Rename ConstPoolVal -> Constant
[oota-llvm.git] / lib / Transforms / ExprTypeConvert.cpp
index 8f1af88cb78cd945839ab1fbe2c4ba5102bbabdd..57d533d88ddd76e1356ae15d501f132e754263c6 100644 (file)
@@ -8,12 +8,14 @@
 
 #include "TransformInternals.h"
 #include "llvm/Method.h"
-#include "llvm/Support/STLExtras.h"
 #include "llvm/iOther.h"
+#include "llvm/iPHINode.h"
 #include "llvm/iMemory.h"
-#include "llvm/ConstPoolVals.h"
+#include "llvm/ConstantVals.h"
 #include "llvm/Optimizations/ConstantHandling.h"
 #include "llvm/Optimizations/DCE.h"
+#include "llvm/Analysis/Expressions.h"
+#include "Support/STLExtras.h"
 #include <map>
 #include <algorithm>
 
 
 //#define DEBUG_EXPR_CONVERT 1
 
-static inline const Type *getTy(const Value *V, ValueTypeCache &CT) {
-  ValueTypeCache::iterator I = CT.find(V);
-  if (I == CT.end()) return V->getType();
-  return I->second;
-}
-
-
 static bool OperandConvertableToType(User *U, Value *V, const Type *Ty,
                                      ValueTypeCache &ConvertedTypes);
 
 static void ConvertOperandToType(User *U, Value *OldVal, Value *NewVal,
                                  ValueMapCache &VMC);
 
+// AllIndicesZero - Return true if all of the indices of the specified memory
+// access instruction are zero, indicating an effectively nil offset to the 
+// pointer value.
+//
+static bool AllIndicesZero(const MemAccessInst *MAI) {
+  for (User::op_const_iterator S = MAI->idx_begin(), E = MAI->idx_end();
+       S != E; ++S)
+    if (!isa<Constant>(*S) || !cast<Constant>(*S)->isNullValue())
+      return false;
+  return true;
+}
+
+static unsigned getBaseTypeSize(const Type *Ty) {
+  if (const ArrayType *ATy = dyn_cast<ArrayType>(Ty))
+    if (ATy->isUnsized())
+      return getBaseTypeSize(ATy->getElementType());
+  return TD.getTypeSize(Ty);
+}
+
+
+// Peephole Malloc instructions: we take a look at the use chain of the
+// malloc instruction, and try to find out if the following conditions hold:
+//   1. The malloc is of the form: 'malloc [sbyte], uint <constant>'
+//   2. The only users of the malloc are cast & add instructions
+//   3. Of the cast instructions, there is only one destination pointer type
+//      [RTy] where the size of the pointed to object is equal to the number
+//      of bytes allocated.
+//
+// If these conditions hold, we convert the malloc to allocate an [RTy]
+// element.  TODO: This comment is out of date WRT arrays
+//
+static bool MallocConvertableToType(MallocInst *MI, const Type *Ty,
+                                    ValueTypeCache &CTMap) {
+  if (!MI->isArrayAllocation() ||            // No array allocation?
+      !isa<PointerType>(Ty)) return false;   // Malloc always returns pointers
+
+  // Deal with the type to allocate, not the pointer type...
+  Ty = cast<PointerType>(Ty)->getValueType();
+
+  // Analyze the number of bytes allocated...
+  analysis::ExprType Expr = analysis::ClassifyExpression(MI->getArraySize());
+
+  // Must have a scale or offset to analyze it...
+  if (!Expr.Offset && !Expr.Scale) return false;
+
+  if (Expr.Offset && (Expr.Scale || Expr.Var)) {
+    // This is wierd, shouldn't happen, but if it does, I wanna know about it!
+    cerr << "LevelRaise.cpp: Crazy allocation detected!\n";
+    return false;    
+  }
+
+  // Get the number of bytes allocated...
+  int SizeVal = getConstantValue(Expr.Offset ? Expr.Offset : Expr.Scale);
+  if (SizeVal <= 0) {
+    cerr << "malloc of a negative number???\n";
+    return false;
+  }
+  unsigned Size = (unsigned)SizeVal;
+  unsigned ReqTypeSize = getBaseTypeSize(Ty);
+
+  // Does the size of the allocated type match the number of bytes
+  // allocated?
+  //
+  if (ReqTypeSize == Size)
+    return true;
+
+  // If not, it's possible that an array of constant size is being allocated.
+  // In this case, the Size will be a multiple of the data size.
+  //
+  if (!Expr.Offset) return false;  // Offset must be set, not scale...
+
+#if 1
+  return false;
+#else   // THIS CAN ONLY BE RUN VERY LATE, after several passes to make sure
+        // things are adequately raised!
+  // See if the allocated amount is a multiple of the type size...
+  if (Size/ReqTypeSize*ReqTypeSize != Size)
+    return false;   // Nope.
+
+  // Unfortunately things tend to be powers of two, so there may be
+  // many false hits.  We don't want to optimistically assume that we
+  // have the right type on the first try, so scan the use list of the
+  // malloc instruction, looking for the cast to the biggest type...
+  //
+  for (Value::use_iterator I = MI->use_begin(), E = MI->use_end(); I != E; ++I)
+    if (CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(*I))
+      if (const PointerType *PT = 
+          dyn_cast<PointerType>(CI->getOperand(0)->getType()))
+        if (getBaseTypeSize(PT->getValueType()) > ReqTypeSize)
+          return false;     // We found a type bigger than this one!
+  
+  return true;
+#endif
+}
+
+static Instruction *ConvertMallocToType(MallocInst *MI, const Type *Ty,
+                                        const string &Name, ValueMapCache &VMC){
+  BasicBlock *BB = MI->getParent();
+  BasicBlock::iterator It = BB->end();
+
+  // Analyze the number of bytes allocated...
+  analysis::ExprType Expr = analysis::ClassifyExpression(MI->getArraySize());
+
+  const PointerType *AllocTy = cast<PointerType>(Ty);
+  const Type *ElType = AllocTy->getValueType();
+
+  if (Expr.Var && !isa<ArrayType>(ElType)) {
+    ElType = ArrayType::get(AllocTy->getValueType());
+    AllocTy = PointerType::get(ElType);
+  }
+
+  // If the array size specifier is not an unsigned integer, insert a cast now.
+  if (Expr.Var && Expr.Var->getType() != Type::UIntTy) {
+    It = find(BB->getInstList().begin(), BB->getInstList().end(), MI);
+    CastInst *SizeCast = new CastInst(Expr.Var, Type::UIntTy);
+    It = BB->getInstList().insert(It, SizeCast)+1;
+    Expr.Var = SizeCast;
+  }
+
+  // Check to see if they are allocating a constant sized array of a type...
+#if 0   // THIS CAN ONLY BE RUN VERY LATE
+  if (!Expr.Var) {
+    unsigned OffsetAmount  = (unsigned)getConstantValue(Expr.Offset);
+    unsigned DataSize = TD.getTypeSize(ElType);
+    
+    if (OffsetAmount > DataSize) // Allocate a sized array amount...
+      Expr.Var = ConstantUInt::get(Type::UIntTy, OffsetAmount/DataSize);
+  }
+#endif
+
+  Instruction *NewI = new MallocInst(AllocTy, Expr.Var, Name);
+
+  if (AllocTy != Ty) { // Create a cast instruction to cast it to the correct ty
+    if (It == BB->end())
+      It = find(BB->getInstList().begin(), BB->getInstList().end(), MI);
+                
+    // Insert the new malloc directly into the code ourselves
+    assert(It != BB->getInstList().end());
+    It = BB->getInstList().insert(It, NewI)+1;
+
+    // Return the cast as the value to use...
+    NewI = new CastInst(NewI, Ty);
+  }
+
+  return NewI;
+}
+
 
