]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - contrib/llvm-project/llvm/lib/Transforms/Scalar/DeadStoreElimination.cpp
Merge llvm-project main llvmorg-14-init-17616-g024a1fab5c35
[FreeBSD/FreeBSD.git] / contrib / llvm-project / llvm / lib / Transforms / Scalar / DeadStoreElimination.cpp
1 //===- DeadStoreElimination.cpp - MemorySSA Backed Dead Store Elimination -===//
2 //
3 // Part of the LLVM Project, under the Apache License v2.0 with LLVM Exceptions.
4 // See https://llvm.org/LICENSE.txt for license information.
5 // SPDX-License-Identifier: Apache-2.0 WITH LLVM-exception
6 //
7 //===----------------------------------------------------------------------===//
8 //
9 // The code below implements dead store elimination using MemorySSA. It uses
10 // the following general approach: given a MemoryDef, walk upwards to find
11 // clobbering MemoryDefs that may be killed by the starting def. Then check
12 // that there are no uses that may read the location of the original MemoryDef
13 // in between both MemoryDefs. A bit more concretely:
14 //
15 // For all MemoryDefs StartDef:
16 // 1. Get the next dominating clobbering MemoryDef (MaybeDeadAccess) by walking
17 //    upwards.
18 // 2. Check that there are no reads between MaybeDeadAccess and the StartDef by
19 //    checking all uses starting at MaybeDeadAccess and walking until we see
20 //    StartDef.
21 // 3. For each found CurrentDef, check that:
22 //   1. There are no barrier instructions between CurrentDef and StartDef (like
23 //       throws or stores with ordering constraints).
24 //   2. StartDef is executed whenever CurrentDef is executed.
25 //   3. StartDef completely overwrites CurrentDef.
26 // 4. Erase CurrentDef from the function and MemorySSA.
27 //
28 //===----------------------------------------------------------------------===//
29
30 #include "llvm/Transforms/Scalar/DeadStoreElimination.h"
31 #include "llvm/ADT/APInt.h"
32 #include "llvm/ADT/DenseMap.h"
33 #include "llvm/ADT/MapVector.h"
34 #include "llvm/ADT/PostOrderIterator.h"
35 #include "llvm/ADT/SetVector.h"
36 #include "llvm/ADT/SmallPtrSet.h"
37 #include "llvm/ADT/SmallVector.h"
38 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
39 #include "llvm/ADT/StringRef.h"
40 #include "llvm/Analysis/AliasAnalysis.h"
41 #include "llvm/Analysis/CaptureTracking.h"
42 #include "llvm/Analysis/GlobalsModRef.h"
43 #include "llvm/Analysis/LoopInfo.h"
44 #include "llvm/Analysis/MemoryBuiltins.h"
45 #include "llvm/Analysis/MemoryLocation.h"
46 #include "llvm/Analysis/MemorySSA.h"
47 #include "llvm/Analysis/MemorySSAUpdater.h"
48 #include "llvm/Analysis/MustExecute.h"
49 #include "llvm/Analysis/PostDominators.h"
50 #include "llvm/Analysis/TargetLibraryInfo.h"
51 #include "llvm/Analysis/ValueTracking.h"
52 #include "llvm/IR/Argument.h"
53 #include "llvm/IR/BasicBlock.h"
54 #include "llvm/IR/Constant.h"
55 #include "llvm/IR/Constants.h"
56 #include "llvm/IR/DataLayout.h"
57 #include "llvm/IR/Dominators.h"
58 #include "llvm/IR/Function.h"
59 #include "llvm/IR/IRBuilder.h"
60 #include "llvm/IR/InstIterator.h"
61 #include "llvm/IR/InstrTypes.h"
62 #include "llvm/IR/Instruction.h"
63 #include "llvm/IR/Instructions.h"
64 #include "llvm/IR/IntrinsicInst.h"
65 #include "llvm/IR/Intrinsics.h"
66 #include "llvm/IR/LLVMContext.h"
67 #include "llvm/IR/Module.h"
68 #include "llvm/IR/PassManager.h"
69 #include "llvm/IR/PatternMatch.h"
70 #include "llvm/IR/Value.h"
71 #include "llvm/InitializePasses.h"
72 #include "llvm/Pass.h"
73 #include "llvm/Support/Casting.h"
74 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
75 #include "llvm/Support/Debug.h"
76 #include "llvm/Support/DebugCounter.h"
77 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
78 #include "llvm/Support/MathExtras.h"
79 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
80 #include "llvm/Transforms/Scalar.h"
81 #include "llvm/Transforms/Utils/AssumeBundleBuilder.h"
82 #include "llvm/Transforms/Utils/BuildLibCalls.h"
83 #include "llvm/Transforms/Utils/Local.h"
84 #include <algorithm>
85 #include <cassert>
86 #include <cstddef>
87 #include <cstdint>
88 #include <iterator>
89 #include <map>
90 #include <utility>
91
92 using namespace llvm;
93 using namespace PatternMatch;
94
95 #define DEBUG_TYPE "dse"
96
97 STATISTIC(NumRemainingStores, "Number of stores remaining after DSE");
98 STATISTIC(NumRedundantStores, "Number of redundant stores deleted");
99 STATISTIC(NumFastStores, "Number of stores deleted");
100 STATISTIC(NumFastOther, "Number of other instrs removed");
101 STATISTIC(NumCompletePartials, "Number of stores dead by later partials");
102 STATISTIC(NumModifiedStores, "Number of stores modified");
103 STATISTIC(NumCFGChecks, "Number of stores modified");
104 STATISTIC(NumCFGTries, "Number of stores modified");
105 STATISTIC(NumCFGSuccess, "Number of stores modified");
106 STATISTIC(NumGetDomMemoryDefPassed,
107           "Number of times a valid candidate is returned from getDomMemoryDef");
108 STATISTIC(NumDomMemDefChecks,
109           "Number iterations check for reads in getDomMemoryDef");
110
111 DEBUG_COUNTER(MemorySSACounter, "dse-memoryssa",
112               "Controls which MemoryDefs are eliminated.");
113
114 static cl::opt<bool>
115 EnablePartialOverwriteTracking("enable-dse-partial-overwrite-tracking",
116   cl::init(true), cl::Hidden,
117   cl::desc("Enable partial-overwrite tracking in DSE"));
118
119 static cl::opt<bool>
120 EnablePartialStoreMerging("enable-dse-partial-store-merging",
121   cl::init(true), cl::Hidden,
122   cl::desc("Enable partial store merging in DSE"));
123
124 static cl::opt<unsigned>
125     MemorySSAScanLimit("dse-memoryssa-scanlimit", cl::init(150), cl::Hidden,
126                        cl::desc("The number of memory instructions to scan for "
127                                 "dead store elimination (default = 150)"));
128 static cl::opt<unsigned> MemorySSAUpwardsStepLimit(
129     "dse-memoryssa-walklimit", cl::init(90), cl::Hidden,
130     cl::desc("The maximum number of steps while walking upwards to find "
131              "MemoryDefs that may be killed (default = 90)"));
132
133 static cl::opt<unsigned> MemorySSAPartialStoreLimit(
134     "dse-memoryssa-partial-store-limit", cl::init(5), cl::Hidden,
135     cl::desc("The maximum number candidates that only partially overwrite the "
136              "killing MemoryDef to consider"
137              " (default = 5)"));
138
139 static cl::opt<unsigned> MemorySSADefsPerBlockLimit(
140     "dse-memoryssa-defs-per-block-limit", cl::init(5000), cl::Hidden,
141     cl::desc("The number of MemoryDefs we consider as candidates to eliminated "
142              "other stores per basic block (default = 5000)"));
143
144 static cl::opt<unsigned> MemorySSASameBBStepCost(
145     "dse-memoryssa-samebb-cost", cl::init(1), cl::Hidden,
146     cl::desc(
147         "The cost of a step in the same basic block as the killing MemoryDef"
148         "(default = 1)"));
149
150 static cl::opt<unsigned>
151     MemorySSAOtherBBStepCost("dse-memoryssa-otherbb-cost", cl::init(5),
152                              cl::Hidden,
153                              cl::desc("The cost of a step in a different basic "
154                                       "block than the killing MemoryDef"
155                                       "(default = 5)"));
156
157 static cl::opt<unsigned> MemorySSAPathCheckLimit(
158     "dse-memoryssa-path-check-limit", cl::init(50), cl::Hidden,
159     cl::desc("The maximum number of blocks to check when trying to prove that "
160              "all paths to an exit go through a killing block (default = 50)"));
161
162 // This flags allows or disallows DSE to optimize MemorySSA during its
163 // traversal. Note that DSE optimizing MemorySSA may impact other passes
164 // downstream of the DSE invocation and can lead to issues not being
165 // reproducible in isolation (i.e. when MemorySSA is built from scratch). In
166 // those cases, the flag can be used to check if DSE's MemorySSA optimizations
167 // impact follow-up passes.
168 static cl::opt<bool>
169     OptimizeMemorySSA("dse-optimize-memoryssa", cl::init(true), cl::Hidden,
170                       cl::desc("Allow DSE to optimize memory accesses."));
171
172 //===----------------------------------------------------------------------===//
173 // Helper functions
174 //===----------------------------------------------------------------------===//
175 using OverlapIntervalsTy = std::map<int64_t, int64_t>;
176 using InstOverlapIntervalsTy = DenseMap<Instruction *, OverlapIntervalsTy>;
177
178 /// Returns true if the end of this instruction can be safely shortened in
179 /// length.
180 static bool isShortenableAtTheEnd(Instruction *I) {
181   // Don't shorten stores for now
182   if (isa<StoreInst>(I))
183     return false;
184
185   if (IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(I)) {
186     switch (II->getIntrinsicID()) {
187       default: return false;
188       case Intrinsic::memset:
189       case Intrinsic::memcpy:
190       case Intrinsic::memcpy_element_unordered_atomic:
191       case Intrinsic::memset_element_unordered_atomic:
192         // Do shorten memory intrinsics.
193         // FIXME: Add memmove if it's also safe to transform.
194         return true;
195     }
196   }
197
198   // Don't shorten libcalls calls for now.
199
200   return false;
201 }
202
203 /// Returns true if the beginning of this instruction can be safely shortened
204 /// in length.
205 static bool isShortenableAtTheBeginning(Instruction *I) {
206   // FIXME: Handle only memset for now. Supporting memcpy/memmove should be
207   // easily done by offsetting the source address.
208   return isa<AnyMemSetInst>(I);
209 }
210
211 static uint64_t getPointerSize(const Value *V, const DataLayout &DL,
212                                const TargetLibraryInfo &TLI,
213                                const Function *F) {
214   uint64_t Size;
215   ObjectSizeOpts Opts;
216   Opts.NullIsUnknownSize = NullPointerIsDefined(F);
217
218   if (getObjectSize(V, Size, DL, &TLI, Opts))
219     return Size;
220   return MemoryLocation::UnknownSize;
221 }
222
223 namespace {
224
225 enum OverwriteResult {
226   OW_Begin,
227   OW_Complete,
228   OW_End,
229   OW_PartialEarlierWithFullLater,
230   OW_MaybePartial,
231   OW_None,
232   OW_Unknown
233 };
234
235 } // end anonymous namespace
236
237 /// Check if two instruction are masked stores that completely
238 /// overwrite one another. More specifically, \p KillingI has to
239 /// overwrite \p DeadI.
240 static OverwriteResult isMaskedStoreOverwrite(const Instruction *KillingI,
241                                               const Instruction *DeadI,
242                                               BatchAAResults &AA) {
243   const auto *KillingII = dyn_cast<IntrinsicInst>(KillingI);
244   const auto *DeadII = dyn_cast<IntrinsicInst>(DeadI);
245   if (KillingII == nullptr || DeadII == nullptr)
246     return OW_Unknown;
247   if (KillingII->getIntrinsicID() != Intrinsic::masked_store ||
248       DeadII->getIntrinsicID() != Intrinsic::masked_store)
249     return OW_Unknown;
250   // Pointers.
251   Value *KillingPtr = KillingII->getArgOperand(1)->stripPointerCasts();
252   Value *DeadPtr = DeadII->getArgOperand(1)->stripPointerCasts();
253   if (KillingPtr != DeadPtr && !AA.isMustAlias(KillingPtr, DeadPtr))
254     return OW_Unknown;
255   // Masks.
256   // TODO: check that KillingII's mask is a superset of the DeadII's mask.
257   if (KillingII->getArgOperand(3) != DeadII->getArgOperand(3))
258     return OW_Unknown;
259   return OW_Complete;
260 }
261
262 /// Return 'OW_Complete' if a store to the 'KillingLoc' location completely
263 /// overwrites a store to the 'DeadLoc' location, 'OW_End' if the end of the
264 /// 'DeadLoc' location is completely overwritten by 'KillingLoc', 'OW_Begin'
265 /// if the beginning of the 'DeadLoc' location is overwritten by 'KillingLoc'.
266 /// 'OW_PartialEarlierWithFullLater' means that a dead (big) store was
267 /// overwritten by a killing (smaller) store which doesn't write outside the big
268 /// store's memory locations. Returns 'OW_Unknown' if nothing can be determined.
