e81a9098ef5a3ae41b840baef2bfc9c0ba30d1ce
[oota-llvm.git] / lib / CodeGen / CodeGenPrepare.cpp
1 //===- CodeGenPrepare.cpp - Prepare a function for code generation --------===//
2 //
3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
4 //
5 // This file is distributed under the University of Illinois Open Source
6 // License. See LICENSE.TXT for details.
7 //
8 //===----------------------------------------------------------------------===//
9 //
10 // This pass munges the code in the input function to better prepare it for
11 // SelectionDAG-based code generation. This works around limitations in it's
12 // basic-block-at-a-time approach. It should eventually be removed.
13 //
14 //===----------------------------------------------------------------------===//
15
16 #define DEBUG_TYPE "codegenprepare"
17 #include "llvm/CodeGen/Passes.h"
18 #include "llvm/ADT/DenseMap.h"
19 #include "llvm/ADT/SmallSet.h"
20 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
21 #include "llvm/ADT/ValueMap.h"
22 #include "llvm/Analysis/InstructionSimplify.h"
23 #include "llvm/IR/Constants.h"
24 #include "llvm/IR/DataLayout.h"
25 #include "llvm/IR/DerivedTypes.h"
26 #include "llvm/IR/Dominators.h"
27 #include "llvm/IR/Function.h"
28 #include "llvm/IR/IRBuilder.h"
29 #include "llvm/IR/InlineAsm.h"
30 #include "llvm/IR/Instructions.h"
31 #include "llvm/IR/IntrinsicInst.h"
32 #include "llvm/Pass.h"
33 #include "llvm/Support/CallSite.h"
34 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
35 #include "llvm/Support/Debug.h"
36 #include "llvm/Support/GetElementPtrTypeIterator.h"
37 #include "llvm/Support/PatternMatch.h"
38 #include "llvm/Support/ValueHandle.h"
39 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
40 #include "llvm/Target/TargetLibraryInfo.h"
41 #include "llvm/Target/TargetLowering.h"
42 #include "llvm/Transforms/Utils/BasicBlockUtils.h"
43 #include "llvm/Transforms/Utils/BuildLibCalls.h"
44 #include "llvm/Transforms/Utils/BypassSlowDivision.h"
45 #include "llvm/Transforms/Utils/Local.h"
46 using namespace llvm;
47 using namespace llvm::PatternMatch;
48
49 STATISTIC(NumBlocksElim, "Number of blocks eliminated");
50 STATISTIC(NumPHIsElim,   "Number of trivial PHIs eliminated");
51 STATISTIC(NumGEPsElim,   "Number of GEPs converted to casts");
52 STATISTIC(NumCmpUses, "Number of uses of Cmp expressions replaced with uses of "
53                       "sunken Cmps");
54 STATISTIC(NumCastUses, "Number of uses of Cast expressions replaced with uses "
55                        "of sunken Casts");
56 STATISTIC(NumMemoryInsts, "Number of memory instructions whose address "
57                           "computations were sunk");
58 STATISTIC(NumExtsMoved,  "Number of [s|z]ext instructions combined with loads");
59 STATISTIC(NumExtUses,    "Number of uses of [s|z]ext instructions optimized");
60 STATISTIC(NumRetsDup,    "Number of return instructions duplicated");
61 STATISTIC(NumDbgValueMoved, "Number of debug value instructions moved");
62 STATISTIC(NumSelectsExpanded, "Number of selects turned into branches");
63
64 static cl::opt<bool> DisableBranchOpts(
65   "disable-cgp-branch-opts", cl::Hidden, cl::init(false),
66   cl::desc("Disable branch optimizations in CodeGenPrepare"));
67
68 static cl::opt<bool> DisableSelectToBranch(
69   "disable-cgp-select2branch", cl::Hidden, cl::init(false),
70   cl::desc("Disable select to branch conversion."));
71
72 namespace {
73 typedef SmallPtrSet<Instruction *, 16> SetOfInstrs;
74 typedef DenseMap<Instruction *, Type *> InstrToOrigTy;
75
76   class CodeGenPrepare : public FunctionPass {
77     /// TLI - Keep a pointer of a TargetLowering to consult for determining
78     /// transformation profitability.
79     const TargetMachine *TM;
80     const TargetLowering *TLI;
81     const TargetLibraryInfo *TLInfo;
82     DominatorTree *DT;
83
84     /// CurInstIterator - As we scan instructions optimizing them, this is the
85     /// next instruction to optimize.  Xforms that can invalidate this should
86     /// update it.
87     BasicBlock::iterator CurInstIterator;
88
89     /// Keeps track of non-local addresses that have been sunk into a block.
90     /// This allows us to avoid inserting duplicate code for blocks with
91     /// multiple load/stores of the same address.
92     ValueMap<Value*, Value*> SunkAddrs;
93
94     /// Keeps track of all truncates inserted for the current function.
95     SetOfInstrs InsertedTruncsSet;
96     /// Keeps track of the type of the related instruction before their
97     /// promotion for the current function.
98     InstrToOrigTy PromotedInsts;
99
100     /// ModifiedDT - If CFG is modified in anyway, dominator tree may need to
101     /// be updated.
102     bool ModifiedDT;
103
104     /// OptSize - True if optimizing for size.
105     bool OptSize;
106
107   public:
108     static char ID; // Pass identification, replacement for typeid
109     explicit CodeGenPrepare(const TargetMachine *TM = 0)
110       : FunctionPass(ID), TM(TM), TLI(0) {
111         initializeCodeGenPreparePass(*PassRegistry::getPassRegistry());
112       }
113     bool runOnFunction(Function &F);
114
115     const char *getPassName() const { return "CodeGen Prepare"; }
116
117     virtual void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
118       AU.addPreserved<DominatorTreeWrapperPass>();
119       AU.addRequired<TargetLibraryInfo>();
120     }
121
122   private:
123     bool EliminateFallThrough(Function &F);
124     bool EliminateMostlyEmptyBlocks(Function &F);
125     bool CanMergeBlocks(const BasicBlock *BB, const BasicBlock *DestBB) const;
126     void EliminateMostlyEmptyBlock(BasicBlock *BB);
127     bool OptimizeBlock(BasicBlock &BB);
128     bool OptimizeInst(Instruction *I);
129     bool OptimizeMemoryInst(Instruction *I, Value *Addr, Type *AccessTy);
130     bool OptimizeInlineAsmInst(CallInst *CS);
131     bool OptimizeCallInst(CallInst *CI);
132     bool MoveExtToFormExtLoad(Instruction *I);
133     bool OptimizeExtUses(Instruction *I);
134     bool OptimizeSelectInst(SelectInst *SI);
135     bool OptimizeShuffleVectorInst(ShuffleVectorInst *SI);
136     bool DupRetToEnableTailCallOpts(BasicBlock *BB);
137     bool PlaceDbgValues(Function &F);
138   };
139 }
140
141 char CodeGenPrepare::ID = 0;
142 static void *initializeCodeGenPreparePassOnce(PassRegistry &Registry) {
143   initializeTargetLibraryInfoPass(Registry);
144   PassInfo *PI = new PassInfo(
145       "Optimize for code generation", "codegenprepare", &CodeGenPrepare::ID,
146       PassInfo::NormalCtor_t(callDefaultCtor<CodeGenPrepare>), false, false,
147       PassInfo::TargetMachineCtor_t(callTargetMachineCtor<CodeGenPrepare>));
148   Registry.registerPass(*PI, true);
149   return PI;
150 }
151
152 void llvm::initializeCodeGenPreparePass(PassRegistry &Registry) {
153   CALL_ONCE_INITIALIZATION(initializeCodeGenPreparePassOnce)
154 }
155
156 FunctionPass *llvm::createCodeGenPreparePass(const TargetMachine *TM) {
157   return new CodeGenPrepare(TM);
158 }
159
160 bool CodeGenPrepare::runOnFunction(Function &F) {
161   bool EverMadeChange = false;
162   // Clear per function information.
163   InsertedTruncsSet.clear();
164   PromotedInsts.clear();
165
166   ModifiedDT = false;
167   if (TM) TLI = TM->getTargetLowering();
168   TLInfo = &getAnalysis<TargetLibraryInfo>();
169   DominatorTreeWrapperPass *DTWP =
170       getAnalysisIfAvailable<DominatorTreeWrapperPass>();
171   DT = DTWP ? &DTWP->getDomTree() : 0;
172   OptSize = F.getAttributes().hasAttribute(AttributeSet::FunctionIndex,
173                                            Attribute::OptimizeForSize);
174
175   /// This optimization identifies DIV instructions that can be
176   /// profitably bypassed and carried out with a shorter, faster divide.
177   if (!OptSize && TLI && TLI->isSlowDivBypassed()) {
178     const DenseMap<unsigned int, unsigned int> &BypassWidths =
179        TLI->getBypassSlowDivWidths();
180     for (Function::iterator I = F.begin(); I != F.end(); I++)
181       EverMadeChange |= bypassSlowDivision(F, I, BypassWidths);
182   }
183
184   // Eliminate blocks that contain only PHI nodes and an
185   // unconditional branch.
186   EverMadeChange |= EliminateMostlyEmptyBlocks(F);
187
188   // llvm.dbg.value is far away from the value then iSel may not be able
189   // handle it properly. iSel will drop llvm.dbg.value if it can not
190   // find a node corresponding to the value.
191   EverMadeChange |= PlaceDbgValues(F);
192
193   bool MadeChange = true;
194   while (MadeChange) {
195     MadeChange = false;
196     for (Function::iterator I = F.begin(); I != F.end(); ) {
197       BasicBlock *BB = I++;
198       MadeChange |= OptimizeBlock(*BB);
199     }
200     EverMadeChange |= MadeChange;
201   }
202
203   SunkAddrs.clear();
204
205   if (!DisableBranchOpts) {
206     MadeChange = false;
207     SmallPtrSet<BasicBlock*, 8> WorkList;
208     for (Function::iterator BB = F.begin(), E = F.end(); BB != E; ++BB) {
209       SmallVector<BasicBlock*, 2> Successors(succ_begin(BB), succ_end(BB));
210       MadeChange |= ConstantFoldTerminator(BB, true);
211       if (!MadeChange) continue;
212
213       for (SmallVectorImpl<BasicBlock*>::iterator
214              II = Successors.begin(), IE = Successors.end(); II != IE; ++II)
215         if (pred_begin(*II) == pred_end(*II))
216           WorkList.insert(*II);
217     }
218
219     // Delete the dead blocks and any of their dead successors.
220     MadeChange |= !WorkList.empty();
221     while (!WorkList.empty()) {
222       BasicBlock *BB = *WorkList.begin();
223       WorkList.erase(BB);
224       SmallVector<BasicBlock*, 2> Successors(succ_begin(BB), succ_end(BB));
225
226       DeleteDeadBlock(BB);
227
228       for (SmallVectorImpl<BasicBlock*>::iterator
229              II = Successors.begin(), IE = Successors.end(); II != IE; ++II)
230         if (pred_begin(*II) == pred_end(*II))
231           WorkList.insert(*II);
232     }
233
234     // Merge pairs of basic blocks with unconditional branches, connected by
235     // a single edge.
236     if (EverMadeChange || MadeChange)
237       MadeChange |= EliminateFallThrough(F);
238
239     if (MadeChange)
240       ModifiedDT = true;
241     EverMadeChange |= MadeChange;
242   }
243
244   if (ModifiedDT && DT)
245     DT->recalculate(F);
246
247   return EverMadeChange;
248 }
249
250 /// EliminateFallThrough - Merge basic blocks which are connected
251 /// by a single edge, where one of the basic blocks has a single successor
252 /// pointing to the other basic block, which has a single predecessor.
253 bool CodeGenPrepare::EliminateFallThrough(Function &F) {
254   bool Changed = false;
255   // Scan all of the blocks in the function, except for the entry block.
256   for (Function::iterator I = llvm::next(F.begin()), E = F.end(); I != E; ) {
257     BasicBlock *BB = I++;
258     // If the destination block has a single pred, then this is a trivial
259     // edge, just collapse it.
260     BasicBlock *SinglePred = BB->getSinglePredecessor();
261
262     // Don't merge if BB's address is taken.
263     if (!SinglePred || SinglePred == BB || BB->hasAddressTaken()) continue;
264
265     BranchInst *Term = dyn_cast<BranchInst>(SinglePred->getTerminator());
266     if (Term && !Term->isConditional()) {
267       Changed = true;
268       DEBUG(dbgs() << "To merge:\n"<< *SinglePred << "\n\n\n");
269       // Remember if SinglePred was the entry block of the function.
270       // If so, we will need to move BB back to the entry position.
271       bool isEntry = SinglePred == &SinglePred->getParent()->getEntryBlock();
272       MergeBasicBlockIntoOnlyPred(BB, this);
273
274       if (isEntry && BB != &BB->getParent()->getEntryBlock())
275         BB->moveBefore(&BB->getParent()->getEntryBlock());
276
277       // We have erased a block. Update the iterator.
278       I = BB;
279     }
280   }
281   return Changed;
282 }
283
284 /// EliminateMostlyEmptyBlocks - eliminate blocks that contain only PHI nodes,
285 /// debug info directives, and an unconditional branch.  Passes before isel
286 /// (e.g. LSR/loopsimplify) often split edges in ways that are non-optimal for
287 /// isel.  Start by eliminating these blocks so we can split them the way we
288 /// want them.
289 bool CodeGenPrepare::EliminateMostlyEmptyBlocks(Function &F) {
290   bool MadeChange = false;
291   // Note that this intentionally skips the entry block.
292   for (Function::iterator I = llvm::next(F.begin()), E = F.end(); I != E; ) {
293     BasicBlock *BB = I++;
294
295     // If this block doesn't end with an uncond branch, ignore it.
296     BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(BB->getTerminator());
297     if (!BI || !BI->isUnconditional())
298       continue;
299
300     // If the instruction before the branch (skipping debug info) isn't a phi
301     // node, then other stuff is happening here.
302     BasicBlock::iterator BBI = BI;
303     if (BBI != BB->begin()) {
304       --BBI;
305       while (isa<DbgInfoIntrinsic>(BBI)) {
306         if (BBI == BB->begin())
307           break;
308         --BBI;
309       }
310       if (!isa<DbgInfoIntrinsic>(BBI) && !isa<PHINode>(BBI))
311         continue;
312     }
313
314     // Do not break infinite loops.
315     BasicBlock *DestBB = BI->getSuccessor(0);
316     if (DestBB == BB)
317       continue;
318
319     if (!CanMergeBlocks(BB, DestBB))
320       continue;
321
322     EliminateMostlyEmptyBlock(BB);
323     MadeChange = true;
324   }
325   return MadeChange;
326 }
327
328 /// CanMergeBlocks - Return true if we can merge BB into DestBB if there is a
329 /// single uncond branch between them, and BB contains no other non-phi
330 /// instructions.
331 bool CodeGenPrepare::CanMergeBlocks(const BasicBlock *BB,
332                                     const BasicBlock *DestBB) const {
333   // We only want to eliminate blocks whose phi nodes are used by phi nodes in
334   // the successor.  If there are more complex condition (e.g. preheaders),
335   // don't mess around with them.
336   BasicBlock::const_iterator BBI = BB->begin();
337   while (const PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(BBI++)) {
338     for (Value::const_use_iterator UI = PN->use_begin(), E = PN->use_end();
339          UI != E; ++UI) {
340       const Instruction *User = cast<Instruction>(*UI);
341       if (User->getParent() != DestBB || !isa<PHINode>(User))
342         return false;
343       // If User is inside DestBB block and it is a PHINode then check
344       // incoming value. If incoming value is not from BB then this is
345       // a complex condition (e.g. preheaders) we want to avoid here.
346       if (User->getParent() == DestBB) {
347         if (const PHINode *UPN = dyn_cast<PHINode>(User))
348           for (unsigned I = 0, E = UPN->getNumIncomingValues(); I != E; ++I) {
349             Instruction *Insn = dyn_cast<Instruction>(UPN->getIncomingValue(I));
350             if (Insn && Insn->getParent() == BB &&
351                 Insn->getParent() != UPN->getIncomingBlock(I))
352               return false;
353           }
354       }
355     }
356   }
357
358   // If BB and DestBB contain any common predecessors, then the phi nodes in BB
359   // and DestBB may have conflicting incoming values for the block.  If so, we
360   // can't merge the block.
