lib/Transforms/Scalar/CodeGenPrepare.cpp

   1 //===- CodeGenPrepare.cpp - Prepare a function for code generation --------===//
   2 //
   3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
   4 //
   5 // This file is distributed under the University of Illinois Open Source
   6 // License. See LICENSE.TXT for details.
   7 //
   8 //===----------------------------------------------------------------------===//
   9 //
  10 // This pass munges the code in the input function to better prepare it for
  11 // SelectionDAG-based code generation. This works around limitations in it's
  12 // basic-block-at-a-time approach. It should eventually be removed.
  13 //
  14 //===----------------------------------------------------------------------===//
  15
  16 #define DEBUG_TYPE "codegenprepare"
  17 #include "llvm/Transforms/Scalar.h"
  18 #include "llvm/Constants.h"
  19 #include "llvm/DerivedTypes.h"
  20 #include "llvm/Function.h"
  21 #include "llvm/IRBuilder.h"
  22 #include "llvm/InlineAsm.h"
  23 #include "llvm/Instructions.h"
  24 #include "llvm/IntrinsicInst.h"
  25 #include "llvm/Pass.h"
  26 #include "llvm/ADT/DenseMap.h"
  27 #include "llvm/ADT/SmallSet.h"
  28 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
  29 #include "llvm/Analysis/Dominators.h"
  30 #include "llvm/Analysis/InstructionSimplify.h"
  31 #include "llvm/Analysis/ProfileInfo.h"
  32 #include "llvm/Assembly/Writer.h"
  33 #include "llvm/Support/CallSite.h"
  34 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
  35 #include "llvm/Support/Debug.h"
  36 #include "llvm/Support/GetElementPtrTypeIterator.h"
  37 #include "llvm/Support/PatternMatch.h"
  38 #include "llvm/Support/ValueHandle.h"
  39 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
  40 #include "llvm/Target/TargetData.h"
  41 #include "llvm/Target/TargetLibraryInfo.h"
  42 #include "llvm/Target/TargetLowering.h"
  43 #include "llvm/Transforms/Utils/AddrModeMatcher.h"
  44 #include "llvm/Transforms/Utils/BasicBlockUtils.h"
  45 #include "llvm/Transforms/Utils/BuildLibCalls.h"
  46 #include "llvm/Transforms/Utils/BypassSlowDivision.h"
  47 #include "llvm/Transforms/Utils/Local.h"
  48 using namespace llvm;
  49 using namespace llvm::PatternMatch;
  50
  51 STATISTIC(NumBlocksElim, "Number of blocks eliminated");
  52 STATISTIC(NumPHIsElim,   "Number of trivial PHIs eliminated");
  53 STATISTIC(NumGEPsElim,   "Number of GEPs converted to casts");
  54 STATISTIC(NumCmpUses, "Number of uses of Cmp expressions replaced with uses of "
  55                       "sunken Cmps");
  56 STATISTIC(NumCastUses, "Number of uses of Cast expressions replaced with uses "
  57                        "of sunken Casts");
  58 STATISTIC(NumMemoryInsts, "Number of memory instructions whose address "
  59                           "computations were sunk");
  60 STATISTIC(NumExtsMoved,  "Number of [s|z]ext instructions combined with loads");
  61 STATISTIC(NumExtUses,    "Number of uses of [s|z]ext instructions optimized");
  62 STATISTIC(NumRetsDup,    "Number of return instructions duplicated");
  63 STATISTIC(NumDbgValueMoved, "Number of debug value instructions moved");
  64 STATISTIC(NumSelectsExpanded, "Number of selects turned into branches");
  65
  66 static cl::opt<bool> DisableBranchOpts(
  67   "disable-cgp-branch-opts", cl::Hidden, cl::init(false),
  68   cl::desc("Disable branch optimizations in CodeGenPrepare"));
  69
  70 static cl::opt<bool> DisableSelectToBranch(
  71   "disable-cgp-select2branch", cl::Hidden, cl::init(false),
  72   cl::desc("Disable select to branch conversion."));
  73
  74 namespace {
  75   class CodeGenPrepare : public FunctionPass {
  76     /// TLI - Keep a pointer of a TargetLowering to consult for determining
  77     /// transformation profitability.
  78     const TargetLowering *TLI;
  79     const TargetLibraryInfo *TLInfo;
  80     DominatorTree *DT;
  81     ProfileInfo *PFI;
  82
  83     /// CurInstIterator - As we scan instructions optimizing them, this is the
  84     /// next instruction to optimize.  Xforms that can invalidate this should
  85     /// update it.
  86     BasicBlock::iterator CurInstIterator;
  87
  88     /// Keeps track of non-local addresses that have been sunk into a block.
  89     /// This allows us to avoid inserting duplicate code for blocks with
  90     /// multiple load/stores of the same address.
  91     DenseMap<Value*, Value*> SunkAddrs;
  92
  93     /// ModifiedDT - If CFG is modified in anyway, dominator tree may need to
  94     /// be updated.
  95     bool ModifiedDT;
  96
  97     /// OptSize - True if optimizing for size.
  98     bool OptSize;
  99
 100   public:
 101     static char ID; // Pass identification, replacement for typeid
 102     explicit CodeGenPrepare(const TargetLowering *tli = 0)
 103       : FunctionPass(ID), TLI(tli) {
 104         initializeCodeGenPreparePass(*PassRegistry::getPassRegistry());
 105       }
 106     bool runOnFunction(Function &F);
 107
 108     virtual void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
 109       AU.addPreserved<DominatorTree>();
 110       AU.addPreserved<ProfileInfo>();
 111       AU.addRequired<TargetLibraryInfo>();
 112     }
 113
 114   private:
 115     bool EliminateFallThrough(Function &F);
 116     bool EliminateMostlyEmptyBlocks(Function &F);
 117     bool CanMergeBlocks(const BasicBlock *BB, const BasicBlock *DestBB) const;
 118     void EliminateMostlyEmptyBlock(BasicBlock *BB);
 119     bool OptimizeBlock(BasicBlock &BB);
 120     bool OptimizeInst(Instruction *I);
 121     bool OptimizeMemoryInst(Instruction *I, Value *Addr, Type *AccessTy);
 122     bool OptimizeInlineAsmInst(CallInst *CS);
 123     bool OptimizeCallInst(CallInst *CI);
 124     bool MoveExtToFormExtLoad(Instruction *I);
 125     bool OptimizeExtUses(Instruction *I);
 126     bool OptimizeSelectInst(SelectInst *SI);
 127     bool DupRetToEnableTailCallOpts(ReturnInst *RI);
 128     bool PlaceDbgValues(Function &F);
 129   };
 130 }
 131
 132 char CodeGenPrepare::ID = 0;
 133 INITIALIZE_PASS_BEGIN(CodeGenPrepare, "codegenprepare",
 134                 "Optimize for code generation", false, false)
 135 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(TargetLibraryInfo)
 136 INITIALIZE_PASS_END(CodeGenPrepare, "codegenprepare",
 137                 "Optimize for code generation", false, false)
 138
 139 FunctionPass *llvm::createCodeGenPreparePass(const TargetLowering *TLI) {
 140   return new CodeGenPrepare(TLI);
 141 }
 142
 143 bool CodeGenPrepare::runOnFunction(Function &F) {
 144   bool EverMadeChange = false;
 145
 146   ModifiedDT = false;
 147   TLInfo = &getAnalysis<TargetLibraryInfo>();
 148   DT = getAnalysisIfAvailable<DominatorTree>();
 149   PFI = getAnalysisIfAvailable<ProfileInfo>();
 150   OptSize = F.hasFnAttr(Attribute::OptimizeForSize);
 151
 152   /// This optimization identifies DIV instructions that can be
 153   /// profitably bypassed and carried out with a shorter, faster divide.