269 /// NOTE: This function must only be called if both \p KillingLoc and \p
270 /// DeadLoc belong to the same underlying object with valid \p KillingOff and
271 /// \p DeadOff.
272 static OverwriteResult isPartialOverwrite(const MemoryLocation &KillingLoc,
273                                           const MemoryLocation &DeadLoc,
274                                           int64_t KillingOff, int64_t DeadOff,
275                                           Instruction *DeadI,
276                                           InstOverlapIntervalsTy &IOL) {
277   const uint64_t KillingSize = KillingLoc.Size.getValue();
278   const uint64_t DeadSize = DeadLoc.Size.getValue();
279   // We may now overlap, although the overlap is not complete. There might also
280   // be other incomplete overlaps, and together, they might cover the complete
281   // dead store.
282   // Note: The correctness of this logic depends on the fact that this function
283   // is not even called providing DepWrite when there are any intervening reads.
284   if (EnablePartialOverwriteTracking &&
285       KillingOff < int64_t(DeadOff + DeadSize) &&
286       int64_t(KillingOff + KillingSize) >= DeadOff) {
287
288     // Insert our part of the overlap into the map.
289     auto &IM = IOL[DeadI];
290     LLVM_DEBUG(dbgs() << "DSE: Partial overwrite: DeadLoc [" << DeadOff << ", "
291                       << int64_t(DeadOff + DeadSize) << ") KillingLoc ["
292                       << KillingOff << ", " << int64_t(KillingOff + KillingSize)
293                       << ")\n");
294
295     // Make sure that we only insert non-overlapping intervals and combine
296     // adjacent intervals. The intervals are stored in the map with the ending
297     // offset as the key (in the half-open sense) and the starting offset as
298     // the value.
299     int64_t KillingIntStart = KillingOff;
300     int64_t KillingIntEnd = KillingOff + KillingSize;
301
302     // Find any intervals ending at, or after, KillingIntStart which start
303     // before KillingIntEnd.
304     auto ILI = IM.lower_bound(KillingIntStart);
305     if (ILI != IM.end() && ILI->second <= KillingIntEnd) {
306       // This existing interval is overlapped with the current store somewhere
307       // in [KillingIntStart, KillingIntEnd]. Merge them by erasing the existing
308       // intervals and adjusting our start and end.
309       KillingIntStart = std::min(KillingIntStart, ILI->second);
310       KillingIntEnd = std::max(KillingIntEnd, ILI->first);
311       ILI = IM.erase(ILI);
312
313       // Continue erasing and adjusting our end in case other previous
314       // intervals are also overlapped with the current store.
315       //
316       // |--- dead 1 ---|  |--- dead 2 ---|
317       //     |------- killing---------|
318       //
319       while (ILI != IM.end() && ILI->second <= KillingIntEnd) {
320         assert(ILI->second > KillingIntStart && "Unexpected interval");
321         KillingIntEnd = std::max(KillingIntEnd, ILI->first);
322         ILI = IM.erase(ILI);
323       }
324     }
325
326     IM[KillingIntEnd] = KillingIntStart;
327
328     ILI = IM.begin();
329     if (ILI->second <= DeadOff && ILI->first >= int64_t(DeadOff + DeadSize)) {
330       LLVM_DEBUG(dbgs() << "DSE: Full overwrite from partials: DeadLoc ["
331                         << DeadOff << ", " << int64_t(DeadOff + DeadSize)
332                         << ") Composite KillingLoc [" << ILI->second << ", "
333                         << ILI->first << ")\n");
334       ++NumCompletePartials;
335       return OW_Complete;
336     }
337   }
338
339   // Check for a dead store which writes to all the memory locations that
340   // the killing store writes to.
341   if (EnablePartialStoreMerging && KillingOff >= DeadOff &&
342       int64_t(DeadOff + DeadSize) > KillingOff &&
343       uint64_t(KillingOff - DeadOff) + KillingSize <= DeadSize) {
344     LLVM_DEBUG(dbgs() << "DSE: Partial overwrite a dead load [" << DeadOff
345                       << ", " << int64_t(DeadOff + DeadSize)
346                       << ") by a killing store [" << KillingOff << ", "
347                       << int64_t(KillingOff + KillingSize) << ")\n");
348     // TODO: Maybe come up with a better name?
349     return OW_PartialEarlierWithFullLater;
350   }
351
352   // Another interesting case is if the killing store overwrites the end of the
353   // dead store.
354   //
355   //      |--dead--|
356   //                |--   killing   --|
357   //
358   // In this case we may want to trim the size of dead store to avoid
359   // generating stores to addresses which will definitely be overwritten killing
360   // store.
361   if (!EnablePartialOverwriteTracking &&
362       (KillingOff > DeadOff && KillingOff < int64_t(DeadOff + DeadSize) &&
363        int64_t(KillingOff + KillingSize) >= int64_t(DeadOff + DeadSize)))
364     return OW_End;
365
366   // Finally, we also need to check if the killing store overwrites the
367   // beginning of the dead store.
368   //
369   //                |--dead--|
370   //      |--  killing  --|
371   //
372   // In this case we may want to move the destination address and trim the size
373   // of dead store to avoid generating stores to addresses which will definitely
374   // be overwritten killing store.
375   if (!EnablePartialOverwriteTracking &&
376       (KillingOff <= DeadOff && int64_t(KillingOff + KillingSize) > DeadOff)) {
377     assert(int64_t(KillingOff + KillingSize) < int64_t(DeadOff + DeadSize) &&
378            "Expect to be handled as OW_Complete");
379     return OW_Begin;
380   }
381   // Otherwise, they don't completely overlap.
382   return OW_Unknown;
383 }
384
385 /// Returns true if the memory which is accessed by the second instruction is not
386 /// modified between the first and the second instruction.
387 /// Precondition: Second instruction must be dominated by the first
388 /// instruction.
389 static bool
390 memoryIsNotModifiedBetween(Instruction *FirstI, Instruction *SecondI,
391                            BatchAAResults &AA, const DataLayout &DL,
392                            DominatorTree *DT) {
393   // Do a backwards scan through the CFG from SecondI to FirstI. Look for
394   // instructions which can modify the memory location accessed by SecondI.
395   //
396   // While doing the walk keep track of the address to check. It might be
397   // different in different basic blocks due to PHI translation.
398   using BlockAddressPair = std::pair<BasicBlock *, PHITransAddr>;
399   SmallVector<BlockAddressPair, 16> WorkList;
400   // Keep track of the address we visited each block with. Bail out if we
401   // visit a block with different addresses.
402   DenseMap<BasicBlock *, Value *> Visited;
403
404   BasicBlock::iterator FirstBBI(FirstI);
405   ++FirstBBI;
406   BasicBlock::iterator SecondBBI(SecondI);
407   BasicBlock *FirstBB = FirstI->getParent();
408   BasicBlock *SecondBB = SecondI->getParent();
409   MemoryLocation MemLoc;
410   if (auto *MemSet = dyn_cast<MemSetInst>(SecondI))
411     MemLoc = MemoryLocation::getForDest(MemSet);
412   else
413     MemLoc = MemoryLocation::get(SecondI);
414
415   auto *MemLocPtr = const_cast<Value *>(MemLoc.Ptr);
416
417   // Start checking the SecondBB.
418   WorkList.push_back(
419       std::make_pair(SecondBB, PHITransAddr(MemLocPtr, DL, nullptr)));
420   bool isFirstBlock = true;
421
422   // Check all blocks going backward until we reach the FirstBB.
423   while (!WorkList.empty()) {
424     BlockAddressPair Current = WorkList.pop_back_val();
425     BasicBlock *B = Current.first;
426     PHITransAddr &Addr = Current.second;
427     Value *Ptr = Addr.getAddr();
428
429     // Ignore instructions before FirstI if this is the FirstBB.
430     BasicBlock::iterator BI = (B == FirstBB ? FirstBBI : B->begin());
431
432     BasicBlock::iterator EI;
433     if (isFirstBlock) {
434       // Ignore instructions after SecondI if this is the first visit of SecondBB.
435       assert(B == SecondBB && "first block is not the store block");
436       EI = SecondBBI;
437       isFirstBlock = false;
438     } else {
439       // It's not SecondBB or (in case of a loop) the second visit of SecondBB.
440       // In this case we also have to look at instructions after SecondI.
441       EI = B->end();
442     }
443     for (; BI != EI; ++BI) {
444       Instruction *I = &*BI;
445       if (I->mayWriteToMemory() && I != SecondI)
446         if (isModSet(AA.getModRefInfo(I, MemLoc.getWithNewPtr(Ptr))))
447           return false;
448     }
449     if (B != FirstBB) {
450       assert(B != &FirstBB->getParent()->getEntryBlock() &&
451           "Should not hit the entry block because SI must be dominated by LI");
452       for (BasicBlock *Pred : predecessors(B)) {
453         PHITransAddr PredAddr = Addr;
454         if (PredAddr.NeedsPHITranslationFromBlock(B)) {
455           if (!PredAddr.IsPotentiallyPHITranslatable())
456             return false;
457           if (PredAddr.PHITranslateValue(B, Pred, DT, false))
458             return false;
459         }
460         Value *TranslatedPtr = PredAddr.getAddr();
461         auto Inserted = Visited.insert(std::make_pair(Pred, TranslatedPtr));
462         if (!Inserted.second) {
463           // We already visited this block before. If it was with a different
464           // address - bail out!
465           if (TranslatedPtr != Inserted.first->second)
466             return false;
467           // ... otherwise just skip it.
468           continue;
469         }
470         WorkList.push_back(std::make_pair(Pred, PredAddr));
471       }
472     }
473   }
474   return true;
475 }
476
477 static bool tryToShorten(Instruction *DeadI, int64_t &DeadStart,
478                          uint64_t &DeadSize, int64_t KillingStart,
479                          uint64_t KillingSize, bool IsOverwriteEnd) {
480   auto *DeadIntrinsic = cast<AnyMemIntrinsic>(DeadI);
481   Align PrefAlign = DeadIntrinsic->getDestAlign().valueOrOne();
482
483   // We assume that memet/memcpy operates in chunks of the "largest" native
484   // type size and aligned on the same value. That means optimal start and size
485   // of memset/memcpy should be modulo of preferred alignment of that type. That
486   // is it there is no any sense in trying to reduce store size any further
487   // since any "extra" stores comes for free anyway.
488   // On the other hand, maximum alignment we can achieve is limited by alignment
489   // of initial store.
490
491   // TODO: Limit maximum alignment by preferred (or abi?) alignment of the
492   // "largest" native type.
493   // Note: What is the proper way to get that value?
494   // Should TargetTransformInfo::getRegisterBitWidth be used or anything else?
495   // PrefAlign = std::min(DL.getPrefTypeAlign(LargestType), PrefAlign);
496
497   int64_t ToRemoveStart = 0;
498   uint64_t ToRemoveSize = 0;
499   // Compute start and size of the region to remove. Make sure 'PrefAlign' is
500   // maintained on the remaining store.
501   if (IsOverwriteEnd) {
502     // Calculate required adjustment for 'KillingStart' in order to keep
503     // remaining store size aligned on 'PerfAlign'.
504     uint64_t Off =
505         offsetToAlignment(uint64_t(KillingStart - DeadStart), PrefAlign);
506     ToRemoveStart = KillingStart + Off;
507     if (DeadSize <= uint64_t(ToRemoveStart - DeadStart))
508       return false;
509     ToRemoveSize = DeadSize - uint64_t(ToRemoveStart - DeadStart);
510   } else {
511     ToRemoveStart = DeadStart;
512     assert(KillingSize >= uint64_t(DeadStart - KillingStart) &&
513            "Not overlapping accesses?");
514     ToRemoveSize = KillingSize - uint64_t(DeadStart - KillingStart);
515     // Calculate required adjustment for 'ToRemoveSize'in order to keep
516     // start of the remaining store aligned on 'PerfAlign'.
517     uint64_t Off = offsetToAlignment(ToRemoveSize, PrefAlign);
518     if (Off != 0) {
519       if (ToRemoveSize <= (PrefAlign.value() - Off))
520         return false;
521       ToRemoveSize -= PrefAlign.value() - Off;
522     }
523     assert(isAligned(PrefAlign, ToRemoveSize) &&
524            "Should preserve selected alignment");
525   }
526
527   assert(ToRemoveSize > 0 && "Shouldn't reach here if nothing to remove");
528   assert(DeadSize > ToRemoveSize && "Can't remove more than original size");
529
530   uint64_t NewSize = DeadSize - ToRemoveSize;
531   if (auto *AMI = dyn_cast<AtomicMemIntrinsic>(DeadI)) {
532     // When shortening an atomic memory intrinsic, the newly shortened
533     // length must remain an integer multiple of the element size.
