lib/Transforms/Scalar/CodeGenPrepare.cpp

   1 //===- CodeGenPrepare.cpp - Prepare a function for code generation --------===//
   2 //
   3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
   4 //
   5 // This file is distributed under the University of Illinois Open Source
   6 // License. See LICENSE.TXT for details.
   7 //
   8 //===----------------------------------------------------------------------===//
   9 //
  10 // This pass munges the code in the input function to better prepare it for
  11 // SelectionDAG-based code generation. This works around limitations in it's
  12 // basic-block-at-a-time approach. It should eventually be removed.
  13 //
  14 //===----------------------------------------------------------------------===//
  15
  16 #define DEBUG_TYPE "codegenprepare"
  17 #include "llvm/Transforms/Scalar.h"
  18 #include "llvm/Constants.h"
  19 #include "llvm/DerivedTypes.h"
  20 #include "llvm/Function.h"
  21 #include "llvm/IRBuilder.h"
  22 #include "llvm/InlineAsm.h"
  23 #include "llvm/Instructions.h"
  24 #include "llvm/IntrinsicInst.h"
  25 #include "llvm/Pass.h"
  26 #include "llvm/ADT/DenseMap.h"
  27 #include "llvm/ADT/SmallSet.h"
  28 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
  29 #include "llvm/Analysis/Dominators.h"
  30 #include "llvm/Analysis/InstructionSimplify.h"
  31 #include "llvm/Analysis/ProfileInfo.h"
  32 #include "llvm/Assembly/Writer.h"
  33 #include "llvm/Support/CallSite.h"
  34 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
  35 #include "llvm/Support/Debug.h"
  36 #include "llvm/Support/GetElementPtrTypeIterator.h"
  37 #include "llvm/Support/PatternMatch.h"
  38 #include "llvm/Support/ValueHandle.h"
  39 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
  40 #include "llvm/Target/TargetData.h"
  41 #include "llvm/Target/TargetLibraryInfo.h"
  42 #include "llvm/Target/TargetLowering.h"
  43 #include "llvm/Transforms/Utils/AddrModeMatcher.h"
  44 #include "llvm/Transforms/Utils/BasicBlockUtils.h"
  45 #include "llvm/Transforms/Utils/BuildLibCalls.h"
  46 #include "llvm/Transforms/Utils/Local.h"
  47 using namespace llvm;
  48 using namespace llvm::PatternMatch;
  49
  50 STATISTIC(NumBlocksElim, "Number of blocks eliminated");
  51 STATISTIC(NumPHIsElim,   "Number of trivial PHIs eliminated");
  52 STATISTIC(NumGEPsElim,   "Number of GEPs converted to casts");
  53 STATISTIC(NumCmpUses, "Number of uses of Cmp expressions replaced with uses of "
  54                       "sunken Cmps");
  55 STATISTIC(NumCastUses, "Number of uses of Cast expressions replaced with uses "
  56                        "of sunken Casts");
  57 STATISTIC(NumMemoryInsts, "Number of memory instructions whose address "
  58                           "computations were sunk");
  59 STATISTIC(NumExtsMoved,  "Number of [s|z]ext instructions combined with loads");
  60 STATISTIC(NumExtUses,    "Number of uses of [s|z]ext instructions optimized");
  61 STATISTIC(NumRetsDup,    "Number of return instructions duplicated");
  62 STATISTIC(NumDbgValueMoved, "Number of debug value instructions moved");
  63 STATISTIC(NumSelectsExpanded, "Number of selects turned into branches");
  64
  65 static cl::opt<bool> DisableBranchOpts(
  66   "disable-cgp-branch-opts", cl::Hidden, cl::init(false),
  67   cl::desc("Disable branch optimizations in CodeGenPrepare"));
  68
  69 // FIXME: Remove this abomination once all of the tests pass without it!
  70 static cl::opt<bool> DisableDeleteDeadBlocks(
  71   "disable-cgp-delete-dead-blocks", cl::Hidden, cl::init(false),
  72   cl::desc("Disable deleting dead blocks in CodeGenPrepare"));
  73
  74 static cl::opt<bool> DisableSelectToBranch(
  75   "disable-cgp-select2branch", cl::Hidden, cl::init(false),
  76   cl::desc("Disable select to branch conversion."));
  77
  78 namespace {
  79   class CodeGenPrepare : public FunctionPass {
  80     /// TLI - Keep a pointer of a TargetLowering to consult for determining
  81     /// transformation profitability.
  82     const TargetLowering *TLI;
  83     const TargetLibraryInfo *TLInfo;
  84     DominatorTree *DT;
  85     ProfileInfo *PFI;
  86
  87     /// CurInstIterator - As we scan instructions optimizing them, this is the
  88     /// next instruction to optimize.  Xforms that can invalidate this should
  89     /// update it.
  90     BasicBlock::iterator CurInstIterator;
  91
  92     /// Keeps track of non-local addresses that have been sunk into a block.
  93     /// This allows us to avoid inserting duplicate code for blocks with
  94     /// multiple load/stores of the same address.
  95     DenseMap<Value*, Value*> SunkAddrs;
  96
  97     /// ModifiedDT - If CFG is modified in anyway, dominator tree may need to
  98     /// be updated.
  99     bool ModifiedDT;
 100
 101     /// OptSize - True if optimizing for size.
 102     bool OptSize;
 103
 104   public:
 105     static char ID; // Pass identification, replacement for typeid
 106     explicit CodeGenPrepare(const TargetLowering *tli = 0)
 107       : FunctionPass(ID), TLI(tli) {
 108         initializeCodeGenPreparePass(*PassRegistry::getPassRegistry());
 109       }
 110     bool runOnFunction(Function &F);
 111
 112     virtual void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
 113       AU.addPreserved<DominatorTree>();
 114       AU.addPreserved<ProfileInfo>();
 115       AU.addRequired<TargetLibraryInfo>();
 116     }
 117
 118   private:
 119     bool EliminateFallThrough(Function &F);
 120     bool EliminateMostlyEmptyBlocks(Function &F);
 121     bool CanMergeBlocks(const BasicBlock *BB, const BasicBlock *DestBB) const;
 122     void EliminateMostlyEmptyBlock(BasicBlock *BB);
 123     bool OptimizeBlock(BasicBlock &BB);
 124     bool OptimizeInst(Instruction *I);
 125     bool OptimizeMemoryInst(Instruction *I, Value *Addr, Type *AccessTy);
 126     bool OptimizeInlineAsmInst(CallInst *CS);
 127     bool OptimizeCallInst(CallInst *CI);
 128     bool MoveExtToFormExtLoad(Instruction *I);
 129     bool OptimizeExtUses(Instruction *I);
 130     bool OptimizeSelectInst(SelectInst *SI);
 131     bool DupRetToEnableTailCallOpts(ReturnInst *RI);
 132     bool PlaceDbgValues(Function &F);
 133   };
 134 }
 135
 136 char CodeGenPrepare::ID = 0;
 137 INITIALIZE_PASS_BEGIN(CodeGenPrepare, "codegenprepare",
 138                 "Optimize for code generation", false, false)
 139 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(TargetLibraryInfo)
 140 INITIALIZE_PASS_END(CodeGenPrepare, "codegenprepare",
 141                 "Optimize for code generation", false, false)
 142
 143 FunctionPass *llvm::createCodeGenPreparePass(const TargetLowering *TLI) {
 144   return new CodeGenPrepare(TLI);
 145 }
 146
 147 bool CodeGenPrepare::runOnFunction(Function &F) {
 148   bool EverMadeChange = false;
 149
 150   ModifiedDT = false;
 151   TLInfo = &getAnalysis<TargetLibraryInfo>();
 152   DT = getAnalysisIfAvailable<DominatorTree>();
 153   PFI = getAnalysisIfAvailable<ProfileInfo>();
 154   OptSize = F.hasFnAttr(Attribute::OptimizeForSize);
 155
 156   // First pass, eliminate blocks that contain only PHI nodes and an
 157   // unconditional branch.
