lib/Transforms/ExprTypeConvert.cpp

   1 //===- ExprTypeConvert.cpp - Code to change an LLVM Expr Type -------------===//
   2 //
   3 // This file implements the part of level raising that checks to see if it is
   4 // possible to coerce an entire expression tree into a different type.  If
   5 // convertable, other routines from this file will do the conversion.
   6 //
   7 //===----------------------------------------------------------------------===//
   8
   9 #include "TransformInternals.h"
  10 #include "llvm/iOther.h"
  11 #include "llvm/iPHINode.h"
  12 #include "llvm/iMemory.h"
  13 #include "llvm/ConstantHandling.h"
  14 #include "llvm/Analysis/Expressions.h"
  15 #include "Support/STLExtras.h"
  16 #include "Support/Statistic.h"
  17 #include <algorithm>
  18 using std::cerr;
  19
  20 static bool OperandConvertableToType(User *U, Value *V, const Type *Ty,
  21                                      ValueTypeCache &ConvertedTypes);
  22
  23 static void ConvertOperandToType(User *U, Value *OldVal, Value *NewVal,
  24                                  ValueMapCache &VMC);
  25
  26 // Peephole Malloc instructions: we take a look at the use chain of the
  27 // malloc instruction, and try to find out if the following conditions hold:
  28 //   1. The malloc is of the form: 'malloc [sbyte], uint <constant>'
  29 //   2. The only users of the malloc are cast & add instructions
  30 //   3. Of the cast instructions, there is only one destination pointer type
  31 //      [RTy] where the size of the pointed to object is equal to the number
  32 //      of bytes allocated.
  33 //
  34 // If these conditions hold, we convert the malloc to allocate an [RTy]
  35 // element.  TODO: This comment is out of date WRT arrays
  36 //
  37 static bool MallocConvertableToType(MallocInst *MI, const Type *Ty,
  38                                     ValueTypeCache &CTMap) {
  39   if (!isa<PointerType>(Ty)) return false;   // Malloc always returns pointers
  40
  41   // Deal with the type to allocate, not the pointer type...
  42   Ty = cast<PointerType>(Ty)->getElementType();
  43   if (!Ty->isSized()) return false;      // Can only alloc something with a size
  44
  45   // Analyze the number of bytes allocated...
  46   ExprType Expr = ClassifyExpression(MI->getArraySize());
  47
  48   // Get information about the base datatype being allocated, before & after
  49   int ReqTypeSize = TD.getTypeSize(Ty);
  50   unsigned OldTypeSize = TD.getTypeSize(MI->getType()->getElementType());
  51
  52   // Must have a scale or offset to analyze it...
  53   if (!Expr.Offset && !Expr.Scale && OldTypeSize == 1) return false;
  54
  55   // Get the offset and scale of the allocation...
  56   int64_t OffsetVal = Expr.Offset ? getConstantValue(Expr.Offset) : 0;
  57   int64_t ScaleVal = Expr.Scale ? getConstantValue(Expr.Scale) :(Expr.Var != 0);
  58
  59   // The old type might not be of unit size, take old size into consideration
  60   // here...
  61   int64_t Offset = OffsetVal * OldTypeSize;
  62   int64_t Scale  = ScaleVal  * OldTypeSize;
  63
  64   // In order to be successful, both the scale and the offset must be a multiple
  65   // of the requested data type's size.
  66   //
  67   if (Offset/ReqTypeSize*ReqTypeSize != Offset ||
  68       Scale/ReqTypeSize*ReqTypeSize != Scale)
  69     return false;   // Nope.
  70
  71   return true;
  72 }
  73
  74 static Instruction *ConvertMallocToType(MallocInst *MI, const Type *Ty,
  75                                         const std::string &Name,
  76                                         ValueMapCache &VMC){
  77   BasicBlock *BB = MI->getParent();
  78   BasicBlock::iterator It = BB->end();
  79
  80   // Analyze the number of bytes allocated...
  81   ExprType Expr = ClassifyExpression(MI->getArraySize());
  82
  83   const PointerType *AllocTy = cast<PointerType>(Ty);
  84   const Type *ElType = AllocTy->getElementType();
  85
  86   unsigned DataSize = TD.getTypeSize(ElType);
  87   unsigned OldTypeSize = TD.getTypeSize(MI->getType()->getElementType());
  88
  89   // Get the offset and scale coefficients that we are allocating...
  90   int64_t OffsetVal = (Expr.Offset ? getConstantValue(Expr.Offset) : 0);
  91   int64_t ScaleVal = Expr.Scale ? getConstantValue(Expr.Scale) : (Expr.Var !=0);
  92
  93   // The old type might not be of unit size, take old size into consideration
  94   // here...
  95   unsigned Offset = (uint64_t)OffsetVal * OldTypeSize / DataSize;
  96   unsigned Scale  = (uint64_t)ScaleVal  * OldTypeSize / DataSize;
  97
  98   // Locate the malloc instruction, because we may be inserting instructions
  99   It = MI;
 100
 101   // If we have a scale, apply it first...
 102   if (Expr.Var) {
 103     // Expr.Var is not neccesarily unsigned right now, insert a cast now.
 104     if (Expr.Var->getType() != Type::UIntTy)
 105       Expr.Var = new CastInst(Expr.Var, Type::UIntTy,
 106                               Expr.Var->getName()+"-uint", It);
 107
 108     if (Scale != 1)
 109       Expr.Var = BinaryOperator::create(Instruction::Mul, Expr.Var,
 110                                         ConstantUInt::get(Type::UIntTy, Scale),
 111                                         Expr.Var->getName()+"-scl", It);
 112
 113   } else {
 114     // If we are not scaling anything, just make the offset be the "var"...
 115     Expr.Var = ConstantUInt::get(Type::UIntTy, Offset);
 116     Offset = 0; Scale = 1;
 117   }
 118
 119   // If we have an offset now, add it in...
 120   if (Offset != 0) {
 121     assert(Expr.Var && "Var must be nonnull by now!");
 122     Expr.Var = BinaryOperator::create(Instruction::Add, Expr.Var,
 123                                       ConstantUInt::get(Type::UIntTy, Offset),
 124                                       Expr.Var->getName()+"-off", It);
 125   }
 126
 127   assert(AllocTy == Ty);
 128   return new MallocInst(AllocTy->getElementType(), Expr.Var, Name);
 129 }
 130
 131
 132 // ExpressionConvertableToType - Return true if it is possible
 133 bool ExpressionConvertableToType(Value *V, const Type *Ty,
 134                                  ValueTypeCache &CTMap) {
 135   // Expression type must be holdable in a register.
 136   if (!Ty->isFirstClassType())
 137     return false;
 138
 139   ValueTypeCache::iterator CTMI = CTMap.find(V);
 140   if (CTMI != CTMap.end()) return CTMI->second == Ty;
 141
 142   // If it's a constant... all constants can be converted to a different type We
 143   // just ask the constant propogator to see if it can convert the value...
 144   //
 145   if (Constant *CPV = dyn_cast<Constant>(V))
 146     return ConstantFoldCastInstruction(CPV, Ty);
 147
 148
 149   CTMap[V] = Ty;
 150   if (V->getType() == Ty) return true;  // Expression already correct type!
