ffff18c9ae0c5509272b01789baa8f9e9c88f0ee
[oota-llvm.git] / lib / CodeGen / CodeGenPrepare.cpp
1 //===- CodeGenPrepare.cpp - Prepare a function for code generation --------===//
2 //
3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
4 //
5 // This file is distributed under the University of Illinois Open Source
6 // License. See LICENSE.TXT for details.
7 //
8 //===----------------------------------------------------------------------===//
9 //
10 // This pass munges the code in the input function to better prepare it for
11 // SelectionDAG-based code generation. This works around limitations in it's
12 // basic-block-at-a-time approach. It should eventually be removed.
13 //
14 //===----------------------------------------------------------------------===//
15
16 #include "llvm/CodeGen/Passes.h"
17 #include "llvm/ADT/DenseMap.h"
18 #include "llvm/ADT/SmallSet.h"
19 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
20 #include "llvm/Analysis/InstructionSimplify.h"
21 #include "llvm/IR/CallSite.h"
22 #include "llvm/IR/Constants.h"
23 #include "llvm/IR/DataLayout.h"
24 #include "llvm/IR/DerivedTypes.h"
25 #include "llvm/IR/Dominators.h"
26 #include "llvm/IR/Function.h"
27 #include "llvm/IR/GetElementPtrTypeIterator.h"
28 #include "llvm/IR/IRBuilder.h"
29 #include "llvm/IR/InlineAsm.h"
30 #include "llvm/IR/Instructions.h"
31 #include "llvm/IR/IntrinsicInst.h"
32 #include "llvm/IR/PatternMatch.h"
33 #include "llvm/IR/ValueHandle.h"
34 #include "llvm/IR/ValueMap.h"
35 #include "llvm/Pass.h"
36 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
37 #include "llvm/Support/Debug.h"
38 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
39 #include "llvm/Target/TargetLibraryInfo.h"
40 #include "llvm/Target/TargetLowering.h"
41 #include "llvm/Target/TargetSubtargetInfo.h"
42 #include "llvm/Transforms/Utils/BasicBlockUtils.h"
43 #include "llvm/Transforms/Utils/BuildLibCalls.h"
44 #include "llvm/Transforms/Utils/BypassSlowDivision.h"
45 #include "llvm/Transforms/Utils/Local.h"
46 using namespace llvm;
47 using namespace llvm::PatternMatch;
48
49 #define DEBUG_TYPE "codegenprepare"
50
51 STATISTIC(NumBlocksElim, "Number of blocks eliminated");
52 STATISTIC(NumPHIsElim,   "Number of trivial PHIs eliminated");
53 STATISTIC(NumGEPsElim,   "Number of GEPs converted to casts");
54 STATISTIC(NumCmpUses, "Number of uses of Cmp expressions replaced with uses of "
55                       "sunken Cmps");
56 STATISTIC(NumCastUses, "Number of uses of Cast expressions replaced with uses "
57                        "of sunken Casts");
58 STATISTIC(NumMemoryInsts, "Number of memory instructions whose address "
59                           "computations were sunk");
60 STATISTIC(NumExtsMoved,  "Number of [s|z]ext instructions combined with loads");
61 STATISTIC(NumExtUses,    "Number of uses of [s|z]ext instructions optimized");
62 STATISTIC(NumRetsDup,    "Number of return instructions duplicated");
63 STATISTIC(NumDbgValueMoved, "Number of debug value instructions moved");
64 STATISTIC(NumSelectsExpanded, "Number of selects turned into branches");
65 STATISTIC(NumAndCmpsMoved, "Number of and/cmp's pushed into branches");
66
67 static cl::opt<bool> DisableBranchOpts(
68   "disable-cgp-branch-opts", cl::Hidden, cl::init(false),
69   cl::desc("Disable branch optimizations in CodeGenPrepare"));
70
71 static cl::opt<bool> DisableSelectToBranch(
72   "disable-cgp-select2branch", cl::Hidden, cl::init(false),
73   cl::desc("Disable select to branch conversion."));
74
75 static cl::opt<bool> AddrSinkUsingGEPs(
76   "addr-sink-using-gep", cl::Hidden, cl::init(false),
77   cl::desc("Address sinking in CGP using GEPs."));
78
79 static cl::opt<bool> EnableAndCmpSinking(
80    "enable-andcmp-sinking", cl::Hidden, cl::init(true),
81    cl::desc("Enable sinkinig and/cmp into branches."));
82
83 namespace {
84 typedef SmallPtrSet<Instruction *, 16> SetOfInstrs;
85 typedef DenseMap<Instruction *, Type *> InstrToOrigTy;
86
87   class CodeGenPrepare : public FunctionPass {
88     /// TLI - Keep a pointer of a TargetLowering to consult for determining
89     /// transformation profitability.
90     const TargetMachine *TM;
91     const TargetLowering *TLI;
92     const TargetLibraryInfo *TLInfo;
93     DominatorTree *DT;
94
95     /// CurInstIterator - As we scan instructions optimizing them, this is the
96     /// next instruction to optimize.  Xforms that can invalidate this should
97     /// update it.
98     BasicBlock::iterator CurInstIterator;
99
100     /// Keeps track of non-local addresses that have been sunk into a block.
101     /// This allows us to avoid inserting duplicate code for blocks with
102     /// multiple load/stores of the same address.
103     ValueMap<Value*, Value*> SunkAddrs;
104
105     /// Keeps track of all truncates inserted for the current function.
106     SetOfInstrs InsertedTruncsSet;
107     /// Keeps track of the type of the related instruction before their
108     /// promotion for the current function.
109     InstrToOrigTy PromotedInsts;
110
111     /// ModifiedDT - If CFG is modified in anyway, dominator tree may need to
112     /// be updated.
113     bool ModifiedDT;
114
115     /// OptSize - True if optimizing for size.
