lib/Transforms/ExprTypeConvert.cpp

   1 //===- ExprTypeConvert.cpp - Code to change an LLVM Expr Type -------------===//
   2 //
   3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
   4 //
   5 // This file was developed by the LLVM research group and is distributed under
   6 // the University of Illinois Open Source License. See LICENSE.TXT for details.
   7 //
   8 //===----------------------------------------------------------------------===//
   9 //
  10 // This file implements the part of level raising that checks to see if it is
  11 // possible to coerce an entire expression tree into a different type.  If
  12 // convertible, other routines from this file will do the conversion.
  13 //
  14 //===----------------------------------------------------------------------===//
  15
  16 #include "TransformInternals.h"
  17 #include "llvm/Constants.h"
  18 #include "llvm/Instructions.h"
  19 #include "llvm/Analysis/Expressions.h"
  20 #include "Support/STLExtras.h"
  21 #include "Support/Debug.h"
  22 #include <algorithm>
  23 using namespace llvm;
  24
  25 static bool OperandConvertibleToType(User *U, Value *V, const Type *Ty,
  26                                      ValueTypeCache &ConvertedTypes,
  27                                      const TargetData &TD);
  28
  29 static void ConvertOperandToType(User *U, Value *OldVal, Value *NewVal,
  30                                  ValueMapCache &VMC, const TargetData &TD);
  31
  32 // Peephole Malloc instructions: we take a look at the use chain of the
  33 // malloc instruction, and try to find out if the following conditions hold:
  34 //   1. The malloc is of the form: 'malloc [sbyte], uint <constant>'
  35 //   2. The only users of the malloc are cast & add instructions
  36 //   3. Of the cast instructions, there is only one destination pointer type
  37 //      [RTy] where the size of the pointed to object is equal to the number
  38 //      of bytes allocated.
  39 //
  40 // If these conditions hold, we convert the malloc to allocate an [RTy]
  41 // element.  TODO: This comment is out of date WRT arrays
  42 //
  43 static bool MallocConvertibleToType(MallocInst *MI, const Type *Ty,
  44                                     ValueTypeCache &CTMap,
  45                                     const TargetData &TD) {
  46   if (!isa<PointerType>(Ty)) return false;   // Malloc always returns pointers
  47
  48   // Deal with the type to allocate, not the pointer type...
  49   Ty = cast<PointerType>(Ty)->getElementType();
  50   if (!Ty->isSized()) return false;      // Can only alloc something with a size
  51
  52   // Analyze the number of bytes allocated...
  53   ExprType Expr = ClassifyExpr(MI->getArraySize());
  54
  55   // Get information about the base datatype being allocated, before & after
  56   int ReqTypeSize = TD.getTypeSize(Ty);
  57   if (ReqTypeSize == 0) return false;
  58   unsigned OldTypeSize = TD.getTypeSize(MI->getType()->getElementType());
  59
  60   // Must have a scale or offset to analyze it...
  61   if (!Expr.Offset && !Expr.Scale && OldTypeSize == 1) return false;
  62
  63   // Get the offset and scale of the allocation...
  64   int64_t OffsetVal = Expr.Offset ? getConstantValue(Expr.Offset) : 0;
  65   int64_t ScaleVal = Expr.Scale ? getConstantValue(Expr.Scale) :(Expr.Var != 0);
  66
  67   // The old type might not be of unit size, take old size into consideration
  68   // here...
  69   int64_t Offset = OffsetVal * OldTypeSize;
  70   int64_t Scale  = ScaleVal  * OldTypeSize;
  71
  72   // In order to be successful, both the scale and the offset must be a multiple
  73   // of the requested data type's size.
  74   //
  75   if (Offset/ReqTypeSize*ReqTypeSize != Offset ||
  76       Scale/ReqTypeSize*ReqTypeSize != Scale)
  77     return false;   // Nope.
  78
  79   return true;
  80 }
  81
  82 static Instruction *ConvertMallocToType(MallocInst *MI, const Type *Ty,
  83                                         const std::string &Name,
  84                                         ValueMapCache &VMC,
  85                                         const TargetData &TD){
  86   BasicBlock *BB = MI->getParent();
  87   BasicBlock::iterator It = BB->end();
  88
  89   // Analyze the number of bytes allocated...
  90   ExprType Expr = ClassifyExpr(MI->getArraySize());
  91
  92   const PointerType *AllocTy = cast<PointerType>(Ty);
  93   const Type *ElType = AllocTy->getElementType();
  94
  95   unsigned DataSize = TD.getTypeSize(ElType);
  96   unsigned OldTypeSize = TD.getTypeSize(MI->getType()->getElementType());
  97
  98   // Get the offset and scale coefficients that we are allocating...
  99   int64_t OffsetVal = (Expr.Offset ? getConstantValue(Expr.Offset) : 0);
 100   int64_t ScaleVal = Expr.Scale ? getConstantValue(Expr.Scale) : (Expr.Var !=0);
 101
 102   // The old type might not be of unit size, take old size into consideration
 103   // here...
 104   unsigned Offset = (uint64_t)OffsetVal * OldTypeSize / DataSize;
 105   unsigned Scale  = (uint64_t)ScaleVal  * OldTypeSize / DataSize;
 106
 107   // Locate the malloc instruction, because we may be inserting instructions
 108   It = MI;
 109
 110   // If we have a scale, apply it first...
 111   if (Expr.Var) {
 112     // Expr.Var is not necessarily unsigned right now, insert a cast now.
 113     if (Expr.Var->getType() != Type::UIntTy)
 114       Expr.Var = new CastInst(Expr.Var, Type::UIntTy,
 115                               Expr.Var->getName()+"-uint", It);
 116
 117     if (Scale != 1)
 118       Expr.Var = BinaryOperator::create(Instruction::Mul, Expr.Var,
 119                                         ConstantUInt::get(Type::UIntTy, Scale),
 120                                         Expr.Var->getName()+"-scl", It);
 121
 122   } else {
 123     // If we are not scaling anything, just make the offset be the "var"...
 124     Expr.Var = ConstantUInt::get(Type::UIntTy, Offset);
 125     Offset = 0; Scale = 1;
 126   }
 127
 128   // If we have an offset now, add it in...
 129   if (Offset != 0) {
 130     assert(Expr.Var && "Var must be nonnull by now!");
 131     Expr.Var = BinaryOperator::create(Instruction::Add, Expr.Var,
 132                                       ConstantUInt::get(Type::UIntTy, Offset),
 133                                       Expr.Var->getName()+"-off", It);
 134   }
 135
 136   assert(AllocTy == Ty);
 137   return new MallocInst(AllocTy->getElementType(), Expr.Var, Name);
 138 }
 139
 140
 141 // ExpressionConvertibleToType - Return true if it is possible
 142 bool llvm::ExpressionConvertibleToType(Value *V, const Type *Ty,
 143                                  ValueTypeCache &CTMap, const TargetData &TD) {
 144   // Expression type must be holdable in a register.
 145   if (!Ty->isFirstClassType())
 146     return false;
 147
 148   ValueTypeCache::iterator CTMI = CTMap.find(V);
 149   if (CTMI != CTMap.end()) return CTMI->second == Ty;
 150
 151   // If it's a constant... all constants can be converted to a different
 152   // type.
