Revert r211399, "Generate native unwind info on Win64"
[oota-llvm.git] / lib / CodeGen / PeepholeOptimizer.cpp
index ea14d276d5b1769bd12c90ac277408c29cf47589..eeee93a8895ee52ccf04543287f08b1fe969f3ea 100644 (file)
 //     If the "sub" instruction all ready sets (or could be modified to set) the
 //     same flag that the "cmp" instruction sets and that "bz" uses, then we can
 //     eliminate the "cmp" instruction.
-// 
+//
+//     Another instance, in this code:
+//
+//       sub r1, r3 | sub r1, imm
+//       cmp r3, r1 or cmp r1, r3 | cmp r1, imm
+//       bge L1
+//
+//     If the branch instruction can use flag from "sub", then we can replace
+//     "sub" with "subs" and eliminate the "cmp" instruction.
+//
+// - Optimize Loads:
+//
+//     Loads that can be folded into a later instruction. A load is foldable
+//     if it loads to virtual registers and the virtual register defined has 
+//     a single use.
+//
+// - Optimize Copies and Bitcast:
+//
+//     Rewrite copies and bitcasts to avoid cross register bank copies
+//     when possible.
+//     E.g., Consider the following example, where capital and lower
+//     letters denote different register file:
+//     b = copy A <-- cross-bank copy
+//     C = copy b <-- cross-bank copy
+//   =>
+//     b = copy A <-- cross-bank copy
+//     C = copy A <-- same-bank copy
+//
+//     E.g., for bitcast:
+//     b = bitcast A <-- cross-bank copy
+//     C = bitcast b <-- cross-bank copy
+//   =>
+//     b = bitcast A <-- cross-bank copy
+//     C = copy A    <-- same-bank copy
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
-#define DEBUG_TYPE "peephole-opt"
 #include "llvm/CodeGen/Passes.h"
+#include "llvm/ADT/DenseMap.h"
+#include "llvm/ADT/SmallPtrSet.h"
+#include "llvm/ADT/SmallSet.h"
+#include "llvm/ADT/Statistic.h"
 #include "llvm/CodeGen/MachineDominators.h"
 #include "llvm/CodeGen/MachineInstrBuilder.h"
 #include "llvm/CodeGen/MachineRegisterInfo.h"
+#include "llvm/Support/CommandLine.h"
+#include "llvm/Support/Debug.h"
 #include "llvm/Target/TargetInstrInfo.h"
 #include "llvm/Target/TargetRegisterInfo.h"
-#include "llvm/Support/CommandLine.h"
-#include "llvm/ADT/SmallPtrSet.h"
-#include "llvm/ADT/Statistic.h"
 using namespace llvm;
 
+#define DEBUG_TYPE "peephole-opt"
+
 // Optimize Extensions
 static cl::opt<bool>
 Aggressive("aggressive-ext-opt", cl::Hidden,
            cl::desc("Aggressive extension optimization"));
 
+static cl::opt<bool>
+DisablePeephole("disable-peephole", cl::Hidden, cl::init(false),
+                cl::desc("Disable the peephole optimizer"));
+
 STATISTIC(NumReuse,      "Number of extension results reused");
-STATISTIC(NumEliminated, "Number of compares eliminated");
+STATISTIC(NumCmps,       "Number of compares eliminated");
+STATISTIC(NumImmFold,    "Number of move immediate folded");
+STATISTIC(NumLoadFold,   "Number of loads folded");
+STATISTIC(NumSelects,    "Number of selects optimized");
+STATISTIC(NumCopiesBitcasts, "Number of copies/bitcasts optimized");
 
 namespace {
   class PeepholeOptimizer : public MachineFunctionPass {
@@ -62,11 +107,13 @@ namespace {
 
   public:
     static char ID; // Pass identification
-    PeepholeOptimizer() : MachineFunctionPass(ID) {}
+    PeepholeOptimizer() : MachineFunctionPass(ID) {
+      initializePeepholeOptimizerPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
+    }
 
-    virtual bool runOnMachineFunction(MachineFunction &MF);
+    bool runOnMachineFunction(MachineFunction &MF) override;
 