 158   EverMadeChange |= EliminateMostlyEmptyBlocks(F);
 159
 160   // llvm.dbg.value is far away from the value then iSel may not be able
 161   // handle it properly. iSel will drop llvm.dbg.value if it can not
 162   // find a node corresponding to the value.
 163   EverMadeChange |= PlaceDbgValues(F);
 164
 165   bool MadeChange = true;
 166   while (MadeChange) {
 167     MadeChange = false;
 168     for (Function::iterator I = F.begin(), E = F.end(); I != E; ) {
 169       BasicBlock *BB = I++;
 170       MadeChange |= OptimizeBlock(*BB);
 171     }
 172     EverMadeChange |= MadeChange;
 173   }
 174
 175   SunkAddrs.clear();
 176
 177   if (!DisableBranchOpts) {
 178     MadeChange = false;
 179     SmallPtrSet<BasicBlock*, 8> WorkList;
 180     for (Function::iterator BB = F.begin(), E = F.end(); BB != E; ++BB) {
 181       SmallVector<BasicBlock*, 2> Successors(succ_begin(BB), succ_end(BB));
 182       MadeChange |= ConstantFoldTerminator(BB, true);
 183       if (!MadeChange) continue;
 184
 185       for (SmallVectorImpl<BasicBlock*>::iterator
 186              II = Successors.begin(), IE = Successors.end(); II != IE; ++II)
 187         if (pred_begin(*II) == pred_end(*II))
 188           WorkList.insert(*II);
 189     }
 190
 191     if (!DisableDeleteDeadBlocks)
 192       for (SmallPtrSet<BasicBlock*, 8>::iterator
 193              I = WorkList.begin(), E = WorkList.end(); I != E; ++I)
 194         DeleteDeadBlock(*I);
 195
 196     // Merge pairs of basic blocks with unconditional branches, connected by
 197     // a single edge.
 198     if (EverMadeChange || MadeChange)
 199       MadeChange |= EliminateFallThrough(F);
 200
 201     if (MadeChange)
 202       ModifiedDT = true;
 203     EverMadeChange |= MadeChange;
 204   }
 205
 206   if (ModifiedDT && DT)
 207     DT->DT->recalculate(F);
 208
 209   return EverMadeChange;
 210 }
 211
 212 /// EliminateFallThrough - Merge basic blocks which are connected
 213 /// by a single edge, where one of the basic blocks has a single successor
 214 /// pointing to the other basic block, which has a single predecessor.
 215 bool CodeGenPrepare::EliminateFallThrough(Function &F) {
 216   bool Changed = false;
 217   // Scan all of the blocks in the function, except for the entry block.
 218   for (Function::iterator I = ++F.begin(), E = F.end(); I != E; ) {
 219     BasicBlock *BB = I++;
 220     // If the destination block has a single pred, then this is a trivial
 221     // edge, just collapse it.
 222     BasicBlock *SinglePred = BB->getSinglePredecessor();
 223
 224     if (!SinglePred || SinglePred == BB) continue;
 225
 226     BranchInst *Term = dyn_cast<BranchInst>(SinglePred->getTerminator());
 227     if (Term && !Term->isConditional()) {
 228       Changed = true;
 229       // Remember if SinglePred was the entry block of the function.
 230       // If so, we will need to move BB back to the entry position.
 231       bool isEntry = SinglePred == &SinglePred->getParent()->getEntryBlock();
 232       MergeBasicBlockIntoOnlyPred(BB, this);
 233
 234       if (isEntry && BB != &BB->getParent()->getEntryBlock())
 235         BB->moveBefore(&BB->getParent()->getEntryBlock());
 236
 237       // We have erased a block. Update the iterator.
 238       I = BB;
 239       DEBUG(dbgs() << "Merged:\n"<< *SinglePred << "\n\n\n");
 240     }
 241   }
 242   return Changed;
 243 }
 244
 245 /// EliminateMostlyEmptyBlocks - eliminate blocks that contain only PHI nodes,
 246 /// debug info directives, and an unconditional branch.  Passes before isel
 247 /// (e.g. LSR/loopsimplify) often split edges in ways that are non-optimal for
 248 /// isel.  Start by eliminating these blocks so we can split them the way we
 249 /// want them.
 250 bool CodeGenPrepare::EliminateMostlyEmptyBlocks(Function &F) {
 251   bool MadeChange = false;
 252   // Note that this intentionally skips the entry block.
 253   for (Function::iterator I = ++F.begin(), E = F.end(); I != E; ) {
 254     BasicBlock *BB = I++;
 255
 256     // If this block doesn't end with an uncond branch, ignore it.
 257     BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(BB->getTerminator());
 258     if (!BI || !BI->isUnconditional())
 259       continue;
 260
 261     // If the instruction before the branch (skipping debug info) isn't a phi
 262     // node, then other stuff is happening here.
 263     BasicBlock::iterator BBI = BI;
 264     if (BBI != BB->begin()) {
 265       --BBI;
 266       while (isa<DbgInfoIntrinsic>(BBI)) {
 267         if (BBI == BB->begin())
 268           break;
 269         --BBI;
 270       }
 271       if (!isa<DbgInfoIntrinsic>(BBI) && !isa<PHINode>(BBI))
 272         continue;
 273     }
 274
 275     // Do not break infinite loops.
 276     BasicBlock *DestBB = BI->getSuccessor(0);
 277     if (DestBB == BB)
 278       continue;
 279
 280     if (!CanMergeBlocks(BB, DestBB))
 281       continue;
 282
 283     EliminateMostlyEmptyBlock(BB);
 284     MadeChange = true;
 285   }
 286   return MadeChange;
 287 }
 288
 289 /// CanMergeBlocks - Return true if we can merge BB into DestBB if there is a
 290 /// single uncond branch between them, and BB contains no other non-phi
 291 /// instructions.
 292 bool CodeGenPrepare::CanMergeBlocks(const BasicBlock *BB,
 293                                     const BasicBlock *DestBB) const {
 294   // We only want to eliminate blocks whose phi nodes are used by phi nodes in
 295   // the successor.  If there are more complex condition (e.g. preheaders),
 296   // don't mess around with them.
 297   BasicBlock::const_iterator BBI = BB->begin();
 298   while (const PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(BBI++)) {
 299     for (Value::const_use_iterator UI = PN->use_begin(), E = PN->use_end();
 300          UI != E; ++UI) {
 301       const Instruction *User = cast<Instruction>(*UI);
 302       if (User->getParent() != DestBB || !isa<PHINode>(User))
 303         return false;
 304       // If User is inside DestBB block and it is a PHINode then check
 305       // incoming value. If incoming value is not from BB then this is
 306       // a complex condition (e.g. preheaders) we want to avoid here.
 307       if (User->getParent() == DestBB) {
 308         if (const PHINode *UPN = dyn_cast<PHINode>(User))
 309           for (unsigned I = 0, E = UPN->getNumIncomingValues(); I != E; ++I) {
 310             Instruction *Insn = dyn_cast<Instruction>(UPN->getIncomingValue(I));
 311             if (Insn && Insn->getParent() == BB &&
 312                 Insn->getParent() != UPN->getIncomingBlock(I))
 313               return false;
 314           }
 315       }
 316     }
 317   }
 318
 319   // If BB and DestBB contain any common predecessors, then the phi nodes in BB
 320   // and DestBB may have conflicting incoming values for the block.  If so, we
 321   // can't merge the block.
