My previous patch was too conservative. Reject FP and void types, but do
[oota-llvm.git] / lib / Transforms / Scalar / LoopStrengthReduce.cpp
1 //===- LoopStrengthReduce.cpp - Strength Reduce GEPs in Loops -------------===//
2 //
3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
4 //
5 // This file was developed by Nate Begeman and is distributed under the
6 // University of Illinois Open Source License. See LICENSE.TXT for details.
7 //
8 //===----------------------------------------------------------------------===//
9 //
10 // This pass performs a strength reduction on array references inside loops that
11 // have as one or more of their components the loop induction variable.  This is
12 // accomplished by creating a new Value to hold the initial value of the array
13 // access for the first iteration, and then creating a new GEP instruction in
14 // the loop to increment the value by the appropriate amount.
15 //
16 //===----------------------------------------------------------------------===//
17
18 #define DEBUG_TYPE "loop-reduce"
19 #include "llvm/Transforms/Scalar.h"
20 #include "llvm/Constants.h"
21 #include "llvm/Instructions.h"
22 #include "llvm/Type.h"
23 #include "llvm/DerivedTypes.h"
24 #include "llvm/Analysis/Dominators.h"
25 #include "llvm/Analysis/LoopInfo.h"
26 #include "llvm/Analysis/ScalarEvolutionExpander.h"
27 #include "llvm/Support/CFG.h"
28 #include "llvm/Support/GetElementPtrTypeIterator.h"
29 #include "llvm/Transforms/Utils/BasicBlockUtils.h"
30 #include "llvm/Transforms/Utils/Local.h"
31 #include "llvm/Target/TargetData.h"
32 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
33 #include "llvm/Support/Debug.h"
34 #include <algorithm>
35 #include <set>
36 using namespace llvm;
37
38 namespace {
39   Statistic<> NumReduced ("loop-reduce", "Number of GEPs strength reduced");
40   Statistic<> NumInserted("loop-reduce", "Number of PHIs inserted");
41   Statistic<> NumVariable("loop-reduce","Number of PHIs with variable strides");
42
43   /// IVStrideUse - Keep track of one use of a strided induction variable, where
44   /// the stride is stored externally.  The Offset member keeps track of the 
45   /// offset from the IV, User is the actual user of the operand, and 'Operand'
46   /// is the operand # of the User that is the use.
47   struct IVStrideUse {
48     SCEVHandle Offset;
49     Instruction *User;
50     Value *OperandValToReplace;
51
52     // isUseOfPostIncrementedValue - True if this should use the
53     // post-incremented version of this IV, not the preincremented version.
54     // This can only be set in special cases, such as the terminating setcc
55     // instruction for a loop or uses dominated by the loop.
56     bool isUseOfPostIncrementedValue;
57     
58     IVStrideUse(const SCEVHandle &Offs, Instruction *U, Value *O)
59       : Offset(Offs), User(U), OperandValToReplace(O),
60         isUseOfPostIncrementedValue(false) {}
61   };
62   
63   /// IVUsersOfOneStride - This structure keeps track of all instructions that
64   /// have an operand that is based on the trip count multiplied by some stride.
65   /// The stride for all of these users is common and kept external to this
66   /// structure.
67   struct IVUsersOfOneStride {
68     /// Users - Keep track of all of the users of this stride as well as the
69     /// initial value and the operand that uses the IV.
70     std::vector<IVStrideUse> Users;
71     
72     void addUser(const SCEVHandle &Offset,Instruction *User, Value *Operand) {
73       Users.push_back(IVStrideUse(Offset, User, Operand));
74     }
75   };
76
77
78   class LoopStrengthReduce : public FunctionPass {
79     LoopInfo *LI;
80     DominatorSet *DS;
81     ScalarEvolution *SE;
82     const TargetData *TD;
83     const Type *UIntPtrTy;
84     bool Changed;
85
86     /// MaxTargetAMSize - This is the maximum power-of-two scale value that the
87     /// target can handle for free with its addressing modes.
88     unsigned MaxTargetAMSize;
89
90     /// IVUsesByStride - Keep track of all uses of induction variables that we
91     /// are interested in.  The key of the map is the stride of the access.
92     std::map<SCEVHandle, IVUsersOfOneStride> IVUsesByStride;
93
94     /// StrideOrder - An ordering of the keys in IVUsesByStride that is stable:
95     /// We use this to iterate over the IVUsesByStride collection without being
96     /// dependent on random ordering of pointers in the process.
97     std::vector<SCEVHandle> StrideOrder;
98
99     /// CastedValues - As we need to cast values to uintptr_t, this keeps track
100     /// of the casted version of each value.  This is accessed by
101     /// getCastedVersionOf.
102     std::map<Value*, Value*> CastedPointers;
103
104     /// DeadInsts - Keep track of instructions we may have made dead, so that
105     /// we can remove them after we are done working.
106     std::set<Instruction*> DeadInsts;
107   public:
108     LoopStrengthReduce(unsigned MTAMS = 1)
109       : MaxTargetAMSize(MTAMS) {
110     }
111
112     virtual bool runOnFunction(Function &) {
113       LI = &getAnalysis<LoopInfo>();
114       DS = &getAnalysis<DominatorSet>();
115       SE = &getAnalysis<ScalarEvolution>();
116       TD = &getAnalysis<TargetData>();
117       UIntPtrTy = TD->getIntPtrType();
118       Changed = false;
119
120       for (LoopInfo::iterator I = LI->begin(), E = LI->end(); I != E; ++I)
121         runOnLoop(*I);
122       
123       return Changed;
124     }
125
126     virtual void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
127       // We split critical edges, so we change the CFG.  However, we do update
128       // many analyses if they are around.
129       AU.addPreservedID(LoopSimplifyID);
130       AU.addPreserved<LoopInfo>();
131       AU.addPreserved<DominatorSet>();
132       AU.addPreserved<ImmediateDominators>();
133       AU.addPreserved<DominanceFrontier>();
134       AU.addPreserved<DominatorTree>();
135
136       AU.addRequiredID(LoopSimplifyID);
137       AU.addRequired<LoopInfo>();
138       AU.addRequired<DominatorSet>();
139       AU.addRequired<TargetData>();
140       AU.addRequired<ScalarEvolution>();
141     }
142     
143     /// getCastedVersionOf - Return the specified value casted to uintptr_t.
