Separate PassInfo into two classes: a constructor-free superclass (StaticPassInfo...
[oota-llvm.git] / lib / Analysis / ValueTracking.cpp
index 31d3ccca36adedd2a03c8316f9591d8dfdb0dc43..b4c9884a20ed87c034f154849c6207422db8601a 100644 (file)
@@ -23,6 +23,7 @@
 #include "llvm/Target/TargetData.h"
 #include "llvm/Support/GetElementPtrTypeIterator.h"
 #include "llvm/Support/MathExtras.h"
+#include "llvm/ADT/SmallPtrSet.h"
 #include <cstring>
 using namespace llvm;
 
@@ -49,11 +50,11 @@ void llvm::ComputeMaskedBits(Value *V, const APInt &Mask,
   assert(V && "No Value?");
   assert(Depth <= MaxDepth && "Limit Search Depth");
   unsigned BitWidth = Mask.getBitWidth();
-  assert((V->getType()->isIntOrIntVector() || isa<PointerType>(V->getType())) &&
-         "Not integer or pointer type!");
+  assert((V->getType()->isIntOrIntVectorTy() || V->getType()->isPointerTy())
+         && "Not integer or pointer type!");
   assert((!TD ||
           TD->getTypeSizeInBits(V->getType()->getScalarType()) == BitWidth) &&
-         (!V->getType()->isIntOrIntVector() ||
+         (!V->getType()->isIntOrIntVectorTy() ||
           V->getType()->getScalarSizeInBits() == BitWidth) &&
          KnownZero.getBitWidth() == BitWidth && 
          KnownOne.getBitWidth() == BitWidth &&
@@ -249,7 +250,7 @@ void llvm::ComputeMaskedBits(Value *V, const APInt &Mask,
     unsigned SrcBitWidth;
     // Note that we handle pointer operands here because of inttoptr/ptrtoint
     // which fall through here.
-    if (isa<PointerType>(SrcTy))
+    if (SrcTy->isPointerTy())
       SrcBitWidth = TD->getTypeSizeInBits(SrcTy);
     else
       SrcBitWidth = SrcTy->getScalarSizeInBits();
@@ -269,10 +270,10 @@ void llvm::ComputeMaskedBits(Value *V, const APInt &Mask,
   }
   case Instruction::BitCast: {
     const Type *SrcTy = I->getOperand(0)->getType();
-    if ((SrcTy->isInteger() || isa<PointerType>(SrcTy)) &&
+    if ((SrcTy->isIntegerTy() || SrcTy->isPointerTy()) &&
         // TODO: For now, not handling conversions like:
         // (bitcast i64 %x to <2 x i32>)
-        !isa<VectorType>(I->getType())) {
+        !I->getType()->isVectorTy()) {
       ComputeMaskedBits(I->getOperand(0), Mask, KnownZero, KnownOne, TD,
                         Depth+1);
       return;
@@ -421,20 +422,29 @@ void llvm::ComputeMaskedBits(Value *V, const APInt &Mask,
   }
   case Instruction::SRem:
     if (ConstantInt *Rem = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
-      APInt RA = Rem->getValue();
-      if (RA.isPowerOf2() || (-RA).isPowerOf2()) {
-        APInt LowBits = RA.isStrictlyPositive() ? (RA - 1) : ~RA;
+      APInt RA = Rem->getValue().abs();
+      if (RA.isPowerOf2()) {
+        APInt LowBits = RA - 1;
         APInt Mask2 = LowBits | APInt::getSignBit(BitWidth);
         ComputeMaskedBits(I->getOperand(0), Mask2, KnownZero2, KnownOne2, TD, 
                           Depth+1);
 
-        // If the sign bit of the first operand is zero, the sign bit of
-        // the result is zero. If the first operand has no one bits below
-        // the second operand's single 1 bit, its sign will be zero.
+        // The low bits of the first operand are unchanged by the srem.
+        KnownZero = KnownZero2 & LowBits;
+        KnownOne = KnownOne2 & LowBits;
+
+        // If the first operand is non-negative or has all low bits zero, then
+        // the upper bits are all zero.
         if (KnownZero2[BitWidth-1] || ((KnownZero2 & LowBits) == LowBits))
-          KnownZero2 |= ~LowBits;
+          KnownZero |= ~LowBits;
 