 154   if (TLI && TLI->isSlowDivBypassed()) {
 155     const DenseMap<Type*, Type*> &BypassTypeMap = TLI->getBypassSlowDivTypes();
 156     for (Function::iterator I = F.begin(); I != F.end(); I++)
 157       EverMadeChange |= bypassSlowDivision(F, I, BypassTypeMap);
 158   }
 159
 160   // Eliminate blocks that contain only PHI nodes and an
 161   // unconditional branch.
 162   EverMadeChange |= EliminateMostlyEmptyBlocks(F);
 163
 164   // llvm.dbg.value is far away from the value then iSel may not be able
 165   // handle it properly. iSel will drop llvm.dbg.value if it can not
 166   // find a node corresponding to the value.
 167   EverMadeChange |= PlaceDbgValues(F);
 168
 169   bool MadeChange = true;
 170   while (MadeChange) {
 171     MadeChange = false;
 172     for (Function::iterator I = F.begin(), E = F.end(); I != E; ) {
 173       BasicBlock *BB = I++;
 174       MadeChange |= OptimizeBlock(*BB);
 175     }
 176     EverMadeChange |= MadeChange;
 177   }
 178
 179   SunkAddrs.clear();
 180
 181   if (!DisableBranchOpts) {
 182     MadeChange = false;
 183     SmallPtrSet<BasicBlock*, 8> WorkList;
 184     for (Function::iterator BB = F.begin(), E = F.end(); BB != E; ++BB) {
 185       SmallVector<BasicBlock*, 2> Successors(succ_begin(BB), succ_end(BB));
 186       MadeChange |= ConstantFoldTerminator(BB, true);
 187       if (!MadeChange) continue;
 188
 189       for (SmallVectorImpl<BasicBlock*>::iterator
 190              II = Successors.begin(), IE = Successors.end(); II != IE; ++II)
 191         if (pred_begin(*II) == pred_end(*II))
 192           WorkList.insert(*II);
 193     }
 194
 195     for (SmallPtrSet<BasicBlock*, 8>::iterator
 196            I = WorkList.begin(), E = WorkList.end(); I != E; ++I)
 197       DeleteDeadBlock(*I);
 198
 199     // Merge pairs of basic blocks with unconditional branches, connected by
 200     // a single edge.
 201     if (EverMadeChange || MadeChange)
 202       MadeChange |= EliminateFallThrough(F);
 203
 204     if (MadeChange)
 205       ModifiedDT = true;
 206     EverMadeChange |= MadeChange;
 207   }
 208
 209   if (ModifiedDT && DT)
 210     DT->DT->recalculate(F);
 211
 212   return EverMadeChange;
 213 }
 214
 215 /// EliminateFallThrough - Merge basic blocks which are connected
 216 /// by a single edge, where one of the basic blocks has a single successor
 217 /// pointing to the other basic block, which has a single predecessor.
 218 bool CodeGenPrepare::EliminateFallThrough(Function &F) {
 219   bool Changed = false;
 220   // Scan all of the blocks in the function, except for the entry block.
 221   for (Function::iterator I = ++F.begin(), E = F.end(); I != E; ) {
 222     BasicBlock *BB = I++;
 223     // If the destination block has a single pred, then this is a trivial
 224     // edge, just collapse it.
 225     BasicBlock *SinglePred = BB->getSinglePredecessor();
 226
 227     if (!SinglePred || SinglePred == BB) continue;
 228
 229     BranchInst *Term = dyn_cast<BranchInst>(SinglePred->getTerminator());
 230     if (Term && !Term->isConditional()) {
 231       Changed = true;
 232       DEBUG(dbgs() << "To merge:\n"<< *SinglePred << "\n\n\n");
 233       // Remember if SinglePred was the entry block of the function.
 234       // If so, we will need to move BB back to the entry position.
 235       bool isEntry = SinglePred == &SinglePred->getParent()->getEntryBlock();
 236       MergeBasicBlockIntoOnlyPred(BB, this);
 237
 238       if (isEntry && BB != &BB->getParent()->getEntryBlock())
 239         BB->moveBefore(&BB->getParent()->getEntryBlock());
 240
 241       // We have erased a block. Update the iterator.
 242       I = BB;
 243     }
 244   }
 245   return Changed;
 246 }
 247
 248 /// EliminateMostlyEmptyBlocks - eliminate blocks that contain only PHI nodes,
 249 /// debug info directives, and an unconditional branch.  Passes before isel
 250 /// (e.g. LSR/loopsimplify) often split edges in ways that are non-optimal for
 251 /// isel.  Start by eliminating these blocks so we can split them the way we
 252 /// want them.
 253 bool CodeGenPrepare::EliminateMostlyEmptyBlocks(Function &F) {
 254   bool MadeChange = false;
 255   // Note that this intentionally skips the entry block.
 256   for (Function::iterator I = ++F.begin(), E = F.end(); I != E; ) {
 257     BasicBlock *BB = I++;
 258
 259     // If this block doesn't end with an uncond branch, ignore it.
 260     BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(BB->getTerminator());
 261     if (!BI || !BI->isUnconditional())
 262       continue;
 263
 264     // If the instruction before the branch (skipping debug info) isn't a phi
 265     // node, then other stuff is happening here.
 266     BasicBlock::iterator BBI = BI;
 267     if (BBI != BB->begin()) {
 268       --BBI;
 269       while (isa<DbgInfoIntrinsic>(BBI)) {
 270         if (BBI == BB->begin())
 271           break;
 272         --BBI;
 273       }
 274       if (!isa<DbgInfoIntrinsic>(BBI) && !isa<PHINode>(BBI))
 275         continue;
 276     }
 277
 278     // Do not break infinite loops.
 279     BasicBlock *DestBB = BI->getSuccessor(0);
 280     if (DestBB == BB)
 281       continue;
 282
 283     if (!CanMergeBlocks(BB, DestBB))
 284       continue;
 285
 286     EliminateMostlyEmptyBlock(BB);
 287     MadeChange = true;
 288   }
 289   return MadeChange;
 290 }
 291
 292 /// CanMergeBlocks - Return true if we can merge BB into DestBB if there is a
 293 /// single uncond branch between them, and BB contains no other non-phi
 294 /// instructions.
 295 bool CodeGenPrepare::CanMergeBlocks(const BasicBlock *BB,
 296                                     const BasicBlock *DestBB) const {
 297   // We only want to eliminate blocks whose phi nodes are used by phi nodes in
 298   // the successor.  If there are more complex condition (e.g. preheaders),
 299   // don't mess around with them.
 300   BasicBlock::const_iterator BBI = BB->begin();
 301   while (const PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(BBI++)) {
 302     for (Value::const_use_iterator UI = PN->use_begin(), E = PN->use_end();
 303          UI != E; ++UI) {
 304       const Instruction *User = cast<Instruction>(*UI);
 305       if (User->getParent() != DestBB || !isa<PHINode>(User))
 306         return false;
 307       // If User is inside DestBB block and it is a PHINode then check
 308       // incoming value. If incoming value is not from BB then this is
 309       // a complex condition (e.g. preheaders) we want to avoid here.
 310       if (User->getParent() == DestBB) {
 311         if (const PHINode *UPN = dyn_cast<PHINode>(User))
 312           for (unsigned I = 0, E = UPN->getNumIncomingValues(); I != E; ++I) {
 313             Instruction *Insn = dyn_cast<Instruction>(UPN->getIncomingValue(I));
 314             if (Insn && Insn->getParent() == BB &&
 315                 Insn->getParent() != UPN->getIncomingBlock(I))
 316               return false;
 317           }
 318       }
 319     }
 320   }
 321
 322   // If BB and DestBB contain any common predecessors, then the phi nodes in BB
 323   // and DestBB may have conflicting incoming values for the block.  If so, we
 324   // can't merge the block.