 153   //
 154   if (Constant *CPV = dyn_cast<Constant>(V))
 155     return true;
 156
 157   CTMap[V] = Ty;
 158   if (V->getType() == Ty) return true;  // Expression already correct type!
 159
 160   Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V);
 161   if (I == 0) return false;              // Otherwise, we can't convert!
 162
 163   switch (I->getOpcode()) {
 164   case Instruction::Cast:
 165     // We can convert the expr if the cast destination type is losslessly
 166     // convertible to the requested type.
 167     if (!Ty->isLosslesslyConvertibleTo(I->getType())) return false;
 168
 169     // We also do not allow conversion of a cast that casts from a ptr to array
 170     // of X to a *X.  For example: cast [4 x %List *] * %val to %List * *
 171     //
 172     if (const PointerType *SPT =
 173         dyn_cast<PointerType>(I->getOperand(0)->getType()))
 174       if (const PointerType *DPT = dyn_cast<PointerType>(I->getType()))
 175         if (const ArrayType *AT = dyn_cast<ArrayType>(SPT->getElementType()))
 176           if (AT->getElementType() == DPT->getElementType())
 177             return false;
 178     break;
 179
 180   case Instruction::Add:
 181   case Instruction::Sub:
 182     if (!Ty->isInteger() && !Ty->isFloatingPoint()) return false;
 183     if (!ExpressionConvertibleToType(I->getOperand(0), Ty, CTMap, TD) ||
 184         !ExpressionConvertibleToType(I->getOperand(1), Ty, CTMap, TD))
 185       return false;
 186     break;
 187   case Instruction::Shr:
 188     if (!Ty->isInteger()) return false;
 189     if (Ty->isSigned() != V->getType()->isSigned()) return false;
 190     // FALL THROUGH
 191   case Instruction::Shl:
 192     if (!Ty->isInteger()) return false;
 193     if (!ExpressionConvertibleToType(I->getOperand(0), Ty, CTMap, TD))
 194       return false;
 195     break;
 196
 197   case Instruction::Load: {
 198     LoadInst *LI = cast<LoadInst>(I);
 199     if (!ExpressionConvertibleToType(LI->getPointerOperand(),
 200                                      PointerType::get(Ty), CTMap, TD))
 201       return false;
 202     break;
 203   }
 204   case Instruction::PHI: {
 205     PHINode *PN = cast<PHINode>(I);
 206     // Be conservative if we find a giant PHI node.
 207     if (PN->getNumIncomingValues() > 32) return false;
 208
 209     for (unsigned i = 0; i < PN->getNumIncomingValues(); ++i)
 210       if (!ExpressionConvertibleToType(PN->getIncomingValue(i), Ty, CTMap, TD))
 211         return false;
 212     break;
 213   }
 214
 215   case Instruction::Malloc:
 216     if (!MallocConvertibleToType(cast<MallocInst>(I), Ty, CTMap, TD))
 217       return false;
 218     break;
 219
 220   case Instruction::GetElementPtr: {
 221     // GetElementPtr's are directly convertible to a pointer type if they have
 222     // a number of zeros at the end.  Because removing these values does not
 223     // change the logical offset of the GEP, it is okay and fair to remove them.
 224     // This can change this:
 225     //   %t1 = getelementptr %Hosp * %hosp, ubyte 4, ubyte 0  ; <%List **>
 226     //   %t2 = cast %List * * %t1 to %List *
 227     // into
 228     //   %t2 = getelementptr %Hosp * %hosp, ubyte 4           ; <%List *>
 229     //
 230     GetElementPtrInst *GEP = cast<GetElementPtrInst>(I);
 231     const PointerType *PTy = dyn_cast<PointerType>(Ty);
 232     if (!PTy) return false;  // GEP must always return a pointer...
 233     const Type *PVTy = PTy->getElementType();
 234
 235     // Check to see if there are zero elements that we can remove from the
 236     // index array.  If there are, check to see if removing them causes us to
 237     // get to the right type...
 238     //
 239     std::vector<Value*> Indices(GEP->idx_begin(), GEP->idx_end());
 240     const Type *BaseType = GEP->getPointerOperand()->getType();
 241     const Type *ElTy = 0;
 242
 243     while (!Indices.empty() &&
 244            Indices.back() == Constant::getNullValue(Indices.back()->getType())){
 245       Indices.pop_back();
 246       ElTy = GetElementPtrInst::getIndexedType(BaseType, Indices, true);
 247       if (ElTy == PVTy)
 248         break;  // Found a match!!
 249       ElTy = 0;
 250     }
 251
 252     if (ElTy) break;   // Found a number of zeros we can strip off!
 253
 254     // Otherwise, we can convert a GEP from one form to the other iff the
 255     // current gep is of the form 'getelementptr sbyte*, long N
 256     // and we could convert this to an appropriate GEP for the new type.
 257     //
 258     if (GEP->getNumOperands() == 2 &&
 259         GEP->getType() == PointerType::get(Type::SByteTy)) {
 260
 261       // Do not Check to see if our incoming pointer can be converted
 262       // to be a ptr to an array of the right type... because in more cases than
 263       // not, it is simply not analyzable because of pointer/array
 264       // discrepancies.  To fix this, we will insert a cast before the GEP.
 265       //
 266
 267       // Check to see if 'N' is an expression that can be converted to
 268       // the appropriate size... if so, allow it.
 269       //
 270       std::vector<Value*> Indices;
 271       const Type *ElTy = ConvertibleToGEP(PTy, I->getOperand(1), Indices, TD);
 272       if (ElTy == PVTy) {
 273         if (!ExpressionConvertibleToType(I->getOperand(0),
 274                                          PointerType::get(ElTy), CTMap, TD))
 275           return false;  // Can't continue, ExConToTy might have polluted set!
 276         break;
 277       }
 278     }
 279
 280     // Otherwise, it could be that we have something like this:
 281     //     getelementptr [[sbyte] *] * %reg115, long %reg138    ; [sbyte]**
 282     // and want to convert it into something like this:
 283     //     getelemenptr [[int] *] * %reg115, long %reg138      ; [int]**
 284     //
 285     if (GEP->getNumOperands() == 2 &&
 286         PTy->getElementType()->isSized() &&
 287         TD.getTypeSize(PTy->getElementType()) ==
 288         TD.getTypeSize(GEP->getType()->getElementType())) {
 289       const PointerType *NewSrcTy = PointerType::get(PVTy);
 290       if (!ExpressionConvertibleToType(I->getOperand(0), NewSrcTy, CTMap, TD))
 291         return false;
 292       break;
 293     }
 294
 295     return false;   // No match, maybe next time.
 296   }
 297
 298   case Instruction::Call: {
 299     if (isa<Function>(I->getOperand(0)))
 300       return false;  // Don't even try to change direct calls.
 301
 302     // If this is a function pointer, we can convert the return type if we can
 303     // convert the source function pointer.
 304     //
 305     const PointerType *PT = cast<PointerType>(I->getOperand(0)->getType());
 306     const FunctionType *FT = cast<FunctionType>(PT->getElementType());
 307     std::vector<const Type *> ArgTys(FT->param_begin(), FT->param_end());
 308     const FunctionType *NewTy =
 309       FunctionType::get(Ty, ArgTys, FT->isVarArg());
 310     if (!ExpressionConvertibleToType(I->getOperand(0),
 311                                      PointerType::get(NewTy), CTMap, TD))
 312       return false;
 313     break;
 314   }
 315   default:
 316     return false;
 317   }
 318
 319   // Expressions are only convertible if all of the users of the expression can
 320   // have this value converted.  This makes use of the map to avoid infinite
 321   // recursion.