-    virtual void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
+    void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const override {
       AU.setPreservesCFG();
       MachineFunctionPass::getAnalysisUsage(AU);
       if (Aggressive) {
@@ -76,34 +123,42 @@ namespace {
     }
 
   private:
-    bool OptimizeCmpInstr(MachineInstr *MI, MachineBasicBlock *MBB);
-    bool OptimizeExtInstr(MachineInstr *MI, MachineBasicBlock *MBB,
+    bool optimizeCmpInstr(MachineInstr *MI, MachineBasicBlock *MBB);
+    bool optimizeExtInstr(MachineInstr *MI, MachineBasicBlock *MBB,
                           SmallPtrSet<MachineInstr*, 8> &LocalMIs);
+    bool optimizeSelect(MachineInstr *MI);
+    bool optimizeCopyOrBitcast(MachineInstr *MI);
+    bool isMoveImmediate(MachineInstr *MI,
+                         SmallSet<unsigned, 4> &ImmDefRegs,
+                         DenseMap<unsigned, MachineInstr*> &ImmDefMIs);
+    bool foldImmediate(MachineInstr *MI, MachineBasicBlock *MBB,
+                       SmallSet<unsigned, 4> &ImmDefRegs,
+                       DenseMap<unsigned, MachineInstr*> &ImmDefMIs);
+    bool isLoadFoldable(MachineInstr *MI,
+                        SmallSet<unsigned, 16> &FoldAsLoadDefCandidates);
   };
 }
 
 char PeepholeOptimizer::ID = 0;
-INITIALIZE_PASS(PeepholeOptimizer, "peephole-opts",
-                "Peephole Optimizations", false, false);
-
-FunctionPass *llvm::createPeepholeOptimizerPass() {
-  return new PeepholeOptimizer();
-}
-
-/// OptimizeExtInstr - If instruction is a copy-like instruction, i.e. it reads
+char &llvm::PeepholeOptimizerID = PeepholeOptimizer::ID;
+INITIALIZE_PASS_BEGIN(PeepholeOptimizer, "peephole-opts",
+                "Peephole Optimizations", false, false)
+INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(MachineDominatorTree)
+INITIALIZE_PASS_END(PeepholeOptimizer, "peephole-opts",
+                "Peephole Optimizations", false, false)
+
+/// optimizeExtInstr - If instruction is a copy-like instruction, i.e. it reads
 /// a single register and writes a single register and it does not modify the
 /// source, and if the source value is preserved as a sub-register of the
 /// result, then replace all reachable uses of the source with the subreg of the
 /// result.
-/// 
+///
 /// Do not generate an EXTRACT that is used only in a debug use, as this changes
 /// the code. Since this code does not currently share EXTRACTs, just ignore all
 /// debug uses.
 bool PeepholeOptimizer::
-OptimizeExtInstr(MachineInstr *MI, MachineBasicBlock *MBB,
+optimizeExtInstr(MachineInstr *MI, MachineBasicBlock *MBB,
                  SmallPtrSet<MachineInstr*, 8> &LocalMIs) {
-  LocalMIs.insert(MI);
-
   unsigned SrcReg, DstReg, SubIdx;
   if (!TII->isCoalescableExtInstr(*MI, SrcReg, DstReg, SubIdx))
     return false;
@@ -112,18 +167,30 @@ OptimizeExtInstr(MachineInstr *MI, MachineBasicBlock *MBB,
       TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(SrcReg))
     return false;
 
-  MachineRegisterInfo::use_nodbg_iterator UI = MRI->use_nodbg_begin(SrcReg);
-  if (++UI == MRI->use_nodbg_end())
+  if (MRI->hasOneNonDBGUse(SrcReg))
     // No other uses.
     return false;
 
+  // Ensure DstReg can get a register class that actually supports
+  // sub-registers. Don't change the class until we commit.
+  const TargetRegisterClass *DstRC = MRI->getRegClass(DstReg);
+  DstRC = TM->getRegisterInfo()->getSubClassWithSubReg(DstRC, SubIdx);
+  if (!DstRC)
+    return false;
+
+  // The ext instr may be operating on a sub-register of SrcReg as well.
+  // PPC::EXTSW is a 32 -> 64-bit sign extension, but it reads a 64-bit
+  // register.
+  // If UseSrcSubIdx is Set, SubIdx also applies to SrcReg, and only uses of
+  // SrcReg:SubIdx should be replaced.
+  bool UseSrcSubIdx = TM->getRegisterInfo()->
+    getSubClassWithSubReg(MRI->getRegClass(SrcReg), SubIdx) != nullptr;
+
   // The source has other uses. See if we can replace the other uses with use of
   // the result of the extension.
   SmallPtrSet<MachineBasicBlock*, 4> ReachedBBs;
-  UI = MRI->use_nodbg_begin(DstReg);
-  for (MachineRegisterInfo::use_nodbg_iterator UE = MRI->use_nodbg_end();
-       UI != UE; ++UI)
-    ReachedBBs.insert(UI->getParent());
+  for (MachineInstr &UI : MRI->use_nodbg_instructions(DstReg))
+    ReachedBBs.insert(UI.getParent());
 
