lib/Transforms/Scalar/IndVarSimplify.cpp

   1 //===- IndVarSimplify.cpp - Induction Variable Elimination ----------------===//
   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 transformation analyzes and transforms the induction variables (and
  11 // computations derived from them) into simpler forms suitable for subsequent
  12 // analysis and transformation.
  13 //
  14 // This transformation makes the following changes to each loop with an
  15 // identifiable induction variable:
  16 //   1. All loops are transformed to have a SINGLE canonical induction variable
  17 //      which starts at zero and steps by one.
  18 //   2. The canonical induction variable is guaranteed to be the first PHI node
  19 //      in the loop header block.
  20 //   3. Any pointer arithmetic recurrences are raised to use array subscripts.
  21 //
  22 // If the trip count of a loop is computable, this pass also makes the following
  23 // changes:
  24 //   1. The exit condition for the loop is canonicalized to compare the
  25 //      induction value against the exit value.  This turns loops like:
  26 //        'for (i = 7; i*i < 1000; ++i)' into 'for (i = 0; i != 25; ++i)'
  27 //   2. Any use outside of the loop of an expression derived from the indvar
  28 //      is changed to compute the derived value outside of the loop, eliminating
  29 //      the dependence on the exit value of the induction variable.  If the only
  30 //      purpose of the loop is to compute the exit value of some derived
  31 //      expression, this transformation will make the loop dead.
  32 //
  33 // This transformation should be followed by strength reduction after all of the
  34 // desired loop transformations have been performed.  Additionally, on targets
  35 // where it is profitable, the loop could be transformed to count down to zero
  36 // (the "do loop" optimization).
  37 //
  38 //===----------------------------------------------------------------------===//
  39
  40 #define DEBUG_TYPE "indvars"
  41 #include "llvm/Transforms/Scalar.h"
  42 #include "llvm/BasicBlock.h"
  43 #include "llvm/Constants.h"
  44 #include "llvm/Instructions.h"
  45 #include "llvm/Type.h"
  46 #include "llvm/Analysis/ScalarEvolutionExpander.h"
  47 #include "llvm/Analysis/LoopInfo.h"
  48 #include "llvm/Support/CFG.h"
  49 #include "llvm/Support/Compiler.h"
  50 #include "llvm/Support/Debug.h"
  51 #include "llvm/Support/GetElementPtrTypeIterator.h"
  52 #include "llvm/Transforms/Utils/Local.h"
  53 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
  54 #include "llvm/ADT/SmallVector.h"
  55 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
  56 using namespace llvm;
  57
  58 STATISTIC(NumRemoved , "Number of aux indvars removed");
  59 STATISTIC(NumPointer , "Number of pointer indvars promoted");
  60 STATISTIC(NumInserted, "Number of canonical indvars added");
  61 STATISTIC(NumReplaced, "Number of exit values replaced");
  62 STATISTIC(NumLFTR    , "Number of loop exit tests replaced");
  63
  64 namespace {
  65   class VISIBILITY_HIDDEN IndVarSimplify : public FunctionPass {
  66     LoopInfo        *LI;
  67     ScalarEvolution *SE;
  68     bool Changed;
  69   public:
  70     virtual bool runOnFunction(Function &) {
  71       LI = &getAnalysis<LoopInfo>();
  72       SE = &getAnalysis<ScalarEvolution>();
  73       Changed = false;
  74
  75       // Induction Variables live in the header nodes of loops
  76       for (LoopInfo::iterator I = LI->begin(), E = LI->end(); I != E; ++I)
  77         runOnLoop(*I);
  78       return Changed;
  79     }
  80
  81     virtual void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
  82       AU.addRequiredID(LoopSimplifyID);
  83       AU.addRequired<ScalarEvolution>();
  84       AU.addRequired<LoopInfo>();
  85       AU.addPreservedID(LoopSimplifyID);
  86       AU.addPreservedID(LCSSAID);
  87       AU.setPreservesCFG();
  88     }
  89   private:
  90     void runOnLoop(Loop *L);
  91     void EliminatePointerRecurrence(PHINode *PN, BasicBlock *Preheader,
  92                                     std::set<Instruction*> &DeadInsts);
  93     Instruction *LinearFunctionTestReplace(Loop *L, SCEV *IterationCount,
  94                                            SCEVExpander &RW);
  95     void RewriteLoopExitValues(Loop *L);
  96
  97     void DeleteTriviallyDeadInstructions(std::set<Instruction*> &Insts);
  98   };
  99   RegisterPass<IndVarSimplify> X("indvars", "Canonicalize Induction Variables");
 100 }
 101
 102 FunctionPass *llvm::createIndVarSimplifyPass() {
 103   return new IndVarSimplify();
 104 }
 105
 106 /// DeleteTriviallyDeadInstructions - If any of the instructions is the
 107 /// specified set are trivially dead, delete them and see if this makes any of
 108 /// their operands subsequently dead.
