Make the code do what the comment says it does.
[oota-llvm.git] / lib / Transforms / Scalar / LoopStrengthReduce.cpp
1 //===- LoopStrengthReduce.cpp - Strength Reduce GEPs in Loops -------------===//
2 //
3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
4 //
5 // This file is distributed under the University of Illinois Open Source
6 // License. See LICENSE.TXT for details.
7 //
8 //===----------------------------------------------------------------------===//
9 //
10 // This pass performs a strength reduction on array references inside loops that
11 // have as one or more of their components the loop induction variable.  This is
12 // accomplished by creating a new Value to hold the initial value of the array
13 // access for the first iteration, and then creating a new GEP instruction in
14 // the loop to increment the value by the appropriate amount.
15 //
16 //===----------------------------------------------------------------------===//
17
18 #define DEBUG_TYPE "loop-reduce"
19 #include "llvm/Transforms/Scalar.h"
20 #include "llvm/Constants.h"
21 #include "llvm/Instructions.h"
22 #include "llvm/IntrinsicInst.h"
23 #include "llvm/Type.h"
24 #include "llvm/DerivedTypes.h"
25 #include "llvm/Analysis/Dominators.h"
26 #include "llvm/Analysis/LoopInfo.h"
27 #include "llvm/Analysis/LoopPass.h"
28 #include "llvm/Analysis/ScalarEvolutionExpander.h"
29 #include "llvm/Support/CFG.h"
30 #include "llvm/Support/GetElementPtrTypeIterator.h"
31 #include "llvm/Transforms/Utils/BasicBlockUtils.h"
32 #include "llvm/Transforms/Utils/Local.h"
33 #include "llvm/Target/TargetData.h"
34 #include "llvm/ADT/SmallPtrSet.h"
35 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
36 #include "llvm/Support/Debug.h"
37 #include "llvm/Support/Compiler.h"
38 #include "llvm/Target/TargetLowering.h"
39 #include <algorithm>
40 #include <set>
41 using namespace llvm;
42
43 STATISTIC(NumReduced ,    "Number of GEPs strength reduced");
44 STATISTIC(NumInserted,    "Number of PHIs inserted");
45 STATISTIC(NumVariable,    "Number of PHIs with variable strides");
46 STATISTIC(NumEliminated,  "Number of strides eliminated");
47 STATISTIC(NumShadow,      "Number of Shadow IVs optimized");
48
49 namespace {
50
51   struct BasedUser;
52
53   /// IVStrideUse - Keep track of one use of a strided induction variable, where
54   /// the stride is stored externally.  The Offset member keeps track of the 
55   /// offset from the IV, User is the actual user of the operand, and
56   /// 'OperandValToReplace' is the operand of the User that is the use.
57   struct VISIBILITY_HIDDEN IVStrideUse {
58     SCEVHandle Offset;
59     Instruction *User;
60     Value *OperandValToReplace;
61
62     // isUseOfPostIncrementedValue - True if this should use the
63     // post-incremented version of this IV, not the preincremented version.
64     // This can only be set in special cases, such as the terminating setcc
65     // instruction for a loop or uses dominated by the loop.
66     bool isUseOfPostIncrementedValue;
67     
68     IVStrideUse(const SCEVHandle &Offs, Instruction *U, Value *O)
69       : Offset(Offs), User(U), OperandValToReplace(O),
70         isUseOfPostIncrementedValue(false) {}
71   };
72   
73   /// IVUsersOfOneStride - This structure keeps track of all instructions that
74   /// have an operand that is based on the trip count multiplied by some stride.
75   /// The stride for all of these users is common and kept external to this
76   /// structure.
77   struct VISIBILITY_HIDDEN IVUsersOfOneStride {
78     /// Users - Keep track of all of the users of this stride as well as the
79     /// initial value and the operand that uses the IV.
80     std::vector<IVStrideUse> Users;
81     
82     void addUser(const SCEVHandle &Offset,Instruction *User, Value *Operand) {
83       Users.push_back(IVStrideUse(Offset, User, Operand));
84     }
85   };
86
87   /// IVInfo - This structure keeps track of one IV expression inserted during
88   /// StrengthReduceStridedIVUsers. It contains the stride, the common base, as
89   /// well as the PHI node and increment value created for rewrite.
90   struct VISIBILITY_HIDDEN IVExpr {
91     SCEVHandle  Stride;
92     SCEVHandle  Base;
93     PHINode    *PHI;
94     Value      *IncV;
95
96     IVExpr(const SCEVHandle &stride, const SCEVHandle &base, PHINode *phi,
97            Value *incv)
98       : Stride(stride), Base(base), PHI(phi), IncV(incv) {}
99   };
100
101   /// IVsOfOneStride - This structure keeps track of all IV expression inserted
102   /// during StrengthReduceStridedIVUsers for a particular stride of the IV.
103   struct VISIBILITY_HIDDEN IVsOfOneStride {
104     std::vector<IVExpr> IVs;
105
106     void addIV(const SCEVHandle &Stride, const SCEVHandle &Base, PHINode *PHI,
107                Value *IncV) {
108       IVs.push_back(IVExpr(Stride, Base, PHI, IncV));
109     }
110   };
111
112   class VISIBILITY_HIDDEN LoopStrengthReduce : public LoopPass {
113     LoopInfo *LI;
114     DominatorTree *DT;
115     ScalarEvolution *SE;
116     const TargetData *TD;
117     const Type *UIntPtrTy;
118     bool Changed;
119
120     /// IVUsesByStride - Keep track of all uses of induction variables that we
121     /// are interested in.  The key of the map is the stride of the access.
122     std::map<SCEVHandle, IVUsersOfOneStride> IVUsesByStride;
123
124     /// IVsByStride - Keep track of all IVs that have been inserted for a
125     /// particular stride.
126     std::map<SCEVHandle, IVsOfOneStride> IVsByStride;
127
128     /// StrideOrder - An ordering of the keys in IVUsesByStride that is stable:
129     /// We use this to iterate over the IVUsesByStride collection without being
130     /// dependent on random ordering of pointers in the process.
131     SmallVector<SCEVHandle, 16> StrideOrder;
132
133     /// CastedValues - As we need to cast values to uintptr_t, this keeps track
134     /// of the casted version of each value.  This is accessed by
135     /// getCastedVersionOf.
136     DenseMap<Value*, Value*> CastedPointers;
137
138     /// DeadInsts - Keep track of instructions we may have made dead, so that
139     /// we can remove them after we are done working.
140     SmallVector<Instruction*, 16> DeadInsts;
141
142     /// TLI - Keep a pointer of a TargetLowering to consult for determining
143     /// transformation profitability.
144     const TargetLowering *TLI;
145
146   public:
147     static char ID; // Pass ID, replacement for typeid
148     explicit LoopStrengthReduce(const TargetLowering *tli = NULL) : 
149       LoopPass(&ID), TLI(tli) {
150     }
151
152     bool runOnLoop(Loop *L, LPPassManager &LPM);
153
154     virtual void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
155       // We split critical edges, so we change the CFG.  However, we do update
156       // many analyses if they are around.
157       AU.addPreservedID(LoopSimplifyID);
158       AU.addPreserved<LoopInfo>();
159       AU.addPreserved<DominanceFrontier>();
160       AU.addPreserved<DominatorTree>();
161
162       AU.addRequiredID(LoopSimplifyID);
163       AU.addRequired<LoopInfo>();
164       AU.addRequired<DominatorTree>();
165       AU.addRequired<TargetData>();
166       AU.addRequired<ScalarEvolution>();
167       AU.addPreserved<ScalarEvolution>();
168     }
169     
170     /// getCastedVersionOf - Return the specified value casted to uintptr_t.
171     ///
172     Value *getCastedVersionOf(Instruction::CastOps opcode, Value *V);
173 private:
174     bool AddUsersIfInteresting(Instruction *I, Loop *L,
175                                SmallPtrSet<Instruction*,16> &Processed);
176     SCEVHandle GetExpressionSCEV(Instruction *E);
177     ICmpInst *ChangeCompareStride(Loop *L, ICmpInst *Cond,
178                                   IVStrideUse* &CondUse,
179                                   const SCEVHandle* &CondStride);
180     void OptimizeIndvars(Loop *L);
181
182     /// OptimizeShadowIV - If IV is used in a int-to-float cast
183     /// inside the loop then try to eliminate the cast opeation.
184     void OptimizeShadowIV(Loop *L);
185
186     /// OptimizeSMax - Rewrite the loop's terminating condition
187     /// if it uses an smax computation.
188     ICmpInst *OptimizeSMax(Loop *L, ICmpInst *Cond,
189                            IVStrideUse* &CondUse);
190
191     bool FindIVUserForCond(ICmpInst *Cond, IVStrideUse *&CondUse,
192                            const SCEVHandle *&CondStride);
193     bool RequiresTypeConversion(const Type *Ty, const Type *NewTy);
194     unsigned CheckForIVReuse(bool, bool, const SCEVHandle&,
195                              IVExpr&, const Type*,
196                              const std::vector<BasedUser>& UsersToProcess);
197     bool ValidStride(bool, int64_t,
198                      const std::vector<BasedUser>& UsersToProcess);
199     SCEVHandle CollectIVUsers(const SCEVHandle &Stride,
200                               IVUsersOfOneStride &Uses,
201                               Loop *L,
202                               bool &AllUsesAreAddresses,
203                               std::vector<BasedUser> &UsersToProcess);
204     void StrengthReduceStridedIVUsers(const SCEVHandle &Stride,
205                                       IVUsersOfOneStride &Uses,
206                                       Loop *L, bool isOnlyStride);
207     void DeleteTriviallyDeadInstructions();
208   };
209 }
210
211 char LoopStrengthReduce::ID = 0;
212 static RegisterPass<LoopStrengthReduce>
213 X("loop-reduce", "Loop Strength Reduction");
214
215 Pass *llvm::createLoopStrengthReducePass(const TargetLowering *TLI) {
216   return new LoopStrengthReduce(TLI);
217 }
218
219 /// getCastedVersionOf - Return the specified value casted to uintptr_t. This
220 /// assumes that the Value* V is of integer or pointer type only.
221 ///
222 Value *LoopStrengthReduce::getCastedVersionOf(Instruction::CastOps opcode, 
223                                               Value *V) {
224   if (V->getType() == UIntPtrTy) return V;
225   if (Constant *CB = dyn_cast<Constant>(V))
226     return ConstantExpr::getCast(opcode, CB, UIntPtrTy);
227
228   Value *&New = CastedPointers[V];
229   if (New) return New;
230   
231   New = SCEVExpander::InsertCastOfTo(opcode, V, UIntPtrTy);
232   DeadInsts.push_back(cast<Instruction>(New));
233   return New;
234 }
235
236
237 /// DeleteTriviallyDeadInstructions - If any of the instructions is the
238 /// specified set are trivially dead, delete them and see if this makes any of
239 /// their operands subsequently dead.
240 void LoopStrengthReduce::DeleteTriviallyDeadInstructions() {
241   if (DeadInsts.empty()) return;
242   
243   // Sort the deadinsts list so that we can trivially eliminate duplicates as we
244   // go.  The code below never adds a non-dead instruction to the worklist, but
245   // callers may not be so careful.
246   array_pod_sort(DeadInsts.begin(), DeadInsts.end());
247
248   // Drop duplicate instructions and those with uses.
249   for (unsigned i = 0, e = DeadInsts.size()-1; i < e; ++i) {
250     Instruction *I = DeadInsts[i];
251     if (!I->use_empty()) DeadInsts[i] = 0;
252     while (DeadInsts[i+1] == I && i != e)
253       DeadInsts[++i] = 0;
254   }
255   
256   while (!DeadInsts.empty()) {
257     Instruction *I = DeadInsts.back();
258     DeadInsts.pop_back();
259     
260     if (I == 0 || !isInstructionTriviallyDead(I))
261       continue;
262
263     SE->deleteValueFromRecords(I);
264
265     for (User::op_iterator OI = I->op_begin(), E = I->op_end(); OI != E; ++OI) {
266       if (Instruction *U = dyn_cast<Instruction>(*OI)) {
267         *OI = 0;
268         if (U->use_empty())
269           DeadInsts.push_back(U);
270       }
271     }
272     
273     I->eraseFromParent();
274     Changed = true;
275   }
276 }
277
278
279 /// GetExpressionSCEV - Compute and return the SCEV for the specified
280 /// instruction.
281 SCEVHandle LoopStrengthReduce::GetExpressionSCEV(Instruction *Exp) {
282   // Pointer to pointer bitcast instructions return the same value as their
283   // operand.