   // Uses that are in the same BB of uses of the result of the instruction.
   SmallVector<MachineOperand*, 8> Uses;
@@ -132,11 +199,8 @@ OptimizeExtInstr(MachineInstr *MI, MachineBasicBlock *MBB,
   SmallVector<MachineOperand*, 8> ExtendedUses;
 
   bool ExtendLife = true;
-  UI = MRI->use_nodbg_begin(SrcReg);
-  for (MachineRegisterInfo::use_nodbg_iterator UE = MRI->use_nodbg_end();
-       UI != UE; ++UI) {
-    MachineOperand &UseMO = UI.getOperand();
-    MachineInstr *UseMI = &*UI;
+  for (MachineOperand &UseMO : MRI->use_nodbg_operands(SrcReg)) {
+    MachineInstr *UseMI = UseMO.getParent();
     if (UseMI == MI)
       continue;
 
@@ -145,6 +209,10 @@ OptimizeExtInstr(MachineInstr *MI, MachineBasicBlock *MBB,
       continue;
     }
 
+    // Only accept uses of SrcReg:SubIdx.
+    if (UseSrcSubIdx && UseMO.getSubReg() != SubIdx)
+      continue;
+
     // It's an error to translate this:
     //
     //    %reg1025 = <sext> %reg1024
@@ -199,11 +267,9 @@ OptimizeExtInstr(MachineInstr *MI, MachineBasicBlock *MBB,
     // Look for PHI uses of the extended result, we don't want to extend the
     // liveness of a PHI input. It breaks all kinds of assumptions down
     // stream. A PHI use is expected to be the kill of its source values.
-    UI = MRI->use_nodbg_begin(DstReg);
-    for (MachineRegisterInfo::use_nodbg_iterator
-           UE = MRI->use_nodbg_end(); UI != UE; ++UI)
-      if (UI->isPHI())
-        PHIBBs.insert(UI->getParent());
+    for (MachineInstr &UI : MRI->use_nodbg_instructions(DstReg))
+      if (UI.isPHI())
+        PHIBBs.insert(UI.getParent());
 
     const TargetRegisterClass *RC = MRI->getRegClass(SrcReg);
     for (unsigned i = 0, e = Uses.size(); i != e; ++i) {
@@ -213,11 +279,21 @@ OptimizeExtInstr(MachineInstr *MI, MachineBasicBlock *MBB,
       if (PHIBBs.count(UseMBB))
         continue;
 
+      // About to add uses of DstReg, clear DstReg's kill flags.
+      if (!Changed) {
+        MRI->clearKillFlags(DstReg);
+        MRI->constrainRegClass(DstReg, DstRC);
+      }
+
       unsigned NewVR = MRI->createVirtualRegister(RC);
-      BuildMI(*UseMBB, UseMI, UseMI->getDebugLoc(),
-              TII->get(TargetOpcode::COPY), NewVR)
+      MachineInstr *Copy = BuildMI(*UseMBB, UseMI, UseMI->getDebugLoc(),
+                                   TII->get(TargetOpcode::COPY), NewVR)
         .addReg(DstReg, 0, SubIdx);
-
+      // SubIdx applies to both SrcReg and DstReg when UseSrcSubIdx is set.
+      if (UseSrcSubIdx) {
+        Copy->getOperand(0).setSubReg(SubIdx);
+        Copy->getOperand(0).setIsUndef();
+      }
       UseMO->setReg(NewVR);
       ++NumReuse;
       Changed = true;
@@ -227,57 +303,370 @@ OptimizeExtInstr(MachineInstr *MI, MachineBasicBlock *MBB,
   return Changed;
 }
 