 151
 152   Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V);
 153   if (I == 0) return false;              // Otherwise, we can't convert!
 154
 155   switch (I->getOpcode()) {
 156   case Instruction::Cast:
 157     // We can convert the expr if the cast destination type is losslessly
 158     // convertable to the requested type.
 159     if (!Ty->isLosslesslyConvertableTo(I->getType())) return false;
 160
 161     // We also do not allow conversion of a cast that casts from a ptr to array
 162     // of X to a *X.  For example: cast [4 x %List *] * %val to %List * *
 163     //
 164     if (const PointerType *SPT =
 165         dyn_cast<PointerType>(I->getOperand(0)->getType()))
 166       if (const PointerType *DPT = dyn_cast<PointerType>(I->getType()))
 167         if (const ArrayType *AT = dyn_cast<ArrayType>(SPT->getElementType()))
 168           if (AT->getElementType() == DPT->getElementType())
 169             return false;
 170     break;
 171
 172   case Instruction::Add:
 173   case Instruction::Sub:
 174     if (!Ty->isInteger() && !Ty->isFloatingPoint()) return false;
 175     if (!ExpressionConvertableToType(I->getOperand(0), Ty, CTMap) ||
 176         !ExpressionConvertableToType(I->getOperand(1), Ty, CTMap))
 177       return false;
 178     break;
 179   case Instruction::Shr:
 180     if (!Ty->isInteger()) return false;
 181     if (Ty->isSigned() != V->getType()->isSigned()) return false;
 182     // FALL THROUGH
 183   case Instruction::Shl:
 184     if (!Ty->isInteger()) return false;
 185     if (!ExpressionConvertableToType(I->getOperand(0), Ty, CTMap))
 186       return false;
 187     break;
 188
 189   case Instruction::Load: {
 190     LoadInst *LI = cast<LoadInst>(I);
 191     if (!ExpressionConvertableToType(LI->getPointerOperand(),
 192                                      PointerType::get(Ty), CTMap))
 193       return false;
 194     break;
 195   }
 196   case Instruction::PHINode: {
 197     PHINode *PN = cast<PHINode>(I);
 198     for (unsigned i = 0; i < PN->getNumIncomingValues(); ++i)
 199       if (!ExpressionConvertableToType(PN->getIncomingValue(i), Ty, CTMap))
 200         return false;
 201     break;
 202   }
 203
 204   case Instruction::Malloc:
 205     if (!MallocConvertableToType(cast<MallocInst>(I), Ty, CTMap))
 206       return false;
 207     break;
 208
 209   case Instruction::GetElementPtr: {
 210     // GetElementPtr's are directly convertable to a pointer type if they have
 211     // a number of zeros at the end.  Because removing these values does not
 212     // change the logical offset of the GEP, it is okay and fair to remove them.
 213     // This can change this:
 214     //   %t1 = getelementptr %Hosp * %hosp, ubyte 4, ubyte 0  ; <%List **>
 215     //   %t2 = cast %List * * %t1 to %List *
 216     // into
 217     //   %t2 = getelementptr %Hosp * %hosp, ubyte 4           ; <%List *>
 218     //
 219     GetElementPtrInst *GEP = cast<GetElementPtrInst>(I);
 220     const PointerType *PTy = dyn_cast<PointerType>(Ty);
 221     if (!PTy) return false;  // GEP must always return a pointer...
 222     const Type *PVTy = PTy->getElementType();
 223
 224     // Check to see if there are zero elements that we can remove from the
 225     // index array.  If there are, check to see if removing them causes us to
 226     // get to the right type...
 227     //
 228     std::vector<Value*> Indices(GEP->idx_begin(), GEP->idx_end());
 229     const Type *BaseType = GEP->getPointerOperand()->getType();
 230     const Type *ElTy = 0;
 231
 232     while (!Indices.empty() &&
 233            Indices.back() == Constant::getNullValue(Indices.back()->getType())){
 234       Indices.pop_back();
 235       ElTy = GetElementPtrInst::getIndexedType(BaseType, Indices, true);
 236       if (ElTy == PVTy)
 237         break;  // Found a match!!
 238       ElTy = 0;
 239     }
 240
 241     if (ElTy) break;   // Found a number of zeros we can strip off!
 242
 243     // Otherwise, we can convert a GEP from one form to the other iff the
 244     // current gep is of the form 'getelementptr sbyte*, long N
 245     // and we could convert this to an appropriate GEP for the new type.
 246     //
 247     if (GEP->getNumOperands() == 2 &&
 248         GEP->getOperand(1)->getType() == Type::LongTy &&
 249         GEP->getType() == PointerType::get(Type::SByteTy)) {
 250
 251       // Do not Check to see if our incoming pointer can be converted
 252       // to be a ptr to an array of the right type... because in more cases than
 253       // not, it is simply not analyzable because of pointer/array
 254       // discrepencies.  To fix this, we will insert a cast before the GEP.
 255       //
 256
 257       // Check to see if 'N' is an expression that can be converted to
 258       // the appropriate size... if so, allow it.
 259       //
 260       std::vector<Value*> Indices;
 261       const Type *ElTy = ConvertableToGEP(PTy, I->getOperand(1), Indices);
 262       if (ElTy == PVTy) {
 263         if (!ExpressionConvertableToType(I->getOperand(0),
 264                                          PointerType::get(ElTy), CTMap))
 265           return false;  // Can't continue, ExConToTy might have polluted set!
 266         break;
 267       }
 268     }
 269
 270     // Otherwise, it could be that we have something like this:
 271     //     getelementptr [[sbyte] *] * %reg115, long %reg138    ; [sbyte]**
 272     // and want to convert it into something like this:
 273     //     getelemenptr [[int] *] * %reg115, long %reg138      ; [int]**
 274     //
 275     if (GEP->getNumOperands() == 2 &&
 276         GEP->getOperand(1)->getType() == Type::LongTy &&
 277         PTy->getElementType()->isSized() &&
 278         TD.getTypeSize(PTy->getElementType()) ==
 279         TD.getTypeSize(GEP->getType()->getElementType())) {
 280       const PointerType *NewSrcTy = PointerType::get(PVTy);
 281       if (!ExpressionConvertableToType(I->getOperand(0), NewSrcTy, CTMap))
 282         return false;
 283       break;
 284     }
 285
 286     return false;   // No match, maybe next time.
 287   }
 288
 289   case Instruction::Call: {
 290     if (isa<Function>(I->getOperand(0)))
 291       return false;  // Don't even try to change direct calls.
 292
 293     // If this is a function pointer, we can convert the return type if we can
 294     // convert the source function pointer.
 295     //
 296     const PointerType *PT = cast<PointerType>(I->getOperand(0)->getType());
 297     const FunctionType *FT = cast<FunctionType>(PT->getElementType());
 298     std::vector<const Type *> ArgTys(FT->getParamTypes().begin(),
 299                                      FT->getParamTypes().end());
 300     const FunctionType *NewTy =
 301       FunctionType::get(Ty, ArgTys, FT->isVarArg());
 302     if (!ExpressionConvertableToType(I->getOperand(0),
 303                                      PointerType::get(NewTy), CTMap))
 304       return false;
 305     break;
 306   }
 307   default:
 308     return false;
 309   }
 310
 311   // Expressions are only convertable if all of the users of the expression can
 312   // have this value converted.  This makes use of the map to avoid infinite
 313   // recursion.