534     const uint32_t ElementSize = AMI->getElementSizeInBytes();
535     if (0 != NewSize % ElementSize)
536       return false;
537   }
538
539   LLVM_DEBUG(dbgs() << "DSE: Remove Dead Store:\n  OW "
540                     << (IsOverwriteEnd ? "END" : "BEGIN") << ": " << *DeadI
541                     << "\n  KILLER [" << ToRemoveStart << ", "
542                     << int64_t(ToRemoveStart + ToRemoveSize) << ")\n");
543
544   Value *DeadWriteLength = DeadIntrinsic->getLength();
545   Value *TrimmedLength = ConstantInt::get(DeadWriteLength->getType(), NewSize);
546   DeadIntrinsic->setLength(TrimmedLength);
547   DeadIntrinsic->setDestAlignment(PrefAlign);
548
549   if (!IsOverwriteEnd) {
550     Value *OrigDest = DeadIntrinsic->getRawDest();
551     Type *Int8PtrTy =
552         Type::getInt8PtrTy(DeadIntrinsic->getContext(),
553                            OrigDest->getType()->getPointerAddressSpace());
554     Value *Dest = OrigDest;
555     if (OrigDest->getType() != Int8PtrTy)
556       Dest = CastInst::CreatePointerCast(OrigDest, Int8PtrTy, "", DeadI);
557     Value *Indices[1] = {
558         ConstantInt::get(DeadWriteLength->getType(), ToRemoveSize)};
559     Instruction *NewDestGEP = GetElementPtrInst::CreateInBounds(
560         Type::getInt8Ty(DeadIntrinsic->getContext()), Dest, Indices, "", DeadI);
561     NewDestGEP->setDebugLoc(DeadIntrinsic->getDebugLoc());
562     if (NewDestGEP->getType() != OrigDest->getType())
563       NewDestGEP = CastInst::CreatePointerCast(NewDestGEP, OrigDest->getType(),
564                                                "", DeadI);
565     DeadIntrinsic->setDest(NewDestGEP);
566   }
567
568   // Finally update start and size of dead access.
569   if (!IsOverwriteEnd)
570     DeadStart += ToRemoveSize;
571   DeadSize = NewSize;
572
573   return true;
574 }
575
576 static bool tryToShortenEnd(Instruction *DeadI, OverlapIntervalsTy &IntervalMap,
577                             int64_t &DeadStart, uint64_t &DeadSize) {
578   if (IntervalMap.empty() || !isShortenableAtTheEnd(DeadI))
579     return false;
580
581   OverlapIntervalsTy::iterator OII = --IntervalMap.end();
582   int64_t KillingStart = OII->second;
583   uint64_t KillingSize = OII->first - KillingStart;
584
585   assert(OII->first - KillingStart >= 0 && "Size expected to be positive");
586
587   if (KillingStart > DeadStart &&
588       // Note: "KillingStart - KillingStart" is known to be positive due to
589       // preceding check.
590       (uint64_t)(KillingStart - DeadStart) < DeadSize &&
591       // Note: "DeadSize - (uint64_t)(KillingStart - DeadStart)" is known to
592       // be non negative due to preceding checks.
593       KillingSize >= DeadSize - (uint64_t)(KillingStart - DeadStart)) {
594     if (tryToShorten(DeadI, DeadStart, DeadSize, KillingStart, KillingSize,
595                      true)) {
596       IntervalMap.erase(OII);
597       return true;
598     }
599   }
600   return false;
601 }
602
603 static bool tryToShortenBegin(Instruction *DeadI,
604                               OverlapIntervalsTy &IntervalMap,
605                               int64_t &DeadStart, uint64_t &DeadSize) {
606   if (IntervalMap.empty() || !isShortenableAtTheBeginning(DeadI))
607     return false;
608
609   OverlapIntervalsTy::iterator OII = IntervalMap.begin();
610   int64_t KillingStart = OII->second;
611   uint64_t KillingSize = OII->first - KillingStart;
612
613   assert(OII->first - KillingStart >= 0 && "Size expected to be positive");
614
615   if (KillingStart <= DeadStart &&
616       // Note: "DeadStart - KillingStart" is known to be non negative due to
617       // preceding check.
618       KillingSize > (uint64_t)(DeadStart - KillingStart)) {
619     // Note: "KillingSize - (uint64_t)(DeadStart - DeadStart)" is known to
620     // be positive due to preceding checks.
621     assert(KillingSize - (uint64_t)(DeadStart - KillingStart) < DeadSize &&
622            "Should have been handled as OW_Complete");
623     if (tryToShorten(DeadI, DeadStart, DeadSize, KillingStart, KillingSize,
624                      false)) {
625       IntervalMap.erase(OII);
626       return true;
627     }
628   }
629   return false;
630 }
631
632 static Constant *
633 tryToMergePartialOverlappingStores(StoreInst *KillingI, StoreInst *DeadI,
634                                    int64_t KillingOffset, int64_t DeadOffset,
635                                    const DataLayout &DL, BatchAAResults &AA,
636                                    DominatorTree *DT) {
637
638   if (DeadI && isa<ConstantInt>(DeadI->getValueOperand()) &&
639       DL.typeSizeEqualsStoreSize(DeadI->getValueOperand()->getType()) &&
640       KillingI && isa<ConstantInt>(KillingI->getValueOperand()) &&
641       DL.typeSizeEqualsStoreSize(KillingI->getValueOperand()->getType()) &&
642       memoryIsNotModifiedBetween(DeadI, KillingI, AA, DL, DT)) {
643     // If the store we find is:
644     //   a) partially overwritten by the store to 'Loc'
645     //   b) the killing store is fully contained in the dead one and
646     //   c) they both have a constant value
647     //   d) none of the two stores need padding
648     // Merge the two stores, replacing the dead store's value with a
649     // merge of both values.
650     // TODO: Deal with other constant types (vectors, etc), and probably
651     // some mem intrinsics (if needed)
652
653     APInt DeadValue = cast<ConstantInt>(DeadI->getValueOperand())->getValue();
654     APInt KillingValue =
655         cast<ConstantInt>(KillingI->getValueOperand())->getValue();
656     unsigned KillingBits = KillingValue.getBitWidth();
657     assert(DeadValue.getBitWidth() > KillingValue.getBitWidth());
658     KillingValue = KillingValue.zext(DeadValue.getBitWidth());
659
660     // Offset of the smaller store inside the larger store
661     unsigned BitOffsetDiff = (KillingOffset - DeadOffset) * 8;
662     unsigned LShiftAmount =
663         DL.isBigEndian() ? DeadValue.getBitWidth() - BitOffsetDiff - KillingBits
664                          : BitOffsetDiff;
665     APInt Mask = APInt::getBitsSet(DeadValue.getBitWidth(), LShiftAmount,
666                                    LShiftAmount + KillingBits);
667     // Clear the bits we'll be replacing, then OR with the smaller
668     // store, shifted appropriately.
669     APInt Merged = (DeadValue & ~Mask) | (KillingValue << LShiftAmount);
670     LLVM_DEBUG(dbgs() << "DSE: Merge Stores:\n  Dead: " << *DeadI
671                       << "\n  Killing: " << *KillingI
672                       << "\n  Merged Value: " << Merged << '\n');
673     return ConstantInt::get(DeadI->getValueOperand()->getType(), Merged);
674   }
675   return nullptr;
676 }
677
678 namespace {
679 // Returns true if \p I is an intrisnic that does not read or write memory.
680 bool isNoopIntrinsic(Instruction *I) {
681   if (const IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(I)) {
682     switch (II->getIntrinsicID()) {
683     case Intrinsic::lifetime_start:
684     case Intrinsic::lifetime_end:
685     case Intrinsic::invariant_end:
686     case Intrinsic::launder_invariant_group:
687     case Intrinsic::assume:
688       return true;
689     case Intrinsic::dbg_addr:
690     case Intrinsic::dbg_declare:
691     case Intrinsic::dbg_label:
692     case Intrinsic::dbg_value:
693       llvm_unreachable("Intrinsic should not be modeled in MemorySSA");
694     default:
695       return false;
696     }
697   }
698   return false;
699 }
700
701 // Check if we can ignore \p D for DSE.
702 bool canSkipDef(MemoryDef *D, bool DefVisibleToCaller) {
703   Instruction *DI = D->getMemoryInst();
704   // Calls that only access inaccessible memory cannot read or write any memory
705   // locations we consider for elimination.
706   if (auto *CB = dyn_cast<CallBase>(DI))
707     if (CB->onlyAccessesInaccessibleMemory())
708       return true;
709
710   // We can eliminate stores to locations not visible to the caller across
711   // throwing instructions.
712   if (DI->mayThrow() && !DefVisibleToCaller)
713     return true;
714
715   // We can remove the dead stores, irrespective of the fence and its ordering
716   // (release/acquire/seq_cst). Fences only constraints the ordering of
717   // already visible stores, it does not make a store visible to other
718   // threads. So, skipping over a fence does not change a store from being
719   // dead.
720   if (isa<FenceInst>(DI))
721     return true;
722
723   // Skip intrinsics that do not really read or modify memory.
724   if (isNoopIntrinsic(DI))
725     return true;
726
727   return false;
728 }
729
730 struct DSEState {
731   Function &F;
732   AliasAnalysis &AA;
733   EarliestEscapeInfo EI;
734
735   /// The single BatchAA instance that is used to cache AA queries. It will
736   /// not be invalidated over the whole run. This is safe, because:
737   /// 1. Only memory writes are removed, so the alias cache for memory
738   ///    locations remains valid.
739   /// 2. No new instructions are added (only instructions removed), so cached
740   ///    information for a deleted value cannot be accessed by a re-used new
741   ///    value pointer.
742   BatchAAResults BatchAA;
743
744   MemorySSA &MSSA;
745   DominatorTree &DT;
746   PostDominatorTree &PDT;
747   const TargetLibraryInfo &TLI;
748   const DataLayout &DL;
749   const LoopInfo &LI;
750
751   // Whether the function contains any irreducible control flow, useful for
752   // being accurately able to detect loops.
753   bool ContainsIrreducibleLoops;
754
755   // All MemoryDefs that potentially could kill other MemDefs.
756   SmallVector<MemoryDef *, 64> MemDefs;
757   // Any that should be skipped as they are already deleted
758   SmallPtrSet<MemoryAccess *, 4> SkipStores;
759   // Keep track whether a given object is captured before return or not.
760   DenseMap<const Value *, bool> CapturedBeforeReturn;
761   // Keep track of all of the objects that are invisible to the caller after
762   // the function returns.
763   DenseMap<const Value *, bool> InvisibleToCallerAfterRet;
764   // Keep track of blocks with throwing instructions not modeled in MemorySSA.
765   SmallPtrSet<BasicBlock *, 16> ThrowingBlocks;
766   // Post-order numbers for each basic block. Used to figure out if memory
767   // accesses are executed before another access.
768   DenseMap<BasicBlock *, unsigned> PostOrderNumbers;
769
770   /// Keep track of instructions (partly) overlapping with killing MemoryDefs per
771   /// basic block.
772   MapVector<BasicBlock *, InstOverlapIntervalsTy> IOLs;
773
774   // Class contains self-reference, make sure it's not copied/moved.
775   DSEState(const DSEState &) = delete;
776   DSEState &operator=(const DSEState &) = delete;
777
778   DSEState(Function &F, AliasAnalysis &AA, MemorySSA &MSSA, DominatorTree &DT,
779            PostDominatorTree &PDT, const TargetLibraryInfo &TLI,
780            const LoopInfo &LI)
781       : F(F), AA(AA), EI(DT, LI), BatchAA(AA, &EI), MSSA(MSSA), DT(DT),
782         PDT(PDT), TLI(TLI), DL(F.getParent()->getDataLayout()), LI(LI) {
783     // Collect blocks with throwing instructions not modeled in MemorySSA and
784     // alloc-like objects.
785     unsigned PO = 0;
786     for (BasicBlock *BB : post_order(&F)) {
787       PostOrderNumbers[BB] = PO++;
788       for (Instruction &I : *BB) {
789         MemoryAccess *MA = MSSA.getMemoryAccess(&I);
790         if (I.mayThrow() && !MA)
791           ThrowingBlocks.insert(I.getParent());
792
793         auto *MD = dyn_cast_or_null<MemoryDef>(MA);
794         if (MD && MemDefs.size() < MemorySSADefsPerBlockLimit &&
795             (getLocForWrite(&I) || isMemTerminatorInst(&I)))
796           MemDefs.push_back(MD);
797       }
798     }
799
800     // Treat byval or inalloca arguments the same as Allocas, stores to them are
801     // dead at the end of the function.
802     for (Argument &AI : F.args())
803       if (AI.hasPassPointeeByValueCopyAttr())
804         InvisibleToCallerAfterRet.insert({&AI, true});
805
806     // Collect whether there is any irreducible control flow in the function.
807     ContainsIrreducibleLoops = mayContainIrreducibleControl(F, &LI);
808   }
809
810   /// Return 'OW_Complete' if a store to the 'KillingLoc' location (by \p
811   /// KillingI instruction) completely overwrites a store to the 'DeadLoc'
812   /// location (by \p DeadI instruction).