-        KnownZero |= KnownZero2 & Mask;
+        // If the first operand is negative and not all low bits are zero, then
+        // the upper bits are all one.
+        if (KnownOne2[BitWidth-1] && ((KnownOne2 & LowBits) != 0))
+          KnownOne |= ~LowBits;
+
+        KnownZero &= Mask;
+        KnownOne &= Mask;
 
         assert((KnownZero & KnownOne) == 0 && "Bits known to be one AND zero?"); 
       }
@@ -640,7 +650,7 @@ bool llvm::MaskedValueIsZero(Value *V, const APInt &Mask,
 ///
 unsigned llvm::ComputeNumSignBits(Value *V, const TargetData *TD,
                                   unsigned Depth) {
-  assert((TD || V->getType()->isIntOrIntVector()) &&
+  assert((TD || V->getType()->isIntOrIntVectorTy()) &&
          "ComputeNumSignBits requires a TargetData object to operate "
          "on non-integer values!");
   const Type *Ty = V->getType();
@@ -659,7 +669,7 @@ unsigned llvm::ComputeNumSignBits(Value *V, const TargetData *TD,
   switch (Operator::getOpcode(V)) {
   default: break;
   case Instruction::SExt:
-    Tmp = TyBits-cast<IntegerType>(U->getOperand(0)->getType())->getBitWidth();
+    Tmp = TyBits - U->getOperand(0)->getType()->getScalarSizeInBits();
     return ComputeNumSignBits(U->getOperand(0), TD, Depth+1) + Tmp;
     
   case Instruction::AShr:
@@ -726,8 +736,7 @@ unsigned llvm::ComputeNumSignBits(Value *V, const TargetData *TD,
       
     Tmp2 = ComputeNumSignBits(U->getOperand(1), TD, Depth+1);
     if (Tmp2 == 1) return 1;
-      return std::min(Tmp, Tmp2)-1;
-    break;
+    return std::min(Tmp, Tmp2)-1;
     
   case Instruction::Sub:
     Tmp2 = ComputeNumSignBits(U->getOperand(1), TD, Depth+1);
@@ -757,8 +766,24 @@ unsigned llvm::ComputeNumSignBits(Value *V, const TargetData *TD,
     // is, at worst, one more bit than the inputs.
     Tmp = ComputeNumSignBits(U->getOperand(0), TD, Depth+1);
     if (Tmp == 1) return 1;  // Early out.
-      return std::min(Tmp, Tmp2)-1;
-    break;
+    return std::min(Tmp, Tmp2)-1;
+      
+  case Instruction::PHI: {
+    PHINode *PN = cast<PHINode>(U);
+    // Don't analyze large in-degree PHIs.
+    if (PN->getNumIncomingValues() > 4) break;
+    
+    // Take the minimum of all incoming values.  This can't infinitely loop
+    // because of our depth threshold.
+    Tmp = ComputeNumSignBits(PN->getIncomingValue(0), TD, Depth+1);
+    for (unsigned i = 1, e = PN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
+      if (Tmp == 1) return Tmp;
+      Tmp = std::min(Tmp,
+                     ComputeNumSignBits(PN->getIncomingValue(i), TD, Depth+1));
+    }
+    return Tmp;
+  }
+
   case Instruction::Trunc:
     // FIXME: it's tricky to do anything useful for this, but it is an important
     // case for targets like X86.
@@ -799,7 +824,7 @@ bool llvm::ComputeMultiple(Value *V, unsigned Base, Value *&Multiple,
 
   assert(V && "No Value?");
   assert(Depth <= MaxDepth && "Limit Search Depth");
-  assert(V->getType()->isInteger() && "Not integer or pointer type!");
+  assert(V->getType()->isIntegerTy() && "Not integer or pointer type!");
 
   const Type *T = V->getType();
 
