- Expose passinfo from BreakCriticalEdges pass so that it may be "Required"
[oota-llvm.git] / lib / Transforms / Scalar / InstructionCombining.cpp
index 30e143dec46ca3f43f0aa72f350e6909d205198a..b60d1fa9720ff7f4044950bba12d82961f23c099 100644 (file)
@@ -1,9 +1,8 @@
 //===- InstructionCombining.cpp - Combine multiple instructions -----------===//
 //
 // InstructionCombining - Combine instructions to form fewer, simple
-//   instructions.  This pass does not modify the CFG, and has a tendancy to
-//   make instructions dead, so a subsequent DIE pass is useful.  This pass is
-//   where algebraic simplification happens.
+// instructions.  This pass does not modify the CFG This pass is where algebraic
+// simplification happens.
 //
 // This pass combines things like:
 //    %Y = add int 1, %X
@@ -29,7 +28,9 @@
 #include "Support/StatisticReporter.h"
 #include <algorithm>
 
-static Statistic<> NumCombined("instcombine\t- Number of insts combined");
+static Statistic<> NumCombined ("instcombine\t- Number of insts combined");
+static Statistic<> NumConstProp("instcombine\t- Number of constant folds");
+static Statistic<> NumDeadInst ("instcombine\t- Number of dead inst eliminate");
 
 namespace {
   class InstCombiner : public FunctionPass,
@@ -46,6 +47,8 @@ namespace {
         WorkList.push_back(cast<Instruction>(*UI));
     }
 
+    // removeFromWorkList - remove all instances of I from the worklist.
+    void removeFromWorkList(Instruction *I);
   public:
     virtual bool runOnFunction(Function &F);
 
@@ -81,6 +84,8 @@ namespace {
     // in the program.  Add the new instruction to the worklist.
     //
     void InsertNewInstBefore(Instruction *New, Instruction &Old) {
+      assert(New && New->getParent() == 0 &&
+             "New instruction already inserted into a basic block!");
       BasicBlock *BB = Old.getParent();
       BB->getInstList().insert(&Old, New);  // Insert inst
       WorkList.push_back(New);              // Add to worklist
@@ -212,10 +217,10 @@ Instruction *InstCombiner::visitMul(BinaryOperator &I) {
 
   // Simplify mul instructions with a constant RHS...
   if (Constant *Op2 = dyn_cast<Constant>(I.getOperand(1))) {
-    if (I.getType()->isIntegral() && cast<ConstantInt>(Op2)->equalsInt(1))
+    if (I.getType()->isInteger() && cast<ConstantInt>(Op2)->equalsInt(1))
       return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);  // Eliminate 'mul int %X, 1'
 
-    if (I.getType()->isIntegral() && cast<ConstantInt>(Op2)->equalsInt(2))
+    if (I.getType()->isInteger() && cast<ConstantInt>(Op2)->equalsInt(2))
       // Convert 'mul int %X, 2' to 'add int %X, %X'
       return BinaryOperator::create(Instruction::Add, Op1, Op1, I.getName());
 
@@ -292,6 +297,16 @@ Instruction *InstCombiner::visitAnd(BinaryOperator &I) {
     if (RHS->isAllOnesValue())
       return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
 
+  // and (not A), (not B) == not (or A, B)
+  if (Op0->use_size() == 1 && Op1->use_size() == 1)
+    if (Value *A = dyn_castNotInst(Op0))
+      if (Value *B = dyn_castNotInst(Op1)) {
+        Instruction *Or = BinaryOperator::create(Instruction::Or, A, B,
+                                                 I.getName()+".demorgan");
+        InsertNewInstBefore(Or, I);
+        return BinaryOperator::createNot(Or, I.getName());
+      }
+
   return Changed ? &I : 0;
 }
 