 322   const PHINode *DestBBPN = dyn_cast<PHINode>(DestBB->begin());
 323   if (!DestBBPN) return true;  // no conflict.
 324
 325   // Collect the preds of BB.
 326   SmallPtrSet<const BasicBlock*, 16> BBPreds;
 327   if (const PHINode *BBPN = dyn_cast<PHINode>(BB->begin())) {
 328     // It is faster to get preds from a PHI than with pred_iterator.
 329     for (unsigned i = 0, e = BBPN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i)
 330       BBPreds.insert(BBPN->getIncomingBlock(i));
 331   } else {
 332     BBPreds.insert(pred_begin(BB), pred_end(BB));
 333   }
 334
 335   // Walk the preds of DestBB.
 336   for (unsigned i = 0, e = DestBBPN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
 337     BasicBlock *Pred = DestBBPN->getIncomingBlock(i);
 338     if (BBPreds.count(Pred)) {   // Common predecessor?
 339       BBI = DestBB->begin();
 340       while (const PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(BBI++)) {
 341         const Value *V1 = PN->getIncomingValueForBlock(Pred);
 342         const Value *V2 = PN->getIncomingValueForBlock(BB);
 343
 344         // If V2 is a phi node in BB, look up what the mapped value will be.
 345         if (const PHINode *V2PN = dyn_cast<PHINode>(V2))
 346           if (V2PN->getParent() == BB)
 347             V2 = V2PN->getIncomingValueForBlock(Pred);
 348
 349         // If there is a conflict, bail out.
 350         if (V1 != V2) return false;
 351       }
 352     }
 353   }
 354
 355   return true;
 356 }
 357
 358
 359 /// EliminateMostlyEmptyBlock - Eliminate a basic block that have only phi's and
 360 /// an unconditional branch in it.
 361 void CodeGenPrepare::EliminateMostlyEmptyBlock(BasicBlock *BB) {
 362   BranchInst *BI = cast<BranchInst>(BB->getTerminator());
 363   BasicBlock *DestBB = BI->getSuccessor(0);
 364
 365   DEBUG(dbgs() << "MERGING MOSTLY EMPTY BLOCKS - BEFORE:\n" << *BB << *DestBB);
 366
 367   // If the destination block has a single pred, then this is a trivial edge,
 368   // just collapse it.
 369   if (BasicBlock *SinglePred = DestBB->getSinglePredecessor()) {
 370     if (SinglePred != DestBB) {
 371       // Remember if SinglePred was the entry block of the function.  If so, we
 372       // will need to move BB back to the entry position.
 373       bool isEntry = SinglePred == &SinglePred->getParent()->getEntryBlock();
 374       MergeBasicBlockIntoOnlyPred(DestBB, this);
 375
 376       if (isEntry && BB != &BB->getParent()->getEntryBlock())
 377         BB->moveBefore(&BB->getParent()->getEntryBlock());
 378
 379       DEBUG(dbgs() << "AFTER:\n" << *DestBB << "\n\n\n");
 380       return;
 381     }
 382   }
 383
 384   // Otherwise, we have multiple predecessors of BB.  Update the PHIs in DestBB
 385   // to handle the new incoming edges it is about to have.
 386   PHINode *PN;
 387   for (BasicBlock::iterator BBI = DestBB->begin();
 388        (PN = dyn_cast<PHINode>(BBI)); ++BBI) {
 389     // Remove the incoming value for BB, and remember it.
 390     Value *InVal = PN->removeIncomingValue(BB, false);
 391
 392     // Two options: either the InVal is a phi node defined in BB or it is some
 393     // value that dominates BB.
 394     PHINode *InValPhi = dyn_cast<PHINode>(InVal);
 395     if (InValPhi && InValPhi->getParent() == BB) {
 396       // Add all of the input values of the input PHI as inputs of this phi.
 397       for (unsigned i = 0, e = InValPhi->getNumIncomingValues(); i != e; ++i)
 398         PN->addIncoming(InValPhi->getIncomingValue(i),
 399                         InValPhi->getIncomingBlock(i));
 400     } else {
 401       // Otherwise, add one instance of the dominating value for each edge that
 402       // we will be adding.
 403       if (PHINode *BBPN = dyn_cast<PHINode>(BB->begin())) {
 404         for (unsigned i = 0, e = BBPN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i)
 405           PN->addIncoming(InVal, BBPN->getIncomingBlock(i));
 406       } else {
 407         for (pred_iterator PI = pred_begin(BB), E = pred_end(BB); PI != E; ++PI)
 408           PN->addIncoming(InVal, *PI);
 409       }
 410     }
 411   }
 412
 413   // The PHIs are now updated, change everything that refers to BB to use
 414   // DestBB and remove BB.
 415   BB->replaceAllUsesWith(DestBB);
 416   if (DT && !ModifiedDT) {
 417     BasicBlock *BBIDom  = DT->getNode(BB)->getIDom()->getBlock();
 418     BasicBlock *DestBBIDom = DT->getNode(DestBB)->getIDom()->getBlock();
 419     BasicBlock *NewIDom = DT->findNearestCommonDominator(BBIDom, DestBBIDom);
 420     DT->changeImmediateDominator(DestBB, NewIDom);
 421     DT->eraseNode(BB);
 422   }
 423   if (PFI) {
 424     PFI->replaceAllUses(BB, DestBB);
 425     PFI->removeEdge(ProfileInfo::getEdge(BB, DestBB));
 426   }
 427   BB->eraseFromParent();
 428   ++NumBlocksElim;
 429
 430   DEBUG(dbgs() << "AFTER:\n" << *DestBB << "\n\n\n");
 431 }
 432
 433 /// OptimizeNoopCopyExpression - If the specified cast instruction is a noop
 434 /// copy (e.g. it's casting from one pointer type to another, i32->i8 on PPC),
 435 /// sink it into user blocks to reduce the number of virtual
 436 /// registers that must be created and coalesced.
 437 ///
 438 /// Return true if any changes are made.
 439 ///
 440 static bool OptimizeNoopCopyExpression(CastInst *CI, const TargetLowering &TLI){
 441   // If this is a noop copy,
 442   EVT SrcVT = TLI.getValueType(CI->getOperand(0)->getType());
 443   EVT DstVT = TLI.getValueType(CI->getType());
 444
 445   // This is an fp<->int conversion?
 446   if (SrcVT.isInteger() != DstVT.isInteger())
 447     return false;
 448
 449   // If this is an extension, it will be a zero or sign extension, which
 450   // isn't a noop.
 451   if (SrcVT.bitsLT(DstVT)) return false;
 452
 453   // If these values will be promoted, find out what they will be promoted
 454   // to.  This helps us consider truncates on PPC as noop copies when they
 455   // are.
 456   if (TLI.getTypeAction(CI->getContext(), SrcVT) ==
 457       TargetLowering::TypePromoteInteger)
 458     SrcVT = TLI.getTypeToTransformTo(CI->getContext(), SrcVT);
 459   if (TLI.getTypeAction(CI->getContext(), DstVT) ==
 460       TargetLowering::TypePromoteInteger)
 461     DstVT = TLI.getTypeToTransformTo(CI->getContext(), DstVT);
 462
 463   // If, after promotion, these are the same types, this is a noop copy.