@@ -928,7 +953,7 @@ bool llvm::CannotBeNegativeZero(const Value *V, unsigned Depth) {
   if (const IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(I))
     // sqrt(-0.0) = -0.0, no other negative results are possible.
     if (II->getIntrinsicID() == Intrinsic::sqrt)
-      return CannotBeNegativeZero(II->getOperand(1), Depth+1);
+      return CannotBeNegativeZero(II->getArgOperand(0), Depth+1);
   
   if (const CallInst *CI = dyn_cast<CallInst>(I))
     if (const Function *F = CI->getCalledFunction()) {
@@ -941,7 +966,7 @@ bool llvm::CannotBeNegativeZero(const Value *V, unsigned Depth) {
         if (F->getName() == "fabsl") return true;
         if (F->getName() == "sqrt" || F->getName() == "sqrtf" ||
             F->getName() == "sqrtl")
-          return CannotBeNegativeZero(CI->getOperand(1), Depth+1);
+          return CannotBeNegativeZero(CI->getArgOperand(0), Depth+1);
       }
     }
   
@@ -956,7 +981,7 @@ bool llvm::CannotBeNegativeZero(const Value *V, unsigned Depth) {
 /// may not be represented in the result.
 static Value *GetLinearExpression(Value *V, APInt &Scale, APInt &Offset,
                                   const TargetData *TD, unsigned Depth) {
-  assert(isa<IntegerType>(V->getType()) && "Not an integer value");
+  assert(V->getType()->isIntegerTy() && "Not an integer value");
 
   // Limit our recursion depth.
   if (Depth == 6) {
@@ -1229,7 +1254,7 @@ Value *llvm::FindInsertedValue(Value *V, const unsigned *idx_begin,
   if (idx_begin == idx_end)
     return V;
   // We have indices, so V should have an indexable type
-  assert((isa<StructType>(V->getType()) || isa<ArrayType>(V->getType()))
+  assert((V->getType()->isStructTy() || V->getType()->isArrayTy())
          && "Not looking at a struct or array?");
   assert(ExtractValueInst::getIndexedType(V->getType(), idx_begin, idx_end)
          && "Invalid indices for type?");
@@ -1317,22 +1342,23 @@ Value *llvm::FindInsertedValue(Value *V, const unsigned *idx_begin,
 /// GetConstantStringInfo - This function computes the length of a
 /// null-terminated C string pointed to by V.  If successful, it returns true
 /// and returns the string in Str.  If unsuccessful, it returns false.
-bool llvm::GetConstantStringInfo(Value *V, std::string &Str, uint64_t Offset,
+bool llvm::GetConstantStringInfo(const Value *V, std::string &Str,
+                                 uint64_t Offset,
                                  bool StopAtNul) {
   // If V is NULL then return false;
   if (V == NULL) return false;
 
   // Look through bitcast instructions.
-  if (BitCastInst *BCI = dyn_cast<BitCastInst>(V))
+  if (const BitCastInst *BCI = dyn_cast<BitCastInst>(V))
     return GetConstantStringInfo(BCI->getOperand(0), Str, Offset, StopAtNul);
   
   // If the value is not a GEP instruction nor a constant expression with a
   // GEP instruction, then return false because ConstantArray can't occur
   // any other way
-  User *GEP = 0;
-  if (GetElementPtrInst *GEPI = dyn_cast<GetElementPtrInst>(V)) {
+  const User *GEP = 0;
+  if (const GetElementPtrInst *GEPI = dyn_cast<GetElementPtrInst>(V)) {
     GEP = GEPI;
-  } else if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(V)) {
+  } else if (const ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(V)) {
     if (CE->getOpcode() == Instruction::BitCast)
       return GetConstantStringInfo(CE->getOperand(0), Str, Offset, StopAtNul);
     if (CE->getOpcode() != Instruction::GetElementPtr)
@@ -1348,12 +1374,12 @@ bool llvm::GetConstantStringInfo(Value *V, std::string &Str, uint64_t Offset,
     // Make sure the index-ee is a pointer to array of i8.
     const PointerType *PT = cast<PointerType>(GEP->getOperand(0)->getType());
     const ArrayType *AT = dyn_cast<ArrayType>(PT->getElementType());
-    if (AT == 0 || AT->getElementType() != Type::getInt8Ty(V->getContext()))
+    if (AT == 0 || !AT->getElementType()->isIntegerTy(8))
       return false;
     