361   const PHINode *DestBBPN = dyn_cast<PHINode>(DestBB->begin());
362   if (!DestBBPN) return true;  // no conflict.
363
364   // Collect the preds of BB.
365   SmallPtrSet<const BasicBlock*, 16> BBPreds;
366   if (const PHINode *BBPN = dyn_cast<PHINode>(BB->begin())) {
367     // It is faster to get preds from a PHI than with pred_iterator.
368     for (unsigned i = 0, e = BBPN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i)
369       BBPreds.insert(BBPN->getIncomingBlock(i));
370   } else {
371     BBPreds.insert(pred_begin(BB), pred_end(BB));
372   }
373
374   // Walk the preds of DestBB.
375   for (unsigned i = 0, e = DestBBPN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
376     BasicBlock *Pred = DestBBPN->getIncomingBlock(i);
377     if (BBPreds.count(Pred)) {   // Common predecessor?
378       BBI = DestBB->begin();
379       while (const PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(BBI++)) {
380         const Value *V1 = PN->getIncomingValueForBlock(Pred);
381         const Value *V2 = PN->getIncomingValueForBlock(BB);
382
383         // If V2 is a phi node in BB, look up what the mapped value will be.
384         if (const PHINode *V2PN = dyn_cast<PHINode>(V2))
385           if (V2PN->getParent() == BB)
386             V2 = V2PN->getIncomingValueForBlock(Pred);
387
388         // If there is a conflict, bail out.
389         if (V1 != V2) return false;
390       }
391     }
392   }
393
394   return true;
395 }
396
397
398 /// EliminateMostlyEmptyBlock - Eliminate a basic block that have only phi's and
399 /// an unconditional branch in it.
400 void CodeGenPrepare::EliminateMostlyEmptyBlock(BasicBlock *BB) {
401   BranchInst *BI = cast<BranchInst>(BB->getTerminator());
402   BasicBlock *DestBB = BI->getSuccessor(0);
403
404   DEBUG(dbgs() << "MERGING MOSTLY EMPTY BLOCKS - BEFORE:\n" << *BB << *DestBB);
405
406   // If the destination block has a single pred, then this is a trivial edge,
407   // just collapse it.
408   if (BasicBlock *SinglePred = DestBB->getSinglePredecessor()) {
409     if (SinglePred != DestBB) {
410       // Remember if SinglePred was the entry block of the function.  If so, we
411       // will need to move BB back to the entry position.
412       bool isEntry = SinglePred == &SinglePred->getParent()->getEntryBlock();
413       MergeBasicBlockIntoOnlyPred(DestBB, this);
414
415       if (isEntry && BB != &BB->getParent()->getEntryBlock())
416         BB->moveBefore(&BB->getParent()->getEntryBlock());
417
418       DEBUG(dbgs() << "AFTER:\n" << *DestBB << "\n\n\n");
419       return;
420     }
421   }
422
423   // Otherwise, we have multiple predecessors of BB.  Update the PHIs in DestBB
424   // to handle the new incoming edges it is about to have.
425   PHINode *PN;
426   for (BasicBlock::iterator BBI = DestBB->begin();
427        (PN = dyn_cast<PHINode>(BBI)); ++BBI) {
428     // Remove the incoming value for BB, and remember it.
429     Value *InVal = PN->removeIncomingValue(BB, false);
430
431     // Two options: either the InVal is a phi node defined in BB or it is some
432     // value that dominates BB.
433     PHINode *InValPhi = dyn_cast<PHINode>(InVal);
434     if (InValPhi && InValPhi->getParent() == BB) {
435       // Add all of the input values of the input PHI as inputs of this phi.
436       for (unsigned i = 0, e = InValPhi->getNumIncomingValues(); i != e; ++i)
437         PN->addIncoming(InValPhi->getIncomingValue(i),
438                         InValPhi->getIncomingBlock(i));
439     } else {
440       // Otherwise, add one instance of the dominating value for each edge that
441       // we will be adding.
442       if (PHINode *BBPN = dyn_cast<PHINode>(BB->begin())) {
443         for (unsigned i = 0, e = BBPN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i)
444           PN->addIncoming(InVal, BBPN->getIncomingBlock(i));
445       } else {
446         for (pred_iterator PI = pred_begin(BB), E = pred_end(BB); PI != E; ++PI)
447           PN->addIncoming(InVal, *PI);
448       }
449     }
450   }
451
452   // The PHIs are now updated, change everything that refers to BB to use
453   // DestBB and remove BB.
454   BB->replaceAllUsesWith(DestBB);
455   if (DT && !ModifiedDT) {
456     BasicBlock *BBIDom  = DT->getNode(BB)->getIDom()->getBlock();
457     BasicBlock *DestBBIDom = DT->getNode(DestBB)->getIDom()->getBlock();
458     BasicBlock *NewIDom = DT->findNearestCommonDominator(BBIDom, DestBBIDom);
459     DT->changeImmediateDominator(DestBB, NewIDom);
460     DT->eraseNode(BB);
461   }
462   BB->eraseFromParent();
463   ++NumBlocksElim;
464
465   DEBUG(dbgs() << "AFTER:\n" << *DestBB << "\n\n\n");
466 }
467
468 /// OptimizeNoopCopyExpression - If the specified cast instruction is a noop
469 /// copy (e.g. it's casting from one pointer type to another, i32->i8 on PPC),
470 /// sink it into user blocks to reduce the number of virtual
471 /// registers that must be created and coalesced.
472 ///
473 /// Return true if any changes are made.
474 ///
475 static bool OptimizeNoopCopyExpression(CastInst *CI, const TargetLowering &TLI){
476   // If this is a noop copy,
477   EVT SrcVT = TLI.getValueType(CI->getOperand(0)->getType());
478   EVT DstVT = TLI.getValueType(CI->getType());
479
480   // This is an fp<->int conversion?
481   if (SrcVT.isInteger() != DstVT.isInteger())
482     return false;
483
484   // If this is an extension, it will be a zero or sign extension, which
485   // isn't a noop.
486   if (SrcVT.bitsLT(DstVT)) return false;
487
488   // If these values will be promoted, find out what they will be promoted
489   // to.  This helps us consider truncates on PPC as noop copies when they
490   // are.
491   if (TLI.getTypeAction(CI->getContext(), SrcVT) ==
492       TargetLowering::TypePromoteInteger)
493     SrcVT = TLI.getTypeToTransformTo(CI->getContext(), SrcVT);
494   if (TLI.getTypeAction(CI->getContext(), DstVT) ==
495       TargetLowering::TypePromoteInteger)
496     DstVT = TLI.getTypeToTransformTo(CI->getContext(), DstVT);
497
498   // If, after promotion, these are the same types, this is a noop copy.
499   if (SrcVT != DstVT)
500     return false;
501
502   BasicBlock *DefBB = CI->getParent();
503
504   /// InsertedCasts - Only insert a cast in each block once.
505   DenseMap<BasicBlock*, CastInst*> InsertedCasts;
506
507   bool MadeChange = false;
508   for (Value::use_iterator UI = CI->use_begin(), E = CI->use_end();
509        UI != E; ) {
510     Use &TheUse = UI.getUse();
511     Instruction *User = cast<Instruction>(*UI);
512
513     // Figure out which BB this cast is used in.  For PHI's this is the
514     // appropriate predecessor block.
515     BasicBlock *UserBB = User->getParent();
516     if (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(User)) {
517       UserBB = PN->getIncomingBlock(UI);
518     }
519
520     // Preincrement use iterator so we don't invalidate it.
521     ++UI;
522
523     // If this user is in the same block as the cast, don't change the cast.
524     if (UserBB == DefBB) continue;
525
526     // If we have already inserted a cast into this block, use it.
527     CastInst *&InsertedCast = InsertedCasts[UserBB];
528
529     if (!InsertedCast) {
530       BasicBlock::iterator InsertPt = UserBB->getFirstInsertionPt();
531       InsertedCast =
532         CastInst::Create(CI->getOpcode(), CI->getOperand(0), CI->getType(), "",
533                          InsertPt);
534       MadeChange = true;
535     }
536
537     // Replace a use of the cast with a use of the new cast.
538     TheUse = InsertedCast;
539     ++NumCastUses;
540   }
541
542   // If we removed all uses, nuke the cast.
543   if (CI->use_empty()) {
544     CI->eraseFromParent();
545     MadeChange = true;
546   }
547
548   return MadeChange;
549 }
550
551 /// OptimizeCmpExpression - sink the given CmpInst into user blocks to reduce
552 /// the number of virtual registers that must be created and coalesced.  This is
553 /// a clear win except on targets with multiple condition code registers
554 ///  (PowerPC), where it might lose; some adjustment may be wanted there.
555 ///
556 /// Return true if any changes are made.
557 static bool OptimizeCmpExpression(CmpInst *CI) {
558   BasicBlock *DefBB = CI->getParent();
559
560   /// InsertedCmp - Only insert a cmp in each block once.
561   DenseMap<BasicBlock*, CmpInst*> InsertedCmps;
562
563   bool MadeChange = false;
564   for (Value::use_iterator UI = CI->use_begin(), E = CI->use_end();
565        UI != E; ) {
566     Use &TheUse = UI.getUse();
567     Instruction *User = cast<Instruction>(*UI);
568
569     // Preincrement use iterator so we don't invalidate it.
570     ++UI;
571
572     // Don't bother for PHI nodes.
573     if (isa<PHINode>(User))
574       continue;
575
576     // Figure out which BB this cmp is used in.
577     BasicBlock *UserBB = User->getParent();
578
579     // If this user is in the same block as the cmp, don't change the cmp.
580     if (UserBB == DefBB) continue;
581
582     // If we have already inserted a cmp into this block, use it.
583     CmpInst *&InsertedCmp = InsertedCmps[UserBB];
584
585     if (!InsertedCmp) {
586       BasicBlock::iterator InsertPt = UserBB->getFirstInsertionPt();
587       InsertedCmp =
588         CmpInst::Create(CI->getOpcode(),
589                         CI->getPredicate(),  CI->getOperand(0),
590                         CI->getOperand(1), "", InsertPt);
591       MadeChange = true;
592     }
593
594     // Replace a use of the cmp with a use of the new cmp.
595     TheUse = InsertedCmp;
596     ++NumCmpUses;
597   }
598
599   // If we removed all uses, nuke the cmp.
600   if (CI->use_empty())
601     CI->eraseFromParent();
602
603   return MadeChange;
604 }
605
606 namespace {
607 class CodeGenPrepareFortifiedLibCalls : public SimplifyFortifiedLibCalls {
608 protected:
609   void replaceCall(Value *With) {
610     CI->replaceAllUsesWith(With);
611     CI->eraseFromParent();
612   }
613   bool isFoldable(unsigned SizeCIOp, unsigned, bool) const {
614       if (ConstantInt *SizeCI =
615                              dyn_cast<ConstantInt>(CI->getArgOperand(SizeCIOp)))
616         return SizeCI->isAllOnesValue();
617     return false;
618   }
619 };
620 } // end anonymous namespace
621
622 bool CodeGenPrepare::OptimizeCallInst(CallInst *CI) {
623   BasicBlock *BB = CI->getParent();
624
625   // Lower inline assembly if we can.
626   // If we found an inline asm expession, and if the target knows how to
627   // lower it to normal LLVM code, do so now.
628   if (TLI && isa<InlineAsm>(CI->getCalledValue())) {
629     if (TLI->ExpandInlineAsm(CI)) {
630       // Avoid invalidating the iterator.
631       CurInstIterator = BB->begin();
632       // Avoid processing instructions out of order, which could cause
633       // reuse before a value is defined.
634       SunkAddrs.clear();
635       return true;
636     }
637     // Sink address computing for memory operands into the block.
638     if (OptimizeInlineAsmInst(CI))
639       return true;
640   }
641
642   // Lower all uses of llvm.objectsize.*
643   IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(CI);
644   if (II && II->getIntrinsicID() == Intrinsic::objectsize) {
645     bool Min = (cast<ConstantInt>(II->getArgOperand(1))->getZExtValue() == 1);
646     Type *ReturnTy = CI->getType();
647     Constant *RetVal = ConstantInt::get(ReturnTy, Min ? 0 : -1ULL);
648
649     // Substituting this can cause recursive simplifications, which can
650     // invalidate our iterator.  Use a WeakVH to hold onto it in case this
651     // happens.
652     WeakVH IterHandle(CurInstIterator);
653
654     replaceAndRecursivelySimplify(CI, RetVal, TLI ? TLI->getDataLayout() : 0,
655                                   TLInfo, ModifiedDT ? 0 : DT);
656
657     // If the iterator instruction was recursively deleted, start over at the
658     // start of the block.
659     if (IterHandle != CurInstIterator) {
660       CurInstIterator = BB->begin();
661       SunkAddrs.clear();
662     }
663     return true;
664   }
665
666   if (II && TLI) {
667     SmallVector<Value*, 2> PtrOps;
668     Type *AccessTy;
669     if (TLI->GetAddrModeArguments(II, PtrOps, AccessTy))
670       while (!PtrOps.empty())
671         if (OptimizeMemoryInst(II, PtrOps.pop_back_val(), AccessTy))
672           return true;
673   }
674
675   // From here on out we're working with named functions.
676   if (CI->getCalledFunction() == 0) return false;
677
678   // We'll need DataLayout from here on out.
679   const DataLayout *TD = TLI ? TLI->getDataLayout() : 0;
680   if (!TD) return false;
681
682   // Lower all default uses of _chk calls.  This is very similar
683   // to what InstCombineCalls does, but here we are only lowering calls
684   // that have the default "don't know" as the objectsize.  Anything else
685   // should be left alone.
686   CodeGenPrepareFortifiedLibCalls Simplifier;
687   return Simplifier.fold(CI, TD, TLInfo);
688 }
689
690 /// DupRetToEnableTailCallOpts - Look for opportunities to duplicate return
691 /// instructions to the predecessor to enable tail call optimizations. The
692 /// case it is currently looking for is:
693 /// @code
694 /// bb0:
695 ///   %tmp0 = tail call i32 @f0()
696 ///   br label %return
697 /// bb1:
698 ///   %tmp1 = tail call i32 @f1()
699 ///   br label %return
700 /// bb2:
701 ///   %tmp2 = tail call i32 @f2()
702 ///   br label %return
703 /// return:
704 ///   %retval = phi i32 [ %tmp0, %bb0 ], [ %tmp1, %bb1 ], [ %tmp2, %bb2 ]
705 ///   ret i32 %retval
706 /// @endcode
707 ///
708 /// =>
709 ///
710 /// @code
711 /// bb0:
712 ///   %tmp0 = tail call i32 @f0()
713 ///   ret i32 %tmp0
714 /// bb1:
715 ///   %tmp1 = tail call i32 @f1()
716 ///   ret i32 %tmp1
717 /// bb2:
718 ///   %tmp2 = tail call i32 @f2()
719 ///   ret i32 %tmp2
720 /// @endcode
721 bool CodeGenPrepare::DupRetToEnableTailCallOpts(BasicBlock *BB) {
722   if (!TLI)
723     return false;
724
725   ReturnInst *RI = dyn_cast<ReturnInst>(BB->getTerminator());
726   if (!RI)
727     return false;
728
729   PHINode *PN = 0;
730   BitCastInst *BCI = 0;
731   Value *V = RI->getReturnValue();
732   if (V) {
733     BCI = dyn_cast<BitCastInst>(V);
734     if (BCI)
735       V = BCI->getOperand(0);
736
737     PN = dyn_cast<PHINode>(V);
738     if (!PN)
739       return false;
740   }
741
742   if (PN && PN->getParent() != BB)
743     return false;
744
745   // It's not safe to eliminate the sign / zero extension of the return value.
746   // See llvm::isInTailCallPosition().
747   const Function *F = BB->getParent();
748   AttributeSet CallerAttrs = F->getAttributes();
749   if (CallerAttrs.hasAttribute(AttributeSet::ReturnIndex, Attribute::ZExt) ||
750       CallerAttrs.hasAttribute(AttributeSet::ReturnIndex, Attribute::SExt))
751     return false;
752
753   // Make sure there are no instructions between the PHI and return, or that the
754   // return is the first instruction in the block.