 109 void IndVarSimplify::
 110 DeleteTriviallyDeadInstructions(std::set<Instruction*> &Insts) {
 111   while (!Insts.empty()) {
 112     Instruction *I = *Insts.begin();
 113     Insts.erase(Insts.begin());
 114     if (isInstructionTriviallyDead(I)) {
 115       for (unsigned i = 0, e = I->getNumOperands(); i != e; ++i)
 116         if (Instruction *U = dyn_cast<Instruction>(I->getOperand(i)))
 117           Insts.insert(U);
 118       SE->deleteInstructionFromRecords(I);
 119       DOUT << "INDVARS: Deleting: " << *I;
 120       I->eraseFromParent();
 121       Changed = true;
 122     }
 123   }
 124 }
 125
 126
 127 /// EliminatePointerRecurrence - Check to see if this is a trivial GEP pointer
 128 /// recurrence.  If so, change it into an integer recurrence, permitting
 129 /// analysis by the SCEV routines.
 130 void IndVarSimplify::EliminatePointerRecurrence(PHINode *PN,
 131                                                 BasicBlock *Preheader,
 132                                             std::set<Instruction*> &DeadInsts) {
 133   assert(PN->getNumIncomingValues() == 2 && "Noncanonicalized loop!");
 134   unsigned PreheaderIdx = PN->getBasicBlockIndex(Preheader);
 135   unsigned BackedgeIdx = PreheaderIdx^1;
 136   if (GetElementPtrInst *GEPI =
 137           dyn_cast<GetElementPtrInst>(PN->getIncomingValue(BackedgeIdx)))
 138     if (GEPI->getOperand(0) == PN) {
 139       assert(GEPI->getNumOperands() == 2 && "GEP types must match!");
 140       DOUT << "INDVARS: Eliminating pointer recurrence: " << *GEPI;
 141
 142       // Okay, we found a pointer recurrence.  Transform this pointer
 143       // recurrence into an integer recurrence.  Compute the value that gets
 144       // added to the pointer at every iteration.
 145       Value *AddedVal = GEPI->getOperand(1);
 146
 147       // Insert a new integer PHI node into the top of the block.
 148       PHINode *NewPhi = new PHINode(AddedVal->getType(),
 149                                     PN->getName()+".rec", PN);
 150       NewPhi->addIncoming(Constant::getNullValue(NewPhi->getType()), Preheader);
 151
 152       // Create the new add instruction.
 153       Value *NewAdd = BinaryOperator::createAdd(NewPhi, AddedVal,
 154                                                 GEPI->getName()+".rec", GEPI);
 155       NewPhi->addIncoming(NewAdd, PN->getIncomingBlock(BackedgeIdx));
 156
 157       // Update the existing GEP to use the recurrence.
 158       GEPI->setOperand(0, PN->getIncomingValue(PreheaderIdx));
 159
 160       // Update the GEP to use the new recurrence we just inserted.
 161       GEPI->setOperand(1, NewAdd);
 162
 163       // If the incoming value is a constant expr GEP, try peeling out the array
 164       // 0 index if possible to make things simpler.
 165       if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(GEPI->getOperand(0)))
 166         if (CE->getOpcode() == Instruction::GetElementPtr) {
 167           unsigned NumOps = CE->getNumOperands();
 168           assert(NumOps > 1 && "CE folding didn't work!");
 169           if (CE->getOperand(NumOps-1)->isNullValue()) {
 170             // Check to make sure the last index really is an array index.