116     bool OptSize;
117
118   public:
119     static char ID; // Pass identification, replacement for typeid
120     explicit CodeGenPrepare(const TargetMachine *TM = nullptr)
121       : FunctionPass(ID), TM(TM), TLI(nullptr) {
122         initializeCodeGenPreparePass(*PassRegistry::getPassRegistry());
123       }
124     bool runOnFunction(Function &F) override;
125
126     const char *getPassName() const override { return "CodeGen Prepare"; }
127
128     void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const override {
129       AU.addPreserved<DominatorTreeWrapperPass>();
130       AU.addRequired<TargetLibraryInfo>();
131     }
132
133   private:
134     bool EliminateFallThrough(Function &F);
135     bool EliminateMostlyEmptyBlocks(Function &F);
136     bool CanMergeBlocks(const BasicBlock *BB, const BasicBlock *DestBB) const;
137     void EliminateMostlyEmptyBlock(BasicBlock *BB);
138     bool OptimizeBlock(BasicBlock &BB);
139     bool OptimizeInst(Instruction *I);
140     bool OptimizeMemoryInst(Instruction *I, Value *Addr, Type *AccessTy);
141     bool OptimizeInlineAsmInst(CallInst *CS);
142     bool OptimizeCallInst(CallInst *CI);
143     bool MoveExtToFormExtLoad(Instruction *I);
144     bool OptimizeExtUses(Instruction *I);
145     bool OptimizeSelectInst(SelectInst *SI);
146     bool OptimizeShuffleVectorInst(ShuffleVectorInst *SI);
147     bool DupRetToEnableTailCallOpts(BasicBlock *BB);
148     bool PlaceDbgValues(Function &F);
149     bool sinkAndCmp(Function &F);
150   };
151 }
152
153 char CodeGenPrepare::ID = 0;
154 INITIALIZE_TM_PASS(CodeGenPrepare, "codegenprepare",
155                    "Optimize for code generation", false, false)
156
157 FunctionPass *llvm::createCodeGenPreparePass(const TargetMachine *TM) {
158   return new CodeGenPrepare(TM);
159 }
160
161 bool CodeGenPrepare::runOnFunction(Function &F) {
162   if (skipOptnoneFunction(F))
163     return false;
164
165   bool EverMadeChange = false;
166   // Clear per function information.
167   InsertedTruncsSet.clear();
168   PromotedInsts.clear();
169
170   ModifiedDT = false;
171   if (TM)
172     TLI = TM->getSubtargetImpl()->getTargetLowering();
173   TLInfo = &getAnalysis<TargetLibraryInfo>();
174   DominatorTreeWrapperPass *DTWP =
175       getAnalysisIfAvailable<DominatorTreeWrapperPass>();
176   DT = DTWP ? &DTWP->getDomTree() : nullptr;
177   OptSize = F.getAttributes().hasAttribute(AttributeSet::FunctionIndex,
178                                            Attribute::OptimizeForSize);
179
180   /// This optimization identifies DIV instructions that can be
181   /// profitably bypassed and carried out with a shorter, faster divide.
182   if (!OptSize && TLI && TLI->isSlowDivBypassed()) {
183     const DenseMap<unsigned int, unsigned int> &BypassWidths =
184        TLI->getBypassSlowDivWidths();
185     for (Function::iterator I = F.begin(); I != F.end(); I++)
186       EverMadeChange |= bypassSlowDivision(F, I, BypassWidths);
187   }
188
189   // Eliminate blocks that contain only PHI nodes and an
190   // unconditional branch.
191   EverMadeChange |= EliminateMostlyEmptyBlocks(F);
192
193   // llvm.dbg.value is far away from the value then iSel may not be able
194   // handle it properly. iSel will drop llvm.dbg.value if it can not
195   // find a node corresponding to the value.
196   EverMadeChange |= PlaceDbgValues(F);
197
198   // If there is a mask, compare against zero, and branch that can be combined
199   // into a single target instruction, push the mask and compare into branch
200   // users. Do this before OptimizeBlock -> OptimizeInst ->
201   // OptimizeCmpExpression, which perturbs the pattern being searched for.
202   if (!DisableBranchOpts)
203     EverMadeChange |= sinkAndCmp(F);
204
205   bool MadeChange = true;
206   while (MadeChange) {
207     MadeChange = false;
208     for (Function::iterator I = F.begin(); I != F.end(); ) {
209       BasicBlock *BB = I++;
210       MadeChange |= OptimizeBlock(*BB);
211     }
212     EverMadeChange |= MadeChange;
213   }
214
215   SunkAddrs.clear();
216
217   if (!DisableBranchOpts) {
218     MadeChange = false;
219     SmallPtrSet<BasicBlock*, 8> WorkList;
220     for (Function::iterator BB = F.begin(), E = F.end(); BB != E; ++BB) {
221       SmallVector<BasicBlock*, 2> Successors(succ_begin(BB), succ_end(BB));
222       MadeChange |= ConstantFoldTerminator(BB, true);
223       if (!MadeChange) continue;
224
225       for (SmallVectorImpl<BasicBlock*>::iterator
226              II = Successors.begin(), IE = Successors.end(); II != IE; ++II)
227         if (pred_begin(*II) == pred_end(*II))
228           WorkList.insert(*II);
229     }
230
231     // Delete the dead blocks and any of their dead successors.
232     MadeChange |= !WorkList.empty();
233     while (!WorkList.empty()) {
234       BasicBlock *BB = *WorkList.begin();
235       WorkList.erase(BB);
236       SmallVector<BasicBlock*, 2> Successors(succ_begin(BB), succ_end(BB));
237
238       DeleteDeadBlock(BB);
239
240       for (SmallVectorImpl<BasicBlock*>::iterator
241              II = Successors.begin(), IE = Successors.end(); II != IE; ++II)
242         if (pred_begin(*II) == pred_end(*II))
243           WorkList.insert(*II);
244     }
245
246     // Merge pairs of basic blocks with unconditional branches, connected by
247     // a single edge.
248     if (EverMadeChange || MadeChange)
249       MadeChange |= EliminateFallThrough(F);
250
251     if (MadeChange)
252       ModifiedDT = true;
253     EverMadeChange |= MadeChange;
254   }
255
256   if (ModifiedDT && DT)
257     DT->recalculate(F);
258
259   return EverMadeChange;
260 }
261
262 /// EliminateFallThrough - Merge basic blocks which are connected
263 /// by a single edge, where one of the basic blocks has a single successor
264 /// pointing to the other basic block, which has a single predecessor.
265 bool CodeGenPrepare::EliminateFallThrough(Function &F) {
266   bool Changed = false;
267   // Scan all of the blocks in the function, except for the entry block.
268   for (Function::iterator I = std::next(F.begin()), E = F.end(); I != E;) {
269     BasicBlock *BB = I++;
270     // If the destination block has a single pred, then this is a trivial
271     // edge, just collapse it.
272     BasicBlock *SinglePred = BB->getSinglePredecessor();
273
274     // Don't merge if BB's address is taken.
275     if (!SinglePred || SinglePred == BB || BB->hasAddressTaken()) continue;
276
277     BranchInst *Term = dyn_cast<BranchInst>(SinglePred->getTerminator());
278     if (Term && !Term->isConditional()) {
279       Changed = true;
280       DEBUG(dbgs() << "To merge:\n"<< *SinglePred << "\n\n\n");
281       // Remember if SinglePred was the entry block of the function.
282       // If so, we will need to move BB back to the entry position.
283       bool isEntry = SinglePred == &SinglePred->getParent()->getEntryBlock();
284       MergeBasicBlockIntoOnlyPred(BB, this);
285
286       if (isEntry && BB != &BB->getParent()->getEntryBlock())
287         BB->moveBefore(&BB->getParent()->getEntryBlock());
288
289       // We have erased a block. Update the iterator.