144     ///
145     Value *getCastedVersionOf(Value *V);
146 private:
147     void runOnLoop(Loop *L);
148     bool AddUsersIfInteresting(Instruction *I, Loop *L,
149                                std::set<Instruction*> &Processed);
150     SCEVHandle GetExpressionSCEV(Instruction *E, Loop *L);
151
152     void OptimizeIndvars(Loop *L);
153
154     void StrengthReduceStridedIVUsers(const SCEVHandle &Stride,
155                                       IVUsersOfOneStride &Uses,
156                                       Loop *L, bool isOnlyStride);
157     void DeleteTriviallyDeadInstructions(std::set<Instruction*> &Insts);
158   };
159   RegisterOpt<LoopStrengthReduce> X("loop-reduce",
160                                     "Loop Strength Reduction");
161 }
162
163 FunctionPass *llvm::createLoopStrengthReducePass(unsigned MaxTargetAMSize) {
164   return new LoopStrengthReduce(MaxTargetAMSize);
165 }
166
167 /// getCastedVersionOf - Return the specified value casted to uintptr_t.
168 ///
169 Value *LoopStrengthReduce::getCastedVersionOf(Value *V) {
170   if (V->getType() == UIntPtrTy) return V;
171   if (Constant *CB = dyn_cast<Constant>(V))
172     return ConstantExpr::getCast(CB, UIntPtrTy);
173
174   Value *&New = CastedPointers[V];
175   if (New) return New;
176   
177   BasicBlock::iterator InsertPt;
178   if (Argument *Arg = dyn_cast<Argument>(V)) {
179     // Insert into the entry of the function, after any allocas.
180     InsertPt = Arg->getParent()->begin()->begin();
181     while (isa<AllocaInst>(InsertPt)) ++InsertPt;
182   } else {
183     if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(V)) {
184       InsertPt = II->getNormalDest()->begin();
185     } else {
186       InsertPt = cast<Instruction>(V);
187       ++InsertPt;
188     }
189
190     // Do not insert casts into the middle of PHI node blocks.
191     while (isa<PHINode>(InsertPt)) ++InsertPt;
192   }
193   
194   New = new CastInst(V, UIntPtrTy, V->getName(), InsertPt);
195   DeadInsts.insert(cast<Instruction>(New));
196   return New;
197 }
198
199
200 /// DeleteTriviallyDeadInstructions - If any of the instructions is the
201 /// specified set are trivially dead, delete them and see if this makes any of
202 /// their operands subsequently dead.
203 void LoopStrengthReduce::
204 DeleteTriviallyDeadInstructions(std::set<Instruction*> &Insts) {
205   while (!Insts.empty()) {
206     Instruction *I = *Insts.begin();
207     Insts.erase(Insts.begin());
208     if (isInstructionTriviallyDead(I)) {
209       for (unsigned i = 0, e = I->getNumOperands(); i != e; ++i)
210         if (Instruction *U = dyn_cast<Instruction>(I->getOperand(i)))
211           Insts.insert(U);
212       SE->deleteInstructionFromRecords(I);
213       I->eraseFromParent();
214       Changed = true;
215     }
216   }
217 }
218
219
220 /// GetExpressionSCEV - Compute and return the SCEV for the specified
221 /// instruction.
222 SCEVHandle LoopStrengthReduce::GetExpressionSCEV(Instruction *Exp, Loop *L) {
223   // Scalar Evolutions doesn't know how to compute SCEV's for GEP instructions.
224   // If this is a GEP that SE doesn't know about, compute it now and insert it.
225   // If this is not a GEP, or if we have already done this computation, just let
226   // SE figure it out.
227   GetElementPtrInst *GEP = dyn_cast<GetElementPtrInst>(Exp);
228   if (!GEP || SE->hasSCEV(GEP))
229     return SE->getSCEV(Exp);
230     
231   // Analyze all of the subscripts of this getelementptr instruction, looking
232   // for uses that are determined by the trip count of L.  First, skip all
233   // operands the are not dependent on the IV.
234
235   // Build up the base expression.  Insert an LLVM cast of the pointer to
236   // uintptr_t first.
237   SCEVHandle GEPVal = SCEVUnknown::get(getCastedVersionOf(GEP->getOperand(0)));
238
239   gep_type_iterator GTI = gep_type_begin(GEP);
240   
241   for (unsigned i = 1, e = GEP->getNumOperands(); i != e; ++i, ++GTI) {
242     // If this is a use of a recurrence that we can analyze, and it comes before
243     // Op does in the GEP operand list, we will handle this when we process this
244     // operand.
245     if (const StructType *STy = dyn_cast<StructType>(*GTI)) {
246       const StructLayout *SL = TD->getStructLayout(STy);
247       unsigned Idx = cast<ConstantUInt>(GEP->getOperand(i))->getValue();
248       uint64_t Offset = SL->MemberOffsets[Idx];
249       GEPVal = SCEVAddExpr::get(GEPVal,
250                                 SCEVUnknown::getIntegerSCEV(Offset, UIntPtrTy));
251     } else {
252       Value *OpVal = getCastedVersionOf(GEP->getOperand(i));
253       SCEVHandle Idx = SE->getSCEV(OpVal);
254
255       uint64_t TypeSize = TD->getTypeSize(GTI.getIndexedType());
256       if (TypeSize != 1)
257         Idx = SCEVMulExpr::get(Idx,
258                                SCEVConstant::get(ConstantUInt::get(UIntPtrTy,
259                                                                    TypeSize)));
260       GEPVal = SCEVAddExpr::get(GEPVal, Idx);
261     }
262   }
263
264   SE->setSCEV(GEP, GEPVal);
265   return GEPVal;
266 }
267
268 /// getSCEVStartAndStride - Compute the start and stride of this expression,
269 /// returning false if the expression is not a start/stride pair, or true if it
270 /// is.  The stride must be a loop invariant expression, but the start may be
271 /// a mix of loop invariant and loop variant expressions.
272 static bool getSCEVStartAndStride(const SCEVHandle &SH, Loop *L,
273                                   SCEVHandle &Start, SCEVHandle &Stride) {
274   SCEVHandle TheAddRec = Start;   // Initialize to zero.
275
276   // If the outer level is an AddExpr, the operands are all start values except
277   // for a nested AddRecExpr.
278   if (SCEVAddExpr *AE = dyn_cast<SCEVAddExpr>(SH)) {
279     for (unsigned i = 0, e = AE->getNumOperands(); i != e; ++i)
280       if (SCEVAddRecExpr *AddRec =
281              dyn_cast<SCEVAddRecExpr>(AE->getOperand(i))) {
282         if (AddRec->getLoop() == L)
283           TheAddRec = SCEVAddExpr::get(AddRec, TheAddRec);
284         else
285           return false;  // Nested IV of some sort?
286       } else {
287         Start = SCEVAddExpr::get(Start, AE->getOperand(i));
288       }
289         
290   } else if (SCEVAddRecExpr *AddRec = dyn_cast<SCEVAddRecExpr>(SH)) {
291     TheAddRec = SH;
292   } else {
293     return false;  // not analyzable.