755   if (PN) {
756     BasicBlock::iterator BI = BB->begin();
757     do { ++BI; } while (isa<DbgInfoIntrinsic>(BI));
758     if (&*BI == BCI)
759       // Also skip over the bitcast.
760       ++BI;
761     if (&*BI != RI)
762       return false;
763   } else {
764     BasicBlock::iterator BI = BB->begin();
765     while (isa<DbgInfoIntrinsic>(BI)) ++BI;
766     if (&*BI != RI)
767       return false;
768   }
769
770   /// Only dup the ReturnInst if the CallInst is likely to be emitted as a tail
771   /// call.
772   SmallVector<CallInst*, 4> TailCalls;
773   if (PN) {
774     for (unsigned I = 0, E = PN->getNumIncomingValues(); I != E; ++I) {
775       CallInst *CI = dyn_cast<CallInst>(PN->getIncomingValue(I));
776       // Make sure the phi value is indeed produced by the tail call.
777       if (CI && CI->hasOneUse() && CI->getParent() == PN->getIncomingBlock(I) &&
778           TLI->mayBeEmittedAsTailCall(CI))
779         TailCalls.push_back(CI);
780     }
781   } else {
782     SmallPtrSet<BasicBlock*, 4> VisitedBBs;
783     for (pred_iterator PI = pred_begin(BB), PE = pred_end(BB); PI != PE; ++PI) {
784       if (!VisitedBBs.insert(*PI))
785         continue;
786
787       BasicBlock::InstListType &InstList = (*PI)->getInstList();
788       BasicBlock::InstListType::reverse_iterator RI = InstList.rbegin();
789       BasicBlock::InstListType::reverse_iterator RE = InstList.rend();
790       do { ++RI; } while (RI != RE && isa<DbgInfoIntrinsic>(&*RI));
791       if (RI == RE)
792         continue;
793
794       CallInst *CI = dyn_cast<CallInst>(&*RI);
795       if (CI && CI->use_empty() && TLI->mayBeEmittedAsTailCall(CI))
796         TailCalls.push_back(CI);
797     }
798   }
799
800   bool Changed = false;
801   for (unsigned i = 0, e = TailCalls.size(); i != e; ++i) {
802     CallInst *CI = TailCalls[i];
803     CallSite CS(CI);
804
805     // Conservatively require the attributes of the call to match those of the
806     // return. Ignore noalias because it doesn't affect the call sequence.
807     AttributeSet CalleeAttrs = CS.getAttributes();
808     if (AttrBuilder(CalleeAttrs, AttributeSet::ReturnIndex).
809           removeAttribute(Attribute::NoAlias) !=
810         AttrBuilder(CalleeAttrs, AttributeSet::ReturnIndex).
811           removeAttribute(Attribute::NoAlias))
812       continue;
813
814     // Make sure the call instruction is followed by an unconditional branch to
815     // the return block.
816     BasicBlock *CallBB = CI->getParent();
817     BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(CallBB->getTerminator());
818     if (!BI || !BI->isUnconditional() || BI->getSuccessor(0) != BB)
819       continue;
820
821     // Duplicate the return into CallBB.
822     (void)FoldReturnIntoUncondBranch(RI, BB, CallBB);
823     ModifiedDT = Changed = true;
824     ++NumRetsDup;
825   }
826
827   // If we eliminated all predecessors of the block, delete the block now.
828   if (Changed && !BB->hasAddressTaken() && pred_begin(BB) == pred_end(BB))
829     BB->eraseFromParent();
830
831   return Changed;
832 }
833
834 //===----------------------------------------------------------------------===//
835 // Memory Optimization
836 //===----------------------------------------------------------------------===//
837
838 namespace {
839
840 /// ExtAddrMode - This is an extended version of TargetLowering::AddrMode
841 /// which holds actual Value*'s for register values.
842 struct ExtAddrMode : public TargetLowering::AddrMode {
843   Value *BaseReg;
844   Value *ScaledReg;
845   ExtAddrMode() : BaseReg(0), ScaledReg(0) {}
846   void print(raw_ostream &OS) const;
847   void dump() const;
848
849   bool operator==(const ExtAddrMode& O) const {
850     return (BaseReg == O.BaseReg) && (ScaledReg == O.ScaledReg) &&
851            (BaseGV == O.BaseGV) && (BaseOffs == O.BaseOffs) &&
852            (HasBaseReg == O.HasBaseReg) && (Scale == O.Scale);
853   }
854 };
855
856 #ifndef NDEBUG
857 static inline raw_ostream &operator<<(raw_ostream &OS, const ExtAddrMode &AM) {
858   AM.print(OS);
859   return OS;
860 }
861 #endif
862
863 void ExtAddrMode::print(raw_ostream &OS) const {
864   bool NeedPlus = false;
865   OS << "[";
866   if (BaseGV) {
867     OS << (NeedPlus ? " + " : "")
868        << "GV:";
869     BaseGV->printAsOperand(OS, /*PrintType=*/false);
870     NeedPlus = true;
871   }
872
873   if (BaseOffs)
874     OS << (NeedPlus ? " + " : "") << BaseOffs, NeedPlus = true;
875
876   if (BaseReg) {
877     OS << (NeedPlus ? " + " : "")
878        << "Base:";
879     BaseReg->printAsOperand(OS, /*PrintType=*/false);
880     NeedPlus = true;
881   }
882   if (Scale) {
883     OS << (NeedPlus ? " + " : "")
884        << Scale << "*";
885     ScaledReg->printAsOperand(OS, /*PrintType=*/false);
886   }
887
888   OS << ']';
889 }
890
891 #if !defined(NDEBUG) || defined(LLVM_ENABLE_DUMP)
892 void ExtAddrMode::dump() const {
893   print(dbgs());
894   dbgs() << '\n';
895 }
896 #endif
897
898 /// \brief This class provides transaction based operation on the IR.
899 /// Every change made through this class is recorded in the internal state and
900 /// can be undone (rollback) until commit is called.
901 class TypePromotionTransaction {
902
903   /// \brief This represents the common interface of the individual transaction.
904   /// Each class implements the logic for doing one specific modification on
905   /// the IR via the TypePromotionTransaction.
906   class TypePromotionAction {
907   protected:
908     /// The Instruction modified.
909     Instruction *Inst;
910
911   public:
912     /// \brief Constructor of the action.
913     /// The constructor performs the related action on the IR.
914     TypePromotionAction(Instruction *Inst) : Inst(Inst) {}
915
916     virtual ~TypePromotionAction() {}
917
918     /// \brief Undo the modification done by this action.
919     /// When this method is called, the IR must be in the same state as it was
920     /// before this action was applied.
921     /// \pre Undoing the action works if and only if the IR is in the exact same
922     /// state as it was directly after this action was applied.
923     virtual void undo() = 0;
924
925     /// \brief Advocate every change made by this action.
926     /// When the results on the IR of the action are to be kept, it is important
927     /// to call this function, otherwise hidden information may be kept forever.
928     virtual void commit() {
929       // Nothing to be done, this action is not doing anything.
930     }
931   };
932
933   /// \brief Utility to remember the position of an instruction.
934   class InsertionHandler {
935     /// Position of an instruction.
936     /// Either an instruction:
937     /// - Is the first in a basic block: BB is used.
938     /// - Has a previous instructon: PrevInst is used.
939     union {
940       Instruction *PrevInst;
941       BasicBlock *BB;
942     } Point;
943     /// Remember whether or not the instruction had a previous instruction.
944     bool HasPrevInstruction;
945
946   public:
947     /// \brief Record the position of \p Inst.
948     InsertionHandler(Instruction *Inst) {
949       BasicBlock::iterator It = Inst;
950       HasPrevInstruction = (It != (Inst->getParent()->begin()));
951       if (HasPrevInstruction)
952         Point.PrevInst = --It;
953       else
954         Point.BB = Inst->getParent();
955     }
956
957     /// \brief Insert \p Inst at the recorded position.
958     void insert(Instruction *Inst) {
959       if (HasPrevInstruction) {
960         if (Inst->getParent())
961           Inst->removeFromParent();
962         Inst->insertAfter(Point.PrevInst);
963       } else {
964         Instruction *Position = Point.BB->getFirstInsertionPt();
965         if (Inst->getParent())
966           Inst->moveBefore(Position);
967         else
968           Inst->insertBefore(Position);
969       }
970     }
971   };
972
973   /// \brief Move an instruction before another.
974   class InstructionMoveBefore : public TypePromotionAction {
975     /// Original position of the instruction.
976     InsertionHandler Position;
977
978   public:
979     /// \brief Move \p Inst before \p Before.
980     InstructionMoveBefore(Instruction *Inst, Instruction *Before)
981         : TypePromotionAction(Inst), Position(Inst) {
982       DEBUG(dbgs() << "Do: move: " << *Inst << "\nbefore: " << *Before << "\n");
983       Inst->moveBefore(Before);
984     }
985
986     /// \brief Move the instruction back to its original position.
987     void undo() {
988       DEBUG(dbgs() << "Undo: moveBefore: " << *Inst << "\n");
989       Position.insert(Inst);
990     }
991   };
992
993   /// \brief Set the operand of an instruction with a new value.
994   class OperandSetter : public TypePromotionAction {
995     /// Original operand of the instruction.
996     Value *Origin;
997     /// Index of the modified instruction.
998     unsigned Idx;
999
1000   public:
1001     /// \brief Set \p Idx operand of \p Inst with \p NewVal.
1002     OperandSetter(Instruction *Inst, unsigned Idx, Value *NewVal)
1003         : TypePromotionAction(Inst), Idx(Idx) {
1004       DEBUG(dbgs() << "Do: setOperand: " << Idx << "\n"
1005                    << "for:" << *Inst << "\n"
1006                    << "with:" << *NewVal << "\n");
1007       Origin = Inst->getOperand(Idx);
1008       Inst->setOperand(Idx, NewVal);
1009     }
1010
1011     /// \brief Restore the original value of the instruction.
1012     void undo() {
1013       DEBUG(dbgs() << "Undo: setOperand:" << Idx << "\n"
1014                    << "for: " << *Inst << "\n"
1015                    << "with: " << *Origin << "\n");
1016       Inst->setOperand(Idx, Origin);
1017     }
1018   };
1019
1020   /// \brief Hide the operands of an instruction.
1021   /// Do as if this instruction was not using any of its operands.
1022   class OperandsHider : public TypePromotionAction {
1023     /// The list of original operands.
1024     SmallVector<Value *, 4> OriginalValues;
1025
1026   public:
1027     /// \brief Remove \p Inst from the uses of the operands of \p Inst.
1028     OperandsHider(Instruction *Inst) : TypePromotionAction(Inst) {
1029       DEBUG(dbgs() << "Do: OperandsHider: " << *Inst << "\n");
1030       unsigned NumOpnds = Inst->getNumOperands();
1031       OriginalValues.reserve(NumOpnds);
1032       for (unsigned It = 0; It < NumOpnds; ++It) {
1033         // Save the current operand.
1034         Value *Val = Inst->getOperand(It);
1035         OriginalValues.push_back(Val);
1036         // Set a dummy one.
1037         // We could use OperandSetter here, but that would implied an overhead
1038         // that we are not willing to pay.
1039         Inst->setOperand(It, UndefValue::get(Val->getType()));
1040       }
1041     }
1042
1043     /// \brief Restore the original list of uses.
1044     void undo() {
1045       DEBUG(dbgs() << "Undo: OperandsHider: " << *Inst << "\n");
1046       for (unsigned It = 0, EndIt = OriginalValues.size(); It != EndIt; ++It)
1047         Inst->setOperand(It, OriginalValues[It]);
1048     }
1049   };
1050
1051   /// \brief Build a truncate instruction.
1052   class TruncBuilder : public TypePromotionAction {
1053   public:
1054     /// \brief Build a truncate instruction of \p Opnd producing a \p Ty
1055     /// result.
1056     /// trunc Opnd to Ty.
1057     TruncBuilder(Instruction *Opnd, Type *Ty) : TypePromotionAction(Opnd) {
1058       IRBuilder<> Builder(Opnd);
1059       Inst = cast<Instruction>(Builder.CreateTrunc(Opnd, Ty, "promoted"));
1060       DEBUG(dbgs() << "Do: TruncBuilder: " << *Inst << "\n");
1061     }
1062
1063     /// \brief Get the built instruction.
1064     Instruction *getBuiltInstruction() { return Inst; }
1065
1066     /// \brief Remove the built instruction.
1067     void undo() {
1068       DEBUG(dbgs() << "Undo: TruncBuilder: " << *Inst << "\n");
1069       Inst->eraseFromParent();
1070     }
1071   };
1072
1073   /// \brief Build a sign extension instruction.
1074   class SExtBuilder : public TypePromotionAction {
1075   public:
1076     /// \brief Build a sign extension instruction of \p Opnd producing a \p Ty
1077     /// result.
1078     /// sext Opnd to Ty.
1079     SExtBuilder(Instruction *InsertPt, Value *Opnd, Type *Ty)
1080         : TypePromotionAction(Inst) {
1081       IRBuilder<> Builder(InsertPt);
1082       Inst = cast<Instruction>(Builder.CreateSExt(Opnd, Ty, "promoted"));
1083       DEBUG(dbgs() << "Do: SExtBuilder: " << *Inst << "\n");
1084     }
1085
1086     /// \brief Get the built instruction.
1087     Instruction *getBuiltInstruction() { return Inst; }
1088
1089     /// \brief Remove the built instruction.
1090     void undo() {
1091       DEBUG(dbgs() << "Undo: SExtBuilder: " << *Inst << "\n");
1092       Inst->eraseFromParent();
1093     }
1094   };
1095
1096   /// \brief Mutate an instruction to another type.
1097   class TypeMutator : public TypePromotionAction {
1098     /// Record the original type.
1099     Type *OrigTy;
1100
1101   public:
1102     /// \brief Mutate the type of \p Inst into \p NewTy.
1103     TypeMutator(Instruction *Inst, Type *NewTy)
1104         : TypePromotionAction(Inst), OrigTy(Inst->getType()) {
1105       DEBUG(dbgs() << "Do: MutateType: " << *Inst << " with " << *NewTy
1106                    << "\n");
1107       Inst->mutateType(NewTy);
1108     }
1109
1110     /// \brief Mutate the instruction back to its original type.
1111     void undo() {
1112       DEBUG(dbgs() << "Undo: MutateType: " << *Inst << " with " << *OrigTy
1113                    << "\n");
1114       Inst->mutateType(OrigTy);
1115     }
1116   };
1117
1118   /// \brief Replace the uses of an instruction by another instruction.
1119   class UsesReplacer : public TypePromotionAction {
1120     /// Helper structure to keep track of the replaced uses.
1121     struct InstructionAndIdx {
1122       /// The instruction using the instruction.
1123       Instruction *Inst;
1124       /// The index where this instruction is used for Inst.
1125       unsigned Idx;
1126       InstructionAndIdx(Instruction *Inst, unsigned Idx)
1127           : Inst(Inst), Idx(Idx) {}
1128     };
1129
1130     /// Keep track of the original uses (pair Instruction, Index).
1131     SmallVector<InstructionAndIdx, 4> OriginalUses;
1132     typedef SmallVectorImpl<InstructionAndIdx>::iterator use_iterator;
1133
1134   public:
1135     /// \brief Replace all the use of \p Inst by \p New.
1136     UsesReplacer(Instruction *Inst, Value *New) : TypePromotionAction(Inst) {
1137       DEBUG(dbgs() << "Do: UsersReplacer: " << *Inst << " with " << *New
1138                    << "\n");
1139       // Record the original uses.
1140       for (Value::use_iterator UseIt = Inst->use_begin(),
1141                                EndIt = Inst->use_end();
1142            UseIt != EndIt; ++UseIt) {
1143         Instruction *Use = cast<Instruction>(*UseIt);
1144         OriginalUses.push_back(InstructionAndIdx(Use, UseIt.getOperandNo()));
1145       }
1146       // Now, we can replace the uses.