 325   const PHINode *DestBBPN = dyn_cast<PHINode>(DestBB->begin());
 326   if (!DestBBPN) return true;  // no conflict.
 327
 328   // Collect the preds of BB.
 329   SmallPtrSet<const BasicBlock*, 16> BBPreds;
 330   if (const PHINode *BBPN = dyn_cast<PHINode>(BB->begin())) {
 331     // It is faster to get preds from a PHI than with pred_iterator.
 332     for (unsigned i = 0, e = BBPN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i)
 333       BBPreds.insert(BBPN->getIncomingBlock(i));
 334   } else {
 335     BBPreds.insert(pred_begin(BB), pred_end(BB));
 336   }
 337
 338   // Walk the preds of DestBB.
 339   for (unsigned i = 0, e = DestBBPN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
 340     BasicBlock *Pred = DestBBPN->getIncomingBlock(i);
 341     if (BBPreds.count(Pred)) {   // Common predecessor?
 342       BBI = DestBB->begin();
 343       while (const PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(BBI++)) {
 344         const Value *V1 = PN->getIncomingValueForBlock(Pred);
 345         const Value *V2 = PN->getIncomingValueForBlock(BB);
 346
 347         // If V2 is a phi node in BB, look up what the mapped value will be.
 348         if (const PHINode *V2PN = dyn_cast<PHINode>(V2))
 349           if (V2PN->getParent() == BB)
 350             V2 = V2PN->getIncomingValueForBlock(Pred);
 351
 352         // If there is a conflict, bail out.
 353         if (V1 != V2) return false;
 354       }
 355     }
 356   }
 357
 358   return true;
 359 }
 360
 361
 362 /// EliminateMostlyEmptyBlock - Eliminate a basic block that have only phi's and
 363 /// an unconditional branch in it.
 364 void CodeGenPrepare::EliminateMostlyEmptyBlock(BasicBlock *BB) {
 365   BranchInst *BI = cast<BranchInst>(BB->getTerminator());
 366   BasicBlock *DestBB = BI->getSuccessor(0);
 367
 368   DEBUG(dbgs() << "MERGING MOSTLY EMPTY BLOCKS - BEFORE:\n" << *BB << *DestBB);
 369
 370   // If the destination block has a single pred, then this is a trivial edge,
 371   // just collapse it.
 372   if (BasicBlock *SinglePred = DestBB->getSinglePredecessor()) {
 373     if (SinglePred != DestBB) {
 374       // Remember if SinglePred was the entry block of the function.  If so, we
 375       // will need to move BB back to the entry position.
 376       bool isEntry = SinglePred == &SinglePred->getParent()->getEntryBlock();
 377       MergeBasicBlockIntoOnlyPred(DestBB, this);
 378
 379       if (isEntry && BB != &BB->getParent()->getEntryBlock())
 380         BB->moveBefore(&BB->getParent()->getEntryBlock());
 381
 382       DEBUG(dbgs() << "AFTER:\n" << *DestBB << "\n\n\n");
 383       return;
 384     }
 385   }
 386
 387   // Otherwise, we have multiple predecessors of BB.  Update the PHIs in DestBB
 388   // to handle the new incoming edges it is about to have.
 389   PHINode *PN;
 390   for (BasicBlock::iterator BBI = DestBB->begin();
 391        (PN = dyn_cast<PHINode>(BBI)); ++BBI) {
 392     // Remove the incoming value for BB, and remember it.
 393     Value *InVal = PN->removeIncomingValue(BB, false);
 394
 395     // Two options: either the InVal is a phi node defined in BB or it is some
 396     // value that dominates BB.
 397     PHINode *InValPhi = dyn_cast<PHINode>(InVal);
 398     if (InValPhi && InValPhi->getParent() == BB) {
 399       // Add all of the input values of the input PHI as inputs of this phi.
 400       for (unsigned i = 0, e = InValPhi->getNumIncomingValues(); i != e; ++i)
 401         PN->addIncoming(InValPhi->getIncomingValue(i),
 402                         InValPhi->getIncomingBlock(i));
 403     } else {
 404       // Otherwise, add one instance of the dominating value for each edge that
 405       // we will be adding.
 406       if (PHINode *BBPN = dyn_cast<PHINode>(BB->begin())) {
 407         for (unsigned i = 0, e = BBPN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i)
 408           PN->addIncoming(InVal, BBPN->getIncomingBlock(i));
 409       } else {
 410         for (pred_iterator PI = pred_begin(BB), E = pred_end(BB); PI != E; ++PI)
 411           PN->addIncoming(InVal, *PI);
 412       }
 413     }
 414   }
 415
 416   // The PHIs are now updated, change everything that refers to BB to use
 417   // DestBB and remove BB.
 418   BB->replaceAllUsesWith(DestBB);
 419   if (DT && !ModifiedDT) {
 420     BasicBlock *BBIDom  = DT->getNode(BB)->getIDom()->getBlock();
 421     BasicBlock *DestBBIDom = DT->getNode(DestBB)->getIDom()->getBlock();
 422     BasicBlock *NewIDom = DT->findNearestCommonDominator(BBIDom, DestBBIDom);
 423     DT->changeImmediateDominator(DestBB, NewIDom);
 424     DT->eraseNode(BB);
 425   }
 426   if (PFI) {
 427     PFI->replaceAllUses(BB, DestBB);
 428     PFI->removeEdge(ProfileInfo::getEdge(BB, DestBB));
 429   }
 430   BB->eraseFromParent();
 431   ++NumBlocksElim;
 432
 433   DEBUG(dbgs() << "AFTER:\n" << *DestBB << "\n\n\n");
 434 }
 435
 436 /// OptimizeNoopCopyExpression - If the specified cast instruction is a noop
 437 /// copy (e.g. it's casting from one pointer type to another, i32->i8 on PPC),
 438 /// sink it into user blocks to reduce the number of virtual
 439 /// registers that must be created and coalesced.
 440 ///
 441 /// Return true if any changes are made.
 442 ///
 443 static bool OptimizeNoopCopyExpression(CastInst *CI, const TargetLowering &TLI){
 444   // If this is a noop copy,
 445   EVT SrcVT = TLI.getValueType(CI->getOperand(0)->getType());
 446   EVT DstVT = TLI.getValueType(CI->getType());
 447
 448   // This is an fp<->int conversion?
 449   if (SrcVT.isInteger() != DstVT.isInteger())
 450     return false;
 451
 452   // If this is an extension, it will be a zero or sign extension, which
 453   // isn't a noop.
 454   if (SrcVT.bitsLT(DstVT)) return false;
 455
 456   // If these values will be promoted, find out what they will be promoted
 457   // to.  This helps us consider truncates on PPC as noop copies when they
 458   // are.
 459   if (TLI.getTypeAction(CI->getContext(), SrcVT) ==
 460       TargetLowering::TypePromoteInteger)
 461     SrcVT = TLI.getTypeToTransformTo(CI->getContext(), SrcVT);
 462   if (TLI.getTypeAction(CI->getContext(), DstVT) ==
 463       TargetLowering::TypePromoteInteger)
 464     DstVT = TLI.getTypeToTransformTo(CI->getContext(), DstVT);
 465
 466   // If, after promotion, these are the same types, this is a noop copy.
 467   if (SrcVT != DstVT)
 468     return false;
 469
 470   BasicBlock *DefBB = CI->getParent();
 471
 472   /// InsertedCasts - Only insert a cast in each block once.