 314   //
 315   for (Value::use_iterator It = I->use_begin(), E = I->use_end(); It != E; ++It)
 316     if (!OperandConvertableToType(*It, I, Ty, CTMap))
 317       return false;
 318
 319   return true;
 320 }
 321
 322
 323 Value *ConvertExpressionToType(Value *V, const Type *Ty, ValueMapCache &VMC) {
 324   if (V->getType() == Ty) return V;  // Already where we need to be?
 325
 326   ValueMapCache::ExprMapTy::iterator VMCI = VMC.ExprMap.find(V);
 327   if (VMCI != VMC.ExprMap.end()) {
 328     const Value *GV = VMCI->second;
 329     const Type *GTy = VMCI->second->getType();
 330     assert(VMCI->second->getType() == Ty);
 331
 332     if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V))
 333       ValueHandle IHandle(VMC, I);  // Remove I if it is unused now!
 334
 335     return VMCI->second;
 336   }
 337
 338   DEBUG(cerr << "CETT: " << (void*)V << " " << V);
 339
 340   Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V);
 341   if (I == 0) {
 342     Constant *CPV = cast<Constant>(V);
 343     // Constants are converted by constant folding the cast that is required.
 344     // We assume here that all casts are implemented for constant prop.
 345     Value *Result = ConstantFoldCastInstruction(CPV, Ty);
 346     assert(Result && "ConstantFoldCastInstruction Failed!!!");
 347     assert(Result->getType() == Ty && "Const prop of cast failed!");
 348
 349     // Add the instruction to the expression map
 350     //VMC.ExprMap[V] = Result;
 351     return Result;
 352   }
 353
 354
 355   BasicBlock *BB = I->getParent();
 356   std::string Name = I->getName();  if (!Name.empty()) I->setName("");
 357   Instruction *Res;     // Result of conversion
 358
 359   ValueHandle IHandle(VMC, I);  // Prevent I from being removed!
 360
 361   Constant *Dummy = Constant::getNullValue(Ty);
 362
 363   switch (I->getOpcode()) {
 364   case Instruction::Cast:
 365     assert(VMC.NewCasts.count(ValueHandle(VMC, I)) == 0);
 366     Res = new CastInst(I->getOperand(0), Ty, Name);
 367     VMC.NewCasts.insert(ValueHandle(VMC, Res));
 368     break;
 369
 370   case Instruction::Add:
 371   case Instruction::Sub:
 372     Res = BinaryOperator::create(cast<BinaryOperator>(I)->getOpcode(),
 373                                  Dummy, Dummy, Name);
 374     VMC.ExprMap[I] = Res;   // Add node to expression eagerly
 375
 376     Res->setOperand(0, ConvertExpressionToType(I->getOperand(0), Ty, VMC));
 377     Res->setOperand(1, ConvertExpressionToType(I->getOperand(1), Ty, VMC));
 378     break;
 379
 380   case Instruction::Shl:
 381   case Instruction::Shr:
 382     Res = new ShiftInst(cast<ShiftInst>(I)->getOpcode(), Dummy,
 383                         I->getOperand(1), Name);
 384     VMC.ExprMap[I] = Res;
 385     Res->setOperand(0, ConvertExpressionToType(I->getOperand(0), Ty, VMC));
 386     break;
 387
 388   case Instruction::Load: {
 389     LoadInst *LI = cast<LoadInst>(I);
 390
 391     Res = new LoadInst(Constant::getNullValue(PointerType::get(Ty)), Name);
 392     VMC.ExprMap[I] = Res;
 393     Res->setOperand(0, ConvertExpressionToType(LI->getPointerOperand(),
 394                                                PointerType::get(Ty), VMC));
 395     assert(Res->getOperand(0)->getType() == PointerType::get(Ty));
 396     assert(Ty == Res->getType());
 397     assert(Res->getType()->isFirstClassType() && "Load of structure or array!");
 398     break;
 399   }
 400
 401   case Instruction::PHINode: {
 402     PHINode *OldPN = cast<PHINode>(I);
 403     PHINode *NewPN = new PHINode(Ty, Name);
 404
 405     VMC.ExprMap[I] = NewPN;   // Add node to expression eagerly
 406     while (OldPN->getNumOperands()) {
 407       BasicBlock *BB = OldPN->getIncomingBlock(0);
 408       Value *OldVal = OldPN->getIncomingValue(0);
 409       ValueHandle OldValHandle(VMC, OldVal);
 410       OldPN->removeIncomingValue(BB, false);
 411       Value *V = ConvertExpressionToType(OldVal, Ty, VMC);
 412       NewPN->addIncoming(V, BB);
 413     }
 414     Res = NewPN;
 415     break;
 416   }
 417
 418   case Instruction::Malloc: {
 419     Res = ConvertMallocToType(cast<MallocInst>(I), Ty, Name, VMC);
 420     break;
 421   }
 422
 423   case Instruction::GetElementPtr: {
 424     // GetElementPtr's are directly convertable to a pointer type if they have
 425     // a number of zeros at the end.  Because removing these values does not
 426     // change the logical offset of the GEP, it is okay and fair to remove them.
 427     // This can change this:
 428     //   %t1 = getelementptr %Hosp * %hosp, ubyte 4, ubyte 0  ; <%List **>
 429     //   %t2 = cast %List * * %t1 to %List *
 430     // into
 431     //   %t2 = getelementptr %Hosp * %hosp, ubyte 4           ; <%List *>
 432     //
 433     GetElementPtrInst *GEP = cast<GetElementPtrInst>(I);
 434
 435     // Check to see if there are zero elements that we can remove from the
 436     // index array.  If there are, check to see if removing them causes us to
 437     // get to the right type...
 438     //
 439     std::vector<Value*> Indices(GEP->idx_begin(), GEP->idx_end());
 440     const Type *BaseType = GEP->getPointerOperand()->getType();
 441     const Type *PVTy = cast<PointerType>(Ty)->getElementType();
 442     Res = 0;
 443     while (!Indices.empty() &&
 444            Indices.back() == Constant::getNullValue(Indices.back()->getType())){
 445       Indices.pop_back();
 446       if (GetElementPtrInst::getIndexedType(BaseType, Indices, true) == PVTy) {
 447         if (Indices.size() == 0)
 448           Res = new CastInst(GEP->getPointerOperand(), BaseType); // NOOP CAST
 449         else
 450           Res = new GetElementPtrInst(GEP->getPointerOperand(), Indices, Name);
 451         break;
 452       }
 453     }
 454
 455     if (Res == 0 && GEP->getNumOperands() == 2 &&
 456         GEP->getOperand(1)->getType() == Type::LongTy &&
 457         GEP->getType() == PointerType::get(Type::SByteTy)) {
 458
 459       // Otherwise, we can convert a GEP from one form to the other iff the
 460       // current gep is of the form 'getelementptr [sbyte]*, unsigned N
 461       // and we could convert this to an appropriate GEP for the new type.
