
3285   if (Size == ElementSize)
3286     return stripAggregateTypeWrapping(DL, ElementTy);
3287
3288   StructType::element_iterator EI = STy->element_begin() + Index,
3289                                EE = STy->element_end();
3290   if (EndOffset < SL->getSizeInBytes()) {
3291     unsigned EndIndex = SL->getElementContainingOffset(EndOffset);
3292     if (Index == EndIndex)
3293       return nullptr; // Within a single element and its padding.
3294
3295     // Don't try to form "natural" types if the elements don't line up with the
3296     // expected size.
3297     // FIXME: We could potentially recurse down through the last element in the
3298     // sub-struct to find a natural end point.
3299     if (SL->getElementOffset(EndIndex) != EndOffset)
3300       return nullptr;
3301
3302     assert(Index < EndIndex);
3303     EE = STy->element_begin() + EndIndex;
3304   }
3305
3306   // Try to build up a sub-structure.
3307   StructType *SubTy =
3308       StructType::get(STy->getContext(), makeArrayRef(EI, EE), STy->isPacked());
3309   const StructLayout *SubSL = DL.getStructLayout(SubTy);
3310   if (Size != SubSL->getSizeInBytes())
3311     return nullptr; // The sub-struct doesn't have quite the size needed.
3312
3313   return SubTy;
3314 }
3315
3316 /// \brief Pre-split loads and stores to simplify rewriting.
3317 ///
3318 /// We want to break up the splittable load+store pairs as much as
3319 /// possible. This is important to do as a preprocessing step, as once we
3320 /// start rewriting the accesses to partitions of the alloca we lose the
3321 /// necessary information to correctly split apart paired loads and stores
3322 /// which both point into this alloca. The case to consider is something like
3323 /// the following:
3324 ///
3325 ///   %a = alloca [12 x i8]
3326 ///   %gep1 = getelementptr [12 x i8]* %a, i32 0, i32 0
3327 ///   %gep2 = getelementptr [12 x i8]* %a, i32 0, i32 4
3328 ///   %gep3 = getelementptr [12 x i8]* %a, i32 0, i32 8
3329 ///   %iptr1 = bitcast i8* %gep1 to i64*
3330 ///   %iptr2 = bitcast i8* %gep2 to i64*
3331 ///   %fptr1 = bitcast i8* %gep1 to float*
3332 ///   %fptr2 = bitcast i8* %gep2 to float*
3333 ///   %fptr3 = bitcast i8* %gep3 to float*
3334 ///   store float 0.0, float* %fptr1
3335 ///   store float 1.0, float* %fptr2
3336 ///   %v = load i64* %iptr1
3337 ///   store i64 %v, i64* %iptr2
3338 ///   %f1 = load float* %fptr2
3339 ///   %f2 = load float* %fptr3
3340 ///
3341 /// Here we want to form 3 partitions of the alloca, each 4 bytes large, and
3342 /// promote everything so we recover the 2 SSA values that should have been
3343 /// there all along.
3344 ///
3345 /// \returns true if any changes are made.
3346 bool SROA::presplitLoadsAndStores(AllocaInst &AI, AllocaSlices &AS) {
3347   DEBUG(dbgs() << "Pre-splitting loads and stores\n");
3348
3349   // Track the loads and stores which are candidates for pre-splitting here, in
3350   // the order they first appear during the partition scan. These give stable
3351   // iteration order and a basis for tracking which loads and stores we
3352   // actually split.
3353   SmallVector<LoadInst *, 4> Loads;
3354   SmallVector<StoreInst *, 4> Stores;
3355
3356   // We need to accumulate the splits required of each load or store where we
3357   // can find them via a direct lookup. This is important to cross-check loads
3358   // and stores against each other. We also track the slice so that we can kill
3359   // all the slices that end up split.
3360   struct SplitOffsets {
3361     Slice *S;
3362     std::vector<uint64_t> Splits;
3363   };
3364   SmallDenseMap<Instruction *, SplitOffsets, 8> SplitOffsetsMap;
3365
3366   // Track loads out of this alloca which cannot, for any reason, be pre-split.
3367   // This is important as we also cannot pre-split stores of those loads!
3368   // FIXME: This is all pretty gross. It means that we can be more aggressive
3369   // in pre-splitting when the load feeding the store happens to come from
3370   // a separate alloca. Put another way, the effectiveness of SROA would be
3371   // decreased by a frontend which just concatenated all of its local allocas
3372   // into one big flat alloca. But defeating such patterns is exactly the job
3373   // SROA is tasked with! Sadly, to not have this discrepancy we would have
3374   // change store pre-splitting to actually force pre-splitting of the load
3375   // that feeds it *and all stores*. That makes pre-splitting much harder, but
3376   // maybe it would make it more principled?
3377   SmallPtrSet<LoadInst *, 8> UnsplittableLoads;
3378
3379   DEBUG(dbgs() << "  Searching for candidate loads and stores\n");
3380   for (auto &P : AS.partitions()) {
3381     for (Slice &S : P) {
3382       Instruction *I = cast<Instruction>(S.getUse()->getUser());
3383       if (!S.isSplittable() || S.endOffset() <= P.endOffset()) {
3384         // If this is a load we have to track that it can't participate in any
3385         // pre-splitting. If this is a store of a load we have to track that
3386         // that load also can't participate in any pre-splitting.
3387         if (auto *LI = dyn_cast<LoadInst>(I))
3388           UnsplittableLoads.insert(LI);
3389         else if (auto *SI = dyn_cast<StoreInst>(I))
3390           if (auto *LI = dyn_cast<LoadInst>(SI->getValueOperand()))
3391             UnsplittableLoads.insert(LI);
3392         continue;
3393       }
3394       assert(P.endOffset() > S.beginOffset() &&
3395              "Empty or backwards partition!");
3396
3397       // Determine if this is a pre-splittable slice.