290       I = BB;
291     }
292   }
293   return Changed;
294 }
295
296 /// EliminateMostlyEmptyBlocks - eliminate blocks that contain only PHI nodes,
297 /// debug info directives, and an unconditional branch.  Passes before isel
298 /// (e.g. LSR/loopsimplify) often split edges in ways that are non-optimal for
299 /// isel.  Start by eliminating these blocks so we can split them the way we
300 /// want them.
301 bool CodeGenPrepare::EliminateMostlyEmptyBlocks(Function &F) {
302   bool MadeChange = false;
303   // Note that this intentionally skips the entry block.
304   for (Function::iterator I = std::next(F.begin()), E = F.end(); I != E;) {
305     BasicBlock *BB = I++;
306
307     // If this block doesn't end with an uncond branch, ignore it.
308     BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(BB->getTerminator());
309     if (!BI || !BI->isUnconditional())
310       continue;
311
312     // If the instruction before the branch (skipping debug info) isn't a phi
313     // node, then other stuff is happening here.
314     BasicBlock::iterator BBI = BI;
315     if (BBI != BB->begin()) {
316       --BBI;
317       while (isa<DbgInfoIntrinsic>(BBI)) {
318         if (BBI == BB->begin())
319           break;
320         --BBI;
321       }
322       if (!isa<DbgInfoIntrinsic>(BBI) && !isa<PHINode>(BBI))
323         continue;
324     }
325
326     // Do not break infinite loops.
327     BasicBlock *DestBB = BI->getSuccessor(0);
328     if (DestBB == BB)
329       continue;
330
331     if (!CanMergeBlocks(BB, DestBB))
332       continue;
333
334     EliminateMostlyEmptyBlock(BB);
335     MadeChange = true;
336   }
337   return MadeChange;
338 }
339
340 /// CanMergeBlocks - Return true if we can merge BB into DestBB if there is a
341 /// single uncond branch between them, and BB contains no other non-phi
342 /// instructions.
343 bool CodeGenPrepare::CanMergeBlocks(const BasicBlock *BB,
344                                     const BasicBlock *DestBB) const {
345   // We only want to eliminate blocks whose phi nodes are used by phi nodes in
346   // the successor.  If there are more complex condition (e.g. preheaders),
347   // don't mess around with them.
348   BasicBlock::const_iterator BBI = BB->begin();
349   while (const PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(BBI++)) {
350     for (const User *U : PN->users()) {
351       const Instruction *UI = cast<Instruction>(U);
352       if (UI->getParent() != DestBB || !isa<PHINode>(UI))
353         return false;
354       // If User is inside DestBB block and it is a PHINode then check
355       // incoming value. If incoming value is not from BB then this is
356       // a complex condition (e.g. preheaders) we want to avoid here.
357       if (UI->getParent() == DestBB) {
358         if (const PHINode *UPN = dyn_cast<PHINode>(UI))
359           for (unsigned I = 0, E = UPN->getNumIncomingValues(); I != E; ++I) {
360             Instruction *Insn = dyn_cast<Instruction>(UPN->getIncomingValue(I));
361             if (Insn && Insn->getParent() == BB &&
362                 Insn->getParent() != UPN->getIncomingBlock(I))
363               return false;
364           }
365       }
366     }
367   }
368
369   // If BB and DestBB contain any common predecessors, then the phi nodes in BB
370   // and DestBB may have conflicting incoming values for the block.  If so, we
371   // can't merge the block.
372   const PHINode *DestBBPN = dyn_cast<PHINode>(DestBB->begin());
373   if (!DestBBPN) return true;  // no conflict.
374
375   // Collect the preds of BB.
376   SmallPtrSet<const BasicBlock*, 16> BBPreds;
377   if (const PHINode *BBPN = dyn_cast<PHINode>(BB->begin())) {
378     // It is faster to get preds from a PHI than with pred_iterator.
379     for (unsigned i = 0, e = BBPN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i)
380       BBPreds.insert(BBPN->getIncomingBlock(i));
381   } else {
382     BBPreds.insert(pred_begin(BB), pred_end(BB));
383   }
384
385   // Walk the preds of DestBB.
386   for (unsigned i = 0, e = DestBBPN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
387     BasicBlock *Pred = DestBBPN->getIncomingBlock(i);
388     if (BBPreds.count(Pred)) {   // Common predecessor?
389       BBI = DestBB->begin();
390       while (const PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(BBI++)) {
391         const Value *V1 = PN->getIncomingValueForBlock(Pred);
392         const Value *V2 = PN->getIncomingValueForBlock(BB);
393
394         // If V2 is a phi node in BB, look up what the mapped value will be.
395         if (const PHINode *V2PN = dyn_cast<PHINode>(V2))
396           if (V2PN->getParent() == BB)
397             V2 = V2PN->getIncomingValueForBlock(Pred);
398
399         // If there is a conflict, bail out.
400         if (V1 != V2) return false;
401       }
402     }
403   }
404
405   return true;
406 }
407
408
409 /// EliminateMostlyEmptyBlock - Eliminate a basic block that have only phi's and
410 /// an unconditional branch in it.
411 void CodeGenPrepare::EliminateMostlyEmptyBlock(BasicBlock *BB) {
412   BranchInst *BI = cast<BranchInst>(BB->getTerminator());
413   BasicBlock *DestBB = BI->getSuccessor(0);
414
415   DEBUG(dbgs() << "MERGING MOSTLY EMPTY BLOCKS - BEFORE:\n" << *BB << *DestBB);
416
417   // If the destination block has a single pred, then this is a trivial edge,
418   // just collapse it.
419   if (BasicBlock *SinglePred = DestBB->getSinglePredecessor()) {
420     if (SinglePred != DestBB) {
421       // Remember if SinglePred was the entry block of the function.  If so, we
422       // will need to move BB back to the entry position.
423       bool isEntry = SinglePred == &SinglePred->getParent()->getEntryBlock();
424       MergeBasicBlockIntoOnlyPred(DestBB, this);
425
426       if (isEntry && BB != &BB->getParent()->getEntryBlock())
427         BB->moveBefore(&BB->getParent()->getEntryBlock());
428
429       DEBUG(dbgs() << "AFTER:\n" << *DestBB << "\n\n\n");
430       return;
431     }
432   }
433
434   // Otherwise, we have multiple predecessors of BB.  Update the PHIs in DestBB
435   // to handle the new incoming edges it is about to have.
436   PHINode *PN;
437   for (BasicBlock::iterator BBI = DestBB->begin();
438        (PN = dyn_cast<PHINode>(BBI)); ++BBI) {
439     // Remove the incoming value for BB, and remember it.
440     Value *InVal = PN->removeIncomingValue(BB, false);
441
442     // Two options: either the InVal is a phi node defined in BB or it is some
443     // value that dominates BB.