813   /// Return OW_MaybePartial if \p KillingI does not completely overwrite
814   /// \p DeadI, but they both write to the same underlying object. In that
815   /// case, use isPartialOverwrite to check if \p KillingI partially overwrites
816   /// \p DeadI. Returns 'OR_None' if \p KillingI is known to not overwrite the
817   /// \p DeadI. Returns 'OW_Unknown' if nothing can be determined.
818   OverwriteResult isOverwrite(const Instruction *KillingI,
819                               const Instruction *DeadI,
820                               const MemoryLocation &KillingLoc,
821                               const MemoryLocation &DeadLoc,
822                               int64_t &KillingOff, int64_t &DeadOff) {
823     // AliasAnalysis does not always account for loops. Limit overwrite checks
824     // to dependencies for which we can guarantee they are independent of any
825     // loops they are in.
826     if (!isGuaranteedLoopIndependent(DeadI, KillingI, DeadLoc))
827       return OW_Unknown;
828
829     const Value *DeadPtr = DeadLoc.Ptr->stripPointerCasts();
830     const Value *KillingPtr = KillingLoc.Ptr->stripPointerCasts();
831     const Value *DeadUndObj = getUnderlyingObject(DeadPtr);
832     const Value *KillingUndObj = getUnderlyingObject(KillingPtr);
833
834     // Check whether the killing store overwrites the whole object, in which
835     // case the size/offset of the dead store does not matter.
836     if (DeadUndObj == KillingUndObj && KillingLoc.Size.isPrecise()) {
837       uint64_t KillingUndObjSize = getPointerSize(KillingUndObj, DL, TLI, &F);
838       if (KillingUndObjSize != MemoryLocation::UnknownSize &&
839           KillingUndObjSize == KillingLoc.Size.getValue())
840         return OW_Complete;
841     }
842
843     // FIXME: Vet that this works for size upper-bounds. Seems unlikely that we'll
844     // get imprecise values here, though (except for unknown sizes).
845     if (!KillingLoc.Size.isPrecise() || !DeadLoc.Size.isPrecise()) {
846       // In case no constant size is known, try to an IR values for the number
847       // of bytes written and check if they match.
848       const auto *KillingMemI = dyn_cast<MemIntrinsic>(KillingI);
849       const auto *DeadMemI = dyn_cast<MemIntrinsic>(DeadI);
850       if (KillingMemI && DeadMemI) {
851         const Value *KillingV = KillingMemI->getLength();
852         const Value *DeadV = DeadMemI->getLength();
853         if (KillingV == DeadV && BatchAA.isMustAlias(DeadLoc, KillingLoc))
854           return OW_Complete;
855       }
856
857       // Masked stores have imprecise locations, but we can reason about them
858       // to some extent.
859       return isMaskedStoreOverwrite(KillingI, DeadI, BatchAA);
860     }
861
862     const uint64_t KillingSize = KillingLoc.Size.getValue();
863     const uint64_t DeadSize = DeadLoc.Size.getValue();
864
865     // Query the alias information
866     AliasResult AAR = BatchAA.alias(KillingLoc, DeadLoc);
867
868     // If the start pointers are the same, we just have to compare sizes to see if
869     // the killing store was larger than the dead store.
870     if (AAR == AliasResult::MustAlias) {
871       // Make sure that the KillingSize size is >= the DeadSize size.
872       if (KillingSize >= DeadSize)
873         return OW_Complete;
874     }
875
876     // If we hit a partial alias we may have a full overwrite
877     if (AAR == AliasResult::PartialAlias && AAR.hasOffset()) {
878       int32_t Off = AAR.getOffset();
879       if (Off >= 0 && (uint64_t)Off + DeadSize <= KillingSize)
880         return OW_Complete;
881     }
882
883     // If we can't resolve the same pointers to the same object, then we can't
884     // analyze them at all.
885     if (DeadUndObj != KillingUndObj) {
886       // Non aliasing stores to different objects don't overlap. Note that
887       // if the killing store is known to overwrite whole object (out of
888       // bounds access overwrites whole object as well) then it is assumed to
889       // completely overwrite any store to the same object even if they don't
890       // actually alias (see next check).
891       if (AAR == AliasResult::NoAlias)
892         return OW_None;
893       return OW_Unknown;
894     }
895
896     // Okay, we have stores to two completely different pointers.  Try to
897     // decompose the pointer into a "base + constant_offset" form.  If the base
898     // pointers are equal, then we can reason about the two stores.
899     DeadOff = 0;
900     KillingOff = 0;
901     const Value *DeadBasePtr =
902         GetPointerBaseWithConstantOffset(DeadPtr, DeadOff, DL);
903     const Value *KillingBasePtr =
904         GetPointerBaseWithConstantOffset(KillingPtr, KillingOff, DL);
905
906     // If the base pointers still differ, we have two completely different
907     // stores.
908     if (DeadBasePtr != KillingBasePtr)
909       return OW_Unknown;
910
911     // The killing access completely overlaps the dead store if and only if
912     // both start and end of the dead one is "inside" the killing one:
913     //    |<->|--dead--|<->|
914     //    |-----killing------|
915     // Accesses may overlap if and only if start of one of them is "inside"
916     // another one:
917     //    |<->|--dead--|<-------->|
918     //    |-------killing--------|
919     //           OR
920     //    |-------dead-------|
921     //    |<->|---killing---|<----->|
922     //
923     // We have to be careful here as *Off is signed while *.Size is unsigned.
924
925     // Check if the dead access starts "not before" the killing one.
926     if (DeadOff >= KillingOff) {
927       // If the dead access ends "not after" the killing access then the
928       // dead one is completely overwritten by the killing one.
929       if (uint64_t(DeadOff - KillingOff) + DeadSize <= KillingSize)
930         return OW_Complete;
931       // If start of the dead access is "before" end of the killing access
932       // then accesses overlap.
933       else if ((uint64_t)(DeadOff - KillingOff) < KillingSize)
934         return OW_MaybePartial;
935     }
936     // If start of the killing access is "before" end of the dead access then
937     // accesses overlap.
938     else if ((uint64_t)(KillingOff - DeadOff) < DeadSize) {
939       return OW_MaybePartial;
940     }
941
942     // Can reach here only if accesses are known not to overlap.
943     return OW_None;
944   }
945
946   bool isInvisibleToCallerAfterRet(const Value *V) {
947     if (isa<AllocaInst>(V))
948       return true;
949     auto I = InvisibleToCallerAfterRet.insert({V, false});
950     if (I.second) {
951       if (!isInvisibleToCallerOnUnwind(V)) {
952         I.first->second = false;
953       } else if (isNoAliasCall(V)) {
954         I.first->second = !PointerMayBeCaptured(V, true, false);
955       }
956     }
957     return I.first->second;
958   }
959
960   bool isInvisibleToCallerOnUnwind(const Value *V) {
961     bool RequiresNoCaptureBeforeUnwind;
962     if (!isNotVisibleOnUnwind(V, RequiresNoCaptureBeforeUnwind))
963       return false;
964     if (!RequiresNoCaptureBeforeUnwind)
965       return true;
966
967     auto I = CapturedBeforeReturn.insert({V, true});
968     if (I.second)
969       // NOTE: This could be made more precise by PointerMayBeCapturedBefore
970       // with the killing MemoryDef. But we refrain from doing so for now to
971       // limit compile-time and this does not cause any changes to the number
972       // of stores removed on a large test set in practice.
973       I.first->second = PointerMayBeCaptured(V, false, true);
974     return !I.first->second;
975   }
976
977   Optional<MemoryLocation> getLocForWrite(Instruction *I) const {
978     if (!I->mayWriteToMemory())
979       return None;
980
981     if (auto *CB = dyn_cast<CallBase>(I))
982       return MemoryLocation::getForDest(CB, TLI);
983
984     return MemoryLocation::getOrNone(I);
985   }
986
987   /// Assuming this instruction has a dead analyzable write, can we delete
988   /// this instruction?
989   bool isRemovable(Instruction *I) {
990     assert(getLocForWrite(I) && "Must have analyzable write");
991
992     // Don't remove volatile/atomic stores.
993     if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(I))
994       return SI->isUnordered();
995
996     if (auto *CB = dyn_cast<CallBase>(I)) {
997       // Don't remove volatile memory intrinsics.
998       if (auto *MI = dyn_cast<MemIntrinsic>(CB))
999         return !MI->isVolatile();
1000
1001       // Never remove dead lifetime intrinsics, e.g. because they are followed
1002       // by a free.
1003       if (CB->isLifetimeStartOrEnd())
1004         return false;
1005
1006       return CB->use_empty() && CB->willReturn() && CB->doesNotThrow();
1007     }
1008
1009     return false;
1010   }
1011
1012   /// Returns true if \p UseInst completely overwrites \p DefLoc
1013   /// (stored by \p DefInst).
1014   bool isCompleteOverwrite(const MemoryLocation &DefLoc, Instruction *DefInst,
1015                            Instruction *UseInst) {
1016     // UseInst has a MemoryDef associated in MemorySSA. It's possible for a
1017     // MemoryDef to not write to memory, e.g. a volatile load is modeled as a
1018     // MemoryDef.
1019     if (!UseInst->mayWriteToMemory())
1020       return false;
1021
1022     if (auto *CB = dyn_cast<CallBase>(UseInst))
1023       if (CB->onlyAccessesInaccessibleMemory())
1024         return false;
1025
1026     int64_t InstWriteOffset, DepWriteOffset;
1027     if (auto CC = getLocForWrite(UseInst))
1028       return isOverwrite(UseInst, DefInst, *CC, DefLoc, InstWriteOffset,
1029                          DepWriteOffset) == OW_Complete;
1030     return false;
1031   }
1032
1033   /// Returns true if \p Def is not read before returning from the function.
1034   bool isWriteAtEndOfFunction(MemoryDef *Def) {
1035     LLVM_DEBUG(dbgs() << "  Check if def " << *Def << " ("
1036                       << *Def->getMemoryInst()
1037                       << ") is at the end the function \n");
1038
1039     auto MaybeLoc = getLocForWrite(Def->getMemoryInst());
1040     if (!MaybeLoc) {
1041       LLVM_DEBUG(dbgs() << "  ... could not get location for write.\n");
1042       return false;
1043     }
1044
1045     SmallVector<MemoryAccess *, 4> WorkList;
1046     SmallPtrSet<MemoryAccess *, 8> Visited;
1047     auto PushMemUses = [&WorkList, &Visited](MemoryAccess *Acc) {
1048       if (!Visited.insert(Acc).second)
1049         return;
1050       for (Use &U : Acc->uses())
1051         WorkList.push_back(cast<MemoryAccess>(U.getUser()));
1052     };
1053     PushMemUses(Def);
1054     for (unsigned I = 0; I < WorkList.size(); I++) {
1055       if (WorkList.size() >= MemorySSAScanLimit) {
1056         LLVM_DEBUG(dbgs() << "  ... hit exploration limit.\n");
1057         return false;
1058       }
1059
1060       MemoryAccess *UseAccess = WorkList[I];
1061       // Simply adding the users of MemoryPhi to the worklist is not enough,
1062       // because we might miss read clobbers in different iterations of a loop,
1063       // for example.
1064       // TODO: Add support for phi translation to handle the loop case.
1065       if (isa<MemoryPhi>(UseAccess))
1066         return false;
1067
1068       // TODO: Checking for aliasing is expensive. Consider reducing the amount
1069       // of times this is called and/or caching it.
1070       Instruction *UseInst = cast<MemoryUseOrDef>(UseAccess)->getMemoryInst();
1071       if (isReadClobber(*MaybeLoc, UseInst)) {
1072         LLVM_DEBUG(dbgs() << "  ... hit read clobber " << *UseInst << ".\n");
1073         return false;
1074       }
1075
1076       if (MemoryDef *UseDef = dyn_cast<MemoryDef>(UseAccess))
1077         PushMemUses(UseDef);
1078     }
1079     return true;
1080   }
1081
1082   /// If \p I is a memory  terminator like llvm.lifetime.end or free, return a
1083   /// pair with the MemoryLocation terminated by \p I and a boolean flag
1084   /// indicating whether \p I is a free-like call.
1085   Optional<std::pair<MemoryLocation, bool>>
1086   getLocForTerminator(Instruction *I) const {
1087     uint64_t Len;
1088     Value *Ptr;
1089     if (match(I, m_Intrinsic<Intrinsic::lifetime_end>(m_ConstantInt(Len),
1090                                                       m_Value(Ptr))))
1091       return {std::make_pair(MemoryLocation(Ptr, Len), false)};
1092
1093     if (auto *CB = dyn_cast<CallBase>(I)) {
1094       if (isFreeCall(I, &TLI))
1095         return {std::make_pair(MemoryLocation::getAfter(CB->getArgOperand(0)),
1096                                true)};
1097     }
1098
1099     return None;
1100   }
1101
1102   /// Returns true if \p I is a memory terminator instruction like
1103   /// llvm.lifetime.end or free.