3398       if (auto *LI = dyn_cast<LoadInst>(I)) {
3399         assert(!LI->isVolatile() && "Cannot split volatile loads!");
3400
3401         // The load must be used exclusively to store into other pointers for
3402         // us to be able to arbitrarily pre-split it. The stores must also be
3403         // simple to avoid changing semantics.
3404         auto IsLoadSimplyStored = [](LoadInst *LI) {
3405           for (User *LU : LI->users()) {
3406             auto *SI = dyn_cast<StoreInst>(LU);
3407             if (!SI || !SI->isSimple())
3408               return false;
3409           }
3410           return true;
3411         };
3412         if (!IsLoadSimplyStored(LI)) {
3413           UnsplittableLoads.insert(LI);
3414           continue;
3415         }
3416
3417         Loads.push_back(LI);
3418       } else if (auto *SI = dyn_cast<StoreInst>(I)) {
3419         if (S.getUse() != &SI->getOperandUse(SI->getPointerOperandIndex()))
3420           // Skip stores *of* pointers. FIXME: This shouldn't even be possible!
3421           continue;
3422         auto *StoredLoad = dyn_cast<LoadInst>(SI->getValueOperand());
3423         if (!StoredLoad || !StoredLoad->isSimple())
3424           continue;
3425         assert(!SI->isVolatile() && "Cannot split volatile stores!");
3426
3427         Stores.push_back(SI);
3428       } else {
3429         // Other uses cannot be pre-split.
3430         continue;
3431       }
3432
3433       // Record the initial split.
3434       DEBUG(dbgs() << "    Candidate: " << *I << "\n");
3435       auto &Offsets = SplitOffsetsMap[I];
3436       assert(Offsets.Splits.empty() &&
3437              "Should not have splits the first time we see an instruction!");
3438       Offsets.S = &S;
3439       Offsets.Splits.push_back(P.endOffset() - S.beginOffset());
3440     }
3441
3442     // Now scan the already split slices, and add a split for any of them which
3443     // we're going to pre-split.
3444     for (Slice *S : P.splitSliceTails()) {
3445       auto SplitOffsetsMapI =
3446           SplitOffsetsMap.find(cast<Instruction>(S->getUse()->getUser()));
3447       if (SplitOffsetsMapI == SplitOffsetsMap.end())
3448         continue;
3449       auto &Offsets = SplitOffsetsMapI->second;
3450
3451       assert(Offsets.S == S && "Found a mismatched slice!");
3452       assert(!Offsets.Splits.empty() &&
3453              "Cannot have an empty set of splits on the second partition!");
3454       assert(Offsets.Splits.back() ==
3455                  P.beginOffset() - Offsets.S->beginOffset() &&
3456              "Previous split does not end where this one begins!");
3457
3458       // Record each split. The last partition's end isn't needed as the size
3459       // of the slice dictates that.
3460       if (S->endOffset() > P.endOffset())
3461         Offsets.Splits.push_back(P.endOffset() - Offsets.S->beginOffset());
3462     }
3463   }
3464
3465   // We may have split loads where some of their stores are split stores. For
3466   // such loads and stores, we can only pre-split them if their splits exactly
3467   // match relative to their starting offset. We have to verify this prior to
3468   // any rewriting.
3469   Stores.erase(
3470       remove_if(Stores,
3471                 [&UnsplittableLoads, &SplitOffsetsMap](StoreInst *SI) {
3472                   // Lookup the load we are storing in our map of split
3473                   // offsets.
3474                   auto *LI = cast<LoadInst>(SI->getValueOperand());
3475                   // If it was completely unsplittable, then we're done,
3476                   // and this store can't be pre-split.
3477                   if (UnsplittableLoads.count(LI))
3478                     return true;
3479
3480                   auto LoadOffsetsI = SplitOffsetsMap.find(LI);
3481                   if (LoadOffsetsI == SplitOffsetsMap.end())
3482                     return false; // Unrelated loads are definitely safe.
3483                   auto &LoadOffsets = LoadOffsetsI->second;
3484
3485                   // Now lookup the store's offsets.
3486                   auto &StoreOffsets = SplitOffsetsMap[SI];
3487
3488                   // If the relative offsets of each split in the load and
3489                   // store match exactly, then we can split them and we
3490                   // don't need to remove them here.
3491                   if (LoadOffsets.Splits == StoreOffsets.Splits)
3492                     return false;
3493
3494                   DEBUG(dbgs() << "    Mismatched splits for load and store:\n"
3495                                << "      " << *LI << "\n"
3496                                << "      " << *SI << "\n");
3497
3498                   // We've found a store and load that we need to split
3499                   // with mismatched relative splits. Just give up on them
3500                   // and remove both instructions from our list of
3501                   // candidates.
3502                   UnsplittableLoads.insert(LI);
3503                   return true;
3504                 }),
3505       Stores.end());
3506   // Now we have to go *back* through all the stores, because a later store may
3507   // have caused an earlier store's load to become unsplittable and if it is
3508   // unsplittable for the later store, then we can't rely on it being split in
3509   // the earlier store either.
3510   Stores.erase(remove_if(Stores,
3511                          [&UnsplittableLoads](StoreInst *SI) {
3512                            auto *LI = cast<LoadInst>(SI->getValueOperand());
3513                            return UnsplittableLoads.count(LI);
3514                          }),
3515                Stores.end());
3516   // Once we've established all the loads that can't be split for some reason,
3517   // filter any that made it into our list out.
3518   Loads.erase(remove_if(Loads,
3519                         [&UnsplittableLoads](LoadInst *LI) {
3520                           return UnsplittableLoads.count(LI);
3521                         }),
3522               Loads.end());
3523
3524   // If no loads or stores are left, there is no pre-splitting to be done for
3525   // this alloca.
3526   if (Loads.empty() && Stores.empty())
3527     return false;
3528
3529   // From here on, we can't fail and will be building new accesses, so rig up
3530   // an IR builder.
3531   IRBuilderTy IRB(&AI);
3532
3533   // Collect the new slices which we will merge into the alloca slices.
3534   SmallVector<Slice, 4> NewSlices;
3535
3536   // Track any allocas we end up splitting loads and stores for so we iterate
3537   // on them.