-/// OptimizeCmpInstr - If the instruction is a compare and the previous
+/// optimizeCmpInstr - If the instruction is a compare and the previous
 /// instruction it's comparing against all ready sets (or could be modified to
 /// set) the same flag as the compare, then we can remove the comparison and use
 /// the flag from the previous instruction.
-bool PeepholeOptimizer::OptimizeCmpInstr(MachineInstr *MI,
+bool PeepholeOptimizer::optimizeCmpInstr(MachineInstr *MI,
                                          MachineBasicBlock *MBB) {
   // If this instruction is a comparison against zero and isn't comparing a
   // physical register, we can try to optimize it.
-  unsigned SrcReg;
-  int CmpValue;
-  if (!TII->AnalyzeCompare(MI, SrcReg, CmpValue) ||
-      TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(SrcReg) || CmpValue != 0)
+  unsigned SrcReg, SrcReg2;
+  int CmpMask, CmpValue;
+  if (!TII->analyzeCompare(MI, SrcReg, SrcReg2, CmpMask, CmpValue) ||
+      TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(SrcReg) ||
+      (SrcReg2 != 0 && TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(SrcReg2)))
     return false;
 
-  MachineRegisterInfo::def_iterator DI = MRI->def_begin(SrcReg);
-  if (llvm::next(DI) != MRI->def_end())
-    // Only support one definition.
+  // Attempt to optimize the comparison instruction.
+  if (TII->optimizeCompareInstr(MI, SrcReg, SrcReg2, CmpMask, CmpValue, MRI)) {
+    ++NumCmps;
+    return true;
+  }
+
+  return false;
+}
+
+/// Optimize a select instruction.
+bool PeepholeOptimizer::optimizeSelect(MachineInstr *MI) {
+  unsigned TrueOp = 0;
+  unsigned FalseOp = 0;
+  bool Optimizable = false;
+  SmallVector<MachineOperand, 4> Cond;
+  if (TII->analyzeSelect(MI, Cond, TrueOp, FalseOp, Optimizable))
     return false;
+  if (!Optimizable)
+    return false;
+  if (!TII->optimizeSelect(MI))
+    return false;
+  MI->eraseFromParent();
+  ++NumSelects;
+  return true;
+}
 
-  // Attempt to convert the defining instruction to set the "zero" flag.
-  if (TII->ConvertToSetZeroFlag(&*DI, MI)) {
-    ++NumEliminated;
+/// \brief Check if the registers defined by the pair (RegisterClass, SubReg)
+/// share the same register file.
+static bool shareSameRegisterFile(const TargetRegisterInfo &TRI,
+                                  const TargetRegisterClass *DefRC,
+                                  unsigned DefSubReg,
+                                  const TargetRegisterClass *SrcRC,
+                                  unsigned SrcSubReg) {
+  // Same register class.
+  if (DefRC == SrcRC)
     return true;
+
+  // Both operands are sub registers. Check if they share a register class.
+  unsigned SrcIdx, DefIdx;
+  if (SrcSubReg && DefSubReg)
+    return TRI.getCommonSuperRegClass(SrcRC, SrcSubReg, DefRC, DefSubReg,
+                                      SrcIdx, DefIdx) != nullptr;
+  // At most one of the register is a sub register, make it Src to avoid
+  // duplicating the test.
+  if (!SrcSubReg) {
+    std::swap(DefSubReg, SrcSubReg);
+    std::swap(DefRC, SrcRC);
+  }
+
+  // One of the register is a sub register, check if we can get a superclass.
+  if (SrcSubReg)
+    return TRI.getMatchingSuperRegClass(SrcRC, DefRC, SrcSubReg) != nullptr;
+  // Plain copy.
+  return TRI.getCommonSubClass(DefRC, SrcRC) != nullptr;
+}
+
+/// \brief Get the index of the definition and source for \p Copy
+/// instruction.
+/// \pre Copy.isCopy() or Copy.isBitcast().
+/// \return True if the Copy instruction has only one register source
+/// and one register definition. Otherwise, \p DefIdx and \p SrcIdx
+/// are invalid.
+static bool getCopyOrBitcastDefUseIdx(const MachineInstr &Copy,
+                                      unsigned &DefIdx, unsigned &SrcIdx) {
+  assert((Copy.isCopy() || Copy.isBitcast()) && "Wrong operation type.");
+  if (Copy.isCopy()) {
+    // Copy instruction are supposed to be: Def = Src.
+     if (Copy.getDesc().getNumOperands() != 2)
+       return false;
+     DefIdx = 0;
+     SrcIdx = 1;
+     assert(Copy.getOperand(DefIdx).isDef() && "Use comes before def!");
+     return true;
+  }
+  // Bitcast case.
+  // Bitcasts with more than one def are not supported.
+  if (Copy.getDesc().getNumDefs() != 1)
+    return false;
+  // Initialize SrcIdx to an undefined operand.
+  SrcIdx = Copy.getDesc().getNumOperands();
+  for (unsigned OpIdx = 0, EndOpIdx = SrcIdx; OpIdx != EndOpIdx; ++OpIdx) {
+    const MachineOperand &MO = Copy.getOperand(OpIdx);
+    if (!MO.isReg() || !MO.getReg())
+      continue;
+    if (MO.isDef())
+      DefIdx = OpIdx;
+    else if (SrcIdx != EndOpIdx)
+      // Multiple sources?
+      return false;
+    SrcIdx = OpIdx;
   }
+  return true;
+}
 