294   }
295   
296   SCEVAddRecExpr *AddRec = dyn_cast<SCEVAddRecExpr>(TheAddRec);
297   if (!AddRec || AddRec->getLoop() != L) return false;
298   
299   // FIXME: Generalize to non-affine IV's.
300   if (!AddRec->isAffine()) return false;
301
302   Start = SCEVAddExpr::get(Start, AddRec->getOperand(0));
303   
304   if (!isa<SCEVConstant>(AddRec->getOperand(1)))
305     DEBUG(std::cerr << "[" << L->getHeader()->getName()
306                     << "] Variable stride: " << *AddRec << "\n");
307
308   Stride = AddRec->getOperand(1);
309   // Check that all constant strides are the unsigned type, we don't want to
310   // have two IV's one of signed stride 4 and one of unsigned stride 4 to not be
311   // merged.
312   assert((!isa<SCEVConstant>(Stride) || Stride->getType()->isUnsigned()) &&
313          "Constants should be canonicalized to unsigned!");
314
315   return true;
316 }
317
318 /// IVUseShouldUsePostIncValue - We have discovered a "User" of an IV expression
319 /// and now we need to decide whether the user should use the preinc or post-inc
320 /// value.  If this user should use the post-inc version of the IV, return true.
321 ///
322 /// Choosing wrong here can break dominance properties (if we choose to use the
323 /// post-inc value when we cannot) or it can end up adding extra live-ranges to
324 /// the loop, resulting in reg-reg copies (if we use the pre-inc value when we
325 /// should use the post-inc value).
326 static bool IVUseShouldUsePostIncValue(Instruction *User, Instruction *IV,
327                                        Loop *L, DominatorSet *DS, Pass *P) {
328   // If the user is in the loop, use the preinc value.
329   if (L->contains(User->getParent())) return false;
330   
331   BasicBlock *LatchBlock = L->getLoopLatch();
332   
333   // Ok, the user is outside of the loop.  If it is dominated by the latch
334   // block, use the post-inc value.
335   if (DS->dominates(LatchBlock, User->getParent()))
336     return true;
337
338   // There is one case we have to be careful of: PHI nodes.  These little guys
339   // can live in blocks that do not dominate the latch block, but (since their
340   // uses occur in the predecessor block, not the block the PHI lives in) should
341   // still use the post-inc value.  Check for this case now.
342   PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(User);
343   if (!PN) return false;  // not a phi, not dominated by latch block.
344   
345   // Look at all of the uses of IV by the PHI node.  If any use corresponds to
346   // a block that is not dominated by the latch block, give up and use the
347   // preincremented value.
348   unsigned NumUses = 0;
349   for (unsigned i = 0, e = PN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i)
350     if (PN->getIncomingValue(i) == IV) {
351       ++NumUses;
352       if (!DS->dominates(LatchBlock, PN->getIncomingBlock(i)))
353         return false;
354     }
355
356   // Okay, all uses of IV by PN are in predecessor blocks that really are
357   // dominated by the latch block.  Split the critical edges and use the
358   // post-incremented value.
359   for (unsigned i = 0, e = PN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i)
360     if (PN->getIncomingValue(i) == IV) {
361       SplitCriticalEdge(PN->getIncomingBlock(i), PN->getParent(), P);
362       if (--NumUses == 0) break;
363     }
364   
365   return true;
366 }
367
368   
369
370 /// AddUsersIfInteresting - Inspect the specified instruction.  If it is a
371 /// reducible SCEV, recursively add its users to the IVUsesByStride set and
372 /// return true.  Otherwise, return false.
373 bool LoopStrengthReduce::AddUsersIfInteresting(Instruction *I, Loop *L,
374                                             std::set<Instruction*> &Processed) {
375   if (!I->getType()->isInteger() && !isa<PointerType>(I->getType()))
376       return false;   // Void and FP expressions cannot be reduced.
377   if (!Processed.insert(I).second)
378     return true;    // Instruction already handled.
379   
380   // Get the symbolic expression for this instruction.
381   SCEVHandle ISE = GetExpressionSCEV(I, L);
382   if (isa<SCEVCouldNotCompute>(ISE)) return false;
383   
384   // Get the start and stride for this expression.
385   SCEVHandle Start = SCEVUnknown::getIntegerSCEV(0, ISE->getType());
386   SCEVHandle Stride = Start;
387   if (!getSCEVStartAndStride(ISE, L, Start, Stride))
388     return false;  // Non-reducible symbolic expression, bail out.
389   
390   for (Value::use_iterator UI = I->use_begin(), E = I->use_end(); UI != E;++UI){
391     Instruction *User = cast<Instruction>(*UI);
392
393     // Do not infinitely recurse on PHI nodes.
394     if (isa<PHINode>(User) && Processed.count(User))
395       continue;
396
397     // If this is an instruction defined in a nested loop, or outside this loop,
398     // don't recurse into it.
399     bool AddUserToIVUsers = false;
400     if (LI->getLoopFor(User->getParent()) != L) {
401       DEBUG(std::cerr << "FOUND USER in other loop: " << *User
402             << "   OF SCEV: " << *ISE << "\n");
403       AddUserToIVUsers = true;
404     } else if (!AddUsersIfInteresting(User, L, Processed)) {
405       DEBUG(std::cerr << "FOUND USER: " << *User
406             << "   OF SCEV: " << *ISE << "\n");
407       AddUserToIVUsers = true;
408     }
409
410     if (AddUserToIVUsers) {
411       IVUsersOfOneStride &StrideUses = IVUsesByStride[Stride];
412       if (StrideUses.Users.empty())     // First occurance of this stride?
413         StrideOrder.push_back(Stride);
414       
415       // Okay, we found a user that we cannot reduce.  Analyze the instruction
416       // and decide what to do with it.  If we are a use inside of the loop, use
417       // the value before incrementation, otherwise use it after incrementation.
418       if (IVUseShouldUsePostIncValue(User, I, L, DS, this)) {
419         // The value used will be incremented by the stride more than we are
420         // expecting, so subtract this off.
421         SCEVHandle NewStart = SCEV::getMinusSCEV(Start, Stride);
422         StrideUses.addUser(NewStart, User, I);
423         StrideUses.Users.back().isUseOfPostIncrementedValue = true;
424         DEBUG(std::cerr << "   USING POSTINC SCEV, START=" << *NewStart<< "\n");
425       } else {        
426         StrideUses.addUser(Start, User, I);
427       }
428     }
429   }
430   return true;
431 }
432
433 namespace {
434   /// BasedUser - For a particular base value, keep information about how we've
435   /// partitioned the expression so far.