3538   SmallPtrSet<AllocaInst *, 4> ResplitPromotableAllocas;
3539
3540   // At this point, we have collected all of the loads and stores we can
3541   // pre-split, and the specific splits needed for them. We actually do the
3542   // splitting in a specific order in order to handle when one of the loads in
3543   // the value operand to one of the stores.
3544   //
3545   // First, we rewrite all of the split loads, and just accumulate each split
3546   // load in a parallel structure. We also build the slices for them and append
3547   // them to the alloca slices.
3548   SmallDenseMap<LoadInst *, std::vector<LoadInst *>, 1> SplitLoadsMap;
3549   std::vector<LoadInst *> SplitLoads;
3550   const DataLayout &DL = AI.getModule()->getDataLayout();
3551   for (LoadInst *LI : Loads) {
3552     SplitLoads.clear();
3553
3554     IntegerType *Ty = cast<IntegerType>(LI->getType());
3555     uint64_t LoadSize = Ty->getBitWidth() / 8;
3556     assert(LoadSize > 0 && "Cannot have a zero-sized integer load!");
3557
3558     auto &Offsets = SplitOffsetsMap[LI];
3559     assert(LoadSize == Offsets.S->endOffset() - Offsets.S->beginOffset() &&
3560            "Slice size should always match load size exactly!");
3561     uint64_t BaseOffset = Offsets.S->beginOffset();
3562     assert(BaseOffset + LoadSize > BaseOffset &&
3563            "Cannot represent alloca access size using 64-bit integers!");
3564
3565     Instruction *BasePtr = cast<Instruction>(LI->getPointerOperand());
3566     IRB.SetInsertPoint(LI);
3567
3568     DEBUG(dbgs() << "  Splitting load: " << *LI << "\n");
3569
3570     uint64_t PartOffset = 0, PartSize = Offsets.Splits.front();
3571     int Idx = 0, Size = Offsets.Splits.size();
3572     for (;;) {
3573       auto *PartTy = Type::getIntNTy(Ty->getContext(), PartSize * 8);
3574       auto *PartPtrTy = PartTy->getPointerTo(LI->getPointerAddressSpace());
3575       LoadInst *PLoad = IRB.CreateAlignedLoad(
3576           getAdjustedPtr(IRB, DL, BasePtr,
3577                          APInt(DL.getPointerSizeInBits(), PartOffset),
3578                          PartPtrTy, BasePtr->getName() + "."),
3579           getAdjustedAlignment(LI, PartOffset, DL), /*IsVolatile*/ false,
3580           LI->getName());
3581       PLoad->copyMetadata(*LI, LLVMContext::MD_mem_parallel_loop_access); 
3582
3583       // Append this load onto the list of split loads so we can find it later
3584       // to rewrite the stores.
3585       SplitLoads.push_back(PLoad);
3586
3587       // Now build a new slice for the alloca.
3588       NewSlices.push_back(
3589           Slice(BaseOffset + PartOffset, BaseOffset + PartOffset + PartSize,
3590                 &PLoad->getOperandUse(PLoad->getPointerOperandIndex()),
3591                 /*IsSplittable*/ false));
3592       DEBUG(dbgs() << "    new slice [" << NewSlices.back().beginOffset()
3593                    << ", " << NewSlices.back().endOffset() << "): " << *PLoad
3594                    << "\n");
3595
3596       // See if we've handled all the splits.
3597       if (Idx >= Size)
3598         break;
3599
3600       // Setup the next partition.
3601       PartOffset = Offsets.Splits[Idx];
3602       ++Idx;
3603       PartSize = (Idx < Size ? Offsets.Splits[Idx] : LoadSize) - PartOffset;
3604     }
3605
3606     // Now that we have the split loads, do the slow walk over all uses of the
3607     // load and rewrite them as split stores, or save the split loads to use
3608     // below if the store is going to be split there anyways.
3609     bool DeferredStores = false;
3610     for (User *LU : LI->users()) {
3611       StoreInst *SI = cast<StoreInst>(LU);
3612       if (!Stores.empty() && SplitOffsetsMap.count(SI)) {
3613         DeferredStores = true;
3614         DEBUG(dbgs() << "    Deferred splitting of store: " << *SI << "\n");
3615         continue;
3616       }
3617
3618       Value *StoreBasePtr = SI->getPointerOperand();
3619       IRB.SetInsertPoint(SI);
3620
3621       DEBUG(dbgs() << "    Splitting store of load: " << *SI << "\n");
3622
3623       for (int Idx = 0, Size = SplitLoads.size(); Idx < Size; ++Idx) {
3624         LoadInst *PLoad = SplitLoads[Idx];
3625         uint64_t PartOffset = Idx == 0 ? 0 : Offsets.Splits[Idx - 1];
3626         auto *PartPtrTy =
3627             PLoad->getType()->getPointerTo(SI->getPointerAddressSpace());
3628
3629         StoreInst *PStore = IRB.CreateAlignedStore(
3630             PLoad, getAdjustedPtr(IRB, DL, StoreBasePtr,
3631                                   APInt(DL.getPointerSizeInBits(), PartOffset),
3632                                   PartPtrTy, StoreBasePtr->getName() + "."),
3633             getAdjustedAlignment(SI, PartOffset, DL), /*IsVolatile*/ false);
3634         PStore->copyMetadata(*LI, LLVMContext::MD_mem_parallel_loop_access);
3635         DEBUG(dbgs() << "      +" << PartOffset << ":" << *PStore << "\n");
3636       }
3637
3638       // We want to immediately iterate on any allocas impacted by splitting
3639       // this store, and we have to track any promotable alloca (indicated by
3640       // a direct store) as needing to be resplit because it is no longer
3641       // promotable.
3642       if (AllocaInst *OtherAI = dyn_cast<AllocaInst>(StoreBasePtr)) {
3643         ResplitPromotableAllocas.insert(OtherAI);
3644         Worklist.insert(OtherAI);
3645       } else if (AllocaInst *OtherAI = dyn_cast<AllocaInst>(
3646                      StoreBasePtr->stripInBoundsOffsets())) {
3647         Worklist.insert(OtherAI);
3648       }
3649
3650       // Mark the original store as dead.