     // Check to make sure that the first operand of the GEP is an integer and
     // has value 0 so that we are sure we're indexing into the initializer.
-    ConstantInt *FirstIdx = dyn_cast<ConstantInt>(GEP->getOperand(1));
+    const ConstantInt *FirstIdx = dyn_cast<ConstantInt>(GEP->getOperand(1));
     if (FirstIdx == 0 || !FirstIdx->isZero())
       return false;
     
@@ -1361,7 +1387,7 @@ bool llvm::GetConstantStringInfo(Value *V, std::string &Str, uint64_t Offset,
     // into the array.  If this occurs, we can't say anything meaningful about
     // the string.
     uint64_t StartIdx = 0;
-    if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(GEP->getOperand(2)))
+    if (const ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(GEP->getOperand(2)))
       StartIdx = CI->getZExtValue();
     else
       return false;
@@ -1369,18 +1395,13 @@ bool llvm::GetConstantStringInfo(Value *V, std::string &Str, uint64_t Offset,
                                  StopAtNul);
   }
   
-  if (MDString *MDStr = dyn_cast<MDString>(V)) {
-    Str = MDStr->getString();
-    return true;
-  }
-
   // The GEP instruction, constant or instruction, must reference a global
   // variable that is a constant and is initialized. The referenced constant
   // initializer is the array that we'll use for optimization.
-  GlobalVariable* GV = dyn_cast<GlobalVariable>(V);
+  const GlobalVariable* GV = dyn_cast<GlobalVariable>(V);
   if (!GV || !GV->isConstant() || !GV->hasDefinitiveInitializer())
     return false;
-  Constant *GlobalInit = GV->getInitializer();
+  const Constant *GlobalInit = GV->getInitializer();
   
   // Handle the ConstantAggregateZero case
   if (isa<ConstantAggregateZero>(GlobalInit)) {
@@ -1391,9 +1412,8 @@ bool llvm::GetConstantStringInfo(Value *V, std::string &Str, uint64_t Offset,
   }
   
   // Must be a Constant Array
-  ConstantArray *Array = dyn_cast<ConstantArray>(GlobalInit);
-  if (Array == 0 ||
-      Array->getType()->getElementType() != Type::getInt8Ty(V->getContext()))
+  const ConstantArray *Array = dyn_cast<ConstantArray>(GlobalInit);
+  if (Array == 0 || !Array->getType()->getElementType()->isIntegerTy(8))
     return false;
   