1104   bool isMemTerminatorInst(Instruction *I) const {
1105     IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(I);
1106     return (II && II->getIntrinsicID() == Intrinsic::lifetime_end) ||
1107            isFreeCall(I, &TLI);
1108   }
1109
1110   /// Returns true if \p MaybeTerm is a memory terminator for \p Loc from
1111   /// instruction \p AccessI.
1112   bool isMemTerminator(const MemoryLocation &Loc, Instruction *AccessI,
1113                        Instruction *MaybeTerm) {
1114     Optional<std::pair<MemoryLocation, bool>> MaybeTermLoc =
1115         getLocForTerminator(MaybeTerm);
1116
1117     if (!MaybeTermLoc)
1118       return false;
1119
1120     // If the terminator is a free-like call, all accesses to the underlying
1121     // object can be considered terminated.
1122     if (getUnderlyingObject(Loc.Ptr) !=
1123         getUnderlyingObject(MaybeTermLoc->first.Ptr))
1124       return false;
1125
1126     auto TermLoc = MaybeTermLoc->first;
1127     if (MaybeTermLoc->second) {
1128       const Value *LocUO = getUnderlyingObject(Loc.Ptr);
1129       return BatchAA.isMustAlias(TermLoc.Ptr, LocUO);
1130     }
1131     int64_t InstWriteOffset = 0;
1132     int64_t DepWriteOffset = 0;
1133     return isOverwrite(MaybeTerm, AccessI, TermLoc, Loc, InstWriteOffset,
1134                        DepWriteOffset) == OW_Complete;
1135   }
1136
1137   // Returns true if \p Use may read from \p DefLoc.
1138   bool isReadClobber(const MemoryLocation &DefLoc, Instruction *UseInst) {
1139     if (isNoopIntrinsic(UseInst))
1140       return false;
1141
1142     // Monotonic or weaker atomic stores can be re-ordered and do not need to be
1143     // treated as read clobber.
1144     if (auto SI = dyn_cast<StoreInst>(UseInst))
1145       return isStrongerThan(SI->getOrdering(), AtomicOrdering::Monotonic);
1146
1147     if (!UseInst->mayReadFromMemory())
1148       return false;
1149
1150     if (auto *CB = dyn_cast<CallBase>(UseInst))
1151       if (CB->onlyAccessesInaccessibleMemory())
1152         return false;
1153
1154     return isRefSet(BatchAA.getModRefInfo(UseInst, DefLoc));
1155   }
1156
1157   /// Returns true if a dependency between \p Current and \p KillingDef is
1158   /// guaranteed to be loop invariant for the loops that they are in. Either
1159   /// because they are known to be in the same block, in the same loop level or
1160   /// by guaranteeing that \p CurrentLoc only references a single MemoryLocation
1161   /// during execution of the containing function.
1162   bool isGuaranteedLoopIndependent(const Instruction *Current,
1163                                    const Instruction *KillingDef,
1164                                    const MemoryLocation &CurrentLoc) {
1165     // If the dependency is within the same block or loop level (being careful
1166     // of irreducible loops), we know that AA will return a valid result for the
1167     // memory dependency. (Both at the function level, outside of any loop,
1168     // would also be valid but we currently disable that to limit compile time).
1169     if (Current->getParent() == KillingDef->getParent())
1170       return true;
1171     const Loop *CurrentLI = LI.getLoopFor(Current->getParent());
1172     if (!ContainsIrreducibleLoops && CurrentLI &&
1173         CurrentLI == LI.getLoopFor(KillingDef->getParent()))
1174       return true;
1175     // Otherwise check the memory location is invariant to any loops.
1176     return isGuaranteedLoopInvariant(CurrentLoc.Ptr);
1177   }
1178
1179   /// Returns true if \p Ptr is guaranteed to be loop invariant for any possible
1180   /// loop. In particular, this guarantees that it only references a single
1181   /// MemoryLocation during execution of the containing function.
1182   bool isGuaranteedLoopInvariant(const Value *Ptr) {
1183     Ptr = Ptr->stripPointerCasts();
1184     if (auto *GEP = dyn_cast<GEPOperator>(Ptr))
1185       if (GEP->hasAllConstantIndices())
1186         Ptr = GEP->getPointerOperand()->stripPointerCasts();
1187
1188     if (auto *I = dyn_cast<Instruction>(Ptr))
1189       return I->getParent()->isEntryBlock();
1190     return true;
1191   }
1192
1193   // Find a MemoryDef writing to \p KillingLoc and dominating \p StartAccess,
1194   // with no read access between them or on any other path to a function exit
1195   // block if \p KillingLoc is not accessible after the function returns. If
1196   // there is no such MemoryDef, return None. The returned value may not
1197   // (completely) overwrite \p KillingLoc. Currently we bail out when we
1198   // encounter an aliasing MemoryUse (read).
1199   Optional<MemoryAccess *>
1200   getDomMemoryDef(MemoryDef *KillingDef, MemoryAccess *StartAccess,
1201                   const MemoryLocation &KillingLoc, const Value *KillingUndObj,
1202                   unsigned &ScanLimit, unsigned &WalkerStepLimit,
1203                   bool IsMemTerm, unsigned &PartialLimit) {
1204     if (ScanLimit == 0 || WalkerStepLimit == 0) {
1205       LLVM_DEBUG(dbgs() << "\n    ...  hit scan limit\n");
1206       return None;
1207     }
1208
1209     MemoryAccess *Current = StartAccess;
1210     Instruction *KillingI = KillingDef->getMemoryInst();
1211     LLVM_DEBUG(dbgs() << "  trying to get dominating access\n");
1212
1213     // Only optimize defining access of KillingDef when directly starting at its
1214     // defining access. The defining access also must only access KillingLoc. At
1215     // the moment we only support instructions with a single write location, so
1216     // it should be sufficient to disable optimizations for instructions that
1217     // also read from memory.
1218     bool CanOptimize = OptimizeMemorySSA &&
1219                        KillingDef->getDefiningAccess() == StartAccess &&
1220                        !KillingI->mayReadFromMemory();
1221
1222     // Find the next clobbering Mod access for DefLoc, starting at StartAccess.
1223     Optional<MemoryLocation> CurrentLoc;
1224     for (;; Current = cast<MemoryDef>(Current)->getDefiningAccess()) {
1225       LLVM_DEBUG({
1226         dbgs() << "   visiting " << *Current;
1227         if (!MSSA.isLiveOnEntryDef(Current) && isa<MemoryUseOrDef>(Current))
1228           dbgs() << " (" << *cast<MemoryUseOrDef>(Current)->getMemoryInst()
1229                  << ")";
1230         dbgs() << "\n";
1231       });
1232
1233       // Reached TOP.
1234       if (MSSA.isLiveOnEntryDef(Current)) {
1235         LLVM_DEBUG(dbgs() << "   ...  found LiveOnEntryDef\n");
1236         return None;
1237       }
1238
1239       // Cost of a step. Accesses in the same block are more likely to be valid
1240       // candidates for elimination, hence consider them cheaper.
1241       unsigned StepCost = KillingDef->getBlock() == Current->getBlock()
1242                               ? MemorySSASameBBStepCost
1243                               : MemorySSAOtherBBStepCost;
1244       if (WalkerStepLimit <= StepCost) {
1245         LLVM_DEBUG(dbgs() << "   ...  hit walker step limit\n");
1246         return None;
1247       }
1248       WalkerStepLimit -= StepCost;
1249
1250       // Return for MemoryPhis. They cannot be eliminated directly and the
1251       // caller is responsible for traversing them.
1252       if (isa<MemoryPhi>(Current)) {
1253         LLVM_DEBUG(dbgs() << "   ...  found MemoryPhi\n");
1254         return Current;
1255       }
1256
1257       // Below, check if CurrentDef is a valid candidate to be eliminated by
1258       // KillingDef. If it is not, check the next candidate.
1259       MemoryDef *CurrentDef = cast<MemoryDef>(Current);
1260       Instruction *CurrentI = CurrentDef->getMemoryInst();
1261
1262       if (canSkipDef(CurrentDef, !isInvisibleToCallerOnUnwind(KillingUndObj))) {
1263         CanOptimize = false;
1264         continue;
1265       }
1266
1267       // Before we try to remove anything, check for any extra throwing
1268       // instructions that block us from DSEing
1269       if (mayThrowBetween(KillingI, CurrentI, KillingUndObj)) {
1270         LLVM_DEBUG(dbgs() << "  ... skip, may throw!\n");
1271         return None;
1272       }
1273
1274       // Check for anything that looks like it will be a barrier to further
1275       // removal
1276       if (isDSEBarrier(KillingUndObj, CurrentI)) {
1277         LLVM_DEBUG(dbgs() << "  ... skip, barrier\n");
1278         return None;
1279       }
1280
1281       // If Current is known to be on path that reads DefLoc or is a read
1282       // clobber, bail out, as the path is not profitable. We skip this check
1283       // for intrinsic calls, because the code knows how to handle memcpy
1284       // intrinsics.
1285       if (!isa<IntrinsicInst>(CurrentI) && isReadClobber(KillingLoc, CurrentI))
1286         return None;
1287
1288       // Quick check if there are direct uses that are read-clobbers.
1289       if (any_of(Current->uses(), [this, &KillingLoc, StartAccess](Use &U) {
1290             if (auto *UseOrDef = dyn_cast<MemoryUseOrDef>(U.getUser()))
1291               return !MSSA.dominates(StartAccess, UseOrDef) &&
1292                      isReadClobber(KillingLoc, UseOrDef->getMemoryInst());
1293             return false;
1294           })) {
1295         LLVM_DEBUG(dbgs() << "   ...  found a read clobber\n");
1296         return None;
1297       }
1298
1299       // If Current does not have an analyzable write location or is not
1300       // removable, skip it.
1301       CurrentLoc = getLocForWrite(CurrentI);
1302       if (!CurrentLoc || !isRemovable(CurrentI)) {
1303         CanOptimize = false;
1304         continue;
1305       }
1306
1307       // AliasAnalysis does not account for loops. Limit elimination to
1308       // candidates for which we can guarantee they always store to the same
1309       // memory location and not located in different loops.
1310       if (!isGuaranteedLoopIndependent(CurrentI, KillingI, *CurrentLoc)) {
1311         LLVM_DEBUG(dbgs() << "  ... not guaranteed loop independent\n");
1312         WalkerStepLimit -= 1;
1313         CanOptimize = false;
1314         continue;
1315       }
1316
1317       if (IsMemTerm) {
1318         // If the killing def is a memory terminator (e.g. lifetime.end), check
1319         // the next candidate if the current Current does not write the same
1320         // underlying object as the terminator.
1321         if (!isMemTerminator(*CurrentLoc, CurrentI, KillingI)) {
1322           CanOptimize = false;
1323           continue;
1324         }
1325       } else {
1326         int64_t KillingOffset = 0;
1327         int64_t DeadOffset = 0;
1328         auto OR = isOverwrite(KillingI, CurrentI, KillingLoc, *CurrentLoc,
1329                               KillingOffset, DeadOffset);
1330         if (CanOptimize) {
1331           // CurrentDef is the earliest write clobber of KillingDef. Use it as
1332           // optimized access. Do not optimize if CurrentDef is already the
1333           // defining access of KillingDef.
1334           if (CurrentDef != KillingDef->getDefiningAccess() &&
1335               (OR == OW_Complete || OR == OW_MaybePartial))
1336             KillingDef->setOptimized(CurrentDef);
1337
1338           // Once a may-aliasing def is encountered do not set an optimized
1339           // access.
1340           if (OR != OW_None)
1341             CanOptimize = false;
1342         }
1343
1344         // If Current does not write to the same object as KillingDef, check
1345         // the next candidate.
1346         if (OR == OW_Unknown || OR == OW_None)
1347           continue;
1348         else if (OR == OW_MaybePartial) {
1349           // If KillingDef only partially overwrites Current, check the next
1350           // candidate if the partial step limit is exceeded. This aggressively
1351           // limits the number of candidates for partial store elimination,
1352           // which are less likely to be removable in the end.
1353           if (PartialLimit <= 1) {
1354             WalkerStepLimit -= 1;
1355             LLVM_DEBUG(dbgs() << "   ... reached partial limit ... continue with next access\n");
1356             continue;
1357           }
1358           PartialLimit -= 1;
1359         }
1360       }
1361       break;
1362     };
1363
1364     // Accesses to objects accessible after the function returns can only be
1365     // eliminated if the access is dead along all paths to the exit. Collect
1366     // the blocks with killing (=completely overwriting MemoryDefs) and check if
1367     // they cover all paths from MaybeDeadAccess to any function exit.
1368     SmallPtrSet<Instruction *, 16> KillingDefs;
1369     KillingDefs.insert(KillingDef->getMemoryInst());
1370     MemoryAccess *MaybeDeadAccess = Current;
1371     MemoryLocation MaybeDeadLoc = *CurrentLoc;
1372     Instruction *MaybeDeadI = cast<MemoryDef>(MaybeDeadAccess)->getMemoryInst();
1373     LLVM_DEBUG(dbgs() << "  Checking for reads of " << *MaybeDeadAccess << " ("
1374                       << *MaybeDeadI << ")\n");
1375
1376     SmallSetVector<MemoryAccess *, 32> WorkList;
1377     auto PushMemUses = [&WorkList](MemoryAccess *Acc) {
1378       for (Use &U : Acc->uses())
1379         WorkList.insert(cast<MemoryAccess>(U.getUser()));
1380     };
1381     PushMemUses(MaybeDeadAccess);
1382
1383     // Check if DeadDef may be read.