 // ExpressionConvertableToType - Return true if it is possible
-static bool ExpressionConvertableToType(Value *V, const Type *Ty,
-                                        ValueTypeCache &CTMap) {
+bool ExpressionConvertableToType(Value *V, const Type *Ty,
+                                 ValueTypeCache &CTMap) {
+  if (V->getType() == Ty) return true;  // Expression already correct type!
+
+  // Expression type must be holdable in a register.
+  if (!isFirstClassType(Ty))
+    return false;
+  
   ValueTypeCache::iterator CTMI = CTMap.find(V);
   if (CTMI != CTMap.end()) return CTMI->second == Ty;
-  CTMap[V] = Ty;
 
-  // Expressions are only convertable if all of the users of the expression can
-  // have this value converted.  This makes use of the map to avoid infinite
-  // recursion.
-  //
-  for (Value::use_iterator I = V->use_begin(), E = V->use_end(); I != E; ++I)
-    if (!OperandConvertableToType(*I, V, Ty, CTMap))
-      return false;
+  CTMap[V] = Ty;
 
   Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V);
   if (I == 0) {
     // It's not an instruction, check to see if it's a constant... all constants
     // can be converted to an equivalent value (except pointers, they can't be
-    // const prop'd in general).
+    // const prop'd in general).  We just ask the constant propogator to see if
+    // it can convert the value...
     //
-    if (isa<ConstPoolVal>(V) &&
-        !isa<PointerType>(V->getType()) && !isa<PointerType>(Ty)) return true;
+    if (Constant *CPV = dyn_cast<Constant>(V))
+      if (opt::ConstantFoldCastInstruction(CPV, Ty))
+        return true;  // Don't worry about deallocating, it's a constant.
 
     return false;              // Otherwise, we can't convert!
   }
-  if (I->getType() == Ty) return false;  // Expression already correct type!
 
   switch (I->getOpcode()) {
   case Instruction::Cast:
     // We can convert the expr if the cast destination type is losslessly
     // convertable to the requested type.
-    return losslessCastableTypes(Ty, I->getType());
+    if (!Ty->isLosslesslyConvertableTo(I->getType())) return false;
+#if 1
+    // We also do not allow conversion of a cast that casts from a ptr to array
+    // of X to a *X.  For example: cast [4 x %List *] * %val to %List * *
+    //
+    if (PointerType *SPT = dyn_cast<PointerType>(I->getOperand(0)->getType()))
+      if (PointerType *DPT = dyn_cast<PointerType>(I->getType()))
+        if (ArrayType *AT = dyn_cast<ArrayType>(SPT->getValueType()))
+          if (AT->getElementType() == DPT->getValueType())
+            return false;
+#endif
+    break;
 
   case Instruction::Add:
   case Instruction::Sub:
-    return ExpressionConvertableToType(I->getOperand(0), Ty, CTMap) &&
-           ExpressionConvertableToType(I->getOperand(1), Ty, CTMap);
+    if (!ExpressionConvertableToType(I->getOperand(0), Ty, CTMap) ||
+        !ExpressionConvertableToType(I->getOperand(1), Ty, CTMap))
+      return false;
+    break;
   case Instruction::Shr:
     if (Ty->isSigned() != V->getType()->isSigned()) return false;
     // FALL THROUGH
   case Instruction::Shl:
-    return ExpressionConvertableToType(I->getOperand(0), Ty, CTMap);
+    if (!ExpressionConvertableToType(I->getOperand(0), Ty, CTMap))
+      return false;
+    break;
 