1147       Inst->replaceAllUsesWith(New);
1148     }
1149
1150     /// \brief Reassign the original uses of Inst to Inst.
1151     void undo() {
1152       DEBUG(dbgs() << "Undo: UsersReplacer: " << *Inst << "\n");
1153       for (use_iterator UseIt = OriginalUses.begin(),
1154                         EndIt = OriginalUses.end();
1155            UseIt != EndIt; ++UseIt) {
1156         UseIt->Inst->setOperand(UseIt->Idx, Inst);
1157       }
1158     }
1159   };
1160
1161   /// \brief Remove an instruction from the IR.
1162   class InstructionRemover : public TypePromotionAction {
1163     /// Original position of the instruction.
1164     InsertionHandler Inserter;
1165     /// Helper structure to hide all the link to the instruction. In other
1166     /// words, this helps to do as if the instruction was removed.
1167     OperandsHider Hider;
1168     /// Keep track of the uses replaced, if any.
1169     UsesReplacer *Replacer;
1170
1171   public:
1172     /// \brief Remove all reference of \p Inst and optinally replace all its
1173     /// uses with New.
1174     /// \pre If !Inst->use_empty(), then New != NULL
1175     InstructionRemover(Instruction *Inst, Value *New = NULL)
1176         : TypePromotionAction(Inst), Inserter(Inst), Hider(Inst),
1177           Replacer(NULL) {
1178       if (New)
1179         Replacer = new UsesReplacer(Inst, New);
1180       DEBUG(dbgs() << "Do: InstructionRemover: " << *Inst << "\n");
1181       Inst->removeFromParent();
1182     }
1183
1184     ~InstructionRemover() { delete Replacer; }
1185
1186     /// \brief Really remove the instruction.
1187     void commit() { delete Inst; }
1188
1189     /// \brief Resurrect the instruction and reassign it to the proper uses if
1190     /// new value was provided when build this action.
1191     void undo() {
1192       DEBUG(dbgs() << "Undo: InstructionRemover: " << *Inst << "\n");
1193       Inserter.insert(Inst);
1194       if (Replacer)
1195         Replacer->undo();
1196       Hider.undo();
1197     }
1198   };
1199
1200 public:
1201   /// Restoration point.
1202   /// The restoration point is a pointer to an action instead of an iterator
1203   /// because the iterator may be invalidated but not the pointer.
1204   typedef const TypePromotionAction *ConstRestorationPt;
1205   /// Advocate every changes made in that transaction.
1206   void commit();
1207   /// Undo all the changes made after the given point.
1208   void rollback(ConstRestorationPt Point);
1209   /// Get the current restoration point.
1210   ConstRestorationPt getRestorationPoint() const;
1211
1212   /// \name API for IR modification with state keeping to support rollback.
1213   /// @{
1214   /// Same as Instruction::setOperand.
1215   void setOperand(Instruction *Inst, unsigned Idx, Value *NewVal);
1216   /// Same as Instruction::eraseFromParent.
1217   void eraseInstruction(Instruction *Inst, Value *NewVal = NULL);
1218   /// Same as Value::replaceAllUsesWith.
1219   void replaceAllUsesWith(Instruction *Inst, Value *New);
1220   /// Same as Value::mutateType.
1221   void mutateType(Instruction *Inst, Type *NewTy);
1222   /// Same as IRBuilder::createTrunc.
1223   Instruction *createTrunc(Instruction *Opnd, Type *Ty);
1224   /// Same as IRBuilder::createSExt.
1225   Instruction *createSExt(Instruction *Inst, Value *Opnd, Type *Ty);
1226   /// Same as Instruction::moveBefore.
1227   void moveBefore(Instruction *Inst, Instruction *Before);
1228   /// @}
1229
1230   ~TypePromotionTransaction();
1231
1232 private:
1233   /// The ordered list of actions made so far.
1234   SmallVector<TypePromotionAction *, 16> Actions;
1235   typedef SmallVectorImpl<TypePromotionAction *>::iterator CommitPt;
1236 };
1237
1238 void TypePromotionTransaction::setOperand(Instruction *Inst, unsigned Idx,
1239                                           Value *NewVal) {
1240   Actions.push_back(
1241       new TypePromotionTransaction::OperandSetter(Inst, Idx, NewVal));
1242 }
1243
1244 void TypePromotionTransaction::eraseInstruction(Instruction *Inst,
1245                                                 Value *NewVal) {
1246   Actions.push_back(
1247       new TypePromotionTransaction::InstructionRemover(Inst, NewVal));
1248 }
1249
1250 void TypePromotionTransaction::replaceAllUsesWith(Instruction *Inst,
1251                                                   Value *New) {
1252   Actions.push_back(new TypePromotionTransaction::UsesReplacer(Inst, New));
1253 }
1254
1255 void TypePromotionTransaction::mutateType(Instruction *Inst, Type *NewTy) {
1256   Actions.push_back(new TypePromotionTransaction::TypeMutator(Inst, NewTy));
1257 }
1258
1259 Instruction *TypePromotionTransaction::createTrunc(Instruction *Opnd,
1260                                                    Type *Ty) {
1261   TruncBuilder *TB = new TruncBuilder(Opnd, Ty);
1262   Actions.push_back(TB);
1263   return TB->getBuiltInstruction();
1264 }
1265
1266 Instruction *TypePromotionTransaction::createSExt(Instruction *Inst,
1267                                                   Value *Opnd, Type *Ty) {
1268   SExtBuilder *SB = new SExtBuilder(Inst, Opnd, Ty);
1269   Actions.push_back(SB);
1270   return SB->getBuiltInstruction();
1271 }
1272
1273 void TypePromotionTransaction::moveBefore(Instruction *Inst,
1274                                           Instruction *Before) {
1275   Actions.push_back(
1276       new TypePromotionTransaction::InstructionMoveBefore(Inst, Before));
1277 }
1278
1279 TypePromotionTransaction::ConstRestorationPt
1280 TypePromotionTransaction::getRestorationPoint() const {
1281   return Actions.rbegin() != Actions.rend() ? *Actions.rbegin() : NULL;
1282 }
1283
1284 void TypePromotionTransaction::commit() {
1285   for (CommitPt It = Actions.begin(), EndIt = Actions.end(); It != EndIt;
1286        ++It) {
1287     (*It)->commit();
1288     delete *It;
1289   }
1290   Actions.clear();
1291 }
1292
1293 void TypePromotionTransaction::rollback(
1294     TypePromotionTransaction::ConstRestorationPt Point) {
1295   while (!Actions.empty() && Point != (*Actions.rbegin())) {
1296     TypePromotionAction *Curr = Actions.pop_back_val();
1297     Curr->undo();
1298     delete Curr;
1299   }
1300 }
1301
1302 TypePromotionTransaction::~TypePromotionTransaction() {
1303   for (CommitPt It = Actions.begin(), EndIt = Actions.end(); It != EndIt; ++It)
1304     delete *It;
1305   Actions.clear();
1306 }
1307
1308 /// \brief A helper class for matching addressing modes.
1309 ///
1310 /// This encapsulates the logic for matching the target-legal addressing modes.
1311 class AddressingModeMatcher {
1312   SmallVectorImpl<Instruction*> &AddrModeInsts;
1313   const TargetLowering &TLI;
1314
1315   /// AccessTy/MemoryInst - This is the type for the access (e.g. double) and
1316   /// the memory instruction that we're computing this address for.
1317   Type *AccessTy;
1318   Instruction *MemoryInst;
1319
1320   /// AddrMode - This is the addressing mode that we're building up.  This is
1321   /// part of the return value of this addressing mode matching stuff.
1322   ExtAddrMode &AddrMode;
1323
1324   /// The truncate instruction inserted by other CodeGenPrepare optimizations.
1325   const SetOfInstrs &InsertedTruncs;
1326   /// A map from the instructions to their type before promotion.
1327   InstrToOrigTy &PromotedInsts;
1328   /// The ongoing transaction where every action should be registered.
1329   TypePromotionTransaction &TPT;
1330
1331   /// IgnoreProfitability - This is set to true when we should not do
1332   /// profitability checks.  When true, IsProfitableToFoldIntoAddressingMode
1333   /// always returns true.
1334   bool IgnoreProfitability;
1335
1336   AddressingModeMatcher(SmallVectorImpl<Instruction*> &AMI,
1337                         const TargetLowering &T, Type *AT,
1338                         Instruction *MI, ExtAddrMode &AM,
1339                         const SetOfInstrs &InsertedTruncs,
1340                         InstrToOrigTy &PromotedInsts,
1341                         TypePromotionTransaction &TPT)
1342       : AddrModeInsts(AMI), TLI(T), AccessTy(AT), MemoryInst(MI), AddrMode(AM),
1343         InsertedTruncs(InsertedTruncs), PromotedInsts(PromotedInsts), TPT(TPT) {
1344     IgnoreProfitability = false;
1345   }
1346 public:
1347
1348   /// Match - Find the maximal addressing mode that a load/store of V can fold,
1349   /// give an access type of AccessTy.  This returns a list of involved
1350   /// instructions in AddrModeInsts.
1351   /// \p InsertedTruncs The truncate instruction inserted by other
1352   /// CodeGenPrepare
1353   /// optimizations.
1354   /// \p PromotedInsts maps the instructions to their type before promotion.
1355   /// \p The ongoing transaction where every action should be registered.
1356   static ExtAddrMode Match(Value *V, Type *AccessTy,
1357                            Instruction *MemoryInst,
1358                            SmallVectorImpl<Instruction*> &AddrModeInsts,
1359                            const TargetLowering &TLI,
1360                            const SetOfInstrs &InsertedTruncs,
1361                            InstrToOrigTy &PromotedInsts,
1362                            TypePromotionTransaction &TPT) {
1363     ExtAddrMode Result;
1364
1365     bool Success = AddressingModeMatcher(AddrModeInsts, TLI, AccessTy,
1366                                          MemoryInst, Result, InsertedTruncs,
1367                                          PromotedInsts, TPT).MatchAddr(V, 0);
1368     (void)Success; assert(Success && "Couldn't select *anything*?");
1369     return Result;
1370   }
1371 private:
1372   bool MatchScaledValue(Value *ScaleReg, int64_t Scale, unsigned Depth);
1373   bool MatchAddr(Value *V, unsigned Depth);
1374   bool MatchOperationAddr(User *Operation, unsigned Opcode, unsigned Depth,
1375                           bool *MovedAway = NULL);
1376   bool IsProfitableToFoldIntoAddressingMode(Instruction *I,
1377                                             ExtAddrMode &AMBefore,
1378                                             ExtAddrMode &AMAfter);
1379   bool ValueAlreadyLiveAtInst(Value *Val, Value *KnownLive1, Value *KnownLive2);
1380   bool IsPromotionProfitable(unsigned MatchedSize, unsigned SizeWithPromotion,
1381                              Value *PromotedOperand) const;
1382 };
1383
1384 /// MatchScaledValue - Try adding ScaleReg*Scale to the current addressing mode.
1385 /// Return true and update AddrMode if this addr mode is legal for the target,
1386 /// false if not.
1387 bool AddressingModeMatcher::MatchScaledValue(Value *ScaleReg, int64_t Scale,
1388                                              unsigned Depth) {
1389   // If Scale is 1, then this is the same as adding ScaleReg to the addressing
1390   // mode.  Just process that directly.
1391   if (Scale == 1)
1392     return MatchAddr(ScaleReg, Depth);
1393
1394   // If the scale is 0, it takes nothing to add this.
1395   if (Scale == 0)
1396     return true;
1397
1398   // If we already have a scale of this value, we can add to it, otherwise, we
1399   // need an available scale field.
1400   if (AddrMode.Scale != 0 && AddrMode.ScaledReg != ScaleReg)
1401     return false;
1402
1403   ExtAddrMode TestAddrMode = AddrMode;
1404
1405   // Add scale to turn X*4+X*3 -> X*7.  This could also do things like
1406   // [A+B + A*7] -> [B+A*8].
1407   TestAddrMode.Scale += Scale;
1408   TestAddrMode.ScaledReg = ScaleReg;
1409
1410   // If the new address isn't legal, bail out.
1411   if (!TLI.isLegalAddressingMode(TestAddrMode, AccessTy))
1412     return false;
1413
1414   // It was legal, so commit it.
1415   AddrMode = TestAddrMode;
1416
1417   // Okay, we decided that we can add ScaleReg+Scale to AddrMode.  Check now
1418   // to see if ScaleReg is actually X+C.  If so, we can turn this into adding
1419   // X*Scale + C*Scale to addr mode.
1420   ConstantInt *CI = 0; Value *AddLHS = 0;
1421   if (isa<Instruction>(ScaleReg) &&  // not a constant expr.
1422       match(ScaleReg, m_Add(m_Value(AddLHS), m_ConstantInt(CI)))) {
1423     TestAddrMode.ScaledReg = AddLHS;
1424     TestAddrMode.BaseOffs += CI->getSExtValue()*TestAddrMode.Scale;
1425
1426     // If this addressing mode is legal, commit it and remember that we folded
1427     // this instruction.
1428     if (TLI.isLegalAddressingMode(TestAddrMode, AccessTy)) {
1429       AddrModeInsts.push_back(cast<Instruction>(ScaleReg));
1430       AddrMode = TestAddrMode;
1431       return true;
1432     }
1433   }
1434
1435   // Otherwise, not (x+c)*scale, just return what we have.
1436   return true;
1437 }
1438
1439 /// MightBeFoldableInst - This is a little filter, which returns true if an
1440 /// addressing computation involving I might be folded into a load/store
1441 /// accessing it.  This doesn't need to be perfect, but needs to accept at least
1442 /// the set of instructions that MatchOperationAddr can.
1443 static bool MightBeFoldableInst(Instruction *I) {
1444   switch (I->getOpcode()) {
1445   case Instruction::BitCast:
1446     // Don't touch identity bitcasts.
1447     if (I->getType() == I->getOperand(0)->getType())
1448       return false;
1449     return I->getType()->isPointerTy() || I->getType()->isIntegerTy();
1450   case Instruction::PtrToInt:
1451     // PtrToInt is always a noop, as we know that the int type is pointer sized.
1452     return true;
1453   case Instruction::IntToPtr:
1454     // We know the input is intptr_t, so this is foldable.
1455     return true;
1456   case Instruction::Add:
1457     return true;
1458   case Instruction::Mul:
1459   case Instruction::Shl:
1460     // Can only handle X*C and X << C.
1461     return isa<ConstantInt>(I->getOperand(1));
1462   case Instruction::GetElementPtr:
1463     return true;
1464   default:
1465     return false;
1466   }
1467 }
1468
1469 /// \brief Hepler class to perform type promotion.
1470 class TypePromotionHelper {
1471   /// \brief Utility function to check whether or not a sign extension of
1472   /// \p Inst with \p ConsideredSExtType can be moved through \p Inst by either
1473   /// using the operands of \p Inst or promoting \p Inst.
1474   /// In other words, check if:
1475   /// sext (Ty Inst opnd1 opnd2 ... opndN) to ConsideredSExtType.
1476   /// #1 Promotion applies:
1477   /// ConsideredSExtType Inst (sext opnd1 to ConsideredSExtType, ...).
1478   /// #2 Operand reuses:
1479   /// sext opnd1 to ConsideredSExtType.
1480   /// \p PromotedInsts maps the instructions to their type before promotion.
1481   static bool canGetThrough(const Instruction *Inst, Type *ConsideredSExtType,
1482                             const InstrToOrigTy &PromotedInsts);
1483
1484   /// \brief Utility function to determine if \p OpIdx should be promoted when
1485   /// promoting \p Inst.
1486   static bool shouldSExtOperand(const Instruction *Inst, int OpIdx) {
1487     if (isa<SelectInst>(Inst) && OpIdx == 0)
1488       return false;
1489     return true;
1490   }
1491
1492   /// \brief Utility function to promote the operand of \p SExt when this
1493   /// operand is a promotable trunc or sext.
1494   /// \p PromotedInsts maps the instructions to their type before promotion.
1495   /// \p CreatedInsts[out] contains how many non-free instructions have been
1496   /// created to promote the operand of SExt.
1497   /// Should never be called directly.