 473   DenseMap<BasicBlock*, CastInst*> InsertedCasts;
 474
 475   bool MadeChange = false;
 476   for (Value::use_iterator UI = CI->use_begin(), E = CI->use_end();
 477        UI != E; ) {
 478     Use &TheUse = UI.getUse();
 479     Instruction *User = cast<Instruction>(*UI);
 480
 481     // Figure out which BB this cast is used in.  For PHI's this is the
 482     // appropriate predecessor block.
 483     BasicBlock *UserBB = User->getParent();
 484     if (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(User)) {
 485       UserBB = PN->getIncomingBlock(UI);
 486     }
 487
 488     // Preincrement use iterator so we don't invalidate it.
 489     ++UI;
 490
 491     // If this user is in the same block as the cast, don't change the cast.
 492     if (UserBB == DefBB) continue;
 493
 494     // If we have already inserted a cast into this block, use it.
 495     CastInst *&InsertedCast = InsertedCasts[UserBB];
 496
 497     if (!InsertedCast) {
 498       BasicBlock::iterator InsertPt = UserBB->getFirstInsertionPt();
 499       InsertedCast =
 500         CastInst::Create(CI->getOpcode(), CI->getOperand(0), CI->getType(), "",
 501                          InsertPt);
 502       MadeChange = true;
 503     }
 504
 505     // Replace a use of the cast with a use of the new cast.
 506     TheUse = InsertedCast;
 507     ++NumCastUses;
 508   }
 509
 510   // If we removed all uses, nuke the cast.
 511   if (CI->use_empty()) {
 512     CI->eraseFromParent();
 513     MadeChange = true;
 514   }
 515
 516   return MadeChange;
 517 }
 518
 519 /// OptimizeCmpExpression - sink the given CmpInst into user blocks to reduce
 520 /// the number of virtual registers that must be created and coalesced.  This is
 521 /// a clear win except on targets with multiple condition code registers
 522 ///  (PowerPC), where it might lose; some adjustment may be wanted there.
 523 ///
 524 /// Return true if any changes are made.
 525 static bool OptimizeCmpExpression(CmpInst *CI) {
 526   BasicBlock *DefBB = CI->getParent();
 527
 528   /// InsertedCmp - Only insert a cmp in each block once.
 529   DenseMap<BasicBlock*, CmpInst*> InsertedCmps;
 530
 531   bool MadeChange = false;
 532   for (Value::use_iterator UI = CI->use_begin(), E = CI->use_end();
 533        UI != E; ) {
 534     Use &TheUse = UI.getUse();
 535     Instruction *User = cast<Instruction>(*UI);
 536
 537     // Preincrement use iterator so we don't invalidate it.
 538     ++UI;
 539
 540     // Don't bother for PHI nodes.
 541     if (isa<PHINode>(User))
 542       continue;
 543
 544     // Figure out which BB this cmp is used in.
 545     BasicBlock *UserBB = User->getParent();
 546
 547     // If this user is in the same block as the cmp, don't change the cmp.
 548     if (UserBB == DefBB) continue;
 549
 550     // If we have already inserted a cmp into this block, use it.
 551     CmpInst *&InsertedCmp = InsertedCmps[UserBB];
 552
 553     if (!InsertedCmp) {
 554       BasicBlock::iterator InsertPt = UserBB->getFirstInsertionPt();
 555       InsertedCmp =
 556         CmpInst::Create(CI->getOpcode(),
 557                         CI->getPredicate(),  CI->getOperand(0),
 558                         CI->getOperand(1), "", InsertPt);
 559       MadeChange = true;
 560     }
 561
 562     // Replace a use of the cmp with a use of the new cmp.
 563     TheUse = InsertedCmp;
 564     ++NumCmpUses;
 565   }
 566
 567   // If we removed all uses, nuke the cmp.
 568   if (CI->use_empty())
 569     CI->eraseFromParent();
 570
 571   return MadeChange;
 572 }
 573
 574 namespace {
 575 class CodeGenPrepareFortifiedLibCalls : public SimplifyFortifiedLibCalls {
 576 protected:
 577   void replaceCall(Value *With) {
 578     CI->replaceAllUsesWith(With);
 579     CI->eraseFromParent();
 580   }
 581   bool isFoldable(unsigned SizeCIOp, unsigned, bool) const {
 582       if (ConstantInt *SizeCI =
 583                              dyn_cast<ConstantInt>(CI->getArgOperand(SizeCIOp)))
 584         return SizeCI->isAllOnesValue();
 585     return false;
 586   }
 587 };
 588 } // end anonymous namespace
 589
 590 bool CodeGenPrepare::OptimizeCallInst(CallInst *CI) {
 591   BasicBlock *BB = CI->getParent();
 592
 593   // Lower inline assembly if we can.
 594   // If we found an inline asm expession, and if the target knows how to
 595   // lower it to normal LLVM code, do so now.
 596   if (TLI && isa<InlineAsm>(CI->getCalledValue())) {
 597     if (TLI->ExpandInlineAsm(CI)) {
 598       // Avoid invalidating the iterator.
 599       CurInstIterator = BB->begin();
 600       // Avoid processing instructions out of order, which could cause
 601       // reuse before a value is defined.
 602       SunkAddrs.clear();
 603       return true;
 604     }
 605     // Sink address computing for memory operands into the block.
 606     if (OptimizeInlineAsmInst(CI))
 607       return true;
 608   }
 609
 610   // Lower all uses of llvm.objectsize.*
 611   IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(CI);
 612   if (II && II->getIntrinsicID() == Intrinsic::objectsize) {
 613     bool Min = (cast<ConstantInt>(II->getArgOperand(1))->getZExtValue() == 1);
 614     Type *ReturnTy = CI->getType();
 615     Constant *RetVal = ConstantInt::get(ReturnTy, Min ? 0 : -1ULL);
 616
 617     // Substituting this can cause recursive simplifications, which can
 618     // invalidate our iterator.  Use a WeakVH to hold onto it in case this
 619     // happens.
 620     WeakVH IterHandle(CurInstIterator);
 621
 622     replaceAndRecursivelySimplify(CI, RetVal, TLI ? TLI->getTargetData() : 0,
 623                                   TLInfo, ModifiedDT ? 0 : DT);
 624
 625     // If the iterator instruction was recursively deleted, start over at the
 626     // start of the block.
 627     if (IterHandle != CurInstIterator) {
 628       CurInstIterator = BB->begin();
 629       SunkAddrs.clear();
 630     }
 631     return true;
 632   }
 633
 634   if (II && TLI) {
 635     SmallVector<Value*, 2> PtrOps;
 636     Type *AccessTy;
 637     if (TLI->GetAddrModeArguments(II, PtrOps, AccessTy))
 638       while (!PtrOps.empty())
 639         if (OptimizeMemoryInst(II, PtrOps.pop_back_val(), AccessTy))
 640           return true;
 641   }
 642
 643   // From here on out we're working with named functions.
 644   if (CI->getCalledFunction() == 0) return false;
 645
 646   // We'll need TargetData from here on out.
 647   const TargetData *TD = TLI ? TLI->getTargetData() : 0;
 648   if (!TD) return false;
 649
 650   // Lower all default uses of _chk calls.  This is very similar
 651   // to what InstCombineCalls does, but here we are only lowering calls
 652   // that have the default "don't know" as the objectsize.  Anything else
 653   // should be left alone.
