Support standard DWARF TLS opcode; Darwin and PS4 use it.
[oota-llvm.git] / lib / Transforms / Utils / SSAUpdater.cpp
index f4bdb527655abe8ab646a2202c0608ae25b73023..c057b064934c40e4d0120838318003fadc95d3a2 100644 (file)
 //
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
-#define DEBUG_TYPE "ssaupdater"
-#include "llvm/Instructions.h"
+#include "llvm/Transforms/Utils/SSAUpdater.h"
 #include "llvm/ADT/DenseMap.h"
-#include "llvm/Support/AlignOf.h"
-#include "llvm/Support/Allocator.h"
-#include "llvm/Support/CFG.h"
+#include "llvm/ADT/TinyPtrVector.h"
+#include "llvm/Analysis/InstructionSimplify.h"
+#include "llvm/IR/CFG.h"
+#include "llvm/IR/Constants.h"
+#include "llvm/IR/Instructions.h"
+#include "llvm/IR/IntrinsicInst.h"
 #include "llvm/Support/Debug.h"
 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
-#include "llvm/Transforms/Utils/SSAUpdater.h"
+#include "llvm/Transforms/Utils/BasicBlockUtils.h"
+#include "llvm/Transforms/Utils/Local.h"
 #include "llvm/Transforms/Utils/SSAUpdaterImpl.h"
+
 using namespace llvm;
 
+#define DEBUG_TYPE "ssaupdater"
+
 typedef DenseMap<BasicBlock*, Value*> AvailableValsTy;
 static AvailableValsTy &getAvailableVals(void *AV) {
   return *static_cast<AvailableValsTy*>(AV);
 }
 
 SSAUpdater::SSAUpdater(SmallVectorImpl<PHINode*> *NewPHI)
-  : AV(0), PrototypeValue(0), InsertedPHIs(NewPHI) {}
+  : AV(nullptr), ProtoType(nullptr), ProtoName(), InsertedPHIs(NewPHI) {}
 
 SSAUpdater::~SSAUpdater() {
-  delete &getAvailableVals(AV);
+  delete static_cast<AvailableValsTy*>(AV);
 }
 
-/// Initialize - Reset this object to get ready for a new set of SSA
-/// updates.  ProtoValue is the value used to name PHI nodes.
-void SSAUpdater::Initialize(Value *ProtoValue) {
-  if (AV == 0)
+void SSAUpdater::Initialize(Type *Ty, StringRef Name) {
+  if (!AV)
     AV = new AvailableValsTy();
   else
     getAvailableVals(AV).clear();
-  PrototypeValue = ProtoValue;
+  ProtoType = Ty;
+  ProtoName = Name;
 }
 
-/// HasValueForBlock - Return true if the SSAUpdater already has a value for
-/// the specified block.
 bool SSAUpdater::HasValueForBlock(BasicBlock *BB) const {
   return getAvailableVals(AV).count(BB);
 }
 
-/// AddAvailableValue - Indicate that a rewritten value is available in the
-/// specified block with the specified value.
 void SSAUpdater::AddAvailableValue(BasicBlock *BB, Value *V) {
-  assert(PrototypeValue != 0 && "Need to initialize SSAUpdater");
-  assert(PrototypeValue->getType() == V->getType() &&
+  assert(ProtoType && "Need to initialize SSAUpdater");
+  assert(ProtoType == V->getType() &&
          "All rewritten values must have the same type");
   getAvailableVals(AV)[BB] = V;
 }
 
-/// IsEquivalentPHI - Check if PHI has the same incoming value as specified
-/// in ValueMapping for each predecessor block.
 static bool IsEquivalentPHI(PHINode *PHI,
-                            DenseMap<BasicBlock*, Value*> &ValueMapping) {
+                          SmallDenseMap<BasicBlock*, Value*, 8> &ValueMapping) {
   unsigned PHINumValues = PHI->getNumIncomingValues();
   if (PHINumValues != ValueMapping.size())
     return false;
@@ -78,32 +77,11 @@ static bool IsEquivalentPHI(PHINode *PHI,
   return true;
 }
 
-/// GetValueAtEndOfBlock - Construct SSA form, materializing a value that is
-/// live at the end of the specified block.
 Value *SSAUpdater::GetValueAtEndOfBlock(BasicBlock *BB) {
   Value *Res = GetValueAtEndOfBlockInternal(BB);
   return Res;
 }
 