436   struct BasedUser {
437     /// Base - The Base value for the PHI node that needs to be inserted for
438     /// this use.  As the use is processed, information gets moved from this
439     /// field to the Imm field (below).  BasedUser values are sorted by this
440     /// field.
441     SCEVHandle Base;
442     
443     /// Inst - The instruction using the induction variable.
444     Instruction *Inst;
445
446     /// OperandValToReplace - The operand value of Inst to replace with the
447     /// EmittedBase.
448     Value *OperandValToReplace;
449
450     /// Imm - The immediate value that should be added to the base immediately
451     /// before Inst, because it will be folded into the imm field of the
452     /// instruction.
453     SCEVHandle Imm;
454
455     /// EmittedBase - The actual value* to use for the base value of this
456     /// operation.  This is null if we should just use zero so far.
457     Value *EmittedBase;
458
459     // isUseOfPostIncrementedValue - True if this should use the
460     // post-incremented version of this IV, not the preincremented version.
461     // This can only be set in special cases, such as the terminating setcc
462     // instruction for a loop and uses outside the loop that are dominated by
463     // the loop.
464     bool isUseOfPostIncrementedValue;
465     
466     BasedUser(IVStrideUse &IVSU)
467       : Base(IVSU.Offset), Inst(IVSU.User), 
468         OperandValToReplace(IVSU.OperandValToReplace), 
469         Imm(SCEVUnknown::getIntegerSCEV(0, Base->getType())), EmittedBase(0),
470         isUseOfPostIncrementedValue(IVSU.isUseOfPostIncrementedValue) {}
471
472     // Once we rewrite the code to insert the new IVs we want, update the
473     // operands of Inst to use the new expression 'NewBase', with 'Imm' added
474     // to it.
475     void RewriteInstructionToUseNewBase(const SCEVHandle &NewBase,
476                                         SCEVExpander &Rewriter, Loop *L,
477                                         Pass *P);
478     void dump() const;
479   };
480 }
481
482 void BasedUser::dump() const {
483   std::cerr << " Base=" << *Base;
484   std::cerr << " Imm=" << *Imm;
485   if (EmittedBase)
486     std::cerr << "  EB=" << *EmittedBase;
487
488   std::cerr << "   Inst: " << *Inst;
489 }
490
491 // Once we rewrite the code to insert the new IVs we want, update the
492 // operands of Inst to use the new expression 'NewBase', with 'Imm' added
493 // to it.
494 void BasedUser::RewriteInstructionToUseNewBase(const SCEVHandle &NewBase,
495                                                SCEVExpander &Rewriter,
496                                                Loop *L, Pass *P) {
497   if (!isa<PHINode>(Inst)) {
498     SCEVHandle NewValSCEV = SCEVAddExpr::get(NewBase, Imm);
499     Value *NewVal = Rewriter.expandCodeFor(NewValSCEV, Inst,
500                                            OperandValToReplace->getType());
501     // Replace the use of the operand Value with the new Phi we just created.
502     Inst->replaceUsesOfWith(OperandValToReplace, NewVal);
503     DEBUG(std::cerr << "    CHANGED: IMM =" << *Imm << "  Inst = " << *Inst);
504     return;
505   }
506   
507   // PHI nodes are more complex.  We have to insert one copy of the NewBase+Imm
508   // expression into each operand block that uses it.  Note that PHI nodes can
509   // have multiple entries for the same predecessor.  We use a map to make sure
510   // that a PHI node only has a single Value* for each predecessor (which also
511   // prevents us from inserting duplicate code in some blocks).
512   std::map<BasicBlock*, Value*> InsertedCode;
513   PHINode *PN = cast<PHINode>(Inst);
514   for (unsigned i = 0, e = PN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
515     if (PN->getIncomingValue(i) == OperandValToReplace) {
516       // If this is a critical edge, split the edge so that we do not insert the
517       // code on all predecessor/successor paths.  We do this unless this is the
518       // canonical backedge for this loop, as this can make some inserted code
519       // be in an illegal position.
520       BasicBlock *PHIPred = PN->getIncomingBlock(i);
521       if (e != 1 && PHIPred->getTerminator()->getNumSuccessors() > 1 &&
522           (PN->getParent() != L->getHeader() || !L->contains(PHIPred))) {
523         
524         // First step, split the critical edge.
525         SplitCriticalEdge(PHIPred, PN->getParent(), P);
526             
527         // Next step: move the basic block.  In particular, if the PHI node
528         // is outside of the loop, and PredTI is in the loop, we want to
529         // move the block to be immediately before the PHI block, not
530         // immediately after PredTI.
531         if (L->contains(PHIPred) && !L->contains(PN->getParent())) {
532           BasicBlock *NewBB = PN->getIncomingBlock(i);
533           NewBB->moveBefore(PN->getParent());
534         }
535       }
536
537       Value *&Code = InsertedCode[PN->getIncomingBlock(i)];
538       if (!Code) {
539         // Insert the code into the end of the predecessor block.
540         BasicBlock::iterator InsertPt =PN->getIncomingBlock(i)->getTerminator();
541       
542         SCEVHandle NewValSCEV = SCEVAddExpr::get(NewBase, Imm);
543         Code = Rewriter.expandCodeFor(NewValSCEV, InsertPt,
544                                       OperandValToReplace->getType());
545       }
546       
547       // Replace the use of the operand Value with the new Phi we just created.
548       PN->setIncomingValue(i, Code);
549       Rewriter.clear();
550     }
551   }
552   DEBUG(std::cerr << "    CHANGED: IMM =" << *Imm << "  Inst = " << *Inst);
553 }
554
555
556 /// isTargetConstant - Return true if the following can be referenced by the
557 /// immediate field of a target instruction.
558 static bool isTargetConstant(const SCEVHandle &V) {
559
560   // FIXME: Look at the target to decide if &GV is a legal constant immediate.
561   if (SCEVConstant *SC = dyn_cast<SCEVConstant>(V)) {
562     // PPC allows a sign-extended 16-bit immediate field.
563     if ((int64_t)SC->getValue()->getRawValue() > -(1 << 16) &&
564         (int64_t)SC->getValue()->getRawValue() < (1 << 16)-1)
565       return true;
566     return false;
567   }
568
569   return false;     // ENABLE this for x86
570
571   if (SCEVUnknown *SU = dyn_cast<SCEVUnknown>(V))
572     if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(SU->getValue()))
573       if (CE->getOpcode() == Instruction::Cast)
574         if (isa<GlobalValue>(CE->getOperand(0)))
575           // FIXME: should check to see that the dest is uintptr_t!