 654   CodeGenPrepareFortifiedLibCalls Simplifier;
 655   return Simplifier.fold(CI, TD, TLInfo);
 656 }
 657
 658 /// DupRetToEnableTailCallOpts - Look for opportunities to duplicate return
 659 /// instructions to the predecessor to enable tail call optimizations. The
 660 /// case it is currently looking for is:
 661 /// @code
 662 /// bb0:
 663 ///   %tmp0 = tail call i32 @f0()
 664 ///   br label %return
 665 /// bb1:
 666 ///   %tmp1 = tail call i32 @f1()
 667 ///   br label %return
 668 /// bb2:
 669 ///   %tmp2 = tail call i32 @f2()
 670 ///   br label %return
 671 /// return:
 672 ///   %retval = phi i32 [ %tmp0, %bb0 ], [ %tmp1, %bb1 ], [ %tmp2, %bb2 ]
 673 ///   ret i32 %retval
 674 /// @endcode
 675 ///
 676 /// =>
 677 ///
 678 /// @code
 679 /// bb0:
 680 ///   %tmp0 = tail call i32 @f0()
 681 ///   ret i32 %tmp0
 682 /// bb1:
 683 ///   %tmp1 = tail call i32 @f1()
 684 ///   ret i32 %tmp1
 685 /// bb2:
 686 ///   %tmp2 = tail call i32 @f2()
 687 ///   ret i32 %tmp2
 688 /// @endcode
 689 bool CodeGenPrepare::DupRetToEnableTailCallOpts(ReturnInst *RI) {
 690   if (!TLI)
 691     return false;
 692
 693   PHINode *PN = 0;
 694   BitCastInst *BCI = 0;
 695   Value *V = RI->getReturnValue();
 696   if (V) {
 697     BCI = dyn_cast<BitCastInst>(V);
 698     if (BCI)
 699       V = BCI->getOperand(0);
 700
 701     PN = dyn_cast<PHINode>(V);
 702     if (!PN)
 703       return false;
 704   }
 705
 706   BasicBlock *BB = RI->getParent();
 707   if (PN && PN->getParent() != BB)
 708     return false;
 709
 710   // It's not safe to eliminate the sign / zero extension of the return value.
 711   // See llvm::isInTailCallPosition().
 712   const Function *F = BB->getParent();
 713   Attributes CallerRetAttr = F->getAttributes().getRetAttributes();
 714   if ((CallerRetAttr & Attribute::ZExt) || (CallerRetAttr & Attribute::SExt))
 715     return false;
 716
 717   // Make sure there are no instructions between the PHI and return, or that the
 718   // return is the first instruction in the block.
 719   if (PN) {
 720     BasicBlock::iterator BI = BB->begin();
 721     do { ++BI; } while (isa<DbgInfoIntrinsic>(BI));
 722     if (&*BI == BCI)
 723       // Also skip over the bitcast.
 724       ++BI;
 725     if (&*BI != RI)
 726       return false;
 727   } else {
 728     BasicBlock::iterator BI = BB->begin();
 729     while (isa<DbgInfoIntrinsic>(BI)) ++BI;
 730     if (&*BI != RI)
 731       return false;
 732   }
 733
 734   /// Only dup the ReturnInst if the CallInst is likely to be emitted as a tail
 735   /// call.
 736   SmallVector<CallInst*, 4> TailCalls;
 737   if (PN) {
 738     for (unsigned I = 0, E = PN->getNumIncomingValues(); I != E; ++I) {
 739       CallInst *CI = dyn_cast<CallInst>(PN->getIncomingValue(I));
 740       // Make sure the phi value is indeed produced by the tail call.
 741       if (CI && CI->hasOneUse() && CI->getParent() == PN->getIncomingBlock(I) &&
 742           TLI->mayBeEmittedAsTailCall(CI))
 743         TailCalls.push_back(CI);
 744     }
 745   } else {
 746     SmallPtrSet<BasicBlock*, 4> VisitedBBs;
 747     for (pred_iterator PI = pred_begin(BB), PE = pred_end(BB); PI != PE; ++PI) {
 748       if (!VisitedBBs.insert(*PI))
 749         continue;
 750
 751       BasicBlock::InstListType &InstList = (*PI)->getInstList();
 752       BasicBlock::InstListType::reverse_iterator RI = InstList.rbegin();
 753       BasicBlock::InstListType::reverse_iterator RE = InstList.rend();
 754       do { ++RI; } while (RI != RE && isa<DbgInfoIntrinsic>(&*RI));
 755       if (RI == RE)
 756         continue;
 757
 758       CallInst *CI = dyn_cast<CallInst>(&*RI);
 759       if (CI && CI->use_empty() && TLI->mayBeEmittedAsTailCall(CI))
 760         TailCalls.push_back(CI);
 761     }
 762   }
 763
 764   bool Changed = false;
 765   for (unsigned i = 0, e = TailCalls.size(); i != e; ++i) {
 766     CallInst *CI = TailCalls[i];
 767     CallSite CS(CI);
 768
 769     // Conservatively require the attributes of the call to match those of the
 770     // return. Ignore noalias because it doesn't affect the call sequence.
 771     Attributes CalleeRetAttr = CS.getAttributes().getRetAttributes();
 772     if ((CalleeRetAttr ^ CallerRetAttr) & ~Attribute::NoAlias)
 773       continue;
 774
 775     // Make sure the call instruction is followed by an unconditional branch to
 776     // the return block.
 777     BasicBlock *CallBB = CI->getParent();
 778     BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(CallBB->getTerminator());
 779     if (!BI || !BI->isUnconditional() || BI->getSuccessor(0) != BB)
 780       continue;
 781
 782     // Duplicate the return into CallBB.
 783     (void)FoldReturnIntoUncondBranch(RI, BB, CallBB);
 784     ModifiedDT = Changed = true;
 785     ++NumRetsDup;
 786   }
 787
 788   // If we eliminated all predecessors of the block, delete the block now.
 789   if (Changed && pred_begin(BB) == pred_end(BB))
 790     BB->eraseFromParent();
 791
 792   return Changed;
 793 }
 794
 795 //===----------------------------------------------------------------------===//
 796 // Memory Optimization
 797 //===----------------------------------------------------------------------===//
 798
 799 /// IsNonLocalValue - Return true if the specified values are defined in a
 800 /// different basic block than BB.
 801 static bool IsNonLocalValue(Value *V, BasicBlock *BB) {
 802   if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V))
 803     return I->getParent() != BB;
 804   return false;
 805 }
 806
 807 /// OptimizeMemoryInst - Load and Store Instructions often have
 808 /// addressing modes that can do significant amounts of computation.  As such,
 809 /// instruction selection will try to get the load or store to do as much
 810 /// computation as possible for the program.  The problem is that isel can only
 811 /// see within a single block.  As such, we sink as much legal addressing mode
 812 /// stuff into the block as possible.
 813 ///
 814 /// This method is used to optimize both load/store and inline asms with memory
 815 /// operands.
 816 bool CodeGenPrepare::OptimizeMemoryInst(Instruction *MemoryInst, Value *Addr,
 817                                         Type *AccessTy) {
 818   Value *Repl = Addr;
 819
 820   // Try to collapse single-value PHI nodes.  This is necessary to undo
 821   // unprofitable PRE transformations.
 822   SmallVector<Value*, 8> worklist;
 823   SmallPtrSet<Value*, 16> Visited;
 824   worklist.push_back(Addr);
 825
 826   // Use a worklist to iteratively look through PHI nodes, and ensure that
 827   // the addressing mode obtained from the non-PHI roots of the graph
 828   // are equivalent.
 829   Value *Consensus = 0;
 830   unsigned NumUsesConsensus = 0;
 831   bool IsNumUsesConsensusValid = false;
 832   SmallVector<Instruction*, 16> AddrModeInsts;
 833   ExtAddrMode AddrMode;
 834   while (!worklist.empty()) {
 835     Value *V = worklist.back();
 836     worklist.pop_back();
 837
 838     // Break use-def graph loops.