-/// GetValueInMiddleOfBlock - Construct SSA form, materializing a value that
-/// is live in the middle of the specified block.
-///
-/// GetValueInMiddleOfBlock is the same as GetValueAtEndOfBlock except in one
-/// important case: if there is a definition of the rewritten value after the
-/// 'use' in BB.  Consider code like this:
-///
-///      X1 = ...
-///   SomeBB:
-///      use(X)
-///      X2 = ...
-///      br Cond, SomeBB, OutBB
-///
-/// In this case, there are two values (X1 and X2) added to the AvailableVals
-/// set by the client of the rewriter, and those values are both live out of
-/// their respective blocks.  However, the use of X happens in the *middle* of
-/// a block.  Because of this, we need to insert a new PHI node in SomeBB to
-/// merge the appropriate values, and this value isn't live out of the block.
-///
 Value *SSAUpdater::GetValueInMiddleOfBlock(BasicBlock *BB) {
   // If there is no definition of the renamed variable in this block, just use
   // GetValueAtEndOfBlock to do our work.
@@ -113,7 +91,7 @@ Value *SSAUpdater::GetValueInMiddleOfBlock(BasicBlock *BB) {
   // Otherwise, we have the hard case.  Get the live-in values for each
   // predecessor.
   SmallVector<std::pair<BasicBlock*, Value*>, 8> PredValues;
-  Value *SingularValue = 0;
+  Value *SingularValue = nullptr;
 
   // We can get our predecessor info by walking the pred_iterator list, but it
   // is relatively slow.  If we already have PHI nodes in this block, walk one
@@ -128,7 +106,7 @@ Value *SSAUpdater::GetValueInMiddleOfBlock(BasicBlock *BB) {
       if (i == 0)
         SingularValue = PredVal;
       else if (PredVal != SingularValue)
-        SingularValue = 0;
+        SingularValue = nullptr;
     }
   } else {
     bool isFirstPred = true;
@@ -142,23 +120,23 @@ Value *SSAUpdater::GetValueInMiddleOfBlock(BasicBlock *BB) {
         SingularValue = PredVal;
         isFirstPred = false;
       } else if (PredVal != SingularValue)
-        SingularValue = 0;
+        SingularValue = nullptr;
     }
   }
 
   // If there are no predecessors, just return undef.
   if (PredValues.empty())
-    return UndefValue::get(PrototypeValue->getType());
+    return UndefValue::get(ProtoType);
 
   // Otherwise, if all the merged values are the same, just use it.
-  if (SingularValue != 0)
+  if (SingularValue)
     return SingularValue;
 
   // Otherwise, we do need a PHI: check to see if we already have one available
   // in this block that produces the right value.
   if (isa<PHINode>(BB->begin())) {
-    DenseMap<BasicBlock*, Value*> ValueMapping(PredValues.begin(),
-                                               PredValues.end());
+    SmallDenseMap<BasicBlock*, Value*, 8> ValueMapping(PredValues.begin(),
+                                                       PredValues.end());
     PHINode *SomePHI;
     for (BasicBlock::iterator It = BB->begin();
          (SomePHI = dyn_cast<PHINode>(It)); ++It) {
@@ -168,22 +146,26 @@ Value *SSAUpdater::GetValueInMiddleOfBlock(BasicBlock *BB) {
   }
 
   // Ok, we have no way out, insert a new one now.
-  PHINode *InsertedPHI = PHINode::Create(PrototypeValue->getType(),
-                                         PrototypeValue->getName(),
-                                         &BB->front());
-  InsertedPHI->reserveOperandSpace(PredValues.size());
+  PHINode *InsertedPHI = PHINode::Create(ProtoType, PredValues.size(),
+                                         ProtoName, &BB->front());
 
   // Fill in all the predecessors of the PHI.
-  for (unsigned i = 0, e = PredValues.size(); i != e; ++i)
-    InsertedPHI->addIncoming(PredValues[i].second, PredValues[i].first);
+  for (const auto &PredValue : PredValues)
+    InsertedPHI->addIncoming(PredValue.second, PredValue.first);
 
   // See if the PHI node can be merged to a single value.  This can happen in
   // loop cases when we get a PHI of itself and one other value.
-  if (Value *ConstVal = InsertedPHI->hasConstantValue()) {
+  if (Value *V = SimplifyInstruction(InsertedPHI)) {
     InsertedPHI->eraseFromParent();
-    return ConstVal;
+    return V;
   }
 
+  // Set the DebugLoc of the inserted PHI, if available.
+  DebugLoc DL;
+  if (const Instruction *I = BB->getFirstNonPHI())
+      DL = I->getDebugLoc();
+  InsertedPHI->setDebugLoc(DL);
+
   // If the client wants to know about all new instructions, tell it.
   if (InsertedPHIs) InsertedPHIs->push_back(InsertedPHI);
 