444     PHINode *InValPhi = dyn_cast<PHINode>(InVal);
445     if (InValPhi && InValPhi->getParent() == BB) {
446       // Add all of the input values of the input PHI as inputs of this phi.
447       for (unsigned i = 0, e = InValPhi->getNumIncomingValues(); i != e; ++i)
448         PN->addIncoming(InValPhi->getIncomingValue(i),
449                         InValPhi->getIncomingBlock(i));
450     } else {
451       // Otherwise, add one instance of the dominating value for each edge that
452       // we will be adding.
453       if (PHINode *BBPN = dyn_cast<PHINode>(BB->begin())) {
454         for (unsigned i = 0, e = BBPN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i)
455           PN->addIncoming(InVal, BBPN->getIncomingBlock(i));
456       } else {
457         for (pred_iterator PI = pred_begin(BB), E = pred_end(BB); PI != E; ++PI)
458           PN->addIncoming(InVal, *PI);
459       }
460     }
461   }
462
463   // The PHIs are now updated, change everything that refers to BB to use
464   // DestBB and remove BB.
465   BB->replaceAllUsesWith(DestBB);
466   if (DT && !ModifiedDT) {
467     BasicBlock *BBIDom  = DT->getNode(BB)->getIDom()->getBlock();
468     BasicBlock *DestBBIDom = DT->getNode(DestBB)->getIDom()->getBlock();
469     BasicBlock *NewIDom = DT->findNearestCommonDominator(BBIDom, DestBBIDom);
470     DT->changeImmediateDominator(DestBB, NewIDom);
471     DT->eraseNode(BB);
472   }
473   BB->eraseFromParent();
474   ++NumBlocksElim;
475
476   DEBUG(dbgs() << "AFTER:\n" << *DestBB << "\n\n\n");
477 }
478
479 /// SinkCast - Sink the specified cast instruction into its user blocks
480 static bool SinkCast(CastInst *CI) {
481   BasicBlock *DefBB = CI->getParent();
482
483   /// InsertedCasts - Only insert a cast in each block once.
484   DenseMap<BasicBlock*, CastInst*> InsertedCasts;
485
486   bool MadeChange = false;
487   for (Value::user_iterator UI = CI->user_begin(), E = CI->user_end();
488        UI != E; ) {
489     Use &TheUse = UI.getUse();
490     Instruction *User = cast<Instruction>(*UI);
491
492     // Figure out which BB this cast is used in.  For PHI's this is the
493     // appropriate predecessor block.
494     BasicBlock *UserBB = User->getParent();
495     if (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(User)) {
496       UserBB = PN->getIncomingBlock(TheUse);
497     }
498
499     // Preincrement use iterator so we don't invalidate it.
500     ++UI;
501
502     // If this user is in the same block as the cast, don't change the cast.
503     if (UserBB == DefBB) continue;
504
505     // If we have already inserted a cast into this block, use it.
506     CastInst *&InsertedCast = InsertedCasts[UserBB];
507
508     if (!InsertedCast) {
509       BasicBlock::iterator InsertPt = UserBB->getFirstInsertionPt();
510       InsertedCast =
511         CastInst::Create(CI->getOpcode(), CI->getOperand(0), CI->getType(), "",
512                          InsertPt);
513       MadeChange = true;
514     }
515
516     // Replace a use of the cast with a use of the new cast.
517     TheUse = InsertedCast;
518     ++NumCastUses;
519   }
520
521   // If we removed all uses, nuke the cast.
522   if (CI->use_empty()) {
523     CI->eraseFromParent();
524     MadeChange = true;
525   }
526
527   return MadeChange;
528 }
529
530 /// OptimizeNoopCopyExpression - If the specified cast instruction is a noop
531 /// copy (e.g. it's casting from one pointer type to another, i32->i8 on PPC),
532 /// sink it into user blocks to reduce the number of virtual
533 /// registers that must be created and coalesced.
534 ///
535 /// Return true if any changes are made.
536 ///
537 static bool OptimizeNoopCopyExpression(CastInst *CI, const TargetLowering &TLI){
538   // If this is a noop copy,
539   EVT SrcVT = TLI.getValueType(CI->getOperand(0)->getType());
540   EVT DstVT = TLI.getValueType(CI->getType());
541
542   // This is an fp<->int conversion?
543   if (SrcVT.isInteger() != DstVT.isInteger())
544     return false;
545
546   // If this is an extension, it will be a zero or sign extension, which
547   // isn't a noop.
548   if (SrcVT.bitsLT(DstVT)) return false;
549
550   // If these values will be promoted, find out what they will be promoted
551   // to.  This helps us consider truncates on PPC as noop copies when they
552   // are.
553   if (TLI.getTypeAction(CI->getContext(), SrcVT) ==
554       TargetLowering::TypePromoteInteger)
555     SrcVT = TLI.getTypeToTransformTo(CI->getContext(), SrcVT);
556   if (TLI.getTypeAction(CI->getContext(), DstVT) ==
557       TargetLowering::TypePromoteInteger)
558     DstVT = TLI.getTypeToTransformTo(CI->getContext(), DstVT);
559
560   // If, after promotion, these are the same types, this is a noop copy.
561   if (SrcVT != DstVT)
562     return false;
563
564   return SinkCast(CI);
565 }
566
567 /// OptimizeCmpExpression - sink the given CmpInst into user blocks to reduce
568 /// the number of virtual registers that must be created and coalesced.  This is
569 /// a clear win except on targets with multiple condition code registers
570 ///  (PowerPC), where it might lose; some adjustment may be wanted there.
571 ///
572 /// Return true if any changes are made.
573 static bool OptimizeCmpExpression(CmpInst *CI) {
574   BasicBlock *DefBB = CI->getParent();
575
576   /// InsertedCmp - Only insert a cmp in each block once.
577   DenseMap<BasicBlock*, CmpInst*> InsertedCmps;
578
579   bool MadeChange = false;
580   for (Value::user_iterator UI = CI->user_begin(), E = CI->user_end();
581        UI != E; ) {
582     Use &TheUse = UI.getUse();
583     Instruction *User = cast<Instruction>(*UI);
584
585     // Preincrement use iterator so we don't invalidate it.
586     ++UI;
587
588     // Don't bother for PHI nodes.
589     if (isa<PHINode>(User))
590       continue;
591
592     // Figure out which BB this cmp is used in.
593     BasicBlock *UserBB = User->getParent();
594
595     // If this user is in the same block as the cmp, don't change the cmp.
596     if (UserBB == DefBB) continue;
597
598     // If we have already inserted a cmp into this block, use it.