3651       DeadInsts.insert(SI);
3652     }
3653
3654     // Save the split loads if there are deferred stores among the users.
3655     if (DeferredStores)
3656       SplitLoadsMap.insert(std::make_pair(LI, std::move(SplitLoads)));
3657
3658     // Mark the original load as dead and kill the original slice.
3659     DeadInsts.insert(LI);
3660     Offsets.S->kill();
3661   }
3662
3663   // Second, we rewrite all of the split stores. At this point, we know that
3664   // all loads from this alloca have been split already. For stores of such
3665   // loads, we can simply look up the pre-existing split loads. For stores of
3666   // other loads, we split those loads first and then write split stores of
3667   // them.
3668   for (StoreInst *SI : Stores) {
3669     auto *LI = cast<LoadInst>(SI->getValueOperand());
3670     IntegerType *Ty = cast<IntegerType>(LI->getType());
3671     uint64_t StoreSize = Ty->getBitWidth() / 8;
3672     assert(StoreSize > 0 && "Cannot have a zero-sized integer store!");
3673
3674     auto &Offsets = SplitOffsetsMap[SI];
3675     assert(StoreSize == Offsets.S->endOffset() - Offsets.S->beginOffset() &&
3676            "Slice size should always match load size exactly!");
3677     uint64_t BaseOffset = Offsets.S->beginOffset();
3678     assert(BaseOffset + StoreSize > BaseOffset &&
3679            "Cannot represent alloca access size using 64-bit integers!");
3680
3681     Value *LoadBasePtr = LI->getPointerOperand();
3682     Instruction *StoreBasePtr = cast<Instruction>(SI->getPointerOperand());
3683
3684     DEBUG(dbgs() << "  Splitting store: " << *SI << "\n");
3685
3686     // Check whether we have an already split load.
3687     auto SplitLoadsMapI = SplitLoadsMap.find(LI);
3688     std::vector<LoadInst *> *SplitLoads = nullptr;
3689     if (SplitLoadsMapI != SplitLoadsMap.end()) {
3690       SplitLoads = &SplitLoadsMapI->second;
3691       assert(SplitLoads->size() == Offsets.Splits.size() + 1 &&
3692              "Too few split loads for the number of splits in the store!");
3693     } else {
3694       DEBUG(dbgs() << "          of load: " << *LI << "\n");
3695     }
3696
3697     uint64_t PartOffset = 0, PartSize = Offsets.Splits.front();
3698     int Idx = 0, Size = Offsets.Splits.size();
3699     for (;;) {
3700       auto *PartTy = Type::getIntNTy(Ty->getContext(), PartSize * 8);
3701       auto *PartPtrTy = PartTy->getPointerTo(SI->getPointerAddressSpace());
3702
3703       // Either lookup a split load or create one.
3704       LoadInst *PLoad;
3705       if (SplitLoads) {
3706         PLoad = (*SplitLoads)[Idx];
3707       } else {
3708         IRB.SetInsertPoint(LI);
3709         PLoad = IRB.CreateAlignedLoad(
3710             getAdjustedPtr(IRB, DL, LoadBasePtr,
3711                            APInt(DL.getPointerSizeInBits(), PartOffset),
3712                            PartPtrTy, LoadBasePtr->getName() + "."),
3713             getAdjustedAlignment(LI, PartOffset, DL), /*IsVolatile*/ false,
3714             LI->getName());
3715       }
3716
3717       // And store this partition.
3718       IRB.SetInsertPoint(SI);
3719       StoreInst *PStore = IRB.CreateAlignedStore(
3720           PLoad, getAdjustedPtr(IRB, DL, StoreBasePtr,
3721                                 APInt(DL.getPointerSizeInBits(), PartOffset),
3722                                 PartPtrTy, StoreBasePtr->getName() + "."),
3723           getAdjustedAlignment(SI, PartOffset, DL), /*IsVolatile*/ false);
3724
3725       // Now build a new slice for the alloca.
3726       NewSlices.push_back(
3727           Slice(BaseOffset + PartOffset, BaseOffset + PartOffset + PartSize,
3728                 &PStore->getOperandUse(PStore->getPointerOperandIndex()),
3729                 /*IsSplittable*/ false));
3730       DEBUG(dbgs() << "    new slice [" << NewSlices.back().beginOffset()
3731                    << ", " << NewSlices.back().endOffset() << "): " << *PStore
3732                    << "\n");
3733       if (!SplitLoads) {
3734         DEBUG(dbgs() << "      of split load: " << *PLoad << "\n");
3735       }
3736
3737       // See if we've finished all the splits.
3738       if (Idx >= Size)
3739         break;
3740
3741       // Setup the next partition.
3742       PartOffset = Offsets.Splits[Idx];
3743       ++Idx;
3744       PartSize = (Idx < Size ? Offsets.Splits[Idx] : StoreSize) - PartOffset;
3745     }
3746
3747     // We want to immediately iterate on any allocas impacted by splitting
3748     // this load, which is only relevant if it isn't a load of this alloca and
3749     // thus we didn't already split the loads above. We also have to keep track
3750     // of any promotable allocas we split loads on as they can no longer be
3751     // promoted.
3752     if (!SplitLoads) {
3753       if (AllocaInst *OtherAI = dyn_cast<AllocaInst>(LoadBasePtr)) {
3754         assert(OtherAI != &AI && "We can't re-split our own alloca!");
3755         ResplitPromotableAllocas.insert(OtherAI);
3756         Worklist.insert(OtherAI);
3757       } else if (AllocaInst *OtherAI = dyn_cast<AllocaInst>(
3758                      LoadBasePtr->stripInBoundsOffsets())) {
3759         assert(OtherAI != &AI && "We can't re-split our own alloca!");
3760         Worklist.insert(OtherAI);
3761       }
3762     }
3763
3764     // Mark the original store as dead now that we've split it up and kill its
3765     // slice. Note that we leave the original load in place unless this store
3766     // was its only use. It may in turn be split up if it is an alloca load
3767     // for some other alloca, but it may be a normal load. This may introduce
3768     // redundant loads, but where those can be merged the rest of the optimizer
3769     // should handle the merging, and this uncovers SSA splits which is more
3770     // important. In practice, the original loads will almost always be fully
3771     // split and removed eventually, and the splits will be merged by any
3772     // trivial CSE, including instcombine.