284   if (BitCastInst *BCI = dyn_cast<BitCastInst>(Exp)) {
285     if (SE->hasSCEV(BCI) || !isa<Instruction>(BCI->getOperand(0)))
286       return SE->getSCEV(BCI);
287     SCEVHandle R = GetExpressionSCEV(cast<Instruction>(BCI->getOperand(0)));
288     SE->setSCEV(BCI, R);
289     return R;
290   }
291
292   // Scalar Evolutions doesn't know how to compute SCEV's for GEP instructions.
293   // If this is a GEP that SE doesn't know about, compute it now and insert it.
294   // If this is not a GEP, or if we have already done this computation, just let
295   // SE figure it out.
296   GetElementPtrInst *GEP = dyn_cast<GetElementPtrInst>(Exp);
297   if (!GEP || SE->hasSCEV(GEP))
298     return SE->getSCEV(Exp);
299     
300   // Analyze all of the subscripts of this getelementptr instruction, looking
301   // for uses that are determined by the trip count of the loop.  First, skip
302   // all operands the are not dependent on the IV.
303
304   // Build up the base expression.  Insert an LLVM cast of the pointer to
305   // uintptr_t first.
306   SCEVHandle GEPVal = SE->getUnknown(
307       getCastedVersionOf(Instruction::PtrToInt, GEP->getOperand(0)));
308
309   gep_type_iterator GTI = gep_type_begin(GEP);
310   
311   for (User::op_iterator i = GEP->op_begin() + 1, e = GEP->op_end();
312        i != e; ++i, ++GTI) {
313     // If this is a use of a recurrence that we can analyze, and it comes before
314     // Op does in the GEP operand list, we will handle this when we process this
315     // operand.
316     if (const StructType *STy = dyn_cast<StructType>(*GTI)) {
317       const StructLayout *SL = TD->getStructLayout(STy);
318       unsigned Idx = cast<ConstantInt>(*i)->getZExtValue();
319       uint64_t Offset = SL->getElementOffset(Idx);
320       GEPVal = SE->getAddExpr(GEPVal,
321                              SE->getIntegerSCEV(Offset, UIntPtrTy));
322     } else {
323       unsigned GEPOpiBits = 
324         (*i)->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
325       unsigned IntPtrBits = UIntPtrTy->getPrimitiveSizeInBits();
326       Instruction::CastOps opcode = (GEPOpiBits < IntPtrBits ? 
327           Instruction::SExt : (GEPOpiBits > IntPtrBits ? Instruction::Trunc :
328             Instruction::BitCast));
329       Value *OpVal = getCastedVersionOf(opcode, *i);
330       SCEVHandle Idx = SE->getSCEV(OpVal);
331
332       uint64_t TypeSize = TD->getABITypeSize(GTI.getIndexedType());
333       if (TypeSize != 1)
334         Idx = SE->getMulExpr(Idx,
335                             SE->getConstant(ConstantInt::get(UIntPtrTy,
336                                                              TypeSize)));
337       GEPVal = SE->getAddExpr(GEPVal, Idx);
338     }
339   }
340
341   SE->setSCEV(GEP, GEPVal);
342   return GEPVal;
343 }
344
345 /// getSCEVStartAndStride - Compute the start and stride of this expression,
346 /// returning false if the expression is not a start/stride pair, or true if it
347 /// is.  The stride must be a loop invariant expression, but the start may be
348 /// a mix of loop invariant and loop variant expressions.
349 static bool getSCEVStartAndStride(const SCEVHandle &SH, Loop *L,
350                                   SCEVHandle &Start, SCEVHandle &Stride,
351                                   ScalarEvolution *SE) {
352   SCEVHandle TheAddRec = Start;   // Initialize to zero.
353
354   // If the outer level is an AddExpr, the operands are all start values except
355   // for a nested AddRecExpr.
356   if (SCEVAddExpr *AE = dyn_cast<SCEVAddExpr>(SH)) {
357     for (unsigned i = 0, e = AE->getNumOperands(); i != e; ++i)
358       if (SCEVAddRecExpr *AddRec =
359              dyn_cast<SCEVAddRecExpr>(AE->getOperand(i))) {
360         if (AddRec->getLoop() == L)
361           TheAddRec = SE->getAddExpr(AddRec, TheAddRec);
362         else
363           return false;  // Nested IV of some sort?
364       } else {
365         Start = SE->getAddExpr(Start, AE->getOperand(i));
366       }
367         
368   } else if (isa<SCEVAddRecExpr>(SH)) {
369     TheAddRec = SH;
370   } else {
371     return false;  // not analyzable.
372   }
373   
374   SCEVAddRecExpr *AddRec = dyn_cast<SCEVAddRecExpr>(TheAddRec);
375   if (!AddRec || AddRec->getLoop() != L) return false;
376   
377   // FIXME: Generalize to non-affine IV's.
378   if (!AddRec->isAffine()) return false;
379
380   Start = SE->getAddExpr(Start, AddRec->getOperand(0));
381   
382   if (!isa<SCEVConstant>(AddRec->getOperand(1)))
383     DOUT << "[" << L->getHeader()->getName()
384          << "] Variable stride: " << *AddRec << "\n";
385
386   Stride = AddRec->getOperand(1);
387   return true;
388 }
389
390 /// IVUseShouldUsePostIncValue - We have discovered a "User" of an IV expression
391 /// and now we need to decide whether the user should use the preinc or post-inc
392 /// value.  If this user should use the post-inc version of the IV, return true.
393 ///
394 /// Choosing wrong here can break dominance properties (if we choose to use the
395 /// post-inc value when we cannot) or it can end up adding extra live-ranges to
396 /// the loop, resulting in reg-reg copies (if we use the pre-inc value when we
397 /// should use the post-inc value).
398 static bool IVUseShouldUsePostIncValue(Instruction *User, Instruction *IV,
399                                        Loop *L, DominatorTree *DT, Pass *P,
400                                       SmallVectorImpl<Instruction*> &DeadInsts){
401   // If the user is in the loop, use the preinc value.
402   if (L->contains(User->getParent())) return false;
403   
404   BasicBlock *LatchBlock = L->getLoopLatch();
405   
406   // Ok, the user is outside of the loop.  If it is dominated by the latch
407   // block, use the post-inc value.
408   if (DT->dominates(LatchBlock, User->getParent()))
409     return true;
410
411   // There is one case we have to be careful of: PHI nodes.  These little guys
412   // can live in blocks that do not dominate the latch block, but (since their
413   // uses occur in the predecessor block, not the block the PHI lives in) should
414   // still use the post-inc value.  Check for this case now.
415   PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(User);
416   if (!PN) return false;  // not a phi, not dominated by latch block.
417   
418   // Look at all of the uses of IV by the PHI node.  If any use corresponds to
419   // a block that is not dominated by the latch block, give up and use the
420   // preincremented value.
421   unsigned NumUses = 0;
422   for (unsigned i = 0, e = PN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i)
423     if (PN->getIncomingValue(i) == IV) {
424       ++NumUses;
425       if (!DT->dominates(LatchBlock, PN->getIncomingBlock(i)))
426         return false;
427     }
428
429   // Okay, all uses of IV by PN are in predecessor blocks that really are
430   // dominated by the latch block.  Split the critical edges and use the
431   // post-incremented value.
432   for (unsigned i = 0, e = PN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i)
433     if (PN->getIncomingValue(i) == IV) {
434       SplitCriticalEdge(PN->getIncomingBlock(i), PN->getParent(), P, false);
435       // Splitting the critical edge can reduce the number of entries in this
436       // PHI.
437       e = PN->getNumIncomingValues();
438       if (--NumUses == 0) break;
439     }
440
441   // PHI node might have become a constant value after SplitCriticalEdge.
442   DeadInsts.push_back(User);
443   
444   return true;
445 }
446
447   
448
449 /// AddUsersIfInteresting - Inspect the specified instruction.  If it is a
450 /// reducible SCEV, recursively add its users to the IVUsesByStride set and
451 /// return true.  Otherwise, return false.
452 bool LoopStrengthReduce::AddUsersIfInteresting(Instruction *I, Loop *L,
453                                       SmallPtrSet<Instruction*,16> &Processed) {
454   if (!I->getType()->isInteger() && !isa<PointerType>(I->getType()))
455     return false;   // Void and FP expressions cannot be reduced.
456   if (!Processed.insert(I))
457     return true;    // Instruction already handled.
458   
459   // Get the symbolic expression for this instruction.
460   SCEVHandle ISE = GetExpressionSCEV(I);
461   if (isa<SCEVCouldNotCompute>(ISE)) return false;
462   
463   // Get the start and stride for this expression.
464   SCEVHandle Start = SE->getIntegerSCEV(0, ISE->getType());
465   SCEVHandle Stride = Start;
466   if (!getSCEVStartAndStride(ISE, L, Start, Stride, SE))
467     return false;  // Non-reducible symbolic expression, bail out.
468
469   std::vector<Instruction *> IUsers;
470   // Collect all I uses now because IVUseShouldUsePostIncValue may 
471   // invalidate use_iterator.
472   for (Value::use_iterator UI = I->use_begin(), E = I->use_end(); UI != E; ++UI)
473     IUsers.push_back(cast<Instruction>(*UI));
474
475   for (unsigned iused_index = 0, iused_size = IUsers.size(); 
476        iused_index != iused_size; ++iused_index) {
477
478     Instruction *User = IUsers[iused_index];
479
480     // Do not infinitely recurse on PHI nodes.
481     if (isa<PHINode>(User) && Processed.count(User))
482       continue;
483
484     // If this is an instruction defined in a nested loop, or outside this loop,
485     // don't recurse into it.
486     bool AddUserToIVUsers = false;
487     if (LI->getLoopFor(User->getParent()) != L) {
488       DOUT << "FOUND USER in other loop: " << *User
489            << "   OF SCEV: " << *ISE << "\n";
490       AddUserToIVUsers = true;
491     } else if (!AddUsersIfInteresting(User, L, Processed)) {
492       DOUT << "FOUND USER: " << *User
493            << "   OF SCEV: " << *ISE << "\n";
494       AddUserToIVUsers = true;
495     }
496
497     if (AddUserToIVUsers) {
498       IVUsersOfOneStride &StrideUses = IVUsesByStride[Stride];
499       if (StrideUses.Users.empty())     // First occurance of this stride?
500         StrideOrder.push_back(Stride);
501       
502       // Okay, we found a user that we cannot reduce.  Analyze the instruction
503       // and decide what to do with it.  If we are a use inside of the loop, use
504       // the value before incrementation, otherwise use it after incrementation.
505       if (IVUseShouldUsePostIncValue(User, I, L, DT, this, DeadInsts)) {
506         // The value used will be incremented by the stride more than we are
507         // expecting, so subtract this off.
508         SCEVHandle NewStart = SE->getMinusSCEV(Start, Stride);
509         StrideUses.addUser(NewStart, User, I);
510         StrideUses.Users.back().isUseOfPostIncrementedValue = true;
511         DOUT << "   USING POSTINC SCEV, START=" << *NewStart<< "\n";
512       } else {        
513         StrideUses.addUser(Start, User, I);
514       }
515     }
516   }
517   return true;
518 }
519
520 namespace {
521   /// BasedUser - For a particular base value, keep information about how we've
522   /// partitioned the expression so far.
523   struct BasedUser {
524     /// SE - The current ScalarEvolution object.
525     ScalarEvolution *SE;
526
527     /// Base - The Base value for the PHI node that needs to be inserted for
528     /// this use.  As the use is processed, information gets moved from this
529     /// field to the Imm field (below).  BasedUser values are sorted by this
530     /// field.
531     SCEVHandle Base;
532     
533     /// Inst - The instruction using the induction variable.
534     Instruction *Inst;
535
536     /// OperandValToReplace - The operand value of Inst to replace with the
537     /// EmittedBase.
538     Value *OperandValToReplace;
539
540     /// Imm - The immediate value that should be added to the base immediately
541     /// before Inst, because it will be folded into the imm field of the
542     /// instruction.
543     SCEVHandle Imm;
544
545     /// EmittedBase - The actual value* to use for the base value of this
546     /// operation.  This is null if we should just use zero so far.
547     Value *EmittedBase;
548
549     // isUseOfPostIncrementedValue - True if this should use the
550     // post-incremented version of this IV, not the preincremented version.
551     // This can only be set in special cases, such as the terminating setcc
552     // instruction for a loop and uses outside the loop that are dominated by
553     // the loop.