 322   //
 323   for (Value::use_iterator It = I->use_begin(), E = I->use_end(); It != E; ++It)
 324     if (!OperandConvertibleToType(*It, I, Ty, CTMap, TD))
 325       return false;
 326
 327   return true;
 328 }
 329
 330
 331 Value *llvm::ConvertExpressionToType(Value *V, const Type *Ty,
 332                                      ValueMapCache &VMC, const TargetData &TD) {
 333   if (V->getType() == Ty) return V;  // Already where we need to be?
 334
 335   ValueMapCache::ExprMapTy::iterator VMCI = VMC.ExprMap.find(V);
 336   if (VMCI != VMC.ExprMap.end()) {
 337     const Value *GV = VMCI->second;
 338     const Type *GTy = VMCI->second->getType();
 339     assert(VMCI->second->getType() == Ty);
 340
 341     if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V))
 342       ValueHandle IHandle(VMC, I);  // Remove I if it is unused now!
 343
 344     return VMCI->second;
 345   }
 346
 347   DEBUG(std::cerr << "CETT: " << (void*)V << " " << *V);
 348
 349   Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V);
 350   if (I == 0) {
 351     Constant *CPV = cast<Constant>(V);
 352     // Constants are converted by constant folding the cast that is required.
 353     // We assume here that all casts are implemented for constant prop.
 354     Value *Result = ConstantExpr::getCast(CPV, Ty);
 355     // Add the instruction to the expression map
 356     //VMC.ExprMap[V] = Result;
 357     return Result;
 358   }
 359
 360
 361   BasicBlock *BB = I->getParent();
 362   std::string Name = I->getName();  if (!Name.empty()) I->setName("");
 363   Instruction *Res;     // Result of conversion
 364
 365   ValueHandle IHandle(VMC, I);  // Prevent I from being removed!
 366
 367   Constant *Dummy = Constant::getNullValue(Ty);
 368
 369   switch (I->getOpcode()) {
 370   case Instruction::Cast:
 371     assert(VMC.NewCasts.count(ValueHandle(VMC, I)) == 0);
 372     Res = new CastInst(I->getOperand(0), Ty, Name);
 373     VMC.NewCasts.insert(ValueHandle(VMC, Res));
 374     break;
 375
 376   case Instruction::Add:
 377   case Instruction::Sub:
 378     Res = BinaryOperator::create(cast<BinaryOperator>(I)->getOpcode(),
 379                                  Dummy, Dummy, Name);
 380     VMC.ExprMap[I] = Res;   // Add node to expression eagerly
 381
 382     Res->setOperand(0, ConvertExpressionToType(I->getOperand(0), Ty, VMC, TD));
 383     Res->setOperand(1, ConvertExpressionToType(I->getOperand(1), Ty, VMC, TD));
 384     break;
 385
 386   case Instruction::Shl:
 387   case Instruction::Shr:
 388     Res = new ShiftInst(cast<ShiftInst>(I)->getOpcode(), Dummy,
 389                         I->getOperand(1), Name);
 390     VMC.ExprMap[I] = Res;
 391     Res->setOperand(0, ConvertExpressionToType(I->getOperand(0), Ty, VMC, TD));
 392     break;
 393
 394   case Instruction::Load: {
 395     LoadInst *LI = cast<LoadInst>(I);
 396
 397     Res = new LoadInst(Constant::getNullValue(PointerType::get(Ty)), Name);
 398     VMC.ExprMap[I] = Res;
 399     Res->setOperand(0, ConvertExpressionToType(LI->getPointerOperand(),
 400                                                PointerType::get(Ty), VMC, TD));
 401     assert(Res->getOperand(0)->getType() == PointerType::get(Ty));
 402     assert(Ty == Res->getType());
 403     assert(Res->getType()->isFirstClassType() && "Load of structure or array!");
 404     break;
 405   }
 406
 407   case Instruction::PHI: {
 408     PHINode *OldPN = cast<PHINode>(I);
 409     PHINode *NewPN = new PHINode(Ty, Name);
 410
 411     VMC.ExprMap[I] = NewPN;   // Add node to expression eagerly
 412     while (OldPN->getNumOperands()) {
 413       BasicBlock *BB = OldPN->getIncomingBlock(0);
 414       Value *OldVal = OldPN->getIncomingValue(0);
 415       ValueHandle OldValHandle(VMC, OldVal);
 416       OldPN->removeIncomingValue(BB, false);
 417       Value *V = ConvertExpressionToType(OldVal, Ty, VMC, TD);
 418       NewPN->addIncoming(V, BB);
 419     }
 420     Res = NewPN;
 421     break;
 422   }
 423
 424   case Instruction::Malloc: {
 425     Res = ConvertMallocToType(cast<MallocInst>(I), Ty, Name, VMC, TD);
 426     break;
 427   }
 428
 429   case Instruction::GetElementPtr: {
 430     // GetElementPtr's are directly convertible to a pointer type if they have
 431     // a number of zeros at the end.  Because removing these values does not
 432     // change the logical offset of the GEP, it is okay and fair to remove them.
 433     // This can change this:
 434     //   %t1 = getelementptr %Hosp * %hosp, ubyte 4, ubyte 0  ; <%List **>
 435     //   %t2 = cast %List * * %t1 to %List *
 436     // into
 437     //   %t2 = getelementptr %Hosp * %hosp, ubyte 4           ; <%List *>
 438     //
 439     GetElementPtrInst *GEP = cast<GetElementPtrInst>(I);
 440
 441     // Check to see if there are zero elements that we can remove from the
 442     // index array.  If there are, check to see if removing them causes us to
 443     // get to the right type...
 444     //
 445     std::vector<Value*> Indices(GEP->idx_begin(), GEP->idx_end());
 446     const Type *BaseType = GEP->getPointerOperand()->getType();
 447     const Type *PVTy = cast<PointerType>(Ty)->getElementType();
 448     Res = 0;
 449     while (!Indices.empty() &&
 450            Indices.back() == Constant::getNullValue(Indices.back()->getType())){
 451       Indices.pop_back();
 452       if (GetElementPtrInst::getIndexedType(BaseType, Indices, true) == PVTy) {
 453         if (Indices.size() == 0)
 454           Res = new CastInst(GEP->getPointerOperand(), BaseType); // NOOP CAST
 455         else
 456           Res = new GetElementPtrInst(GEP->getPointerOperand(), Indices, Name);
 457         break;
 458       }
 459     }
 460
 461     if (Res == 0 && GEP->getNumOperands() == 2 &&
 462         GEP->getType() == PointerType::get(Type::SByteTy)) {
 463
 464       // Otherwise, we can convert a GEP from one form to the other iff the
 465       // current gep is of the form 'getelementptr sbyte*, unsigned N
 466       // and we could convert this to an appropriate GEP for the new type.
 467       //
 468       const PointerType *NewSrcTy = PointerType::get(PVTy);
 469       BasicBlock::iterator It = I;
 470
 471       // Check to see if 'N' is an expression that can be converted to
 472       // the appropriate size... if so, allow it.