576           return true;
577   return false;
578 }
579
580 /// MoveLoopVariantsToImediateField - Move any subexpressions from Val that are
581 /// loop varying to the Imm operand.
582 static void MoveLoopVariantsToImediateField(SCEVHandle &Val, SCEVHandle &Imm,
583                                             Loop *L) {
584   if (Val->isLoopInvariant(L)) return;  // Nothing to do.
585   
586   if (SCEVAddExpr *SAE = dyn_cast<SCEVAddExpr>(Val)) {
587     std::vector<SCEVHandle> NewOps;
588     NewOps.reserve(SAE->getNumOperands());
589     
590     for (unsigned i = 0; i != SAE->getNumOperands(); ++i)
591       if (!SAE->getOperand(i)->isLoopInvariant(L)) {
592         // If this is a loop-variant expression, it must stay in the immediate
593         // field of the expression.
594         Imm = SCEVAddExpr::get(Imm, SAE->getOperand(i));
595       } else {
596         NewOps.push_back(SAE->getOperand(i));
597       }
598
599     if (NewOps.empty())
600       Val = SCEVUnknown::getIntegerSCEV(0, Val->getType());
601     else
602       Val = SCEVAddExpr::get(NewOps);
603   } else if (SCEVAddRecExpr *SARE = dyn_cast<SCEVAddRecExpr>(Val)) {
604     // Try to pull immediates out of the start value of nested addrec's.
605     SCEVHandle Start = SARE->getStart();
606     MoveLoopVariantsToImediateField(Start, Imm, L);
607     
608     std::vector<SCEVHandle> Ops(SARE->op_begin(), SARE->op_end());
609     Ops[0] = Start;
610     Val = SCEVAddRecExpr::get(Ops, SARE->getLoop());
611   } else {
612     // Otherwise, all of Val is variant, move the whole thing over.
613     Imm = SCEVAddExpr::get(Imm, Val);
614     Val = SCEVUnknown::getIntegerSCEV(0, Val->getType());
615   }
616 }
617
618
619 /// MoveImmediateValues - Look at Val, and pull out any additions of constants
620 /// that can fit into the immediate field of instructions in the target.
621 /// Accumulate these immediate values into the Imm value.
622 static void MoveImmediateValues(SCEVHandle &Val, SCEVHandle &Imm,
623                                 bool isAddress, Loop *L) {
624   if (SCEVAddExpr *SAE = dyn_cast<SCEVAddExpr>(Val)) {
625     std::vector<SCEVHandle> NewOps;
626     NewOps.reserve(SAE->getNumOperands());
627     
628     for (unsigned i = 0; i != SAE->getNumOperands(); ++i)
629       if (isAddress && isTargetConstant(SAE->getOperand(i))) {
630         Imm = SCEVAddExpr::get(Imm, SAE->getOperand(i));
631       } else if (!SAE->getOperand(i)->isLoopInvariant(L)) {
632         // If this is a loop-variant expression, it must stay in the immediate
633         // field of the expression.
634         Imm = SCEVAddExpr::get(Imm, SAE->getOperand(i));
635       } else {
636         NewOps.push_back(SAE->getOperand(i));
637       }
638
639     if (NewOps.empty())
640       Val = SCEVUnknown::getIntegerSCEV(0, Val->getType());
641     else
642       Val = SCEVAddExpr::get(NewOps);
643     return;
644   } else if (SCEVAddRecExpr *SARE = dyn_cast<SCEVAddRecExpr>(Val)) {
645     // Try to pull immediates out of the start value of nested addrec's.
646     SCEVHandle Start = SARE->getStart();
647     MoveImmediateValues(Start, Imm, isAddress, L);
648     
649     if (Start != SARE->getStart()) {
650       std::vector<SCEVHandle> Ops(SARE->op_begin(), SARE->op_end());
651       Ops[0] = Start;
652       Val = SCEVAddRecExpr::get(Ops, SARE->getLoop());
653     }
654     return;
655   }
656
657   // Loop-variant expressions must stay in the immediate field of the
658   // expression.
659   if ((isAddress && isTargetConstant(Val)) ||
660       !Val->isLoopInvariant(L)) {
661     Imm = SCEVAddExpr::get(Imm, Val);
662     Val = SCEVUnknown::getIntegerSCEV(0, Val->getType());
663     return;
664   }
665
666   // Otherwise, no immediates to move.
667 }
668
669
670 /// IncrementAddExprUses - Decompose the specified expression into its added
671 /// subexpressions, and increment SubExpressionUseCounts for each of these
672 /// decomposed parts.
673 static void SeparateSubExprs(std::vector<SCEVHandle> &SubExprs,
674                              SCEVHandle Expr) {
675   if (SCEVAddExpr *AE = dyn_cast<SCEVAddExpr>(Expr)) {
676     for (unsigned j = 0, e = AE->getNumOperands(); j != e; ++j)
677       SeparateSubExprs(SubExprs, AE->getOperand(j));
678   } else if (SCEVAddRecExpr *SARE = dyn_cast<SCEVAddRecExpr>(Expr)) {
679     SCEVHandle Zero = SCEVUnknown::getIntegerSCEV(0, Expr->getType());
680     if (SARE->getOperand(0) == Zero) {
681       SubExprs.push_back(Expr);
682     } else {
683       // Compute the addrec with zero as its base.
684       std::vector<SCEVHandle> Ops(SARE->op_begin(), SARE->op_end());
685       Ops[0] = Zero;   // Start with zero base.
686       SubExprs.push_back(SCEVAddRecExpr::get(Ops, SARE->getLoop()));
687       
688
689       SeparateSubExprs(SubExprs, SARE->getOperand(0));
690     }
691   } else if (!isa<SCEVConstant>(Expr) ||
692              !cast<SCEVConstant>(Expr)->getValue()->isNullValue()) {
693     // Do not add zero.
694     SubExprs.push_back(Expr);
695   }
696 }
697
698
699 /// RemoveCommonExpressionsFromUseBases - Look through all of the uses in Bases,
700 /// removing any common subexpressions from it.  Anything truly common is
701 /// removed, accumulated, and returned.  This looks for things like (a+b+c) and
702 /// (a+c+d) -> (a+c).  The common expression is *removed* from the Bases.
703 static SCEVHandle 
704 RemoveCommonExpressionsFromUseBases(std::vector<BasedUser> &Uses) {
705   unsigned NumUses = Uses.size();
706
707   // Only one use?  Use its base, regardless of what it is!