554     bool isUseOfPostIncrementedValue;
555     
556     BasedUser(IVStrideUse &IVSU, ScalarEvolution *se)
557       : SE(se), Base(IVSU.Offset), Inst(IVSU.User), 
558         OperandValToReplace(IVSU.OperandValToReplace), 
559         Imm(SE->getIntegerSCEV(0, Base->getType())), EmittedBase(0),
560         isUseOfPostIncrementedValue(IVSU.isUseOfPostIncrementedValue) {}
561
562     // Once we rewrite the code to insert the new IVs we want, update the
563     // operands of Inst to use the new expression 'NewBase', with 'Imm' added
564     // to it.
565     void RewriteInstructionToUseNewBase(const SCEVHandle &NewBase,
566                                         Instruction *InsertPt,
567                                        SCEVExpander &Rewriter, Loop *L, Pass *P,
568                                       SmallVectorImpl<Instruction*> &DeadInsts);
569     
570     Value *InsertCodeForBaseAtPosition(const SCEVHandle &NewBase, 
571                                        SCEVExpander &Rewriter,
572                                        Instruction *IP, Loop *L);
573     void dump() const;
574   };
575 }
576
577 void BasedUser::dump() const {
578   cerr << " Base=" << *Base;
579   cerr << " Imm=" << *Imm;
580   if (EmittedBase)
581     cerr << "  EB=" << *EmittedBase;
582
583   cerr << "   Inst: " << *Inst;
584 }
585
586 Value *BasedUser::InsertCodeForBaseAtPosition(const SCEVHandle &NewBase, 
587                                               SCEVExpander &Rewriter,
588                                               Instruction *IP, Loop *L) {
589   // Figure out where we *really* want to insert this code.  In particular, if
590   // the user is inside of a loop that is nested inside of L, we really don't
591   // want to insert this expression before the user, we'd rather pull it out as
592   // many loops as possible.
593   LoopInfo &LI = Rewriter.getLoopInfo();
594   Instruction *BaseInsertPt = IP;
595   
596   // Figure out the most-nested loop that IP is in.
597   Loop *InsertLoop = LI.getLoopFor(IP->getParent());
598   
599   // If InsertLoop is not L, and InsertLoop is nested inside of L, figure out
600   // the preheader of the outer-most loop where NewBase is not loop invariant.
601   if (L->contains(IP->getParent()))
602     while (InsertLoop && NewBase->isLoopInvariant(InsertLoop)) {
603       BaseInsertPt = InsertLoop->getLoopPreheader()->getTerminator();
604       InsertLoop = InsertLoop->getParentLoop();
605     }
606   
607   // If there is no immediate value, skip the next part.
608   if (Imm->isZero())
609     return Rewriter.expandCodeFor(NewBase, BaseInsertPt);
610
611   Value *Base = Rewriter.expandCodeFor(NewBase, BaseInsertPt);
612
613   // If we are inserting the base and imm values in the same block, make sure to
614   // adjust the IP position if insertion reused a result.
615   if (IP == BaseInsertPt)
616     IP = Rewriter.getInsertionPoint();
617   
618   // Always emit the immediate (if non-zero) into the same block as the user.
619   SCEVHandle NewValSCEV = SE->getAddExpr(SE->getUnknown(Base), Imm);
620   return Rewriter.expandCodeFor(NewValSCEV, IP);
621   
622 }
623
624
625 // Once we rewrite the code to insert the new IVs we want, update the
626 // operands of Inst to use the new expression 'NewBase', with 'Imm' added
627 // to it. NewBasePt is the last instruction which contributes to the
628 // value of NewBase in the case that it's a diffferent instruction from
629 // the PHI that NewBase is computed from, or null otherwise.
630 //
631 void BasedUser::RewriteInstructionToUseNewBase(const SCEVHandle &NewBase,
632                                                Instruction *NewBasePt,
633                                       SCEVExpander &Rewriter, Loop *L, Pass *P,
634                                       SmallVectorImpl<Instruction*> &DeadInsts){
635   if (!isa<PHINode>(Inst)) {
636     // By default, insert code at the user instruction.
637     BasicBlock::iterator InsertPt = Inst;
638     
639     // However, if the Operand is itself an instruction, the (potentially
640     // complex) inserted code may be shared by many users.  Because of this, we
641     // want to emit code for the computation of the operand right before its old
642     // computation.  This is usually safe, because we obviously used to use the
643     // computation when it was computed in its current block.  However, in some
644     // cases (e.g. use of a post-incremented induction variable) the NewBase
645     // value will be pinned to live somewhere after the original computation.
646     // In this case, we have to back off.
647     //
648     // If this is a use outside the loop (which means after, since it is based
649     // on a loop indvar) we use the post-incremented value, so that we don't
650     // artificially make the preinc value live out the bottom of the loop. 
651     if (!isUseOfPostIncrementedValue && L->contains(Inst->getParent())) {
652       if (NewBasePt && isa<PHINode>(OperandValToReplace)) {
653         InsertPt = NewBasePt;
654         ++InsertPt;
655       } else if (Instruction *OpInst
656                  = dyn_cast<Instruction>(OperandValToReplace)) {
657         InsertPt = OpInst;
658         while (isa<PHINode>(InsertPt)) ++InsertPt;
659       }
660     }
661     Value *NewVal = InsertCodeForBaseAtPosition(NewBase, Rewriter, InsertPt, L);
662     // Adjust the type back to match the Inst. Note that we can't use InsertPt
663     // here because the SCEVExpander may have inserted the instructions after
664     // that point, in its efforts to avoid inserting redundant expressions.
665     if (isa<PointerType>(OperandValToReplace->getType())) {
666       NewVal = SCEVExpander::InsertCastOfTo(Instruction::IntToPtr,
667                                             NewVal,
668                                             OperandValToReplace->getType());
669     }
670     // Replace the use of the operand Value with the new Phi we just created.
671     Inst->replaceUsesOfWith(OperandValToReplace, NewVal);
672     DOUT << "    CHANGED: IMM =" << *Imm;
673     DOUT << "  \tNEWBASE =" << *NewBase;
674     DOUT << "  \tInst = " << *Inst;
675     return;
676   }
677   
678   // PHI nodes are more complex.  We have to insert one copy of the NewBase+Imm
679   // expression into each operand block that uses it.  Note that PHI nodes can
680   // have multiple entries for the same predecessor.  We use a map to make sure
681   // that a PHI node only has a single Value* for each predecessor (which also
682   // prevents us from inserting duplicate code in some blocks).
683   DenseMap<BasicBlock*, Value*> InsertedCode;
684   PHINode *PN = cast<PHINode>(Inst);
685   for (unsigned i = 0, e = PN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
686     if (PN->getIncomingValue(i) == OperandValToReplace) {
687       // If this is a critical edge, split the edge so that we do not insert the
688       // code on all predecessor/successor paths.  We do this unless this is the
689       // canonical backedge for this loop, as this can make some inserted code
690       // be in an illegal position.
691       BasicBlock *PHIPred = PN->getIncomingBlock(i);
692       if (e != 1 && PHIPred->getTerminator()->getNumSuccessors() > 1 &&
693           (PN->getParent() != L->getHeader() || !L->contains(PHIPred))) {
694         
695         // First step, split the critical edge.
696         SplitCriticalEdge(PHIPred, PN->getParent(), P, false);
697             
698         // Next step: move the basic block.  In particular, if the PHI node
699         // is outside of the loop, and PredTI is in the loop, we want to
700         // move the block to be immediately before the PHI block, not
701         // immediately after PredTI.
702         if (L->contains(PHIPred) && !L->contains(PN->getParent())) {
703           BasicBlock *NewBB = PN->getIncomingBlock(i);
704           NewBB->moveBefore(PN->getParent());
705         }
706         
707         // Splitting the edge can reduce the number of PHI entries we have.
708         e = PN->getNumIncomingValues();
709       }
710
711       Value *&Code = InsertedCode[PN->getIncomingBlock(i)];
712       if (!Code) {
713         // Insert the code into the end of the predecessor block.
714         Instruction *InsertPt = PN->getIncomingBlock(i)->getTerminator();
715         Code = InsertCodeForBaseAtPosition(NewBase, Rewriter, InsertPt, L);
716
717         // Adjust the type back to match the PHI. Note that we can't use
718         // InsertPt here because the SCEVExpander may have inserted its
719         // instructions after that point, in its efforts to avoid inserting
720         // redundant expressions.
721         if (isa<PointerType>(PN->getType())) {
722           Code = SCEVExpander::InsertCastOfTo(Instruction::IntToPtr,
723                                               Code,
724                                               PN->getType());
725         }
726       }
727       
728       // Replace the use of the operand Value with the new Phi we just created.
729       PN->setIncomingValue(i, Code);
730       Rewriter.clear();
731     }
732   }
733
734   // PHI node might have become a constant value after SplitCriticalEdge.
735   DeadInsts.push_back(Inst);
736
737   DOUT << "    CHANGED: IMM =" << *Imm << "  Inst = " << *Inst;
738 }
739
740
741 /// isTargetConstant - Return true if the following can be referenced by the
742 /// immediate field of a target instruction.
743 static bool isTargetConstant(const SCEVHandle &V, const Type *UseTy,
744                              const TargetLowering *TLI) {
745   if (SCEVConstant *SC = dyn_cast<SCEVConstant>(V)) {
746     int64_t VC = SC->getValue()->getSExtValue();
747     if (TLI) {
748       TargetLowering::AddrMode AM;
749       AM.BaseOffs = VC;
750       return TLI->isLegalAddressingMode(AM, UseTy);
751     } else {
752       // Defaults to PPC. PPC allows a sign-extended 16-bit immediate field.
753       return (VC > -(1 << 16) && VC < (1 << 16)-1);
754     }
755   }
756
757   if (SCEVUnknown *SU = dyn_cast<SCEVUnknown>(V))
758     if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(SU->getValue()))
759       if (TLI && CE->getOpcode() == Instruction::PtrToInt) {
760         Constant *Op0 = CE->getOperand(0);
761         if (GlobalValue *GV = dyn_cast<GlobalValue>(Op0)) {
762           TargetLowering::AddrMode AM;
763           AM.BaseGV = GV;
764           return TLI->isLegalAddressingMode(AM, UseTy);
765         }
766       }
767   return false;
768 }
769
770 /// MoveLoopVariantsToImediateField - Move any subexpressions from Val that are
771 /// loop varying to the Imm operand.
772 static void MoveLoopVariantsToImediateField(SCEVHandle &Val, SCEVHandle &Imm,
773                                             Loop *L, ScalarEvolution *SE) {
774   if (Val->isLoopInvariant(L)) return;  // Nothing to do.
775   
776   if (SCEVAddExpr *SAE = dyn_cast<SCEVAddExpr>(Val)) {
777     std::vector<SCEVHandle> NewOps;
778     NewOps.reserve(SAE->getNumOperands());
779     
780     for (unsigned i = 0; i != SAE->getNumOperands(); ++i)
781       if (!SAE->getOperand(i)->isLoopInvariant(L)) {
782         // If this is a loop-variant expression, it must stay in the immediate
783         // field of the expression.
784         Imm = SE->getAddExpr(Imm, SAE->getOperand(i));
785       } else {
786         NewOps.push_back(SAE->getOperand(i));
787       }
788
789     if (NewOps.empty())
790       Val = SE->getIntegerSCEV(0, Val->getType());
791     else
792       Val = SE->getAddExpr(NewOps);
793   } else if (SCEVAddRecExpr *SARE = dyn_cast<SCEVAddRecExpr>(Val)) {
794     // Try to pull immediates out of the start value of nested addrec's.
795     SCEVHandle Start = SARE->getStart();
796     MoveLoopVariantsToImediateField(Start, Imm, L, SE);
797     
798     std::vector<SCEVHandle> Ops(SARE->op_begin(), SARE->op_end());
799     Ops[0] = Start;
800     Val = SE->getAddRecExpr(Ops, SARE->getLoop());
801   } else {
802     // Otherwise, all of Val is variant, move the whole thing over.
803     Imm = SE->getAddExpr(Imm, Val);
804     Val = SE->getIntegerSCEV(0, Val->getType());
805   }
806 }
807
808
809 /// MoveImmediateValues - Look at Val, and pull out any additions of constants
810 /// that can fit into the immediate field of instructions in the target.
811 /// Accumulate these immediate values into the Imm value.
812 static void MoveImmediateValues(const TargetLowering *TLI,
813                                 Instruction *User,
814                                 SCEVHandle &Val, SCEVHandle &Imm,
815                                 bool isAddress, Loop *L,
816                                 ScalarEvolution *SE) {
817   const Type *UseTy = User->getType();
818   if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(User))
819     UseTy = SI->getOperand(0)->getType();
820
821   if (SCEVAddExpr *SAE = dyn_cast<SCEVAddExpr>(Val)) {
822     std::vector<SCEVHandle> NewOps;
823     NewOps.reserve(SAE->getNumOperands());
824     
825     for (unsigned i = 0; i != SAE->getNumOperands(); ++i) {
826       SCEVHandle NewOp = SAE->getOperand(i);
827       MoveImmediateValues(TLI, User, NewOp, Imm, isAddress, L, SE);
828       
829       if (!NewOp->isLoopInvariant(L)) {
830         // If this is a loop-variant expression, it must stay in the immediate
831         // field of the expression.
