lib/Transforms/Scalar/ConstantHoisting.cpp

   1 //===- ConstantHoisting.cpp - Prepare code for expensive constants --------===//
   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 identifies expensive constants to hoist and coalesces them to
  11 // better prepare it for SelectionDAG-based code generation. This works around
  12 // the limitations of the basic-block-at-a-time approach.
  13 //
  14 // First it scans all instructions for integer constants and calculates its
  15 // cost. If the constant can be folded into the instruction (the cost is
  16 // TCC_Free) or the cost is just a simple operation (TCC_BASIC), then we don't
  17 // consider it expensive and leave it alone. This is the default behavior and
  18 // the default implementation of getIntImmCost will always return TCC_Free.
  19 //
  20 // If the cost is more than TCC_BASIC, then the integer constant can't be folded
  21 // into the instruction and it might be beneficial to hoist the constant.
  22 // Similar constants are coalesced to reduce register pressure and
  23 // materialization code.
  24 //
  25 // When a constant is hoisted, it is also hidden behind a bitcast to force it to
  26 // be live-out of the basic block. Otherwise the constant would be just
  27 // duplicated and each basic block would have its own copy in the SelectionDAG.
  28 // The SelectionDAG recognizes such constants as opaque and doesn't perform
  29 // certain transformations on them, which would create a new expensive constant.
  30 //
  31 // This optimization is only applied to integer constants in instructions and
  32 // simple (this means not nested) constant cast expressions. For example:
  33 // %0 = load i64* inttoptr (i64 big_constant to i64*)
  34 //===----------------------------------------------------------------------===//
  35
  36 #include "llvm/Transforms/Scalar.h"
  37 #include "llvm/ADT/SmallSet.h"
  38 #include "llvm/ADT/SmallVector.h"
  39 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
  40 #include "llvm/Analysis/TargetTransformInfo.h"
  41 #include "llvm/IR/Constants.h"
  42 #include "llvm/IR/Dominators.h"
  43 #include "llvm/IR/IntrinsicInst.h"
  44 #include "llvm/Pass.h"
  45 #include "llvm/Support/Debug.h"
  46 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
  47 #include <tuple>
  48
  49 using namespace llvm;
  50
  51 #define DEBUG_TYPE "consthoist"
  52
  53 STATISTIC(NumConstantsHoisted, "Number of constants hoisted");
  54 STATISTIC(NumConstantsRebased, "Number of constants rebased");
  55
  56 namespace {
  57 struct ConstantUser;
  58 struct RebasedConstantInfo;
  59
  60 typedef SmallVector<ConstantUser, 8> ConstantUseListType;
  61 typedef SmallVector<RebasedConstantInfo, 4> RebasedConstantListType;
  62
  63 /// \brief Keeps track of the user of a constant and the operand index where the
  64 /// constant is used.
  65 struct ConstantUser {
  66   Instruction *Inst;
  67   unsigned OpndIdx;
  68
  69   ConstantUser(Instruction *Inst, unsigned Idx) : Inst(Inst), OpndIdx(Idx) { }
  70 };
  71
  72 /// \brief Keeps track of a constant candidate and its uses.
  73 struct ConstantCandidate {
  74   ConstantUseListType Uses;
  75   ConstantInt *ConstInt;
  76   unsigned CumulativeCost;
  77
  78   ConstantCandidate(ConstantInt *ConstInt)
  79     : ConstInt(ConstInt), CumulativeCost(0) { }
  80
  81   /// \brief Add the user to the use list and update the cost.
  82   void addUser(Instruction *Inst, unsigned Idx, unsigned Cost) {
  83     CumulativeCost += Cost;
  84     Uses.push_back(ConstantUser(Inst, Idx));
  85   }
  86 };
  87
  88 /// \brief This represents a constant that has been rebased with respect to a
  89 /// base constant. The difference to the base constant is recorded in Offset.