+/// \brief Optimize a copy or bitcast instruction to avoid cross
+/// register bank copy. The optimization looks through a chain of
+/// copies and try to find a source that has a compatible register
+/// class.
+/// Two register classes are considered to be compatible if they share
+/// the same register bank.
+/// New copies issued by this optimization are register allocator
+/// friendly. This optimization does not remove any copy as it may
+/// overconstraint the register allocator, but replaces some when
+/// possible.
+/// \pre \p MI is a Copy (MI->isCopy() is true)
+/// \return True, when \p MI has been optimized. In that case, \p MI has
+/// been removed from its parent.
+bool PeepholeOptimizer::optimizeCopyOrBitcast(MachineInstr *MI) {
+  unsigned DefIdx, SrcIdx;
+  if (!MI || !getCopyOrBitcastDefUseIdx(*MI, DefIdx, SrcIdx))
+    return false;
+
+  const MachineOperand &MODef = MI->getOperand(DefIdx);
+  assert(MODef.isReg() && "Copies must be between registers.");
+  unsigned Def = MODef.getReg();
+
+  if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(Def))
+    return false;
+
+  const TargetRegisterClass *DefRC = MRI->getRegClass(Def);
+  unsigned DefSubReg = MODef.getSubReg();
+
+  unsigned Src;
+  unsigned SrcSubReg;
+  bool ShouldRewrite = false;
+  MachineInstr *Copy = MI;
+  const TargetRegisterInfo &TRI = *TM->getRegisterInfo();
+
+  // Follow the chain of copies until we reach the top or find a
+  // more suitable source.
+  do {
+    unsigned CopyDefIdx, CopySrcIdx;
+    if (!getCopyOrBitcastDefUseIdx(*Copy, CopyDefIdx, CopySrcIdx))
+      break;
+    const MachineOperand &MO = Copy->getOperand(CopySrcIdx);
+    assert(MO.isReg() && "Copies must be between registers.");
+    Src = MO.getReg();
+
+    if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(Src))
+      break;
+
+    const TargetRegisterClass *SrcRC = MRI->getRegClass(Src);
+    SrcSubReg = MO.getSubReg();
+
+    // If this source does not incur a cross register bank copy, use it.
+    ShouldRewrite = shareSameRegisterFile(TRI, DefRC, DefSubReg, SrcRC,
+                                          SrcSubReg);
+    // Follow the chain of copies: get the definition of Src.
+    Copy = MRI->getVRegDef(Src);
+  } while (!ShouldRewrite && Copy && (Copy->isCopy() || Copy->isBitcast()));
+
+  // If we did not find a more suitable source, there is nothing to optimize.
+  if (!ShouldRewrite || Src == MI->getOperand(SrcIdx).getReg())
+    return false;
+
+  // Rewrite the copy to avoid a cross register bank penalty. 
+  unsigned NewVR = TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(Def) ? Def :
+    MRI->createVirtualRegister(DefRC);
+  MachineInstr *NewCopy = BuildMI(*MI->getParent(), MI, MI->getDebugLoc(),
+                                  TII->get(TargetOpcode::COPY), NewVR)
+    .addReg(Src, 0, SrcSubReg);