3773     if (LI->hasOneUse()) {
3774       assert(*LI->user_begin() == SI && "Single use isn't this store!");
3775       DeadInsts.insert(LI);
3776     }
3777     DeadInsts.insert(SI);
3778     Offsets.S->kill();
3779   }
3780
3781   // Remove the killed slices that have ben pre-split.
3782   AS.erase(remove_if(AS, [](const Slice &S) { return S.isDead(); }), AS.end());
3783
3784   // Insert our new slices. This will sort and merge them into the sorted
3785   // sequence.
3786   AS.insert(NewSlices);
3787
3788   DEBUG(dbgs() << "  Pre-split slices:\n");
3789 #ifndef NDEBUG
3790   for (auto I = AS.begin(), E = AS.end(); I != E; ++I)
3791     DEBUG(AS.print(dbgs(), I, "    "));
3792 #endif
3793
3794   // Finally, don't try to promote any allocas that new require re-splitting.
3795   // They have already been added to the worklist above.
3796   PromotableAllocas.erase(
3797       remove_if(
3798           PromotableAllocas,
3799           [&](AllocaInst *AI) { return ResplitPromotableAllocas.count(AI); }),
3800       PromotableAllocas.end());
3801
3802   return true;
3803 }
3804
3805 /// \brief Rewrite an alloca partition's users.
3806 ///
3807 /// This routine drives both of the rewriting goals of the SROA pass. It tries
3808 /// to rewrite uses of an alloca partition to be conducive for SSA value
3809 /// promotion. If the partition needs a new, more refined alloca, this will
3810 /// build that new alloca, preserving as much type information as possible, and
3811 /// rewrite the uses of the old alloca to point at the new one and have the
3812 /// appropriate new offsets. It also evaluates how successful the rewrite was
3813 /// at enabling promotion and if it was successful queues the alloca to be
3814 /// promoted.
3815 AllocaInst *SROA::rewritePartition(AllocaInst &AI, AllocaSlices &AS,
3816                                    Partition &P) {
3817   // Try to compute a friendly type for this partition of the alloca. This
3818   // won't always succeed, in which case we fall back to a legal integer type
3819   // or an i8 array of an appropriate size.
3820   Type *SliceTy = nullptr;
3821   const DataLayout &DL = AI.getModule()->getDataLayout();
3822   if (Type *CommonUseTy = findCommonType(P.begin(), P.end(), P.endOffset()))
3823     if (DL.getTypeAllocSize(CommonUseTy) >= P.size())
3824       SliceTy = CommonUseTy;
3825   if (!SliceTy)
3826     if (Type *TypePartitionTy = getTypePartition(DL, AI.getAllocatedType(),
3827                                                  P.beginOffset(), P.size()))
3828       SliceTy = TypePartitionTy;
3829   if ((!SliceTy || (SliceTy->isArrayTy() &&
3830                     SliceTy->getArrayElementType()->isIntegerTy())) &&
3831       DL.isLegalInteger(P.size() * 8))
3832     SliceTy = Type::getIntNTy(*C, P.size() * 8);
3833   if (!SliceTy)
3834     SliceTy = ArrayType::get(Type::getInt8Ty(*C), P.size());
3835   assert(DL.getTypeAllocSize(SliceTy) >= P.size());
3836
3837   bool IsIntegerPromotable = isIntegerWideningViable(P, SliceTy, DL);
3838
3839   VectorType *VecTy =
3840       IsIntegerPromotable ? nullptr : isVectorPromotionViable(P, DL);
3841   if (VecTy)
3842     SliceTy = VecTy;
3843
3844   // Check for the case where we're going to rewrite to a new alloca of the
3845   // exact same type as the original, and with the same access offsets. In that
3846   // case, re-use the existing alloca, but still run through the rewriter to
3847   // perform phi and select speculation.
3848   AllocaInst *NewAI;
3849   if (SliceTy == AI.getAllocatedType()) {
3850     assert(P.beginOffset() == 0 &&
3851            "Non-zero begin offset but same alloca type");
3852     NewAI = &AI;
3853     // FIXME: We should be able to bail at this point with "nothing changed".
3854     // FIXME: We might want to defer PHI speculation until after here.
3855     // FIXME: return nullptr;
3856   } else {
3857     unsigned Alignment = AI.getAlignment();
3858     if (!Alignment) {
3859       // The minimum alignment which users can rely on when the explicit
3860       // alignment is omitted or zero is that required by the ABI for this
3861       // type.
3862       Alignment = DL.getABITypeAlignment(AI.getAllocatedType());
3863     }
3864     Alignment = MinAlign(Alignment, P.beginOffset());
3865     // If we will get at least this much alignment from the type alone, leave
3866     // the alloca's alignment unconstrained.
3867     if (Alignment <= DL.getABITypeAlignment(SliceTy))
3868       Alignment = 0;
3869     NewAI = new AllocaInst(
3870       SliceTy, AI.getType()->getAddressSpace(), nullptr, Alignment,
3871         AI.getName() + ".sroa." + Twine(P.begin() - AS.begin()), &AI);
3872     ++NumNewAllocas;
3873   }
3874
3875   DEBUG(dbgs() << "Rewriting alloca partition "
3876                << "[" << P.beginOffset() << "," << P.endOffset()
3877                << ") to: " << *NewAI << "\n");
3878
3879   // Track the high watermark on the worklist as it is only relevant for
3880   // promoted allocas. We will reset it to this point if the alloca is not in
3881   // fact scheduled for promotion.