832         Imm = SE->getAddExpr(Imm, NewOp);
833       } else {
834         NewOps.push_back(NewOp);
835       }
836     }
837
838     if (NewOps.empty())
839       Val = SE->getIntegerSCEV(0, Val->getType());
840     else
841       Val = SE->getAddExpr(NewOps);
842     return;
843   } else if (SCEVAddRecExpr *SARE = dyn_cast<SCEVAddRecExpr>(Val)) {
844     // Try to pull immediates out of the start value of nested addrec's.
845     SCEVHandle Start = SARE->getStart();
846     MoveImmediateValues(TLI, User, Start, Imm, isAddress, L, SE);
847     
848     if (Start != SARE->getStart()) {
849       std::vector<SCEVHandle> Ops(SARE->op_begin(), SARE->op_end());
850       Ops[0] = Start;
851       Val = SE->getAddRecExpr(Ops, SARE->getLoop());
852     }
853     return;
854   } else if (SCEVMulExpr *SME = dyn_cast<SCEVMulExpr>(Val)) {
855     // Transform "8 * (4 + v)" -> "32 + 8*V" if "32" fits in the immed field.
856     if (isAddress && isTargetConstant(SME->getOperand(0), UseTy, TLI) &&
857         SME->getNumOperands() == 2 && SME->isLoopInvariant(L)) {
858
859       SCEVHandle SubImm = SE->getIntegerSCEV(0, Val->getType());
860       SCEVHandle NewOp = SME->getOperand(1);
861       MoveImmediateValues(TLI, User, NewOp, SubImm, isAddress, L, SE);
862       
863       // If we extracted something out of the subexpressions, see if we can 
864       // simplify this!
865       if (NewOp != SME->getOperand(1)) {
866         // Scale SubImm up by "8".  If the result is a target constant, we are
867         // good.
868         SubImm = SE->getMulExpr(SubImm, SME->getOperand(0));
869         if (isTargetConstant(SubImm, UseTy, TLI)) {
870           // Accumulate the immediate.
871           Imm = SE->getAddExpr(Imm, SubImm);
872           
873           // Update what is left of 'Val'.
874           Val = SE->getMulExpr(SME->getOperand(0), NewOp);
875           return;
876         }
877       }
878     }
879   }
880
881   // Loop-variant expressions must stay in the immediate field of the
882   // expression.
883   if ((isAddress && isTargetConstant(Val, UseTy, TLI)) ||
884       !Val->isLoopInvariant(L)) {
885     Imm = SE->getAddExpr(Imm, Val);
886     Val = SE->getIntegerSCEV(0, Val->getType());
887     return;
888   }
889
890   // Otherwise, no immediates to move.
891 }
892
893
894 /// SeparateSubExprs - Decompose Expr into all of the subexpressions that are
895 /// added together.  This is used to reassociate common addition subexprs
896 /// together for maximal sharing when rewriting bases.
897 static void SeparateSubExprs(std::vector<SCEVHandle> &SubExprs,
898                              SCEVHandle Expr,
899                              ScalarEvolution *SE) {
900   if (SCEVAddExpr *AE = dyn_cast<SCEVAddExpr>(Expr)) {
901     for (unsigned j = 0, e = AE->getNumOperands(); j != e; ++j)
902       SeparateSubExprs(SubExprs, AE->getOperand(j), SE);
903   } else if (SCEVAddRecExpr *SARE = dyn_cast<SCEVAddRecExpr>(Expr)) {
904     SCEVHandle Zero = SE->getIntegerSCEV(0, Expr->getType());
905     if (SARE->getOperand(0) == Zero) {
906       SubExprs.push_back(Expr);
907     } else {
908       // Compute the addrec with zero as its base.
909       std::vector<SCEVHandle> Ops(SARE->op_begin(), SARE->op_end());
910       Ops[0] = Zero;   // Start with zero base.
911       SubExprs.push_back(SE->getAddRecExpr(Ops, SARE->getLoop()));
912       
913
914       SeparateSubExprs(SubExprs, SARE->getOperand(0), SE);
915     }
916   } else if (!Expr->isZero()) {
917     // Do not add zero.
918     SubExprs.push_back(Expr);
919   }
920 }
921
922
923 /// RemoveCommonExpressionsFromUseBases - Look through all of the uses in Bases,
924 /// removing any common subexpressions from it.  Anything truly common is
925 /// removed, accumulated, and returned.  This looks for things like (a+b+c) and
926 /// (a+c+d) and computes the common (a+c) subexpression.  The common expression
927 /// is *removed* from the Bases and returned.
928 static SCEVHandle 
929 RemoveCommonExpressionsFromUseBases(std::vector<BasedUser> &Uses,
930                                     ScalarEvolution *SE, Loop *L) {
931   unsigned NumUses = Uses.size();
932
933   // Only one use?  This is a very common case, so we handle it specially and
934   // cheaply.
935   SCEVHandle Zero = SE->getIntegerSCEV(0, Uses[0].Base->getType());
936   SCEVHandle Result = Zero;
937   if (NumUses == 1) {
938     // If the use is inside the loop, use its base, regardless of what it is:
939     // it is clearly shared across all the IV's.  If the use is outside the loop
940     // (which means after it) we don't want to factor anything *into* the loop,
941     // so just use 0 as the base.
942     if (L->contains(Uses[0].Inst->getParent()))
943       std::swap(Result, Uses[0].Base);
944     return Result;
945   }
946
947   // To find common subexpressions, count how many of Uses use each expression.
948   // If any subexpressions are used Uses.size() times, they are common.
949   std::map<SCEVHandle, unsigned> SubExpressionUseCounts;
950   
951   // UniqueSubExprs - Keep track of all of the subexpressions we see in the
952   // order we see them.
953   std::vector<SCEVHandle> UniqueSubExprs;
954
955   std::vector<SCEVHandle> SubExprs;
956   unsigned NumUsesInsideLoop = 0;
957   for (unsigned i = 0; i != NumUses; ++i) {
958     // If the user is outside the loop, just ignore it for base computation.
959     // Since the user is outside the loop, it must be *after* the loop (if it
960     // were before, it could not be based on the loop IV).  We don't want users
961     // after the loop to affect base computation of values *inside* the loop,
962     // because we can always add their offsets to the result IV after the loop
963     // is done, ensuring we get good code inside the loop.
964     if (!L->contains(Uses[i].Inst->getParent()))
965       continue;
966     NumUsesInsideLoop++;
967     
968     // If the base is zero (which is common), return zero now, there are no
969     // CSEs we can find.
970     if (Uses[i].Base == Zero) return Zero;
971
972     // Split the expression into subexprs.
973     SeparateSubExprs(SubExprs, Uses[i].Base, SE);
974     // Add one to SubExpressionUseCounts for each subexpr present.
975     for (unsigned j = 0, e = SubExprs.size(); j != e; ++j)
976       if (++SubExpressionUseCounts[SubExprs[j]] == 1)
977         UniqueSubExprs.push_back(SubExprs[j]);
978     SubExprs.clear();
979   }
980
981   // Now that we know how many times each is used, build Result.  Iterate over
982   // UniqueSubexprs so that we have a stable ordering.
983   for (unsigned i = 0, e = UniqueSubExprs.size(); i != e; ++i) {
984     std::map<SCEVHandle, unsigned>::iterator I = 
985        SubExpressionUseCounts.find(UniqueSubExprs[i]);
986     assert(I != SubExpressionUseCounts.end() && "Entry not found?");
987     if (I->second == NumUsesInsideLoop)   // Found CSE!
988       Result = SE->getAddExpr(Result, I->first);
989     else
990       // Remove non-cse's from SubExpressionUseCounts.
991       SubExpressionUseCounts.erase(I);
992   }
993   
994   // If we found no CSE's, return now.
995   if (Result == Zero) return Result;
996   
997   // Otherwise, remove all of the CSE's we found from each of the base values.
998   for (unsigned i = 0; i != NumUses; ++i) {
999     // For this purpose, consider only uses that are inside the loop.
1000     if (!L->contains(Uses[i].Inst->getParent()))
1001       continue;
1002
1003     // Split the expression into subexprs.
1004     SeparateSubExprs(SubExprs, Uses[i].Base, SE);
1005
1006     // Remove any common subexpressions.
1007     for (unsigned j = 0, e = SubExprs.size(); j != e; ++j)
1008       if (SubExpressionUseCounts.count(SubExprs[j])) {
1009         SubExprs.erase(SubExprs.begin()+j);
1010         --j; --e;
1011       }
1012     
1013     // Finally, add the non-shared expressions together.
1014     if (SubExprs.empty())
1015       Uses[i].Base = Zero;
1016     else
1017       Uses[i].Base = SE->getAddExpr(SubExprs);
1018     SubExprs.clear();
1019   }
1020  
1021   return Result;
1022 }
1023
1024 /// ValidStride - Check whether the given Scale is valid for all loads and 
1025 /// stores in UsersToProcess.
1026 ///
1027 bool LoopStrengthReduce::ValidStride(bool HasBaseReg,
1028                                int64_t Scale, 
1029                                const std::vector<BasedUser>& UsersToProcess) {
1030   if (!TLI)
1031     return true;
1032
1033   for (unsigned i=0, e = UsersToProcess.size(); i!=e; ++i) {
1034     // If this is a load or other access, pass the type of the access in.
1035     const Type *AccessTy = Type::VoidTy;
1036     if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(UsersToProcess[i].Inst))
1037       AccessTy = SI->getOperand(0)->getType();
1038     else if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(UsersToProcess[i].Inst))
1039       AccessTy = LI->getType();
1040     else if (isa<PHINode>(UsersToProcess[i].Inst))
1041       continue;
1042     
1043     TargetLowering::AddrMode AM;
1044     if (SCEVConstant *SC = dyn_cast<SCEVConstant>(UsersToProcess[i].Imm))
1045       AM.BaseOffs = SC->getValue()->getSExtValue();
1046     AM.HasBaseReg = HasBaseReg || !UsersToProcess[i].Base->isZero();
1047     AM.Scale = Scale;
1048
1049     // If load[imm+r*scale] is illegal, bail out.
1050     if (!TLI->isLegalAddressingMode(AM, AccessTy))
1051       return false;
1052   }
1053   return true;
1054 }
1055
1056 /// RequiresTypeConversion - Returns true if converting Ty to NewTy is not
1057 /// a nop.
1058 bool LoopStrengthReduce::RequiresTypeConversion(const Type *Ty1,
1059                                                 const Type *Ty2) {
1060   if (Ty1 == Ty2)
1061     return false;
1062   if (TLI && TLI->isTruncateFree(Ty1, Ty2))
1063     return false;
1064   return (!Ty1->canLosslesslyBitCastTo(Ty2) &&
1065           !(isa<PointerType>(Ty2) &&
1066             Ty1->canLosslesslyBitCastTo(UIntPtrTy)) &&
1067           !(isa<PointerType>(Ty1) &&
1068             Ty2->canLosslesslyBitCastTo(UIntPtrTy)));
1069 }
1070
1071 /// CheckForIVReuse - Returns the multiple if the stride is the multiple
1072 /// of a previous stride and it is a legal value for the target addressing
1073 /// mode scale component and optional base reg. This allows the users of
1074 /// this stride to be rewritten as prev iv * factor. It returns 0 if no
1075 /// reuse is possible.
1076 unsigned LoopStrengthReduce::CheckForIVReuse(bool HasBaseReg,
1077                                 bool AllUsesAreAddresses,
1078                                 const SCEVHandle &Stride, 
1079                                 IVExpr &IV, const Type *Ty,
1080                                 const std::vector<BasedUser>& UsersToProcess) {
1081   if (SCEVConstant *SC = dyn_cast<SCEVConstant>(Stride)) {
1082     int64_t SInt = SC->getValue()->getSExtValue();
1083     for (unsigned NewStride = 0, e = StrideOrder.size(); NewStride != e;
1084          ++NewStride) {
1085       std::map<SCEVHandle, IVsOfOneStride>::iterator SI = 
1086                 IVsByStride.find(StrideOrder[NewStride]);
1087       if (SI == IVsByStride.end()) 
1088         continue;
1089       int64_t SSInt = cast<SCEVConstant>(SI->first)->getValue()->getSExtValue();
1090       if (SI->first != Stride &&
1091           (unsigned(abs(SInt)) < SSInt || (SInt % SSInt) != 0))
1092         continue;
1093       int64_t Scale = SInt / SSInt;
1094       // Check that this stride is valid for all the types used for loads and
1095       // stores; if it can be used for some and not others, we might as well use
1096       // the original stride everywhere, since we have to create the IV for it
1097       // anyway. If the scale is 1, then we don't need to worry about folding
1098       // multiplications.