 839     if (!Visited.insert(V)) {
 840       Consensus = 0;
 841       break;
 842     }
 843
 844     // For a PHI node, push all of its incoming values.
 845     if (PHINode *P = dyn_cast<PHINode>(V)) {
 846       for (unsigned i = 0, e = P->getNumIncomingValues(); i != e; ++i)
 847         worklist.push_back(P->getIncomingValue(i));
 848       continue;
 849     }
 850
 851     // For non-PHIs, determine the addressing mode being computed.
 852     SmallVector<Instruction*, 16> NewAddrModeInsts;
 853     ExtAddrMode NewAddrMode =
 854       AddressingModeMatcher::Match(V, AccessTy, MemoryInst,
 855                                    NewAddrModeInsts, *TLI);
 856
 857     // This check is broken into two cases with very similar code to avoid using
 858     // getNumUses() as much as possible. Some values have a lot of uses, so
 859     // calling getNumUses() unconditionally caused a significant compile-time
 860     // regression.
 861     if (!Consensus) {
 862       Consensus = V;
 863       AddrMode = NewAddrMode;
 864       AddrModeInsts = NewAddrModeInsts;
 865       continue;
 866     } else if (NewAddrMode == AddrMode) {
 867       if (!IsNumUsesConsensusValid) {
 868         NumUsesConsensus = Consensus->getNumUses();
 869         IsNumUsesConsensusValid = true;
 870       }
 871
 872       // Ensure that the obtained addressing mode is equivalent to that obtained
 873       // for all other roots of the PHI traversal.  Also, when choosing one
 874       // such root as representative, select the one with the most uses in order
 875       // to keep the cost modeling heuristics in AddressingModeMatcher
 876       // applicable.
 877       unsigned NumUses = V->getNumUses();
 878       if (NumUses > NumUsesConsensus) {
 879         Consensus = V;
 880         NumUsesConsensus = NumUses;
 881         AddrModeInsts = NewAddrModeInsts;
 882       }
 883       continue;
 884     }
 885
 886     Consensus = 0;
 887     break;
 888   }
 889
 890   // If the addressing mode couldn't be determined, or if multiple different
 891   // ones were determined, bail out now.
 892   if (!Consensus) return false;
 893
 894   // Check to see if any of the instructions supersumed by this addr mode are
 895   // non-local to I's BB.
 896   bool AnyNonLocal = false;
 897   for (unsigned i = 0, e = AddrModeInsts.size(); i != e; ++i) {
 898     if (IsNonLocalValue(AddrModeInsts[i], MemoryInst->getParent())) {
 899       AnyNonLocal = true;
 900       break;
 901     }
 902   }
 903
 904   // If all the instructions matched are already in this BB, don't do anything.
 905   if (!AnyNonLocal) {
 906     DEBUG(dbgs() << "CGP: Found      local addrmode: " << AddrMode << "\n");
 907     return false;
 908   }
 909
 910   // Insert this computation right after this user.  Since our caller is
 911   // scanning from the top of the BB to the bottom, reuse of the expr are
 912   // guaranteed to happen later.
 913   IRBuilder<> Builder(MemoryInst);
 914
 915   // Now that we determined the addressing expression we want to use and know
 916   // that we have to sink it into this block.  Check to see if we have already
 917   // done this for some other load/store instr in this block.  If so, reuse the
 918   // computation.
 919   Value *&SunkAddr = SunkAddrs[Addr];
 920   if (SunkAddr) {
 921     DEBUG(dbgs() << "CGP: Reusing nonlocal addrmode: " << AddrMode << " for "
 922                  << *MemoryInst);
 923     if (SunkAddr->getType() != Addr->getType())
 924       SunkAddr = Builder.CreateBitCast(SunkAddr, Addr->getType());
 925   } else {
 926     DEBUG(dbgs() << "CGP: SINKING nonlocal addrmode: " << AddrMode << " for "
 927                  << *MemoryInst);
 928     Type *IntPtrTy =
 929           TLI->getTargetData()->getIntPtrType(AccessTy->getContext());
 930
 931     Value *Result = 0;
 932
 933     // Start with the base register. Do this first so that subsequent address
 934     // matching finds it last, which will prevent it from trying to match it
 935     // as the scaled value in case it happens to be a mul. That would be
 936     // problematic if we've sunk a different mul for the scale, because then
 937     // we'd end up sinking both muls.
 938     if (AddrMode.BaseReg) {
 939       Value *V = AddrMode.BaseReg;
 940       if (V->getType()->isPointerTy())
 941         V = Builder.CreatePtrToInt(V, IntPtrTy, "sunkaddr");
 942       if (V->getType() != IntPtrTy)
 943         V = Builder.CreateIntCast(V, IntPtrTy, /*isSigned=*/true, "sunkaddr");
 944       Result = V;
 945     }
 946
 947     // Add the scale value.
 948     if (AddrMode.Scale) {
 949       Value *V = AddrMode.ScaledReg;
 950       if (V->getType() == IntPtrTy) {
 951         // done.
 952       } else if (V->getType()->isPointerTy()) {
 953         V = Builder.CreatePtrToInt(V, IntPtrTy, "sunkaddr");
 954       } else if (cast<IntegerType>(IntPtrTy)->getBitWidth() <
 955                  cast<IntegerType>(V->getType())->getBitWidth()) {
 956         V = Builder.CreateTrunc(V, IntPtrTy, "sunkaddr");
 957       } else {
 958         V = Builder.CreateSExt(V, IntPtrTy, "sunkaddr");
 959       }
 960       if (AddrMode.Scale != 1)
 961         V = Builder.CreateMul(V, ConstantInt::get(IntPtrTy, AddrMode.Scale),
 962                               "sunkaddr");
 963       if (Result)
 964         Result = Builder.CreateAdd(Result, V, "sunkaddr");
 965       else
 966         Result = V;
 967     }
 968
 969     // Add in the BaseGV if present.
 970     if (AddrMode.BaseGV) {
 971       Value *V = Builder.CreatePtrToInt(AddrMode.BaseGV, IntPtrTy, "sunkaddr");
 972       if (Result)
 973         Result = Builder.CreateAdd(Result, V, "sunkaddr");
 974       else
 975         Result = V;
 976     }
 977
 978     // Add in the Base Offset if present.
 979     if (AddrMode.BaseOffs) {
 980       Value *V = ConstantInt::get(IntPtrTy, AddrMode.BaseOffs);
 981       if (Result)
 982         Result = Builder.CreateAdd(Result, V, "sunkaddr");
 983       else
 984         Result = V;
 985     }
 986
 987     if (Result == 0)
 988       SunkAddr = Constant::getNullValue(Addr->getType());
 989     else
 990       SunkAddr = Builder.CreateIntToPtr(Result, Addr->getType(), "sunkaddr");
 991   }
 992
 993   MemoryInst->replaceUsesOfWith(Repl, SunkAddr);
 994
 995   // If we have no uses, recursively delete the value and all dead instructions
 996   // using it.
 997   if (Repl->use_empty()) {
 998     // This can cause recursive deletion, which can invalidate our iterator.
 999     // Use a WeakVH to hold onto it in case this happens.
1000     WeakVH IterHandle(CurInstIterator);
1001     BasicBlock *BB = CurInstIterator->getParent();
1002
1003     RecursivelyDeleteTriviallyDeadInstructions(Repl, TLInfo);
1004
1005     if (IterHandle != CurInstIterator) {
1006       // If the iterator instruction was recursively deleted, start over at the
1007       // start of the block.
1008       CurInstIterator = BB->begin();
1009       SunkAddrs.clear();
1010     } else {
1011       // This address is now available for reassignment, so erase the table
1012       // entry; we don't want to match some completely different instruction.