1498   /// \return The promoted value which is used instead of SExt.
1499   static Value *promoteOperandForTruncAndSExt(Instruction *SExt,
1500                                               TypePromotionTransaction &TPT,
1501                                               InstrToOrigTy &PromotedInsts,
1502                                               unsigned &CreatedInsts);
1503
1504   /// \brief Utility function to promote the operand of \p SExt when this
1505   /// operand is promotable and is not a supported trunc or sext.
1506   /// \p PromotedInsts maps the instructions to their type before promotion.
1507   /// \p CreatedInsts[out] contains how many non-free instructions have been
1508   /// created to promote the operand of SExt.
1509   /// Should never be called directly.
1510   /// \return The promoted value which is used instead of SExt.
1511   static Value *promoteOperandForOther(Instruction *SExt,
1512                                        TypePromotionTransaction &TPT,
1513                                        InstrToOrigTy &PromotedInsts,
1514                                        unsigned &CreatedInsts);
1515
1516 public:
1517   /// Type for the utility function that promotes the operand of SExt.
1518   typedef Value *(*Action)(Instruction *SExt, TypePromotionTransaction &TPT,
1519                            InstrToOrigTy &PromotedInsts,
1520                            unsigned &CreatedInsts);
1521   /// \brief Given a sign extend instruction \p SExt, return the approriate
1522   /// action to promote the operand of \p SExt instead of using SExt.
1523   /// \return NULL if no promotable action is possible with the current
1524   /// sign extension.
1525   /// \p InsertedTruncs keeps track of all the truncate instructions inserted by
1526   /// the others CodeGenPrepare optimizations. This information is important
1527   /// because we do not want to promote these instructions as CodeGenPrepare
1528   /// will reinsert them later. Thus creating an infinite loop: create/remove.
1529   /// \p PromotedInsts maps the instructions to their type before promotion.
1530   static Action getAction(Instruction *SExt, const SetOfInstrs &InsertedTruncs,
1531                           const TargetLowering &TLI,
1532                           const InstrToOrigTy &PromotedInsts);
1533 };
1534
1535 bool TypePromotionHelper::canGetThrough(const Instruction *Inst,
1536                                         Type *ConsideredSExtType,
1537                                         const InstrToOrigTy &PromotedInsts) {
1538   // We can always get through sext.
1539   if (isa<SExtInst>(Inst))
1540     return true;
1541
1542   // We can get through binary operator, if it is legal. In other words, the
1543   // binary operator must have a nuw or nsw flag.
1544   const BinaryOperator *BinOp = dyn_cast<BinaryOperator>(Inst);
1545   if (BinOp && isa<OverflowingBinaryOperator>(BinOp) &&
1546       (BinOp->hasNoUnsignedWrap() || BinOp->hasNoSignedWrap()))
1547     return true;
1548
1549   // Check if we can do the following simplification.
1550   // sext(trunc(sext)) --> sext
1551   if (!isa<TruncInst>(Inst))
1552     return false;
1553
1554   Value *OpndVal = Inst->getOperand(0);
1555   // Check if we can use this operand in the sext.
1556   // If the type is larger than the result type of the sign extension,
1557   // we cannot.
1558   if (OpndVal->getType()->getIntegerBitWidth() >
1559       ConsideredSExtType->getIntegerBitWidth())
1560     return false;
1561
1562   // If the operand of the truncate is not an instruction, we will not have
1563   // any information on the dropped bits.
1564   // (Actually we could for constant but it is not worth the extra logic).
1565   Instruction *Opnd = dyn_cast<Instruction>(OpndVal);
1566   if (!Opnd)
1567     return false;
1568
1569   // Check if the source of the type is narrow enough.
1570   // I.e., check that trunc just drops sign extended bits.
1571   // #1 get the type of the operand.
1572   const Type *OpndType;
1573   InstrToOrigTy::const_iterator It = PromotedInsts.find(Opnd);
1574   if (It != PromotedInsts.end())
1575     OpndType = It->second;
1576   else if (isa<SExtInst>(Opnd))
1577     OpndType = cast<Instruction>(Opnd)->getOperand(0)->getType();
1578   else
1579     return false;
1580
1581   // #2 check that the truncate just drop sign extended bits.
1582   if (Inst->getType()->getIntegerBitWidth() >= OpndType->getIntegerBitWidth())
1583     return true;
1584
1585   return false;
1586 }
1587
1588 TypePromotionHelper::Action TypePromotionHelper::getAction(
1589     Instruction *SExt, const SetOfInstrs &InsertedTruncs,
1590     const TargetLowering &TLI, const InstrToOrigTy &PromotedInsts) {
1591   Instruction *SExtOpnd = dyn_cast<Instruction>(SExt->getOperand(0));
1592   Type *SExtTy = SExt->getType();
1593   // If the operand of the sign extension is not an instruction, we cannot
1594   // get through.
1595   // If it, check we can get through.
1596   if (!SExtOpnd || !canGetThrough(SExtOpnd, SExtTy, PromotedInsts))
1597     return NULL;
1598
1599   // Do not promote if the operand has been added by codegenprepare.
1600   // Otherwise, it means we are undoing an optimization that is likely to be
1601   // redone, thus causing potential infinite loop.
1602   if (isa<TruncInst>(SExtOpnd) && InsertedTruncs.count(SExtOpnd))
1603     return NULL;
1604
1605   // SExt or Trunc instructions.
1606   // Return the related handler.
1607   if (isa<SExtInst>(SExtOpnd) || isa<TruncInst>(SExtOpnd))
1608     return promoteOperandForTruncAndSExt;
1609
1610   // Regular instruction.
1611   // Abort early if we will have to insert non-free instructions.
1612   if (!SExtOpnd->hasOneUse() &&
1613       !TLI.isTruncateFree(SExtTy, SExtOpnd->getType()))
1614     return NULL;
1615   return promoteOperandForOther;
1616 }
1617
1618 Value *TypePromotionHelper::promoteOperandForTruncAndSExt(
1619     llvm::Instruction *SExt, TypePromotionTransaction &TPT,
1620     InstrToOrigTy &PromotedInsts, unsigned &CreatedInsts) {
1621   // By construction, the operand of SExt is an instruction. Otherwise we cannot
1622   // get through it and this method should not be called.
1623   Instruction *SExtOpnd = cast<Instruction>(SExt->getOperand(0));
1624   // Replace sext(trunc(opnd)) or sext(sext(opnd))
1625   // => sext(opnd).
1626   TPT.setOperand(SExt, 0, SExtOpnd->getOperand(0));
1627   CreatedInsts = 0;
1628
1629   // Remove dead code.
1630   if (SExtOpnd->use_empty())
1631     TPT.eraseInstruction(SExtOpnd);
1632
1633   // Check if the sext is still needed.
1634   if (SExt->getType() != SExt->getOperand(0)->getType())
1635     return SExt;
1636
1637   // At this point we have: sext ty opnd to ty.
1638   // Reassign the uses of SExt to the opnd and remove SExt.
1639   Value *NextVal = SExt->getOperand(0);
1640   TPT.eraseInstruction(SExt, NextVal);
1641   return NextVal;
1642 }
1643
1644 Value *
1645 TypePromotionHelper::promoteOperandForOther(Instruction *SExt,
1646                                             TypePromotionTransaction &TPT,
1647                                             InstrToOrigTy &PromotedInsts,
1648                                             unsigned &CreatedInsts) {
1649   // By construction, the operand of SExt is an instruction. Otherwise we cannot
1650   // get through it and this method should not be called.
1651   Instruction *SExtOpnd = cast<Instruction>(SExt->getOperand(0));
1652   CreatedInsts = 0;
1653   if (!SExtOpnd->hasOneUse()) {
1654     // SExtOpnd will be promoted.
1655     // All its uses, but SExt, will need to use a truncated value of the
1656     // promoted version.
1657     // Create the truncate now.
1658     Instruction *Trunc = TPT.createTrunc(SExt, SExtOpnd->getType());
1659     Trunc->removeFromParent();
1660     // Insert it just after the definition.
1661     Trunc->insertAfter(SExtOpnd);
1662
1663     TPT.replaceAllUsesWith(SExtOpnd, Trunc);
1664     // Restore the operand of SExt (which has been replace by the previous call
1665     // to replaceAllUsesWith) to avoid creating a cycle trunc <-> sext.
1666     TPT.setOperand(SExt, 0, SExtOpnd);
1667   }
1668
1669   // Get through the Instruction:
1670   // 1. Update its type.
1671   // 2. Replace the uses of SExt by Inst.
1672   // 3. Sign extend each operand that needs to be sign extended.
1673
1674   // Remember the original type of the instruction before promotion.
1675   // This is useful to know that the high bits are sign extended bits.
1676   PromotedInsts.insert(
1677       std::pair<Instruction *, Type *>(SExtOpnd, SExtOpnd->getType()));
1678   // Step #1.
1679   TPT.mutateType(SExtOpnd, SExt->getType());
1680   // Step #2.
1681   TPT.replaceAllUsesWith(SExt, SExtOpnd);
1682   // Step #3.
1683   Instruction *SExtForOpnd = SExt;
1684
1685   DEBUG(dbgs() << "Propagate SExt to operands\n");
1686   for (int OpIdx = 0, EndOpIdx = SExtOpnd->getNumOperands(); OpIdx != EndOpIdx;
1687        ++OpIdx) {
1688     DEBUG(dbgs() << "Operand:\n" << *(SExtOpnd->getOperand(OpIdx)) << '\n');
1689     if (SExtOpnd->getOperand(OpIdx)->getType() == SExt->getType() ||
1690         !shouldSExtOperand(SExtOpnd, OpIdx)) {
1691       DEBUG(dbgs() << "No need to propagate\n");
1692       continue;
1693     }
1694     // Check if we can statically sign extend the operand.
1695     Value *Opnd = SExtOpnd->getOperand(OpIdx);
1696     if (const ConstantInt *Cst = dyn_cast<ConstantInt>(Opnd)) {
1697       DEBUG(dbgs() << "Statically sign extend\n");
1698       TPT.setOperand(
1699           SExtOpnd, OpIdx,
1700           ConstantInt::getSigned(SExt->getType(), Cst->getSExtValue()));
1701       continue;
1702     }
1703     // UndefValue are typed, so we have to statically sign extend them.
1704     if (isa<UndefValue>(Opnd)) {
1705       DEBUG(dbgs() << "Statically sign extend\n");
1706       TPT.setOperand(SExtOpnd, OpIdx, UndefValue::get(SExt->getType()));
1707       continue;
1708     }
1709
1710     // Otherwise we have to explicity sign extend the operand.
1711     // Check if SExt was reused to sign extend an operand.
1712     if (!SExtForOpnd) {
1713       // If yes, create a new one.
1714       DEBUG(dbgs() << "More operands to sext\n");
1715       SExtForOpnd = TPT.createSExt(SExt, Opnd, SExt->getType());
1716       ++CreatedInsts;
1717     }
1718
1719     TPT.setOperand(SExtForOpnd, 0, Opnd);
1720
1721     // Move the sign extension before the insertion point.
1722     TPT.moveBefore(SExtForOpnd, SExtOpnd);
1723     TPT.setOperand(SExtOpnd, OpIdx, SExtForOpnd);
1724     // If more sext are required, new instructions will have to be created.
1725     SExtForOpnd = NULL;
1726   }
1727   if (SExtForOpnd == SExt) {
1728     DEBUG(dbgs() << "Sign extension is useless now\n");
1729     TPT.eraseInstruction(SExt);
1730   }
1731   return SExtOpnd;
1732 }
1733
1734 /// IsPromotionProfitable - Check whether or not promoting an instruction
1735 /// to a wider type was profitable.
1736 /// \p MatchedSize gives the number of instructions that have been matched
1737 /// in the addressing mode after the promotion was applied.
1738 /// \p SizeWithPromotion gives the number of created instructions for
1739 /// the promotion plus the number of instructions that have been
1740 /// matched in the addressing mode before the promotion.
1741 /// \p PromotedOperand is the value that has been promoted.
1742 /// \return True if the promotion is profitable, false otherwise.
1743 bool
1744 AddressingModeMatcher::IsPromotionProfitable(unsigned MatchedSize,
1745                                              unsigned SizeWithPromotion,
1746                                              Value *PromotedOperand) const {
1747   // We folded less instructions than what we created to promote the operand.
1748   // This is not profitable.
1749   if (MatchedSize < SizeWithPromotion)
1750     return false;
1751   if (MatchedSize > SizeWithPromotion)
1752     return true;
1753   // The promotion is neutral but it may help folding the sign extension in
1754   // loads for instance.
1755   // Check that we did not create an illegal instruction.
1756   Instruction *PromotedInst = dyn_cast<Instruction>(PromotedOperand);
1757   if (!PromotedInst)
1758     return false;
1759   return TLI.isOperationLegalOrCustom(PromotedInst->getOpcode(),
1760                                       EVT::getEVT(PromotedInst->getType()));
1761 }
1762
1763 /// MatchOperationAddr - Given an instruction or constant expr, see if we can
1764 /// fold the operation into the addressing mode.  If so, update the addressing
1765 /// mode and return true, otherwise return false without modifying AddrMode.
1766 /// If \p MovedAway is not NULL, it contains the information of whether or
1767 /// not AddrInst has to be folded into the addressing mode on success.
1768 /// If \p MovedAway == true, \p AddrInst will not be part of the addressing
1769 /// because it has been moved away.
1770 /// Thus AddrInst must not be added in the matched instructions.
1771 /// This state can happen when AddrInst is a sext, since it may be moved away.
1772 /// Therefore, AddrInst may not be valid when MovedAway is true and it must
1773 /// not be referenced anymore.
1774 bool AddressingModeMatcher::MatchOperationAddr(User *AddrInst, unsigned Opcode,
1775                                                unsigned Depth,
1776                                                bool *MovedAway) {
1777   // Avoid exponential behavior on extremely deep expression trees.
1778   if (Depth >= 5) return false;
1779
1780   // By default, all matched instructions stay in place.
1781   if (MovedAway)
1782     *MovedAway = false;
1783
1784   switch (Opcode) {
1785   case Instruction::PtrToInt:
1786     // PtrToInt is always a noop, as we know that the int type is pointer sized.
1787     return MatchAddr(AddrInst->getOperand(0), Depth);
1788   case Instruction::IntToPtr:
1789     // This inttoptr is a no-op if the integer type is pointer sized.
1790     if (TLI.getValueType(AddrInst->getOperand(0)->getType()) ==
1791         TLI.getPointerTy(AddrInst->getType()->getPointerAddressSpace()))
1792       return MatchAddr(AddrInst->getOperand(0), Depth);
1793     return false;
1794   case Instruction::BitCast:
1795     // BitCast is always a noop, and we can handle it as long as it is
1796     // int->int or pointer->pointer (we don't want int<->fp or something).
1797     if ((AddrInst->getOperand(0)->getType()->isPointerTy() ||
1798          AddrInst->getOperand(0)->getType()->isIntegerTy()) &&
1799         // Don't touch identity bitcasts.  These were probably put here by LSR,
1800         // and we don't want to mess around with them.  Assume it knows what it
1801         // is doing.
1802         AddrInst->getOperand(0)->getType() != AddrInst->getType())
1803       return MatchAddr(AddrInst->getOperand(0), Depth);
1804     return false;
1805   case Instruction::Add: {
1806     // Check to see if we can merge in the RHS then the LHS.  If so, we win.
1807     ExtAddrMode BackupAddrMode = AddrMode;
1808     unsigned OldSize = AddrModeInsts.size();
1809     // Start a transaction at this point.
1810     // The LHS may match but not the RHS.
1811     // Therefore, we need a higher level restoration point to undo partially
1812     // matched operation.
1813     TypePromotionTransaction::ConstRestorationPt LastKnownGood =
1814         TPT.getRestorationPoint();
1815
1816     if (MatchAddr(AddrInst->getOperand(1), Depth+1) &&
1817         MatchAddr(AddrInst->getOperand(0), Depth+1))
1818       return true;
1819
1820     // Restore the old addr mode info.
1821     AddrMode = BackupAddrMode;
1822     AddrModeInsts.resize(OldSize);
1823     TPT.rollback(LastKnownGood);
1824
1825     // Otherwise this was over-aggressive.  Try merging in the LHS then the RHS.