 171             gep_type_iterator GTI = gep_type_begin(CE);
 172             for (unsigned i = 1, e = CE->getNumOperands()-1;
 173                  i != e; ++i, ++GTI)
 174               /*empty*/;
 175             if (isa<SequentialType>(*GTI)) {
 176               // Pull the last index out of the constant expr GEP.
 177               SmallVector<Value*, 8> CEIdxs(CE->op_begin()+1, CE->op_end()-1);
 178               Constant *NCE = ConstantExpr::getGetElementPtr(CE->getOperand(0),
 179                                                              &CEIdxs[0],
 180                                                              CEIdxs.size());
 181               GetElementPtrInst *NGEPI =
 182                 new GetElementPtrInst(NCE, Constant::getNullValue(Type::Int32Ty),
 183                                       NewAdd, GEPI->getName(), GEPI);
 184               GEPI->replaceAllUsesWith(NGEPI);
 185               GEPI->eraseFromParent();
 186               GEPI = NGEPI;
 187             }
 188           }
 189         }
 190
 191
 192       // Finally, if there are any other users of the PHI node, we must
 193       // insert a new GEP instruction that uses the pre-incremented version
 194       // of the induction amount.
 195       if (!PN->use_empty()) {
 196         BasicBlock::iterator InsertPos = PN; ++InsertPos;
 197         while (isa<PHINode>(InsertPos)) ++InsertPos;
 198         Value *PreInc =
 199           new GetElementPtrInst(PN->getIncomingValue(PreheaderIdx),
 200                                 NewPhi, "", InsertPos);
 201         PreInc->takeName(PN);
 202         PN->replaceAllUsesWith(PreInc);
 203       }
 204
 205       // Delete the old PHI for sure, and the GEP if its otherwise unused.
 206       DeadInsts.insert(PN);
 207
 208       ++NumPointer;
 209       Changed = true;
 210     }
 211 }
 212
 213 /// LinearFunctionTestReplace - This method rewrites the exit condition of the
 214 /// loop to be a canonical != comparison against the incremented loop induction
 215 /// variable.  This pass is able to rewrite the exit tests of any loop where the
 216 /// SCEV analysis can determine a loop-invariant trip count of the loop, which
 217 /// is actually a much broader range than just linear tests.
 218 ///
 219 /// This method returns a "potentially dead" instruction whose computation chain
 220 /// should be deleted when convenient.
 221 Instruction *IndVarSimplify::LinearFunctionTestReplace(Loop *L,
 222                                                        SCEV *IterationCount,
 223                                                        SCEVExpander &RW) {
 224   // Find the exit block for the loop.  We can currently only handle loops with
 225   // a single exit.
 226   std::vector<BasicBlock*> ExitBlocks;
 227   L->getExitBlocks(ExitBlocks);
 228   if (ExitBlocks.size() != 1) return 0;
 229   BasicBlock *ExitBlock = ExitBlocks[0];
 230
 231   // Make sure there is only one predecessor block in the loop.
 232   BasicBlock *ExitingBlock = 0;
 233   for (pred_iterator PI = pred_begin(ExitBlock), PE = pred_end(ExitBlock);
 234        PI != PE; ++PI)
 235     if (L->contains(*PI)) {
 236       if (ExitingBlock == 0)
 237         ExitingBlock = *PI;
 238       else
 239         return 0;  // Multiple exits from loop to this block.
 240     }
 241   assert(ExitingBlock && "Loop info is broken");
 242
 243   if (!isa<BranchInst>(ExitingBlock->getTerminator()))
 244     return 0;  // Can't rewrite non-branch yet
 245   BranchInst *BI = cast<BranchInst>(ExitingBlock->getTerminator());
 246   assert(BI->isConditional() && "Must be conditional to be part of loop!");
 247
 248   Instruction *PotentiallyDeadInst = dyn_cast<Instruction>(BI->getCondition());
 249
 250   // If the exiting block is not the same as the backedge block, we must compare
 251   // against the preincremented value, otherwise we prefer to compare against
 252   // the post-incremented value.