 473       //
 474       std::vector<Value*> Indices;
 475       const Type *ElTy = ConvertibleToGEP(NewSrcTy, I->getOperand(1),
 476                                           Indices, TD, &It);
 477       if (ElTy) {
 478         assert(ElTy == PVTy && "Internal error, setup wrong!");
 479         Res = new GetElementPtrInst(Constant::getNullValue(NewSrcTy),
 480                                     Indices, Name);
 481         VMC.ExprMap[I] = Res;
 482         Res->setOperand(0, ConvertExpressionToType(I->getOperand(0),
 483                                                    NewSrcTy, VMC, TD));
 484       }
 485     }
 486
 487     // Otherwise, it could be that we have something like this:
 488     //     getelementptr [[sbyte] *] * %reg115, uint %reg138    ; [sbyte]**
 489     // and want to convert it into something like this:
 490     //     getelemenptr [[int] *] * %reg115, uint %reg138      ; [int]**
 491     //
 492     if (Res == 0) {
 493       const PointerType *NewSrcTy = PointerType::get(PVTy);
 494       std::vector<Value*> Indices(GEP->idx_begin(), GEP->idx_end());
 495       Res = new GetElementPtrInst(Constant::getNullValue(NewSrcTy),
 496                                   Indices, Name);
 497       VMC.ExprMap[I] = Res;
 498       Res->setOperand(0, ConvertExpressionToType(I->getOperand(0),
 499                                                  NewSrcTy, VMC, TD));
 500     }
 501
 502
 503     assert(Res && "Didn't find match!");
 504     break;
 505   }
 506
 507   case Instruction::Call: {
 508     assert(!isa<Function>(I->getOperand(0)));
 509
 510     // If this is a function pointer, we can convert the return type if we can
 511     // convert the source function pointer.
 512     //
 513     const PointerType *PT = cast<PointerType>(I->getOperand(0)->getType());
 514     const FunctionType *FT = cast<FunctionType>(PT->getElementType());
 515     std::vector<const Type *> ArgTys(FT->param_begin(), FT->param_end());
 516     const FunctionType *NewTy =
 517       FunctionType::get(Ty, ArgTys, FT->isVarArg());
 518     const PointerType *NewPTy = PointerType::get(NewTy);
 519     if (Ty == Type::VoidTy)
 520       Name = "";  // Make sure not to name calls that now return void!
 521
 522     Res = new CallInst(Constant::getNullValue(NewPTy),
 523                        std::vector<Value*>(I->op_begin()+1, I->op_end()),
 524                        Name);
 525     VMC.ExprMap[I] = Res;
 526     Res->setOperand(0, ConvertExpressionToType(I->getOperand(0),NewPTy,VMC,TD));
 527     break;
 528   }
 529   default:
 530     assert(0 && "Expression convertible, but don't know how to convert?");
 531     return 0;
 532   }
 533
 534   assert(Res->getType() == Ty && "Didn't convert expr to correct type!");
 535
 536   BB->getInstList().insert(I, Res);
 537
 538   // Add the instruction to the expression map
 539   VMC.ExprMap[I] = Res;
 540
 541
 542   unsigned NumUses = I->use_size();
 543   for (unsigned It = 0; It < NumUses; ) {
 544     unsigned OldSize = NumUses;
 545     Value::use_iterator UI = I->use_begin();
 546     std::advance(UI, It);
 547     ConvertOperandToType(*UI, I, Res, VMC, TD);
 548     NumUses = I->use_size();
 549     if (NumUses == OldSize) ++It;
 550   }
 551
 552   DEBUG(std::cerr << "ExpIn: " << (void*)I << " " << *I
 553                   << "ExpOut: " << (void*)Res << " " << *Res);
 554
 555   return Res;
 556 }
 557
 558
 559
 560 // ValueConvertibleToType - Return true if it is possible
 561 bool llvm::ValueConvertibleToType(Value *V, const Type *Ty,
 562                                   ValueTypeCache &ConvertedTypes,
 563                                   const TargetData &TD) {
 564   ValueTypeCache::iterator I = ConvertedTypes.find(V);
 565   if (I != ConvertedTypes.end()) return I->second == Ty;
 566   ConvertedTypes[V] = Ty;
 567
 568   // It is safe to convert the specified value to the specified type IFF all of
 569   // the uses of the value can be converted to accept the new typed value.
 570   //
 571   if (V->getType() != Ty) {
 572     for (Value::use_iterator I = V->use_begin(), E = V->use_end(); I != E; ++I)
 573       if (!OperandConvertibleToType(*I, V, Ty, ConvertedTypes, TD))
 574         return false;
 575   }
 576
 577   return true;
 578 }
 579
 580
 581
 582
 583
 584 // OperandConvertibleToType - Return true if it is possible to convert operand
 585 // V of User (instruction) U to the specified type.  This is true iff it is
 586 // possible to change the specified instruction to accept this.  CTMap is a map
 587 // of converted types, so that circular definitions will see the future type of
 588 // the expression, not the static current type.
 589 //
 590 static bool OperandConvertibleToType(User *U, Value *V, const Type *Ty,
 591                                      ValueTypeCache &CTMap,
 592                                      const TargetData &TD) {
 593   //  if (V->getType() == Ty) return true;   // Operand already the right type?
 594
 595   // Expression type must be holdable in a register.
 596   if (!Ty->isFirstClassType())
 597     return false;
 598
 599   Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(U);
 600   if (I == 0) return false;              // We can't convert!
 601
 602   switch (I->getOpcode()) {
 603   case Instruction::Cast:
 604     assert(I->getOperand(0) == V);
 605     // We can convert the expr if the cast destination type is losslessly
 606     // convertible to the requested type.
 607     // Also, do not change a cast that is a noop cast.  For all intents and
 608     // purposes it should be eliminated.
 609     if (!Ty->isLosslesslyConvertibleTo(I->getOperand(0)->getType()) ||
 610         I->getType() == I->getOperand(0)->getType())
 611       return false;
 612
 613     // Do not allow a 'cast ushort %V to uint' to have it's first operand be
 614     // converted to a 'short' type.  Doing so changes the way sign promotion
 615     // happens, and breaks things.  Only allow the cast to take place if the
 616     // signedness doesn't change... or if the current cast is not a lossy
 617     // conversion.