599     CmpInst *&InsertedCmp = InsertedCmps[UserBB];
600
601     if (!InsertedCmp) {
602       BasicBlock::iterator InsertPt = UserBB->getFirstInsertionPt();
603       InsertedCmp =
604         CmpInst::Create(CI->getOpcode(),
605                         CI->getPredicate(),  CI->getOperand(0),
606                         CI->getOperand(1), "", InsertPt);
607       MadeChange = true;
608     }
609
610     // Replace a use of the cmp with a use of the new cmp.
611     TheUse = InsertedCmp;
612     ++NumCmpUses;
613   }
614
615   // If we removed all uses, nuke the cmp.
616   if (CI->use_empty())
617     CI->eraseFromParent();
618
619   return MadeChange;
620 }
621
622 /// isExtractBitsCandidateUse - Check if the candidates could
623 /// be combined with shift instruction, which includes:
624 /// 1. Truncate instruction
625 /// 2. And instruction and the imm is a mask of the low bits:
626 /// imm & (imm+1) == 0
627 static bool isExtractBitsCandidateUse(Instruction *User) {
628   if (!isa<TruncInst>(User)) {
629     if (User->getOpcode() != Instruction::And ||
630         !isa<ConstantInt>(User->getOperand(1)))
631       return false;
632
633     const APInt &Cimm = cast<ConstantInt>(User->getOperand(1))->getValue();
634
635     if ((Cimm & (Cimm + 1)).getBoolValue())
636       return false;
637   }
638   return true;
639 }
640
641 /// SinkShiftAndTruncate - sink both shift and truncate instruction
642 /// to the use of truncate's BB.
643 static bool
644 SinkShiftAndTruncate(BinaryOperator *ShiftI, Instruction *User, ConstantInt *CI,
645                      DenseMap<BasicBlock *, BinaryOperator *> &InsertedShifts,
646                      const TargetLowering &TLI) {
647   BasicBlock *UserBB = User->getParent();
648   DenseMap<BasicBlock *, CastInst *> InsertedTruncs;
649   TruncInst *TruncI = dyn_cast<TruncInst>(User);
650   bool MadeChange = false;
651
652   for (Value::user_iterator TruncUI = TruncI->user_begin(),
653                             TruncE = TruncI->user_end();
654        TruncUI != TruncE;) {
655
656     Use &TruncTheUse = TruncUI.getUse();
657     Instruction *TruncUser = cast<Instruction>(*TruncUI);
658     // Preincrement use iterator so we don't invalidate it.
659
660     ++TruncUI;
661
662     int ISDOpcode = TLI.InstructionOpcodeToISD(TruncUser->getOpcode());
663     if (!ISDOpcode)
664       continue;
665
666     // If the use is actually a legal node, there will not be an
667     // implicit truncate.
668     // FIXME: always querying the result type is just an
669     // approximation; some nodes' legality is determined by the
670     // operand or other means. There's no good way to find out though.
671     if (TLI.isOperationLegalOrCustom(ISDOpcode,
672                                      EVT::getEVT(TruncUser->getType(), true)))
673       continue;
674
675     // Don't bother for PHI nodes.
676     if (isa<PHINode>(TruncUser))
677       continue;
678
679     BasicBlock *TruncUserBB = TruncUser->getParent();
680
681     if (UserBB == TruncUserBB)
682       continue;
683
684     BinaryOperator *&InsertedShift = InsertedShifts[TruncUserBB];
685     CastInst *&InsertedTrunc = InsertedTruncs[TruncUserBB];
686
687     if (!InsertedShift && !InsertedTrunc) {
688       BasicBlock::iterator InsertPt = TruncUserBB->getFirstInsertionPt();
689       // Sink the shift
690       if (ShiftI->getOpcode() == Instruction::AShr)
691         InsertedShift =
692             BinaryOperator::CreateAShr(ShiftI->getOperand(0), CI, "", InsertPt);
693       else
694         InsertedShift =
695             BinaryOperator::CreateLShr(ShiftI->getOperand(0), CI, "", InsertPt);
696
697       // Sink the trunc
698       BasicBlock::iterator TruncInsertPt = TruncUserBB->getFirstInsertionPt();
699       TruncInsertPt++;
700
701       InsertedTrunc = CastInst::Create(TruncI->getOpcode(), InsertedShift,
702                                        TruncI->getType(), "", TruncInsertPt);
703
704       MadeChange = true;
705
706       TruncTheUse = InsertedTrunc;
707     }
708   }
709   return MadeChange;
710 }
711
712 /// OptimizeExtractBits - sink the shift *right* instruction into user blocks if
713 /// the uses could potentially be combined with this shift instruction and
714 /// generate BitExtract instruction. It will only be applied if the architecture
715 /// supports BitExtract instruction. Here is an example:
716 /// BB1:
717 ///   %x.extract.shift = lshr i64 %arg1, 32
718 /// BB2:
719 ///   %x.extract.trunc = trunc i64 %x.extract.shift to i16
720 /// ==>
721 ///
722 /// BB2:
723 ///   %x.extract.shift.1 = lshr i64 %arg1, 32
724 ///   %x.extract.trunc = trunc i64 %x.extract.shift.1 to i16
725 ///
726 /// CodeGen will recoginze the pattern in BB2 and generate BitExtract
727 /// instruction.
728 /// Return true if any changes are made.
729 static bool OptimizeExtractBits(BinaryOperator *ShiftI, ConstantInt *CI,
730                                 const TargetLowering &TLI) {
731   BasicBlock *DefBB = ShiftI->getParent();
732
733   /// Only insert instructions in each block once.
734   DenseMap<BasicBlock *, BinaryOperator *> InsertedShifts;
735
736   bool shiftIsLegal = TLI.isTypeLegal(TLI.getValueType(ShiftI->getType()));
737
738   bool MadeChange = false;
739   for (Value::user_iterator UI = ShiftI->user_begin(), E = ShiftI->user_end();
740        UI != E;) {
741     Use &TheUse = UI.getUse();
742     Instruction *User = cast<Instruction>(*UI);
743     // Preincrement use iterator so we don't invalidate it.
744     ++UI;
745
746     // Don't bother for PHI nodes.
747     if (isa<PHINode>(User))
748       continue;
749
750     if (!isExtractBitsCandidateUse(User))
751       continue;
752
753     BasicBlock *UserBB = User->getParent();
754
755     if (UserBB == DefBB) {
756       // If the shift and truncate instruction are in the same BB. The use of
757       // the truncate(TruncUse) may still introduce another truncate if not
758       // legal. In this case, we would like to sink both shift and truncate
759       // instruction to the BB of TruncUse.
760       // for example:
761       // BB1:
762       // i64 shift.result = lshr i64 opnd, imm
763       // trunc.result = trunc shift.result to i16
764       //
765       // BB2:
766       //   ----> We will have an implicit truncate here if the architecture does
767       //   not have i16 compare.
768       // cmp i16 trunc.result, opnd2
769       //
770       if (isa<TruncInst>(User) && shiftIsLegal
771           // If the type of the truncate is legal, no trucate will be
772           // introduced in other basic blocks.