  90 struct RebasedConstantInfo {
  91   ConstantUseListType Uses;
  92   Constant *Offset;
  93
  94   RebasedConstantInfo(ConstantUseListType &&Uses, Constant *Offset)
  95     : Uses(std::move(Uses)), Offset(Offset) { }
  96 };
  97
  98 /// \brief A base constant and all its rebased constants.
  99 struct ConstantInfo {
 100   ConstantInt *BaseConstant;
 101   RebasedConstantListType RebasedConstants;
 102 };
 103
 104 /// \brief The constant hoisting pass.
 105 class ConstantHoisting : public FunctionPass {
 106   typedef DenseMap<ConstantInt *, unsigned> ConstCandMapType;
 107   typedef std::vector<ConstantCandidate> ConstCandVecType;
 108
 109   const TargetTransformInfo *TTI;
 110   DominatorTree *DT;
 111   BasicBlock *Entry;
 112
 113   /// Keeps track of constant candidates found in the function.
 114   ConstCandVecType ConstCandVec;
 115
 116   /// Keep track of cast instructions we already cloned.
 117   SmallDenseMap<Instruction *, Instruction *> ClonedCastMap;
 118
 119   /// These are the final constants we decided to hoist.
 120   SmallVector<ConstantInfo, 8> ConstantVec;
 121 public:
 122   static char ID; // Pass identification, replacement for typeid
 123   ConstantHoisting() : FunctionPass(ID), TTI(nullptr), DT(nullptr),
 124                        Entry(nullptr) {
 125     initializeConstantHoistingPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
 126   }
 127
 128   bool runOnFunction(Function &Fn) override;
 129
 130   const char *getPassName() const override { return "Constant Hoisting"; }
 131
 132   void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const override {
 133     AU.setPreservesCFG();
 134     AU.addRequired<DominatorTreeWrapperPass>();
 135     AU.addRequired<TargetTransformInfoWrapperPass>();
 136   }
 137
 138 private:
 139   /// \brief Initialize the pass.
 140   void setup(Function &Fn) {
 141     DT = &getAnalysis<DominatorTreeWrapperPass>().getDomTree();
 142     TTI = &getAnalysis<TargetTransformInfoWrapperPass>().getTTI(Fn);
 143     Entry = &Fn.getEntryBlock();
 144   }
 145
 146   /// \brief Cleanup.
 147   void cleanup() {
 148     ConstantVec.clear();
 149     ClonedCastMap.clear();
 150     ConstCandVec.clear();
 151
 152     TTI = nullptr;
 153     DT = nullptr;
 154     Entry = nullptr;
 155   }
 156
 157   Instruction *findMatInsertPt(Instruction *Inst, unsigned Idx = ~0U) const;
 158   Instruction *findConstantInsertionPoint(const ConstantInfo &ConstInfo) const;
 159   void collectConstantCandidates(ConstCandMapType &ConstCandMap,
 160                                  Instruction *Inst, unsigned Idx,
 161                                  ConstantInt *ConstInt);
 162   void collectConstantCandidates(ConstCandMapType &ConstCandMap,
 163                                  Instruction *Inst);
 164   void collectConstantCandidates(Function &Fn);
 165   void findAndMakeBaseConstant(ConstCandVecType::iterator S,
 166                                ConstCandVecType::iterator E);
 167   void findBaseConstants();
 168   void emitBaseConstants(Instruction *Base, Constant *Offset,
 169                          const ConstantUser &ConstUser);
 170   bool emitBaseConstants();
 171   void deleteDeadCastInst() const;
 172   bool optimizeConstants(Function &Fn);
 173 };
 174 }
 175
 176 char ConstantHoisting::ID = 0;
 177 INITIALIZE_PASS_BEGIN(ConstantHoisting, "consthoist", "Constant Hoisting",
 178                       false, false)
 179 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(DominatorTreeWrapperPass)
 180 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(TargetTransformInfoWrapperPass)
 181 INITIALIZE_PASS_END(ConstantHoisting, "consthoist", "Constant Hoisting",
 182                     false, false)
 183
 184 FunctionPass *llvm::createConstantHoistingPass() {
 185   return new ConstantHoisting();
 186 }
 187
 188 /// \brief Perform the constant hoisting optimization for the given function.