 618     //
 619     if (!I->getType()->isLosslesslyConvertibleTo(I->getOperand(0)->getType()) &&
 620         I->getOperand(0)->getType()->isSigned() != Ty->isSigned())
 621       return false;
 622
 623     // We also do not allow conversion of a cast that casts from a ptr to array
 624     // of X to a *X.  For example: cast [4 x %List *] * %val to %List * *
 625     //
 626     if (const PointerType *SPT =
 627         dyn_cast<PointerType>(I->getOperand(0)->getType()))
 628       if (const PointerType *DPT = dyn_cast<PointerType>(I->getType()))
 629         if (const ArrayType *AT = dyn_cast<ArrayType>(SPT->getElementType()))
 630           if (AT->getElementType() == DPT->getElementType())
 631             return false;
 632     return true;
 633
 634   case Instruction::Add:
 635     if (isa<PointerType>(Ty)) {
 636       Value *IndexVal = I->getOperand(V == I->getOperand(0) ? 1 : 0);
 637       std::vector<Value*> Indices;
 638       if (const Type *ETy = ConvertibleToGEP(Ty, IndexVal, Indices, TD)) {
 639         const Type *RetTy = PointerType::get(ETy);
 640
 641         // Only successful if we can convert this type to the required type
 642         if (ValueConvertibleToType(I, RetTy, CTMap, TD)) {
 643           CTMap[I] = RetTy;
 644           return true;
 645         }
 646         // We have to return failure here because ValueConvertibleToType could
 647         // have polluted our map
 648         return false;
 649       }
 650     }
 651     // FALLTHROUGH
 652   case Instruction::Sub: {
 653     if (!Ty->isInteger() && !Ty->isFloatingPoint()) return false;
 654
 655     Value *OtherOp = I->getOperand((V == I->getOperand(0)) ? 1 : 0);
 656     return ValueConvertibleToType(I, Ty, CTMap, TD) &&
 657            ExpressionConvertibleToType(OtherOp, Ty, CTMap, TD);
 658   }
 659   case Instruction::SetEQ:
 660   case Instruction::SetNE: {
 661     Value *OtherOp = I->getOperand((V == I->getOperand(0)) ? 1 : 0);
 662     return ExpressionConvertibleToType(OtherOp, Ty, CTMap, TD);
 663   }
 664   case Instruction::Shr:
 665     if (Ty->isSigned() != V->getType()->isSigned()) return false;
 666     // FALL THROUGH
 667   case Instruction::Shl:
 668     if (I->getOperand(1) == V) return false;  // Cannot change shift amount type
 669     if (!Ty->isInteger()) return false;
 670     return ValueConvertibleToType(I, Ty, CTMap, TD);
 671
 672   case Instruction::Free:
 673     assert(I->getOperand(0) == V);
 674     return isa<PointerType>(Ty);    // Free can free any pointer type!
 675
 676   case Instruction::Load:
 677     // Cannot convert the types of any subscripts...
 678     if (I->getOperand(0) != V) return false;
 679
 680     if (const PointerType *PT = dyn_cast<PointerType>(Ty)) {
 681       LoadInst *LI = cast<LoadInst>(I);
 682
 683       const Type *LoadedTy = PT->getElementType();
 684
 685       // They could be loading the first element of a composite type...
 686       if (const CompositeType *CT = dyn_cast<CompositeType>(LoadedTy)) {
 687         unsigned Offset = 0;     // No offset, get first leaf.
 688         std::vector<Value*> Indices;  // Discarded...
 689         LoadedTy = getStructOffsetType(CT, Offset, Indices, TD, false);
 690         assert(Offset == 0 && "Offset changed from zero???");
 691       }
 692
 693       if (!LoadedTy->isFirstClassType())
 694         return false;
 695
 696       if (TD.getTypeSize(LoadedTy) != TD.getTypeSize(LI->getType()))
 697         return false;
 698
 699       return ValueConvertibleToType(LI, LoadedTy, CTMap, TD);
 700     }
 701     return false;
 702
 703   case Instruction::Store: {
 704     StoreInst *SI = cast<StoreInst>(I);
 705
 706     if (V == I->getOperand(0)) {
 707       ValueTypeCache::iterator CTMI = CTMap.find(I->getOperand(1));
 708       if (CTMI != CTMap.end()) {   // Operand #1 is in the table already?
 709         // If so, check to see if it's Ty*, or, more importantly, if it is a
 710         // pointer to a structure where the first element is a Ty... this code
 711         // is necessary because we might be trying to change the source and
 712         // destination type of the store (they might be related) and the dest
 713         // pointer type might be a pointer to structure.  Below we allow pointer
 714         // to structures where the 0th element is compatible with the value,
 715         // now we have to support the symmetrical part of this.
 716         //
 717         const Type *ElTy = cast<PointerType>(CTMI->second)->getElementType();
 718
 719         // Already a pointer to what we want?  Trivially accept...
 720         if (ElTy == Ty) return true;
 721
 722         // Tricky case now, if the destination is a pointer to structure,
 723         // obviously the source is not allowed to be a structure (cannot copy
 724         // a whole structure at a time), so the level raiser must be trying to
 725         // store into the first field.  Check for this and allow it now:
 726         //
 727         if (const StructType *SElTy = dyn_cast<StructType>(ElTy)) {
 728           unsigned Offset = 0;
 729           std::vector<Value*> Indices;
 730           ElTy = getStructOffsetType(ElTy, Offset, Indices, TD, false);
 731           assert(Offset == 0 && "Offset changed!");
 732           if (ElTy == 0)    // Element at offset zero in struct doesn't exist!
 733             return false;   // Can only happen for {}*
 734
 735           if (ElTy == Ty)   // Looks like the 0th element of structure is
 736             return true;    // compatible!  Accept now!
 737
 738           // Otherwise we know that we can't work, so just stop trying now.
 739           return false;
 740         }
 741       }
 742
 743       // Can convert the store if we can convert the pointer operand to match
 744       // the new  value type...
 745       return ExpressionConvertibleToType(I->getOperand(1), PointerType::get(Ty),
 746                                          CTMap, TD);
 747     } else if (const PointerType *PT = dyn_cast<PointerType>(Ty)) {
 748       const Type *ElTy = PT->getElementType();
 749       assert(V == I->getOperand(1));
 750
 751       if (isa<StructType>(ElTy)) {
 752         // We can change the destination pointer if we can store our first
 753         // argument into the first element of the structure...
 754         //
 755         unsigned Offset = 0;
 756         std::vector<Value*> Indices;
 757         ElTy = getStructOffsetType(ElTy, Offset, Indices, TD, false);
 758         assert(Offset == 0 && "Offset changed!");
 759         if (ElTy == 0)    // Element at offset zero in struct doesn't exist!
 760           return false;   // Can only happen for {}*
 761       }
 762
 763       // Must move the same amount of data...
 764       if (!ElTy->isSized() ||
 765           TD.getTypeSize(ElTy) != TD.getTypeSize(I->getOperand(0)->getType()))
 766         return false;
 767
 768       // Can convert store if the incoming value is convertible and if the
 769       // result will preserve semantics...
 770       const Type *Op0Ty = I->getOperand(0)->getType();
 771       if (!(Op0Ty->isIntegral() ^ ElTy->isIntegral()) &&
 772           !(Op0Ty->isFloatingPoint() ^ ElTy->isFloatingPoint()))
 773         return ExpressionConvertibleToType(I->getOperand(0), ElTy, CTMap, TD);
 774     }
 775     return false;
 776   }
 777
 778   case Instruction::GetElementPtr:
 779     if (V != I->getOperand(0) || !isa<PointerType>(Ty)) return false;
 780
 781     // If we have a two operand form of getelementptr, this is really little
 782     // more than a simple addition.  As with addition, check to see if the
 783     // getelementptr instruction can be changed to index into the new type.
 784     //
 785     if (I->getNumOperands() == 2) {
 786       const Type *OldElTy = cast<PointerType>(I->getType())->getElementType();
 787       unsigned DataSize = TD.getTypeSize(OldElTy);
 788       Value *Index = I->getOperand(1);
 789       Instruction *TempScale = 0;
 790
 791       // If the old data element is not unit sized, we have to create a scale
 792       // instruction so that ConvertibleToGEP will know the REAL amount we are
 793       // indexing by.  Note that this is never inserted into the instruction
 794       // stream, so we have to delete it when we're done.