   case Instruction::Load: {
     LoadInst *LI = cast<LoadInst>(I);
-    if (LI->hasIndices()) return false;
-    return ExpressionConvertableToType(LI->getPtrOperand(),
-                                       PointerType::get(Ty), CTMap);
+    if (LI->hasIndices() && !AllIndicesZero(LI)) {
+      // We can't convert a load expression if it has indices... unless they are
+      // all zero.
+      return false;
+    }
+
+    if (!ExpressionConvertableToType(LI->getPointerOperand(),
+                                     PointerType::get(Ty), CTMap))
+      return false;
+    break;                                     
+  }
+  case Instruction::PHINode: {
+    PHINode *PN = cast<PHINode>(I);
+    for (unsigned i = 0; i < PN->getNumIncomingValues(); ++i)
+      if (!ExpressionConvertableToType(PN->getIncomingValue(i), Ty, CTMap))
+        return false;
+    break;
   }
+
+  case Instruction::Malloc:
+    if (!MallocConvertableToType(cast<MallocInst>(I), Ty, CTMap))
+      return false;
+    break;
+
+#if 1
   case Instruction::GetElementPtr: {
     // GetElementPtr's are directly convertable to a pointer type if they have
     // a number of zeros at the end.  Because removing these values does not
@@ -103,40 +281,60 @@ static bool ExpressionConvertableToType(Value *V, const Type *Ty,
     // index array.  If there are, check to see if removing them causes us to
     // get to the right type...
     //
-    vector<ConstPoolVal*> Indices = GEP->getIndices();
-    const Type *BaseType = GEP->getPtrOperand()->getType();
+    vector<Value*> Indices = GEP->copyIndices();
+    const Type *BaseType = GEP->getPointerOperand()->getType();
+    const Type *ElTy = 0;
 
-    while (Indices.size() &&
-           cast<ConstPoolUInt>(Indices.back())->getValue() == 0) {
+    while (!Indices.empty() && isa<ConstantUInt>(Indices.back()) &&
+           cast<ConstantUInt>(Indices.back())->getValue() == 0) {
       Indices.pop_back();
-      const Type *ElTy = GetElementPtrInst::getIndexedType(BaseType, Indices,
+      ElTy = GetElementPtrInst::getIndexedType(BaseType, Indices,
                                                            true);
       if (ElTy == PTy->getValueType())
-        return true;  // Found a match!!
+        break;  // Found a match!!
+      ElTy = 0;
     }
-    break;   // No match, maybe next time.
+
+    if (ElTy) break;
+    return false;   // No match, maybe next time.
   }
+#endif
+
+  default:
+    return false;
   }
-  return false;
-}
 
+  // Expressions are only convertable if all of the users of the expression can
+  // have this value converted.  This makes use of the map to avoid infinite
+  // recursion.
+  //
+  for (Value::use_iterator It = I->use_begin(), E = I->use_end(); It != E; ++It)
+    if (!OperandConvertableToType(*It, I, Ty, CTMap))
+      return false;
 
+  return true;
+}
 
 
-static Value *ConvertExpressionToType(Value *V, const Type *Ty,
-                                      ValueMapCache &VMC) {
+Value *ConvertExpressionToType(Value *V, const Type *Ty, ValueMapCache &VMC) {
   ValueMapCache::ExprMapTy::iterator VMCI = VMC.ExprMap.find(V);
-  if (VMCI != VMC.ExprMap.end())
+  if (VMCI != VMC.ExprMap.end()) {
+    assert(VMCI->second->getType() == Ty);
     return VMCI->second;
+  }
+
+#ifdef DEBUG_EXPR_CONVERT
+  cerr << "CETT: " << (void*)V << " " << V;
+#endif
 
   Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V);
   if (I == 0)
-    if (ConstPoolVal *CPV = cast<ConstPoolVal>(V)) {
+    if (Constant *CPV = cast<Constant>(V)) {
       // Constants are converted by constant folding the cast that is required.
       // We assume here that all casts are implemented for constant prop.
       Value *Result = opt::ConstantFoldCastInstruction(CPV, Ty);
-      if (!Result) cerr << "Couldn't fold " << CPV << " to " << Ty << endl;
       assert(Result && "ConstantFoldCastInstruction Failed!!!");
+      assert(Result->getType() == Ty && "Const prop of cast failed!");
 
       // Add the instruction to the expression map
       VMC.ExprMap[V] = Result;
@@ -149,6 +347,10 @@ static Value *ConvertExpressionToType(Value *V, const Type *Ty,
   string Name = I->getName();  if (!Name.empty()) I->setName("");
   Instruction *Res;     // Result of conversion
 
+  ValueHandle IHandle(VMC, I);  // Prevent I from being removed!
+  
+  Constant *Dummy = Constant::getNullConstant(Ty);
+
   //cerr << endl << endl << "Type:\t" << Ty << "\nInst: " << I << "BB Before: " << BB << endl;
 
   switch (I->getOpcode()) {
@@ -159,24 +361,54 @@ static Value *ConvertExpressionToType(Value *V, const Type *Ty,
   case Instruction::Add:
   case Instruction::Sub:
     Res = BinaryOperator::create(cast<BinaryOperator>(I)->getOpcode(),
-                             ConvertExpressionToType(I->getOperand(0), Ty, VMC),
-                             ConvertExpressionToType(I->getOperand(1), Ty, VMC),
-                                 Name);
+                                 Dummy, Dummy, Name);
+    VMC.ExprMap[I] = Res;   // Add node to expression eagerly
+
+    Res->setOperand(0, ConvertExpressionToType(I->getOperand(0), Ty, VMC));
+    Res->setOperand(1, ConvertExpressionToType(I->getOperand(1), Ty, VMC));
     break;
 