 189 bool ConstantHoisting::runOnFunction(Function &Fn) {
 190   if (skipOptnoneFunction(Fn))
 191     return false;
 192
 193   DEBUG(dbgs() << "********** Begin Constant Hoisting **********\n");
 194   DEBUG(dbgs() << "********** Function: " << Fn.getName() << '\n');
 195
 196   setup(Fn);
 197
 198   bool MadeChange = optimizeConstants(Fn);
 199
 200   if (MadeChange) {
 201     DEBUG(dbgs() << "********** Function after Constant Hoisting: "
 202                  << Fn.getName() << '\n');
 203     DEBUG(dbgs() << Fn);
 204   }
 205   DEBUG(dbgs() << "********** End Constant Hoisting **********\n");
 206
 207   cleanup();
 208
 209   return MadeChange;
 210 }
 211
 212
 213 /// \brief Find the constant materialization insertion point.
 214 Instruction *ConstantHoisting::findMatInsertPt(Instruction *Inst,
 215                                                unsigned Idx) const {
 216   // If the operand is a cast instruction, then we have to materialize the
 217   // constant before the cast instruction.
 218   if (Idx != ~0U) {
 219     Value *Opnd = Inst->getOperand(Idx);
 220     if (auto CastInst = dyn_cast<Instruction>(Opnd))
 221       if (CastInst->isCast())
 222         return CastInst;
 223   }
 224
 225   // The simple and common case. This also includes constant expressions.
 226   if (!isa<PHINode>(Inst) && !Inst->isEHPad())
 227     return Inst;
 228
 229   // We can't insert directly before a phi node or an eh pad. Insert before
 230   // the terminator of the incoming or dominating block.
 231   assert(Entry != Inst->getParent() && "PHI or landing pad in entry block!");
 232   if (Idx != ~0U && isa<PHINode>(Inst))
 233     return cast<PHINode>(Inst)->getIncomingBlock(Idx)->getTerminator();
 234
 235   BasicBlock *IDom = DT->getNode(Inst->getParent())->getIDom()->getBlock();
 236   return IDom->getTerminator();
 237 }
 238
 239 /// \brief Find an insertion point that dominates all uses.
 240 Instruction *ConstantHoisting::
 241 findConstantInsertionPoint(const ConstantInfo &ConstInfo) const {
 242   assert(!ConstInfo.RebasedConstants.empty() && "Invalid constant info entry.");
 243   // Collect all basic blocks.
 244   SmallPtrSet<BasicBlock *, 8> BBs;
 245   for (auto const &RCI : ConstInfo.RebasedConstants)
 246     for (auto const &U : RCI.Uses)
 247       BBs.insert(findMatInsertPt(U.Inst, U.OpndIdx)->getParent());
 248
 249   if (BBs.count(Entry))
 250     return &Entry->front();
 251
 252   while (BBs.size() >= 2) {
 253     BasicBlock *BB, *BB1, *BB2;
 254     BB1 = *BBs.begin();
 255     BB2 = *std::next(BBs.begin());
 256     BB = DT->findNearestCommonDominator(BB1, BB2);
 257     if (BB == Entry)
 258       return &Entry->front();
 259     BBs.erase(BB1);
 260     BBs.erase(BB2);
 261     BBs.insert(BB);
 262   }
 263   assert((BBs.size() == 1) && "Expected only one element.");
 264   Instruction &FirstInst = (*BBs.begin())->front();
 265   return findMatInsertPt(&FirstInst);
 266 }
 267
 268
 269 /// \brief Record constant integer ConstInt for instruction Inst at operand
 270 /// index Idx.
 271 ///
 272 /// The operand at index Idx is not necessarily the constant integer itself. It
 273 /// could also be a cast instruction or a constant expression that uses the
 274 // constant integer.