708   SCEVHandle Zero = SCEVUnknown::getIntegerSCEV(0, Uses[0].Base->getType());
709   SCEVHandle Result = Zero;
710   if (NumUses == 1) {
711     std::swap(Result, Uses[0].Base);
712     return Result;
713   }
714
715   // To find common subexpressions, count how many of Uses use each expression.
716   // If any subexpressions are used Uses.size() times, they are common.
717   std::map<SCEVHandle, unsigned> SubExpressionUseCounts;
718   
719   // UniqueSubExprs - Keep track of all of the subexpressions we see in the
720   // order we see them.
721   std::vector<SCEVHandle> UniqueSubExprs;
722
723   std::vector<SCEVHandle> SubExprs;
724   for (unsigned i = 0; i != NumUses; ++i) {
725     // If the base is zero (which is common), return zero now, there are no
726     // CSEs we can find.
727     if (Uses[i].Base == Zero) return Zero;
728
729     // Split the expression into subexprs.
730     SeparateSubExprs(SubExprs, Uses[i].Base);
731     // Add one to SubExpressionUseCounts for each subexpr present.
732     for (unsigned j = 0, e = SubExprs.size(); j != e; ++j)
733       if (++SubExpressionUseCounts[SubExprs[j]] == 1)
734         UniqueSubExprs.push_back(SubExprs[j]);
735     SubExprs.clear();
736   }
737
738   // Now that we know how many times each is used, build Result.  Iterate over
739   // UniqueSubexprs so that we have a stable ordering.
740   for (unsigned i = 0, e = UniqueSubExprs.size(); i != e; ++i) {
741     std::map<SCEVHandle, unsigned>::iterator I = 
742        SubExpressionUseCounts.find(UniqueSubExprs[i]);
743     assert(I != SubExpressionUseCounts.end() && "Entry not found?");
744     if (I->second == NumUses) {  // Found CSE!
745       Result = SCEVAddExpr::get(Result, I->first);
746     } else {
747       // Remove non-cse's from SubExpressionUseCounts.
748       SubExpressionUseCounts.erase(I);
749     }
750   }
751   
752   // If we found no CSE's, return now.
753   if (Result == Zero) return Result;
754   
755   // Otherwise, remove all of the CSE's we found from each of the base values.
756   for (unsigned i = 0; i != NumUses; ++i) {
757     // Split the expression into subexprs.
758     SeparateSubExprs(SubExprs, Uses[i].Base);
759
760     // Remove any common subexpressions.
761     for (unsigned j = 0, e = SubExprs.size(); j != e; ++j)
762       if (SubExpressionUseCounts.count(SubExprs[j])) {
763         SubExprs.erase(SubExprs.begin()+j);
764         --j; --e;
765       }
766     
767     // Finally, the non-shared expressions together.
768     if (SubExprs.empty())
769       Uses[i].Base = Zero;
770     else
771       Uses[i].Base = SCEVAddExpr::get(SubExprs);
772     SubExprs.clear();
773   }
774  
775   return Result;
776 }
777
778
779 /// StrengthReduceStridedIVUsers - Strength reduce all of the users of a single
780 /// stride of IV.  All of the users may have different starting values, and this
781 /// may not be the only stride (we know it is if isOnlyStride is true).
782 void LoopStrengthReduce::StrengthReduceStridedIVUsers(const SCEVHandle &Stride,
783                                                       IVUsersOfOneStride &Uses,
784                                                       Loop *L,
785                                                       bool isOnlyStride) {
786   // Transform our list of users and offsets to a bit more complex table.  In
787   // this new vector, each 'BasedUser' contains 'Base' the base of the
788   // strided accessas well as the old information from Uses.  We progressively
789   // move information from the Base field to the Imm field, until we eventually
790   // have the full access expression to rewrite the use.
791   std::vector<BasedUser> UsersToProcess;
792   UsersToProcess.reserve(Uses.Users.size());
793   for (unsigned i = 0, e = Uses.Users.size(); i != e; ++i) {
794     UsersToProcess.push_back(Uses.Users[i]);
795     
796     // Move any loop invariant operands from the offset field to the immediate
797     // field of the use, so that we don't try to use something before it is
798     // computed.
799     MoveLoopVariantsToImediateField(UsersToProcess.back().Base,
800                                     UsersToProcess.back().Imm, L);
801     assert(UsersToProcess.back().Base->isLoopInvariant(L) &&
802            "Base value is not loop invariant!");
803   }
804   
805   // We now have a whole bunch of uses of like-strided induction variables, but
806   // they might all have different bases.  We want to emit one PHI node for this
807   // stride which we fold as many common expressions (between the IVs) into as
808   // possible.  Start by identifying the common expressions in the base values 
809   // for the strides (e.g. if we have "A+C+B" and "A+B+D" as our bases, find
810   // "A+B"), emit it to the preheader, then remove the expression from the
811   // UsersToProcess base values.
812   SCEVHandle CommonExprs = RemoveCommonExpressionsFromUseBases(UsersToProcess);
813   
814   // Next, figure out what we can represent in the immediate fields of
815   // instructions.  If we can represent anything there, move it to the imm
816   // fields of the BasedUsers.  We do this so that it increases the commonality
817   // of the remaining uses.
818   for (unsigned i = 0, e = UsersToProcess.size(); i != e; ++i) {
819     // If the user is not in the current loop, this means it is using the exit
820     // value of the IV.  Do not put anything in the base, make sure it's all in
821     // the immediate field to allow as much factoring as possible.
822     if (!L->contains(UsersToProcess[i].Inst->getParent())) {
823       UsersToProcess[i].Imm = SCEVAddExpr::get(UsersToProcess[i].Imm,
824                                                UsersToProcess[i].Base);
825       UsersToProcess[i].Base = 
826         SCEVUnknown::getIntegerSCEV(0, UsersToProcess[i].Base->getType());
827     } else {
828       
829       // Addressing modes can be folded into loads and stores.  Be careful that
830       // the store is through the expression, not of the expression though.
831       bool isAddress = isa<LoadInst>(UsersToProcess[i].Inst);
832       if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(UsersToProcess[i].Inst))
833         if (SI->getOperand(1) == UsersToProcess[i].OperandValToReplace)
834           isAddress = true;
835       
836       MoveImmediateValues(UsersToProcess[i].Base, UsersToProcess[i].Imm,
837                           isAddress, L);
838     }
839   }
840  
841   // Now that we know what we need to do, insert the PHI node itself.
842   //
843   DEBUG(std::cerr << "INSERTING IV of STRIDE " << *Stride << " and BASE "
844         << *CommonExprs << " :\n");
845     
846   SCEVExpander Rewriter(*SE, *LI);
847   SCEVExpander PreheaderRewriter(*SE, *LI);
848   
849   BasicBlock  *Preheader = L->getLoopPreheader();
850   Instruction *PreInsertPt = Preheader->getTerminator();
851   Instruction *PhiInsertBefore = L->getHeader()->begin();
852   
853   BasicBlock *LatchBlock = L->getLoopLatch();
854   
855   // Create a new Phi for this base, and stick it in the loop header.