+  NewCopy->getOperand(0).setSubReg(DefSubReg);
+
+  MRI->replaceRegWith(Def, NewVR);
+  MRI->clearKillFlags(NewVR);
+  MI->eraseFromParent();
+  ++NumCopiesBitcasts;
+  return true;
+}
+
+/// isLoadFoldable - Check whether MI is a candidate for folding into a later
+/// instruction. We only fold loads to virtual registers and the virtual
+/// register defined has a single use.
+bool PeepholeOptimizer::isLoadFoldable(
+                              MachineInstr *MI,
+                              SmallSet<unsigned, 16> &FoldAsLoadDefCandidates) {
+  if (!MI->canFoldAsLoad() || !MI->mayLoad())
+    return false;
+  const MCInstrDesc &MCID = MI->getDesc();
+  if (MCID.getNumDefs() != 1)
+    return false;
+
+  unsigned Reg = MI->getOperand(0).getReg();
+  // To reduce compilation time, we check MRI->hasOneNonDBGUse when inserting
+  // loads. It should be checked when processing uses of the load, since
+  // uses can be removed during peephole.
+  if (!MI->getOperand(0).getSubReg() &&
+      TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(Reg) &&
+      MRI->hasOneNonDBGUse(Reg)) {
+    FoldAsLoadDefCandidates.insert(Reg);
+    return true;
+  }
+  return false;
+}
+
+bool PeepholeOptimizer::isMoveImmediate(MachineInstr *MI,
+                                        SmallSet<unsigned, 4> &ImmDefRegs,
+                                 DenseMap<unsigned, MachineInstr*> &ImmDefMIs) {
+  const MCInstrDesc &MCID = MI->getDesc();
+  if (!MI->isMoveImmediate())
+    return false;
+  if (MCID.getNumDefs() != 1)
+    return false;
+  unsigned Reg = MI->getOperand(0).getReg();
+  if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(Reg)) {
+    ImmDefMIs.insert(std::make_pair(Reg, MI));
+    ImmDefRegs.insert(Reg);
+    return true;
+  }
+
+  return false;
+}
+
+/// foldImmediate - Try folding register operands that are defined by move
+/// immediate instructions, i.e. a trivial constant folding optimization, if
+/// and only if the def and use are in the same BB.
+bool PeepholeOptimizer::foldImmediate(MachineInstr *MI, MachineBasicBlock *MBB,
+                                      SmallSet<unsigned, 4> &ImmDefRegs,
+                                 DenseMap<unsigned, MachineInstr*> &ImmDefMIs) {
+  for (unsigned i = 0, e = MI->getDesc().getNumOperands(); i != e; ++i) {
+    MachineOperand &MO = MI->getOperand(i);
+    if (!MO.isReg() || MO.isDef())
+      continue;
+    unsigned Reg = MO.getReg();
+    if (!TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(Reg))
+      continue;
+    if (ImmDefRegs.count(Reg) == 0)
+      continue;
+    DenseMap<unsigned, MachineInstr*>::iterator II = ImmDefMIs.find(Reg);
+    assert(II != ImmDefMIs.end());
+    if (TII->FoldImmediate(MI, II->second, Reg, MRI)) {
+      ++NumImmFold;
+      return true;
+    }
+  }
   return false;
 }
 