1826     if (MatchAddr(AddrInst->getOperand(0), Depth+1) &&
1827         MatchAddr(AddrInst->getOperand(1), Depth+1))
1828       return true;
1829
1830     // Otherwise we definitely can't merge the ADD in.
1831     AddrMode = BackupAddrMode;
1832     AddrModeInsts.resize(OldSize);
1833     TPT.rollback(LastKnownGood);
1834     break;
1835   }
1836   //case Instruction::Or:
1837   // TODO: We can handle "Or Val, Imm" iff this OR is equivalent to an ADD.
1838   //break;
1839   case Instruction::Mul:
1840   case Instruction::Shl: {
1841     // Can only handle X*C and X << C.
1842     ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(AddrInst->getOperand(1));
1843     if (!RHS) return false;
1844     int64_t Scale = RHS->getSExtValue();
1845     if (Opcode == Instruction::Shl)
1846       Scale = 1LL << Scale;
1847
1848     return MatchScaledValue(AddrInst->getOperand(0), Scale, Depth);
1849   }
1850   case Instruction::GetElementPtr: {
1851     // Scan the GEP.  We check it if it contains constant offsets and at most
1852     // one variable offset.
1853     int VariableOperand = -1;
1854     unsigned VariableScale = 0;
1855
1856     int64_t ConstantOffset = 0;
1857     const DataLayout *TD = TLI.getDataLayout();
1858     gep_type_iterator GTI = gep_type_begin(AddrInst);
1859     for (unsigned i = 1, e = AddrInst->getNumOperands(); i != e; ++i, ++GTI) {
1860       if (StructType *STy = dyn_cast<StructType>(*GTI)) {
1861         const StructLayout *SL = TD->getStructLayout(STy);
1862         unsigned Idx =
1863           cast<ConstantInt>(AddrInst->getOperand(i))->getZExtValue();
1864         ConstantOffset += SL->getElementOffset(Idx);
1865       } else {
1866         uint64_t TypeSize = TD->getTypeAllocSize(GTI.getIndexedType());
1867         if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(AddrInst->getOperand(i))) {
1868           ConstantOffset += CI->getSExtValue()*TypeSize;
1869         } else if (TypeSize) {  // Scales of zero don't do anything.
1870           // We only allow one variable index at the moment.
1871           if (VariableOperand != -1)
1872             return false;
1873
1874           // Remember the variable index.
1875           VariableOperand = i;
1876           VariableScale = TypeSize;
1877         }
1878       }
1879     }
1880
1881     // A common case is for the GEP to only do a constant offset.  In this case,
1882     // just add it to the disp field and check validity.
1883     if (VariableOperand == -1) {
1884       AddrMode.BaseOffs += ConstantOffset;
1885       if (ConstantOffset == 0 || TLI.isLegalAddressingMode(AddrMode, AccessTy)){
1886         // Check to see if we can fold the base pointer in too.
1887         if (MatchAddr(AddrInst->getOperand(0), Depth+1))
1888           return true;
1889       }
1890       AddrMode.BaseOffs -= ConstantOffset;
1891       return false;
1892     }
1893
1894     // Save the valid addressing mode in case we can't match.
1895     ExtAddrMode BackupAddrMode = AddrMode;
1896     unsigned OldSize = AddrModeInsts.size();
1897
1898     // See if the scale and offset amount is valid for this target.
1899     AddrMode.BaseOffs += ConstantOffset;
1900
1901     // Match the base operand of the GEP.
1902     if (!MatchAddr(AddrInst->getOperand(0), Depth+1)) {
1903       // If it couldn't be matched, just stuff the value in a register.
1904       if (AddrMode.HasBaseReg) {
1905         AddrMode = BackupAddrMode;
1906         AddrModeInsts.resize(OldSize);
1907         return false;
1908       }
1909       AddrMode.HasBaseReg = true;
1910       AddrMode.BaseReg = AddrInst->getOperand(0);
1911     }
1912
1913     // Match the remaining variable portion of the GEP.
1914     if (!MatchScaledValue(AddrInst->getOperand(VariableOperand), VariableScale,
1915                           Depth)) {
1916       // If it couldn't be matched, try stuffing the base into a register
1917       // instead of matching it, and retrying the match of the scale.
1918       AddrMode = BackupAddrMode;
1919       AddrModeInsts.resize(OldSize);
1920       if (AddrMode.HasBaseReg)
1921         return false;
1922       AddrMode.HasBaseReg = true;
1923       AddrMode.BaseReg = AddrInst->getOperand(0);
1924       AddrMode.BaseOffs += ConstantOffset;
1925       if (!MatchScaledValue(AddrInst->getOperand(VariableOperand),
1926                             VariableScale, Depth)) {
1927         // If even that didn't work, bail.
1928         AddrMode = BackupAddrMode;
1929         AddrModeInsts.resize(OldSize);
1930         return false;
1931       }
1932     }
1933
1934     return true;
1935   }
1936   case Instruction::SExt: {
1937     // Try to move this sext out of the way of the addressing mode.
1938     Instruction *SExt = cast<Instruction>(AddrInst);
1939     // Ask for a method for doing so.
1940     TypePromotionHelper::Action TPH = TypePromotionHelper::getAction(
1941         SExt, InsertedTruncs, TLI, PromotedInsts);
1942     if (!TPH)
1943       return false;
1944
1945     TypePromotionTransaction::ConstRestorationPt LastKnownGood =
1946         TPT.getRestorationPoint();
1947     unsigned CreatedInsts = 0;
1948     Value *PromotedOperand = TPH(SExt, TPT, PromotedInsts, CreatedInsts);
1949     // SExt has been moved away.
1950     // Thus either it will be rematched later in the recursive calls or it is
1951     // gone. Anyway, we must not fold it into the addressing mode at this point.
1952     // E.g.,
1953     // op = add opnd, 1
1954     // idx = sext op
1955     // addr = gep base, idx
1956     // is now:
1957     // promotedOpnd = sext opnd           <- no match here
1958     // op = promoted_add promotedOpnd, 1  <- match (later in recursive calls)
1959     // addr = gep base, op                <- match
1960     if (MovedAway)
1961       *MovedAway = true;
1962
1963     assert(PromotedOperand &&
1964            "TypePromotionHelper should have filtered out those cases");
1965
1966     ExtAddrMode BackupAddrMode = AddrMode;
1967     unsigned OldSize = AddrModeInsts.size();
1968
1969     if (!MatchAddr(PromotedOperand, Depth) ||
1970         !IsPromotionProfitable(AddrModeInsts.size(), OldSize + CreatedInsts,
1971                                PromotedOperand)) {
1972       AddrMode = BackupAddrMode;
1973       AddrModeInsts.resize(OldSize);
1974       DEBUG(dbgs() << "Sign extension does not pay off: rollback\n");
1975       TPT.rollback(LastKnownGood);
1976       return false;
1977     }
1978     return true;
1979   }
1980   }
1981   return false;
1982 }
1983
1984 /// MatchAddr - If we can, try to add the value of 'Addr' into the current
1985 /// addressing mode.  If Addr can't be added to AddrMode this returns false and
1986 /// leaves AddrMode unmodified.  This assumes that Addr is either a pointer type
1987 /// or intptr_t for the target.
1988 ///
1989 bool AddressingModeMatcher::MatchAddr(Value *Addr, unsigned Depth) {
1990   // Start a transaction at this point that we will rollback if the matching
1991   // fails.
1992   TypePromotionTransaction::ConstRestorationPt LastKnownGood =
1993       TPT.getRestorationPoint();
1994   if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Addr)) {
1995     // Fold in immediates if legal for the target.
1996     AddrMode.BaseOffs += CI->getSExtValue();
1997     if (TLI.isLegalAddressingMode(AddrMode, AccessTy))
1998       return true;
1999     AddrMode.BaseOffs -= CI->getSExtValue();
2000   } else if (GlobalValue *GV = dyn_cast<GlobalValue>(Addr)) {
2001     // If this is a global variable, try to fold it into the addressing mode.
2002     if (AddrMode.BaseGV == 0) {
2003       AddrMode.BaseGV = GV;
2004       if (TLI.isLegalAddressingMode(AddrMode, AccessTy))
2005         return true;
2006       AddrMode.BaseGV = 0;
2007     }
2008   } else if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(Addr)) {
2009     ExtAddrMode BackupAddrMode = AddrMode;
2010     unsigned OldSize = AddrModeInsts.size();
2011
2012     // Check to see if it is possible to fold this operation.
2013     bool MovedAway = false;
2014     if (MatchOperationAddr(I, I->getOpcode(), Depth, &MovedAway)) {
2015       // This instruction may have been move away. If so, there is nothing
2016       // to check here.
2017       if (MovedAway)
2018         return true;
2019       // Okay, it's possible to fold this.  Check to see if it is actually
2020       // *profitable* to do so.  We use a simple cost model to avoid increasing
2021       // register pressure too much.
2022       if (I->hasOneUse() ||
2023           IsProfitableToFoldIntoAddressingMode(I, BackupAddrMode, AddrMode)) {
2024         AddrModeInsts.push_back(I);
2025         return true;
2026       }
2027
2028       // It isn't profitable to do this, roll back.
2029       //cerr << "NOT FOLDING: " << *I;
2030       AddrMode = BackupAddrMode;
2031       AddrModeInsts.resize(OldSize);
2032       TPT.rollback(LastKnownGood);
2033     }
2034   } else if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(Addr)) {
2035     if (MatchOperationAddr(CE, CE->getOpcode(), Depth))
2036       return true;
2037     TPT.rollback(LastKnownGood);
2038   } else if (isa<ConstantPointerNull>(Addr)) {
2039     // Null pointer gets folded without affecting the addressing mode.
2040     return true;
2041   }
2042
2043   // Worse case, the target should support [reg] addressing modes. :)
2044   if (!AddrMode.HasBaseReg) {
2045     AddrMode.HasBaseReg = true;
2046     AddrMode.BaseReg = Addr;
2047     // Still check for legality in case the target supports [imm] but not [i+r].
2048     if (TLI.isLegalAddressingMode(AddrMode, AccessTy))
2049       return true;
2050     AddrMode.HasBaseReg = false;
2051     AddrMode.BaseReg = 0;
2052   }
2053
2054   // If the base register is already taken, see if we can do [r+r].
2055   if (AddrMode.Scale == 0) {
2056     AddrMode.Scale = 1;
2057     AddrMode.ScaledReg = Addr;
2058     if (TLI.isLegalAddressingMode(AddrMode, AccessTy))
2059       return true;
2060     AddrMode.Scale = 0;
2061     AddrMode.ScaledReg = 0;
2062   }
2063   // Couldn't match.
2064   TPT.rollback(LastKnownGood);
2065   return false;
2066 }
2067
2068 /// IsOperandAMemoryOperand - Check to see if all uses of OpVal by the specified
2069 /// inline asm call are due to memory operands.  If so, return true, otherwise
2070 /// return false.
2071 static bool IsOperandAMemoryOperand(CallInst *CI, InlineAsm *IA, Value *OpVal,
2072                                     const TargetLowering &TLI) {
2073   TargetLowering::AsmOperandInfoVector TargetConstraints = TLI.ParseConstraints(ImmutableCallSite(CI));
2074   for (unsigned i = 0, e = TargetConstraints.size(); i != e; ++i) {
2075     TargetLowering::AsmOperandInfo &OpInfo = TargetConstraints[i];
2076
2077     // Compute the constraint code and ConstraintType to use.
2078     TLI.ComputeConstraintToUse(OpInfo, SDValue());
2079
2080     // If this asm operand is our Value*, and if it isn't an indirect memory
2081     // operand, we can't fold it!
2082     if (OpInfo.CallOperandVal == OpVal &&
2083         (OpInfo.ConstraintType != TargetLowering::C_Memory ||
2084          !OpInfo.isIndirect))
2085       return false;
2086   }
2087
2088   return true;
2089 }
2090
2091 /// FindAllMemoryUses - Recursively walk all the uses of I until we find a
2092 /// memory use.  If we find an obviously non-foldable instruction, return true.
2093 /// Add the ultimately found memory instructions to MemoryUses.
2094 static bool FindAllMemoryUses(Instruction *I,
2095                 SmallVectorImpl<std::pair<Instruction*,unsigned> > &MemoryUses,
2096                               SmallPtrSet<Instruction*, 16> &ConsideredInsts,
2097                               const TargetLowering &TLI) {
2098   // If we already considered this instruction, we're done.
2099   if (!ConsideredInsts.insert(I))
2100     return false;
2101
2102   // If this is an obviously unfoldable instruction, bail out.
2103   if (!MightBeFoldableInst(I))
2104     return true;
2105
2106   // Loop over all the uses, recursively processing them.
2107   for (Value::use_iterator UI = I->use_begin(), E = I->use_end();
2108        UI != E; ++UI) {
2109     User *U = *UI;
2110
2111     if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(U)) {
2112       MemoryUses.push_back(std::make_pair(LI, UI.getOperandNo()));
2113       continue;
2114     }
2115
2116     if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(U)) {
2117       unsigned opNo = UI.getOperandNo();
2118       if (opNo == 0) return true; // Storing addr, not into addr.
2119       MemoryUses.push_back(std::make_pair(SI, opNo));
2120       continue;
2121     }
2122
2123     if (CallInst *CI = dyn_cast<CallInst>(U)) {
2124       InlineAsm *IA = dyn_cast<InlineAsm>(CI->getCalledValue());
2125       if (!IA) return true;
2126
2127       // If this is a memory operand, we're cool, otherwise bail out.
2128       if (!IsOperandAMemoryOperand(CI, IA, I, TLI))
2129         return true;
2130       continue;
2131     }
2132
2133     if (FindAllMemoryUses(cast<Instruction>(U), MemoryUses, ConsideredInsts,
2134                           TLI))
2135       return true;
2136   }
2137
2138   return false;
2139 }
2140
2141 /// ValueAlreadyLiveAtInst - Retrn true if Val is already known to be live at
2142 /// the use site that we're folding it into.  If so, there is no cost to
2143 /// include it in the addressing mode.  KnownLive1 and KnownLive2 are two values
2144 /// that we know are live at the instruction already.
2145 bool AddressingModeMatcher::ValueAlreadyLiveAtInst(Value *Val,Value *KnownLive1,
2146                                                    Value *KnownLive2) {
2147   // If Val is either of the known-live values, we know it is live!
2148   if (Val == 0 || Val == KnownLive1 || Val == KnownLive2)
2149     return true;
2150
2151   // All values other than instructions and arguments (e.g. constants) are live.
2152   if (!isa<Instruction>(Val) && !isa<Argument>(Val)) return true;
2153
2154   // If Val is a constant sized alloca in the entry block, it is live, this is
2155   // true because it is just a reference to the stack/frame pointer, which is
2156   // live for the whole function.
2157   if (AllocaInst *AI = dyn_cast<AllocaInst>(Val))
2158     if (AI->isStaticAlloca())
2159       return true;
2160
2161   // Check to see if this value is already used in the memory instruction's
2162   // block.  If so, it's already live into the block at the very least, so we
2163   // can reasonably fold it.
2164   return Val->isUsedInBasicBlock(MemoryInst->getParent());
2165 }
2166
2167 /// IsProfitableToFoldIntoAddressingMode - It is possible for the addressing
2168 /// mode of the machine to fold the specified instruction into a load or store
2169 /// that ultimately uses it.  However, the specified instruction has multiple
2170 /// uses.  Given this, it may actually increase register pressure to fold it
2171 /// into the load.  For example, consider this code:
2172 ///
2173 ///     X = ...
2174 ///     Y = X+1
2175 ///     use(Y)   -> nonload/store
2176 ///     Z = Y+1
2177 ///     load Z
2178 ///
2179 /// In this case, Y has multiple uses, and can be folded into the load of Z
2180 /// (yielding load [X+2]).  However, doing this will cause both "X" and "X+1" to
2181 /// be live at the use(Y) line.  If we don't fold Y into load Z, we use one
2182 /// fewer register.  Since Y can't be folded into "use(Y)" we don't increase the
2183 /// number of computations either.