856   const Type *ReplacedTy = CommonExprs->getType();
857   PHINode *NewPHI = new PHINode(ReplacedTy, "iv.", PhiInsertBefore);
858   ++NumInserted;
859   
860   // Insert the stride into the preheader.
861   Value *StrideV = PreheaderRewriter.expandCodeFor(Stride, PreInsertPt,
862                                                    ReplacedTy);
863   if (!isa<ConstantInt>(StrideV)) ++NumVariable;
864
865
866   // Emit the initial base value into the loop preheader, and add it to the
867   // Phi node.
868   Value *PHIBaseV = PreheaderRewriter.expandCodeFor(CommonExprs, PreInsertPt,
869                                                     ReplacedTy);
870   NewPHI->addIncoming(PHIBaseV, Preheader);
871   
872   // Emit the increment of the base value before the terminator of the loop
873   // latch block, and add it to the Phi node.
874   SCEVHandle IncExp = SCEVAddExpr::get(SCEVUnknown::get(NewPHI),
875                                        SCEVUnknown::get(StrideV));
876   
877   Value *IncV = Rewriter.expandCodeFor(IncExp, LatchBlock->getTerminator(),
878                                        ReplacedTy);
879   IncV->setName(NewPHI->getName()+".inc");
880   NewPHI->addIncoming(IncV, LatchBlock);
881
882   // Sort by the base value, so that all IVs with identical bases are next to
883   // each other.
884   while (!UsersToProcess.empty()) {
885     SCEVHandle Base = UsersToProcess.back().Base;
886
887     DEBUG(std::cerr << "  INSERTING code for BASE = " << *Base << ":\n");
888    
889     // Emit the code for Base into the preheader.
890     Value *BaseV = PreheaderRewriter.expandCodeFor(Base, PreInsertPt,
891                                                    ReplacedTy);
892     
893     // If BaseV is a constant other than 0, make sure that it gets inserted into
894     // the preheader, instead of being forward substituted into the uses.  We do
895     // this by forcing a noop cast to be inserted into the preheader in this
896     // case.
897     if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(BaseV))
898       if (!C->isNullValue() && !isTargetConstant(Base)) {
899         // We want this constant emitted into the preheader!
900         BaseV = new CastInst(BaseV, BaseV->getType(), "preheaderinsert",
901                              PreInsertPt);       
902       }
903     
904     // Emit the code to add the immediate offset to the Phi value, just before
905     // the instructions that we identified as using this stride and base.
906     unsigned ScanPos = 0;
907     do {
908       BasedUser &User = UsersToProcess.back();
909
910       // If this instruction wants to use the post-incremented value, move it
911       // after the post-inc and use its value instead of the PHI.
912       Value *RewriteOp = NewPHI;
913       if (User.isUseOfPostIncrementedValue) {
914         RewriteOp = IncV;
915
916         // If this user is in the loop, make sure it is the last thing in the
917         // loop to ensure it is dominated by the increment.
918         if (L->contains(User.Inst->getParent()))
919           User.Inst->moveBefore(LatchBlock->getTerminator());
920       }
921       SCEVHandle RewriteExpr = SCEVUnknown::get(RewriteOp);
922
923       // Clear the SCEVExpander's expression map so that we are guaranteed
924       // to have the code emitted where we expect it.
925       Rewriter.clear();
926      
927       // Now that we know what we need to do, insert code before User for the
928       // immediate and any loop-variant expressions.
929       if (!isa<ConstantInt>(BaseV) || !cast<ConstantInt>(BaseV)->isNullValue())
930         // Add BaseV to the PHI value if needed.
931         RewriteExpr = SCEVAddExpr::get(RewriteExpr, SCEVUnknown::get(BaseV));
932       
933       User.RewriteInstructionToUseNewBase(RewriteExpr, Rewriter, L, this);
934
935       // Mark old value we replaced as possibly dead, so that it is elminated
936       // if we just replaced the last use of that value.
937       DeadInsts.insert(cast<Instruction>(User.OperandValToReplace));
938
939       UsersToProcess.pop_back();
940       ++NumReduced;
941
942       // If there are any more users to process with the same base, move one of
943       // them to the end of the list so that we will process it.
944       if (!UsersToProcess.empty()) {
945         for (unsigned e = UsersToProcess.size(); ScanPos != e; ++ScanPos)
946           if (UsersToProcess[ScanPos].Base == Base) {
947             std::swap(UsersToProcess[ScanPos], UsersToProcess.back());
948             break;
949           }
950       }
951     } while (!UsersToProcess.empty() && UsersToProcess.back().Base == Base);
952     // TODO: Next, find out which base index is the most common, pull it out.
953   }
954
955   // IMPORTANT TODO: Figure out how to partition the IV's with this stride, but
956   // different starting values, into different PHIs.
957 }
958
959 // OptimizeIndvars - Now that IVUsesByStride is set up with all of the indvar
960 // uses in the loop, look to see if we can eliminate some, in favor of using
961 // common indvars for the different uses.
962 void LoopStrengthReduce::OptimizeIndvars(Loop *L) {
963   // TODO: implement optzns here.
964
965
966
967
968   // Finally, get the terminating condition for the loop if possible.  If we
969   // can, we want to change it to use a post-incremented version of its
970   // induction variable, to allow coallescing the live ranges for the IV into
971   // one register value.
972   PHINode *SomePHI = cast<PHINode>(L->getHeader()->begin());
973   BasicBlock  *Preheader = L->getLoopPreheader();
974   BasicBlock *LatchBlock =
975    SomePHI->getIncomingBlock(SomePHI->getIncomingBlock(0) == Preheader);
976   BranchInst *TermBr = dyn_cast<BranchInst>(LatchBlock->getTerminator());
977   if (!TermBr || TermBr->isUnconditional() ||
978       !isa<SetCondInst>(TermBr->getCondition()))
979     return;
980   SetCondInst *Cond = cast<SetCondInst>(TermBr->getCondition());
981
982   // Search IVUsesByStride to find Cond's IVUse if there is one.