 795       //
 796       if (DataSize != 1) {
 797         Value *CST;
 798         if (Index->getType()->isSigned())
 799           CST = ConstantSInt::get(Index->getType(), DataSize);
 800         else
 801           CST = ConstantUInt::get(Index->getType(), DataSize);
 802
 803         TempScale = BinaryOperator::create(Instruction::Mul, Index, CST);
 804         Index = TempScale;
 805       }
 806
 807       // Check to see if the second argument is an expression that can
 808       // be converted to the appropriate size... if so, allow it.
 809       //
 810       std::vector<Value*> Indices;
 811       const Type *ElTy = ConvertibleToGEP(Ty, Index, Indices, TD);
 812       delete TempScale;   // Free our temporary multiply if we made it
 813
 814       if (ElTy == 0) return false;  // Cannot make conversion...
 815       return ValueConvertibleToType(I, PointerType::get(ElTy), CTMap, TD);
 816     }
 817     return false;
 818
 819   case Instruction::PHI: {
 820     PHINode *PN = cast<PHINode>(I);
 821     // Be conservative if we find a giant PHI node.
 822     if (PN->getNumIncomingValues() > 32) return false;
 823
 824     for (unsigned i = 0; i < PN->getNumIncomingValues(); ++i)
 825       if (!ExpressionConvertibleToType(PN->getIncomingValue(i), Ty, CTMap, TD))
 826         return false;
 827     return ValueConvertibleToType(PN, Ty, CTMap, TD);
 828   }
 829
 830   case Instruction::Call: {
 831     User::op_iterator OI = find(I->op_begin(), I->op_end(), V);
 832     assert (OI != I->op_end() && "Not using value!");
 833     unsigned OpNum = OI - I->op_begin();
 834
 835     // Are we trying to change the function pointer value to a new type?
 836     if (OpNum == 0) {
 837       const PointerType *PTy = dyn_cast<PointerType>(Ty);
 838       if (PTy == 0) return false;  // Can't convert to a non-pointer type...
 839       const FunctionType *FTy = dyn_cast<FunctionType>(PTy->getElementType());
 840       if (FTy == 0) return false;  // Can't convert to a non ptr to function...
 841
 842       // Do not allow converting to a call where all of the operands are ...'s
 843       if (FTy->getNumParams() == 0 && FTy->isVarArg())
 844         return false;              // Do not permit this conversion!
 845
 846       // Perform sanity checks to make sure that new function type has the
 847       // correct number of arguments...
 848       //
 849       unsigned NumArgs = I->getNumOperands()-1;  // Don't include function ptr
 850
 851       // Cannot convert to a type that requires more fixed arguments than
 852       // the call provides...
 853       //
 854       if (NumArgs < FTy->getNumParams()) return false;
 855
 856       // Unless this is a vararg function type, we cannot provide more arguments
 857       // than are desired...
 858       //
 859       if (!FTy->isVarArg() && NumArgs > FTy->getNumParams())
 860         return false;
 861
 862       // Okay, at this point, we know that the call and the function type match
 863       // number of arguments.  Now we see if we can convert the arguments
 864       // themselves.  Note that we do not require operands to be convertible,
 865       // we can insert casts if they are convertible but not compatible.  The
 866       // reason for this is that we prefer to have resolved functions but casted
 867       // arguments if possible.
 868       //
 869       for (unsigned i = 0, NA = FTy->getNumParams(); i < NA; ++i)
 870         if (!FTy->getParamType(i)->isLosslesslyConvertibleTo(I->getOperand(i+1)->getType()))
 871           return false;   // Operands must have compatible types!
 872
 873       // Okay, at this point, we know that all of the arguments can be
 874       // converted.  We succeed if we can change the return type if
 875       // necessary...
 876       //
 877       return ValueConvertibleToType(I, FTy->getReturnType(), CTMap, TD);
 878     }
 879
 880     const PointerType *MPtr = cast<PointerType>(I->getOperand(0)->getType());
 881     const FunctionType *FTy = cast<FunctionType>(MPtr->getElementType());
 882     if (!FTy->isVarArg()) return false;
 883
 884     if ((OpNum-1) < FTy->getNumParams())
 885       return false;  // It's not in the varargs section...
 886
 887     // If we get this far, we know the value is in the varargs section of the
 888     // function!  We can convert if we don't reinterpret the value...
 889     //
 890     return Ty->isLosslesslyConvertibleTo(V->getType());
 891   }
 892   }
 893   return false;
 894 }
 895
 896
 897 void llvm::ConvertValueToNewType(Value *V, Value *NewVal, ValueMapCache &VMC,
 898                                  const TargetData &TD) {
 899   ValueHandle VH(VMC, V);
 900
 901   unsigned NumUses = V->use_size();
 902   for (unsigned It = 0; It < NumUses; ) {
 903     unsigned OldSize = NumUses;
 904     Value::use_iterator UI = V->use_begin();
 905     std::advance(UI, It);
 906     ConvertOperandToType(*UI, V, NewVal, VMC, TD);
 907     NumUses = V->use_size();
 908     if (NumUses == OldSize) ++It;
 909   }
 910 }
 911
 912
 913
 914 static void ConvertOperandToType(User *U, Value *OldVal, Value *NewVal,
 915                                  ValueMapCache &VMC, const TargetData &TD) {
 916   if (isa<ValueHandle>(U)) return;  // Valuehandles don't let go of operands...
 917
 918   if (VMC.OperandsMapped.count(U)) return;
 919   VMC.OperandsMapped.insert(U);
 920
 921   ValueMapCache::ExprMapTy::iterator VMCI = VMC.ExprMap.find(U);
 922   if (VMCI != VMC.ExprMap.end())
 923     return;
 924
 925
 926   Instruction *I = cast<Instruction>(U);  // Only Instructions convertible
 927
 928   BasicBlock *BB = I->getParent();
 929   assert(BB != 0 && "Instruction not embedded in basic block!");
 930   std::string Name = I->getName();
 931   I->setName("");
 932   Instruction *Res;     // Result of conversion
 933
 934   //std::cerr << endl << endl << "Type:\t" << Ty << "\nInst: " << I
 935   //          << "BB Before: " << BB << endl;
 936
 937   // Prevent I from being removed...
 938   ValueHandle IHandle(VMC, I);
 939
 940   const Type *NewTy = NewVal->getType();
 941   Constant *Dummy = (NewTy != Type::VoidTy) ?
 942                   Constant::getNullValue(NewTy) : 0;
 943
 944   switch (I->getOpcode()) {
 945   case Instruction::Cast:
 946     if (VMC.NewCasts.count(ValueHandle(VMC, I))) {
 947       // This cast has already had it's value converted, causing a new cast to
 948       // be created.  We don't want to create YET ANOTHER cast instruction
 949       // representing the original one, so just modify the operand of this cast
 950       // instruction, which we know is newly created.
 951       I->setOperand(0, NewVal);
 952       I->setName(Name);  // give I its name back
 953       return;
 954
 955     } else {
 956       Res = new CastInst(NewVal, I->getType(), Name);
 957     }
 958     break;
 959
 960   case Instruction::Add:
 961     if (isa<PointerType>(NewTy)) {
 962       Value *IndexVal = I->getOperand(OldVal == I->getOperand(0) ? 1 : 0);
 963       std::vector<Value*> Indices;
 964       BasicBlock::iterator It = I;
 965
 966       if (const Type *ETy = ConvertibleToGEP(NewTy, IndexVal, Indices, TD,&It)){
 967         // If successful, convert the add to a GEP
 968         //const Type *RetTy = PointerType::get(ETy);
 969         // First operand is actually the given pointer...