2184 ///
2185 /// Note that this (like most of CodeGenPrepare) is just a rough heuristic.  If
2186 /// X was live across 'load Z' for other reasons, we actually *would* want to
2187 /// fold the addressing mode in the Z case.  This would make Y die earlier.
2188 bool AddressingModeMatcher::
2189 IsProfitableToFoldIntoAddressingMode(Instruction *I, ExtAddrMode &AMBefore,
2190                                      ExtAddrMode &AMAfter) {
2191   if (IgnoreProfitability) return true;
2192
2193   // AMBefore is the addressing mode before this instruction was folded into it,
2194   // and AMAfter is the addressing mode after the instruction was folded.  Get
2195   // the set of registers referenced by AMAfter and subtract out those
2196   // referenced by AMBefore: this is the set of values which folding in this
2197   // address extends the lifetime of.
2198   //
2199   // Note that there are only two potential values being referenced here,
2200   // BaseReg and ScaleReg (global addresses are always available, as are any
2201   // folded immediates).
2202   Value *BaseReg = AMAfter.BaseReg, *ScaledReg = AMAfter.ScaledReg;
2203
2204   // If the BaseReg or ScaledReg was referenced by the previous addrmode, their
2205   // lifetime wasn't extended by adding this instruction.
2206   if (ValueAlreadyLiveAtInst(BaseReg, AMBefore.BaseReg, AMBefore.ScaledReg))
2207     BaseReg = 0;
2208   if (ValueAlreadyLiveAtInst(ScaledReg, AMBefore.BaseReg, AMBefore.ScaledReg))
2209     ScaledReg = 0;
2210
2211   // If folding this instruction (and it's subexprs) didn't extend any live
2212   // ranges, we're ok with it.
2213   if (BaseReg == 0 && ScaledReg == 0)
2214     return true;
2215
2216   // If all uses of this instruction are ultimately load/store/inlineasm's,
2217   // check to see if their addressing modes will include this instruction.  If
2218   // so, we can fold it into all uses, so it doesn't matter if it has multiple
2219   // uses.
2220   SmallVector<std::pair<Instruction*,unsigned>, 16> MemoryUses;
2221   SmallPtrSet<Instruction*, 16> ConsideredInsts;
2222   if (FindAllMemoryUses(I, MemoryUses, ConsideredInsts, TLI))
2223     return false;  // Has a non-memory, non-foldable use!
2224
2225   // Now that we know that all uses of this instruction are part of a chain of
2226   // computation involving only operations that could theoretically be folded
2227   // into a memory use, loop over each of these uses and see if they could
2228   // *actually* fold the instruction.
2229   SmallVector<Instruction*, 32> MatchedAddrModeInsts;
2230   for (unsigned i = 0, e = MemoryUses.size(); i != e; ++i) {
2231     Instruction *User = MemoryUses[i].first;
2232     unsigned OpNo = MemoryUses[i].second;
2233
2234     // Get the access type of this use.  If the use isn't a pointer, we don't
2235     // know what it accesses.
2236     Value *Address = User->getOperand(OpNo);
2237     if (!Address->getType()->isPointerTy())
2238       return false;
2239     Type *AddressAccessTy = Address->getType()->getPointerElementType();
2240
2241     // Do a match against the root of this address, ignoring profitability. This
2242     // will tell us if the addressing mode for the memory operation will
2243     // *actually* cover the shared instruction.
2244     ExtAddrMode Result;
2245     TypePromotionTransaction::ConstRestorationPt LastKnownGood =
2246         TPT.getRestorationPoint();
2247     AddressingModeMatcher Matcher(MatchedAddrModeInsts, TLI, AddressAccessTy,
2248                                   MemoryInst, Result, InsertedTruncs,
2249                                   PromotedInsts, TPT);
2250     Matcher.IgnoreProfitability = true;
2251     bool Success = Matcher.MatchAddr(Address, 0);
2252     (void)Success; assert(Success && "Couldn't select *anything*?");
2253
2254     // The match was to check the profitability, the changes made are not
2255     // part of the original matcher. Therefore, they should be dropped
2256     // otherwise the original matcher will not present the right state.
2257     TPT.rollback(LastKnownGood);
2258
2259     // If the match didn't cover I, then it won't be shared by it.
2260     if (std::find(MatchedAddrModeInsts.begin(), MatchedAddrModeInsts.end(),
2261                   I) == MatchedAddrModeInsts.end())
2262       return false;
2263
2264     MatchedAddrModeInsts.clear();
2265   }
2266
2267   return true;
2268 }
2269
2270 } // end anonymous namespace
2271
2272 /// IsNonLocalValue - Return true if the specified values are defined in a
2273 /// different basic block than BB.
2274 static bool IsNonLocalValue(Value *V, BasicBlock *BB) {
2275   if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V))
2276     return I->getParent() != BB;
2277   return false;
2278 }
2279
2280 /// OptimizeMemoryInst - Load and Store Instructions often have
2281 /// addressing modes that can do significant amounts of computation.  As such,
2282 /// instruction selection will try to get the load or store to do as much
2283 /// computation as possible for the program.  The problem is that isel can only
2284 /// see within a single block.  As such, we sink as much legal addressing mode
2285 /// stuff into the block as possible.
2286 ///
2287 /// This method is used to optimize both load/store and inline asms with memory
2288 /// operands.
2289 bool CodeGenPrepare::OptimizeMemoryInst(Instruction *MemoryInst, Value *Addr,
2290                                         Type *AccessTy) {
2291   Value *Repl = Addr;
2292
2293   // Try to collapse single-value PHI nodes.  This is necessary to undo
2294   // unprofitable PRE transformations.
2295   SmallVector<Value*, 8> worklist;
2296   SmallPtrSet<Value*, 16> Visited;
2297   worklist.push_back(Addr);
2298
2299   // Use a worklist to iteratively look through PHI nodes, and ensure that
2300   // the addressing mode obtained from the non-PHI roots of the graph
2301   // are equivalent.
2302   Value *Consensus = 0;
2303   unsigned NumUsesConsensus = 0;
2304   bool IsNumUsesConsensusValid = false;
2305   SmallVector<Instruction*, 16> AddrModeInsts;
2306   ExtAddrMode AddrMode;
2307   TypePromotionTransaction TPT;
2308   TypePromotionTransaction::ConstRestorationPt LastKnownGood =
2309       TPT.getRestorationPoint();
2310   while (!worklist.empty()) {
2311     Value *V = worklist.back();
2312     worklist.pop_back();
2313
2314     // Break use-def graph loops.
2315     if (!Visited.insert(V)) {
2316       Consensus = 0;
2317       break;
2318     }
2319
2320     // For a PHI node, push all of its incoming values.
2321     if (PHINode *P = dyn_cast<PHINode>(V)) {
2322       for (unsigned i = 0, e = P->getNumIncomingValues(); i != e; ++i)
2323         worklist.push_back(P->getIncomingValue(i));
2324       continue;
2325     }
2326
2327     // For non-PHIs, determine the addressing mode being computed.
2328     SmallVector<Instruction*, 16> NewAddrModeInsts;
2329     ExtAddrMode NewAddrMode = AddressingModeMatcher::Match(
2330         V, AccessTy, MemoryInst, NewAddrModeInsts, *TLI, InsertedTruncsSet,
2331         PromotedInsts, TPT);
2332
2333     // This check is broken into two cases with very similar code to avoid using
2334     // getNumUses() as much as possible. Some values have a lot of uses, so
2335     // calling getNumUses() unconditionally caused a significant compile-time
2336     // regression.
2337     if (!Consensus) {
2338       Consensus = V;
2339       AddrMode = NewAddrMode;
2340       AddrModeInsts = NewAddrModeInsts;
2341       continue;
2342     } else if (NewAddrMode == AddrMode) {
2343       if (!IsNumUsesConsensusValid) {
2344         NumUsesConsensus = Consensus->getNumUses();
2345         IsNumUsesConsensusValid = true;
2346       }
2347
2348       // Ensure that the obtained addressing mode is equivalent to that obtained
2349       // for all other roots of the PHI traversal.  Also, when choosing one
2350       // such root as representative, select the one with the most uses in order
2351       // to keep the cost modeling heuristics in AddressingModeMatcher
2352       // applicable.
2353       unsigned NumUses = V->getNumUses();
2354       if (NumUses > NumUsesConsensus) {
2355         Consensus = V;
2356         NumUsesConsensus = NumUses;
2357         AddrModeInsts = NewAddrModeInsts;
2358       }
2359       continue;
2360     }
2361
2362     Consensus = 0;
2363     break;
2364   }
2365
2366   // If the addressing mode couldn't be determined, or if multiple different
2367   // ones were determined, bail out now.
2368   if (!Consensus) {
2369     TPT.rollback(LastKnownGood);
2370     return false;
2371   }
2372   TPT.commit();
2373
2374   // Check to see if any of the instructions supersumed by this addr mode are
2375   // non-local to I's BB.
2376   bool AnyNonLocal = false;
2377   for (unsigned i = 0, e = AddrModeInsts.size(); i != e; ++i) {
2378     if (IsNonLocalValue(AddrModeInsts[i], MemoryInst->getParent())) {
2379       AnyNonLocal = true;
2380       break;
2381     }
2382   }
2383
2384   // If all the instructions matched are already in this BB, don't do anything.
2385   if (!AnyNonLocal) {
2386     DEBUG(dbgs() << "CGP: Found      local addrmode: " << AddrMode << "\n");
2387     return false;
2388   }
2389
2390   // Insert this computation right after this user.  Since our caller is
2391   // scanning from the top of the BB to the bottom, reuse of the expr are
2392   // guaranteed to happen later.
2393   IRBuilder<> Builder(MemoryInst);
2394
2395   // Now that we determined the addressing expression we want to use and know
2396   // that we have to sink it into this block.  Check to see if we have already
2397   // done this for some other load/store instr in this block.  If so, reuse the
2398   // computation.
2399   Value *&SunkAddr = SunkAddrs[Addr];
2400   if (SunkAddr) {
2401     DEBUG(dbgs() << "CGP: Reusing nonlocal addrmode: " << AddrMode << " for "
2402                  << *MemoryInst);
2403     if (SunkAddr->getType() != Addr->getType())
2404       SunkAddr = Builder.CreateBitCast(SunkAddr, Addr->getType());
2405   } else {
2406     DEBUG(dbgs() << "CGP: SINKING nonlocal addrmode: " << AddrMode << " for "
2407                  << *MemoryInst);
2408     Type *IntPtrTy = TLI->getDataLayout()->getIntPtrType(Addr->getType());
2409     Value *Result = 0;
2410
2411     // Start with the base register. Do this first so that subsequent address
2412     // matching finds it last, which will prevent it from trying to match it
2413     // as the scaled value in case it happens to be a mul. That would be
2414     // problematic if we've sunk a different mul for the scale, because then
2415     // we'd end up sinking both muls.
2416     if (AddrMode.BaseReg) {
2417       Value *V = AddrMode.BaseReg;
2418       if (V->getType()->isPointerTy())
2419         V = Builder.CreatePtrToInt(V, IntPtrTy, "sunkaddr");
2420       if (V->getType() != IntPtrTy)
2421         V = Builder.CreateIntCast(V, IntPtrTy, /*isSigned=*/true, "sunkaddr");
2422       Result = V;
2423     }
2424
2425     // Add the scale value.
2426     if (AddrMode.Scale) {
2427       Value *V = AddrMode.ScaledReg;
2428       if (V->getType() == IntPtrTy) {
2429         // done.
2430       } else if (V->getType()->isPointerTy()) {
2431         V = Builder.CreatePtrToInt(V, IntPtrTy, "sunkaddr");
2432       } else if (cast<IntegerType>(IntPtrTy)->getBitWidth() <
2433                  cast<IntegerType>(V->getType())->getBitWidth()) {
2434         V = Builder.CreateTrunc(V, IntPtrTy, "sunkaddr");
2435       } else {
2436         V = Builder.CreateSExt(V, IntPtrTy, "sunkaddr");
2437       }
2438       if (AddrMode.Scale != 1)
2439         V = Builder.CreateMul(V, ConstantInt::get(IntPtrTy, AddrMode.Scale),
2440                               "sunkaddr");
2441       if (Result)
2442         Result = Builder.CreateAdd(Result, V, "sunkaddr");
2443       else
2444         Result = V;
2445     }
2446
2447     // Add in the BaseGV if present.
2448     if (AddrMode.BaseGV) {
2449       Value *V = Builder.CreatePtrToInt(AddrMode.BaseGV, IntPtrTy, "sunkaddr");
2450       if (Result)
2451         Result = Builder.CreateAdd(Result, V, "sunkaddr");
2452       else
2453         Result = V;
2454     }
2455
2456     // Add in the Base Offset if present.
2457     if (AddrMode.BaseOffs) {
2458       Value *V = ConstantInt::get(IntPtrTy, AddrMode.BaseOffs);
2459       if (Result)
2460         Result = Builder.CreateAdd(Result, V, "sunkaddr");
2461       else
2462         Result = V;
2463     }
2464
2465     if (Result == 0)
2466       SunkAddr = Constant::getNullValue(Addr->getType());
2467     else
2468       SunkAddr = Builder.CreateIntToPtr(Result, Addr->getType(), "sunkaddr");
2469   }
2470
2471   MemoryInst->replaceUsesOfWith(Repl, SunkAddr);
2472
2473   // If we have no uses, recursively delete the value and all dead instructions
2474   // using it.
2475   if (Repl->use_empty()) {
2476     // This can cause recursive deletion, which can invalidate our iterator.
2477     // Use a WeakVH to hold onto it in case this happens.
2478     WeakVH IterHandle(CurInstIterator);
2479     BasicBlock *BB = CurInstIterator->getParent();
2480
2481     RecursivelyDeleteTriviallyDeadInstructions(Repl, TLInfo);
2482
2483     if (IterHandle != CurInstIterator) {
2484       // If the iterator instruction was recursively deleted, start over at the
2485       // start of the block.
2486       CurInstIterator = BB->begin();
2487       SunkAddrs.clear();
2488     }
2489   }
2490   ++NumMemoryInsts;
2491   return true;
2492 }
2493
2494 /// OptimizeInlineAsmInst - If there are any memory operands, use
2495 /// OptimizeMemoryInst to sink their address computing into the block when
2496 /// possible / profitable.
2497 bool CodeGenPrepare::OptimizeInlineAsmInst(CallInst *CS) {
2498   bool MadeChange = false;
2499
2500   TargetLowering::AsmOperandInfoVector
2501     TargetConstraints = TLI->ParseConstraints(CS);
2502   unsigned ArgNo = 0;
2503   for (unsigned i = 0, e = TargetConstraints.size(); i != e; ++i) {
2504     TargetLowering::AsmOperandInfo &OpInfo = TargetConstraints[i];
2505
2506     // Compute the constraint code and ConstraintType to use.
2507     TLI->ComputeConstraintToUse(OpInfo, SDValue());
2508
2509     if (OpInfo.ConstraintType == TargetLowering::C_Memory &&
2510         OpInfo.isIndirect) {
2511       Value *OpVal = CS->getArgOperand(ArgNo++);
2512       MadeChange |= OptimizeMemoryInst(CS, OpVal, OpVal->getType());
2513     } else if (OpInfo.Type == InlineAsm::isInput)
2514       ArgNo++;
2515   }
2516
2517   return MadeChange;
2518 }
2519
2520 /// MoveExtToFormExtLoad - Move a zext or sext fed by a load into the same
2521 /// basic block as the load, unless conditions are unfavorable. This allows
2522 /// SelectionDAG to fold the extend into the load.
2523 ///
2524 bool CodeGenPrepare::MoveExtToFormExtLoad(Instruction *I) {
2525   // Look for a load being extended.
2526   LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(I->getOperand(0));
2527   if (!LI) return false;
2528
2529   // If they're already in the same block, there's nothing to do.
2530   if (LI->getParent() == I->getParent())
2531     return false;
2532
2533   // If the load has other users and the truncate is not free, this probably
2534   // isn't worthwhile.