3882   unsigned PPWOldSize = PostPromotionWorklist.size();
3883   unsigned NumUses = 0;
3884   SmallSetVector<PHINode *, 8> PHIUsers;
3885   SmallSetVector<SelectInst *, 8> SelectUsers;
3886
3887   AllocaSliceRewriter Rewriter(DL, AS, *this, AI, *NewAI, P.beginOffset(),
3888                                P.endOffset(), IsIntegerPromotable, VecTy,
3889                                PHIUsers, SelectUsers);
3890   bool Promotable = true;
3891   for (Slice *S : P.splitSliceTails()) {
3892     Promotable &= Rewriter.visit(S);
3893     ++NumUses;
3894   }
3895   for (Slice &S : P) {
3896     Promotable &= Rewriter.visit(&S);
3897     ++NumUses;
3898   }
3899
3900   NumAllocaPartitionUses += NumUses;
3901   MaxUsesPerAllocaPartition.updateMax(NumUses);
3902
3903   // Now that we've processed all the slices in the new partition, check if any
3904   // PHIs or Selects would block promotion.
3905   for (PHINode *PHI : PHIUsers)
3906     if (!isSafePHIToSpeculate(*PHI)) {
3907       Promotable = false;
3908       PHIUsers.clear();
3909       SelectUsers.clear();
3910       break;
3911     }
3912
3913   for (SelectInst *Sel : SelectUsers)
3914     if (!isSafeSelectToSpeculate(*Sel)) {
3915       Promotable = false;
3916       PHIUsers.clear();
3917       SelectUsers.clear();
3918       break;
3919     }
3920
3921   if (Promotable) {
3922     if (PHIUsers.empty() && SelectUsers.empty()) {
3923       // Promote the alloca.
3924       PromotableAllocas.push_back(NewAI);
3925     } else {
3926       // If we have either PHIs or Selects to speculate, add them to those
3927       // worklists and re-queue the new alloca so that we promote in on the
3928       // next iteration.
3929       for (PHINode *PHIUser : PHIUsers)
3930         SpeculatablePHIs.insert(PHIUser);
3931       for (SelectInst *SelectUser : SelectUsers)
3932         SpeculatableSelects.insert(SelectUser);
3933       Worklist.insert(NewAI);
3934     }
3935   } else {
3936     // Drop any post-promotion work items if promotion didn't happen.
3937     while (PostPromotionWorklist.size() > PPWOldSize)
3938       PostPromotionWorklist.pop_back();
3939
3940     // We couldn't promote and we didn't create a new partition, nothing
3941     // happened.
3942     if (NewAI == &AI)
3943       return nullptr;
3944
3945     // If we can't promote the alloca, iterate on it to check for new
3946     // refinements exposed by splitting the current alloca. Don't iterate on an
3947     // alloca which didn't actually change and didn't get promoted.
3948     Worklist.insert(NewAI);
3949   }
3950
3951   return NewAI;
3952 }
3953
3954 /// \brief Walks the slices of an alloca and form partitions based on them,
3955 /// rewriting each of their uses.
3956 bool SROA::splitAlloca(AllocaInst &AI, AllocaSlices &AS) {
3957   if (AS.begin() == AS.end())
3958     return false;
3959
3960   unsigned NumPartitions = 0;
3961   bool Changed = false;
3962   const DataLayout &DL = AI.getModule()->getDataLayout();
3963
3964   // First try to pre-split loads and stores.
3965   Changed |= presplitLoadsAndStores(AI, AS);
3966
3967   // Now that we have identified any pre-splitting opportunities, mark any
3968   // splittable (non-whole-alloca) loads and stores as unsplittable. If we fail
3969   // to split these during pre-splitting, we want to force them to be
3970   // rewritten into a partition.
3971   bool IsSorted = true;
3972   for (Slice &S : AS) {
3973     if (!S.isSplittable())
3974       continue;
3975     // FIXME: We currently leave whole-alloca splittable loads and stores. This
3976     // used to be the only splittable loads and stores and we need to be
3977     // confident that the above handling of splittable loads and stores is
3978     // completely sufficient before we forcibly disable the remaining handling.
3979     if (S.beginOffset() == 0 &&
3980         S.endOffset() >= DL.getTypeAllocSize(AI.getAllocatedType()))
3981       continue;
3982     if (isa<LoadInst>(S.getUse()->getUser()) ||
3983         isa<StoreInst>(S.getUse()->getUser())) {
3984       S.makeUnsplittable();
3985       IsSorted = false;
3986     }
3987   }
3988   if (!IsSorted)
3989     std::sort(AS.begin(), AS.end());
3990
3991   /// Describes the allocas introduced by rewritePartition in order to migrate
3992   /// the debug info.
3993   struct Fragment {
3994     AllocaInst *Alloca;
3995     uint64_t Offset;
3996     uint64_t Size;
3997     Fragment(AllocaInst *AI, uint64_t O, uint64_t S)
3998       : Alloca(AI), Offset(O), Size(S) {}
3999   };
4000   SmallVector<Fragment, 4> Fragments;
4001
4002   // Rewrite each partition.
4003   for (auto &P : AS.partitions()) {
4004     if (AllocaInst *NewAI = rewritePartition(AI, AS, P)) {
4005       Changed = true;
4006       if (NewAI != &AI) {
4007         uint64_t SizeOfByte = 8;
4008         uint64_t AllocaSize = DL.getTypeSizeInBits(NewAI->getAllocatedType());
4009         // Don't include any padding.
4010         uint64_t Size = std::min(AllocaSize, P.size() * SizeOfByte);
4011         Fragments.push_back(Fragment(NewAI, P.beginOffset() * SizeOfByte, Size));
4012       }
4013     }
4014     ++NumPartitions;
4015   }
4016
4017   NumAllocaPartitions += NumPartitions;
4018   MaxPartitionsPerAlloca.updateMax(NumPartitions);
4019
4020   // Migrate debug information from the old alloca to the new alloca(s)
4021   // and the individual partitions.