@@ -191,8 +173,6 @@ Value *SSAUpdater::GetValueInMiddleOfBlock(BasicBlock *BB) {
   return InsertedPHI;
 }
 
-/// RewriteUse - Rewrite a use of the symbolic value.  This handles PHI nodes,
-/// which use their value in the corresponding predecessor.
 void SSAUpdater::RewriteUse(Use &U) {
   Instruction *User = cast<Instruction>(U.getUser());
 
@@ -202,33 +182,26 @@ void SSAUpdater::RewriteUse(Use &U) {
   else
     V = GetValueInMiddleOfBlock(User->getParent());
 
+  // Notify that users of the existing value that it is being replaced.
+  Value *OldVal = U.get();
+  if (OldVal != V && OldVal->hasValueHandle())
+    ValueHandleBase::ValueIsRAUWd(OldVal, V);
+
   U.set(V);
 }
 
-/// PHIiter - Iterator for PHI operands.  This is used for the PHI_iterator
-/// in the SSAUpdaterImpl template.
-namespace {
-  class PHIiter {
-  private:
-    PHINode *PHI;
-    unsigned idx;
-
-  public:
-    explicit PHIiter(PHINode *P) // begin iterator
-      : PHI(P), idx(0) {}
-    PHIiter(PHINode *P, bool) // end iterator
-      : PHI(P), idx(PHI->getNumIncomingValues()) {}
-
-    PHIiter &operator++() { ++idx; return *this; } 
-    bool operator==(const PHIiter& x) const { return idx == x.idx; }
-    bool operator!=(const PHIiter& x) const { return !operator==(x); }
-    Value *getIncomingValue() { return PHI->getIncomingValue(idx); }
-    BasicBlock *getIncomingBlock() { return PHI->getIncomingBlock(idx); }
-  };
+void SSAUpdater::RewriteUseAfterInsertions(Use &U) {
+  Instruction *User = cast<Instruction>(U.getUser());
+  
+  Value *V;
+  if (PHINode *UserPN = dyn_cast<PHINode>(User))
+    V = GetValueAtEndOfBlock(UserPN->getIncomingBlock(U));
+  else
+    V = GetValueAtEndOfBlock(User->getParent());
+  
+  U.set(V);
 }
 
-/// SSAUpdaterTraits<SSAUpdater> - Traits for the SSAUpdaterImpl template,
-/// specialized for SSAUpdater.
 namespace llvm {
 template<>
 class SSAUpdaterTraits<SSAUpdater> {
@@ -241,9 +214,26 @@ public:
   static BlkSucc_iterator BlkSucc_begin(BlkT *BB) { return succ_begin(BB); }
   static BlkSucc_iterator BlkSucc_end(BlkT *BB) { return succ_end(BB); }
 
-  typedef PHIiter PHI_iterator;
-  static inline PHI_iterator PHI_begin(PhiT *PHI) { return PHI_iterator(PHI); }
-  static inline PHI_iterator PHI_end(PhiT *PHI) {
+  class PHI_iterator {
+  private:
+    PHINode *PHI;
+    unsigned idx;
+
+  public:
+    explicit PHI_iterator(PHINode *P) // begin iterator
+      : PHI(P), idx(0) {}
+    PHI_iterator(PHINode *P, bool) // end iterator
+      : PHI(P), idx(PHI->getNumIncomingValues()) {}
+
+    PHI_iterator &operator++() { ++idx; return *this; } 
+    bool operator==(const PHI_iterator& x) const { return idx == x.idx; }
+    bool operator!=(const PHI_iterator& x) const { return !operator==(x); }
+    Value *getIncomingValue() { return PHI->getIncomingValue(idx); }
+    BasicBlock *getIncomingBlock() { return PHI->getIncomingBlock(idx); }
+  };
+
+  static PHI_iterator PHI_begin(PhiT *PHI) { return PHI_iterator(PHI); }
+  static PHI_iterator PHI_end(PhiT *PHI) {
     return PHI_iterator(PHI, true);
   }
 
@@ -255,8 +245,7 @@ public:
     // but it is relatively slow.  If we already have PHI nodes in this
     // block, walk one of them to get the predecessor list instead.
     if (PHINode *SomePhi = dyn_cast<PHINode>(BB->begin())) {
-      for (unsigned PI = 0, E = SomePhi->getNumIncomingValues(); PI != E; ++PI)
-        Preds->push_back(SomePhi->getIncomingBlock(PI));
+      Preds->append(SomePhi->block_begin(), SomePhi->block_end());
     } else {
       for (pred_iterator PI = pred_begin(BB), E = pred_end(BB); PI != E; ++PI)
         Preds->push_back(*PI);
@@ -266,17 +255,15 @@ public:
   /// GetUndefVal - Get an undefined value of the same type as the value
   /// being handled.
   static Value *GetUndefVal(BasicBlock *BB, SSAUpdater *Updater) {
-    return UndefValue::get(Updater->PrototypeValue->getType());
+    return UndefValue::get(Updater->ProtoType);
   }
 