1384     for (unsigned I = 0; I < WorkList.size(); I++) {
1385       MemoryAccess *UseAccess = WorkList[I];
1386
1387       LLVM_DEBUG(dbgs() << "   " << *UseAccess);
1388       // Bail out if the number of accesses to check exceeds the scan limit.
1389       if (ScanLimit < (WorkList.size() - I)) {
1390         LLVM_DEBUG(dbgs() << "\n    ...  hit scan limit\n");
1391         return None;
1392       }
1393       --ScanLimit;
1394       NumDomMemDefChecks++;
1395
1396       if (isa<MemoryPhi>(UseAccess)) {
1397         if (any_of(KillingDefs, [this, UseAccess](Instruction *KI) {
1398               return DT.properlyDominates(KI->getParent(),
1399                                           UseAccess->getBlock());
1400             })) {
1401           LLVM_DEBUG(dbgs() << " ... skipping, dominated by killing block\n");
1402           continue;
1403         }
1404         LLVM_DEBUG(dbgs() << "\n    ... adding PHI uses\n");
1405         PushMemUses(UseAccess);
1406         continue;
1407       }
1408
1409       Instruction *UseInst = cast<MemoryUseOrDef>(UseAccess)->getMemoryInst();
1410       LLVM_DEBUG(dbgs() << " (" << *UseInst << ")\n");
1411
1412       if (any_of(KillingDefs, [this, UseInst](Instruction *KI) {
1413             return DT.dominates(KI, UseInst);
1414           })) {
1415         LLVM_DEBUG(dbgs() << " ... skipping, dominated by killing def\n");
1416         continue;
1417       }
1418
1419       // A memory terminator kills all preceeding MemoryDefs and all succeeding
1420       // MemoryAccesses. We do not have to check it's users.
1421       if (isMemTerminator(MaybeDeadLoc, MaybeDeadI, UseInst)) {
1422         LLVM_DEBUG(
1423             dbgs()
1424             << " ... skipping, memterminator invalidates following accesses\n");
1425         continue;
1426       }
1427
1428       if (isNoopIntrinsic(cast<MemoryUseOrDef>(UseAccess)->getMemoryInst())) {
1429         LLVM_DEBUG(dbgs() << "    ... adding uses of intrinsic\n");
1430         PushMemUses(UseAccess);
1431         continue;
1432       }
1433
1434       if (UseInst->mayThrow() && !isInvisibleToCallerOnUnwind(KillingUndObj)) {
1435         LLVM_DEBUG(dbgs() << "  ... found throwing instruction\n");
1436         return None;
1437       }
1438
1439       // Uses which may read the original MemoryDef mean we cannot eliminate the
1440       // original MD. Stop walk.
1441       if (isReadClobber(MaybeDeadLoc, UseInst)) {
1442         LLVM_DEBUG(dbgs() << "    ... found read clobber\n");
1443         return None;
1444       }
1445
1446       // If this worklist walks back to the original memory access (and the
1447       // pointer is not guarenteed loop invariant) then we cannot assume that a
1448       // store kills itself.
1449       if (MaybeDeadAccess == UseAccess &&
1450           !isGuaranteedLoopInvariant(MaybeDeadLoc.Ptr)) {
1451         LLVM_DEBUG(dbgs() << "    ... found not loop invariant self access\n");
1452         return None;
1453       }
1454       // Otherwise, for the KillingDef and MaybeDeadAccess we only have to check
1455       // if it reads the memory location.
1456       // TODO: It would probably be better to check for self-reads before
1457       // calling the function.
1458       if (KillingDef == UseAccess || MaybeDeadAccess == UseAccess) {
1459         LLVM_DEBUG(dbgs() << "    ... skipping killing def/dom access\n");
1460         continue;
1461       }
1462
1463       // Check all uses for MemoryDefs, except for defs completely overwriting
1464       // the original location. Otherwise we have to check uses of *all*
1465       // MemoryDefs we discover, including non-aliasing ones. Otherwise we might
1466       // miss cases like the following
1467       //   1 = Def(LoE) ; <----- DeadDef stores [0,1]
1468       //   2 = Def(1)   ; (2, 1) = NoAlias,   stores [2,3]
1469       //   Use(2)       ; MayAlias 2 *and* 1, loads [0, 3].
1470       //                  (The Use points to the *first* Def it may alias)
1471       //   3 = Def(1)   ; <---- Current  (3, 2) = NoAlias, (3,1) = MayAlias,
1472       //                  stores [0,1]
1473       if (MemoryDef *UseDef = dyn_cast<MemoryDef>(UseAccess)) {
1474         if (isCompleteOverwrite(MaybeDeadLoc, MaybeDeadI, UseInst)) {
1475           BasicBlock *MaybeKillingBlock = UseInst->getParent();
1476           if (PostOrderNumbers.find(MaybeKillingBlock)->second <
1477               PostOrderNumbers.find(MaybeDeadAccess->getBlock())->second) {
1478             if (!isInvisibleToCallerAfterRet(KillingUndObj)) {
1479               LLVM_DEBUG(dbgs()
1480                          << "    ... found killing def " << *UseInst << "\n");
1481               KillingDefs.insert(UseInst);
1482             }
1483           } else {
1484             LLVM_DEBUG(dbgs()
1485                        << "    ... found preceeding def " << *UseInst << "\n");
1486             return None;
1487           }
1488         } else
1489           PushMemUses(UseDef);
1490       }
1491     }
1492
1493     // For accesses to locations visible after the function returns, make sure
1494     // that the location is dead (=overwritten) along all paths from
1495     // MaybeDeadAccess to the exit.
1496     if (!isInvisibleToCallerAfterRet(KillingUndObj)) {
1497       SmallPtrSet<BasicBlock *, 16> KillingBlocks;
1498       for (Instruction *KD : KillingDefs)
1499         KillingBlocks.insert(KD->getParent());
1500       assert(!KillingBlocks.empty() &&
1501              "Expected at least a single killing block");
1502
1503       // Find the common post-dominator of all killing blocks.
1504       BasicBlock *CommonPred = *KillingBlocks.begin();
1505       for (BasicBlock *BB : llvm::drop_begin(KillingBlocks)) {
1506         if (!CommonPred)
1507           break;
1508         CommonPred = PDT.findNearestCommonDominator(CommonPred, BB);
1509       }
1510
1511       // If CommonPred is in the set of killing blocks, just check if it
1512       // post-dominates MaybeDeadAccess.
1513       if (KillingBlocks.count(CommonPred)) {
1514         if (PDT.dominates(CommonPred, MaybeDeadAccess->getBlock()))
1515           return {MaybeDeadAccess};
1516         return None;
1517       }
1518
1519       // If the common post-dominator does not post-dominate MaybeDeadAccess,
1520       // there is a path from MaybeDeadAccess to an exit not going through a
1521       // killing block.
1522       if (PDT.dominates(CommonPred, MaybeDeadAccess->getBlock())) {
1523         SetVector<BasicBlock *> WorkList;
1524
1525         // If CommonPred is null, there are multiple exits from the function.
1526         // They all have to be added to the worklist.
1527         if (CommonPred)
1528           WorkList.insert(CommonPred);
1529         else
1530           for (BasicBlock *R : PDT.roots())
1531             WorkList.insert(R);
1532
1533         NumCFGTries++;
1534         // Check if all paths starting from an exit node go through one of the
1535         // killing blocks before reaching MaybeDeadAccess.
1536         for (unsigned I = 0; I < WorkList.size(); I++) {
1537           NumCFGChecks++;
1538           BasicBlock *Current = WorkList[I];
1539           if (KillingBlocks.count(Current))
1540             continue;
1541           if (Current == MaybeDeadAccess->getBlock())
1542             return None;
1543
1544           // MaybeDeadAccess is reachable from the entry, so we don't have to
1545           // explore unreachable blocks further.
1546           if (!DT.isReachableFromEntry(Current))
1547             continue;
1548
1549           for (BasicBlock *Pred : predecessors(Current))
1550             WorkList.insert(Pred);
1551
1552           if (WorkList.size() >= MemorySSAPathCheckLimit)
1553             return None;
1554         }
1555         NumCFGSuccess++;
1556         return {MaybeDeadAccess};
1557       }
1558       return None;
1559     }
1560
1561     // No aliasing MemoryUses of MaybeDeadAccess found, MaybeDeadAccess is
1562     // potentially dead.
1563     return {MaybeDeadAccess};
1564   }
1565
1566   // Delete dead memory defs
1567   void deleteDeadInstruction(Instruction *SI) {
1568     MemorySSAUpdater Updater(&MSSA);
1569     SmallVector<Instruction *, 32> NowDeadInsts;
1570     NowDeadInsts.push_back(SI);
1571     --NumFastOther;
1572
1573     while (!NowDeadInsts.empty()) {
1574       Instruction *DeadInst = NowDeadInsts.pop_back_val();
1575       ++NumFastOther;
1576
1577       // Try to preserve debug information attached to the dead instruction.
1578       salvageDebugInfo(*DeadInst);
1579       salvageKnowledge(DeadInst);
1580
1581       // Remove the Instruction from MSSA.
1582       if (MemoryAccess *MA = MSSA.getMemoryAccess(DeadInst)) {
1583         if (MemoryDef *MD = dyn_cast<MemoryDef>(MA)) {
1584           SkipStores.insert(MD);
1585         }
1586
1587         Updater.removeMemoryAccess(MA);
1588       }
1589
1590       auto I = IOLs.find(DeadInst->getParent());
1591       if (I != IOLs.end())
1592         I->second.erase(DeadInst);
1593       // Remove its operands
1594       for (Use &O : DeadInst->operands())
1595         if (Instruction *OpI = dyn_cast<Instruction>(O)) {
1596           O = nullptr;
1597           if (isInstructionTriviallyDead(OpI, &TLI))
1598             NowDeadInsts.push_back(OpI);
1599         }
1600
1601       EI.removeInstruction(DeadInst);
1602       DeadInst->eraseFromParent();
1603     }
1604   }
1605
1606   // Check for any extra throws between \p KillingI and \p DeadI that block
1607   // DSE.  This only checks extra maythrows (those that aren't MemoryDef's).
1608   // MemoryDef that may throw are handled during the walk from one def to the
1609   // next.
1610   bool mayThrowBetween(Instruction *KillingI, Instruction *DeadI,
1611                        const Value *KillingUndObj) {
1612     // First see if we can ignore it by using the fact that KillingI is an
1613     // alloca/alloca like object that is not visible to the caller during
1614     // execution of the function.
1615     if (KillingUndObj && isInvisibleToCallerOnUnwind(KillingUndObj))
1616       return false;
1617
1618     if (KillingI->getParent() == DeadI->getParent())
1619       return ThrowingBlocks.count(KillingI->getParent());
1620     return !ThrowingBlocks.empty();
1621   }
1622
1623   // Check if \p DeadI acts as a DSE barrier for \p KillingI. The following
1624   // instructions act as barriers:
1625   //  * A memory instruction that may throw and \p KillingI accesses a non-stack
1626   //  object.
1627   //  * Atomic stores stronger that monotonic.
1628   bool isDSEBarrier(const Value *KillingUndObj, Instruction *DeadI) {
1629     // If DeadI may throw it acts as a barrier, unless we are to an
1630     // alloca/alloca like object that does not escape.
1631     if (DeadI->mayThrow() && !isInvisibleToCallerOnUnwind(KillingUndObj))
1632       return true;
1633
1634     // If DeadI is an atomic load/store stronger than monotonic, do not try to
1635     // eliminate/reorder it.
1636     if (DeadI->isAtomic()) {
1637       if (auto *LI = dyn_cast<LoadInst>(DeadI))
1638         return isStrongerThanMonotonic(LI->getOrdering());
1639       if (auto *SI = dyn_cast<StoreInst>(DeadI))
1640         return isStrongerThanMonotonic(SI->getOrdering());
1641       if (auto *ARMW = dyn_cast<AtomicRMWInst>(DeadI))
1642         return isStrongerThanMonotonic(ARMW->getOrdering());
1643       if (auto *CmpXchg = dyn_cast<AtomicCmpXchgInst>(DeadI))
1644         return isStrongerThanMonotonic(CmpXchg->getSuccessOrdering()) ||
1645                isStrongerThanMonotonic(CmpXchg->getFailureOrdering());
1646       llvm_unreachable("other instructions should be skipped in MemorySSA");
1647     }
1648     return false;
1649   }
1650
1651   /// Eliminate writes to objects that are not visible in the caller and are not
1652   /// accessed before returning from the function.