1099       if (Scale == 1 ||
1100           (AllUsesAreAddresses &&
1101            ValidStride(HasBaseReg, Scale, UsersToProcess)))
1102         for (std::vector<IVExpr>::iterator II = SI->second.IVs.begin(),
1103                IE = SI->second.IVs.end(); II != IE; ++II)
1104           // FIXME: Only handle base == 0 for now.
1105           // Only reuse previous IV if it would not require a type conversion.
1106           if (II->Base->isZero() &&
1107               !RequiresTypeConversion(II->Base->getType(), Ty)) {
1108             IV = *II;
1109             return Scale;
1110           }
1111     }
1112   }
1113   return 0;
1114 }
1115
1116 /// PartitionByIsUseOfPostIncrementedValue - Simple boolean predicate that
1117 /// returns true if Val's isUseOfPostIncrementedValue is true.
1118 static bool PartitionByIsUseOfPostIncrementedValue(const BasedUser &Val) {
1119   return Val.isUseOfPostIncrementedValue;
1120 }
1121
1122 /// isNonConstantNegative - Return true if the specified scev is negated, but
1123 /// not a constant.
1124 static bool isNonConstantNegative(const SCEVHandle &Expr) {
1125   SCEVMulExpr *Mul = dyn_cast<SCEVMulExpr>(Expr);
1126   if (!Mul) return false;
1127   
1128   // If there is a constant factor, it will be first.
1129   SCEVConstant *SC = dyn_cast<SCEVConstant>(Mul->getOperand(0));
1130   if (!SC) return false;
1131   
1132   // Return true if the value is negative, this matches things like (-42 * V).
1133   return SC->getValue()->getValue().isNegative();
1134 }
1135
1136 /// isAddress - Returns true if the specified instruction is using the
1137 /// specified value as an address.
1138 static bool isAddressUse(Instruction *Inst, Value *OperandVal) {
1139   bool isAddress = isa<LoadInst>(Inst);
1140   if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(Inst)) {
1141     if (SI->getOperand(1) == OperandVal)
1142       isAddress = true;
1143   } else if (IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(Inst)) {
1144     // Addressing modes can also be folded into prefetches and a variety
1145     // of intrinsics.
1146     switch (II->getIntrinsicID()) {
1147       default: break;
1148       case Intrinsic::prefetch:
1149       case Intrinsic::x86_sse2_loadu_dq:
1150       case Intrinsic::x86_sse2_loadu_pd:
1151       case Intrinsic::x86_sse_loadu_ps:
1152       case Intrinsic::x86_sse_storeu_ps:
1153       case Intrinsic::x86_sse2_storeu_pd:
1154       case Intrinsic::x86_sse2_storeu_dq:
1155       case Intrinsic::x86_sse2_storel_dq:
1156         if (II->getOperand(1) == OperandVal)
1157           isAddress = true;
1158         break;
1159     }
1160   }
1161   return isAddress;
1162 }
1163
1164 // CollectIVUsers - Transform our list of users and offsets to a bit more
1165 // complex table. In this new vector, each 'BasedUser' contains 'Base', the base
1166 // of the strided accesses, as well as the old information from Uses. We
1167 // progressively move information from the Base field to the Imm field, until
1168 // we eventually have the full access expression to rewrite the use.
1169 SCEVHandle LoopStrengthReduce::CollectIVUsers(const SCEVHandle &Stride,
1170                                               IVUsersOfOneStride &Uses,
1171                                               Loop *L,
1172                                               bool &AllUsesAreAddresses,
1173                                        std::vector<BasedUser> &UsersToProcess) {
1174   UsersToProcess.reserve(Uses.Users.size());
1175   for (unsigned i = 0, e = Uses.Users.size(); i != e; ++i) {
1176     UsersToProcess.push_back(BasedUser(Uses.Users[i], SE));
1177     
1178     // Move any loop invariant operands from the offset field to the immediate
1179     // field of the use, so that we don't try to use something before it is
1180     // computed.
1181     MoveLoopVariantsToImediateField(UsersToProcess.back().Base,
1182                                     UsersToProcess.back().Imm, L, SE);
1183     assert(UsersToProcess.back().Base->isLoopInvariant(L) &&
1184            "Base value is not loop invariant!");
1185   }
1186
1187   // We now have a whole bunch of uses of like-strided induction variables, but
1188   // they might all have different bases.  We want to emit one PHI node for this
1189   // stride which we fold as many common expressions (between the IVs) into as
1190   // possible.  Start by identifying the common expressions in the base values 
1191   // for the strides (e.g. if we have "A+C+B" and "A+B+D" as our bases, find
1192   // "A+B"), emit it to the preheader, then remove the expression from the
1193   // UsersToProcess base values.
1194   SCEVHandle CommonExprs =
1195     RemoveCommonExpressionsFromUseBases(UsersToProcess, SE, L);
1196
1197   // Next, figure out what we can represent in the immediate fields of
1198   // instructions.  If we can represent anything there, move it to the imm
1199   // fields of the BasedUsers.  We do this so that it increases the commonality
1200   // of the remaining uses.
1201   unsigned NumPHI = 0;
1202   for (unsigned i = 0, e = UsersToProcess.size(); i != e; ++i) {
1203     // If the user is not in the current loop, this means it is using the exit
1204     // value of the IV.  Do not put anything in the base, make sure it's all in
1205     // the immediate field to allow as much factoring as possible.
1206     if (!L->contains(UsersToProcess[i].Inst->getParent())) {
1207       UsersToProcess[i].Imm = SE->getAddExpr(UsersToProcess[i].Imm,
1208                                              UsersToProcess[i].Base);
1209       UsersToProcess[i].Base = 
1210         SE->getIntegerSCEV(0, UsersToProcess[i].Base->getType());
1211     } else {
1212       
1213       // Addressing modes can be folded into loads and stores.  Be careful that
1214       // the store is through the expression, not of the expression though.
1215       bool isPHI = false;
1216       bool isAddress = isAddressUse(UsersToProcess[i].Inst,
1217                                     UsersToProcess[i].OperandValToReplace);
1218       if (isa<PHINode>(UsersToProcess[i].Inst)) {
1219         isPHI = true;
1220         ++NumPHI;
1221       }
1222
1223       // If this use isn't an address, then not all uses are addresses.
1224       if (!isAddress && !isPHI)
1225         AllUsesAreAddresses = false;
1226       
1227       MoveImmediateValues(TLI, UsersToProcess[i].Inst, UsersToProcess[i].Base,
1228                           UsersToProcess[i].Imm, isAddress, L, SE);
1229     }
1230   }
1231
1232   // If one of the use if a PHI node and all other uses are addresses, still
1233   // allow iv reuse. Essentially we are trading one constant multiplication
1234   // for one fewer iv.
1235   if (NumPHI > 1)
1236     AllUsesAreAddresses = false;
1237
1238   return CommonExprs;
1239 }
1240
1241 /// StrengthReduceStridedIVUsers - Strength reduce all of the users of a single
1242 /// stride of IV.  All of the users may have different starting values, and this
1243 /// may not be the only stride (we know it is if isOnlyStride is true).
1244 void LoopStrengthReduce::StrengthReduceStridedIVUsers(const SCEVHandle &Stride,
1245                                                       IVUsersOfOneStride &Uses,
1246                                                       Loop *L,
1247                                                       bool isOnlyStride) {
1248   // If all the users are moved to another stride, then there is nothing to do.
1249   if (Uses.Users.empty())
1250     return;
1251
1252   // Keep track if every use in UsersToProcess is an address. If they all are,
1253   // we may be able to rewrite the entire collection of them in terms of a
1254   // smaller-stride IV.
1255   bool AllUsesAreAddresses = true;
1256
1257   // Transform our list of users and offsets to a bit more complex table.  In
1258   // this new vector, each 'BasedUser' contains 'Base' the base of the
1259   // strided accessas well as the old information from Uses.  We progressively
1260   // move information from the Base field to the Imm field, until we eventually
1261   // have the full access expression to rewrite the use.
1262   std::vector<BasedUser> UsersToProcess;
1263   SCEVHandle CommonExprs = CollectIVUsers(Stride, Uses, L, AllUsesAreAddresses,
1264                                           UsersToProcess);
1265
1266   // If we managed to find some expressions in common, we'll need to carry
1267   // their value in a register and add it in for each use. This will take up
1268   // a register operand, which potentially restricts what stride values are
1269   // valid.
1270   bool HaveCommonExprs = !CommonExprs->isZero();
1271   
1272   // If all uses are addresses, check if it is possible to reuse an IV with a
1273   // stride that is a factor of this stride. And that the multiple is a number
1274   // that can be encoded in the scale field of the target addressing mode. And
1275   // that we will have a valid instruction after this substition, including the
1276   // immediate field, if any.
1277   PHINode *NewPHI = NULL;
1278   Value   *IncV   = NULL;
1279   IVExpr   ReuseIV(SE->getIntegerSCEV(0, Type::Int32Ty),
1280                    SE->getIntegerSCEV(0, Type::Int32Ty),
1281                    0, 0);
1282   unsigned RewriteFactor = 0;
1283   RewriteFactor = CheckForIVReuse(HaveCommonExprs, AllUsesAreAddresses,
1284                                   Stride, ReuseIV, CommonExprs->getType(),
1285                                   UsersToProcess);
1286   if (RewriteFactor != 0) {
1287     DOUT << "BASED ON IV of STRIDE " << *ReuseIV.Stride
1288          << " and BASE " << *ReuseIV.Base << " :\n";
1289     NewPHI = ReuseIV.PHI;
1290     IncV   = ReuseIV.IncV;
1291   }
1292
1293   const Type *ReplacedTy = CommonExprs->getType();
1294   
1295   // Now that we know what we need to do, insert the PHI node itself.
1296   //
1297   DOUT << "INSERTING IV of TYPE " << *ReplacedTy << " of STRIDE "
1298        << *Stride << " and BASE " << *CommonExprs << ": ";
1299
1300   SCEVExpander Rewriter(*SE, *LI);
1301   SCEVExpander PreheaderRewriter(*SE, *LI);
1302   
1303   BasicBlock  *Preheader = L->getLoopPreheader();
1304   Instruction *PreInsertPt = Preheader->getTerminator();
1305   Instruction *PhiInsertBefore = L->getHeader()->begin();
1306   
1307   BasicBlock *LatchBlock = L->getLoopLatch();
1308
1309
1310   // Emit the initial base value into the loop preheader.
1311   Value *CommonBaseV
1312     = PreheaderRewriter.expandCodeFor(CommonExprs, PreInsertPt);
1313
1314   if (RewriteFactor == 0) {
1315     // Create a new Phi for this base, and stick it in the loop header.
1316     NewPHI = PHINode::Create(ReplacedTy, "iv.", PhiInsertBefore);
1317     ++NumInserted;
1318   
1319     // Add common base to the new Phi node.
1320     NewPHI->addIncoming(CommonBaseV, Preheader);
1321
1322     // If the stride is negative, insert a sub instead of an add for the
1323     // increment.
1324     bool isNegative = isNonConstantNegative(Stride);
1325     SCEVHandle IncAmount = Stride;
1326     if (isNegative)
1327       IncAmount = SE->getNegativeSCEV(Stride);
1328     
1329     // Insert the stride into the preheader.
1330     Value *StrideV = PreheaderRewriter.expandCodeFor(IncAmount, PreInsertPt);
1331     if (!isa<ConstantInt>(StrideV)) ++NumVariable;
1332
1333     // Emit the increment of the base value before the terminator of the loop
1334     // latch block, and add it to the Phi node.
1335     SCEVHandle IncExp = SE->getUnknown(StrideV);
1336     if (isNegative)
1337       IncExp = SE->getNegativeSCEV(IncExp);
1338     IncExp = SE->getAddExpr(SE->getUnknown(NewPHI), IncExp);
1339   
1340     IncV = Rewriter.expandCodeFor(IncExp, LatchBlock->getTerminator());
1341     IncV->setName(NewPHI->getName()+".inc");
1342     NewPHI->addIncoming(IncV, LatchBlock);
1343
1344     // Remember this in case a later stride is multiple of this.