2535   if (!LI->hasOneUse() &&
2536       TLI && (TLI->isTypeLegal(TLI->getValueType(LI->getType())) ||
2537               !TLI->isTypeLegal(TLI->getValueType(I->getType()))) &&
2538       !TLI->isTruncateFree(I->getType(), LI->getType()))
2539     return false;
2540
2541   // Check whether the target supports casts folded into loads.
2542   unsigned LType;
2543   if (isa<ZExtInst>(I))
2544     LType = ISD::ZEXTLOAD;
2545   else {
2546     assert(isa<SExtInst>(I) && "Unexpected ext type!");
2547     LType = ISD::SEXTLOAD;
2548   }
2549   if (TLI && !TLI->isLoadExtLegal(LType, TLI->getValueType(LI->getType())))
2550     return false;
2551
2552   // Move the extend into the same block as the load, so that SelectionDAG
2553   // can fold it.
2554   I->removeFromParent();
2555   I->insertAfter(LI);
2556   ++NumExtsMoved;
2557   return true;
2558 }
2559
2560 bool CodeGenPrepare::OptimizeExtUses(Instruction *I) {
2561   BasicBlock *DefBB = I->getParent();
2562
2563   // If the result of a {s|z}ext and its source are both live out, rewrite all
2564   // other uses of the source with result of extension.
2565   Value *Src = I->getOperand(0);
2566   if (Src->hasOneUse())
2567     return false;
2568
2569   // Only do this xform if truncating is free.
2570   if (TLI && !TLI->isTruncateFree(I->getType(), Src->getType()))
2571     return false;
2572
2573   // Only safe to perform the optimization if the source is also defined in
2574   // this block.
2575   if (!isa<Instruction>(Src) || DefBB != cast<Instruction>(Src)->getParent())
2576     return false;
2577
2578   bool DefIsLiveOut = false;
2579   for (Value::use_iterator UI = I->use_begin(), E = I->use_end();
2580        UI != E; ++UI) {
2581     Instruction *User = cast<Instruction>(*UI);
2582
2583     // Figure out which BB this ext is used in.
2584     BasicBlock *UserBB = User->getParent();
2585     if (UserBB == DefBB) continue;
2586     DefIsLiveOut = true;
2587     break;
2588   }
2589   if (!DefIsLiveOut)
2590     return false;
2591
2592   // Make sure none of the uses are PHI nodes.
2593   for (Value::use_iterator UI = Src->use_begin(), E = Src->use_end();
2594        UI != E; ++UI) {
2595     Instruction *User = cast<Instruction>(*UI);
2596     BasicBlock *UserBB = User->getParent();
2597     if (UserBB == DefBB) continue;
2598     // Be conservative. We don't want this xform to end up introducing
2599     // reloads just before load / store instructions.
2600     if (isa<PHINode>(User) || isa<LoadInst>(User) || isa<StoreInst>(User))
2601       return false;
2602   }
2603
2604   // InsertedTruncs - Only insert one trunc in each block once.
2605   DenseMap<BasicBlock*, Instruction*> InsertedTruncs;
2606
2607   bool MadeChange = false;
2608   for (Value::use_iterator UI = Src->use_begin(), E = Src->use_end();
2609        UI != E; ++UI) {
2610     Use &TheUse = UI.getUse();
2611     Instruction *User = cast<Instruction>(*UI);
2612
2613     // Figure out which BB this ext is used in.
2614     BasicBlock *UserBB = User->getParent();
2615     if (UserBB == DefBB) continue;
2616
2617     // Both src and def are live in this block. Rewrite the use.
2618     Instruction *&InsertedTrunc = InsertedTruncs[UserBB];
2619
2620     if (!InsertedTrunc) {
2621       BasicBlock::iterator InsertPt = UserBB->getFirstInsertionPt();
2622       InsertedTrunc = new TruncInst(I, Src->getType(), "", InsertPt);
2623       InsertedTruncsSet.insert(InsertedTrunc);
2624     }
2625
2626     // Replace a use of the {s|z}ext source with a use of the result.
2627     TheUse = InsertedTrunc;
2628     ++NumExtUses;
2629     MadeChange = true;
2630   }
2631
2632   return MadeChange;
2633 }
2634
2635 /// isFormingBranchFromSelectProfitable - Returns true if a SelectInst should be
2636 /// turned into an explicit branch.
2637 static bool isFormingBranchFromSelectProfitable(SelectInst *SI) {
2638   // FIXME: This should use the same heuristics as IfConversion to determine
2639   // whether a select is better represented as a branch.  This requires that
2640   // branch probability metadata is preserved for the select, which is not the
2641   // case currently.
2642
2643   CmpInst *Cmp = dyn_cast<CmpInst>(SI->getCondition());
2644
2645   // If the branch is predicted right, an out of order CPU can avoid blocking on
2646   // the compare.  Emit cmovs on compares with a memory operand as branches to
2647   // avoid stalls on the load from memory.  If the compare has more than one use
2648   // there's probably another cmov or setcc around so it's not worth emitting a
2649   // branch.
2650   if (!Cmp)
2651     return false;
2652
2653   Value *CmpOp0 = Cmp->getOperand(0);
2654   Value *CmpOp1 = Cmp->getOperand(1);
2655
2656   // We check that the memory operand has one use to avoid uses of the loaded
2657   // value directly after the compare, making branches unprofitable.
2658   return Cmp->hasOneUse() &&
2659          ((isa<LoadInst>(CmpOp0) && CmpOp0->hasOneUse()) ||
2660           (isa<LoadInst>(CmpOp1) && CmpOp1->hasOneUse()));
2661 }
2662
2663
2664 /// If we have a SelectInst that will likely profit from branch prediction,
2665 /// turn it into a branch.
2666 bool CodeGenPrepare::OptimizeSelectInst(SelectInst *SI) {
2667   bool VectorCond = !SI->getCondition()->getType()->isIntegerTy(1);
2668
2669   // Can we convert the 'select' to CF ?
2670   if (DisableSelectToBranch || OptSize || !TLI || VectorCond)
2671     return false;
2672
2673   TargetLowering::SelectSupportKind SelectKind;
2674   if (VectorCond)
2675     SelectKind = TargetLowering::VectorMaskSelect;
2676   else if (SI->getType()->isVectorTy())
2677     SelectKind = TargetLowering::ScalarCondVectorVal;
2678   else
2679     SelectKind = TargetLowering::ScalarValSelect;
2680
2681   // Do we have efficient codegen support for this kind of 'selects' ?
2682   if (TLI->isSelectSupported(SelectKind)) {
2683     // We have efficient codegen support for the select instruction.
2684     // Check if it is profitable to keep this 'select'.
2685     if (!TLI->isPredictableSelectExpensive() ||
2686         !isFormingBranchFromSelectProfitable(SI))
2687       return false;
2688   }
2689
2690   ModifiedDT = true;
2691
2692   // First, we split the block containing the select into 2 blocks.
2693   BasicBlock *StartBlock = SI->getParent();
2694   BasicBlock::iterator SplitPt = ++(BasicBlock::iterator(SI));
2695   BasicBlock *NextBlock = StartBlock->splitBasicBlock(SplitPt, "select.end");
2696
2697   // Create a new block serving as the landing pad for the branch.
2698   BasicBlock *SmallBlock = BasicBlock::Create(SI->getContext(), "select.mid",
2699                                              NextBlock->getParent(), NextBlock);
2700
2701   // Move the unconditional branch from the block with the select in it into our
2702   // landing pad block.
2703   StartBlock->getTerminator()->eraseFromParent();
2704   BranchInst::Create(NextBlock, SmallBlock);
2705
2706   // Insert the real conditional branch based on the original condition.
2707   BranchInst::Create(NextBlock, SmallBlock, SI->getCondition(), SI);
2708
2709   // The select itself is replaced with a PHI Node.
2710   PHINode *PN = PHINode::Create(SI->getType(), 2, "", NextBlock->begin());
2711   PN->takeName(SI);
2712   PN->addIncoming(SI->getTrueValue(), StartBlock);
2713   PN->addIncoming(SI->getFalseValue(), SmallBlock);
2714   SI->replaceAllUsesWith(PN);
2715   SI->eraseFromParent();
2716
2717   // Instruct OptimizeBlock to skip to the next block.
2718   CurInstIterator = StartBlock->end();
2719   ++NumSelectsExpanded;
2720   return true;
2721 }
2722
2723
2724 bool isBroadcastShuffle(ShuffleVectorInst *SVI) {
2725   SmallVector<int, 16> Mask(SVI->getShuffleMask());
2726   int SplatElem = -1;
2727   for (unsigned i = 0; i < Mask.size(); ++i) {
2728     if (SplatElem != -1 && Mask[i] != -1 && Mask[i] != SplatElem)
2729       return false;
2730     SplatElem = Mask[i];
2731   }
2732
2733   return true;
2734 }
2735
2736 /// Some targets have expensive vector shifts if the lanes aren't all the same
2737 /// (e.g. x86 only introduced "vpsllvd" and friends with AVX2). In these cases
2738 /// it's often worth sinking a shufflevector splat down to its use so that
2739 /// codegen can spot all lanes are identical.
2740 bool CodeGenPrepare::OptimizeShuffleVectorInst(ShuffleVectorInst *SVI) {
2741   BasicBlock *DefBB = SVI->getParent();
2742
2743   // Only do this xform if variable vector shifts are particularly expensive.
2744   if (!TLI || !TLI->isVectorShiftByScalarCheap(SVI->getType()))
2745     return false;
2746
2747   // We only expect better codegen by sinking a shuffle if we can recognise a
2748   // constant splat.
2749   if (!isBroadcastShuffle(SVI))
2750     return false;
2751
2752   // InsertedShuffles - Only insert a shuffle in each block once.
2753   DenseMap<BasicBlock*, Instruction*> InsertedShuffles;
2754
2755   bool MadeChange = false;
2756   for (Value::use_iterator UI = SVI->use_begin(), E = SVI->use_end();
2757        UI != E; ++UI) {
2758     Instruction *User = cast<Instruction>(*UI);
2759
2760     // Figure out which BB this ext is used in.
2761     BasicBlock *UserBB = User->getParent();
2762     if (UserBB == DefBB) continue;
2763
2764     // For now only apply this when the splat is used by a shift instruction.
2765     if (!User->isShift()) continue;
2766
2767     // Everything checks out, sink the shuffle if the user's block doesn't
2768     // already have a copy.
2769     Instruction *&InsertedShuffle = InsertedShuffles[UserBB];
2770
2771     if (!InsertedShuffle) {
2772       BasicBlock::iterator InsertPt = UserBB->getFirstInsertionPt();
2773       InsertedShuffle = new ShuffleVectorInst(SVI->getOperand(0),
2774                                               SVI->getOperand(1),
2775                                               SVI->getOperand(2), "", InsertPt);
2776     }
2777
2778     User->replaceUsesOfWith(SVI, InsertedShuffle);
2779     MadeChange = true;
2780   }
2781
2782   // If we removed all uses, nuke the shuffle.
2783   if (SVI->use_empty()) {
2784     SVI->eraseFromParent();
2785     MadeChange = true;
2786   }
2787
2788   return MadeChange;
2789 }
2790
2791 bool CodeGenPrepare::OptimizeInst(Instruction *I) {
2792   if (PHINode *P = dyn_cast<PHINode>(I)) {
2793     // It is possible for very late stage optimizations (such as SimplifyCFG)
2794     // to introduce PHI nodes too late to be cleaned up.  If we detect such a
2795     // trivial PHI, go ahead and zap it here.
2796     if (Value *V = SimplifyInstruction(P, TLI ? TLI->getDataLayout() : 0,
2797                                        TLInfo, DT)) {
2798       P->replaceAllUsesWith(V);
2799       P->eraseFromParent();
2800       ++NumPHIsElim;
2801       return true;
2802     }
2803     return false;
2804   }
2805
2806   if (CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(I)) {
2807     // If the source of the cast is a constant, then this should have
2808     // already been constant folded.  The only reason NOT to constant fold
2809     // it is if something (e.g. LSR) was careful to place the constant
2810     // evaluation in a block other than then one that uses it (e.g. to hoist
2811     // the address of globals out of a loop).  If this is the case, we don't
2812     // want to forward-subst the cast.
2813     if (isa<Constant>(CI->getOperand(0)))
2814       return false;
2815
2816     if (TLI && OptimizeNoopCopyExpression(CI, *TLI))
2817       return true;
2818
2819     if (isa<ZExtInst>(I) || isa<SExtInst>(I)) {
2820       bool MadeChange = MoveExtToFormExtLoad(I);
2821       return MadeChange | OptimizeExtUses(I);
2822     }
2823     return false;
2824   }
2825
2826   if (CmpInst *CI = dyn_cast<CmpInst>(I))
2827     if (!TLI || !TLI->hasMultipleConditionRegisters())
2828       return OptimizeCmpExpression(CI);
2829
2830   if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(I)) {
2831     if (TLI)
2832       return OptimizeMemoryInst(I, I->getOperand(0), LI->getType());
2833     return false;
2834   }
2835
2836   if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(I)) {
2837     if (TLI)
2838       return OptimizeMemoryInst(I, SI->getOperand(1),
2839                                 SI->getOperand(0)->getType());
2840     return false;
2841   }
2842
2843   if (GetElementPtrInst *GEPI = dyn_cast<GetElementPtrInst>(I)) {
2844     if (GEPI->hasAllZeroIndices()) {
2845       /// The GEP operand must be a pointer, so must its result -> BitCast
2846       Instruction *NC = new BitCastInst(GEPI->getOperand(0), GEPI->getType(),
2847                                         GEPI->getName(), GEPI);
2848       GEPI->replaceAllUsesWith(NC);
2849       GEPI->eraseFromParent();
2850       ++NumGEPsElim;
2851       OptimizeInst(NC);
2852       return true;
2853     }
2854     return false;
2855   }
2856
2857   if (CallInst *CI = dyn_cast<CallInst>(I))
2858     return OptimizeCallInst(CI);
2859
2860   if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(I))
2861     return OptimizeSelectInst(SI);
2862
2863   if (ShuffleVectorInst *SVI = dyn_cast<ShuffleVectorInst>(I))
2864     return OptimizeShuffleVectorInst(SVI);
2865
2866   return false;
2867 }
2868
2869 // In this pass we look for GEP and cast instructions that are used
2870 // across basic blocks and rewrite them to improve basic-block-at-a-time
2871 // selection.
2872 bool CodeGenPrepare::OptimizeBlock(BasicBlock &BB) {
2873   SunkAddrs.clear();
2874   bool MadeChange = false;
2875
2876   CurInstIterator = BB.begin();
2877   while (CurInstIterator != BB.end())
2878     MadeChange |= OptimizeInst(CurInstIterator++);
2879
2880   MadeChange |= DupRetToEnableTailCallOpts(&BB);
2881
2882   return MadeChange;
2883 }
2884
2885 // llvm.dbg.value is far away from the value then iSel may not be able
2886 // handle it properly. iSel will drop llvm.dbg.value if it can not
2887 // find a node corresponding to the value.
2888 bool CodeGenPrepare::PlaceDbgValues(Function &F) {
2889   bool MadeChange = false;
2890   for (Function::iterator I = F.begin(), E = F.end(); I != E; ++I) {
2891     Instruction *PrevNonDbgInst = NULL;
2892     for (BasicBlock::iterator BI = I->begin(), BE = I->end(); BI != BE;) {
2893       Instruction *Insn = BI; ++BI;
2894       DbgValueInst *DVI = dyn_cast<DbgValueInst>(Insn);
2895       if (!DVI) {
2896         PrevNonDbgInst = Insn;
2897         continue;
2898       }
2899
2900       Instruction *VI = dyn_cast_or_null<Instruction>(DVI->getValue());
2901       if (VI && VI != PrevNonDbgInst && !VI->isTerminator()) {
2902         DEBUG(dbgs() << "Moving Debug Value before :\n" << *DVI << ' ' << *VI);
2903         DVI->removeFromParent();
2904         if (isa<PHINode>(VI))
2905           DVI->insertBefore(VI->getParent()->getFirstInsertionPt());
2906         else
2907           DVI->insertAfter(VI);
2908         MadeChange = true;
2909         ++NumDbgValueMoved;
2910       }
2911     }
2912   }
2913   return MadeChange;
2914 }