 275 void ConstantHoisting::collectConstantCandidates(ConstCandMapType &ConstCandMap,
 276                                                  Instruction *Inst,
 277                                                  unsigned Idx,
 278                                                  ConstantInt *ConstInt) {
 279   unsigned Cost;
 280   // Ask the target about the cost of materializing the constant for the given
 281   // instruction and operand index.
 282   if (auto IntrInst = dyn_cast<IntrinsicInst>(Inst))
 283     Cost = TTI->getIntImmCost(IntrInst->getIntrinsicID(), Idx,
 284                               ConstInt->getValue(), ConstInt->getType());
 285   else
 286     Cost = TTI->getIntImmCost(Inst->getOpcode(), Idx, ConstInt->getValue(),
 287                               ConstInt->getType());
 288
 289   // Ignore cheap integer constants.
 290   if (Cost > TargetTransformInfo::TCC_Basic) {
 291     ConstCandMapType::iterator Itr;
 292     bool Inserted;
 293     std::tie(Itr, Inserted) = ConstCandMap.insert(std::make_pair(ConstInt, 0));
 294     if (Inserted) {
 295       ConstCandVec.push_back(ConstantCandidate(ConstInt));
 296       Itr->second = ConstCandVec.size() - 1;
 297     }
 298     ConstCandVec[Itr->second].addUser(Inst, Idx, Cost);
 299     DEBUG(if (isa<ConstantInt>(Inst->getOperand(Idx)))
 300             dbgs() << "Collect constant " << *ConstInt << " from " << *Inst
 301                    << " with cost " << Cost << '\n';
 302           else
 303           dbgs() << "Collect constant " << *ConstInt << " indirectly from "
 304                  << *Inst << " via " << *Inst->getOperand(Idx) << " with cost "
 305                  << Cost << '\n';
 306     );
 307   }
 308 }
 309
 310 /// \brief Scan the instruction for expensive integer constants and record them
 311 /// in the constant candidate vector.
 312 void ConstantHoisting::collectConstantCandidates(ConstCandMapType &ConstCandMap,
 313                                                  Instruction *Inst) {
 314   // Skip all cast instructions. They are visited indirectly later on.
 315   if (Inst->isCast())
 316     return;
 317
 318   // Can't handle inline asm. Skip it.
 319   if (auto Call = dyn_cast<CallInst>(Inst))
 320     if (isa<InlineAsm>(Call->getCalledValue()))
 321       return;
 322
 323   // Scan all operands.
 324   for (unsigned Idx = 0, E = Inst->getNumOperands(); Idx != E; ++Idx) {
 325     Value *Opnd = Inst->getOperand(Idx);
 326
 327     // Visit constant integers.
 328     if (auto ConstInt = dyn_cast<ConstantInt>(Opnd)) {
 329       collectConstantCandidates(ConstCandMap, Inst, Idx, ConstInt);
 330       continue;
 331     }
 332
 333     // Visit cast instructions that have constant integers.
 334     if (auto CastInst = dyn_cast<Instruction>(Opnd)) {
 335       // Only visit cast instructions, which have been skipped. All other
 336       // instructions should have already been visited.
 337       if (!CastInst->isCast())
 338         continue;
 339
 340       if (auto *ConstInt = dyn_cast<ConstantInt>(CastInst->getOperand(0))) {
 341         // Pretend the constant is directly used by the instruction and ignore
 342         // the cast instruction.
 343         collectConstantCandidates(ConstCandMap, Inst, Idx, ConstInt);
 344         continue;
 345       }
 346     }
 347
 348     // Visit constant expressions that have constant integers.
 349     if (auto ConstExpr = dyn_cast<ConstantExpr>(Opnd)) {
 350       // Only visit constant cast expressions.
 351       if (!ConstExpr->isCast())
 352         continue;
 353
 354       if (auto ConstInt = dyn_cast<ConstantInt>(ConstExpr->getOperand(0))) {
 355         // Pretend the constant is directly used by the instruction and ignore
 356         // the constant expression.