1345     IVsByStride[Stride].addIV(Stride, CommonExprs, NewPHI, IncV);
1346     
1347     DOUT << " IV=%" << NewPHI->getNameStr() << " INC=%" << IncV->getNameStr();
1348   } else {
1349     Constant *C = dyn_cast<Constant>(CommonBaseV);
1350     if (!C ||
1351         (!C->isNullValue() &&
1352          !isTargetConstant(SE->getUnknown(CommonBaseV), ReplacedTy, TLI)))
1353       // We want the common base emitted into the preheader! This is just
1354       // using cast as a copy so BitCast (no-op cast) is appropriate
1355       CommonBaseV = new BitCastInst(CommonBaseV, CommonBaseV->getType(), 
1356                                     "commonbase", PreInsertPt);
1357   }
1358   DOUT << "\n";
1359
1360   // We want to emit code for users inside the loop first.  To do this, we
1361   // rearrange BasedUser so that the entries at the end have
1362   // isUseOfPostIncrementedValue = false, because we pop off the end of the
1363   // vector (so we handle them first).
1364   std::partition(UsersToProcess.begin(), UsersToProcess.end(),
1365                  PartitionByIsUseOfPostIncrementedValue);
1366   
1367   // Sort this by base, so that things with the same base are handled
1368   // together.  By partitioning first and stable-sorting later, we are
1369   // guaranteed that within each base we will pop off users from within the
1370   // loop before users outside of the loop with a particular base.
1371   //
1372   // We would like to use stable_sort here, but we can't.  The problem is that
1373   // SCEVHandle's don't have a deterministic ordering w.r.t to each other, so
1374   // we don't have anything to do a '<' comparison on.  Because we think the
1375   // number of uses is small, do a horrible bubble sort which just relies on
1376   // ==.
1377   for (unsigned i = 0, e = UsersToProcess.size(); i != e; ++i) {
1378     // Get a base value.
1379     SCEVHandle Base = UsersToProcess[i].Base;
1380     
1381     // Compact everything with this base to be consequtive with this one.
1382     for (unsigned j = i+1; j != e; ++j) {
1383       if (UsersToProcess[j].Base == Base) {
1384         std::swap(UsersToProcess[i+1], UsersToProcess[j]);
1385         ++i;
1386       }
1387     }
1388   }
1389
1390   // Process all the users now.  This outer loop handles all bases, the inner
1391   // loop handles all users of a particular base.
1392   while (!UsersToProcess.empty()) {
1393     SCEVHandle Base = UsersToProcess.back().Base;
1394
1395     // Emit the code for Base into the preheader.
1396     Value *BaseV = PreheaderRewriter.expandCodeFor(Base, PreInsertPt);
1397
1398     DOUT << "  INSERTING code for BASE = " << *Base << ":";
1399     if (BaseV->hasName())
1400       DOUT << " Result value name = %" << BaseV->getNameStr();
1401     DOUT << "\n";
1402
1403     // If BaseV is a constant other than 0, make sure that it gets inserted into
1404     // the preheader, instead of being forward substituted into the uses.  We do
1405     // this by forcing a BitCast (noop cast) to be inserted into the preheader 
1406     // in this case.
1407     if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(BaseV)) {
1408       if (!C->isNullValue() && !isTargetConstant(Base, ReplacedTy, TLI)) {
1409         // We want this constant emitted into the preheader! This is just
1410         // using cast as a copy so BitCast (no-op cast) is appropriate
1411         BaseV = new BitCastInst(BaseV, BaseV->getType(), "preheaderinsert",
1412                                 PreInsertPt);       
1413       }
1414     }
1415
1416     // Emit the code to add the immediate offset to the Phi value, just before
1417     // the instructions that we identified as using this stride and base.
1418     do {
1419       // FIXME: Use emitted users to emit other users.
1420       BasedUser &User = UsersToProcess.back();
1421
1422       // If this instruction wants to use the post-incremented value, move it
1423       // after the post-inc and use its value instead of the PHI.
1424       Value *RewriteOp = NewPHI;
1425       if (User.isUseOfPostIncrementedValue) {
1426         RewriteOp = IncV;
1427
1428         // If this user is in the loop, make sure it is the last thing in the
1429         // loop to ensure it is dominated by the increment.
1430         if (L->contains(User.Inst->getParent()))
1431           User.Inst->moveBefore(LatchBlock->getTerminator());
1432       }
1433       if (RewriteOp->getType() != ReplacedTy) {
1434         Instruction::CastOps opcode = Instruction::Trunc;
1435         if (ReplacedTy->getPrimitiveSizeInBits() ==
1436             RewriteOp->getType()->getPrimitiveSizeInBits())
1437           opcode = Instruction::BitCast;
1438         RewriteOp = SCEVExpander::InsertCastOfTo(opcode, RewriteOp, ReplacedTy);
1439       }
1440
1441       SCEVHandle RewriteExpr = SE->getUnknown(RewriteOp);
1442
1443       // If we had to insert new instrutions for RewriteOp, we have to
1444       // consider that they may not have been able to end up immediately
1445       // next to RewriteOp, because non-PHI instructions may never precede
1446       // PHI instructions in a block. In this case, remember where the last
1447       // instruction was inserted so that if we're replacing a different
1448       // PHI node, we can use the later point to expand the final
1449       // RewriteExpr.
1450       Instruction *NewBasePt = dyn_cast<Instruction>(RewriteOp);
1451       if (RewriteOp == NewPHI) NewBasePt = 0;
1452
1453       // Clear the SCEVExpander's expression map so that we are guaranteed
1454       // to have the code emitted where we expect it.
1455       Rewriter.clear();
1456
1457       // If we are reusing the iv, then it must be multiplied by a constant
1458       // factor take advantage of addressing mode scale component.
1459       if (RewriteFactor != 0) {
1460         RewriteExpr = SE->getMulExpr(SE->getIntegerSCEV(RewriteFactor,
1461                                                         RewriteExpr->getType()),
1462                                      RewriteExpr);
1463
1464         // The common base is emitted in the loop preheader. But since we
1465         // are reusing an IV, it has not been used to initialize the PHI node.
1466         // Add it to the expression used to rewrite the uses.
1467         if (!isa<ConstantInt>(CommonBaseV) ||
1468             !cast<ConstantInt>(CommonBaseV)->isZero())
1469           RewriteExpr = SE->getAddExpr(RewriteExpr,
1470                                       SE->getUnknown(CommonBaseV));
1471       }
1472
1473       // Now that we know what we need to do, insert code before User for the
1474       // immediate and any loop-variant expressions.
1475       if (!isa<ConstantInt>(BaseV) || !cast<ConstantInt>(BaseV)->isZero())
1476         // Add BaseV to the PHI value if needed.
1477         RewriteExpr = SE->getAddExpr(RewriteExpr, SE->getUnknown(BaseV));
1478
1479       // If this reference is not in the loop and we have a Common base,
1480       // that has been added into the induction variable and must be
1481       // subtracted off here.
1482       if (HaveCommonExprs && !L->contains(User.Inst->getParent()))
1483         RewriteExpr = SE->getMinusSCEV(RewriteExpr, CommonExprs);
1484
1485       User.RewriteInstructionToUseNewBase(RewriteExpr, NewBasePt,
1486                                           Rewriter, L, this,
1487                                           DeadInsts);
1488
1489       // Mark old value we replaced as possibly dead, so that it is eliminated
1490       // if we just replaced the last use of that value.
1491       DeadInsts.push_back(cast<Instruction>(User.OperandValToReplace));
1492
1493       UsersToProcess.pop_back();
1494       ++NumReduced;
1495
1496       // If there are any more users to process with the same base, process them
1497       // now.  We sorted by base above, so we just have to check the last elt.
1498     } while (!UsersToProcess.empty() && UsersToProcess.back().Base == Base);
1499     // TODO: Next, find out which base index is the most common, pull it out.
1500   }
1501
1502   // IMPORTANT TODO: Figure out how to partition the IV's with this stride, but
1503   // different starting values, into different PHIs.
1504 }
1505
1506 /// FindIVUserForCond - If Cond has an operand that is an expression of an IV,
1507 /// set the IV user and stride information and return true, otherwise return
1508 /// false.
1509 bool LoopStrengthReduce::FindIVUserForCond(ICmpInst *Cond, IVStrideUse *&CondUse,
1510                                        const SCEVHandle *&CondStride) {
1511   for (unsigned Stride = 0, e = StrideOrder.size(); Stride != e && !CondUse;
1512        ++Stride) {
1513     std::map<SCEVHandle, IVUsersOfOneStride>::iterator SI = 
1514     IVUsesByStride.find(StrideOrder[Stride]);
1515     assert(SI != IVUsesByStride.end() && "Stride doesn't exist!");
1516     
1517     for (std::vector<IVStrideUse>::iterator UI = SI->second.Users.begin(),
1518          E = SI->second.Users.end(); UI != E; ++UI)
1519       if (UI->User == Cond) {
1520         // NOTE: we could handle setcc instructions with multiple uses here, but
1521         // InstCombine does it as well for simple uses, it's not clear that it
1522         // occurs enough in real life to handle.
1523         CondUse = &*UI;
1524         CondStride = &SI->first;
1525         return true;
1526       }
1527   }
1528   return false;
1529 }    
1530
1531 namespace {
1532   // Constant strides come first which in turns are sorted by their absolute
1533   // values. If absolute values are the same, then positive strides comes first.
1534   // e.g.
1535   // 4, -1, X, 1, 2 ==> 1, -1, 2, 4, X
1536   struct StrideCompare {
1537     bool operator()(const SCEVHandle &LHS, const SCEVHandle &RHS) {
1538       SCEVConstant *LHSC = dyn_cast<SCEVConstant>(LHS);
1539       SCEVConstant *RHSC = dyn_cast<SCEVConstant>(RHS);
1540       if (LHSC && RHSC) {
1541         int64_t  LV = LHSC->getValue()->getSExtValue();
1542         int64_t  RV = RHSC->getValue()->getSExtValue();
1543         uint64_t ALV = (LV < 0) ? -LV : LV;
1544         uint64_t ARV = (RV < 0) ? -RV : RV;
1545         if (ALV == ARV)
1546           return LV > RV;
1547         else
1548           return ALV < ARV;
1549       }
1550       return (LHSC && !RHSC);
1551     }
1552   };
1553 }
1554
1555 /// ChangeCompareStride - If a loop termination compare instruction is the
1556 /// only use of its stride, and the compaison is against a constant value,
1557 /// try eliminate the stride by moving the compare instruction to another
1558 /// stride and change its constant operand accordingly. e.g.
1559 ///
1560 /// loop:
1561 /// ...
1562 /// v1 = v1 + 3
1563 /// v2 = v2 + 1
1564 /// if (v2 < 10) goto loop
1565 /// =>
1566 /// loop:
1567 /// ...
1568 /// v1 = v1 + 3
1569 /// if (v1 < 30) goto loop
1570 ICmpInst *LoopStrengthReduce::ChangeCompareStride(Loop *L, ICmpInst *Cond,
1571                                                 IVStrideUse* &CondUse,
1572                                                 const SCEVHandle* &CondStride) {
1573   if (StrideOrder.size() < 2 ||
1574       IVUsesByStride[*CondStride].Users.size() != 1)
1575     return Cond;
1576   const SCEVConstant *SC = dyn_cast<SCEVConstant>(*CondStride);
1577   if (!SC) return Cond;
1578   ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(Cond->getOperand(1));
1579   if (!C) return Cond;
1580
1581   ICmpInst::Predicate Predicate = Cond->getPredicate();
1582   int64_t CmpSSInt = SC->getValue()->getSExtValue();
1583   int64_t CmpVal = C->getValue().getSExtValue();
1584   unsigned BitWidth = C->getValue().getBitWidth();
1585   uint64_t SignBit = 1ULL << (BitWidth-1);
1586   const Type *CmpTy = C->getType();
1587   const Type *NewCmpTy = NULL;
1588   unsigned TyBits = CmpTy->getPrimitiveSizeInBits();
1589   unsigned NewTyBits = 0;
1590   int64_t NewCmpVal = CmpVal;
1591   SCEVHandle *NewStride = NULL;
1592   Value *NewIncV = NULL;
1593   int64_t Scale = 1;
1594
1595   // Check stride constant and the comparision constant signs to detect
1596   // overflow.
1597   if ((CmpVal & SignBit) != (CmpSSInt & SignBit))
1598     return Cond;
1599
1600   // Look for a suitable stride / iv as replacement.