   case Instruction::Shl:
   case Instruction::Shr:
-    Res = new ShiftInst(cast<ShiftInst>(I)->getOpcode(),
-                        ConvertExpressionToType(I->getOperand(0), Ty, VMC),
+    Res = new ShiftInst(cast<ShiftInst>(I)->getOpcode(), Dummy,
                         I->getOperand(1), Name);
+    VMC.ExprMap[I] = Res;
+    Res->setOperand(0, ConvertExpressionToType(I->getOperand(0), Ty, VMC));
     break;
 
   case Instruction::Load: {
     LoadInst *LI = cast<LoadInst>(I);
-    assert(!LI->hasIndices());
-    Res = new LoadInst(ConvertExpressionToType(LI->getPtrOperand(),
-                                               PointerType::get(Ty), VMC),
-                       Name);
+    assert(!LI->hasIndices() || AllIndicesZero(LI));
+
+    Res = new LoadInst(Constant::getNullConstant(PointerType::get(Ty)), Name);
+    VMC.ExprMap[I] = Res;
+    Res->setOperand(0, ConvertExpressionToType(LI->getPointerOperand(),
+                                               PointerType::get(Ty), VMC));
+    assert(Res->getOperand(0)->getType() == PointerType::get(Ty));
+    assert(Ty == Res->getType());
+    assert(isFirstClassType(Res->getType()) && "Load of structure or array!");
+    break;
+  }
+
+  case Instruction::PHINode: {
+    PHINode *OldPN = cast<PHINode>(I);
+    PHINode *NewPN = new PHINode(Ty, Name);
+
+    VMC.ExprMap[I] = NewPN;   // Add node to expression eagerly
+    while (OldPN->getNumOperands()) {
+      BasicBlock *BB = OldPN->getIncomingBlock(0);
+      Value *OldVal = OldPN->getIncomingValue(0);
+      ValueHandle OldValHandle(VMC, OldVal);
+      OldPN->removeIncomingValue(BB);
+      Value *V = ConvertExpressionToType(OldVal, Ty, VMC);
+      NewPN->addIncoming(V, BB);
+    }
+    Res = NewPN;
+    break;
+  }
+
+  case Instruction::Malloc: {
+    Res = ConvertMallocToType(cast<MallocInst>(I), Ty, Name, VMC);
     break;
   }
 
@@ -196,18 +428,18 @@ static Value *ConvertExpressionToType(Value *V, const Type *Ty,
     // index array.  If there are, check to see if removing them causes us to
     // get to the right type...
     //
-    vector<ConstPoolVal*> Indices = GEP->getIndices();
-    const Type *BaseType = GEP->getPtrOperand()->getType();
+    vector<Value*> Indices = GEP->copyIndices();
+    const Type *BaseType = GEP->getPointerOperand()->getType();
     const Type *PVTy = cast<PointerType>(Ty)->getValueType();
     Res = 0;
-    while (Indices.size() &&
-           cast<ConstPoolUInt>(Indices.back())->getValue() == 0) {
+    while (!Indices.empty() && isa<ConstantUInt>(Indices.back()) &&
+           cast<ConstantUInt>(Indices.back())->getValue() == 0) {
       Indices.pop_back();
       if (GetElementPtrInst::getIndexedType(BaseType, Indices, true) == PVTy) {
         if (Indices.size() == 0) {
-          Res = new CastInst(GEP->getPtrOperand(), BaseType); // NOOP
+          Res = new CastInst(GEP->getPointerOperand(), BaseType); // NOOP
         } else {
-          Res = new GetElementPtrInst(GEP->getPtrOperand(), Indices, Name);
+          Res = new GetElementPtrInst(GEP->getPointerOperand(), Indices, Name);
         }
         break;
       }
@@ -221,6 +453,8 @@ static Value *ConvertExpressionToType(Value *V, const Type *Ty,
     return 0;
   }
 
+  assert(Res->getType() == Ty && "Didn't convert expr to correct type!");
+
   BasicBlock::iterator It = find(BIL.begin(), BIL.end(), I);
   assert(It != BIL.end() && "Instruction not in own basic block??");
   BIL.insert(It, Res);
@@ -241,16 +475,28 @@ static Value *ConvertExpressionToType(Value *V, const Type *Ty,
   }
 
 #ifdef DEBUG_EXPR_CONVERT
-  cerr << "ExpIn: " << I << "ExpOut: " << Res;
+  cerr << "ExpIn: " << (void*)I << " " << I
+       << "ExpOut: " << (void*)Res << " " << Res;
+  cerr << "ExpCREATED: " << (void*)Res << " " << Res;
+#endif
+
+  if (I->use_empty()) {
+#ifdef DEBUG_EXPR_CONVERT
+    cerr << "EXPR DELETING: " << (void*)I << " " << I;
 #endif
+    BIL.remove(I);
+    VMC.OperandsMapped.erase(I);
+    VMC.ExprMap.erase(I);
+    delete I;
+  }
 
   return Res;
 }
 
 
 
-// RetValConvertableToType - Return true if it is possible
-bool RetValConvertableToType(Value *V, const Type *Ty,
+// ValueConvertableToType - Return true if it is possible
+bool ValueConvertableToType(Value *V, const Type *Ty,
                              ValueTypeCache &ConvertedTypes) {
   ValueTypeCache::iterator I = ConvertedTypes.find(V);
   if (I != ConvertedTypes.end()) return I->second == Ty;
@@ -270,8 +516,6 @@ bool RetValConvertableToType(Value *V, const Type *Ty,
 
 
 
-
-
 // OperandConvertableToType - Return true if it is possible to convert operand
 // V of User (instruction) U to the specified type.  This is true iff it is
 // possible to change the specified instruction to accept this.  CTMap is a map
@@ -280,8 +524,12 @@ bool RetValConvertableToType(Value *V, const Type *Ty,
 //
 static bool OperandConvertableToType(User *U, Value *V, const Type *Ty,
                                      ValueTypeCache &CTMap) {
-  assert(V->getType() != Ty &&
-         "OperandConvertableToType: Operand is already right type!");
+  if (V->getType() == Ty) return true;   // Operand already the right type?
+
+  // Expression type must be holdable in a register.
+  if (!isFirstClassType(Ty))
+    return false;
+
   Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(U);
   if (I == 0) return false;              // We can't convert!
 