 bool PeepholeOptimizer::runOnMachineFunction(MachineFunction &MF) {
+  if (skipOptnoneFunction(*MF.getFunction()))
+    return false;
+
+  DEBUG(dbgs() << "********** PEEPHOLE OPTIMIZER **********\n");
+  DEBUG(dbgs() << "********** Function: " << MF.getName() << '\n');
+
+  if (DisablePeephole)
+    return false;
+
   TM  = &MF.getTarget();
   TII = TM->getInstrInfo();
   MRI = &MF.getRegInfo();
-  DT  = Aggressive ? &getAnalysis<MachineDominatorTree>() : 0;
+  DT  = Aggressive ? &getAnalysis<MachineDominatorTree>() : nullptr;
 
   bool Changed = false;
 
-  SmallPtrSet<MachineInstr*, 8> LocalMIs;
   for (MachineFunction::iterator I = MF.begin(), E = MF.end(); I != E; ++I) {
     MachineBasicBlock *MBB = &*I;
-    LocalMIs.clear();
+
+    bool SeenMoveImm = false;
+    SmallPtrSet<MachineInstr*, 8> LocalMIs;
+    SmallSet<unsigned, 4> ImmDefRegs;
+    DenseMap<unsigned, MachineInstr*> ImmDefMIs;
+    SmallSet<unsigned, 16> FoldAsLoadDefCandidates;
 
     for (MachineBasicBlock::iterator
-           MII = I->begin(), ME = I->end(); MII != ME; ) {
+           MII = I->begin(), MIE = I->end(); MII != MIE; ) {
       MachineInstr *MI = &*MII;
+      // We may be erasing MI below, increment MII now.
+      ++MII;
+      LocalMIs.insert(MI);
+
+      // Skip debug values. They should not affect this peephole optimization.
+      if (MI->isDebugValue())
+          continue;
+
+      // If there exists an instruction which belongs to the following
+      // categories, we will discard the load candidates.
+      if (MI->isPosition() || MI->isPHI() || MI->isImplicitDef() ||
+          MI->isKill() || MI->isInlineAsm() ||
+          MI->hasUnmodeledSideEffects()) {
+        FoldAsLoadDefCandidates.clear();
+        continue;
+      }
+      if (MI->mayStore() || MI->isCall())
+        FoldAsLoadDefCandidates.clear();
+
+      if (((MI->isBitcast() || MI->isCopy()) && optimizeCopyOrBitcast(MI)) ||
+          (MI->isCompare() && optimizeCmpInstr(MI, MBB)) ||
+          (MI->isSelect() && optimizeSelect(MI))) {
+        // MI is deleted.
+        LocalMIs.erase(MI);
+        Changed = true;
+        continue;
+      }
 
-      if (MI->getDesc().isCompare()) {
-        ++MII; // The iterator may become invalid if the compare is deleted.
-        Changed |= OptimizeCmpInstr(MI, MBB);
+      if (isMoveImmediate(MI, ImmDefRegs, ImmDefMIs)) {
+        SeenMoveImm = true;
       } else {
-        Changed |= OptimizeExtInstr(MI, MBB, LocalMIs);
+        Changed |= optimizeExtInstr(MI, MBB, LocalMIs);
+        // optimizeExtInstr might have created new instructions after MI
+        // and before the already incremented MII. Adjust MII so that the
+        // next iteration sees the new instructions.
+        MII = MI;
         ++MII;
+        if (SeenMoveImm)
+          Changed |= foldImmediate(MI, MBB, ImmDefRegs, ImmDefMIs);
+      }
+
+      // Check whether MI is a load candidate for folding into a later
+      // instruction. If MI is not a candidate, check whether we can fold an
+      // earlier load into MI.
+      if (!isLoadFoldable(MI, FoldAsLoadDefCandidates) &&
+          !FoldAsLoadDefCandidates.empty()) {
+        const MCInstrDesc &MIDesc = MI->getDesc();
+        for (unsigned i = MIDesc.getNumDefs(); i != MIDesc.getNumOperands();
+             ++i) {
+          const MachineOperand &MOp = MI->getOperand(i);
+          if (!MOp.isReg())
+            continue;
+          unsigned FoldAsLoadDefReg = MOp.getReg();
+          if (FoldAsLoadDefCandidates.count(FoldAsLoadDefReg)) {
+            // We need to fold load after optimizeCmpInstr, since
+            // optimizeCmpInstr can enable folding by converting SUB to CMP.
+            // Save FoldAsLoadDefReg because optimizeLoadInstr() resets it and
+            // we need it for markUsesInDebugValueAsUndef().
+            unsigned FoldedReg = FoldAsLoadDefReg;
+            MachineInstr *DefMI = nullptr;
+            MachineInstr *FoldMI = TII->optimizeLoadInstr(MI, MRI,
+                                                          FoldAsLoadDefReg,
+                                                          DefMI);
+            if (FoldMI) {
+              // Update LocalMIs since we replaced MI with FoldMI and deleted
+              // DefMI.
+              DEBUG(dbgs() << "Replacing: " << *MI);
+              DEBUG(dbgs() << "     With: " << *FoldMI);
+              LocalMIs.erase(MI);
+              LocalMIs.erase(DefMI);
+              LocalMIs.insert(FoldMI);
+              MI->eraseFromParent();
+              DefMI->eraseFromParent();
+              MRI->markUsesInDebugValueAsUndef(FoldedReg);
+              FoldAsLoadDefCandidates.erase(FoldedReg);
+              ++NumLoadFold;
+              // MI is replaced with FoldMI.
+              Changed = true;
+              break;
+            }
+          }
+        }
       }
     }
   }