1601   std::stable_sort(StrideOrder.begin(), StrideOrder.end(), StrideCompare());
1602   for (unsigned i = 0, e = StrideOrder.size(); i != e; ++i) {
1603     std::map<SCEVHandle, IVUsersOfOneStride>::iterator SI = 
1604       IVUsesByStride.find(StrideOrder[i]);
1605     if (!isa<SCEVConstant>(SI->first))
1606       continue;
1607     int64_t SSInt = cast<SCEVConstant>(SI->first)->getValue()->getSExtValue();
1608     if (abs(SSInt) <= abs(CmpSSInt) || (SSInt % CmpSSInt) != 0)
1609       continue;
1610
1611     Scale = SSInt / CmpSSInt;
1612     NewCmpVal = CmpVal * Scale;
1613     APInt Mul = APInt(BitWidth, NewCmpVal);
1614     // Check for overflow.
1615     if (Mul.getSExtValue() != NewCmpVal) {
1616       NewCmpVal = CmpVal;
1617       continue;
1618     }
1619
1620     // Watch out for overflow.
1621     if (ICmpInst::isSignedPredicate(Predicate) &&
1622         (CmpVal & SignBit) != (NewCmpVal & SignBit))
1623       NewCmpVal = CmpVal;
1624
1625     if (NewCmpVal != CmpVal) {
1626       // Pick the best iv to use trying to avoid a cast.
1627       NewIncV = NULL;
1628       for (std::vector<IVStrideUse>::iterator UI = SI->second.Users.begin(),
1629              E = SI->second.Users.end(); UI != E; ++UI) {
1630         NewIncV = UI->OperandValToReplace;
1631         if (NewIncV->getType() == CmpTy)
1632           break;
1633       }
1634       if (!NewIncV) {
1635         NewCmpVal = CmpVal;
1636         continue;
1637       }
1638
1639       NewCmpTy = NewIncV->getType();
1640       NewTyBits = isa<PointerType>(NewCmpTy)
1641         ? UIntPtrTy->getPrimitiveSizeInBits()
1642         : NewCmpTy->getPrimitiveSizeInBits();
1643       if (RequiresTypeConversion(NewCmpTy, CmpTy)) {
1644         // Check if it is possible to rewrite it using
1645         // an iv / stride of a smaller integer type.
1646         bool TruncOk = false;
1647         if (NewCmpTy->isInteger()) {
1648           unsigned Bits = NewTyBits;
1649           if (ICmpInst::isSignedPredicate(Predicate))
1650             --Bits;
1651           uint64_t Mask = (1ULL << Bits) - 1;
1652           if (((uint64_t)NewCmpVal & Mask) == (uint64_t)NewCmpVal)
1653             TruncOk = true;
1654         }
1655         if (!TruncOk) {
1656           NewCmpVal = CmpVal;
1657           continue;
1658         }
1659       }
1660
1661       // Don't rewrite if use offset is non-constant and the new type is
1662       // of a different type.
1663       // FIXME: too conservative?
1664       if (NewTyBits != TyBits && !isa<SCEVConstant>(CondUse->Offset)) {
1665         NewCmpVal = CmpVal;
1666         continue;
1667       }
1668
1669       bool AllUsesAreAddresses = true;
1670       std::vector<BasedUser> UsersToProcess;
1671       SCEVHandle CommonExprs = CollectIVUsers(SI->first, SI->second, L,
1672                                               AllUsesAreAddresses,
1673                                               UsersToProcess);
1674       // Avoid rewriting the compare instruction with an iv of new stride
1675       // if it's likely the new stride uses will be rewritten using the
1676       if (AllUsesAreAddresses &&
1677           ValidStride(!CommonExprs->isZero(), Scale, UsersToProcess)) {
1678         NewCmpVal = CmpVal;
1679         continue;
1680       }
1681
1682       // If scale is negative, use swapped predicate unless it's testing
1683       // for equality.
1684       if (Scale < 0 && !Cond->isEquality())
1685         Predicate = ICmpInst::getSwappedPredicate(Predicate);
1686
1687       NewStride = &StrideOrder[i];
1688       break;
1689     }
1690   }
1691
1692   // Forgo this transformation if it the increment happens to be
1693   // unfortunately positioned after the condition, and the condition
1694   // has multiple uses which prevent it from being moved immediately
1695   // before the branch. See
1696   // test/Transforms/LoopStrengthReduce/change-compare-stride-trickiness-*.ll
1697   // for an example of this situation.
1698   if (!Cond->hasOneUse()) {
1699     for (BasicBlock::iterator I = Cond, E = Cond->getParent()->end();
1700          I != E; ++I)
1701       if (I == NewIncV)
1702         return Cond;
1703   }
1704
1705   if (NewCmpVal != CmpVal) {
1706     // Create a new compare instruction using new stride / iv.
1707     ICmpInst *OldCond = Cond;
1708     Value *RHS;
1709     if (!isa<PointerType>(NewCmpTy))
1710       RHS = ConstantInt::get(NewCmpTy, NewCmpVal);
1711     else {
1712       RHS = ConstantInt::get(UIntPtrTy, NewCmpVal);
1713       RHS = SCEVExpander::InsertCastOfTo(Instruction::IntToPtr, RHS, NewCmpTy);
1714     }
1715     // Insert new compare instruction.
1716     Cond = new ICmpInst(Predicate, NewIncV, RHS,
1717                         L->getHeader()->getName() + ".termcond",
1718                         OldCond);
1719
1720     // Remove the old compare instruction. The old indvar is probably dead too.
1721     DeadInsts.push_back(cast<Instruction>(CondUse->OperandValToReplace));
1722     SE->deleteValueFromRecords(OldCond);
1723     OldCond->replaceAllUsesWith(Cond);
1724     OldCond->eraseFromParent();
1725
1726     IVUsesByStride[*CondStride].Users.pop_back();
1727     SCEVHandle NewOffset = TyBits == NewTyBits
1728       ? SE->getMulExpr(CondUse->Offset,
1729                        SE->getConstant(ConstantInt::get(CmpTy, Scale)))
1730       : SE->getConstant(ConstantInt::get(NewCmpTy,
1731         cast<SCEVConstant>(CondUse->Offset)->getValue()->getSExtValue()*Scale));
1732     IVUsesByStride[*NewStride].addUser(NewOffset, Cond, NewIncV);
1733     CondUse = &IVUsesByStride[*NewStride].Users.back();
1734     CondStride = NewStride;
1735     ++NumEliminated;
1736   }
1737
1738   return Cond;
1739 }
1740
1741 /// OptimizeSMax - Rewrite the loop's terminating condition if it uses
1742 /// an smax computation.
1743 ///
1744 /// This is a narrow solution to a specific, but acute, problem. For loops
1745 /// like this:
1746 ///
1747 ///   i = 0;
1748 ///   do {
1749 ///     p[i] = 0.0;
1750 ///   } while (++i < n);
1751 ///
1752 /// where the comparison is signed, the trip count isn't just 'n', because
1753 /// 'n' could be negative. And unfortunately this can come up even for loops
1754 /// where the user didn't use a C do-while loop. For example, seemingly
1755 /// well-behaved top-test loops will commonly be lowered like this:
1756 //
1757 ///   if (n > 0) {
1758 ///     i = 0;
1759 ///     do {
1760 ///       p[i] = 0.0;
1761 ///     } while (++i < n);
1762 ///   }
1763 ///
1764 /// and then it's possible for subsequent optimization to obscure the if
1765 /// test in such a way that indvars can't find it.
1766 ///
1767 /// When indvars can't find the if test in loops like this, it creates a
1768 /// signed-max expression, which allows it to give the loop a canonical
1769 /// induction variable:
1770 ///
1771 ///   i = 0;
1772 ///   smax = n < 1 ? 1 : n;
1773 ///   do {
1774 ///     p[i] = 0.0;
1775 ///   } while (++i != smax);
1776 ///
1777 /// Canonical induction variables are necessary because the loop passes
1778 /// are designed around them. The most obvious example of this is the
1779 /// LoopInfo analysis, which doesn't remember trip count values. It
1780 /// expects to be able to rediscover the trip count each time it is
1781 /// needed, and it does this using a simple analyis that only succeeds if
1782 /// the loop has a canonical induction variable.
1783 ///
1784 /// However, when it comes time to generate code, the maximum operation
1785 /// can be quite costly, especially if it's inside of an outer loop.
1786 ///
1787 /// This function solves this problem by detecting this type of loop and
1788 /// rewriting their conditions from ICMP_NE back to ICMP_SLT, and deleting
1789 /// the instructions for the maximum computation.
1790 ///
1791 ICmpInst *LoopStrengthReduce::OptimizeSMax(Loop *L, ICmpInst *Cond,
1792                                            IVStrideUse* &CondUse) {
1793   // Check that the loop matches the pattern we're looking for.
1794   if (Cond->getPredicate() != CmpInst::ICMP_EQ &&
1795       Cond->getPredicate() != CmpInst::ICMP_NE)
1796     return Cond;
1797
1798   SelectInst *Sel = dyn_cast<SelectInst>(Cond->getOperand(1));
1799   if (!Sel || !Sel->hasOneUse()) return Cond;
1800
1801   SCEVHandle IterationCount = SE->getIterationCount(L);
1802   if (isa<SCEVCouldNotCompute>(IterationCount))
1803     return Cond;
1804   SCEVHandle One = SE->getIntegerSCEV(1, IterationCount->getType());
1805
1806   // Adjust for an annoying getIterationCount quirk.
1807   IterationCount = SE->getAddExpr(IterationCount, One);
1808
1809   // Check for a max calculation that matches the pattern.
1810   SCEVSMaxExpr *SMax = dyn_cast<SCEVSMaxExpr>(IterationCount);
1811   if (!SMax || SMax != SE->getSCEV(Sel)) return Cond;
1812
1813   SCEVHandle SMaxLHS = SMax->getOperand(0);
1814   SCEVHandle SMaxRHS = SMax->getOperand(1);
1815   if (!SMaxLHS || SMaxLHS != One) return Cond;
1816
1817   // Check the relevant induction variable for conformance to
1818   // the pattern.
1819   SCEVHandle IV = SE->getSCEV(Cond->getOperand(0));
1820   SCEVAddRecExpr *AR = dyn_cast<SCEVAddRecExpr>(IV);
1821   if (!AR || !AR->isAffine() ||
1822       AR->getStart() != One ||
1823       AR->getStepRecurrence(*SE) != One)
1824     return Cond;
1825
1826   // Check the right operand of the select, and remember it, as it will
1827   // be used in the new comparison instruction.
1828   Value *NewRHS = 0;
1829   if (SE->getSCEV(Sel->getOperand(1)) == SMaxRHS)
1830     NewRHS = Sel->getOperand(1);
1831   else if (SE->getSCEV(Sel->getOperand(2)) == SMaxRHS)
1832     NewRHS = Sel->getOperand(2);
1833   if (!NewRHS) return Cond;
1834
1835   // Ok, everything looks ok to change the condition into an SLT or SGE and
1836   // delete the max calculation.
1837   ICmpInst *NewCond =
1838     new ICmpInst(Cond->getPredicate() == CmpInst::ICMP_NE ?
1839                    CmpInst::ICMP_SLT :
1840                    CmpInst::ICMP_SGE,
1841                  Cond->getOperand(0), NewRHS, "scmp", Cond);
1842
1843   // Delete the max calculation instructions.
1844   SE->deleteValueFromRecords(Cond);
1845   Cond->replaceAllUsesWith(NewCond);
1846   Cond->eraseFromParent();
1847   Instruction *Cmp = cast<Instruction>(Sel->getOperand(0));
1848   SE->deleteValueFromRecords(Sel);
1849   Sel->eraseFromParent();
1850   if (Cmp->use_empty()) {
1851     SE->deleteValueFromRecords(Cmp);
1852     Cmp->eraseFromParent();
1853   }
1854   CondUse->User = NewCond;
1855   return NewCond;
1856 }
1857
1858 /// OptimizeShadowIV - If IV is used in a int-to-float cast
1859 /// inside the loop then try to eliminate the cast opeation.
1860 void LoopStrengthReduce::OptimizeShadowIV(Loop *L) {
1861
1862   SCEVHandle IterationCount = SE->getIterationCount(L);
1863   if (isa<SCEVCouldNotCompute>(IterationCount))
1864     return;
1865
1866   for (unsigned Stride = 0, e = StrideOrder.size(); Stride != e;
1867        ++Stride) {
1868     std::map<SCEVHandle, IVUsersOfOneStride>::iterator SI = 
1869       IVUsesByStride.find(StrideOrder[Stride]);
1870     assert(SI != IVUsesByStride.end() && "Stride doesn't exist!");
1871     if (!isa<SCEVConstant>(SI->first))
1872       continue;
1873
1874     for (std::vector<IVStrideUse>::iterator UI = SI->second.Users.begin(),
1875            E = SI->second.Users.end(); UI != E; /* empty */) {
1876       std::vector<IVStrideUse>::iterator CandidateUI = UI;
1877       ++UI;
1878       Instruction *ShadowUse = CandidateUI->User;
1879       const Type *DestTy = NULL;
1880
1881       /* If shadow use is a int->float cast then insert a second IV
1882          to eliminate this cast.