 357         collectConstantCandidates(ConstCandMap, Inst, Idx, ConstInt);
 358         continue;
 359       }
 360     }
 361   } // end of for all operands
 362 }
 363
 364 /// \brief Collect all integer constants in the function that cannot be folded
 365 /// into an instruction itself.
 366 void ConstantHoisting::collectConstantCandidates(Function &Fn) {
 367   ConstCandMapType ConstCandMap;
 368   for (BasicBlock &BB : Fn)
 369     for (Instruction &Inst : BB)
 370       collectConstantCandidates(ConstCandMap, &Inst);
 371 }
 372
 373 /// \brief Find the base constant within the given range and rebase all other
 374 /// constants with respect to the base constant.
 375 void ConstantHoisting::findAndMakeBaseConstant(ConstCandVecType::iterator S,
 376                                                ConstCandVecType::iterator E) {
 377   auto MaxCostItr = S;
 378   unsigned NumUses = 0;
 379   // Use the constant that has the maximum cost as base constant.
 380   for (auto ConstCand = S; ConstCand != E; ++ConstCand) {
 381     NumUses += ConstCand->Uses.size();
 382     if (ConstCand->CumulativeCost > MaxCostItr->CumulativeCost)
 383       MaxCostItr = ConstCand;
 384   }
 385
 386   // Don't hoist constants that have only one use.
 387   if (NumUses <= 1)
 388     return;
 389
 390   ConstantInfo ConstInfo;
 391   ConstInfo.BaseConstant = MaxCostItr->ConstInt;
 392   Type *Ty = ConstInfo.BaseConstant->getType();
 393
 394   // Rebase the constants with respect to the base constant.
 395   for (auto ConstCand = S; ConstCand != E; ++ConstCand) {
 396     APInt Diff = ConstCand->ConstInt->getValue() -
 397                  ConstInfo.BaseConstant->getValue();
 398     Constant *Offset = Diff == 0 ? nullptr : ConstantInt::get(Ty, Diff);
 399     ConstInfo.RebasedConstants.push_back(
 400       RebasedConstantInfo(std::move(ConstCand->Uses), Offset));
 401   }
 402   ConstantVec.push_back(std::move(ConstInfo));
 403 }
 404
 405 /// \brief Finds and combines constant candidates that can be easily
 406 /// rematerialized with an add from a common base constant.
 407 void ConstantHoisting::findBaseConstants() {
 408   // Sort the constants by value and type. This invalidates the mapping!
 409   std::sort(ConstCandVec.begin(), ConstCandVec.end(),
 410             [](const ConstantCandidate &LHS, const ConstantCandidate &RHS) {
 411     if (LHS.ConstInt->getType() != RHS.ConstInt->getType())
 412       return LHS.ConstInt->getType()->getBitWidth() <
 413              RHS.ConstInt->getType()->getBitWidth();
 414     return LHS.ConstInt->getValue().ult(RHS.ConstInt->getValue());
 415   });
 416
 417   // Simple linear scan through the sorted constant candidate vector for viable
 418   // merge candidates.
 419   auto MinValItr = ConstCandVec.begin();
 420   for (auto CC = std::next(ConstCandVec.begin()), E = ConstCandVec.end();
 421        CC != E; ++CC) {
 422     if (MinValItr->ConstInt->getType() == CC->ConstInt->getType()) {
 423       // Check if the constant is in range of an add with immediate.
 424       APInt Diff = CC->ConstInt->getValue() - MinValItr->ConstInt->getValue();
 425       if ((Diff.getBitWidth() <= 64) &&
 426           TTI->isLegalAddImmediate(Diff.getSExtValue()))
 427         continue;
 428     }
 429     // We either have now a different constant type or the constant is not in
 430     // range of an add with immediate anymore.
 431     findAndMakeBaseConstant(MinValItr, CC);
 432     // Start a new base constant search.
 433     MinValItr = CC;
 434   }
 435   // Finalize the last base constant search.
 436   findAndMakeBaseConstant(MinValItr, ConstCandVec.end());
 437 }
 438
 439 /// \brief Updates the operand at Idx in instruction Inst with the result of
 440 ///        instruction Mat. If the instruction is a PHI node then special
 441 ///        handling for duplicate values form the same incomming basic block is
 442 ///        required.