 253   BasicBlock *Header = L->getHeader();
 254   pred_iterator HPI = pred_begin(Header);
 255   assert(HPI != pred_end(Header) && "Loop with zero preds???");
 256   if (!L->contains(*HPI)) ++HPI;
 257   assert(HPI != pred_end(Header) && L->contains(*HPI) &&
 258          "No backedge in loop?");
 259
 260   SCEVHandle TripCount = IterationCount;
 261   Value *IndVar;
 262   if (*HPI == ExitingBlock) {
 263     // The IterationCount expression contains the number of times that the
 264     // backedge actually branches to the loop header.  This is one less than the
 265     // number of times the loop executes, so add one to it.
 266     Constant *OneC = ConstantInt::get(IterationCount->getType(), 1);
 267     TripCount = SCEVAddExpr::get(IterationCount, SCEVUnknown::get(OneC));
 268     IndVar = L->getCanonicalInductionVariableIncrement();
 269   } else {
 270     // We have to use the preincremented value...
 271     IndVar = L->getCanonicalInductionVariable();
 272   }
 273
 274   DOUT << "INDVARS: LFTR: TripCount = " << *TripCount
 275        << "  IndVar = " << *IndVar << "\n";
 276
 277   // Expand the code for the iteration count into the preheader of the loop.
 278   BasicBlock *Preheader = L->getLoopPreheader();
 279   Value *ExitCnt = RW.expandCodeFor(TripCount, Preheader->getTerminator(),
 280                                     IndVar->getType());
 281
 282   // Insert a new icmp_ne or icmp_eq instruction before the branch.
 283   ICmpInst::Predicate Opcode;
 284   if (L->contains(BI->getSuccessor(0)))
 285     Opcode = ICmpInst::ICMP_NE;
 286   else
 287     Opcode = ICmpInst::ICMP_EQ;
 288
 289   Value *Cond = new ICmpInst(Opcode, IndVar, ExitCnt, "exitcond", BI);
 290   BI->setCondition(Cond);
 291   ++NumLFTR;
 292   Changed = true;
 293   return PotentiallyDeadInst;
 294 }
 295
 296
 297 /// RewriteLoopExitValues - Check to see if this loop has a computable
 298 /// loop-invariant execution count.  If so, this means that we can compute the
 299 /// final value of any expressions that are recurrent in the loop, and
 300 /// substitute the exit values from the loop into any instructions outside of
 301 /// the loop that use the final values of the current expressions.
 302 void IndVarSimplify::RewriteLoopExitValues(Loop *L) {
 303   BasicBlock *Preheader = L->getLoopPreheader();
 304
 305   // Scan all of the instructions in the loop, looking at those that have
 306   // extra-loop users and which are recurrences.
 307   SCEVExpander Rewriter(*SE, *LI);
 308
 309   // We insert the code into the preheader of the loop if the loop contains
 310   // multiple exit blocks, or in the exit block if there is exactly one.
 311   BasicBlock *BlockToInsertInto;
 312   std::vector<BasicBlock*> ExitBlocks;
 313   L->getExitBlocks(ExitBlocks);
 314   if (ExitBlocks.size() == 1)
 315     BlockToInsertInto = ExitBlocks[0];
 316   else
 317     BlockToInsertInto = Preheader;
 318   BasicBlock::iterator InsertPt = BlockToInsertInto->begin();
 319   while (isa<PHINode>(InsertPt)) ++InsertPt;
 320
 321   bool HasConstantItCount = isa<SCEVConstant>(SE->getIterationCount(L));
 322
 323   std::set<Instruction*> InstructionsToDelete;
 324
 325   for (unsigned i = 0, e = L->getBlocks().size(); i != e; ++i)
 326     if (LI->getLoopFor(L->getBlocks()[i]) == L) {  // Not in a subloop...
 327       BasicBlock *BB = L->getBlocks()[i];
 328       for (BasicBlock::iterator I = BB->begin(), E = BB->end(); I != E;) {
 329         if (I->getType()->isInteger()) {      // Is an integer instruction
 330           SCEVHandle SH = SE->getSCEV(I);
 331           if (SH->hasComputableLoopEvolution(L) ||    // Varies predictably
 332               HasConstantItCount) {
 333             // Find out if this predictably varying value is actually used
 334             // outside of the loop.  "extra" as opposed to "intra".