 462       //
 463       const PointerType *NewSrcTy = PointerType::get(PVTy);
 464       BasicBlock::iterator It = I;
 465
 466       // Check to see if 'N' is an expression that can be converted to
 467       // the appropriate size... if so, allow it.
 468       //
 469       std::vector<Value*> Indices;
 470       const Type *ElTy = ConvertableToGEP(NewSrcTy, I->getOperand(1),
 471                                           Indices, &It);
 472       if (ElTy) {
 473         assert(ElTy == PVTy && "Internal error, setup wrong!");
 474         Res = new GetElementPtrInst(Constant::getNullValue(NewSrcTy),
 475                                     Indices, Name);
 476         VMC.ExprMap[I] = Res;
 477         Res->setOperand(0, ConvertExpressionToType(I->getOperand(0),
 478                                                    NewSrcTy, VMC));
 479       }
 480     }
 481
 482     // Otherwise, it could be that we have something like this:
 483     //     getelementptr [[sbyte] *] * %reg115, uint %reg138    ; [sbyte]**
 484     // and want to convert it into something like this:
 485     //     getelemenptr [[int] *] * %reg115, uint %reg138      ; [int]**
 486     //
 487     if (Res == 0) {
 488       const PointerType *NewSrcTy = PointerType::get(PVTy);
 489       std::vector<Value*> Indices(GEP->idx_begin(), GEP->idx_end());
 490       Res = new GetElementPtrInst(Constant::getNullValue(NewSrcTy),
 491                                   Indices, Name);
 492       VMC.ExprMap[I] = Res;
 493       Res->setOperand(0, ConvertExpressionToType(I->getOperand(0),
 494                                                  NewSrcTy, VMC));
 495     }
 496
 497
 498     assert(Res && "Didn't find match!");
 499     break;
 500   }
 501
 502   case Instruction::Call: {
 503     assert(!isa<Function>(I->getOperand(0)));
 504
 505     // If this is a function pointer, we can convert the return type if we can
 506     // convert the source function pointer.
 507     //
 508     const PointerType *PT = cast<PointerType>(I->getOperand(0)->getType());
 509     const FunctionType *FT = cast<FunctionType>(PT->getElementType());
 510     std::vector<const Type *> ArgTys(FT->getParamTypes().begin(),
 511                                      FT->getParamTypes().end());
 512     const FunctionType *NewTy =
 513       FunctionType::get(Ty, ArgTys, FT->isVarArg());
 514     const PointerType *NewPTy = PointerType::get(NewTy);
 515     if (Ty == Type::VoidTy)
 516       Name = "";  // Make sure not to name calls that now return void!
 517
 518     Res = new CallInst(Constant::getNullValue(NewPTy),
 519                        std::vector<Value*>(I->op_begin()+1, I->op_end()),
 520                        Name);
 521     VMC.ExprMap[I] = Res;
 522     Res->setOperand(0, ConvertExpressionToType(I->getOperand(0), NewPTy, VMC));
 523     break;
 524   }
 525   default:
 526     assert(0 && "Expression convertable, but don't know how to convert?");
 527     return 0;
 528   }
 529
 530   assert(Res->getType() == Ty && "Didn't convert expr to correct type!");
 531
 532   BB->getInstList().insert(I, Res);
 533
 534   // Add the instruction to the expression map
 535   VMC.ExprMap[I] = Res;
 536
 537   // Expressions are only convertable if all of the users of the expression can
 538   // have this value converted.  This makes use of the map to avoid infinite
 539   // recursion.
 540   //
 541   unsigned NumUses = I->use_size();
 542   for (unsigned It = 0; It < NumUses; ) {
 543     unsigned OldSize = NumUses;
 544     ConvertOperandToType(*(I->use_begin()+It), I, Res, VMC);
 545     NumUses = I->use_size();
 546     if (NumUses == OldSize) ++It;
 547   }
 548
 549   DEBUG(cerr << "ExpIn: " << (void*)I << " " << I
 550              << "ExpOut: " << (void*)Res << " " << Res);
 551
 552   return Res;
 553 }
 554
 555
 556
 557 // ValueConvertableToType - Return true if it is possible
 558 bool ValueConvertableToType(Value *V, const Type *Ty,
 559                              ValueTypeCache &ConvertedTypes) {
 560   ValueTypeCache::iterator I = ConvertedTypes.find(V);
 561   if (I != ConvertedTypes.end()) return I->second == Ty;
 562   ConvertedTypes[V] = Ty;
 563
 564   // It is safe to convert the specified value to the specified type IFF all of
 565   // the uses of the value can be converted to accept the new typed value.
 566   //
 567   if (V->getType() != Ty) {
 568     for (Value::use_iterator I = V->use_begin(), E = V->use_end(); I != E; ++I)
 569       if (!OperandConvertableToType(*I, V, Ty, ConvertedTypes))
 570         return false;
 571   }
 572
 573   return true;
 574 }
 575
 576
 577
 578
 579
 580 // OperandConvertableToType - Return true if it is possible to convert operand
 581 // V of User (instruction) U to the specified type.  This is true iff it is
 582 // possible to change the specified instruction to accept this.  CTMap is a map
 583 // of converted types, so that circular definitions will see the future type of
 584 // the expression, not the static current type.
 585 //
 586 static bool OperandConvertableToType(User *U, Value *V, const Type *Ty,
 587                                      ValueTypeCache &CTMap) {
 588   //  if (V->getType() == Ty) return true;   // Operand already the right type?
 589
 590   // Expression type must be holdable in a register.
 591   if (!Ty->isFirstClassType())
 592     return false;
 593
 594   Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(U);
 595   if (I == 0) return false;              // We can't convert!
 596
 597   switch (I->getOpcode()) {
 598   case Instruction::Cast:
 599     assert(I->getOperand(0) == V);
 600     // We can convert the expr if the cast destination type is losslessly
 601     // convertable to the requested type.
 602     // Also, do not change a cast that is a noop cast.  For all intents and
 603     // purposes it should be eliminated.
 604     if (!Ty->isLosslesslyConvertableTo(I->getOperand(0)->getType()) ||
 605         I->getType() == I->getOperand(0)->getType())
 606       return false;
 607
 608     // Do not allow a 'cast ushort %V to uint' to have it's first operand be
 609     // converted to a 'short' type.  Doing so changes the way sign promotion
 610     // happens, and breaks things.  Only allow the cast to take place if the
 611     // signedness doesn't change... or if the current cast is not a lossy
 612     // conversion.