1013       SunkAddrs[Addr] = 0;
1014     }
1015   }
1016   ++NumMemoryInsts;
1017   return true;
1018 }
1019
1020 /// OptimizeInlineAsmInst - If there are any memory operands, use
1021 /// OptimizeMemoryInst to sink their address computing into the block when
1022 /// possible / profitable.
1023 bool CodeGenPrepare::OptimizeInlineAsmInst(CallInst *CS) {
1024   bool MadeChange = false;
1025
1026   TargetLowering::AsmOperandInfoVector
1027     TargetConstraints = TLI->ParseConstraints(CS);
1028   unsigned ArgNo = 0;
1029   for (unsigned i = 0, e = TargetConstraints.size(); i != e; ++i) {
1030     TargetLowering::AsmOperandInfo &OpInfo = TargetConstraints[i];
1031
1032     // Compute the constraint code and ConstraintType to use.
1033     TLI->ComputeConstraintToUse(OpInfo, SDValue());
1034
1035     if (OpInfo.ConstraintType == TargetLowering::C_Memory &&
1036         OpInfo.isIndirect) {
1037       Value *OpVal = CS->getArgOperand(ArgNo++);
1038       MadeChange |= OptimizeMemoryInst(CS, OpVal, OpVal->getType());
1039     } else if (OpInfo.Type == InlineAsm::isInput)
1040       ArgNo++;
1041   }
1042
1043   return MadeChange;
1044 }
1045
1046 /// MoveExtToFormExtLoad - Move a zext or sext fed by a load into the same
1047 /// basic block as the load, unless conditions are unfavorable. This allows
1048 /// SelectionDAG to fold the extend into the load.
1049 ///
1050 bool CodeGenPrepare::MoveExtToFormExtLoad(Instruction *I) {
1051   // Look for a load being extended.
1052   LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(I->getOperand(0));
1053   if (!LI) return false;
1054
1055   // If they're already in the same block, there's nothing to do.
1056   if (LI->getParent() == I->getParent())
1057     return false;
1058
1059   // If the load has other users and the truncate is not free, this probably
1060   // isn't worthwhile.
1061   if (!LI->hasOneUse() &&
1062       TLI && (TLI->isTypeLegal(TLI->getValueType(LI->getType())) ||
1063               !TLI->isTypeLegal(TLI->getValueType(I->getType()))) &&
1064       !TLI->isTruncateFree(I->getType(), LI->getType()))
1065     return false;
1066
1067   // Check whether the target supports casts folded into loads.
1068   unsigned LType;
1069   if (isa<ZExtInst>(I))
1070     LType = ISD::ZEXTLOAD;
1071   else {
1072     assert(isa<SExtInst>(I) && "Unexpected ext type!");
1073     LType = ISD::SEXTLOAD;
1074   }
1075   if (TLI && !TLI->isLoadExtLegal(LType, TLI->getValueType(LI->getType())))
1076     return false;
1077
1078   // Move the extend into the same block as the load, so that SelectionDAG
1079   // can fold it.
1080   I->removeFromParent();
1081   I->insertAfter(LI);
1082   ++NumExtsMoved;
1083   return true;
1084 }
1085
1086 bool CodeGenPrepare::OptimizeExtUses(Instruction *I) {
1087   BasicBlock *DefBB = I->getParent();
1088
1089   // If the result of a {s|z}ext and its source are both live out, rewrite all
1090   // other uses of the source with result of extension.
1091   Value *Src = I->getOperand(0);
1092   if (Src->hasOneUse())
1093     return false;
1094
1095   // Only do this xform if truncating is free.
1096   if (TLI && !TLI->isTruncateFree(I->getType(), Src->getType()))
1097     return false;
1098
1099   // Only safe to perform the optimization if the source is also defined in
1100   // this block.
1101   if (!isa<Instruction>(Src) || DefBB != cast<Instruction>(Src)->getParent())
1102     return false;
1103
1104   bool DefIsLiveOut = false;
1105   for (Value::use_iterator UI = I->use_begin(), E = I->use_end();
1106        UI != E; ++UI) {
1107     Instruction *User = cast<Instruction>(*UI);
1108
1109     // Figure out which BB this ext is used in.
1110     BasicBlock *UserBB = User->getParent();
1111     if (UserBB == DefBB) continue;
1112     DefIsLiveOut = true;
1113     break;
1114   }
1115   if (!DefIsLiveOut)
1116     return false;
1117
1118   // Make sure non of the uses are PHI nodes.
1119   for (Value::use_iterator UI = Src->use_begin(), E = Src->use_end();
1120        UI != E; ++UI) {
1121     Instruction *User = cast<Instruction>(*UI);
1122     BasicBlock *UserBB = User->getParent();
1123     if (UserBB == DefBB) continue;
1124     // Be conservative. We don't want this xform to end up introducing
1125     // reloads just before load / store instructions.
1126     if (isa<PHINode>(User) || isa<LoadInst>(User) || isa<StoreInst>(User))
1127       return false;
1128   }
1129
1130   // InsertedTruncs - Only insert one trunc in each block once.
1131   DenseMap<BasicBlock*, Instruction*> InsertedTruncs;
1132
1133   bool MadeChange = false;
1134   for (Value::use_iterator UI = Src->use_begin(), E = Src->use_end();
1135        UI != E; ++UI) {
1136     Use &TheUse = UI.getUse();
1137     Instruction *User = cast<Instruction>(*UI);
1138
1139     // Figure out which BB this ext is used in.
1140     BasicBlock *UserBB = User->getParent();
1141     if (UserBB == DefBB) continue;
1142
1143     // Both src and def are live in this block. Rewrite the use.
1144     Instruction *&InsertedTrunc = InsertedTruncs[UserBB];
1145
1146     if (!InsertedTrunc) {
1147       BasicBlock::iterator InsertPt = UserBB->getFirstInsertionPt();
1148       InsertedTrunc = new TruncInst(I, Src->getType(), "", InsertPt);
1149     }
1150
1151     // Replace a use of the {s|z}ext source with a use of the result.
1152     TheUse = InsertedTrunc;
1153     ++NumExtUses;
1154     MadeChange = true;
1155   }
1156
1157   return MadeChange;
1158 }
1159
1160 /// isFormingBranchFromSelectProfitable - Returns true if a SelectInst should be
1161 /// turned into an explicit branch.
1162 static bool isFormingBranchFromSelectProfitable(SelectInst *SI) {
1163   // FIXME: This should use the same heuristics as IfConversion to determine
1164   // whether a select is better represented as a branch.  This requires that
1165   // branch probability metadata is preserved for the select, which is not the
1166   // case currently.
1167
1168   CmpInst *Cmp = dyn_cast<CmpInst>(SI->getCondition());
1169
1170   // If the branch is predicted right, an out of order CPU can avoid blocking on
1171   // the compare.  Emit cmovs on compares with a memory operand as branches to
1172   // avoid stalls on the load from memory.  If the compare has more than one use
1173   // there's probably another cmov or setcc around so it's not worth emitting a
1174   // branch.
1175   if (!Cmp)
1176     return false;
1177
1178   Value *CmpOp0 = Cmp->getOperand(0);
1179   Value *CmpOp1 = Cmp->getOperand(1);
1180
1181   // We check that the memory operand has one use to avoid uses of the loaded
1182   // value directly after the compare, making branches unprofitable.
1183   return Cmp->hasOneUse() &&
1184          ((isa<LoadInst>(CmpOp0) && CmpOp0->hasOneUse()) ||
1185           (isa<LoadInst>(CmpOp1) && CmpOp1->hasOneUse()));
1186 }
1187
1188
1189 /// If we have a SelectInst that will likely profit from branch prediction,
1190 /// turn it into a branch.