 443 /// \return The update will always succeed, but the return value indicated if
 444 ///         Mat was used for the update or not.
 445 static bool updateOperand(Instruction *Inst, unsigned Idx, Instruction *Mat) {
 446   if (auto PHI = dyn_cast<PHINode>(Inst)) {
 447     // Check if any previous operand of the PHI node has the same incoming basic
 448     // block. This is a very odd case that happens when the incoming basic block
 449     // has a switch statement. In this case use the same value as the previous
 450     // operand(s), otherwise we will fail verification due to different values.
 451     // The values are actually the same, but the variable names are different
 452     // and the verifier doesn't like that.
 453     BasicBlock *IncomingBB = PHI->getIncomingBlock(Idx);
 454     for (unsigned i = 0; i < Idx; ++i) {
 455       if (PHI->getIncomingBlock(i) == IncomingBB) {
 456         Value *IncomingVal = PHI->getIncomingValue(i);
 457         Inst->setOperand(Idx, IncomingVal);
 458         return false;
 459       }
 460     }
 461   }
 462
 463   Inst->setOperand(Idx, Mat);
 464   return true;
 465 }
 466
 467 /// \brief Emit materialization code for all rebased constants and update their
 468 /// users.
 469 void ConstantHoisting::emitBaseConstants(Instruction *Base, Constant *Offset,
 470                                          const ConstantUser &ConstUser) {
 471   Instruction *Mat = Base;
 472   if (Offset) {
 473     Instruction *InsertionPt = findMatInsertPt(ConstUser.Inst,
 474                                                ConstUser.OpndIdx);
 475     Mat = BinaryOperator::Create(Instruction::Add, Base, Offset,
 476                                  "const_mat", InsertionPt);
 477
 478     DEBUG(dbgs() << "Materialize constant (" << *Base->getOperand(0)
 479                  << " + " << *Offset << ") in BB "
 480                  << Mat->getParent()->getName() << '\n' << *Mat << '\n');
 481     Mat->setDebugLoc(ConstUser.Inst->getDebugLoc());
 482   }
 483   Value *Opnd = ConstUser.Inst->getOperand(ConstUser.OpndIdx);
 484
 485   // Visit constant integer.
 486   if (isa<ConstantInt>(Opnd)) {
 487     DEBUG(dbgs() << "Update: " << *ConstUser.Inst << '\n');
 488     if (!updateOperand(ConstUser.Inst, ConstUser.OpndIdx, Mat) && Offset)
 489       Mat->eraseFromParent();
 490     DEBUG(dbgs() << "To    : " << *ConstUser.Inst << '\n');
 491     return;
 492   }
 493
 494   // Visit cast instruction.
 495   if (auto CastInst = dyn_cast<Instruction>(Opnd)) {
 496     assert(CastInst->isCast() && "Expected an cast instruction!");
 497     // Check if we already have visited this cast instruction before to avoid
 498     // unnecessary cloning.
 499     Instruction *&ClonedCastInst = ClonedCastMap[CastInst];
 500     if (!ClonedCastInst) {
 501       ClonedCastInst = CastInst->clone();
 502       ClonedCastInst->setOperand(0, Mat);
 503       ClonedCastInst->insertAfter(CastInst);
 504       // Use the same debug location as the original cast instruction.
 505       ClonedCastInst->setDebugLoc(CastInst->getDebugLoc());
 506       DEBUG(dbgs() << "Clone instruction: " << *CastInst << '\n'
 507                    << "To               : " << *ClonedCastInst << '\n');
 508     }
 509
 510     DEBUG(dbgs() << "Update: " << *ConstUser.Inst << '\n');
 511     updateOperand(ConstUser.Inst, ConstUser.OpndIdx, ClonedCastInst);
 512     DEBUG(dbgs() << "To    : " << *ConstUser.Inst << '\n');
 513     return;
 514   }
 515
 516   // Visit constant expression.