4022   if (DbgDeclareInst *DbgDecl = FindAllocaDbgDeclare(&AI)) {
4023     auto *Var = DbgDecl->getVariable();
4024     auto *Expr = DbgDecl->getExpression();
4025     DIBuilder DIB(*AI.getModule(), /*AllowUnresolved*/ false);
4026     uint64_t AllocaSize = DL.getTypeSizeInBits(AI.getAllocatedType());
4027     for (auto Fragment : Fragments) {
4028       // Create a fragment expression describing the new partition or reuse AI's
4029       // expression if there is only one partition.
4030       auto *FragmentExpr = Expr;
4031       if (Fragment.Size < AllocaSize || Expr->isFragment()) {
4032         // If this alloca is already a scalar replacement of a larger aggregate,
4033         // Fragment.Offset describes the offset inside the scalar.
4034         auto ExprFragment = Expr->getFragmentInfo();
4035         uint64_t Offset = ExprFragment ? ExprFragment->OffsetInBits : 0;
4036         uint64_t Start = Offset + Fragment.Offset;
4037         uint64_t Size = Fragment.Size;
4038         if (ExprFragment) {
4039           uint64_t AbsEnd =
4040             ExprFragment->OffsetInBits + ExprFragment->SizeInBits;
4041           if (Start >= AbsEnd)
4042             // No need to describe a SROAed padding.
4043             continue;
4044           Size = std::min(Size, AbsEnd - Start);
4045         }
4046         FragmentExpr = DIB.createFragmentExpression(Start, Size);
4047       }
4048
4049       // Remove any existing dbg.declare intrinsic describing the same alloca.
4050       if (DbgDeclareInst *OldDDI = FindAllocaDbgDeclare(Fragment.Alloca))
4051         OldDDI->eraseFromParent();
4052
4053       DIB.insertDeclare(Fragment.Alloca, Var, FragmentExpr,
4054                         DbgDecl->getDebugLoc(), &AI);
4055     }
4056   }
4057   return Changed;
4058 }
4059
4060 /// \brief Clobber a use with undef, deleting the used value if it becomes dead.
4061 void SROA::clobberUse(Use &U) {
4062   Value *OldV = U;
4063   // Replace the use with an undef value.
4064   U = UndefValue::get(OldV->getType());
4065
4066   // Check for this making an instruction dead. We have to garbage collect
4067   // all the dead instructions to ensure the uses of any alloca end up being
4068   // minimal.
4069   if (Instruction *OldI = dyn_cast<Instruction>(OldV))
4070     if (isInstructionTriviallyDead(OldI)) {
4071       DeadInsts.insert(OldI);
4072     }
4073 }
4074
4075 /// \brief Analyze an alloca for SROA.
4076 ///
4077 /// This analyzes the alloca to ensure we can reason about it, builds
4078 /// the slices of the alloca, and then hands it off to be split and
4079 /// rewritten as needed.
4080 bool SROA::runOnAlloca(AllocaInst &AI) {
4081   DEBUG(dbgs() << "SROA alloca: " << AI << "\n");
4082   ++NumAllocasAnalyzed;
4083
4084   // Special case dead allocas, as they're trivial.
4085   if (AI.use_empty()) {
4086     AI.eraseFromParent();
4087     return true;
4088   }
4089   const DataLayout &DL = AI.getModule()->getDataLayout();
4090
4091   // Skip alloca forms that this analysis can't handle.
4092   if (AI.isArrayAllocation() || !AI.getAllocatedType()->isSized() ||
4093       DL.getTypeAllocSize(AI.getAllocatedType()) == 0)
4094     return false;
4095
4096   bool Changed = false;
4097
4098   // First, split any FCA loads and stores touching this alloca to promote
4099   // better splitting and promotion opportunities.
4100   AggLoadStoreRewriter AggRewriter;
4101   Changed |= AggRewriter.rewrite(AI);
4102
4103   // Build the slices using a recursive instruction-visiting builder.
4104   AllocaSlices AS(DL, AI);
4105   DEBUG(AS.print(dbgs()));
4106   if (AS.isEscaped())
4107     return Changed;
4108
4109   // Delete all the dead users of this alloca before splitting and rewriting it.
4110   for (Instruction *DeadUser : AS.getDeadUsers()) {
4111     // Free up everything used by this instruction.
4112     for (Use &DeadOp : DeadUser->operands())
4113       clobberUse(DeadOp);
4114
4115     // Now replace the uses of this instruction.
4116     DeadUser->replaceAllUsesWith(UndefValue::get(DeadUser->getType()));
4117
4118     // And mark it for deletion.
4119     DeadInsts.insert(DeadUser);
4120     Changed = true;
4121   }
4122   for (Use *DeadOp : AS.getDeadOperands()) {
4123     clobberUse(*DeadOp);
4124     Changed = true;
4125   }
4126
4127   // No slices to split. Leave the dead alloca for a later pass to clean up.
4128   if (AS.begin() == AS.end())
4129     return Changed;
4130
4131   Changed |= splitAlloca(AI, AS);
4132
4133   DEBUG(dbgs() << "  Speculating PHIs\n");
4134   while (!SpeculatablePHIs.empty())
4135     speculatePHINodeLoads(*SpeculatablePHIs.pop_back_val());
4136
4137   DEBUG(dbgs() << "  Speculating Selects\n");
4138   while (!SpeculatableSelects.empty())
4139     speculateSelectInstLoads(*SpeculatableSelects.pop_back_val());
4140
4141   return Changed;
4142 }
4143
4144 /// \brief Delete the dead instructions accumulated in this run.
4145 ///
4146 /// Recursively deletes the dead instructions we've accumulated. This is done
4147 /// at the very end to maximize locality of the recursive delete and to
4148 /// minimize the problems of invalidated instruction pointers as such pointers
4149 /// are used heavily in the intermediate stages of the algorithm.
4150 ///
4151 /// We also record the alloca instructions deleted here so that they aren't
4152 /// subsequently handed to mem2reg to promote.