983   IVStrideUse *CondUse = 0;
984   const SCEVHandle *CondStride = 0;
985
986   for (unsigned Stride = 0, e = StrideOrder.size(); Stride != e && !CondUse;
987        ++Stride) {
988     std::map<SCEVHandle, IVUsersOfOneStride>::iterator SI = 
989       IVUsesByStride.find(StrideOrder[Stride]);
990     assert(SI != IVUsesByStride.end() && "Stride doesn't exist!");
991     
992     for (std::vector<IVStrideUse>::iterator UI = SI->second.Users.begin(),
993            E = SI->second.Users.end(); UI != E; ++UI)
994       if (UI->User == Cond) {
995         CondUse = &*UI;
996         CondStride = &SI->first;
997         // NOTE: we could handle setcc instructions with multiple uses here, but
998         // InstCombine does it as well for simple uses, it's not clear that it
999         // occurs enough in real life to handle.
1000         break;
1001       }
1002   }
1003   if (!CondUse) return;  // setcc doesn't use the IV.
1004
1005   // setcc stride is complex, don't mess with users.
1006   // FIXME: Evaluate whether this is a good idea or not.
1007   if (!isa<SCEVConstant>(*CondStride)) return;
1008
1009   // It's possible for the setcc instruction to be anywhere in the loop, and
1010   // possible for it to have multiple users.  If it is not immediately before
1011   // the latch block branch, move it.
1012   if (&*++BasicBlock::iterator(Cond) != (Instruction*)TermBr) {
1013     if (Cond->hasOneUse()) {   // Condition has a single use, just move it.
1014       Cond->moveBefore(TermBr);
1015     } else {
1016       // Otherwise, clone the terminating condition and insert into the loopend.
1017       Cond = cast<SetCondInst>(Cond->clone());
1018       Cond->setName(L->getHeader()->getName() + ".termcond");
1019       LatchBlock->getInstList().insert(TermBr, Cond);
1020       
1021       // Clone the IVUse, as the old use still exists!
1022       IVUsesByStride[*CondStride].addUser(CondUse->Offset, Cond,
1023                                          CondUse->OperandValToReplace);
1024       CondUse = &IVUsesByStride[*CondStride].Users.back();
1025     }
1026   }
1027
1028   // If we get to here, we know that we can transform the setcc instruction to
1029   // use the post-incremented version of the IV, allowing us to coallesce the
1030   // live ranges for the IV correctly.
1031   CondUse->Offset = SCEV::getMinusSCEV(CondUse->Offset, *CondStride);
1032   CondUse->isUseOfPostIncrementedValue = true;
1033 }
1034
1035 void LoopStrengthReduce::runOnLoop(Loop *L) {
1036   // First step, transform all loops nesting inside of this loop.
1037   for (LoopInfo::iterator I = L->begin(), E = L->end(); I != E; ++I)
1038     runOnLoop(*I);
1039
1040   // Next, find all uses of induction variables in this loop, and catagorize
1041   // them by stride.  Start by finding all of the PHI nodes in the header for
1042   // this loop.  If they are induction variables, inspect their uses.
1043   std::set<Instruction*> Processed;   // Don't reprocess instructions.
1044   for (BasicBlock::iterator I = L->getHeader()->begin(); isa<PHINode>(I); ++I)
1045     AddUsersIfInteresting(I, L, Processed);
1046
1047   // If we have nothing to do, return.
1048   if (IVUsesByStride.empty()) return;
1049
1050   // Optimize induction variables.  Some indvar uses can be transformed to use
1051   // strides that will be needed for other purposes.  A common example of this
1052   // is the exit test for the loop, which can often be rewritten to use the
1053   // computation of some other indvar to decide when to terminate the loop.
1054   OptimizeIndvars(L);
1055
1056
1057   // FIXME: We can widen subreg IV's here for RISC targets.  e.g. instead of
1058   // doing computation in byte values, promote to 32-bit values if safe.
1059
1060   // FIXME: Attempt to reuse values across multiple IV's.  In particular, we
1061   // could have something like "for(i) { foo(i*8); bar(i*16) }", which should be
1062   // codegened as "for (j = 0;; j+=8) { foo(j); bar(j+j); }" on X86/PPC.  Need
1063   // to be careful that IV's are all the same type.  Only works for intptr_t
1064   // indvars.
1065
1066   // If we only have one stride, we can more aggressively eliminate some things.
1067   bool HasOneStride = IVUsesByStride.size() == 1;
1068   
1069   // Note: this processes each stride/type pair individually.  All users passed
1070   // into StrengthReduceStridedIVUsers have the same type AND stride.  Also,
1071   // node that we iterate over IVUsesByStride indirectly by using StrideOrder.
1072   // This extra layer of indirection makes the ordering of strides deterministic
1073   // - not dependent on map order.
1074   for (unsigned Stride = 0, e = StrideOrder.size(); Stride != e; ++Stride) {
1075     std::map<SCEVHandle, IVUsersOfOneStride>::iterator SI = 
1076       IVUsesByStride.find(StrideOrder[Stride]);
1077     assert(SI != IVUsesByStride.end() && "Stride doesn't exist!");
1078     StrengthReduceStridedIVUsers(SI->first, SI->second, L, HasOneStride);
1079   }
1080
1081   // Clean up after ourselves
1082   if (!DeadInsts.empty()) {
1083     DeleteTriviallyDeadInstructions(DeadInsts);
1084
1085     BasicBlock::iterator I = L->getHeader()->begin();
1086     PHINode *PN;
1087     while ((PN = dyn_cast<PHINode>(I))) {
1088       ++I;  // Preincrement iterator to avoid invalidating it when deleting PN.
1089       
1090       // At this point, we know that we have killed one or more GEP
1091       // instructions.  It is worth checking to see if the cann indvar is also
1092       // dead, so that we can remove it as well.  The requirements for the cann
1093       // indvar to be considered dead are:
1094       // 1. the cann indvar has one use
1095       // 2. the use is an add instruction
1096       // 3. the add has one use
1097       // 4. the add is used by the cann indvar
1098       // If all four cases above are true, then we can remove both the add and
1099       // the cann indvar.
1100       // FIXME: this needs to eliminate an induction variable even if it's being
1101       // compared against some value to decide loop termination.
1102       if (PN->hasOneUse()) {
1103         BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(*(PN->use_begin()));
1104         if (BO && BO->hasOneUse()) {
1105           if (PN == *(BO->use_begin())) {
1106             DeadInsts.insert(BO);
1107             // Break the cycle, then delete the PHI.
1108             PN->replaceAllUsesWith(UndefValue::get(PN->getType()));
1109             SE->deleteInstructionFromRecords(PN);
1110             PN->eraseFromParent();
1111           }
1112         }
1113       }
1114     }
1115     DeleteTriviallyDeadInstructions(DeadInsts);
1116   }
1117
1118   CastedPointers.clear();
1119   IVUsesByStride.clear();
1120   StrideOrder.clear();
1121   return;
1122 }