 335             std::vector<Instruction*> ExtraLoopUsers;
 336             for (Value::use_iterator UI = I->use_begin(), E = I->use_end();
 337                  UI != E; ++UI) {
 338               Instruction *User = cast<Instruction>(*UI);
 339               if (!L->contains(User->getParent())) {
 340                 // If this is a PHI node in the exit block and we're inserting,
 341                 // into the exit block, it must have a single entry.  In this
 342                 // case, we can't insert the code after the PHI and have the PHI
 343                 // still use it.  Instead, don't insert the the PHI.
 344                 if (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(User)) {
 345                   // FIXME: This is a case where LCSSA pessimizes code, this
 346                   // should be fixed better.
 347                   if (PN->getNumOperands() == 2 &&
 348                       PN->getParent() == BlockToInsertInto)
 349                     continue;
 350                 }
 351                 ExtraLoopUsers.push_back(User);
 352               }
 353             }
 354
 355             if (!ExtraLoopUsers.empty()) {
 356               // Okay, this instruction has a user outside of the current loop
 357               // and varies predictably in this loop.  Evaluate the value it
 358               // contains when the loop exits, and insert code for it.
 359               SCEVHandle ExitValue = SE->getSCEVAtScope(I, L->getParentLoop());
 360               if (!isa<SCEVCouldNotCompute>(ExitValue)) {
 361                 Changed = true;
 362                 ++NumReplaced;
 363                 // Remember the next instruction.  The rewriter can move code
 364                 // around in some cases.
 365                 BasicBlock::iterator NextI = I; ++NextI;
 366
 367                 Value *NewVal = Rewriter.expandCodeFor(ExitValue, InsertPt,
 368                                                        I->getType());
 369
 370                 DOUT << "INDVARS: RLEV: AfterLoopVal = " << *NewVal
 371                      << "  LoopVal = " << *I << "\n";
 372
 373                 // Rewrite any users of the computed value outside of the loop
 374                 // with the newly computed value.
 375                 for (unsigned i = 0, e = ExtraLoopUsers.size(); i != e; ++i) {
 376                   PHINode* PN = dyn_cast<PHINode>(ExtraLoopUsers[i]);
 377                   if (PN && PN->getNumOperands() == 2 &&
 378                       !L->contains(PN->getParent())) {
 379                     // We're dealing with an LCSSA Phi.  Handle it specially.
 380                     Instruction* LCSSAInsertPt = BlockToInsertInto->begin();
 381
 382                     Instruction* NewInstr = dyn_cast<Instruction>(NewVal);
 383                     if (NewInstr && !isa<PHINode>(NewInstr) &&
 384                         !L->contains(NewInstr->getParent()))
 385                       for (unsigned j = 0; j < NewInstr->getNumOperands(); ++j){
 386                         Instruction* PredI =
 387                                  dyn_cast<Instruction>(NewInstr->getOperand(j));
 388                         if (PredI && L->contains(PredI->getParent())) {
 389                           PHINode* NewLCSSA = new PHINode(PredI->getType(),
 390                                                     PredI->getName() + ".lcssa",
 391                                                     LCSSAInsertPt);
 392                           NewLCSSA->addIncoming(PredI,
 393                                      BlockToInsertInto->getSinglePredecessor());
 394
 395                           NewInstr->replaceUsesOfWith(PredI, NewLCSSA);
 396                         }
 397                       }
 398
 399                     PN->replaceAllUsesWith(NewVal);
 400                     PN->eraseFromParent();
 401                   } else {
 402                     ExtraLoopUsers[i]->replaceUsesOfWith(I, NewVal);
 403                   }
 404                 }
 405
 406                 // If this instruction is dead now, schedule it to be removed.
 407                 if (I->use_empty())
 408                   InstructionsToDelete.insert(I);
 409                 I = NextI;
 410                 continue;  // Skip the ++I
 411               }
 412             }
 413           }
 414         }
 415
 416         // Next instruction.  Continue instruction skips this.
 417         ++I;
 418       }
 419     }
 420
 421   DeleteTriviallyDeadInstructions(InstructionsToDelete);
 422 }
 423
 424
 425 void IndVarSimplify::runOnLoop(Loop *L) {
 426   // First step.  Check to see if there are any trivial GEP pointer recurrences.