@@ -475,22 +490,23 @@ Instruction *InstCombiner::visitShiftInst(Instruction &I) {
   // a signed value.
   //
   if (ConstantUInt *CUI = dyn_cast<ConstantUInt>(Op1)) {
-    unsigned TypeBits = Op0->getType()->getPrimitiveSize()*8;
-    if (CUI->getValue() >= TypeBits &&
-        !(Op0->getType()->isSigned() && I.getOpcode() == Instruction::Shr))
-      return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(Op0->getType()));
+    if (I.getOpcode() == Instruction::Shr) {
+      unsigned TypeBits = Op0->getType()->getPrimitiveSize()*8;
+      if (CUI->getValue() >= TypeBits && !(Op0->getType()->isSigned()))
+        return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(Op0->getType()));
+    }
+
+    // Check to see if we are shifting left by 1.  If so, turn it into an add
+    // instruction.
+    if (I.getOpcode() == Instruction::Shl && CUI->equalsInt(1))
+      // Convert 'shl int %X, 2' to 'add int %X, %X'
+      return BinaryOperator::create(Instruction::Add, Op0, Op0, I.getName());
+
   }
   return 0;
 }
 
 
-// isCIntegral - For the purposes of casting, we allow conversion of sizes and
-// stuff as long as the value type acts basically integral like.
-//
-static bool isCIntegral(const Type *Ty) {
-  return Ty->isIntegral() || Ty == Type::BoolTy;
-}
-
 // isEliminableCastOfCast - Return true if it is valid to eliminate the CI
 // instruction.
 //
@@ -509,7 +525,7 @@ static inline bool isEliminableCastOfCast(const CastInst &CI,
 
   // Allow free casting and conversion of sizes as long as the sign doesn't
   // change...
-  if (isCIntegral(SrcTy) && isCIntegral(MidTy) && isCIntegral(DstTy)) {
+  if (SrcTy->isIntegral() && MidTy->isIntegral() && DstTy->isIntegral()) {
     unsigned SrcSize = SrcTy->getPrimitiveSize();
     unsigned MidSize = MidTy->getPrimitiveSize();
     unsigned DstSize = DstTy->getPrimitiveSize();
@@ -520,6 +536,12 @@ static inline bool isEliminableCastOfCast(const CastInst &CI,
     if (SrcSize >= MidSize && MidSize >= DstSize)
       return true;
 
+    // Cases where the source and destination type are the same, but the middle
+    // type is bigger are noops.
+    //
+    if (SrcSize == DstSize && MidSize > SrcSize)
+      return true;
+
     // If we are monotonically growing, things are more complex.
     //
     if (SrcSize <= MidSize && MidSize <= DstSize) {
@@ -582,7 +604,7 @@ Instruction *InstCombiner::visitCastInst(CastInst &CI) {
     // to convert this into a logical 'and' instruction.
     //
     if (CSrc->getOperand(0)->getType() == CI.getType() &&
-        CI.getType()->isIntegral() && CSrc->getType()->isIntegral() &&
+        CI.getType()->isInteger() && CSrc->getType()->isInteger() &&
         CI.getType()->isUnsigned() && CSrc->getType()->isUnsigned() &&
         CSrc->getType()->getPrimitiveSize() < CI.getType()->getPrimitiveSize()){
       assert(CSrc->getType() != Type::ULongTy &&
@@ -610,10 +632,19 @@ Instruction *InstCombiner::visitPHINode(PHINode &PN) {
   // Otherwise if all of the incoming values are the same for the PHI, replace
   // the PHI node with the incoming value.
   //
-  Value *InVal = PN.getIncomingValue(0);
-  for (unsigned i = 1, e = PN.getNumIncomingValues(); i != e; ++i)
-    if (PN.getIncomingValue(i) != InVal)
-      return 0;  // Not the same, bail out.
+  Value *InVal = 0;
+  for (unsigned i = 0, e = PN.getNumIncomingValues(); i != e; ++i)
+    if (PN.getIncomingValue(i) != &PN)  // Not the PHI node itself...
+      if (InVal && PN.getIncomingValue(i) != InVal)
+        return 0;  // Not the same, bail out.
+      else
+        InVal = PN.getIncomingValue(i);
+
+  // The only case that could cause InVal to be null is if we have a PHI node
+  // that only has entries for itself.  In this case, there is no entry into the
+  // loop, so kill the PHI.
+  //
+  if (InVal == 0) InVal = Constant::getNullValue(PN.getType());
 