4153 void SROA::deleteDeadInstructions(
4154     SmallPtrSetImpl<AllocaInst *> &DeletedAllocas) {
4155   while (!DeadInsts.empty()) {
4156     Instruction *I = DeadInsts.pop_back_val();
4157     DEBUG(dbgs() << "Deleting dead instruction: " << *I << "\n");
4158
4159     I->replaceAllUsesWith(UndefValue::get(I->getType()));
4160
4161     for (Use &Operand : I->operands())
4162       if (Instruction *U = dyn_cast<Instruction>(Operand)) {
4163         // Zero out the operand and see if it becomes trivially dead.
4164         Operand = nullptr;
4165         if (isInstructionTriviallyDead(U))
4166           DeadInsts.insert(U);
4167       }
4168
4169     if (AllocaInst *AI = dyn_cast<AllocaInst>(I)) {
4170       DeletedAllocas.insert(AI);
4171       if (DbgDeclareInst *DbgDecl = FindAllocaDbgDeclare(AI))
4172         DbgDecl->eraseFromParent();
4173     }
4174
4175     ++NumDeleted;
4176     I->eraseFromParent();
4177   }
4178 }
4179
4180 /// \brief Promote the allocas, using the best available technique.
4181 ///
4182 /// This attempts to promote whatever allocas have been identified as viable in
4183 /// the PromotableAllocas list. If that list is empty, there is nothing to do.
4184 /// This function returns whether any promotion occurred.
4185 bool SROA::promoteAllocas(Function &F) {
4186   if (PromotableAllocas.empty())
4187     return false;
4188
4189   NumPromoted += PromotableAllocas.size();
4190
4191   DEBUG(dbgs() << "Promoting allocas with mem2reg...\n");
4192   PromoteMemToReg(PromotableAllocas, *DT, AC);
4193   PromotableAllocas.clear();
4194   return true;
4195 }
4196
4197 PreservedAnalyses SROA::runImpl(Function &F, DominatorTree &RunDT,
4198                                 AssumptionCache &RunAC) {
4199   DEBUG(dbgs() << "SROA function: " << F.getName() << "\n");
4200   C = &F.getContext();
4201   DT = &RunDT;
4202   AC = &RunAC;
4203
4204   BasicBlock &EntryBB = F.getEntryBlock();
4205   for (BasicBlock::iterator I = EntryBB.begin(), E = std::prev(EntryBB.end());
4206        I != E; ++I) {
4207     if (AllocaInst *AI = dyn_cast<AllocaInst>(I))
4208       Worklist.insert(AI);
4209   }
4210
4211   bool Changed = false;
4212   // A set of deleted alloca instruction pointers which should be removed from
4213   // the list of promotable allocas.
4214   SmallPtrSet<AllocaInst *, 4> DeletedAllocas;
4215
4216   do {
4217     while (!Worklist.empty()) {
4218       Changed |= runOnAlloca(*Worklist.pop_back_val());
4219       deleteDeadInstructions(DeletedAllocas);
4220
4221       // Remove the deleted allocas from various lists so that we don't try to
4222       // continue processing them.
4223       if (!DeletedAllocas.empty()) {
4224         auto IsInSet = [&](AllocaInst *AI) { return DeletedAllocas.count(AI); };
4225         Worklist.remove_if(IsInSet);
4226         PostPromotionWorklist.remove_if(IsInSet);
4227         PromotableAllocas.erase(remove_if(PromotableAllocas, IsInSet),
4228                                 PromotableAllocas.end());
4229         DeletedAllocas.clear();
4230       }
4231     }
4232
4233     Changed |= promoteAllocas(F);
4234
4235     Worklist = PostPromotionWorklist;
4236     PostPromotionWorklist.clear();
4237   } while (!Worklist.empty());
4238
4239   if (!Changed)
4240     return PreservedAnalyses::all();
4241
4242   PreservedAnalyses PA;
4243   PA.preserveSet<CFGAnalyses>();
4244   PA.preserve<GlobalsAA>();
4245   return PA;
4246 }
4247
4248 PreservedAnalyses SROA::run(Function &F, FunctionAnalysisManager &AM) {
4249   return runImpl(F, AM.getResult<DominatorTreeAnalysis>(F),
4250                  AM.getResult<AssumptionAnalysis>(F));
4251 }
4252
4253 /// A legacy pass for the legacy pass manager that wraps the \c SROA pass.
4254 ///
4255 /// This is in the llvm namespace purely to allow it to be a friend of the \c
4256 /// SROA pass.
4257 class llvm::sroa::SROALegacyPass : public FunctionPass {
4258   /// The SROA implementation.
4259   SROA Impl;
4260
4261 public:
4262   SROALegacyPass() : FunctionPass(ID) {
4263     initializeSROALegacyPassPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
4264   }
4265   bool runOnFunction(Function &F) override {
4266     if (skipFunction(F))
4267       return false;
4268
4269     auto PA = Impl.runImpl(
4270         F, getAnalysis<DominatorTreeWrapperPass>().getDomTree(),
4271         getAnalysis<AssumptionCacheTracker>().getAssumptionCache(F));
4272     return !PA.areAllPreserved();
4273   }
4274   void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const override {
4275     AU.addRequired<AssumptionCacheTracker>();
4276     AU.addRequired<DominatorTreeWrapperPass>();
4277     AU.addPreserved<GlobalsAAWrapperPass>();
4278     AU.setPreservesCFG();
4279   }
4280
4281   StringRef getPassName() const override { return "SROA"; }
4282   static char ID;
4283 };
4284
4285 char SROALegacyPass::ID = 0;
4286
4287 FunctionPass *llvm::createSROAPass() { return new SROALegacyPass(); }
4288
4289 INITIALIZE_PASS_BEGIN(SROALegacyPass, "sroa",
4290                       "Scalar Replacement Of Aggregates", false, false)
4291 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(AssumptionCacheTracker)
4292 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(DominatorTreeWrapperPass)
4293 INITIALIZE_PASS_END(SROALegacyPass, "sroa", "Scalar Replacement Of Aggregates",
4294                     false, false)