 427   // If there are, change them into integer recurrences, permitting analysis by
 428   // the SCEV routines.
 429   //
 430   BasicBlock *Header    = L->getHeader();
 431   BasicBlock *Preheader = L->getLoopPreheader();
 432
 433   std::set<Instruction*> DeadInsts;
 434   for (BasicBlock::iterator I = Header->begin(); isa<PHINode>(I); ++I) {
 435     PHINode *PN = cast<PHINode>(I);
 436     if (isa<PointerType>(PN->getType()))
 437       EliminatePointerRecurrence(PN, Preheader, DeadInsts);
 438   }
 439
 440   if (!DeadInsts.empty())
 441     DeleteTriviallyDeadInstructions(DeadInsts);
 442
 443
 444   // Next, transform all loops nesting inside of this loop.
 445   for (LoopInfo::iterator I = L->begin(), E = L->end(); I != E; ++I)
 446     runOnLoop(*I);
 447
 448   // Check to see if this loop has a computable loop-invariant execution count.
 449   // If so, this means that we can compute the final value of any expressions
 450   // that are recurrent in the loop, and substitute the exit values from the
 451   // loop into any instructions outside of the loop that use the final values of
 452   // the current expressions.
 453   //
 454   SCEVHandle IterationCount = SE->getIterationCount(L);
 455   if (!isa<SCEVCouldNotCompute>(IterationCount))
 456     RewriteLoopExitValues(L);
 457
 458   // Next, analyze all of the induction variables in the loop, canonicalizing
 459   // auxillary induction variables.
 460   std::vector<std::pair<PHINode*, SCEVHandle> > IndVars;
 461
 462   for (BasicBlock::iterator I = Header->begin(); isa<PHINode>(I); ++I) {
 463     PHINode *PN = cast<PHINode>(I);
 464     if (PN->getType()->isInteger()) { // FIXME: when we have fast-math, enable!
 465       SCEVHandle SCEV = SE->getSCEV(PN);
 466       if (SCEV->hasComputableLoopEvolution(L))
 467         // FIXME: It is an extremely bad idea to indvar substitute anything more
 468         // complex than affine induction variables.  Doing so will put expensive
 469         // polynomial evaluations inside of the loop, and the str reduction pass
 470         // currently can only reduce affine polynomials.  For now just disable
 471         // indvar subst on anything more complex than an affine addrec.
 472         if (SCEVAddRecExpr *AR = dyn_cast<SCEVAddRecExpr>(SCEV))
 473           if (AR->isAffine())
 474             IndVars.push_back(std::make_pair(PN, SCEV));
 475     }
 476   }
 477
 478   // If there are no induction variables in the loop, there is nothing more to
 479   // do.
 480   if (IndVars.empty()) {
 481     // Actually, if we know how many times the loop iterates, lets insert a
 482     // canonical induction variable to help subsequent passes.
 483     if (!isa<SCEVCouldNotCompute>(IterationCount)) {
 484       SCEVExpander Rewriter(*SE, *LI);
 485       Rewriter.getOrInsertCanonicalInductionVariable(L,
 486                                                      IterationCount->getType());
 487       if (Instruction *I = LinearFunctionTestReplace(L, IterationCount,
 488                                                      Rewriter)) {
 489         std::set<Instruction*> InstructionsToDelete;
 490         InstructionsToDelete.insert(I);
 491         DeleteTriviallyDeadInstructions(InstructionsToDelete);
 492       }
 493     }
 494     return;
 495   }
 496
 497   // Compute the type of the largest recurrence expression.
 498   //
 499   const Type *LargestType = IndVars[0].first->getType();
 500   bool DifferingSizes = false;
 501   for (unsigned i = 1, e = IndVars.size(); i != e; ++i) {
 502     const Type *Ty = IndVars[i].first->getType();
 503     DifferingSizes |=
 504       Ty->getPrimitiveSizeInBits() != LargestType->getPrimitiveSizeInBits();
 505     if (Ty->getPrimitiveSizeInBits() > LargestType->getPrimitiveSizeInBits())
 506       LargestType = Ty;
 507   }
 508
 509   // Create a rewriter object which we'll use to transform the code with.