   // All of the incoming values are the same, replace the PHI node now.
   return ReplaceInstUsesWith(PN, InVal);
@@ -624,7 +655,7 @@ Instruction *InstCombiner::visitGetElementPtrInst(GetElementPtrInst &GEP) {
   // Is it 'getelementptr %P, uint 0'  or 'getelementptr %P'
   // If so, eliminate the noop.
   if ((GEP.getNumOperands() == 2 &&
-       GEP.getOperand(1) == Constant::getNullValue(Type::UIntTy)) ||
+       GEP.getOperand(1) == Constant::getNullValue(Type::LongTy)) ||
       GEP.getNumOperands() == 1)
     return ReplaceInstUsesWith(GEP, GEP.getOperand(0));
 
@@ -644,7 +675,8 @@ Instruction *InstCombiner::visitGetElementPtrInst(GetElementPtrInst &GEP) {
                    *cast<Constant>(GEP.getOperand(1));
       assert(Indices[0] != 0 && "Constant folding of uint's failed!?");
 
-    } else if (*GEP.idx_begin() == ConstantUInt::get(Type::UIntTy, 0)) { 
+    } else if (*GEP.idx_begin() == ConstantUInt::getNullValue(Type::LongTy) &&
+               Src->getNumOperands() != 1) { 
       // Otherwise we can do the fold if the first index of the GEP is a zero
       Indices.insert(Indices.end(), Src->idx_begin(), Src->idx_end());
       Indices.insert(Indices.end(), GEP.idx_begin()+1, GEP.idx_end());
@@ -676,6 +708,11 @@ Instruction *InstCombiner::visitGetElementPtrInst(GetElementPtrInst &GEP) {
 }
 
 
+void InstCombiner::removeFromWorkList(Instruction *I) {
+  WorkList.erase(std::remove(WorkList.begin(), WorkList.end(), I),
+                 WorkList.end());
+}
+
 bool InstCombiner::runOnFunction(Function &F) {
   bool Changed = false;
 
@@ -685,6 +722,37 @@ bool InstCombiner::runOnFunction(Function &F) {
     Instruction *I = WorkList.back();  // Get an instruction from the worklist
     WorkList.pop_back();
 
+    // Check to see if we can DCE or ConstantPropogate the instruction...
+    // Check to see if we can DIE the instruction...
+    if (isInstructionTriviallyDead(I)) {
+      // Add operands to the worklist...
+      for (unsigned i = 0, e = I->getNumOperands(); i != e; ++i)
+        if (Instruction *Op = dyn_cast<Instruction>(I->getOperand(i)))
+          WorkList.push_back(Op);
+
+      ++NumDeadInst;
+      BasicBlock::iterator BBI = I;
+      if (dceInstruction(BBI)) {
+        removeFromWorkList(I);
+        continue;
+      }
+    } 
+
+    // Instruction isn't dead, see if we can constant propogate it...
+    if (Constant *C = ConstantFoldInstruction(I)) {
+      // Add operands to the worklist...
+      for (unsigned i = 0, e = I->getNumOperands(); i != e; ++i)
+        if (Instruction *Op = dyn_cast<Instruction>(I->getOperand(i)))
+          WorkList.push_back(Op);
+      I->replaceAllUsesWith(C);
+      ++NumConstProp;
+      BasicBlock::iterator BBI = I;
+      if (dceInstruction(BBI)) {
+        removeFromWorkList(I);
+        continue;
+      }
+    }
+    
     // Now that we have an instruction, try combining it to simplify it...
     if (Instruction *Result = visit(*I)) {
       ++NumCombined;
@@ -692,9 +760,7 @@ bool InstCombiner::runOnFunction(Function &F) {
       if (Result != I) {
         // Instructions can end up on the worklist more than once.  Make sure
         // we do not process an instruction that has been deleted.
-        WorkList.erase(std::remove(WorkList.begin(), WorkList.end(), I),
-                       WorkList.end());
-
+        removeFromWorkList(I);
         ReplaceInstWithInst(I, Result);
       } else {
         BasicBlock::iterator II = I;
@@ -704,8 +770,7 @@ bool InstCombiner::runOnFunction(Function &F) {
         if (dceInstruction(II)) {
           // Instructions may end up in the worklist more than once.  Erase them
           // all.
-          WorkList.erase(std::remove(WorkList.begin(), WorkList.end(), I),
-                         WorkList.end());
+          removeFromWorkList(I);
           Result = 0;
         }
       }