@@ -290,12 +538,39 @@ static bool OperandConvertableToType(User *U, Value *V, const Type *Ty,
     assert(I->getOperand(0) == V);
     // We can convert the expr if the cast destination type is losslessly
     // convertable to the requested type.
-    return losslessCastableTypes(Ty, I->getOperand(0)->getType());
+    if (!Ty->isLosslesslyConvertableTo(I->getOperand(0)->getType()))
+      return false;
+#if 1
+    // We also do not allow conversion of a cast that casts from a ptr to array
+    // of X to a *X.  For example: cast [4 x %List *] * %val to %List * *
+    //
+    if (PointerType *SPT = dyn_cast<PointerType>(I->getOperand(0)->getType()))
+      if (PointerType *DPT = dyn_cast<PointerType>(I->getType()))
+        if (ArrayType *AT = dyn_cast<ArrayType>(SPT->getValueType()))
+          if (AT->getElementType() == DPT->getValueType())
+            return false;
+#endif
+    return true;
 
   case Instruction::Add:
+    if (V == I->getOperand(0) && isa<CastInst>(I->getOperand(1)) &&
+        isa<PointerType>(Ty)) {
+      Value *IndexVal = cast<CastInst>(I->getOperand(1))->getOperand(0);
+      vector<Value*> Indices;
+      if (const Type *ETy = ConvertableToGEP(Ty, IndexVal, Indices)) {
+        const Type *RetTy = PointerType::get(ETy);
+
+        // Only successful if we can convert this type to the required type
+        if (ValueConvertableToType(I, RetTy, CTMap)) {
+          CTMap[I] = RetTy;
+          return true;
+        }
+      }
+    }
+    // FALLTHROUGH
   case Instruction::Sub: {
     Value *OtherOp = I->getOperand((V == I->getOperand(0)) ? 1 : 0);
-    return RetValConvertableToType(I, Ty, CTMap) &&
+    return ValueConvertableToType(I, Ty, CTMap) &&
            ExpressionConvertableToType(OtherOp, Ty, CTMap);
   }
   case Instruction::SetEQ:
@@ -308,17 +583,35 @@ static bool OperandConvertableToType(User *U, Value *V, const Type *Ty,
     // FALL THROUGH
   case Instruction::Shl:
     assert(I->getOperand(0) == V);
-    return RetValConvertableToType(I, Ty, CTMap);
+    return ValueConvertableToType(I, Ty, CTMap);
 
   case Instruction::Load:
-    assert(I->getOperand(0) == V);
+    // Cannot convert the types of any subscripts...
+    if (I->getOperand(0) != V) return false;
+
     if (const PointerType *PT = dyn_cast<PointerType>(Ty)) {
       LoadInst *LI = cast<LoadInst>(I);
-      if (LI->hasIndices() || 
-          TD.getTypeSize(PT->getValueType()) != TD.getTypeSize(LI->getType()))
+      
+      if (LI->hasIndices() && !AllIndicesZero(LI))
+        return false;
+
+      const Type *LoadedTy = PT->getValueType();
+
+      // They could be loading the first element of a composite type...
+      if (const CompositeType *CT = dyn_cast<CompositeType>(LoadedTy)) {
+        unsigned Offset = 0;     // No offset, get first leaf.
+        vector<Value*> Indices;  // Discarded...
+        LoadedTy = getStructOffsetType(CT, Offset, Indices, false);
+        assert(Offset == 0 && "Offset changed from zero???");
+      }
+
+      if (!isFirstClassType(LoadedTy))
+        return false;
+
+      if (TD.getTypeSize(LoadedTy) != TD.getTypeSize(LI->getType()))
         return false;
 
-      return RetValConvertableToType(LI, PT->getValueType(), CTMap);
+      return ValueConvertableToType(LI, LoadedTy, CTMap);
     }
     return false;
 
@@ -347,46 +640,52 @@ static bool OperandConvertableToType(User *U, Value *V, const Type *Ty,
     return false;
   }
 
+  case Instruction::GetElementPtr:
+    // Convert a getelementptr [sbyte] * %reg111, uint 16 freely back to
+    // anything that is a pointer type...
+    //
+    if (I->getType() != PointerType::get(Type::SByteTy) ||
+        I->getNumOperands() != 2 || V != I->getOperand(0) ||
+        I->getOperand(1)->getType() != Type::UIntTy || !isa<PointerType>(Ty))
+      return false;
+    return true;
 
-#if 0
-  case Instruction::GetElementPtr: {
-    // GetElementPtr's are directly convertable to a pointer type if they have
-    // a number of zeros at the end.  Because removing these values does not
-    // change the logical offset of the GEP, it is okay and fair to remove them.
-    // This can change this:
-    //   %t1 = getelementptr %Hosp * %hosp, ubyte 4, ubyte 0  ; <%List **>
-    //   %t2 = cast %List * * %t1 to %List *
-    // into
-    //   %t2 = getelementptr %Hosp * %hosp, ubyte 4           ; <%List *>
-    // 
-    GetElementPtrInst *GEP = cast<GetElementPtrInst>(I);
-    const PointerType *PTy = dyn_cast<PointerType>(Ty);
-    if (!PTy) return false;
+  case Instruction::PHINode: {
+    PHINode *PN = cast<PHINode>(I);
+    for (unsigned i = 0; i < PN->getNumIncomingValues(); ++i)
+      if (!ExpressionConvertableToType(PN->getIncomingValue(i), Ty, CTMap))
+        return false;
+    return ValueConvertableToType(PN, Ty, CTMap);
+  }
 