1653   bool eliminateDeadWritesAtEndOfFunction() {
1654     bool MadeChange = false;
1655     LLVM_DEBUG(
1656         dbgs()
1657         << "Trying to eliminate MemoryDefs at the end of the function\n");
1658     for (MemoryDef *Def : llvm::reverse(MemDefs)) {
1659       if (SkipStores.contains(Def))
1660         continue;
1661
1662       Instruction *DefI = Def->getMemoryInst();
1663       auto DefLoc = getLocForWrite(DefI);
1664       if (!DefLoc || !isRemovable(DefI))
1665         continue;
1666
1667       // NOTE: Currently eliminating writes at the end of a function is limited
1668       // to MemoryDefs with a single underlying object, to save compile-time. In
1669       // practice it appears the case with multiple underlying objects is very
1670       // uncommon. If it turns out to be important, we can use
1671       // getUnderlyingObjects here instead.
1672       const Value *UO = getUnderlyingObject(DefLoc->Ptr);
1673       if (!isInvisibleToCallerAfterRet(UO))
1674         continue;
1675
1676       if (isWriteAtEndOfFunction(Def)) {
1677         // See through pointer-to-pointer bitcasts
1678         LLVM_DEBUG(dbgs() << "   ... MemoryDef is not accessed until the end "
1679                              "of the function\n");
1680         deleteDeadInstruction(DefI);
1681         ++NumFastStores;
1682         MadeChange = true;
1683       }
1684     }
1685     return MadeChange;
1686   }
1687
1688   /// If we have a zero initializing memset following a call to malloc,
1689   /// try folding it into a call to calloc.
1690   bool tryFoldIntoCalloc(MemoryDef *Def, const Value *DefUO) {
1691     Instruction *DefI = Def->getMemoryInst();
1692     MemSetInst *MemSet = dyn_cast<MemSetInst>(DefI);
1693     if (!MemSet)
1694       // TODO: Could handle zero store to small allocation as well.
1695       return false;
1696     Constant *StoredConstant = dyn_cast<Constant>(MemSet->getValue());
1697     if (!StoredConstant || !StoredConstant->isNullValue())
1698       return false;
1699
1700     if (!isRemovable(DefI))
1701       // The memset might be volatile..
1702       return false;
1703
1704     if (F.hasFnAttribute(Attribute::SanitizeMemory) ||
1705         F.hasFnAttribute(Attribute::SanitizeAddress) ||
1706         F.hasFnAttribute(Attribute::SanitizeHWAddress) ||
1707         F.getName() == "calloc")
1708       return false;
1709     auto *Malloc = const_cast<CallInst *>(dyn_cast<CallInst>(DefUO));
1710     if (!Malloc)
1711       return false;
1712     auto *InnerCallee = Malloc->getCalledFunction();
1713     if (!InnerCallee)
1714       return false;
1715     LibFunc Func;
1716     if (!TLI.getLibFunc(*InnerCallee, Func) || !TLI.has(Func) ||
1717         Func != LibFunc_malloc)
1718       return false;
1719
1720     auto shouldCreateCalloc = [](CallInst *Malloc, CallInst *Memset) {
1721       // Check for br(icmp ptr, null), truebb, falsebb) pattern at the end
1722       // of malloc block
1723       auto *MallocBB = Malloc->getParent(),
1724         *MemsetBB = Memset->getParent();
1725       if (MallocBB == MemsetBB)
1726         return true;
1727       auto *Ptr = Memset->getArgOperand(0);
1728       auto *TI = MallocBB->getTerminator();
1729       ICmpInst::Predicate Pred;
1730       BasicBlock *TrueBB, *FalseBB;
1731       if (!match(TI, m_Br(m_ICmp(Pred, m_Specific(Ptr), m_Zero()), TrueBB,
1732                           FalseBB)))
1733         return false;
1734       if (Pred != ICmpInst::ICMP_EQ || MemsetBB != FalseBB)
1735         return false;
1736       return true;
1737     };
1738
1739     if (Malloc->getOperand(0) != MemSet->getLength())
1740       return false;
1741     if (!shouldCreateCalloc(Malloc, MemSet) ||
1742         !DT.dominates(Malloc, MemSet) ||
1743         !memoryIsNotModifiedBetween(Malloc, MemSet, BatchAA, DL, &DT))
1744       return false;
1745     IRBuilder<> IRB(Malloc);
1746     const auto &DL = Malloc->getModule()->getDataLayout();
1747     auto *Calloc =
1748       emitCalloc(ConstantInt::get(IRB.getIntPtrTy(DL), 1),
1749                  Malloc->getArgOperand(0), IRB, TLI);
1750     if (!Calloc)
1751       return false;
1752     MemorySSAUpdater Updater(&MSSA);
1753     auto *LastDef =
1754       cast<MemoryDef>(Updater.getMemorySSA()->getMemoryAccess(Malloc));
1755     auto *NewAccess =
1756       Updater.createMemoryAccessAfter(cast<Instruction>(Calloc), LastDef,
1757                                       LastDef);
1758     auto *NewAccessMD = cast<MemoryDef>(NewAccess);
1759     Updater.insertDef(NewAccessMD, /*RenameUses=*/true);
1760     Updater.removeMemoryAccess(Malloc);
1761     Malloc->replaceAllUsesWith(Calloc);
1762     Malloc->eraseFromParent();
1763     return true;
1764   }
1765
1766   /// \returns true if \p Def is a no-op store, either because it
1767   /// directly stores back a loaded value or stores zero to a calloced object.
1768   bool storeIsNoop(MemoryDef *Def, const Value *DefUO) {
1769     Instruction *DefI = Def->getMemoryInst();
1770     StoreInst *Store = dyn_cast<StoreInst>(DefI);
1771     MemSetInst *MemSet = dyn_cast<MemSetInst>(DefI);
1772     Constant *StoredConstant = nullptr;
1773     if (Store)
1774       StoredConstant = dyn_cast<Constant>(Store->getOperand(0));
1775     else if (MemSet)
1776       StoredConstant = dyn_cast<Constant>(MemSet->getValue());
1777     else
1778       return false;
1779
1780     if (!isRemovable(DefI))
1781       return false;
1782
1783     if (StoredConstant && isAllocationFn(DefUO, &TLI)) {
1784       auto *CB = cast<CallBase>(DefUO);
1785       auto *InitC = getInitialValueOfAllocation(CB, &TLI,
1786                                                 StoredConstant->getType());
1787       // If the clobbering access is LiveOnEntry, no instructions between them
1788       // can modify the memory location.
1789       if (InitC && InitC == StoredConstant)
1790         return MSSA.isLiveOnEntryDef(
1791             MSSA.getSkipSelfWalker()->getClobberingMemoryAccess(Def));
1792     }
1793
1794     if (!Store)
1795       return false;
1796
1797     if (auto *LoadI = dyn_cast<LoadInst>(Store->getOperand(0))) {
1798       if (LoadI->getPointerOperand() == Store->getOperand(1)) {
1799         // Get the defining access for the load.
1800         auto *LoadAccess = MSSA.getMemoryAccess(LoadI)->getDefiningAccess();
1801         // Fast path: the defining accesses are the same.
1802         if (LoadAccess == Def->getDefiningAccess())
1803           return true;
1804
1805         // Look through phi accesses. Recursively scan all phi accesses by
1806         // adding them to a worklist. Bail when we run into a memory def that
1807         // does not match LoadAccess.
1808         SetVector<MemoryAccess *> ToCheck;
1809         MemoryAccess *Current =
1810             MSSA.getWalker()->getClobberingMemoryAccess(Def);
1811         // We don't want to bail when we run into the store memory def. But,
1812         // the phi access may point to it. So, pretend like we've already
1813         // checked it.
1814         ToCheck.insert(Def);
1815         ToCheck.insert(Current);
1816         // Start at current (1) to simulate already having checked Def.
1817         for (unsigned I = 1; I < ToCheck.size(); ++I) {
1818           Current = ToCheck[I];
1819           if (auto PhiAccess = dyn_cast<MemoryPhi>(Current)) {
1820             // Check all the operands.
1821             for (auto &Use : PhiAccess->incoming_values())
1822               ToCheck.insert(cast<MemoryAccess>(&Use));
1823             continue;
1824           }
1825
1826           // If we found a memory def, bail. This happens when we have an
1827           // unrelated write in between an otherwise noop store.
1828           assert(isa<MemoryDef>(Current) &&
1829                  "Only MemoryDefs should reach here.");
1830           // TODO: Skip no alias MemoryDefs that have no aliasing reads.
1831           // We are searching for the definition of the store's destination.
1832           // So, if that is the same definition as the load, then this is a
1833           // noop. Otherwise, fail.
1834           if (LoadAccess != Current)
1835             return false;
1836         }
1837         return true;
1838       }
1839     }
1840
1841     return false;
1842   }
1843
1844   bool removePartiallyOverlappedStores(InstOverlapIntervalsTy &IOL) {
1845     bool Changed = false;
1846     for (auto OI : IOL) {
1847       Instruction *DeadI = OI.first;
1848       MemoryLocation Loc = *getLocForWrite(DeadI);
1849       assert(isRemovable(DeadI) && "Expect only removable instruction");
1850
1851       const Value *Ptr = Loc.Ptr->stripPointerCasts();
1852       int64_t DeadStart = 0;
1853       uint64_t DeadSize = Loc.Size.getValue();
1854       GetPointerBaseWithConstantOffset(Ptr, DeadStart, DL);
1855       OverlapIntervalsTy &IntervalMap = OI.second;
1856       Changed |= tryToShortenEnd(DeadI, IntervalMap, DeadStart, DeadSize);
1857       if (IntervalMap.empty())
1858         continue;
1859       Changed |= tryToShortenBegin(DeadI, IntervalMap, DeadStart, DeadSize);
1860     }
1861     return Changed;
1862   }
1863
1864   /// Eliminates writes to locations where the value that is being written
1865   /// is already stored at the same location.
1866   bool eliminateRedundantStoresOfExistingValues() {
1867     bool MadeChange = false;
1868     LLVM_DEBUG(dbgs() << "Trying to eliminate MemoryDefs that write the "
1869                          "already existing value\n");
1870     for (auto *Def : MemDefs) {
1871       if (SkipStores.contains(Def) || MSSA.isLiveOnEntryDef(Def))
1872         continue;
1873
1874       Instruction *DefInst = Def->getMemoryInst();
1875       auto MaybeDefLoc = getLocForWrite(DefInst);
1876       if (!MaybeDefLoc || !isRemovable(DefInst))
1877         continue;
1878
1879       MemoryDef *UpperDef;
1880       // To conserve compile-time, we avoid walking to the next clobbering def.
1881       // Instead, we just try to get the optimized access, if it exists. DSE
1882       // will try to optimize defs during the earlier traversal.
1883       if (Def->isOptimized())
1884         UpperDef = dyn_cast<MemoryDef>(Def->getOptimized());
1885       else
1886         UpperDef = dyn_cast<MemoryDef>(Def->getDefiningAccess());
1887       if (!UpperDef || MSSA.isLiveOnEntryDef(UpperDef))
1888         continue;
1889
1890       Instruction *UpperInst = UpperDef->getMemoryInst();
1891       auto IsRedundantStore = [&]() {
1892         if (DefInst->isIdenticalTo(UpperInst))
1893           return true;
1894         if (auto *MemSetI = dyn_cast<MemSetInst>(UpperInst)) {
1895           if (auto *SI = dyn_cast<StoreInst>(DefInst)) {
1896             // MemSetInst must have a write location.
1897             MemoryLocation UpperLoc = *getLocForWrite(UpperInst);
1898             int64_t InstWriteOffset = 0;
1899             int64_t DepWriteOffset = 0;
1900             auto OR = isOverwrite(UpperInst, DefInst, UpperLoc, *MaybeDefLoc,
1901                                   InstWriteOffset, DepWriteOffset);
1902             Value *StoredByte = isBytewiseValue(SI->getValueOperand(), DL);
1903             return StoredByte && StoredByte == MemSetI->getOperand(1) &&
1904                    OR == OW_Complete;
1905           }
1906         }
1907         return false;
1908       };
1909
1910       if (!IsRedundantStore() || isReadClobber(*MaybeDefLoc, DefInst))
1911         continue;
1912       LLVM_DEBUG(dbgs() << "DSE: Remove No-Op Store:\n  DEAD: " << *DefInst
1913                         << '\n');
1914       deleteDeadInstruction(DefInst);
1915       NumRedundantStores++;
1916       MadeChange = true;
1917     }
1918     return MadeChange;
1919   }
1920 };
1921
1922 static bool eliminateDeadStores(Function &F, AliasAnalysis &AA, MemorySSA &MSSA,
1923                                 DominatorTree &DT, PostDominatorTree &PDT,
1924                                 const TargetLibraryInfo &TLI,
1925                                 const LoopInfo &LI) {
1926   bool MadeChange = false;
1927
1928   DSEState State(F, AA, MSSA, DT, PDT, TLI, LI);
1929   // For each store:
1930   for (unsigned I = 0; I < State.MemDefs.size(); I++) {
1931     MemoryDef *KillingDef = State.MemDefs[I];
1932     if (State.SkipStores.count(KillingDef))
1933       continue;
1934     Instruction *KillingI = KillingDef->getMemoryInst();
1935
1936     Optional<MemoryLocation> MaybeKillingLoc;
1937     if (State.isMemTerminatorInst(KillingI))
1938       MaybeKillingLoc = State.getLocForTerminator(KillingI).map(
1939           [](const std::pair<MemoryLocation, bool> &P) { return P.first; });
1940     else
1941       MaybeKillingLoc = State.getLocForWrite(KillingI);
1942
1943     if (!MaybeKillingLoc) {
1944       LLVM_DEBUG(dbgs() << "Failed to find analyzable write location for "
1945                         << *KillingI << "\n");
1946       continue;
1947     }
1948     MemoryLocation KillingLoc = *MaybeKillingLoc;
1949     assert(KillingLoc.Ptr && "KillingLoc should not be null");
1950     const Value *KillingUndObj = getUnderlyingObject(KillingLoc.Ptr);
1951     LLVM_DEBUG(dbgs() << "Trying to eliminate MemoryDefs killed by "
1952                       << *KillingDef << " (" << *KillingI << ")\n");
1953
1954     unsigned ScanLimit = MemorySSAScanLimit;
1955     unsigned WalkerStepLimit = MemorySSAUpwardsStepLimit;
1956     unsigned PartialLimit = MemorySSAPartialStoreLimit;
1957     // Worklist of MemoryAccesses that may be killed by KillingDef.