 464   if (SrcVT != DstVT)
 465     return false;
 466
 467   BasicBlock *DefBB = CI->getParent();
 468
 469   /// InsertedCasts - Only insert a cast in each block once.
 470   DenseMap<BasicBlock*, CastInst*> InsertedCasts;
 471
 472   bool MadeChange = false;
 473   for (Value::use_iterator UI = CI->use_begin(), E = CI->use_end();
 474        UI != E; ) {
 475     Use &TheUse = UI.getUse();
 476     Instruction *User = cast<Instruction>(*UI);
 477
 478     // Figure out which BB this cast is used in.  For PHI's this is the
 479     // appropriate predecessor block.
 480     BasicBlock *UserBB = User->getParent();
 481     if (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(User)) {
 482       UserBB = PN->getIncomingBlock(UI);
 483     }
 484
 485     // Preincrement use iterator so we don't invalidate it.
 486     ++UI;
 487
 488     // If this user is in the same block as the cast, don't change the cast.
 489     if (UserBB == DefBB) continue;
 490
 491     // If we have already inserted a cast into this block, use it.
 492     CastInst *&InsertedCast = InsertedCasts[UserBB];
 493
 494     if (!InsertedCast) {
 495       BasicBlock::iterator InsertPt = UserBB->getFirstInsertionPt();
 496       InsertedCast =
 497         CastInst::Create(CI->getOpcode(), CI->getOperand(0), CI->getType(), "",
 498                          InsertPt);
 499       MadeChange = true;
 500     }
 501
 502     // Replace a use of the cast with a use of the new cast.
 503     TheUse = InsertedCast;
 504     ++NumCastUses;
 505   }
 506
 507   // If we removed all uses, nuke the cast.
 508   if (CI->use_empty()) {
 509     CI->eraseFromParent();
 510     MadeChange = true;
 511   }
 512
 513   return MadeChange;
 514 }
 515
 516 /// OptimizeCmpExpression - sink the given CmpInst into user blocks to reduce
 517 /// the number of virtual registers that must be created and coalesced.  This is
 518 /// a clear win except on targets with multiple condition code registers
 519 ///  (PowerPC), where it might lose; some adjustment may be wanted there.
 520 ///
 521 /// Return true if any changes are made.
 522 static bool OptimizeCmpExpression(CmpInst *CI) {
 523   BasicBlock *DefBB = CI->getParent();
 524
 525   /// InsertedCmp - Only insert a cmp in each block once.
 526   DenseMap<BasicBlock*, CmpInst*> InsertedCmps;
 527
 528   bool MadeChange = false;
 529   for (Value::use_iterator UI = CI->use_begin(), E = CI->use_end();
 530        UI != E; ) {
 531     Use &TheUse = UI.getUse();
 532     Instruction *User = cast<Instruction>(*UI);
 533
 534     // Preincrement use iterator so we don't invalidate it.
 535     ++UI;
 536
 537     // Don't bother for PHI nodes.
 538     if (isa<PHINode>(User))
 539       continue;
 540
 541     // Figure out which BB this cmp is used in.
 542     BasicBlock *UserBB = User->getParent();
 543
 544     // If this user is in the same block as the cmp, don't change the cmp.
 545     if (UserBB == DefBB) continue;
 546
 547     // If we have already inserted a cmp into this block, use it.
 548     CmpInst *&InsertedCmp = InsertedCmps[UserBB];
 549
 550     if (!InsertedCmp) {
 551       BasicBlock::iterator InsertPt = UserBB->getFirstInsertionPt();
 552       InsertedCmp =
 553         CmpInst::Create(CI->getOpcode(),
 554                         CI->getPredicate(),  CI->getOperand(0),
 555                         CI->getOperand(1), "", InsertPt);
 556       MadeChange = true;
 557     }
 558
 559     // Replace a use of the cmp with a use of the new cmp.
 560     TheUse = InsertedCmp;
 561     ++NumCmpUses;
 562   }
 563
 564   // If we removed all uses, nuke the cmp.
 565   if (CI->use_empty())
 566     CI->eraseFromParent();
 567
 568   return MadeChange;
 569 }
 570
 571 namespace {
 572 class CodeGenPrepareFortifiedLibCalls : public SimplifyFortifiedLibCalls {
 573 protected:
 574   void replaceCall(Value *With) {
 575     CI->replaceAllUsesWith(With);
 576     CI->eraseFromParent();
 577   }
 578   bool isFoldable(unsigned SizeCIOp, unsigned, bool) const {
 579       if (ConstantInt *SizeCI =
 580                              dyn_cast<ConstantInt>(CI->getArgOperand(SizeCIOp)))
 581         return SizeCI->isAllOnesValue();
 582     return false;
 583   }
 584 };
 585 } // end anonymous namespace
 586
 587 bool CodeGenPrepare::OptimizeCallInst(CallInst *CI) {
 588   BasicBlock *BB = CI->getParent();
 589
 590   // Lower inline assembly if we can.
 591   // If we found an inline asm expession, and if the target knows how to
 592   // lower it to normal LLVM code, do so now.
 593   if (TLI && isa<InlineAsm>(CI->getCalledValue())) {
 594     if (TLI->ExpandInlineAsm(CI)) {
 595       // Avoid invalidating the iterator.
 596       CurInstIterator = BB->begin();
 597       // Avoid processing instructions out of order, which could cause
 598       // reuse before a value is defined.
 599       SunkAddrs.clear();
 600       return true;
 601     }
 602     // Sink address computing for memory operands into the block.
 603     if (OptimizeInlineAsmInst(CI))
 604       return true;
 605   }
 606
 607   // Lower all uses of llvm.objectsize.*
 608   IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(CI);
 609   if (II && II->getIntrinsicID() == Intrinsic::objectsize) {
 610     bool Min = (cast<ConstantInt>(II->getArgOperand(1))->getZExtValue() == 1);
 611     Type *ReturnTy = CI->getType();
 612     Constant *RetVal = ConstantInt::get(ReturnTy, Min ? 0 : -1ULL);
 613
 614     // Substituting this can cause recursive simplifications, which can
 615     // invalidate our iterator.  Use a WeakVH to hold onto it in case this
 616     // happens.
 617     WeakVH IterHandle(CurInstIterator);
 618
 619     replaceAndRecursivelySimplify(CI, RetVal, TLI ? TLI->getTargetData() : 0,
 620                                   TLInfo, ModifiedDT ? 0 : DT);
 621
 622     // If the iterator instruction was recursively deleted, start over at the
 623     // start of the block.
 624     if (IterHandle != CurInstIterator) {
 625       CurInstIterator = BB->begin();
 626       SunkAddrs.clear();
 627     }
 628     return true;
 629   }
 630
 631   if (II && TLI) {
 632     SmallVector<Value*, 2> PtrOps;
 633     Type *AccessTy;
 634     if (TLI->GetAddrModeArguments(II, PtrOps, AccessTy))
 635       while (!PtrOps.empty())
 636         if (OptimizeMemoryInst(II, PtrOps.pop_back_val(), AccessTy))
 637           return true;
 638   }
 639
 640   // From here on out we're working with named functions.
 641   if (CI->getCalledFunction() == 0) return false;
 642
 643   // We'll need TargetData from here on out.
 644   const TargetData *TD = TLI ? TLI->getTargetData() : 0;
 645   if (!TD) return false;
 646
 647   // Lower all default uses of _chk calls.  This is very similar
 648   // to what InstCombineCalls does, but here we are only lowering calls
 649   // that have the default "don't know" as the objectsize.  Anything else
 650   // should be left alone.