 613     //
 614     if (!I->getType()->isLosslesslyConvertableTo(I->getOperand(0)->getType()) &&
 615         I->getOperand(0)->getType()->isSigned() != Ty->isSigned())
 616       return false;
 617
 618     // We also do not allow conversion of a cast that casts from a ptr to array
 619     // of X to a *X.  For example: cast [4 x %List *] * %val to %List * *
 620     //
 621     if (const PointerType *SPT =
 622         dyn_cast<PointerType>(I->getOperand(0)->getType()))
 623       if (const PointerType *DPT = dyn_cast<PointerType>(I->getType()))
 624         if (const ArrayType *AT = dyn_cast<ArrayType>(SPT->getElementType()))
 625           if (AT->getElementType() == DPT->getElementType())
 626             return false;
 627     return true;
 628
 629   case Instruction::Add:
 630     if (isa<PointerType>(Ty)) {
 631       Value *IndexVal = I->getOperand(V == I->getOperand(0) ? 1 : 0);
 632       std::vector<Value*> Indices;
 633       if (const Type *ETy = ConvertableToGEP(Ty, IndexVal, Indices)) {
 634         const Type *RetTy = PointerType::get(ETy);
 635
 636         // Only successful if we can convert this type to the required type
 637         if (ValueConvertableToType(I, RetTy, CTMap)) {
 638           CTMap[I] = RetTy;
 639           return true;
 640         }
 641         // We have to return failure here because ValueConvertableToType could
 642         // have polluted our map
 643         return false;
 644       }
 645     }
 646     // FALLTHROUGH
 647   case Instruction::Sub: {
 648     if (!Ty->isInteger() && !Ty->isFloatingPoint()) return false;
 649
 650     Value *OtherOp = I->getOperand((V == I->getOperand(0)) ? 1 : 0);
 651     return ValueConvertableToType(I, Ty, CTMap) &&
 652            ExpressionConvertableToType(OtherOp, Ty, CTMap);
 653   }
 654   case Instruction::SetEQ:
 655   case Instruction::SetNE: {
 656     Value *OtherOp = I->getOperand((V == I->getOperand(0)) ? 1 : 0);
 657     return ExpressionConvertableToType(OtherOp, Ty, CTMap);
 658   }
 659   case Instruction::Shr:
 660     if (Ty->isSigned() != V->getType()->isSigned()) return false;
 661     // FALL THROUGH
 662   case Instruction::Shl:
 663     if (I->getOperand(1) == V) return false;  // Cannot change shift amount type
 664     if (!Ty->isInteger()) return false;
 665     return ValueConvertableToType(I, Ty, CTMap);
 666
 667   case Instruction::Free:
 668     assert(I->getOperand(0) == V);
 669     return isa<PointerType>(Ty);    // Free can free any pointer type!
 670
 671   case Instruction::Load:
 672     // Cannot convert the types of any subscripts...
 673     if (I->getOperand(0) != V) return false;
 674
 675     if (const PointerType *PT = dyn_cast<PointerType>(Ty)) {
 676       LoadInst *LI = cast<LoadInst>(I);
 677
 678       const Type *LoadedTy = PT->getElementType();
 679
 680       // They could be loading the first element of a composite type...
 681       if (const CompositeType *CT = dyn_cast<CompositeType>(LoadedTy)) {
 682         unsigned Offset = 0;     // No offset, get first leaf.
 683         std::vector<Value*> Indices;  // Discarded...
 684         LoadedTy = getStructOffsetType(CT, Offset, Indices, false);
 685         assert(Offset == 0 && "Offset changed from zero???");
 686       }
 687
 688       if (!LoadedTy->isFirstClassType())
 689         return false;
 690
 691       if (TD.getTypeSize(LoadedTy) != TD.getTypeSize(LI->getType()))
 692         return false;
 693
 694       return ValueConvertableToType(LI, LoadedTy, CTMap);
 695     }
 696     return false;
 697
 698   case Instruction::Store: {
 699     StoreInst *SI = cast<StoreInst>(I);
 700
 701     if (V == I->getOperand(0)) {
 702       ValueTypeCache::iterator CTMI = CTMap.find(I->getOperand(1));
 703       if (CTMI != CTMap.end()) {   // Operand #1 is in the table already?
 704         // If so, check to see if it's Ty*, or, more importantly, if it is a
 705         // pointer to a structure where the first element is a Ty... this code
 706         // is neccesary because we might be trying to change the source and
 707         // destination type of the store (they might be related) and the dest
 708         // pointer type might be a pointer to structure.  Below we allow pointer
 709         // to structures where the 0th element is compatible with the value,
 710         // now we have to support the symmetrical part of this.
 711         //
 712         const Type *ElTy = cast<PointerType>(CTMI->second)->getElementType();
 713
 714         // Already a pointer to what we want?  Trivially accept...
 715         if (ElTy == Ty) return true;
 716
 717         // Tricky case now, if the destination is a pointer to structure,
 718         // obviously the source is not allowed to be a structure (cannot copy
 719         // a whole structure at a time), so the level raiser must be trying to
 720         // store into the first field.  Check for this and allow it now:
 721         //
 722         if (const StructType *SElTy = dyn_cast<StructType>(ElTy)) {
 723           unsigned Offset = 0;
 724           std::vector<Value*> Indices;
 725           ElTy = getStructOffsetType(ElTy, Offset, Indices, false);
 726           assert(Offset == 0 && "Offset changed!");
 727           if (ElTy == 0)    // Element at offset zero in struct doesn't exist!
 728             return false;   // Can only happen for {}*
 729
 730           if (ElTy == Ty)   // Looks like the 0th element of structure is
 731             return true;    // compatible!  Accept now!
 732
 733           // Otherwise we know that we can't work, so just stop trying now.
 734           return false;
 735         }
 736       }
 737
 738       // Can convert the store if we can convert the pointer operand to match
 739       // the new  value type...
 740       return ExpressionConvertableToType(I->getOperand(1), PointerType::get(Ty),
 741                                          CTMap);
 742     } else if (const PointerType *PT = dyn_cast<PointerType>(Ty)) {
 743       const Type *ElTy = PT->getElementType();
 744       assert(V == I->getOperand(1));
 745
 746       if (isa<StructType>(ElTy)) {
 747         // We can change the destination pointer if we can store our first
 748         // argument into the first element of the structure...
 749         //
 750         unsigned Offset = 0;
 751         std::vector<Value*> Indices;
 752         ElTy = getStructOffsetType(ElTy, Offset, Indices, false);
 753         assert(Offset == 0 && "Offset changed!");
 754         if (ElTy == 0)    // Element at offset zero in struct doesn't exist!
 755           return false;   // Can only happen for {}*
 756       }
 757
 758       // Must move the same amount of data...
 759       if (!ElTy->isSized() ||
 760           TD.getTypeSize(ElTy) != TD.getTypeSize(I->getOperand(0)->getType()))
 761         return false;
 762
 763       // Can convert store if the incoming value is convertable...
 764       return ExpressionConvertableToType(I->getOperand(0), ElTy, CTMap);
 765     }
 766     return false;
 767   }
 768
 769   case Instruction::GetElementPtr:
 770     if (V != I->getOperand(0) || !isa<PointerType>(Ty)) return false;
 771
 772     // If we have a two operand form of getelementptr, this is really little
 773     // more than a simple addition.  As with addition, check to see if the
 774     // getelementptr instruction can be changed to index into the new type.
 775     //
 776     if (I->getNumOperands() == 2) {
 777       const Type *OldElTy = cast<PointerType>(I->getType())->getElementType();
 778       unsigned DataSize = TD.getTypeSize(OldElTy);
 779       Value *Index = I->getOperand(1);
 780       Instruction *TempScale = 0;
 781
 782       // If the old data element is not unit sized, we have to create a scale
 783       // instruction so that ConvertableToGEP will know the REAL amount we are
 784       // indexing by.  Note that this is never inserted into the instruction
 785       // stream, so we have to delete it when we're done.