1958     SetVector<MemoryAccess *> ToCheck;
1959     ToCheck.insert(KillingDef->getDefiningAccess());
1960
1961     bool Shortend = false;
1962     bool IsMemTerm = State.isMemTerminatorInst(KillingI);
1963     // Check if MemoryAccesses in the worklist are killed by KillingDef.
1964     for (unsigned I = 0; I < ToCheck.size(); I++) {
1965       MemoryAccess *Current = ToCheck[I];
1966       if (State.SkipStores.count(Current))
1967         continue;
1968
1969       Optional<MemoryAccess *> MaybeDeadAccess = State.getDomMemoryDef(
1970           KillingDef, Current, KillingLoc, KillingUndObj, ScanLimit,
1971           WalkerStepLimit, IsMemTerm, PartialLimit);
1972
1973       if (!MaybeDeadAccess) {
1974         LLVM_DEBUG(dbgs() << "  finished walk\n");
1975         continue;
1976       }
1977
1978       MemoryAccess *DeadAccess = *MaybeDeadAccess;
1979       LLVM_DEBUG(dbgs() << " Checking if we can kill " << *DeadAccess);
1980       if (isa<MemoryPhi>(DeadAccess)) {
1981         LLVM_DEBUG(dbgs() << "\n  ... adding incoming values to worklist\n");
1982         for (Value *V : cast<MemoryPhi>(DeadAccess)->incoming_values()) {
1983           MemoryAccess *IncomingAccess = cast<MemoryAccess>(V);
1984           BasicBlock *IncomingBlock = IncomingAccess->getBlock();
1985           BasicBlock *PhiBlock = DeadAccess->getBlock();
1986
1987           // We only consider incoming MemoryAccesses that come before the
1988           // MemoryPhi. Otherwise we could discover candidates that do not
1989           // strictly dominate our starting def.
1990           if (State.PostOrderNumbers[IncomingBlock] >
1991               State.PostOrderNumbers[PhiBlock])
1992             ToCheck.insert(IncomingAccess);
1993         }
1994         continue;
1995       }
1996       auto *DeadDefAccess = cast<MemoryDef>(DeadAccess);
1997       Instruction *DeadI = DeadDefAccess->getMemoryInst();
1998       LLVM_DEBUG(dbgs() << " (" << *DeadI << ")\n");
1999       ToCheck.insert(DeadDefAccess->getDefiningAccess());
2000       NumGetDomMemoryDefPassed++;
2001
2002       if (!DebugCounter::shouldExecute(MemorySSACounter))
2003         continue;
2004
2005       MemoryLocation DeadLoc = *State.getLocForWrite(DeadI);
2006
2007       if (IsMemTerm) {
2008         const Value *DeadUndObj = getUnderlyingObject(DeadLoc.Ptr);
2009         if (KillingUndObj != DeadUndObj)
2010           continue;
2011         LLVM_DEBUG(dbgs() << "DSE: Remove Dead Store:\n  DEAD: " << *DeadI
2012                           << "\n  KILLER: " << *KillingI << '\n');
2013         State.deleteDeadInstruction(DeadI);
2014         ++NumFastStores;
2015         MadeChange = true;
2016       } else {
2017         // Check if DeadI overwrites KillingI.
2018         int64_t KillingOffset = 0;
2019         int64_t DeadOffset = 0;
2020         OverwriteResult OR = State.isOverwrite(
2021             KillingI, DeadI, KillingLoc, DeadLoc, KillingOffset, DeadOffset);
2022         if (OR == OW_MaybePartial) {
2023           auto Iter = State.IOLs.insert(
2024               std::make_pair<BasicBlock *, InstOverlapIntervalsTy>(
2025                   DeadI->getParent(), InstOverlapIntervalsTy()));
2026           auto &IOL = Iter.first->second;
2027           OR = isPartialOverwrite(KillingLoc, DeadLoc, KillingOffset,
2028                                   DeadOffset, DeadI, IOL);
2029         }
2030
2031         if (EnablePartialStoreMerging && OR == OW_PartialEarlierWithFullLater) {
2032           auto *DeadSI = dyn_cast<StoreInst>(DeadI);
2033           auto *KillingSI = dyn_cast<StoreInst>(KillingI);
2034           // We are re-using tryToMergePartialOverlappingStores, which requires
2035           // DeadSI to dominate DeadSI.
2036           // TODO: implement tryToMergeParialOverlappingStores using MemorySSA.
2037           if (DeadSI && KillingSI && DT.dominates(DeadSI, KillingSI)) {
2038             if (Constant *Merged = tryToMergePartialOverlappingStores(
2039                     KillingSI, DeadSI, KillingOffset, DeadOffset, State.DL,
2040                     State.BatchAA, &DT)) {
2041
2042               // Update stored value of earlier store to merged constant.
2043               DeadSI->setOperand(0, Merged);
2044               ++NumModifiedStores;
2045               MadeChange = true;
2046
2047               Shortend = true;
2048               // Remove killing store and remove any outstanding overlap
2049               // intervals for the updated store.
2050               State.deleteDeadInstruction(KillingSI);
2051               auto I = State.IOLs.find(DeadSI->getParent());
2052               if (I != State.IOLs.end())
2053                 I->second.erase(DeadSI);
2054               break;
2055             }
2056           }
2057         }
2058
2059         if (OR == OW_Complete) {
2060           LLVM_DEBUG(dbgs() << "DSE: Remove Dead Store:\n  DEAD: " << *DeadI
2061                             << "\n  KILLER: " << *KillingI << '\n');
2062           State.deleteDeadInstruction(DeadI);
2063           ++NumFastStores;
2064           MadeChange = true;
2065         }
2066       }
2067     }
2068
2069     // Check if the store is a no-op.
2070     if (!Shortend && State.storeIsNoop(KillingDef, KillingUndObj)) {
2071       LLVM_DEBUG(dbgs() << "DSE: Remove No-Op Store:\n  DEAD: " << *KillingI
2072                         << '\n');
2073       State.deleteDeadInstruction(KillingI);
2074       NumRedundantStores++;
2075       MadeChange = true;
2076       continue;
2077     }
2078
2079     // Can we form a calloc from a memset/malloc pair?
2080     if (!Shortend && State.tryFoldIntoCalloc(KillingDef, KillingUndObj)) {
2081       LLVM_DEBUG(dbgs() << "DSE: Remove memset after forming calloc:\n"
2082                         << "  DEAD: " << *KillingI << '\n');
2083       State.deleteDeadInstruction(KillingI);
2084       MadeChange = true;
2085       continue;
2086     }
2087   }
2088
2089   if (EnablePartialOverwriteTracking)
2090     for (auto &KV : State.IOLs)
2091       MadeChange |= State.removePartiallyOverlappedStores(KV.second);
2092
2093   MadeChange |= State.eliminateRedundantStoresOfExistingValues();
2094   MadeChange |= State.eliminateDeadWritesAtEndOfFunction();
2095   return MadeChange;
2096 }
2097 } // end anonymous namespace
2098
2099 //===----------------------------------------------------------------------===//
2100 // DSE Pass
2101 //===----------------------------------------------------------------------===//
2102 PreservedAnalyses DSEPass::run(Function &F, FunctionAnalysisManager &AM) {
2103   AliasAnalysis &AA = AM.getResult<AAManager>(F);
2104   const TargetLibraryInfo &TLI = AM.getResult<TargetLibraryAnalysis>(F);
2105   DominatorTree &DT = AM.getResult<DominatorTreeAnalysis>(F);
2106   MemorySSA &MSSA = AM.getResult<MemorySSAAnalysis>(F).getMSSA();
2107   PostDominatorTree &PDT = AM.getResult<PostDominatorTreeAnalysis>(F);
2108   LoopInfo &LI = AM.getResult<LoopAnalysis>(F);
2109
2110   bool Changed = eliminateDeadStores(F, AA, MSSA, DT, PDT, TLI, LI);
2111
2112 #ifdef LLVM_ENABLE_STATS
2113   if (AreStatisticsEnabled())
2114     for (auto &I : instructions(F))
2115       NumRemainingStores += isa<StoreInst>(&I);
2116 #endif
2117
2118   if (!Changed)
2119     return PreservedAnalyses::all();
2120
2121   PreservedAnalyses PA;
2122   PA.preserveSet<CFGAnalyses>();
2123   PA.preserve<MemorySSAAnalysis>();
2124   PA.preserve<LoopAnalysis>();
2125   return PA;
2126 }
2127
2128 namespace {
2129
2130 /// A legacy pass for the legacy pass manager that wraps \c DSEPass.
2131 class DSELegacyPass : public FunctionPass {
2132 public:
2133   static char ID; // Pass identification, replacement for typeid
2134
2135   DSELegacyPass() : FunctionPass(ID) {
2136     initializeDSELegacyPassPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
2137   }
2138
2139   bool runOnFunction(Function &F) override {
2140     if (skipFunction(F))
2141       return false;
2142
2143     AliasAnalysis &AA = getAnalysis<AAResultsWrapperPass>().getAAResults();
2144     DominatorTree &DT = getAnalysis<DominatorTreeWrapperPass>().getDomTree();
2145     const TargetLibraryInfo &TLI =
2146         getAnalysis<TargetLibraryInfoWrapperPass>().getTLI(F);
2147     MemorySSA &MSSA = getAnalysis<MemorySSAWrapperPass>().getMSSA();
2148     PostDominatorTree &PDT =
2149         getAnalysis<PostDominatorTreeWrapperPass>().getPostDomTree();
2150     LoopInfo &LI = getAnalysis<LoopInfoWrapperPass>().getLoopInfo();
2151
2152     bool Changed = eliminateDeadStores(F, AA, MSSA, DT, PDT, TLI, LI);
2153
2154 #ifdef LLVM_ENABLE_STATS
2155     if (AreStatisticsEnabled())
2156       for (auto &I : instructions(F))
2157         NumRemainingStores += isa<StoreInst>(&I);
2158 #endif
2159
2160     return Changed;
2161   }
2162
2163   void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const override {
2164     AU.setPreservesCFG();
2165     AU.addRequired<AAResultsWrapperPass>();
2166     AU.addRequired<TargetLibraryInfoWrapperPass>();
2167     AU.addPreserved<GlobalsAAWrapperPass>();
2168     AU.addRequired<DominatorTreeWrapperPass>();
2169     AU.addPreserved<DominatorTreeWrapperPass>();
2170     AU.addRequired<PostDominatorTreeWrapperPass>();
2171     AU.addRequired<MemorySSAWrapperPass>();
2172     AU.addPreserved<PostDominatorTreeWrapperPass>();
2173     AU.addPreserved<MemorySSAWrapperPass>();
2174     AU.addRequired<LoopInfoWrapperPass>();
2175     AU.addPreserved<LoopInfoWrapperPass>();
2176   }
2177 };
2178
2179 } // end anonymous namespace
2180
2181 char DSELegacyPass::ID = 0;
2182
2183 INITIALIZE_PASS_BEGIN(DSELegacyPass, "dse", "Dead Store Elimination", false,
2184                       false)
2185 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(DominatorTreeWrapperPass)
2186 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(PostDominatorTreeWrapperPass)
2187 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(AAResultsWrapperPass)
2188 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(GlobalsAAWrapperPass)
2189 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(MemorySSAWrapperPass)
2190 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(MemoryDependenceWrapperPass)
2191 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(TargetLibraryInfoWrapperPass)
2192 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(LoopInfoWrapperPass)
2193 INITIALIZE_PASS_END(DSELegacyPass, "dse", "Dead Store Elimination", false,
2194                     false)
2195
2196 FunctionPass *llvm::createDeadStoreEliminationPass() {
2197   return new DSELegacyPass();
2198 }