1883
1884            for (unsigned i = 0; i < n; ++i) 
1885              foo((double)i);
1886
1887          is transformed into
1888
1889            double d = 0.0;
1890            for (unsigned i = 0; i < n; ++i, ++d) 
1891              foo(d);
1892       */
1893       if (UIToFPInst *UCast = dyn_cast<UIToFPInst>(CandidateUI->User))
1894         DestTy = UCast->getDestTy();
1895       else if (SIToFPInst *SCast = dyn_cast<SIToFPInst>(CandidateUI->User))
1896         DestTy = SCast->getDestTy();
1897       if (!DestTy) continue;
1898
1899       if (TLI) {
1900         /* If target does not support DestTy natively then do not apply
1901            this transformation. */
1902         MVT DVT = TLI->getValueType(DestTy);
1903         if (!TLI->isTypeLegal(DVT)) continue;
1904       }
1905
1906       PHINode *PH = dyn_cast<PHINode>(ShadowUse->getOperand(0));
1907       if (!PH) continue;
1908       if (PH->getNumIncomingValues() != 2) continue;
1909
1910       const Type *SrcTy = PH->getType();
1911       int Mantissa = DestTy->getFPMantissaWidth();
1912       if (Mantissa == -1) continue; 
1913       if ((int)TD->getTypeSizeInBits(SrcTy) > Mantissa)
1914         continue;
1915
1916       unsigned Entry, Latch;
1917       if (PH->getIncomingBlock(0) == L->getLoopPreheader()) {
1918         Entry = 0;
1919         Latch = 1;
1920       } else {
1921         Entry = 1;
1922         Latch = 0;
1923       }
1924         
1925       ConstantInt *Init = dyn_cast<ConstantInt>(PH->getIncomingValue(Entry));
1926       if (!Init) continue;
1927       ConstantFP *NewInit = ConstantFP::get(DestTy, Init->getZExtValue());
1928
1929       BinaryOperator *Incr = 
1930         dyn_cast<BinaryOperator>(PH->getIncomingValue(Latch));
1931       if (!Incr) continue;
1932       if (Incr->getOpcode() != Instruction::Add
1933           && Incr->getOpcode() != Instruction::Sub)
1934         continue;
1935
1936       /* Initialize new IV, double d = 0.0 in above example. */
1937       ConstantInt *C = NULL;
1938       if (Incr->getOperand(0) == PH)
1939         C = dyn_cast<ConstantInt>(Incr->getOperand(1));
1940       else if (Incr->getOperand(1) == PH)
1941         C = dyn_cast<ConstantInt>(Incr->getOperand(0));
1942       else
1943         continue;
1944
1945       if (!C) continue;
1946
1947       /* Add new PHINode. */
1948       PHINode *NewPH = PHINode::Create(DestTy, "IV.S.", PH);
1949
1950       /* create new increment. '++d' in above example. */
1951       ConstantFP *CFP = ConstantFP::get(DestTy, C->getZExtValue());
1952       BinaryOperator *NewIncr = 
1953         BinaryOperator::Create(Incr->getOpcode(),
1954                                NewPH, CFP, "IV.S.next.", Incr);
1955
1956       NewPH->addIncoming(NewInit, PH->getIncomingBlock(Entry));
1957       NewPH->addIncoming(NewIncr, PH->getIncomingBlock(Latch));
1958
1959       /* Remove cast operation */
1960       SE->deleteValueFromRecords(ShadowUse);
1961       ShadowUse->replaceAllUsesWith(NewPH);
1962       ShadowUse->eraseFromParent();
1963       SI->second.Users.erase(CandidateUI);
1964       NumShadow++;
1965       break;
1966     }
1967   }
1968 }
1969
1970 // OptimizeIndvars - Now that IVUsesByStride is set up with all of the indvar
1971 // uses in the loop, look to see if we can eliminate some, in favor of using
1972 // common indvars for the different uses.
1973 void LoopStrengthReduce::OptimizeIndvars(Loop *L) {
1974   // TODO: implement optzns here.
1975
1976   OptimizeShadowIV(L);
1977
1978   // Finally, get the terminating condition for the loop if possible.  If we
1979   // can, we want to change it to use a post-incremented version of its
1980   // induction variable, to allow coalescing the live ranges for the IV into
1981   // one register value.
1982   PHINode *SomePHI = cast<PHINode>(L->getHeader()->begin());
1983   BasicBlock  *Preheader = L->getLoopPreheader();
1984   BasicBlock *LatchBlock =
1985    SomePHI->getIncomingBlock(SomePHI->getIncomingBlock(0) == Preheader);
1986   BranchInst *TermBr = dyn_cast<BranchInst>(LatchBlock->getTerminator());
1987   if (!TermBr || TermBr->isUnconditional() || 
1988       !isa<ICmpInst>(TermBr->getCondition()))
1989     return;
1990   ICmpInst *Cond = cast<ICmpInst>(TermBr->getCondition());
1991
1992   // Search IVUsesByStride to find Cond's IVUse if there is one.
1993   IVStrideUse *CondUse = 0;
1994   const SCEVHandle *CondStride = 0;
1995
1996   if (!FindIVUserForCond(Cond, CondUse, CondStride))
1997     return; // setcc doesn't use the IV.
1998
1999   // If the trip count is computed in terms of an smax (due to ScalarEvolution
2000   // being unable to find a sufficient guard, for example), change the loop
2001   // comparison to use SLT instead of NE.
2002   Cond = OptimizeSMax(L, Cond, CondUse);
2003
2004   // If possible, change stride and operands of the compare instruction to
2005   // eliminate one stride.
2006   Cond = ChangeCompareStride(L, Cond, CondUse, CondStride);
2007
2008   // It's possible for the setcc instruction to be anywhere in the loop, and
2009   // possible for it to have multiple users.  If it is not immediately before
2010   // the latch block branch, move it.
2011   if (&*++BasicBlock::iterator(Cond) != (Instruction*)TermBr) {
2012     if (Cond->hasOneUse()) {   // Condition has a single use, just move it.
2013       Cond->moveBefore(TermBr);
2014     } else {
2015       // Otherwise, clone the terminating condition and insert into the loopend.
2016       Cond = cast<ICmpInst>(Cond->clone());
2017       Cond->setName(L->getHeader()->getName() + ".termcond");
2018       LatchBlock->getInstList().insert(TermBr, Cond);
2019       
2020       // Clone the IVUse, as the old use still exists!
2021       IVUsesByStride[*CondStride].addUser(CondUse->Offset, Cond,
2022                                          CondUse->OperandValToReplace);
2023       CondUse = &IVUsesByStride[*CondStride].Users.back();
2024     }
2025   }
2026
2027   // If we get to here, we know that we can transform the setcc instruction to
2028   // use the post-incremented version of the IV, allowing us to coalesce the
2029   // live ranges for the IV correctly.
2030   CondUse->Offset = SE->getMinusSCEV(CondUse->Offset, *CondStride);
2031   CondUse->isUseOfPostIncrementedValue = true;
2032   Changed = true;
2033 }
2034
2035 bool LoopStrengthReduce::runOnLoop(Loop *L, LPPassManager &LPM) {
2036
2037   LI = &getAnalysis<LoopInfo>();
2038   DT = &getAnalysis<DominatorTree>();
2039   SE = &getAnalysis<ScalarEvolution>();
2040   TD = &getAnalysis<TargetData>();
2041   UIntPtrTy = TD->getIntPtrType();
2042   Changed = false;
2043
2044   // Find all uses of induction variables in this loop, and catagorize
2045   // them by stride.  Start by finding all of the PHI nodes in the header for
2046   // this loop.  If they are induction variables, inspect their uses.
2047   SmallPtrSet<Instruction*,16> Processed;   // Don't reprocess instructions.
2048   for (BasicBlock::iterator I = L->getHeader()->begin(); isa<PHINode>(I); ++I)
2049     AddUsersIfInteresting(I, L, Processed);
2050
2051   if (!IVUsesByStride.empty()) {
2052     // Optimize induction variables.  Some indvar uses can be transformed to use
2053     // strides that will be needed for other purposes.  A common example of this
2054     // is the exit test for the loop, which can often be rewritten to use the
2055     // computation of some other indvar to decide when to terminate the loop.
2056     OptimizeIndvars(L);
2057
2058     // FIXME: We can widen subreg IV's here for RISC targets.  e.g. instead of
2059     // doing computation in byte values, promote to 32-bit values if safe.
2060
2061     // FIXME: Attempt to reuse values across multiple IV's.  In particular, we
2062     // could have something like "for(i) { foo(i*8); bar(i*16) }", which should
2063     // be codegened as "for (j = 0;; j+=8) { foo(j); bar(j+j); }" on X86/PPC.
2064     // Need to be careful that IV's are all the same type.  Only works for
2065     // intptr_t indvars.
2066
2067     // If we only have one stride, we can more aggressively eliminate some
2068     // things.
2069     bool HasOneStride = IVUsesByStride.size() == 1;
2070
2071 #ifndef NDEBUG
2072     DOUT << "\nLSR on ";
2073     DEBUG(L->dump());
2074 #endif
2075
2076     // IVsByStride keeps IVs for one particular loop.
2077     assert(IVsByStride.empty() && "Stale entries in IVsByStride?");
2078
2079     // Sort the StrideOrder so we process larger strides first.
2080     std::stable_sort(StrideOrder.begin(), StrideOrder.end(), StrideCompare());
2081
2082     // Note: this processes each stride/type pair individually.  All users
2083     // passed into StrengthReduceStridedIVUsers have the same type AND stride.
2084     // Also, note that we iterate over IVUsesByStride indirectly by using
2085     // StrideOrder. This extra layer of indirection makes the ordering of
2086     // strides deterministic - not dependent on map order.
2087     for (unsigned Stride = 0, e = StrideOrder.size(); Stride != e; ++Stride) {
2088       std::map<SCEVHandle, IVUsersOfOneStride>::iterator SI = 
2089         IVUsesByStride.find(StrideOrder[Stride]);
2090       assert(SI != IVUsesByStride.end() && "Stride doesn't exist!");
2091       StrengthReduceStridedIVUsers(SI->first, SI->second, L, HasOneStride);
2092     }
2093   }
2094
2095   // We're done analyzing this loop; release all the state we built up for it.
2096   CastedPointers.clear();
2097   IVUsesByStride.clear();
2098   IVsByStride.clear();
2099   StrideOrder.clear();
2100
2101   // Clean up after ourselves
2102   if (!DeadInsts.empty()) {
2103     DeleteTriviallyDeadInstructions();
2104
2105     BasicBlock::iterator I = L->getHeader()->begin();
2106     while (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(I++)) {
2107       // At this point, we know that we have killed one or more IV users.
2108       // It is worth checking to see if the cannonical indvar is also
2109       // dead, so that we can remove it as well.
2110       //
2111       // We can remove a PHI if it is on a cycle in the def-use graph
2112       // where each node in the cycle has degree one, i.e. only one use,
2113       // and is an instruction with no side effects.
2114       //
2115       // FIXME: this needs to eliminate an induction variable even if it's being
2116       // compared against some value to decide loop termination.
2117       if (!PN->hasOneUse())
2118         continue;
2119       
2120       SmallPtrSet<PHINode *, 4> PHIs;
2121       for (Instruction *J = dyn_cast<Instruction>(*PN->use_begin());
2122            J && J->hasOneUse() && !J->mayWriteToMemory();
2123            J = dyn_cast<Instruction>(*J->use_begin())) {
2124         // If we find the original PHI, we've discovered a cycle.
2125         if (J == PN) {
2126           // Break the cycle and mark the PHI for deletion.
2127           SE->deleteValueFromRecords(PN);
2128           PN->replaceAllUsesWith(UndefValue::get(PN->getType()));
2129           DeadInsts.push_back(PN);
2130           Changed = true;
2131           break;
2132         }
2133         // If we find a PHI more than once, we're on a cycle that
2134         // won't prove fruitful.
2135         if (isa<PHINode>(J) && !PHIs.insert(cast<PHINode>(J)))
2136           break;
2137       }
2138     }
2139     DeleteTriviallyDeadInstructions();
2140   }
2141   return Changed;
2142 }