   /// CreateEmptyPHI - Create a new PHI instruction in the specified block.
   /// Reserve space for the operands but do not fill them in yet.
   static Value *CreateEmptyPHI(BasicBlock *BB, unsigned NumPreds,
                                SSAUpdater *Updater) {
-    PHINode *PHI = PHINode::Create(Updater->PrototypeValue->getType(),
-                                   Updater->PrototypeValue->getName(),
-                                   &BB->front());
-    PHI->reserveOperandSpace(NumPreds);
+    PHINode *PHI = PHINode::Create(Updater->ProtoType, NumPreds,
+                                   Updater->ProtoName, &BB->front());
     return PHI;
   }
 
@@ -304,7 +291,7 @@ public:
     PHINode *PHI = ValueIsPHI(Val, Updater);
     if (PHI && PHI->getNumIncomingValues() == 0)
       return PHI;
-    return 0;
+    return nullptr;
   }
 
   /// GetPHIValue - For the specified PHI instruction, return the value
@@ -316,10 +303,9 @@ public:
 
 } // End llvm namespace
 
-/// GetValueAtEndOfBlockInternal - Check to see if AvailableVals has an entry
-/// for the specified BB and if so, return it.  If not, construct SSA form by
-/// first calculating the required placement of PHIs and then inserting new
-/// PHIs where needed.
+/// Check to see if AvailableVals has an entry for the specified BB and if so,
+/// return it.  If not, construct SSA form by first calculating the required
+/// placement of PHIs and then inserting new PHIs where needed.
 Value *SSAUpdater::GetValueAtEndOfBlockInternal(BasicBlock *BB) {
   AvailableValsTy &AvailableVals = getAvailableVals(AV);
   if (Value *V = AvailableVals[BB])
@@ -328,3 +314,171 @@ Value *SSAUpdater::GetValueAtEndOfBlockInternal(BasicBlock *BB) {
   SSAUpdaterImpl<SSAUpdater> Impl(this, &AvailableVals, InsertedPHIs);
   return Impl.GetValue(BB);
 }
+
+//===----------------------------------------------------------------------===//
+// LoadAndStorePromoter Implementation
+//===----------------------------------------------------------------------===//
+
+LoadAndStorePromoter::
+LoadAndStorePromoter(const SmallVectorImpl<Instruction*> &Insts,
+                     SSAUpdater &S, StringRef BaseName) : SSA(S) {
+  if (Insts.empty()) return;
+  
+  Value *SomeVal;
+  if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(Insts[0]))
+    SomeVal = LI;
+  else
+    SomeVal = cast<StoreInst>(Insts[0])->getOperand(0);
+
+  if (BaseName.empty())
+    BaseName = SomeVal->getName();
+  SSA.Initialize(SomeVal->getType(), BaseName);
+}
+
+
+void LoadAndStorePromoter::
+run(const SmallVectorImpl<Instruction*> &Insts) const {
+  
+  // First step: bucket up uses of the alloca by the block they occur in.
+  // This is important because we have to handle multiple defs/uses in a block
+  // ourselves: SSAUpdater is purely for cross-block references.
+  DenseMap<BasicBlock*, TinyPtrVector<Instruction*> > UsesByBlock;
+
+  for (Instruction *User : Insts)
+    UsesByBlock[User->getParent()].push_back(User);
+  
+  // Okay, now we can iterate over all the blocks in the function with uses,
+  // processing them.  Keep track of which loads are loading a live-in value.
+  // Walk the uses in the use-list order to be determinstic.
+  SmallVector<LoadInst*, 32> LiveInLoads;
+  DenseMap<Value*, Value*> ReplacedLoads;
+
+  for (Instruction *User : Insts) {
+    BasicBlock *BB = User->getParent();
+    TinyPtrVector<Instruction*> &BlockUses = UsesByBlock[BB];
+    
+    // If this block has already been processed, ignore this repeat use.
+    if (BlockUses.empty()) continue;
+    
+    // Okay, this is the first use in the block.  If this block just has a
+    // single user in it, we can rewrite it trivially.
+    if (BlockUses.size() == 1) {
+      // If it is a store, it is a trivial def of the value in the block.
+      if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(User)) {
+        updateDebugInfo(SI);
+        SSA.AddAvailableValue(BB, SI->getOperand(0));
+      } else 
+        // Otherwise it is a load, queue it to rewrite as a live-in load.
+        LiveInLoads.push_back(cast<LoadInst>(User));
+      BlockUses.clear();
+      continue;
+    }
+    
+    // Otherwise, check to see if this block is all loads.