773           && (!TLI.isTypeLegal(TLI.getValueType(User->getType()))))
774         MadeChange =
775             SinkShiftAndTruncate(ShiftI, User, CI, InsertedShifts, TLI);
776
777       continue;
778     }
779     // If we have already inserted a shift into this block, use it.
780     BinaryOperator *&InsertedShift = InsertedShifts[UserBB];
781
782     if (!InsertedShift) {
783       BasicBlock::iterator InsertPt = UserBB->getFirstInsertionPt();
784
785       if (ShiftI->getOpcode() == Instruction::AShr)
786         InsertedShift =
787             BinaryOperator::CreateAShr(ShiftI->getOperand(0), CI, "", InsertPt);
788       else
789         InsertedShift =
790             BinaryOperator::CreateLShr(ShiftI->getOperand(0), CI, "", InsertPt);
791
792       MadeChange = true;
793     }
794
795     // Replace a use of the shift with a use of the new shift.
796     TheUse = InsertedShift;
797   }
798
799   // If we removed all uses, nuke the shift.
800   if (ShiftI->use_empty())
801     ShiftI->eraseFromParent();
802
803   return MadeChange;
804 }
805
806 namespace {
807 class CodeGenPrepareFortifiedLibCalls : public SimplifyFortifiedLibCalls {
808 protected:
809   void replaceCall(Value *With) override {
810     CI->replaceAllUsesWith(With);
811     CI->eraseFromParent();
812   }
813   bool isFoldable(unsigned SizeCIOp, unsigned, bool) const override {
814       if (ConstantInt *SizeCI =
815                              dyn_cast<ConstantInt>(CI->getArgOperand(SizeCIOp)))
816         return SizeCI->isAllOnesValue();
817     return false;
818   }
819 };
820 } // end anonymous namespace
821
822 bool CodeGenPrepare::OptimizeCallInst(CallInst *CI) {
823   BasicBlock *BB = CI->getParent();
824
825   // Lower inline assembly if we can.
826   // If we found an inline asm expession, and if the target knows how to
827   // lower it to normal LLVM code, do so now.
828   if (TLI && isa<InlineAsm>(CI->getCalledValue())) {
829     if (TLI->ExpandInlineAsm(CI)) {
830       // Avoid invalidating the iterator.
831       CurInstIterator = BB->begin();
832       // Avoid processing instructions out of order, which could cause
833       // reuse before a value is defined.
834       SunkAddrs.clear();
835       return true;
836     }
837     // Sink address computing for memory operands into the block.
838     if (OptimizeInlineAsmInst(CI))
839       return true;
840   }
841
842   // Lower all uses of llvm.objectsize.*
843   IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(CI);
844   if (II && II->getIntrinsicID() == Intrinsic::objectsize) {
845     bool Min = (cast<ConstantInt>(II->getArgOperand(1))->getZExtValue() == 1);
846     Type *ReturnTy = CI->getType();
847     Constant *RetVal = ConstantInt::get(ReturnTy, Min ? 0 : -1ULL);
848
849     // Substituting this can cause recursive simplifications, which can
850     // invalidate our iterator.  Use a WeakVH to hold onto it in case this
851     // happens.
852     WeakVH IterHandle(CurInstIterator);
853
854     replaceAndRecursivelySimplify(CI, RetVal,
855                                   TLI ? TLI->getDataLayout() : nullptr,
856                                   TLInfo, ModifiedDT ? nullptr : DT);
857
858     // If the iterator instruction was recursively deleted, start over at the
859     // start of the block.
860     if (IterHandle != CurInstIterator) {
861       CurInstIterator = BB->begin();
862       SunkAddrs.clear();
863     }
864     return true;
865   }
866
867   if (II && TLI) {
868     SmallVector<Value*, 2> PtrOps;
869     Type *AccessTy;
870     if (TLI->GetAddrModeArguments(II, PtrOps, AccessTy))
871       while (!PtrOps.empty())
872         if (OptimizeMemoryInst(II, PtrOps.pop_back_val(), AccessTy))
873           return true;
874   }
875
876   // From here on out we're working with named functions.
877   if (!CI->getCalledFunction()) return false;
878
879   // We'll need DataLayout from here on out.
880   const DataLayout *TD = TLI ? TLI->getDataLayout() : nullptr;
881   if (!TD) return false;
882
883   // Lower all default uses of _chk calls.  This is very similar
884   // to what InstCombineCalls does, but here we are only lowering calls
885   // that have the default "don't know" as the objectsize.  Anything else
886   // should be left alone.
887   CodeGenPrepareFortifiedLibCalls Simplifier;
888   return Simplifier.fold(CI, TD, TLInfo);
889 }
890
891 /// DupRetToEnableTailCallOpts - Look for opportunities to duplicate return
892 /// instructions to the predecessor to enable tail call optimizations. The
893 /// case it is currently looking for is:
894 /// @code
895 /// bb0:
896 ///   %tmp0 = tail call i32 @f0()
897 ///   br label %return
898 /// bb1:
899 ///   %tmp1 = tail call i32 @f1()
900 ///   br label %return
901 /// bb2:
902 ///   %tmp2 = tail call i32 @f2()
903 ///   br label %return
904 /// return:
905 ///   %retval = phi i32 [ %tmp0, %bb0 ], [ %tmp1, %bb1 ], [ %tmp2, %bb2 ]
906 ///   ret i32 %retval
907 /// @endcode
908 ///
909 /// =>
910 ///
911 /// @code
912 /// bb0:
913 ///   %tmp0 = tail call i32 @f0()
914 ///   ret i32 %tmp0
915 /// bb1:
916 ///   %tmp1 = tail call i32 @f1()
917 ///   ret i32 %tmp1
918 /// bb2:
919 ///   %tmp2 = tail call i32 @f2()
920 ///   ret i32 %tmp2
921 /// @endcode
922 bool CodeGenPrepare::DupRetToEnableTailCallOpts(BasicBlock *BB) {
923   if (!TLI)
924     return false;
925
926   ReturnInst *RI = dyn_cast<ReturnInst>(BB->getTerminator());
927   if (!RI)
928     return false;
929
930   PHINode *PN = nullptr;
931   BitCastInst *BCI = nullptr;
932   Value *V = RI->getReturnValue();
933   if (V) {
934     BCI = dyn_cast<BitCastInst>(V);
935     if (BCI)
936       V = BCI->getOperand(0);
937
938     PN = dyn_cast<PHINode>(V);
939     if (!PN)
940       return false;
941   }
942
943   if (PN && PN->getParent() != BB)
944     return false;
945
946   // It's not safe to eliminate the sign / zero extension of the return value.
947   // See llvm::isInTailCallPosition().