 651   CodeGenPrepareFortifiedLibCalls Simplifier;
 652   return Simplifier.fold(CI, TD, TLInfo);
 653 }
 654
 655 /// DupRetToEnableTailCallOpts - Look for opportunities to duplicate return
 656 /// instructions to the predecessor to enable tail call optimizations. The
 657 /// case it is currently looking for is:
 658 /// bb0:
 659 ///   %tmp0 = tail call i32 @f0()
 660 ///   br label %return
 661 /// bb1:
 662 ///   %tmp1 = tail call i32 @f1()
 663 ///   br label %return
 664 /// bb2:
 665 ///   %tmp2 = tail call i32 @f2()
 666 ///   br label %return
 667 /// return:
 668 ///   %retval = phi i32 [ %tmp0, %bb0 ], [ %tmp1, %bb1 ], [ %tmp2, %bb2 ]
 669 ///   ret i32 %retval
 670 ///
 671 /// =>
 672 ///
 673 /// bb0:
 674 ///   %tmp0 = tail call i32 @f0()
 675 ///   ret i32 %tmp0
 676 /// bb1:
 677 ///   %tmp1 = tail call i32 @f1()
 678 ///   ret i32 %tmp1
 679 /// bb2:
 680 ///   %tmp2 = tail call i32 @f2()
 681 ///   ret i32 %tmp2
 682 ///
 683 bool CodeGenPrepare::DupRetToEnableTailCallOpts(ReturnInst *RI) {
 684   if (!TLI)
 685     return false;
 686
 687   PHINode *PN = 0;
 688   BitCastInst *BCI = 0;
 689   Value *V = RI->getReturnValue();
 690   if (V) {
 691     BCI = dyn_cast<BitCastInst>(V);
 692     if (BCI)
 693       V = BCI->getOperand(0);
 694
 695     PN = dyn_cast<PHINode>(V);
 696     if (!PN)
 697       return false;
 698   }
 699
 700   BasicBlock *BB = RI->getParent();
 701   if (PN && PN->getParent() != BB)
 702     return false;
 703
 704   // It's not safe to eliminate the sign / zero extension of the return value.
 705   // See llvm::isInTailCallPosition().
 706   const Function *F = BB->getParent();
 707   Attributes CallerRetAttr = F->getAttributes().getRetAttributes();
 708   if ((CallerRetAttr & Attribute::ZExt) || (CallerRetAttr & Attribute::SExt))
 709     return false;
 710
 711   // Make sure there are no instructions between the PHI and return, or that the
 712   // return is the first instruction in the block.
 713   if (PN) {
 714     BasicBlock::iterator BI = BB->begin();
 715     do { ++BI; } while (isa<DbgInfoIntrinsic>(BI));
 716     if (&*BI == BCI)
 717       // Also skip over the bitcast.
 718       ++BI;
 719     if (&*BI != RI)
 720       return false;
 721   } else {
 722     BasicBlock::iterator BI = BB->begin();
 723     while (isa<DbgInfoIntrinsic>(BI)) ++BI;
 724     if (&*BI != RI)
 725       return false;
 726   }
 727
 728   /// Only dup the ReturnInst if the CallInst is likely to be emitted as a tail
 729   /// call.
 730   SmallVector<CallInst*, 4> TailCalls;
 731   if (PN) {
 732     for (unsigned I = 0, E = PN->getNumIncomingValues(); I != E; ++I) {
 733       CallInst *CI = dyn_cast<CallInst>(PN->getIncomingValue(I));
 734       // Make sure the phi value is indeed produced by the tail call.
 735       if (CI && CI->hasOneUse() && CI->getParent() == PN->getIncomingBlock(I) &&
 736           TLI->mayBeEmittedAsTailCall(CI))
 737         TailCalls.push_back(CI);
 738     }
 739   } else {
 740     SmallPtrSet<BasicBlock*, 4> VisitedBBs;
 741     for (pred_iterator PI = pred_begin(BB), PE = pred_end(BB); PI != PE; ++PI) {
 742       if (!VisitedBBs.insert(*PI))
 743         continue;
 744
 745       BasicBlock::InstListType &InstList = (*PI)->getInstList();
 746       BasicBlock::InstListType::reverse_iterator RI = InstList.rbegin();
 747       BasicBlock::InstListType::reverse_iterator RE = InstList.rend();
 748       do { ++RI; } while (RI != RE && isa<DbgInfoIntrinsic>(&*RI));
 749       if (RI == RE)
 750         continue;
 751
 752       CallInst *CI = dyn_cast<CallInst>(&*RI);
 753       if (CI && CI->use_empty() && TLI->mayBeEmittedAsTailCall(CI))
 754         TailCalls.push_back(CI);
 755     }
 756   }
 757
 758   bool Changed = false;
 759   for (unsigned i = 0, e = TailCalls.size(); i != e; ++i) {
 760     CallInst *CI = TailCalls[i];
 761     CallSite CS(CI);
 762
 763     // Conservatively require the attributes of the call to match those of the
 764     // return. Ignore noalias because it doesn't affect the call sequence.
 765     Attributes CalleeRetAttr = CS.getAttributes().getRetAttributes();
 766     if ((CalleeRetAttr ^ CallerRetAttr) & ~Attribute::NoAlias)
 767       continue;
 768
 769     // Make sure the call instruction is followed by an unconditional branch to
 770     // the return block.
 771     BasicBlock *CallBB = CI->getParent();
 772     BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(CallBB->getTerminator());
 773     if (!BI || !BI->isUnconditional() || BI->getSuccessor(0) != BB)
 774       continue;
 775
 776     // Duplicate the return into CallBB.
 777     (void)FoldReturnIntoUncondBranch(RI, BB, CallBB);
 778     ModifiedDT = Changed = true;
 779     ++NumRetsDup;
 780   }
 781
 782   // If we eliminated all predecessors of the block, delete the block now.
 783   if (Changed && pred_begin(BB) == pred_end(BB))
 784     BB->eraseFromParent();
 785
 786   return Changed;
 787 }
 788
 789 //===----------------------------------------------------------------------===//
 790 // Memory Optimization
 791 //===----------------------------------------------------------------------===//
 792
 793 /// IsNonLocalValue - Return true if the specified values are defined in a
 794 /// different basic block than BB.
 795 static bool IsNonLocalValue(Value *V, BasicBlock *BB) {
 796   if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V))
 797     return I->getParent() != BB;
 798   return false;
 799 }
 800
 801 /// OptimizeMemoryInst - Load and Store Instructions often have
 802 /// addressing modes that can do significant amounts of computation.  As such,
 803 /// instruction selection will try to get the load or store to do as much
 804 /// computation as possible for the program.  The problem is that isel can only
 805 /// see within a single block.  As such, we sink as much legal addressing mode
 806 /// stuff into the block as possible.
 807 ///
 808 /// This method is used to optimize both load/store and inline asms with memory
 809 /// operands.
 810 bool CodeGenPrepare::OptimizeMemoryInst(Instruction *MemoryInst, Value *Addr,
 811                                         Type *AccessTy) {
 812   Value *Repl = Addr;
 813
 814   // Try to collapse single-value PHI nodes.  This is necessary to undo
 815   // unprofitable PRE transformations.
 816   SmallVector<Value*, 8> worklist;
 817   SmallPtrSet<Value*, 16> Visited;
 818   worklist.push_back(Addr);
 819
 820   // Use a worklist to iteratively look through PHI nodes, and ensure that
 821   // the addressing mode obtained from the non-PHI roots of the graph
 822   // are equivalent.