   // Get the number of elements in the array
@@ -1406,8 +1426,8 @@ bool llvm::GetConstantStringInfo(Value *V, std::string &Str, uint64_t Offset,
   // to in the array.
   Str.reserve(NumElts-Offset);
   for (unsigned i = Offset; i != NumElts; ++i) {
-    Constant *Elt = Array->getOperand(i);
-    ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Elt);
+    const Constant *Elt = Array->getOperand(i);
+    const ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Elt);
     if (!CI) // This array isn't suitable, non-int initializer.
       return false;
     if (StopAtNul && CI->isZero())
@@ -1418,3 +1438,131 @@ bool llvm::GetConstantStringInfo(Value *V, std::string &Str, uint64_t Offset,
   // The array isn't null terminated, but maybe this is a memcpy, not a strcpy.
   return true;
 }
+
+// These next two are very similar to the above, but also look through PHI
+// nodes.
+// TODO: See if we can integrate these two together.
+
+/// GetStringLengthH - If we can compute the length of the string pointed to by
+/// the specified pointer, return 'len+1'.  If we can't, return 0.
+static uint64_t GetStringLengthH(Value *V, SmallPtrSet<PHINode*, 32> &PHIs) {
+  // Look through noop bitcast instructions.
+  if (BitCastInst *BCI = dyn_cast<BitCastInst>(V))
+    return GetStringLengthH(BCI->getOperand(0), PHIs);
+
+  // If this is a PHI node, there are two cases: either we have already seen it
+  // or we haven't.
+  if (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(V)) {
+    if (!PHIs.insert(PN))
+      return ~0ULL;  // already in the set.
+
+    // If it was new, see if all the input strings are the same length.
+    uint64_t LenSoFar = ~0ULL;
+    for (unsigned i = 0, e = PN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
+      uint64_t Len = GetStringLengthH(PN->getIncomingValue(i), PHIs);
+      if (Len == 0) return 0; // Unknown length -> unknown.
+
+      if (Len == ~0ULL) continue;
+
+      if (Len != LenSoFar && LenSoFar != ~0ULL)
+        return 0;    // Disagree -> unknown.
+      LenSoFar = Len;
+    }
+
+    // Success, all agree.
+    return LenSoFar;
+  }
+
+  // strlen(select(c,x,y)) -> strlen(x) ^ strlen(y)
+  if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(V)) {
+    uint64_t Len1 = GetStringLengthH(SI->getTrueValue(), PHIs);
+    if (Len1 == 0) return 0;
+    uint64_t Len2 = GetStringLengthH(SI->getFalseValue(), PHIs);
+    if (Len2 == 0) return 0;
+    if (Len1 == ~0ULL) return Len2;
+    if (Len2 == ~0ULL) return Len1;
+    if (Len1 != Len2) return 0;
+    return Len1;
+  }
+
+  // If the value is not a GEP instruction nor a constant expression with a
+  // GEP instruction, then return unknown.
+  User *GEP = 0;
+  if (GetElementPtrInst *GEPI = dyn_cast<GetElementPtrInst>(V)) {
+    GEP = GEPI;
+  } else if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(V)) {
+    if (CE->getOpcode() != Instruction::GetElementPtr)
+      return 0;
+    GEP = CE;
+  } else {
+    return 0;
+  }
+
+  // Make sure the GEP has exactly three arguments.
+  if (GEP->getNumOperands() != 3)
+    return 0;
+
+  // Check to make sure that the first operand of the GEP is an integer and
+  // has value 0 so that we are sure we're indexing into the initializer.
+  if (ConstantInt *Idx = dyn_cast<ConstantInt>(GEP->getOperand(1))) {
+    if (!Idx->isZero())
+      return 0;
+  } else
+    return 0;
+
+  // If the second index isn't a ConstantInt, then this is a variable index
+  // into the array.  If this occurs, we can't say anything meaningful about
+  // the string.
+  uint64_t StartIdx = 0;
+  if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(GEP->getOperand(2)))
+    StartIdx = CI->getZExtValue();
+  else
+    return 0;
+
+  // The GEP instruction, constant or instruction, must reference a global
+  // variable that is a constant and is initialized. The referenced constant
+  // initializer is the array that we'll use for optimization.
+  GlobalVariable* GV = dyn_cast<GlobalVariable>(GEP->getOperand(0));
+  if (!GV || !GV->isConstant() || !GV->hasInitializer() ||
+      GV->mayBeOverridden())
+    return 0;
+  Constant *GlobalInit = GV->getInitializer();
+
+  // Handle the ConstantAggregateZero case, which is a degenerate case. The
+  // initializer is constant zero so the length of the string must be zero.
+  if (isa<ConstantAggregateZero>(GlobalInit))
+    return 1;  // Len = 0 offset by 1.
+
+  // Must be a Constant Array
+  ConstantArray *Array = dyn_cast<ConstantArray>(GlobalInit);
+  if (!Array || !Array->getType()->getElementType()->isIntegerTy(8))
+    return false;
+
+  // Get the number of elements in the array
+  uint64_t NumElts = Array->getType()->getNumElements();
+
+  // Traverse the constant array from StartIdx (derived above) which is
+  // the place the GEP refers to in the array.
+  for (unsigned i = StartIdx; i != NumElts; ++i) {
+    Constant *Elt = Array->getOperand(i);
+    ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Elt);
+    if (!CI) // This array isn't suitable, non-int initializer.
+      return 0;
+    if (CI->isZero())
+      return i-StartIdx+1; // We found end of string, success!
+  }
+
+  return 0; // The array isn't null terminated, conservatively return 'unknown'.
+}
+
+/// GetStringLength - If we can compute the length of the string pointed to by
+/// the specified pointer, return 'len+1'.  If we can't, return 0.
+uint64_t llvm::GetStringLength(Value *V) {
+  if (!V->getType()->isPointerTy()) return 0;
+
+  SmallPtrSet<PHINode*, 32> PHIs;
+  uint64_t Len = GetStringLengthH(V, PHIs);
+  // If Len is ~0ULL, we had an infinite phi cycle: this is dead code, so return
+  // an empty string as a length.
+  return Len == ~0ULL ? 1 : Len;
+}