948   const Function *F = BB->getParent();
949   AttributeSet CallerAttrs = F->getAttributes();
950   if (CallerAttrs.hasAttribute(AttributeSet::ReturnIndex, Attribute::ZExt) ||
951       CallerAttrs.hasAttribute(AttributeSet::ReturnIndex, Attribute::SExt))
952     return false;
953
954   // Make sure there are no instructions between the PHI and return, or that the
955   // return is the first instruction in the block.
956   if (PN) {
957     BasicBlock::iterator BI = BB->begin();
958     do { ++BI; } while (isa<DbgInfoIntrinsic>(BI));
959     if (&*BI == BCI)
960       // Also skip over the bitcast.
961       ++BI;
962     if (&*BI != RI)
963       return false;
964   } else {
965     BasicBlock::iterator BI = BB->begin();
966     while (isa<DbgInfoIntrinsic>(BI)) ++BI;
967     if (&*BI != RI)
968       return false;
969   }
970
971   /// Only dup the ReturnInst if the CallInst is likely to be emitted as a tail
972   /// call.
973   SmallVector<CallInst*, 4> TailCalls;
974   if (PN) {
975     for (unsigned I = 0, E = PN->getNumIncomingValues(); I != E; ++I) {
976       CallInst *CI = dyn_cast<CallInst>(PN->getIncomingValue(I));
977       // Make sure the phi value is indeed produced by the tail call.
978       if (CI && CI->hasOneUse() && CI->getParent() == PN->getIncomingBlock(I) &&
979           TLI->mayBeEmittedAsTailCall(CI))
980         TailCalls.push_back(CI);
981     }
982   } else {
983     SmallPtrSet<BasicBlock*, 4> VisitedBBs;
984     for (pred_iterator PI = pred_begin(BB), PE = pred_end(BB); PI != PE; ++PI) {
985       if (!VisitedBBs.insert(*PI))
986         continue;
987
988       BasicBlock::InstListType &InstList = (*PI)->getInstList();
989       BasicBlock::InstListType::reverse_iterator RI = InstList.rbegin();
990       BasicBlock::InstListType::reverse_iterator RE = InstList.rend();
991       do { ++RI; } while (RI != RE && isa<DbgInfoIntrinsic>(&*RI));
992       if (RI == RE)
993         continue;
994
995       CallInst *CI = dyn_cast<CallInst>(&*RI);
996       if (CI && CI->use_empty() && TLI->mayBeEmittedAsTailCall(CI))
997         TailCalls.push_back(CI);
998     }
999   }
1000
1001   bool Changed = false;
1002   for (unsigned i = 0, e = TailCalls.size(); i != e; ++i) {
1003     CallInst *CI = TailCalls[i];
1004     CallSite CS(CI);
1005
1006     // Conservatively require the attributes of the call to match those of the
1007     // return. Ignore noalias because it doesn't affect the call sequence.
1008     AttributeSet CalleeAttrs = CS.getAttributes();
1009     if (AttrBuilder(CalleeAttrs, AttributeSet::ReturnIndex).
1010           removeAttribute(Attribute::NoAlias) !=
1011         AttrBuilder(CalleeAttrs, AttributeSet::ReturnIndex).
1012           removeAttribute(Attribute::NoAlias))
1013       continue;
1014
1015     // Make sure the call instruction is followed by an unconditional branch to
1016     // the return block.
1017     BasicBlock *CallBB = CI->getParent();
1018     BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(CallBB->getTerminator());
1019     if (!BI || !BI->isUnconditional() || BI->getSuccessor(0) != BB)
1020       continue;
1021
1022     // Duplicate the return into CallBB.
1023     (void)FoldReturnIntoUncondBranch(RI, BB, CallBB);
1024     ModifiedDT = Changed = true;
1025     ++NumRetsDup;
1026   }
1027
1028   // If we eliminated all predecessors of the block, delete the block now.
1029   if (Changed && !BB->hasAddressTaken() && pred_begin(BB) == pred_end(BB))
1030     BB->eraseFromParent();
1031
1032   return Changed;
1033 }
1034
1035 //===----------------------------------------------------------------------===//
1036 // Memory Optimization
1037 //===----------------------------------------------------------------------===//
1038
1039 namespace {
1040
1041 /// ExtAddrMode - This is an extended version of TargetLowering::AddrMode
1042 /// which holds actual Value*'s for register values.
1043 struct ExtAddrMode : public TargetLowering::AddrMode {
1044   Value *BaseReg;
1045   Value *ScaledReg;
1046   ExtAddrMode() : BaseReg(nullptr), ScaledReg(nullptr) {}
1047   void print(raw_ostream &OS) const;
1048   void dump() const;
1049
1050   bool operator==(const ExtAddrMode& O) const {
1051     return (BaseReg == O.BaseReg) && (ScaledReg == O.ScaledReg) &&
1052            (BaseGV == O.BaseGV) && (BaseOffs == O.BaseOffs) &&
1053            (HasBaseReg == O.HasBaseReg) && (Scale == O.Scale);
1054   }
1055 };
1056
1057 #ifndef NDEBUG
1058 static inline raw_ostream &operator<<(raw_ostream &OS, const ExtAddrMode &AM) {
1059   AM.print(OS);
1060   return OS;
1061 }
1062 #endif
1063
1064 void ExtAddrMode::print(raw_ostream &OS) const {
1065   bool NeedPlus = false;
1066   OS << "[";
1067   if (BaseGV) {
1068     OS << (NeedPlus ? " + " : "")
1069        << "GV:";
1070     BaseGV->printAsOperand(OS, /*PrintType=*/false);
1071     NeedPlus = true;
1072   }
1073
1074   if (BaseOffs) {
1075     OS << (NeedPlus ? " + " : "")
1076        << BaseOffs;
1077     NeedPlus = true;
1078   }
1079
1080   if (BaseReg) {
1081     OS << (NeedPlus ? " + " : "")
1082        << "Base:";
1083     BaseReg->printAsOperand(OS, /*PrintType=*/false);
1084     NeedPlus = true;
1085   }
1086   if (Scale) {
1087     OS << (NeedPlus ? " + " : "")
1088        << Scale << "*";
1089     ScaledReg->printAsOperand(OS, /*PrintType=*/false);
1090   }
1091
1092   OS << ']';
1093 }
1094
1095 #if !defined(NDEBUG) || defined(LLVM_ENABLE_DUMP)
1096 void ExtAddrMode::dump() const {
1097   print(dbgs());
1098   dbgs() << '\n';
1099 }
1100 #endif
1101
1102 /// \brief This class provides transaction based operation on the IR.
1103 /// Every change made through this class is recorded in the internal state and
1104 /// can be undone (rollback) until commit is called.
1105 class TypePromotionTransaction {
1106
1107   /// \brief This represents the common interface of the individual transaction.