 786       //
 787       if (DataSize != 1) {
 788         TempScale = BinaryOperator::create(Instruction::Mul, Index,
 789                                            ConstantSInt::get(Type::LongTy,
 790                                                              DataSize));
 791         Index = TempScale;
 792       }
 793
 794       // Check to see if the second argument is an expression that can
 795       // be converted to the appropriate size... if so, allow it.
 796       //
 797       std::vector<Value*> Indices;
 798       const Type *ElTy = ConvertableToGEP(Ty, Index, Indices);
 799       delete TempScale;   // Free our temporary multiply if we made it
 800
 801       if (ElTy == 0) return false;  // Cannot make conversion...
 802       return ValueConvertableToType(I, PointerType::get(ElTy), CTMap);
 803     }
 804     return false;
 805
 806   case Instruction::PHINode: {
 807     PHINode *PN = cast<PHINode>(I);
 808     for (unsigned i = 0; i < PN->getNumIncomingValues(); ++i)
 809       if (!ExpressionConvertableToType(PN->getIncomingValue(i), Ty, CTMap))
 810         return false;
 811     return ValueConvertableToType(PN, Ty, CTMap);
 812   }
 813
 814   case Instruction::Call: {
 815     User::op_iterator OI = find(I->op_begin(), I->op_end(), V);
 816     assert (OI != I->op_end() && "Not using value!");
 817     unsigned OpNum = OI - I->op_begin();
 818
 819     // Are we trying to change the function pointer value to a new type?
 820     if (OpNum == 0) {
 821       const PointerType *PTy = dyn_cast<PointerType>(Ty);
 822       if (PTy == 0) return false;  // Can't convert to a non-pointer type...
 823       const FunctionType *FTy = dyn_cast<FunctionType>(PTy->getElementType());
 824       if (FTy == 0) return false;  // Can't convert to a non ptr to function...
 825
 826       // Do not allow converting to a call where all of the operands are ...'s
 827       if (FTy->getNumParams() == 0 && FTy->isVarArg())
 828         return false;              // Do not permit this conversion!
 829
 830       // Perform sanity checks to make sure that new function type has the
 831       // correct number of arguments...
 832       //
 833       unsigned NumArgs = I->getNumOperands()-1;  // Don't include function ptr
 834
 835       // Cannot convert to a type that requires more fixed arguments than
 836       // the call provides...
 837       //
 838       if (NumArgs < FTy->getNumParams()) return false;
 839
 840       // Unless this is a vararg function type, we cannot provide more arguments
 841       // than are desired...
 842       //
 843       if (!FTy->isVarArg() && NumArgs > FTy->getNumParams())
 844         return false;
 845
 846       // Okay, at this point, we know that the call and the function type match
 847       // number of arguments.  Now we see if we can convert the arguments
 848       // themselves.  Note that we do not require operands to be convertable,
 849       // we can insert casts if they are convertible but not compatible.  The
 850       // reason for this is that we prefer to have resolved functions but casted
 851       // arguments if possible.
 852       //
 853       const FunctionType::ParamTypes &PTs = FTy->getParamTypes();
 854       for (unsigned i = 0, NA = PTs.size(); i < NA; ++i)
 855         if (!PTs[i]->isLosslesslyConvertableTo(I->getOperand(i+1)->getType()))
 856           return false;   // Operands must have compatible types!
 857
 858       // Okay, at this point, we know that all of the arguments can be
 859       // converted.  We succeed if we can change the return type if
 860       // neccesary...
 861       //
 862       return ValueConvertableToType(I, FTy->getReturnType(), CTMap);
 863     }
 864
 865     const PointerType *MPtr = cast<PointerType>(I->getOperand(0)->getType());
 866     const FunctionType *FTy = cast<FunctionType>(MPtr->getElementType());
 867     if (!FTy->isVarArg()) return false;
 868
 869     if ((OpNum-1) < FTy->getParamTypes().size())
 870       return false;  // It's not in the varargs section...
 871
 872     // If we get this far, we know the value is in the varargs section of the
 873     // function!  We can convert if we don't reinterpret the value...
 874     //
 875     return Ty->isLosslesslyConvertableTo(V->getType());
 876   }
 877   }
 878   return false;
 879 }
 880
 881
 882 void ConvertValueToNewType(Value *V, Value *NewVal, ValueMapCache &VMC) {
 883   ValueHandle VH(VMC, V);
 884
 885   unsigned NumUses = V->use_size();
 886   for (unsigned It = 0; It < NumUses; ) {
 887     unsigned OldSize = NumUses;
 888     ConvertOperandToType(*(V->use_begin()+It), V, NewVal, VMC);
 889     NumUses = V->use_size();
 890     if (NumUses == OldSize) ++It;
 891   }
 892 }
 893
 894
 895
 896 static void ConvertOperandToType(User *U, Value *OldVal, Value *NewVal,
 897                                  ValueMapCache &VMC) {
 898   if (isa<ValueHandle>(U)) return;  // Valuehandles don't let go of operands...
 899
 900   if (VMC.OperandsMapped.count(U)) return;
 901   VMC.OperandsMapped.insert(U);
 902
 903   ValueMapCache::ExprMapTy::iterator VMCI = VMC.ExprMap.find(U);
 904   if (VMCI != VMC.ExprMap.end())
 905     return;
 906
 907
 908   Instruction *I = cast<Instruction>(U);  // Only Instructions convertable
 909
 910   BasicBlock *BB = I->getParent();
 911   assert(BB != 0 && "Instruction not embedded in basic block!");
 912   std::string Name = I->getName();
 913   I->setName("");
 914   Instruction *Res;     // Result of conversion
 915
 916   //cerr << endl << endl << "Type:\t" << Ty << "\nInst: " << I << "BB Before: " << BB << endl;
 917
 918   // Prevent I from being removed...
 919   ValueHandle IHandle(VMC, I);
 920
 921   const Type *NewTy = NewVal->getType();
 922   Constant *Dummy = (NewTy != Type::VoidTy) ?
 923                   Constant::getNullValue(NewTy) : 0;
 924
 925   switch (I->getOpcode()) {
 926   case Instruction::Cast:
 927     if (VMC.NewCasts.count(ValueHandle(VMC, I))) {
 928       // This cast has already had it's value converted, causing a new cast to
 929       // be created.  We don't want to create YET ANOTHER cast instruction
 930       // representing the original one, so just modify the operand of this cast
 931       // instruction, which we know is newly created.
 932       I->setOperand(0, NewVal);
 933       I->setName(Name);  // give I its name back
 934       return;
 935
 936     } else {
 937       Res = new CastInst(NewVal, I->getType(), Name);
 938     }
 939     break;
 940
 941   case Instruction::Add:
 942     if (isa<PointerType>(NewTy)) {
 943       Value *IndexVal = I->getOperand(OldVal == I->getOperand(0) ? 1 : 0);
 944       std::vector<Value*> Indices;
 945       BasicBlock::iterator It = I;
 946
 947       if (const Type *ETy = ConvertableToGEP(NewTy, IndexVal, Indices, &It)) {
 948         // If successful, convert the add to a GEP
 949         //const Type *RetTy = PointerType::get(ETy);
 950         // First operand is actually the given pointer...