 823   Value *Consensus = 0;
 824   unsigned NumUsesConsensus = 0;
 825   bool IsNumUsesConsensusValid = false;
 826   SmallVector<Instruction*, 16> AddrModeInsts;
 827   ExtAddrMode AddrMode;
 828   while (!worklist.empty()) {
 829     Value *V = worklist.back();
 830     worklist.pop_back();
 831
 832     // Break use-def graph loops.
 833     if (!Visited.insert(V)) {
 834       Consensus = 0;
 835       break;
 836     }
 837
 838     // For a PHI node, push all of its incoming values.
 839     if (PHINode *P = dyn_cast<PHINode>(V)) {
 840       for (unsigned i = 0, e = P->getNumIncomingValues(); i != e; ++i)
 841         worklist.push_back(P->getIncomingValue(i));
 842       continue;
 843     }
 844
 845     // For non-PHIs, determine the addressing mode being computed.
 846     SmallVector<Instruction*, 16> NewAddrModeInsts;
 847     ExtAddrMode NewAddrMode =
 848       AddressingModeMatcher::Match(V, AccessTy, MemoryInst,
 849                                    NewAddrModeInsts, *TLI);
 850
 851     // This check is broken into two cases with very similar code to avoid using
 852     // getNumUses() as much as possible. Some values have a lot of uses, so
 853     // calling getNumUses() unconditionally caused a significant compile-time
 854     // regression.
 855     if (!Consensus) {
 856       Consensus = V;
 857       AddrMode = NewAddrMode;
 858       AddrModeInsts = NewAddrModeInsts;
 859       continue;
 860     } else if (NewAddrMode == AddrMode) {
 861       if (!IsNumUsesConsensusValid) {
 862         NumUsesConsensus = Consensus->getNumUses();
 863         IsNumUsesConsensusValid = true;
 864       }
 865
 866       // Ensure that the obtained addressing mode is equivalent to that obtained
 867       // for all other roots of the PHI traversal.  Also, when choosing one
 868       // such root as representative, select the one with the most uses in order
 869       // to keep the cost modeling heuristics in AddressingModeMatcher
 870       // applicable.
 871       unsigned NumUses = V->getNumUses();
 872       if (NumUses > NumUsesConsensus) {
 873         Consensus = V;
 874         NumUsesConsensus = NumUses;
 875         AddrModeInsts = NewAddrModeInsts;
 876       }
 877       continue;
 878     }
 879
 880     Consensus = 0;
 881     break;
 882   }
 883
 884   // If the addressing mode couldn't be determined, or if multiple different
 885   // ones were determined, bail out now.
 886   if (!Consensus) return false;
 887
 888   // Check to see if any of the instructions supersumed by this addr mode are
 889   // non-local to I's BB.
 890   bool AnyNonLocal = false;
 891   for (unsigned i = 0, e = AddrModeInsts.size(); i != e; ++i) {
 892     if (IsNonLocalValue(AddrModeInsts[i], MemoryInst->getParent())) {
 893       AnyNonLocal = true;
 894       break;
 895     }
 896   }
 897
 898   // If all the instructions matched are already in this BB, don't do anything.
 899   if (!AnyNonLocal) {
 900     DEBUG(dbgs() << "CGP: Found      local addrmode: " << AddrMode << "\n");
 901     return false;
 902   }
 903
 904   // Insert this computation right after this user.  Since our caller is
 905   // scanning from the top of the BB to the bottom, reuse of the expr are
 906   // guaranteed to happen later.
 907   IRBuilder<> Builder(MemoryInst);
 908
 909   // Now that we determined the addressing expression we want to use and know
 910   // that we have to sink it into this block.  Check to see if we have already
 911   // done this for some other load/store instr in this block.  If so, reuse the
 912   // computation.
 913   Value *&SunkAddr = SunkAddrs[Addr];
 914   if (SunkAddr) {
 915     DEBUG(dbgs() << "CGP: Reusing nonlocal addrmode: " << AddrMode << " for "
 916                  << *MemoryInst);
 917     if (SunkAddr->getType() != Addr->getType())
 918       SunkAddr = Builder.CreateBitCast(SunkAddr, Addr->getType());
 919   } else {
 920     DEBUG(dbgs() << "CGP: SINKING nonlocal addrmode: " << AddrMode << " for "
 921                  << *MemoryInst);
 922     Type *IntPtrTy =
 923           TLI->getTargetData()->getIntPtrType(AccessTy->getContext());
 924
 925     Value *Result = 0;
 926
 927     // Start with the base register. Do this first so that subsequent address
 928     // matching finds it last, which will prevent it from trying to match it
 929     // as the scaled value in case it happens to be a mul. That would be
 930     // problematic if we've sunk a different mul for the scale, because then
 931     // we'd end up sinking both muls.
 932     if (AddrMode.BaseReg) {
 933       Value *V = AddrMode.BaseReg;
 934       if (V->getType()->isPointerTy())
 935         V = Builder.CreatePtrToInt(V, IntPtrTy, "sunkaddr");
 936       if (V->getType() != IntPtrTy)
 937         V = Builder.CreateIntCast(V, IntPtrTy, /*isSigned=*/true, "sunkaddr");
 938       Result = V;
 939     }
 940
 941     // Add the scale value.
 942     if (AddrMode.Scale) {
 943       Value *V = AddrMode.ScaledReg;
 944       if (V->getType() == IntPtrTy) {
 945         // done.
 946       } else if (V->getType()->isPointerTy()) {
 947         V = Builder.CreatePtrToInt(V, IntPtrTy, "sunkaddr");
 948       } else if (cast<IntegerType>(IntPtrTy)->getBitWidth() <
 949                  cast<IntegerType>(V->getType())->getBitWidth()) {
 950         V = Builder.CreateTrunc(V, IntPtrTy, "sunkaddr");
 951       } else {
 952         V = Builder.CreateSExt(V, IntPtrTy, "sunkaddr");
 953       }
 954       if (AddrMode.Scale != 1)
 955         V = Builder.CreateMul(V, ConstantInt::get(IntPtrTy, AddrMode.Scale),
 956                               "sunkaddr");
 957       if (Result)
 958         Result = Builder.CreateAdd(Result, V, "sunkaddr");
 959       else
 960         Result = V;
 961     }
 962
 963     // Add in the BaseGV if present.
 964     if (AddrMode.BaseGV) {
 965       Value *V = Builder.CreatePtrToInt(AddrMode.BaseGV, IntPtrTy, "sunkaddr");
 966       if (Result)
 967         Result = Builder.CreateAdd(Result, V, "sunkaddr");
 968       else
 969         Result = V;
 970     }
 971
 972     // Add in the Base Offset if present.
 973     if (AddrMode.BaseOffs) {
 974       Value *V = ConstantInt::get(IntPtrTy, AddrMode.BaseOffs);
 975       if (Result)
 976         Result = Builder.CreateAdd(Result, V, "sunkaddr");
 977       else
 978         Result = V;
 979     }
 980
 981     if (Result == 0)
 982       SunkAddr = Constant::getNullValue(Addr->getType());
 983     else
 984       SunkAddr = Builder.CreateIntToPtr(Result, Addr->getType(), "sunkaddr");
 985   }
 986
 987   MemoryInst->replaceUsesOfWith(Repl, SunkAddr);
 988
 989   // If we have no uses, recursively delete the value and all dead instructions
 990   // using it.
 991   if (Repl->use_empty()) {
 992     // This can cause recursive deletion, which can invalidate our iterator.
 993     // Use a WeakVH to hold onto it in case this happens.