 517   if (auto ConstExpr = dyn_cast<ConstantExpr>(Opnd)) {
 518     Instruction *ConstExprInst = ConstExpr->getAsInstruction();
 519     ConstExprInst->setOperand(0, Mat);
 520     ConstExprInst->insertBefore(findMatInsertPt(ConstUser.Inst,
 521                                                 ConstUser.OpndIdx));
 522
 523     // Use the same debug location as the instruction we are about to update.
 524     ConstExprInst->setDebugLoc(ConstUser.Inst->getDebugLoc());
 525
 526     DEBUG(dbgs() << "Create instruction: " << *ConstExprInst << '\n'
 527                  << "From              : " << *ConstExpr << '\n');
 528     DEBUG(dbgs() << "Update: " << *ConstUser.Inst << '\n');
 529     if (!updateOperand(ConstUser.Inst, ConstUser.OpndIdx, ConstExprInst)) {
 530       ConstExprInst->eraseFromParent();
 531       if (Offset)
 532         Mat->eraseFromParent();
 533     }
 534     DEBUG(dbgs() << "To    : " << *ConstUser.Inst << '\n');
 535     return;
 536   }
 537 }
 538
 539 /// \brief Hoist and hide the base constant behind a bitcast and emit
 540 /// materialization code for derived constants.
 541 bool ConstantHoisting::emitBaseConstants() {
 542   bool MadeChange = false;
 543   for (auto const &ConstInfo : ConstantVec) {
 544     // Hoist and hide the base constant behind a bitcast.
 545     Instruction *IP = findConstantInsertionPoint(ConstInfo);
 546     IntegerType *Ty = ConstInfo.BaseConstant->getType();
 547     Instruction *Base =
 548       new BitCastInst(ConstInfo.BaseConstant, Ty, "const", IP);
 549     DEBUG(dbgs() << "Hoist constant (" << *ConstInfo.BaseConstant << ") to BB "
 550                  << IP->getParent()->getName() << '\n' << *Base << '\n');
 551     NumConstantsHoisted++;
 552
 553     // Emit materialization code for all rebased constants.
 554     for (auto const &RCI : ConstInfo.RebasedConstants) {
 555       NumConstantsRebased++;
 556       for (auto const &U : RCI.Uses)
 557         emitBaseConstants(Base, RCI.Offset, U);
 558     }
 559
 560     // Use the same debug location as the last user of the constant.
 561     assert(!Base->use_empty() && "The use list is empty!?");
 562     assert(isa<Instruction>(Base->user_back()) &&
 563            "All uses should be instructions.");
 564     Base->setDebugLoc(cast<Instruction>(Base->user_back())->getDebugLoc());
 565
 566     // Correct for base constant, which we counted above too.
 567     NumConstantsRebased--;
 568     MadeChange = true;
 569   }
 570   return MadeChange;
 571 }
 572
 573 /// \brief Check all cast instructions we made a copy of and remove them if they
 574 /// have no more users.
 575 void ConstantHoisting::deleteDeadCastInst() const {
 576   for (auto const &I : ClonedCastMap)
 577     if (I.first->use_empty())
 578       I.first->eraseFromParent();
 579 }
 580
 581 /// \brief Optimize expensive integer constants in the given function.
 582 bool ConstantHoisting::optimizeConstants(Function &Fn) {
 583   // Collect all constant candidates.
 584   collectConstantCandidates(Fn);
 585
 586   // There are no constant candidates to worry about.
 587   if (ConstCandVec.empty())
 588     return false;
 589
 590   // Combine constants that can be easily materialized with an add from a common
 591   // base constant.
 592   findBaseConstants();
 593
 594   // There are no constants to emit.
 595   if (ConstantVec.empty())
 596     return false;
 597
 598   // Finally hoist the base constant and emit materialization code for dependent
 599   // constants.
 600   bool MadeChange = emitBaseConstants();
 601
 602   // Cleanup dead instructions.
 603   deleteDeadCastInst();
 604
 605   return MadeChange;
 606 }