 951         Res = new GetElementPtrInst(NewVal, Indices, Name);
 952         assert(cast<PointerType>(Res->getType())->getElementType() == ETy &&
 953                "ConvertableToGEP broken!");
 954         break;
 955       }
 956     }
 957     // FALLTHROUGH
 958
 959   case Instruction::Sub:
 960   case Instruction::SetEQ:
 961   case Instruction::SetNE: {
 962     Res = BinaryOperator::create(cast<BinaryOperator>(I)->getOpcode(),
 963                                  Dummy, Dummy, Name);
 964     VMC.ExprMap[I] = Res;   // Add node to expression eagerly
 965
 966     unsigned OtherIdx = (OldVal == I->getOperand(0)) ? 1 : 0;
 967     Value *OtherOp    = I->getOperand(OtherIdx);
 968     Value *NewOther   = ConvertExpressionToType(OtherOp, NewTy, VMC);
 969
 970     Res->setOperand(OtherIdx, NewOther);
 971     Res->setOperand(!OtherIdx, NewVal);
 972     break;
 973   }
 974   case Instruction::Shl:
 975   case Instruction::Shr:
 976     assert(I->getOperand(0) == OldVal);
 977     Res = new ShiftInst(cast<ShiftInst>(I)->getOpcode(), NewVal,
 978                         I->getOperand(1), Name);
 979     break;
 980
 981   case Instruction::Free:            // Free can free any pointer type!
 982     assert(I->getOperand(0) == OldVal);
 983     Res = new FreeInst(NewVal);
 984     break;
 985
 986
 987   case Instruction::Load: {
 988     assert(I->getOperand(0) == OldVal && isa<PointerType>(NewVal->getType()));
 989     const Type *LoadedTy =
 990       cast<PointerType>(NewVal->getType())->getElementType();
 991
 992     Value *Src = NewVal;
 993
 994     if (const CompositeType *CT = dyn_cast<CompositeType>(LoadedTy)) {
 995       std::vector<Value*> Indices;
 996       Indices.push_back(ConstantSInt::get(Type::LongTy, 0));
 997
 998       unsigned Offset = 0;   // No offset, get first leaf.
 999       LoadedTy = getStructOffsetType(CT, Offset, Indices, false);
1000       assert(LoadedTy->isFirstClassType());
1001
1002       if (Indices.size() != 1) {     // Do not generate load X, 0
1003         // Insert the GEP instruction before this load.
1004         Src = new GetElementPtrInst(Src, Indices, Name+".idx", I);
1005       }
1006     }
1007
1008     Res = new LoadInst(Src, Name);
1009     assert(Res->getType()->isFirstClassType() && "Load of structure or array!");
1010     break;
1011   }
1012
1013   case Instruction::Store: {
1014     if (I->getOperand(0) == OldVal) {  // Replace the source value
1015       // Check to see if operand #1 has already been converted...
1016       ValueMapCache::ExprMapTy::iterator VMCI =
1017         VMC.ExprMap.find(I->getOperand(1));
1018       if (VMCI != VMC.ExprMap.end()) {
1019         // Comments describing this stuff are in the OperandConvertableToType
1020         // switch statement for Store...
1021         //
1022         const Type *ElTy =
1023           cast<PointerType>(VMCI->second->getType())->getElementType();
1024
1025         Value *SrcPtr = VMCI->second;
1026
1027         if (ElTy != NewTy) {
1028           // We check that this is a struct in the initial scan...
1029           const StructType *SElTy = cast<StructType>(ElTy);
1030
1031           std::vector<Value*> Indices;
1032           Indices.push_back(Constant::getNullValue(Type::LongTy));
1033
1034           unsigned Offset = 0;
1035           const Type *Ty = getStructOffsetType(ElTy, Offset, Indices, false);
1036           assert(Offset == 0 && "Offset changed!");
1037           assert(NewTy == Ty && "Did not convert to correct type!");
1038
1039           // Insert the GEP instruction before this store.
1040           SrcPtr = new GetElementPtrInst(SrcPtr, Indices,
1041                                          SrcPtr->getName()+".idx", I);
1042         }
1043         Res = new StoreInst(NewVal, SrcPtr);
1044
1045         VMC.ExprMap[I] = Res;
1046       } else {
1047         // Otherwise, we haven't converted Operand #1 over yet...
1048         const PointerType *NewPT = PointerType::get(NewTy);
1049         Res = new StoreInst(NewVal, Constant::getNullValue(NewPT));
1050         VMC.ExprMap[I] = Res;
1051         Res->setOperand(1, ConvertExpressionToType(I->getOperand(1),
1052                                                    NewPT, VMC));
1053       }
1054     } else {                           // Replace the source pointer
1055       const Type *ValTy = cast<PointerType>(NewTy)->getElementType();
1056
1057       Value *SrcPtr = NewVal;
1058
1059       if (isa<StructType>(ValTy)) {
1060         std::vector<Value*> Indices;
1061         Indices.push_back(Constant::getNullValue(Type::LongTy));
1062
1063         unsigned Offset = 0;
1064         ValTy = getStructOffsetType(ValTy, Offset, Indices, false);
1065
1066         assert(Offset == 0 && ValTy);
1067
1068         // Insert the GEP instruction before this store.
1069         SrcPtr = new GetElementPtrInst(SrcPtr, Indices,
1070                                        SrcPtr->getName()+".idx", I);
1071       }
1072
1073       Res = new StoreInst(Constant::getNullValue(ValTy), SrcPtr);
1074       VMC.ExprMap[I] = Res;
1075       Res->setOperand(0, ConvertExpressionToType(I->getOperand(0), ValTy, VMC));
1076     }
1077     break;
1078   }
1079
1080
1081   case Instruction::GetElementPtr: {
1082     // Convert a one index getelementptr into just about anything that is
1083     // desired.
1084     //
1085     BasicBlock::iterator It = I;
1086     const Type *OldElTy = cast<PointerType>(I->getType())->getElementType();
1087     unsigned DataSize = TD.getTypeSize(OldElTy);
1088     Value *Index = I->getOperand(1);
1089
1090     if (DataSize != 1) {
1091       // Insert a multiply of the old element type is not a unit size...
1092       Index = BinaryOperator::create(Instruction::Mul, Index,
1093                                      ConstantSInt::get(Type::LongTy, DataSize),
1094                                      "scale", It);
1095     }
1096
1097     // Perform the conversion now...
1098     //
1099     std::vector<Value*> Indices;
1100     const Type *ElTy = ConvertableToGEP(NewVal->getType(), Index, Indices, &It);
1101     assert(ElTy != 0 && "GEP Conversion Failure!");
1102     Res = new GetElementPtrInst(NewVal, Indices, Name);
1103     assert(Res->getType() == PointerType::get(ElTy) &&
1104            "ConvertableToGet failed!");
1105   }
1106 #if 0
1107     if (I->getType() == PointerType::get(Type::SByteTy)) {
1108       // Convert a getelementptr sbyte * %reg111, uint 16 freely back to
1109       // anything that is a pointer type...