1191 bool CodeGenPrepare::OptimizeSelectInst(SelectInst *SI) {
1192   bool VectorCond = !SI->getCondition()->getType()->isIntegerTy(1);
1193
1194   // Can we convert the 'select' to CF ?
1195   if (DisableSelectToBranch || OptSize || !TLI || VectorCond)
1196     return false;
1197
1198   TargetLowering::SelectSupportKind SelectKind;
1199   if (VectorCond)
1200     SelectKind = TargetLowering::VectorMaskSelect;
1201   else if (SI->getType()->isVectorTy())
1202     SelectKind = TargetLowering::ScalarCondVectorVal;
1203   else
1204     SelectKind = TargetLowering::ScalarValSelect;
1205
1206   // Do we have efficient codegen support for this kind of 'selects' ?
1207   if (TLI->isSelectSupported(SelectKind)) {
1208     // We have efficient codegen support for the select instruction.
1209     // Check if it is profitable to keep this 'select'.
1210     if (!TLI->isPredictableSelectExpensive() ||
1211         !isFormingBranchFromSelectProfitable(SI))
1212       return false;
1213   }
1214
1215   ModifiedDT = true;
1216
1217   // First, we split the block containing the select into 2 blocks.
1218   BasicBlock *StartBlock = SI->getParent();
1219   BasicBlock::iterator SplitPt = ++(BasicBlock::iterator(SI));
1220   BasicBlock *NextBlock = StartBlock->splitBasicBlock(SplitPt, "select.end");
1221
1222   // Create a new block serving as the landing pad for the branch.
1223   BasicBlock *SmallBlock = BasicBlock::Create(SI->getContext(), "select.mid",
1224                                              NextBlock->getParent(), NextBlock);
1225
1226   // Move the unconditional branch from the block with the select in it into our
1227   // landing pad block.
1228   StartBlock->getTerminator()->eraseFromParent();
1229   BranchInst::Create(NextBlock, SmallBlock);
1230
1231   // Insert the real conditional branch based on the original condition.
1232   BranchInst::Create(NextBlock, SmallBlock, SI->getCondition(), SI);
1233
1234   // The select itself is replaced with a PHI Node.
1235   PHINode *PN = PHINode::Create(SI->getType(), 2, "", NextBlock->begin());
1236   PN->takeName(SI);
1237   PN->addIncoming(SI->getTrueValue(), StartBlock);
1238   PN->addIncoming(SI->getFalseValue(), SmallBlock);
1239   SI->replaceAllUsesWith(PN);
1240   SI->eraseFromParent();
1241
1242   // Instruct OptimizeBlock to skip to the next block.
1243   CurInstIterator = StartBlock->end();
1244   ++NumSelectsExpanded;
1245   return true;
1246 }
1247
1248 bool CodeGenPrepare::OptimizeInst(Instruction *I) {
1249   if (PHINode *P = dyn_cast<PHINode>(I)) {
1250     // It is possible for very late stage optimizations (such as SimplifyCFG)
1251     // to introduce PHI nodes too late to be cleaned up.  If we detect such a
1252     // trivial PHI, go ahead and zap it here.
1253     if (Value *V = SimplifyInstruction(P)) {
1254       P->replaceAllUsesWith(V);
1255       P->eraseFromParent();
1256       ++NumPHIsElim;
1257       return true;
1258     }
1259     return false;
1260   }
1261
1262   if (CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(I)) {
1263     // If the source of the cast is a constant, then this should have
1264     // already been constant folded.  The only reason NOT to constant fold
1265     // it is if something (e.g. LSR) was careful to place the constant
1266     // evaluation in a block other than then one that uses it (e.g. to hoist
1267     // the address of globals out of a loop).  If this is the case, we don't
1268     // want to forward-subst the cast.
1269     if (isa<Constant>(CI->getOperand(0)))
1270       return false;
1271
1272     if (TLI && OptimizeNoopCopyExpression(CI, *TLI))
1273       return true;
1274
1275     if (isa<ZExtInst>(I) || isa<SExtInst>(I)) {
1276       bool MadeChange = MoveExtToFormExtLoad(I);
1277       return MadeChange | OptimizeExtUses(I);
1278     }
1279     return false;
1280   }
1281
1282   if (CmpInst *CI = dyn_cast<CmpInst>(I))
1283     return OptimizeCmpExpression(CI);
1284
1285   if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(I)) {
1286     if (TLI)
1287       return OptimizeMemoryInst(I, I->getOperand(0), LI->getType());
1288     return false;
1289   }
1290
1291   if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(I)) {
1292     if (TLI)
1293       return OptimizeMemoryInst(I, SI->getOperand(1),
1294                                 SI->getOperand(0)->getType());
1295     return false;
1296   }
1297
1298   if (GetElementPtrInst *GEPI = dyn_cast<GetElementPtrInst>(I)) {
1299     if (GEPI->hasAllZeroIndices()) {
1300       /// The GEP operand must be a pointer, so must its result -> BitCast
1301       Instruction *NC = new BitCastInst(GEPI->getOperand(0), GEPI->getType(),
1302                                         GEPI->getName(), GEPI);
1303       GEPI->replaceAllUsesWith(NC);
1304       GEPI->eraseFromParent();
1305       ++NumGEPsElim;
1306       OptimizeInst(NC);
1307       return true;
1308     }
1309     return false;
1310   }
1311
1312   if (CallInst *CI = dyn_cast<CallInst>(I))
1313     return OptimizeCallInst(CI);
1314
1315   if (ReturnInst *RI = dyn_cast<ReturnInst>(I))
1316     return DupRetToEnableTailCallOpts(RI);
1317
1318   if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(I))
1319     return OptimizeSelectInst(SI);
1320
1321   return false;
1322 }
1323
1324 // In this pass we look for GEP and cast instructions that are used
1325 // across basic blocks and rewrite them to improve basic-block-at-a-time
1326 // selection.
1327 bool CodeGenPrepare::OptimizeBlock(BasicBlock &BB) {
1328   SunkAddrs.clear();
1329   bool MadeChange = false;
1330
1331   CurInstIterator = BB.begin();
1332   for (BasicBlock::iterator E = BB.end(); CurInstIterator != E; )
1333     MadeChange |= OptimizeInst(CurInstIterator++);
1334
1335   return MadeChange;
1336 }
1337
1338 // llvm.dbg.value is far away from the value then iSel may not be able
1339 // handle it properly. iSel will drop llvm.dbg.value if it can not
1340 // find a node corresponding to the value.
1341 bool CodeGenPrepare::PlaceDbgValues(Function &F) {
1342   bool MadeChange = false;
1343   for (Function::iterator I = F.begin(), E = F.end(); I != E; ++I) {
1344     Instruction *PrevNonDbgInst = NULL;
1345     for (BasicBlock::iterator BI = I->begin(), BE = I->end(); BI != BE;) {
1346       Instruction *Insn = BI; ++BI;
1347       DbgValueInst *DVI = dyn_cast<DbgValueInst>(Insn);
1348       if (!DVI) {
1349         PrevNonDbgInst = Insn;
1350         continue;
1351       }
1352
1353       Instruction *VI = dyn_cast_or_null<Instruction>(DVI->getValue());
1354       if (VI && VI != PrevNonDbgInst && !VI->isTerminator()) {
1355         DEBUG(dbgs() << "Moving Debug Value before :\n" << *DVI << ' ' << *VI);
1356         DVI->removeFromParent();
1357         if (isa<PHINode>(VI))
1358           DVI->insertBefore(VI->getParent()->getFirstInsertionPt());
1359         else
1360           DVI->insertAfter(VI);
1361         MadeChange = true;
1362         ++NumDbgValueMoved;
1363       }
1364     }
1365   }
1366   return MadeChange;
1367 }