-    // Check to see if there are zero elements that we can remove from the
-    // index array.  If there are, check to see if removing them causes us to
-    // get to the right type...
-    //
-    vector<ConstPoolVal*> Indices = GEP->getIndices();
-    const Type *BaseType = GEP->getPtrOperand()->getType();
+  case Instruction::Call: {
+    User::op_iterator OI = find(I->op_begin(), I->op_end(), V);
+    assert (OI != I->op_end() && "Not using value!");
+    unsigned OpNum = OI - I->op_begin();
 
-    while (Indices.size() &&
-           cast<ConstPoolUInt>(Indices.back())->getValue() == 0) {
-      Indices.pop_back();
-      const Type *ElTy = GetElementPtrInst::getIndexedType(BaseType, Indices,
-                                                           true);
-      if (ElTy == PTy->getValueType())
-        return true;  // Found a match!!
-    }
-    break;   // No match, maybe next time.
+    if (OpNum == 0)
+      return false; // Can't convert method pointer type yet.  FIXME
+    
+    const PointerType *MPtr = cast<PointerType>(I->getOperand(0)->getType());
+    const MethodType *MTy = cast<MethodType>(MPtr->getValueType());
+    if (!MTy->isVarArg()) return false;
+
+    if ((OpNum-1) < MTy->getParamTypes().size())
+      return false;  // It's not in the varargs section...
+
+    // If we get this far, we know the value is in the varargs section of the
+    // method!  We can convert if we don't reinterpret the value...
+    //
+    return Ty->isLosslesslyConvertableTo(V->getType());
   }
-#endif
   }
   return false;
 }
 
 
-void ConvertUsersType(Value *V, Value *NewVal, ValueMapCache &VMC) {
+void ConvertValueToNewType(Value *V, Value *NewVal, ValueMapCache &VMC) {
+  ValueHandle VH(VMC, V);
+
   unsigned NumUses = V->use_size();
   for (unsigned It = 0; It < NumUses; ) {
     unsigned OldSize = NumUses;
@@ -394,21 +693,6 @@ void ConvertUsersType(Value *V, Value *NewVal, ValueMapCache &VMC) {
     NumUses = V->use_size();
     if (NumUses == OldSize) ++It;
   }
-
-  if (NumUses == 0)
-    if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V)) {
-      BasicBlock *BB = I->getParent();
-
-      // Now we just need to remove the old instruction so we don't get infinite
-      // loops.  Note that we cannot use DCE because DCE won't remove a store
-      // instruction, for example.
-      //
-#ifdef DEBUG_EXPR_CONVERT
-      cerr << "DELETING: " << (void*)I << " " << I;
-#endif
-      BB->getInstList().remove(I);
-      delete I;
-    }
 }
 
 
@@ -417,9 +701,13 @@ static void ConvertOperandToType(User *U, Value *OldVal, Value *NewVal,
                                  ValueMapCache &VMC) {
   if (isa<ValueHandle>(U)) return;  // Valuehandles don't let go of operands...
 
-  if (VMC.OperandsMapped.count(make_pair(U, OldVal))) return;
+  if (VMC.OperandsMapped.count(U)) return;
+  VMC.OperandsMapped.insert(U);
+
+  ValueMapCache::ExprMapTy::iterator VMCI = VMC.ExprMap.find(U);
+  if (VMCI != VMC.ExprMap.end())
+    return;
 
-  VMC.OperandsMapped.insert(make_pair(U, OldVal));
 
   Instruction *I = cast<Instruction>(U);  // Only Instructions convertable
 
@@ -431,10 +719,11 @@ static void ConvertOperandToType(User *U, Value *OldVal, Value *NewVal,
   //cerr << endl << endl << "Type:\t" << Ty << "\nInst: " << I << "BB Before: " << BB << endl;
 
   // Prevent I from being removed...
-  ValueHandle IHandle(I);
-#ifdef DEBUG_EXPR_CONVERT
-  cerr << "VH AQUIRING: " << I;
-#endif
+  ValueHandle IHandle(VMC, I);
+
+  const Type *NewTy = NewVal->getType();
+  Constant *Dummy = (NewTy != Type::VoidTy) ? 
+                  Constant::getNullConstant(NewTy) : 0;
 
   switch (I->getOpcode()) {
   case Instruction::Cast:
@@ -443,17 +732,37 @@ static void ConvertOperandToType(User *U, Value *OldVal, Value *NewVal,
     break;
 
   case Instruction::Add:
+    if (OldVal == I->getOperand(0) && isa<CastInst>(I->getOperand(1)) &&
+        isa<PointerType>(NewTy)) {
+      Value *IndexVal = cast<CastInst>(I->getOperand(1))->getOperand(0);
+      vector<Value*> Indices;
+      BasicBlock::iterator It = find(BIL.begin(), BIL.end(), I);
+
+      if (const Type *ETy = ConvertableToGEP(NewTy, IndexVal, Indices, &It)) {
+        // If successful, convert the add to a GEP
+        const Type *RetTy = PointerType::get(ETy);
+        // First operand is actually the given pointer...
+        Res = new GetElementPtrInst(NewVal, Indices);
+        assert(cast<PointerType>(Res->getType())->getValueType() == ETy &&
+               "ConvertableToGEP broken!");
+        break;
+      }
+    }
+    // FALLTHROUGH
+
   case Instruction::Sub:
   case Instruction::SetEQ:
   case Instruction::SetNE: {
+    Res = BinaryOperator::create(cast<BinaryOperator>(I)->getOpcode(),
+                                 Dummy, Dummy, Name);
+    VMC.ExprMap[I] = Res;   // Add node to expression eagerly
+
     unsigned OtherIdx = (OldVal == I->getOperand(0)) ? 1 : 0;
     Value *OtherOp    = I->getOperand(OtherIdx);
-    Value *NewOther   = ConvertExpressionToType(OtherOp, NewVal->getType(),VMC);
+    Value *NewOther   = ConvertExpressionToType(OtherOp, NewTy, VMC);
 