 970         Res = new GetElementPtrInst(NewVal, Indices, Name);
 971         assert(cast<PointerType>(Res->getType())->getElementType() == ETy &&
 972                "ConvertibleToGEP broken!");
 973         break;
 974       }
 975     }
 976     // FALLTHROUGH
 977
 978   case Instruction::Sub:
 979   case Instruction::SetEQ:
 980   case Instruction::SetNE: {
 981     Res = BinaryOperator::create(cast<BinaryOperator>(I)->getOpcode(),
 982                                  Dummy, Dummy, Name);
 983     VMC.ExprMap[I] = Res;   // Add node to expression eagerly
 984
 985     unsigned OtherIdx = (OldVal == I->getOperand(0)) ? 1 : 0;
 986     Value *OtherOp    = I->getOperand(OtherIdx);
 987     Value *NewOther   = ConvertExpressionToType(OtherOp, NewTy, VMC, TD);
 988
 989     Res->setOperand(OtherIdx, NewOther);
 990     Res->setOperand(!OtherIdx, NewVal);
 991     break;
 992   }
 993   case Instruction::Shl:
 994   case Instruction::Shr:
 995     assert(I->getOperand(0) == OldVal);
 996     Res = new ShiftInst(cast<ShiftInst>(I)->getOpcode(), NewVal,
 997                         I->getOperand(1), Name);
 998     break;
 999
1000   case Instruction::Free:            // Free can free any pointer type!
1001     assert(I->getOperand(0) == OldVal);
1002     Res = new FreeInst(NewVal);
1003     break;
1004
1005
1006   case Instruction::Load: {
1007     assert(I->getOperand(0) == OldVal && isa<PointerType>(NewVal->getType()));
1008     const Type *LoadedTy =
1009       cast<PointerType>(NewVal->getType())->getElementType();
1010
1011     Value *Src = NewVal;
1012
1013     if (const CompositeType *CT = dyn_cast<CompositeType>(LoadedTy)) {
1014       std::vector<Value*> Indices;
1015       Indices.push_back(Constant::getNullValue(Type::UIntTy));
1016
1017       unsigned Offset = 0;   // No offset, get first leaf.
1018       LoadedTy = getStructOffsetType(CT, Offset, Indices, TD, false);
1019       assert(LoadedTy->isFirstClassType());
1020
1021       if (Indices.size() != 1) {     // Do not generate load X, 0
1022         // Insert the GEP instruction before this load.
1023         Src = new GetElementPtrInst(Src, Indices, Name+".idx", I);
1024       }
1025     }
1026
1027     Res = new LoadInst(Src, Name);
1028     assert(Res->getType()->isFirstClassType() && "Load of structure or array!");
1029     break;
1030   }
1031
1032   case Instruction::Store: {
1033     if (I->getOperand(0) == OldVal) {  // Replace the source value
1034       // Check to see if operand #1 has already been converted...
1035       ValueMapCache::ExprMapTy::iterator VMCI =
1036         VMC.ExprMap.find(I->getOperand(1));
1037       if (VMCI != VMC.ExprMap.end()) {
1038         // Comments describing this stuff are in the OperandConvertibleToType
1039         // switch statement for Store...
1040         //
1041         const Type *ElTy =
1042           cast<PointerType>(VMCI->second->getType())->getElementType();
1043
1044         Value *SrcPtr = VMCI->second;
1045
1046         if (ElTy != NewTy) {
1047           // We check that this is a struct in the initial scan...
1048           const StructType *SElTy = cast<StructType>(ElTy);
1049
1050           std::vector<Value*> Indices;
1051           Indices.push_back(Constant::getNullValue(Type::UIntTy));
1052
1053           unsigned Offset = 0;
1054           const Type *Ty = getStructOffsetType(ElTy, Offset, Indices, TD,false);
1055           assert(Offset == 0 && "Offset changed!");
1056           assert(NewTy == Ty && "Did not convert to correct type!");
1057
1058           // Insert the GEP instruction before this store.
1059           SrcPtr = new GetElementPtrInst(SrcPtr, Indices,
1060                                          SrcPtr->getName()+".idx", I);
1061         }
1062         Res = new StoreInst(NewVal, SrcPtr);
1063
1064         VMC.ExprMap[I] = Res;
1065       } else {
1066         // Otherwise, we haven't converted Operand #1 over yet...
1067         const PointerType *NewPT = PointerType::get(NewTy);
1068         Res = new StoreInst(NewVal, Constant::getNullValue(NewPT));
1069         VMC.ExprMap[I] = Res;
1070         Res->setOperand(1, ConvertExpressionToType(I->getOperand(1),
1071                                                    NewPT, VMC, TD));
1072       }
1073     } else {                           // Replace the source pointer
1074       const Type *ValTy = cast<PointerType>(NewTy)->getElementType();
1075
1076       Value *SrcPtr = NewVal;
1077
1078       if (isa<StructType>(ValTy)) {
1079         std::vector<Value*> Indices;
1080         Indices.push_back(Constant::getNullValue(Type::UIntTy));
1081
1082         unsigned Offset = 0;
1083         ValTy = getStructOffsetType(ValTy, Offset, Indices, TD, false);
1084
1085         assert(Offset == 0 && ValTy);
1086
1087         // Insert the GEP instruction before this store.
1088         SrcPtr = new GetElementPtrInst(SrcPtr, Indices,
1089                                        SrcPtr->getName()+".idx", I);
1090       }
1091
1092       Res = new StoreInst(Constant::getNullValue(ValTy), SrcPtr);
1093       VMC.ExprMap[I] = Res;
1094       Res->setOperand(0, ConvertExpressionToType(I->getOperand(0),
1095                                                  ValTy, VMC, TD));
1096     }
1097     break;
1098   }
1099
1100
1101   case Instruction::GetElementPtr: {
1102     // Convert a one index getelementptr into just about anything that is
1103     // desired.
1104     //
1105     BasicBlock::iterator It = I;
1106     const Type *OldElTy = cast<PointerType>(I->getType())->getElementType();
1107     unsigned DataSize = TD.getTypeSize(OldElTy);
1108     Value *Index = I->getOperand(1);
1109
1110     if (DataSize != 1) {
1111       // Insert a multiply of the old element type is not a unit size...
1112       Value *CST;
1113       if (Index->getType()->isSigned())
1114         CST = ConstantSInt::get(Index->getType(), DataSize);
1115       else
1116         CST = ConstantUInt::get(Index->getType(), DataSize);
1117
1118       Index = BinaryOperator::create(Instruction::Mul, Index, CST, "scale", It);
1119     }
1120
1121     // Perform the conversion now...
1122     //
1123     std::vector<Value*> Indices;
1124     const Type *ElTy = ConvertibleToGEP(NewVal->getType(),Index,Indices,TD,&It);
1125     assert(ElTy != 0 && "GEP Conversion Failure!");
1126     Res = new GetElementPtrInst(NewVal, Indices, Name);
1127     assert(Res->getType() == PointerType::get(ElTy) &&
1128            "ConvertibleToGet failed!");
1129   }
1130 #if 0
1131     if (I->getType() == PointerType::get(Type::SByteTy)) {
1132       // Convert a getelementptr sbyte * %reg111, uint 16 freely back to
1133       // anything that is a pointer type...