 994     WeakVH IterHandle(CurInstIterator);
 995     BasicBlock *BB = CurInstIterator->getParent();
 996
 997     RecursivelyDeleteTriviallyDeadInstructions(Repl);
 998
 999     if (IterHandle != CurInstIterator) {
1000       // If the iterator instruction was recursively deleted, start over at the
1001       // start of the block.
1002       CurInstIterator = BB->begin();
1003       SunkAddrs.clear();
1004     } else {
1005       // This address is now available for reassignment, so erase the table
1006       // entry; we don't want to match some completely different instruction.
1007       SunkAddrs[Addr] = 0;
1008     }
1009   }
1010   ++NumMemoryInsts;
1011   return true;
1012 }
1013
1014 /// OptimizeInlineAsmInst - If there are any memory operands, use
1015 /// OptimizeMemoryInst to sink their address computing into the block when
1016 /// possible / profitable.
1017 bool CodeGenPrepare::OptimizeInlineAsmInst(CallInst *CS) {
1018   bool MadeChange = false;
1019
1020   TargetLowering::AsmOperandInfoVector
1021     TargetConstraints = TLI->ParseConstraints(CS);
1022   unsigned ArgNo = 0;
1023   for (unsigned i = 0, e = TargetConstraints.size(); i != e; ++i) {
1024     TargetLowering::AsmOperandInfo &OpInfo = TargetConstraints[i];
1025
1026     // Compute the constraint code and ConstraintType to use.
1027     TLI->ComputeConstraintToUse(OpInfo, SDValue());
1028
1029     if (OpInfo.ConstraintType == TargetLowering::C_Memory &&
1030         OpInfo.isIndirect) {
1031       Value *OpVal = CS->getArgOperand(ArgNo++);
1032       MadeChange |= OptimizeMemoryInst(CS, OpVal, OpVal->getType());
1033     } else if (OpInfo.Type == InlineAsm::isInput)
1034       ArgNo++;
1035   }
1036
1037   return MadeChange;
1038 }
1039
1040 /// MoveExtToFormExtLoad - Move a zext or sext fed by a load into the same
1041 /// basic block as the load, unless conditions are unfavorable. This allows
1042 /// SelectionDAG to fold the extend into the load.
1043 ///
1044 bool CodeGenPrepare::MoveExtToFormExtLoad(Instruction *I) {
1045   // Look for a load being extended.
1046   LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(I->getOperand(0));
1047   if (!LI) return false;
1048
1049   // If they're already in the same block, there's nothing to do.
1050   if (LI->getParent() == I->getParent())
1051     return false;
1052
1053   // If the load has other users and the truncate is not free, this probably
1054   // isn't worthwhile.
1055   if (!LI->hasOneUse() &&
1056       TLI && (TLI->isTypeLegal(TLI->getValueType(LI->getType())) ||
1057               !TLI->isTypeLegal(TLI->getValueType(I->getType()))) &&
1058       !TLI->isTruncateFree(I->getType(), LI->getType()))
1059     return false;
1060
1061   // Check whether the target supports casts folded into loads.
1062   unsigned LType;
1063   if (isa<ZExtInst>(I))
1064     LType = ISD::ZEXTLOAD;
1065   else {
1066     assert(isa<SExtInst>(I) && "Unexpected ext type!");
1067     LType = ISD::SEXTLOAD;
1068   }
1069   if (TLI && !TLI->isLoadExtLegal(LType, TLI->getValueType(LI->getType())))
1070     return false;
1071
1072   // Move the extend into the same block as the load, so that SelectionDAG
1073   // can fold it.
1074   I->removeFromParent();
1075   I->insertAfter(LI);
1076   ++NumExtsMoved;
1077   return true;
1078 }
1079
1080 bool CodeGenPrepare::OptimizeExtUses(Instruction *I) {
1081   BasicBlock *DefBB = I->getParent();
1082
1083   // If the result of a {s|z}ext and its source are both live out, rewrite all
1084   // other uses of the source with result of extension.
1085   Value *Src = I->getOperand(0);
1086   if (Src->hasOneUse())
1087     return false;
1088
1089   // Only do this xform if truncating is free.
1090   if (TLI && !TLI->isTruncateFree(I->getType(), Src->getType()))
1091     return false;
1092
1093   // Only safe to perform the optimization if the source is also defined in
1094   // this block.
1095   if (!isa<Instruction>(Src) || DefBB != cast<Instruction>(Src)->getParent())
1096     return false;
1097
1098   bool DefIsLiveOut = false;
1099   for (Value::use_iterator UI = I->use_begin(), E = I->use_end();
1100        UI != E; ++UI) {
1101     Instruction *User = cast<Instruction>(*UI);
1102
1103     // Figure out which BB this ext is used in.
1104     BasicBlock *UserBB = User->getParent();
1105     if (UserBB == DefBB) continue;
1106     DefIsLiveOut = true;
1107     break;
1108   }
1109   if (!DefIsLiveOut)
1110     return false;
1111
1112   // Make sure non of the uses are PHI nodes.
1113   for (Value::use_iterator UI = Src->use_begin(), E = Src->use_end();
1114        UI != E; ++UI) {
1115     Instruction *User = cast<Instruction>(*UI);
1116     BasicBlock *UserBB = User->getParent();
1117     if (UserBB == DefBB) continue;
1118     // Be conservative. We don't want this xform to end up introducing
1119     // reloads just before load / store instructions.
1120     if (isa<PHINode>(User) || isa<LoadInst>(User) || isa<StoreInst>(User))
1121       return false;
1122   }
1123
1124   // InsertedTruncs - Only insert one trunc in each block once.
1125   DenseMap<BasicBlock*, Instruction*> InsertedTruncs;
1126
1127   bool MadeChange = false;
1128   for (Value::use_iterator UI = Src->use_begin(), E = Src->use_end();
1129        UI != E; ++UI) {
1130     Use &TheUse = UI.getUse();
1131     Instruction *User = cast<Instruction>(*UI);
1132
1133     // Figure out which BB this ext is used in.
1134     BasicBlock *UserBB = User->getParent();
1135     if (UserBB == DefBB) continue;
1136
1137     // Both src and def are live in this block. Rewrite the use.
1138     Instruction *&InsertedTrunc = InsertedTruncs[UserBB];
1139
1140     if (!InsertedTrunc) {
1141       BasicBlock::iterator InsertPt = UserBB->getFirstInsertionPt();
1142       InsertedTrunc = new TruncInst(I, Src->getType(), "", InsertPt);
1143     }
1144
1145     // Replace a use of the {s|z}ext source with a use of the result.
1146     TheUse = InsertedTrunc;
1147     ++NumExtUses;
1148     MadeChange = true;
1149   }
1150
1151   return MadeChange;
1152 }
1153
1154 /// isFormingBranchFromSelectProfitable - Returns true if a SelectInst should be
1155 /// turned into an explicit branch.
1156 static bool isFormingBranchFromSelectProfitable(SelectInst *SI) {
1157   // FIXME: This should use the same heuristics as IfConversion to determine
1158   // whether a select is better represented as a branch.  This requires that
1159   // branch probability metadata is preserved for the select, which is not the
1160   // case currently.
1161
1162   CmpInst *Cmp = dyn_cast<CmpInst>(SI->getCondition());
1163
1164   // If the branch is predicted right, an out of order CPU can avoid blocking on
1165   // the compare.  Emit cmovs on compares with a memory operand as branches to
1166   // avoid stalls on the load from memory.  If the compare has more than one use
1167   // there's probably another cmov or setcc around so it's not worth emitting a
1168   // branch.