-    Res = BinaryOperator::create(cast<BinaryOperator>(I)->getOpcode(),
-                                 OtherIdx == 0 ? NewOther : NewVal,
-                                 OtherIdx == 1 ? NewOther : NewVal,
-                                 Name);
+    Res->setOperand(OtherIdx, NewOther);
+    Res->setOperand(!OtherIdx, NewVal);
     break;
   }
   case Instruction::Shl:
@@ -463,63 +772,86 @@ static void ConvertOperandToType(User *U, Value *OldVal, Value *NewVal,
                         I->getOperand(1), Name);
     break;
 
-  case Instruction::Load:
-    assert(I->getOperand(0) == OldVal);
-    Res = new LoadInst(NewVal, Name);
+  case Instruction::Load: {
+    assert(I->getOperand(0) == OldVal && isa<PointerType>(NewVal->getType()));
+    const Type *LoadedTy = cast<PointerType>(NewVal->getType())->getValueType();
+
+    vector<Value*> Indices;
+
+    if (const CompositeType *CT = dyn_cast<CompositeType>(LoadedTy)) {
+      unsigned Offset = 0;   // No offset, get first leaf.
+      LoadedTy = getStructOffsetType(CT, Offset, Indices, false);
+    }
+    assert(isFirstClassType(LoadedTy));
+
+    Res = new LoadInst(NewVal, Indices, Name);
+    assert(isFirstClassType(Res->getType()) && "Load of structure or array!");
     break;
+  }
 
   case Instruction::Store: {
     if (I->getOperand(0) == OldVal) {  // Replace the source value
-      Value *NewPtr =
-        ConvertExpressionToType(I->getOperand(1),
-                                PointerType::get(NewVal->getType()), VMC);
-      Res = new StoreInst(NewVal, NewPtr);
+      const PointerType *NewPT = PointerType::get(NewTy);
+      Res = new StoreInst(NewVal, Constant::getNullConstant(NewPT));
+      VMC.ExprMap[I] = Res;
+      Res->setOperand(1, ConvertExpressionToType(I->getOperand(1), NewPT, VMC));
     } else {                           // Replace the source pointer
-      const Type *ValType =cast<PointerType>(NewVal->getType())->getValueType();
-      Value *NewV = ConvertExpressionToType(I->getOperand(0), ValType, VMC);
-      Res = new StoreInst(NewV, NewVal);
+      const Type *ValTy = cast<PointerType>(NewTy)->getValueType();
+      Res = new StoreInst(Constant::getNullConstant(ValTy), NewVal);
+      VMC.ExprMap[I] = Res;
+      Res->setOperand(0, ConvertExpressionToType(I->getOperand(0), ValTy, VMC));
     }
     break;
   }
 
-#if 0
-  case Instruction::GetElementPtr: {
-    // GetElementPtr's are directly convertable to a pointer type if they have
-    // a number of zeros at the end.  Because removing these values does not
-    // change the logical offset of the GEP, it is okay and fair to remove them.
-    // This can change this:
-    //   %t1 = getelementptr %Hosp * %hosp, ubyte 4, ubyte 0  ; <%List **>
-    //   %t2 = cast %List * * %t1 to %List *
-    // into
-    //   %t2 = getelementptr %Hosp * %hosp, ubyte 4           ; <%List *>
-    // 
-    GetElementPtrInst *GEP = cast<GetElementPtrInst>(I);
 
-    // Check to see if there are zero elements that we can remove from the
-    // index array.  If there are, check to see if removing them causes us to
-    // get to the right type...
+  case Instruction::GetElementPtr: {
+    // Convert a getelementptr [sbyte] * %reg111, uint 16 freely back to
+    // anything that is a pointer type...
     //
-    vector<ConstPoolVal*> Indices = GEP->getIndices();
-    const Type *BaseType = GEP->getPtrOperand()->getType();
-    const Type *PVTy = cast<PointerType>(Ty)->getValueType();
-    Res = 0;
-    while (Indices.size() &&
-           cast<ConstPoolUInt>(Indices.back())->getValue() == 0) {
-      Indices.pop_back();
-      if (GetElementPtrInst::getIndexedType(BaseType, Indices, true) == PVTy) {
-        if (Indices.size() == 0) {
-          Res = new CastInst(GEP->getPtrOperand(), BaseType); // NOOP
-        } else {
-          Res = new GetElementPtrInst(GEP->getPtrOperand(), Indices, Name);
-        }
-        break;
-      }
+    BasicBlock::iterator It = find(BIL.begin(), BIL.end(), I);
+    
+    // Insert a cast right before this instruction of the index value...
+    CastInst *CIdx = new CastInst(I->getOperand(1), NewTy);
+    It = BIL.insert(It, CIdx)+1;
+    
+    // Insert an add right before this instruction 
+    Instruction *AddInst = BinaryOperator::create(Instruction::Add, NewVal,
+                                                  CIdx, Name);
+    It = BIL.insert(It, AddInst)+1;
+
+    // Finally, cast the result back to our previous type...
+    Res = new CastInst(AddInst, I->getType());
+    break;
+  }
+
+  case Instruction::PHINode: {
+    PHINode *OldPN = cast<PHINode>(I);
+    PHINode *NewPN = new PHINode(NewTy, Name);
+    VMC.ExprMap[I] = NewPN;
+
+    while (OldPN->getNumOperands()) {
+      BasicBlock *BB = OldPN->getIncomingBlock(0);
+      Value *OldVal = OldPN->getIncomingValue(0);
+      OldPN->removeIncomingValue(BB);
+      Value *V = ConvertExpressionToType(OldVal, NewTy, VMC);
+      NewPN->addIncoming(V, BB);
     }
-    assert(Res && "Didn't find match!");
-    break;   // No match, maybe next time.
+    Res = NewPN;
+    break;
   }
-#endif
 