+    bool HasStore = false;
+    for (Instruction *I : BlockUses) {
+      if (isa<StoreInst>(I)) {
+        HasStore = true;
+        break;
+      }
+    }
+    
+    // If so, we can queue them all as live in loads.  We don't have an
+    // efficient way to tell which on is first in the block and don't want to
+    // scan large blocks, so just add all loads as live ins.
+    if (!HasStore) {
+      for (Instruction *I : BlockUses)
+        LiveInLoads.push_back(cast<LoadInst>(I));
+      BlockUses.clear();
+      continue;
+    }
+    
+    // Otherwise, we have mixed loads and stores (or just a bunch of stores).
+    // Since SSAUpdater is purely for cross-block values, we need to determine
+    // the order of these instructions in the block.  If the first use in the
+    // block is a load, then it uses the live in value.  The last store defines
+    // the live out value.  We handle this by doing a linear scan of the block.
+    Value *StoredValue = nullptr;
+    for (Instruction &I : *BB) {
+      if (LoadInst *L = dyn_cast<LoadInst>(&I)) {
+        // If this is a load from an unrelated pointer, ignore it.
+        if (!isInstInList(L, Insts)) continue;
+        
+        // If we haven't seen a store yet, this is a live in use, otherwise
+        // use the stored value.
+        if (StoredValue) {
+          replaceLoadWithValue(L, StoredValue);
+          L->replaceAllUsesWith(StoredValue);
+          ReplacedLoads[L] = StoredValue;
+        } else {
+          LiveInLoads.push_back(L);
+        }
+        continue;
+      }
+
+      if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(&I)) {
+        // If this is a store to an unrelated pointer, ignore it.
+        if (!isInstInList(SI, Insts)) continue;
+        updateDebugInfo(SI);
+
+        // Remember that this is the active value in the block.
+        StoredValue = SI->getOperand(0);
+      }
+    }
+    
+    // The last stored value that happened is the live-out for the block.
+    assert(StoredValue && "Already checked that there is a store in block");
+    SSA.AddAvailableValue(BB, StoredValue);
+    BlockUses.clear();
+  }
+  
+  // Okay, now we rewrite all loads that use live-in values in the loop,
+  // inserting PHI nodes as necessary.
+  for (LoadInst *ALoad : LiveInLoads) {
+    Value *NewVal = SSA.GetValueInMiddleOfBlock(ALoad->getParent());
+    replaceLoadWithValue(ALoad, NewVal);
+
+    // Avoid assertions in unreachable code.
+    if (NewVal == ALoad) NewVal = UndefValue::get(NewVal->getType());
+    ALoad->replaceAllUsesWith(NewVal);
+    ReplacedLoads[ALoad] = NewVal;
+  }
+  
+  // Allow the client to do stuff before we start nuking things.
+  doExtraRewritesBeforeFinalDeletion();
+  
+  // Now that everything is rewritten, delete the old instructions from the
+  // function.  They should all be dead now.
+  for (Instruction *User : Insts) {
+    // If this is a load that still has uses, then the load must have been added
+    // as a live value in the SSAUpdate data structure for a block (e.g. because
+    // the loaded value was stored later).  In this case, we need to recursively
+    // propagate the updates until we get to the real value.
+    if (!User->use_empty()) {
+      Value *NewVal = ReplacedLoads[User];
+      assert(NewVal && "not a replaced load?");
+      
+      // Propagate down to the ultimate replacee.  The intermediately loads
+      // could theoretically already have been deleted, so we don't want to
+      // dereference the Value*'s.
+      DenseMap<Value*, Value*>::iterator RLI = ReplacedLoads.find(NewVal);
+      while (RLI != ReplacedLoads.end()) {
+        NewVal = RLI->second;
+        RLI = ReplacedLoads.find(NewVal);
+      }
+      
+      replaceLoadWithValue(cast<LoadInst>(User), NewVal);
+      User->replaceAllUsesWith(NewVal);
+    }
+    
+    instructionDeleted(User);
+    User->eraseFromParent();
+  }
+}
+
+bool
+LoadAndStorePromoter::isInstInList(Instruction *I,
+                                   const SmallVectorImpl<Instruction*> &Insts)
+                                   const {
+  return std::find(Insts.begin(), Insts.end(), I) != Insts.end();
+}