1169   if (!Cmp)
1170     return false;
1171
1172   Value *CmpOp0 = Cmp->getOperand(0);
1173   Value *CmpOp1 = Cmp->getOperand(1);
1174
1175   // We check that the memory operand has one use to avoid uses of the loaded
1176   // value directly after the compare, making branches unprofitable.
1177   return Cmp->hasOneUse() &&
1178          ((isa<LoadInst>(CmpOp0) && CmpOp0->hasOneUse()) ||
1179           (isa<LoadInst>(CmpOp1) && CmpOp1->hasOneUse()));
1180 }
1181
1182
1183 bool CodeGenPrepare::OptimizeSelectInst(SelectInst *SI) {
1184   // If we have a SelectInst that will likely profit from branch prediction,
1185   // turn it into a branch.
1186   if (DisableSelectToBranch || OptSize || !TLI ||
1187       !TLI->isPredictableSelectExpensive())
1188     return false;
1189
1190   if (!SI->getCondition()->getType()->isIntegerTy(1) ||
1191       !isFormingBranchFromSelectProfitable(SI))
1192     return false;
1193
1194   ModifiedDT = true;
1195
1196   // First, we split the block containing the select into 2 blocks.
1197   BasicBlock *StartBlock = SI->getParent();
1198   BasicBlock::iterator SplitPt = ++(BasicBlock::iterator(SI));
1199   BasicBlock *NextBlock = StartBlock->splitBasicBlock(SplitPt, "select.end");
1200
1201   // Create a new block serving as the landing pad for the branch.
1202   BasicBlock *SmallBlock = BasicBlock::Create(SI->getContext(), "select.mid",
1203                                              NextBlock->getParent(), NextBlock);
1204
1205   // Move the unconditional branch from the block with the select in it into our
1206   // landing pad block.
1207   StartBlock->getTerminator()->eraseFromParent();
1208   BranchInst::Create(NextBlock, SmallBlock);
1209
1210   // Insert the real conditional branch based on the original condition.
1211   BranchInst::Create(NextBlock, SmallBlock, SI->getCondition(), SI);
1212
1213   // The select itself is replaced with a PHI Node.
1214   PHINode *PN = PHINode::Create(SI->getType(), 2, "", NextBlock->begin());
1215   PN->takeName(SI);
1216   PN->addIncoming(SI->getTrueValue(), StartBlock);
1217   PN->addIncoming(SI->getFalseValue(), SmallBlock);
1218   SI->replaceAllUsesWith(PN);
1219   SI->eraseFromParent();
1220
1221   // Instruct OptimizeBlock to skip to the next block.
1222   CurInstIterator = StartBlock->end();
1223   ++NumSelectsExpanded;
1224   return true;
1225 }
1226
1227 bool CodeGenPrepare::OptimizeInst(Instruction *I) {
1228   if (PHINode *P = dyn_cast<PHINode>(I)) {
1229     // It is possible for very late stage optimizations (such as SimplifyCFG)
1230     // to introduce PHI nodes too late to be cleaned up.  If we detect such a
1231     // trivial PHI, go ahead and zap it here.
1232     if (Value *V = SimplifyInstruction(P)) {
1233       P->replaceAllUsesWith(V);
1234       P->eraseFromParent();
1235       ++NumPHIsElim;
1236       return true;
1237     }
1238     return false;
1239   }
1240
1241   if (CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(I)) {
1242     // If the source of the cast is a constant, then this should have
1243     // already been constant folded.  The only reason NOT to constant fold
1244     // it is if something (e.g. LSR) was careful to place the constant
1245     // evaluation in a block other than then one that uses it (e.g. to hoist
1246     // the address of globals out of a loop).  If this is the case, we don't
1247     // want to forward-subst the cast.
1248     if (isa<Constant>(CI->getOperand(0)))
1249       return false;
1250
1251     if (TLI && OptimizeNoopCopyExpression(CI, *TLI))
1252       return true;
1253
1254     if (isa<ZExtInst>(I) || isa<SExtInst>(I)) {
1255       bool MadeChange = MoveExtToFormExtLoad(I);
1256       return MadeChange | OptimizeExtUses(I);
1257     }
1258     return false;
1259   }
1260
1261   if (CmpInst *CI = dyn_cast<CmpInst>(I))
1262     return OptimizeCmpExpression(CI);
1263
1264   if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(I)) {
1265     if (TLI)
1266       return OptimizeMemoryInst(I, I->getOperand(0), LI->getType());
1267     return false;
1268   }
1269
1270   if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(I)) {
1271     if (TLI)
1272       return OptimizeMemoryInst(I, SI->getOperand(1),
1273                                 SI->getOperand(0)->getType());
1274     return false;
1275   }
1276
1277   if (GetElementPtrInst *GEPI = dyn_cast<GetElementPtrInst>(I)) {
1278     if (GEPI->hasAllZeroIndices()) {
1279       /// The GEP operand must be a pointer, so must its result -> BitCast
1280       Instruction *NC = new BitCastInst(GEPI->getOperand(0), GEPI->getType(),
1281                                         GEPI->getName(), GEPI);
1282       GEPI->replaceAllUsesWith(NC);
1283       GEPI->eraseFromParent();
1284       ++NumGEPsElim;
1285       OptimizeInst(NC);
1286       return true;
1287     }
1288     return false;
1289   }
1290
1291   if (CallInst *CI = dyn_cast<CallInst>(I))
1292     return OptimizeCallInst(CI);
1293
1294   if (ReturnInst *RI = dyn_cast<ReturnInst>(I))
1295     return DupRetToEnableTailCallOpts(RI);
1296
1297   if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(I))
1298     return OptimizeSelectInst(SI);
1299
1300   return false;
1301 }
1302
1303 // In this pass we look for GEP and cast instructions that are used
1304 // across basic blocks and rewrite them to improve basic-block-at-a-time
1305 // selection.
1306 bool CodeGenPrepare::OptimizeBlock(BasicBlock &BB) {
1307   SunkAddrs.clear();
1308   bool MadeChange = false;
1309
1310   CurInstIterator = BB.begin();
1311   for (BasicBlock::iterator E = BB.end(); CurInstIterator != E; )
1312     MadeChange |= OptimizeInst(CurInstIterator++);
1313
1314   return MadeChange;
1315 }
1316
1317 // llvm.dbg.value is far away from the value then iSel may not be able
1318 // handle it properly. iSel will drop llvm.dbg.value if it can not
1319 // find a node corresponding to the value.
1320 bool CodeGenPrepare::PlaceDbgValues(Function &F) {
1321   bool MadeChange = false;
1322   for (Function::iterator I = F.begin(), E = F.end(); I != E; ++I) {
1323     Instruction *PrevNonDbgInst = NULL;
1324     for (BasicBlock::iterator BI = I->begin(), BE = I->end(); BI != BE;) {
1325       Instruction *Insn = BI; ++BI;
1326       DbgValueInst *DVI = dyn_cast<DbgValueInst>(Insn);
1327       if (!DVI) {
1328         PrevNonDbgInst = Insn;
1329         continue;
1330       }
1331
1332       Instruction *VI = dyn_cast_or_null<Instruction>(DVI->getValue());
1333       if (VI && VI != PrevNonDbgInst && !VI->isTerminator()) {
1334         DEBUG(dbgs() << "Moving Debug Value before :\n" << *DVI << ' ' << *VI);
1335         DVI->removeFromParent();
1336         if (isa<PHINode>(VI))
1337           DVI->insertBefore(VI->getParent()->getFirstInsertionPt());
1338         else
1339           DVI->insertAfter(VI);
1340         MadeChange = true;
1341         ++NumDbgValueMoved;
1342       }
1343     }
1344   }
1345   return MadeChange;
1346 }