+  case Instruction::Call: {
+    Value *Meth = I->getOperand(0);
+    vector<Value*> Params(I->op_begin()+1, I->op_end());
+
+    vector<Value*>::iterator OI = find(Params.begin(), Params.end(), OldVal);
+    assert (OI != Params.end() && "Not using value!");
+
+    *OI = NewVal;
+    Res = new CallInst(Meth, Params, Name);
+    break;
+  }
   default:
     assert(0 && "Expression convertable, but don't know how to convert?");
     return;
@@ -530,11 +862,15 @@ static void ConvertOperandToType(User *U, Value *OldVal, Value *NewVal,
   BIL.insert(It, Res);   // Keep It pointing to old instruction
 
 #ifdef DEBUG_EXPR_CONVERT
-  cerr << "In: " << I << "Out: " << Res;
+  cerr << "COT CREATED: "  << (void*)Res << " " << Res;
+  cerr << "In: " << (void*)I << " " << I << "Out: " << (void*)Res << " " << Res;
 #endif
 
+  // Add the instruction to the expression map
+  VMC.ExprMap[I] = Res;
+
   if (I->getType() != Res->getType())
-    ConvertUsersType(I, Res, VMC);
+    ConvertValueToNewType(I, Res, VMC);
   else {
     for (unsigned It = 0; It < I->use_size(); ) {
       User *Use = *(I->use_begin()+It);
@@ -544,7 +880,7 @@ static void ConvertOperandToType(User *U, Value *OldVal, Value *NewVal,
         Use->replaceUsesOfWith(I, Res);
     }
 
-    if (I->use_size() == 0) {
+    if (I->use_empty()) {
       // Now we just need to remove the old instruction so we don't get infinite
       // loops.  Note that we cannot use DCE because DCE won't remove a store
       // instruction, for example.
@@ -553,36 +889,64 @@ static void ConvertOperandToType(User *U, Value *OldVal, Value *NewVal,
       cerr << "DELETING: " << (void*)I << " " << I;
 #endif
       BIL.remove(I);
+      VMC.OperandsMapped.erase(I);
+      VMC.ExprMap.erase(I);
       delete I;
     } else {
       for (Value::use_iterator UI = I->use_begin(), UE = I->use_end();
            UI != UE; ++UI)
-        assert(isa<ValueHandle>((Value*)*UI) && "Uses of Instruction remain!!!");
+        assert(isa<ValueHandle>((Value*)*UI) &&"Uses of Instruction remain!!!");
     }
   }
 }
 
 
+ValueHandle::ValueHandle(ValueMapCache &VMC, Value *V)
+  : Instruction(Type::VoidTy, UserOp1, ""), Cache(VMC) {
+#ifdef DEBUG_EXPR_CONVERT
+  cerr << "VH AQUIRING: " << (void*)V << " " << V;
+#endif
+  Operands.push_back(Use(V, this));
+}
+
+static void RecursiveDelete(ValueMapCache &Cache, Instruction *I) {
+  if (!I || !I->use_empty()) return;
+
+  assert(I->getParent() && "Inst not in basic block!");
+
+#ifdef DEBUG_EXPR_CONVERT
+  cerr << "VH DELETING: " << (void*)I << " " << I;
+#endif
+
+  for (User::op_iterator OI = I->op_begin(), OE = I->op_end(); 
+       OI != OE; ++OI) {
+    Instruction *U = dyn_cast<Instruction>(*OI);
+    if (U) {
+      *OI = 0;
+      RecursiveDelete(Cache, dyn_cast<Instruction>(U));
+    }
+  }
+
+  I->getParent()->getInstList().remove(I);
+
+  Cache.OperandsMapped.erase(I);
+  Cache.ExprMap.erase(I);
+  delete I;
+}
+
 ValueHandle::~ValueHandle() {
   if (Operands[0]->use_size() == 1) {
     Value *V = Operands[0];
-    Operands.clear();   // Drop use!
+    Operands[0] = 0;   // Drop use!
 
     // Now we just need to remove the old instruction so we don't get infinite
     // loops.  Note that we cannot use DCE because DCE won't remove a store
     // instruction, for example.
     //
-    Instruction *I = cast<Instruction>(V);
-    assert(I->getParent() && "Inst not in basic block!");
-
-#ifdef DEBUG_EXPR_CONVERT
-    cerr << "VH DELETING: " << (void*)I << " " << I;
-#endif
-    I->getParent()->getInstList().remove(I);
-    delete I;
+    RecursiveDelete(Cache, dyn_cast<Instruction>(V));
   } else {
 #ifdef DEBUG_EXPR_CONVERT
-    cerr << "VH RELEASING: " << Operands[0];
+    cerr << "VH RELEASING: " << (void*)Operands[0].get() << " " << Operands[0]->use_size() << " " << Operands[0];
 #endif
   }
 }