1134       //
1135       BasicBlock::iterator It = I;
1136
1137       // Check to see if the second argument is an expression that can
1138       // be converted to the appropriate size... if so, allow it.
1139       //
1140       std::vector<Value*> Indices;
1141       const Type *ElTy = ConvertibleToGEP(NewVal->getType(), I->getOperand(1),
1142                                           Indices, TD, &It);
1143       assert(ElTy != 0 && "GEP Conversion Failure!");
1144
1145       Res = new GetElementPtrInst(NewVal, Indices, Name);
1146     } else {
1147       // Convert a getelementptr ulong * %reg123, uint %N
1148       // to        getelementptr  long * %reg123, uint %N
1149       // ... where the type must simply stay the same size...
1150       //
1151       GetElementPtrInst *GEP = cast<GetElementPtrInst>(I);
1152       std::vector<Value*> Indices(GEP->idx_begin(), GEP->idx_end());
1153       Res = new GetElementPtrInst(NewVal, Indices, Name);
1154     }
1155 #endif
1156     break;
1157
1158   case Instruction::PHI: {
1159     PHINode *OldPN = cast<PHINode>(I);
1160     PHINode *NewPN = new PHINode(NewTy, Name);
1161     VMC.ExprMap[I] = NewPN;
1162
1163     while (OldPN->getNumOperands()) {
1164       BasicBlock *BB = OldPN->getIncomingBlock(0);
1165       Value *OldVal = OldPN->getIncomingValue(0);
1166       ValueHandle OldValHandle(VMC, OldVal);
1167       OldPN->removeIncomingValue(BB, false);
1168       Value *V = ConvertExpressionToType(OldVal, NewTy, VMC, TD);
1169       NewPN->addIncoming(V, BB);
1170     }
1171     Res = NewPN;
1172     break;
1173   }
1174
1175   case Instruction::Call: {
1176     Value *Meth = I->getOperand(0);
1177     std::vector<Value*> Params(I->op_begin()+1, I->op_end());
1178
1179     if (Meth == OldVal) {   // Changing the function pointer?
1180       const PointerType *NewPTy = cast<PointerType>(NewVal->getType());
1181       const FunctionType *NewTy = cast<FunctionType>(NewPTy->getElementType());
1182
1183       if (NewTy->getReturnType() == Type::VoidTy)
1184         Name = "";  // Make sure not to name a void call!
1185
1186       // Get an iterator to the call instruction so that we can insert casts for
1187       // operands if need be.  Note that we do not require operands to be
1188       // convertible, we can insert casts if they are convertible but not
1189       // compatible.  The reason for this is that we prefer to have resolved
1190       // functions but casted arguments if possible.
1191       //
1192       BasicBlock::iterator It = I;
1193
1194       // Convert over all of the call operands to their new types... but only
1195       // convert over the part that is not in the vararg section of the call.
1196       //
1197       for (unsigned i = 0; i != NewTy->getNumParams(); ++i)
1198         if (Params[i]->getType() != NewTy->getParamType(i)) {
1199           // Create a cast to convert it to the right type, we know that this
1200           // is a lossless cast...
1201           //
1202           Params[i] = new CastInst(Params[i], NewTy->getParamType(i),
1203                                    "callarg.cast." +
1204                                    Params[i]->getName(), It);
1205         }
1206       Meth = NewVal;  // Update call destination to new value
1207
1208     } else {                   // Changing an argument, must be in vararg area
1209       std::vector<Value*>::iterator OI =
1210         find(Params.begin(), Params.end(), OldVal);
1211       assert (OI != Params.end() && "Not using value!");
1212
1213       *OI = NewVal;
1214     }
1215
1216     Res = new CallInst(Meth, Params, Name);
1217     break;
1218   }
1219   default:
1220     assert(0 && "Expression convertible, but don't know how to convert?");
1221     return;
1222   }
1223
1224   // If the instruction was newly created, insert it into the instruction
1225   // stream.
1226   //
1227   BasicBlock::iterator It = I;
1228   assert(It != BB->end() && "Instruction not in own basic block??");
1229   BB->getInstList().insert(It, Res);   // Keep It pointing to old instruction
1230
1231   DEBUG(std::cerr << "COT CREATED: "  << (void*)Res << " " << *Res
1232                   << "In: " << (void*)I << " " << *I << "Out: " << (void*)Res
1233                   << " " << *Res);
1234
1235   // Add the instruction to the expression map
1236   VMC.ExprMap[I] = Res;
1237
1238   if (I->getType() != Res->getType())
1239     ConvertValueToNewType(I, Res, VMC, TD);
1240   else {
1241     bool FromStart = true;
1242     Value::use_iterator UI;
1243     while (1) {
1244       if (FromStart) UI = I->use_begin();
1245       if (UI == I->use_end()) break;
1246
1247       if (isa<ValueHandle>(*UI)) {
1248         ++UI;
1249         FromStart = false;
1250       } else {
1251         User *U = *UI;
1252         if (!FromStart) --UI;
1253         U->replaceUsesOfWith(I, Res);
1254         if (!FromStart) ++UI;
1255       }
1256     }
1257   }
1258 }
1259
1260
1261 ValueHandle::ValueHandle(ValueMapCache &VMC, Value *V)
1262   : Instruction(Type::VoidTy, UserOp1, ""), Cache(VMC) {
1263   //DEBUG(std::cerr << "VH AQUIRING: " << (void*)V << " " << V);
1264   Operands.push_back(Use(V, this));
1265 }
1266
1267 ValueHandle::ValueHandle(const ValueHandle &VH)
1268   : Instruction(Type::VoidTy, UserOp1, ""), Cache(VH.Cache) {
1269   //DEBUG(std::cerr << "VH AQUIRING: " << (void*)V << " " << V);
1270   Operands.push_back(Use((Value*)VH.getOperand(0), this));
1271 }
1272
1273 static void RecursiveDelete(ValueMapCache &Cache, Instruction *I) {
1274   if (!I || !I->use_empty()) return;
1275
1276   assert(I->getParent() && "Inst not in basic block!");
1277
1278   //DEBUG(std::cerr << "VH DELETING: " << (void*)I << " " << I);
1279
1280   for (User::op_iterator OI = I->op_begin(), OE = I->op_end();
1281        OI != OE; ++OI)
1282     if (Instruction *U = dyn_cast<Instruction>(OI)) {
1283       *OI = 0;
1284       RecursiveDelete(Cache, U);
1285     }
1286
1287   I->getParent()->getInstList().remove(I);
1288
1289   Cache.OperandsMapped.erase(I);
1290   Cache.ExprMap.erase(I);
1291   delete I;
1292 }
1293
1294 ValueHandle::~ValueHandle() {
1295   if (Operands[0]->hasOneUse()) {
1296     Value *V = Operands[0];
1297     Operands[0] = 0;   // Drop use!
1298
1299     // Now we just need to remove the old instruction so we don't get infinite
1300     // loops.  Note that we cannot use DCE because DCE won't remove a store
1301     // instruction, for example.
1302     //
1303     RecursiveDelete(Cache, dyn_cast<Instruction>(V));
1304   } else {
1305     //DEBUG(std::cerr << "VH RELEASING: " << (void*)Operands[0].get() << " "
1306     //                << Operands[0]->use_size() << " " << Operands[0]);
1307   }
1308 }
1309