 510   SCEVExpander Rewriter(*SE, *LI);
 511
 512   // Now that we know the largest of of the induction variables in this loop,
 513   // insert a canonical induction variable of the largest size.
 514   Value *IndVar = Rewriter.getOrInsertCanonicalInductionVariable(L,LargestType);
 515   ++NumInserted;
 516   Changed = true;
 517   DOUT << "INDVARS: New CanIV: " << *IndVar;
 518
 519   if (!isa<SCEVCouldNotCompute>(IterationCount))
 520     if (Instruction *DI = LinearFunctionTestReplace(L, IterationCount,Rewriter))
 521       DeadInsts.insert(DI);
 522
 523   // Now that we have a canonical induction variable, we can rewrite any
 524   // recurrences in terms of the induction variable.  Start with the auxillary
 525   // induction variables, and recursively rewrite any of their uses.
 526   BasicBlock::iterator InsertPt = Header->begin();
 527   while (isa<PHINode>(InsertPt)) ++InsertPt;
 528
 529   // If there were induction variables of other sizes, cast the primary
 530   // induction variable to the right size for them, avoiding the need for the
 531   // code evaluation methods to insert induction variables of different sizes.
 532   if (DifferingSizes) {
 533     SmallVector<unsigned,4> InsertedSizes;
 534     InsertedSizes.push_back(LargestType->getPrimitiveSizeInBits());
 535     for (unsigned i = 0, e = IndVars.size(); i != e; ++i) {
 536       unsigned ithSize = IndVars[i].first->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
 537       if (std::find(InsertedSizes.begin(), InsertedSizes.end(), ithSize)
 538           == InsertedSizes.end()) {
 539         PHINode *PN = IndVars[i].first;
 540         InsertedSizes.push_back(ithSize);
 541         Instruction *New = new TruncInst(IndVar, PN->getType(), "indvar",
 542                                          InsertPt);
 543         Rewriter.addInsertedValue(New, SE->getSCEV(New));
 544         DOUT << "INDVARS: Made trunc IV for " << *PN
 545              << "   NewVal = " << *New << "\n";
 546       }
 547     }
 548   }
 549
 550   // Rewrite all induction variables in terms of the canonical induction
 551   // variable.
 552   std::map<unsigned, Value*> InsertedSizes;
 553   while (!IndVars.empty()) {
 554     PHINode *PN = IndVars.back().first;
 555     Value *NewVal = Rewriter.expandCodeFor(IndVars.back().second, InsertPt,
 556                                            PN->getType());
 557     DOUT << "INDVARS: Rewrote IV '" << *IndVars.back().second << "' " << *PN
 558          << "   into = " << *NewVal << "\n";
 559     NewVal->takeName(PN);
 560
 561     // Replace the old PHI Node with the inserted computation.
 562     PN->replaceAllUsesWith(NewVal);
 563     DeadInsts.insert(PN);
 564     IndVars.pop_back();
 565     ++NumRemoved;
 566     Changed = true;
 567   }
 568
 569 #if 0
 570   // Now replace all derived expressions in the loop body with simpler
 571   // expressions.
 572   for (unsigned i = 0, e = L->getBlocks().size(); i != e; ++i)
 573     if (LI->getLoopFor(L->getBlocks()[i]) == L) {  // Not in a subloop...
 574       BasicBlock *BB = L->getBlocks()[i];
 575       for (BasicBlock::iterator I = BB->begin(), E = BB->end(); I != E; ++I)
 576         if (I->getType()->isInteger() &&      // Is an integer instruction
 577             !I->use_empty() &&
 578             !Rewriter.isInsertedInstruction(I)) {
 579           SCEVHandle SH = SE->getSCEV(I);
 580           Value *V = Rewriter.expandCodeFor(SH, I, I->getType());
 581           if (V != I) {
 582             if (isa<Instruction>(V))
 583               V->takeName(I);
 584             I->replaceAllUsesWith(V);
 585             DeadInsts.insert(I);
 586             ++NumRemoved;
 587             Changed = true;
 588           }
 589         }
 590     }
 591 #endif
 592
 593   DeleteTriviallyDeadInstructions(DeadInsts);
 594
 595   if (mustPreserveAnalysisID(LCSSAID)) assert(L->isLCSSAForm());
 596 }