1110       //
1111       BasicBlock::iterator It = I;
1112
1113       // Check to see if the second argument is an expression that can
1114       // be converted to the appropriate size... if so, allow it.
1115       //
1116       std::vector<Value*> Indices;
1117       const Type *ElTy = ConvertableToGEP(NewVal->getType(), I->getOperand(1),
1118                                           Indices, &It);
1119       assert(ElTy != 0 && "GEP Conversion Failure!");
1120
1121       Res = new GetElementPtrInst(NewVal, Indices, Name);
1122     } else {
1123       // Convert a getelementptr ulong * %reg123, uint %N
1124       // to        getelementptr  long * %reg123, uint %N
1125       // ... where the type must simply stay the same size...
1126       //
1127       GetElementPtrInst *GEP = cast<GetElementPtrInst>(I);
1128       std::vector<Value*> Indices(GEP->idx_begin(), GEP->idx_end());
1129       Res = new GetElementPtrInst(NewVal, Indices, Name);
1130     }
1131 #endif
1132     break;
1133
1134   case Instruction::PHINode: {
1135     PHINode *OldPN = cast<PHINode>(I);
1136     PHINode *NewPN = new PHINode(NewTy, Name);
1137     VMC.ExprMap[I] = NewPN;
1138
1139     while (OldPN->getNumOperands()) {
1140       BasicBlock *BB = OldPN->getIncomingBlock(0);
1141       Value *OldVal = OldPN->getIncomingValue(0);
1142       OldPN->removeIncomingValue(BB, false);
1143       Value *V = ConvertExpressionToType(OldVal, NewTy, VMC);
1144       NewPN->addIncoming(V, BB);
1145     }
1146     Res = NewPN;
1147     break;
1148   }
1149
1150   case Instruction::Call: {
1151     Value *Meth = I->getOperand(0);
1152     std::vector<Value*> Params(I->op_begin()+1, I->op_end());
1153
1154     if (Meth == OldVal) {   // Changing the function pointer?
1155       const PointerType *NewPTy = cast<PointerType>(NewVal->getType());
1156       const FunctionType *NewTy = cast<FunctionType>(NewPTy->getElementType());
1157       const FunctionType::ParamTypes &PTs = NewTy->getParamTypes();
1158
1159       if (NewTy->getReturnType() == Type::VoidTy)
1160         Name = "";  // Make sure not to name a void call!
1161
1162       // Get an iterator to the call instruction so that we can insert casts for
1163       // operands if needbe.  Note that we do not require operands to be
1164       // convertable, we can insert casts if they are convertible but not
1165       // compatible.  The reason for this is that we prefer to have resolved
1166       // functions but casted arguments if possible.
1167       //
1168       BasicBlock::iterator It = I;
1169
1170       // Convert over all of the call operands to their new types... but only
1171       // convert over the part that is not in the vararg section of the call.
1172       //
1173       for (unsigned i = 0; i < PTs.size(); ++i)
1174         if (Params[i]->getType() != PTs[i]) {
1175           // Create a cast to convert it to the right type, we know that this
1176           // is a lossless cast...
1177           //
1178           Params[i] = new CastInst(Params[i], PTs[i],  "callarg.cast." +
1179                                    Params[i]->getName(), It);
1180         }
1181       Meth = NewVal;  // Update call destination to new value
1182
1183     } else {                   // Changing an argument, must be in vararg area
1184       std::vector<Value*>::iterator OI =
1185         find(Params.begin(), Params.end(), OldVal);
1186       assert (OI != Params.end() && "Not using value!");
1187
1188       *OI = NewVal;
1189     }
1190
1191     Res = new CallInst(Meth, Params, Name);
1192     break;
1193   }
1194   default:
1195     assert(0 && "Expression convertable, but don't know how to convert?");
1196     return;
1197   }
1198
1199   // If the instruction was newly created, insert it into the instruction
1200   // stream.
1201   //
1202   BasicBlock::iterator It = I;
1203   assert(It != BB->end() && "Instruction not in own basic block??");
1204   BB->getInstList().insert(It, Res);   // Keep It pointing to old instruction
1205
1206   DEBUG(cerr << "COT CREATED: "  << (void*)Res << " " << Res
1207              << "In: " << (void*)I << " " << I << "Out: " << (void*)Res
1208              << " " << Res);
1209
1210   // Add the instruction to the expression map
1211   VMC.ExprMap[I] = Res;
1212
1213   if (I->getType() != Res->getType())
1214     ConvertValueToNewType(I, Res, VMC);
1215   else {
1216     for (unsigned It = 0; It < I->use_size(); ) {
1217       User *Use = *(I->use_begin()+It);
1218       if (isa<ValueHandle>(Use))            // Don't remove ValueHandles!
1219         ++It;
1220       else
1221         Use->replaceUsesOfWith(I, Res);
1222     }
1223
1224     for (Value::use_iterator UI = I->use_begin(), UE = I->use_end();
1225          UI != UE; ++UI)
1226       assert(isa<ValueHandle>((Value*)*UI) &&"Uses of Instruction remain!!!");
1227   }
1228 }
1229
1230
1231 ValueHandle::ValueHandle(ValueMapCache &VMC, Value *V)
1232   : Instruction(Type::VoidTy, UserOp1, ""), Cache(VMC) {
1233   //DEBUG(cerr << "VH AQUIRING: " << (void*)V << " " << V);
1234   Operands.push_back(Use(V, this));
1235 }
1236
1237 ValueHandle::ValueHandle(const ValueHandle &VH)
1238   : Instruction(Type::VoidTy, UserOp1, ""), Cache(VH.Cache) {
1239   //DEBUG(cerr << "VH AQUIRING: " << (void*)V << " " << V);
1240   Operands.push_back(Use((Value*)VH.getOperand(0), this));
1241 }
1242
1243 static void RecursiveDelete(ValueMapCache &Cache, Instruction *I) {
1244   if (!I || !I->use_empty()) return;
1245
1246   assert(I->getParent() && "Inst not in basic block!");
1247
1248   //DEBUG(cerr << "VH DELETING: " << (void*)I << " " << I);
1249
1250   for (User::op_iterator OI = I->op_begin(), OE = I->op_end();
1251        OI != OE; ++OI)
1252     if (Instruction *U = dyn_cast<Instruction>(OI->get())) {
1253       *OI = 0;
1254       RecursiveDelete(Cache, U);
1255     }
1256
1257   I->getParent()->getInstList().remove(I);
1258
1259   Cache.OperandsMapped.erase(I);
1260   Cache.ExprMap.erase(I);
1261   delete I;
1262 }
1263
1264 ValueHandle::~ValueHandle() {
1265   if (Operands[0]->use_size() == 1) {
1266     Value *V = Operands[0];
1267     Operands[0] = 0;   // Drop use!
1268
1269     // Now we just need to remove the old instruction so we don't get infinite
1270     // loops.  Note that we cannot use DCE because DCE won't remove a store
1271     // instruction, for example.
1272     //
1273     RecursiveDelete(Cache, dyn_cast<Instruction>(V));
1274   } else {
1275     //DEBUG(cerr << "VH RELEASING: " << (void*)Operands[0].get() << " "
1276     //           << Operands[0]->use_size() << " " << Operands[0]);
1277   }
1278 }