1108   /// Each class implements the logic for doing one specific modification on
1109   /// the IR via the TypePromotionTransaction.
1110   class TypePromotionAction {
1111   protected:
1112     /// The Instruction modified.
1113     Instruction *Inst;
1114
1115   public:
1116     /// \brief Constructor of the action.
1117     /// The constructor performs the related action on the IR.
1118     TypePromotionAction(Instruction *Inst) : Inst(Inst) {}
1119
1120     virtual ~TypePromotionAction() {}
1121
1122     /// \brief Undo the modification done by this action.
1123     /// When this method is called, the IR must be in the same state as it was
1124     /// before this action was applied.
1125     /// \pre Undoing the action works if and only if the IR is in the exact same
1126     /// state as it was directly after this action was applied.
1127     virtual void undo() = 0;
1128
1129     /// \brief Advocate every change made by this action.
1130     /// When the results on the IR of the action are to be kept, it is important
1131     /// to call this function, otherwise hidden information may be kept forever.
1132     virtual void commit() {
1133       // Nothing to be done, this action is not doing anything.
1134     }
1135   };
1136
1137   /// \brief Utility to remember the position of an instruction.
1138   class InsertionHandler {
1139     /// Position of an instruction.
1140     /// Either an instruction:
1141     /// - Is the first in a basic block: BB is used.
1142     /// - Has a previous instructon: PrevInst is used.
1143     union {
1144       Instruction *PrevInst;
1145       BasicBlock *BB;
1146     } Point;
1147     /// Remember whether or not the instruction had a previous instruction.
1148     bool HasPrevInstruction;
1149
1150   public:
1151     /// \brief Record the position of \p Inst.
1152     InsertionHandler(Instruction *Inst) {
1153       BasicBlock::iterator It = Inst;
1154       HasPrevInstruction = (It != (Inst->getParent()->begin()));
1155       if (HasPrevInstruction)
1156         Point.PrevInst = --It;
1157       else
1158         Point.BB = Inst->getParent();
1159     }
1160
1161     /// \brief Insert \p Inst at the recorded position.
1162     void insert(Instruction *Inst) {
1163       if (HasPrevInstruction) {
1164         if (Inst->getParent())
1165           Inst->removeFromParent();
1166         Inst->insertAfter(Point.PrevInst);
1167       } else {
1168         Instruction *Position = Point.BB->getFirstInsertionPt();
1169         if (Inst->getParent())
1170           Inst->moveBefore(Position);
1171         else
1172           Inst->insertBefore(Position);
1173       }
1174     }
1175   };
1176
1177   /// \brief Move an instruction before another.
1178   class InstructionMoveBefore : public TypePromotionAction {
1179     /// Original position of the instruction.
1180     InsertionHandler Position;
1181
1182   public:
1183     /// \brief Move \p Inst before \p Before.
1184     InstructionMoveBefore(Instruction *Inst, Instruction *Before)
1185         : TypePromotionAction(Inst), Position(Inst) {
1186       DEBUG(dbgs() << "Do: move: " << *Inst << "\nbefore: " << *Before << "\n");
1187       Inst->moveBefore(Before);
1188     }
1189
1190     /// \brief Move the instruction back to its original position.
1191     void undo() override {
1192       DEBUG(dbgs() << "Undo: moveBefore: " << *Inst << "\n");
1193       Position.insert(Inst);
1194     }
1195   };
1196
1197   /// \brief Set the operand of an instruction with a new value.
1198   class OperandSetter : public TypePromotionAction {
1199     /// Original operand of the instruction.
1200     Value *Origin;
1201     /// Index of the modified instruction.
1202     unsigned Idx;
1203
1204   public:
1205     /// \brief Set \p Idx operand of \p Inst with \p NewVal.
1206     OperandSetter(Instruction *Inst, unsigned Idx, Value *NewVal)
1207         : TypePromotionAction(Inst), Idx(Idx) {
1208       DEBUG(dbgs() << "Do: setOperand: " << Idx << "\n"
1209                    << "for:" << *Inst << "\n"
1210                    << "with:" << *NewVal << "\n");
1211       Origin = Inst->getOperand(Idx);
1212       Inst->setOperand(Idx, NewVal);
1213     }
1214
1215     /// \brief Restore the original value of the instruction.
1216     void undo() override {
1217       DEBUG(dbgs() << "Undo: setOperand:" << Idx << "\n"
1218                    << "for: " << *Inst << "\n"
1219                    << "with: " << *Origin << "\n");
1220       Inst->setOperand(Idx, Origin);
1221     }
1222   };
1223
1224   /// \brief Hide the operands of an instruction.
1225   /// Do as if this instruction was not using any of its operands.
1226   class OperandsHider : public TypePromotionAction {
1227     /// The list of original operands.
1228     SmallVector<Value *, 4> OriginalValues;
1229
1230   public:
1231     /// \brief Remove \p Inst from the uses of the operands of \p Inst.
1232     OperandsHider(Instruction *Inst) : TypePromotionAction(Inst) {
1233       DEBUG(dbgs() << "Do: OperandsHider: " << *Inst << "\n");
1234       unsigned NumOpnds = Inst->getNumOperands();
1235       OriginalValues.reserve(NumOpnds);
1236       for (unsigned It = 0; It < NumOpnds; ++It) {
1237         // Save the current operand.
1238         Value *Val = Inst->getOperand(It);
1239         OriginalValues.push_back(Val);
1240         // Set a dummy one.
1241         // We could use OperandSetter here, but that would implied an overhead
1242         // that we are not willing to pay.
1243         Inst->setOperand(It, UndefValue::get(Val->getType()));
1244       }
1245     }
1246
1247     /// \brief Restore the original list of uses.
1248     void undo() override {
1249       DEBUG(dbgs() << "Undo: OperandsHider: " << *Inst << "\n");
1250       for (unsigned It = 0, EndIt = OriginalValues.size(); It != EndIt; ++It)
1251         Inst->setOperand(It, OriginalValues[It]);
1252     }
1253   };
1254
1255   /// \brief Build a truncate instruction.
1256   class TruncBuilder : public TypePromotionAction {
1257     Value *Val;
1258   public:
1259     /// \brief Build a truncate instruction of \p Opnd producing a \p Ty
1260     /// result.
1261     /// trunc Opnd to Ty.
1262     TruncBuilder(Instruction *Opnd, Type *Ty) : TypePromotionAction(Opnd) {
1263       IRBuilder<> Builder(Opnd);
1264       Val = Builder.CreateTrunc(Opnd, Ty, "promoted");
1265       DEBUG(dbgs() << "Do: TruncBuilder: " << *Val << "\n");
1266     }
1267
1268     /// \brief Get the built value.
1269     Value *getBuiltValue() { return Val; }
1270
1271     /// \brief Remove the built instruction.
1272     void undo() override {
1273       DEBUG(dbgs() << "Undo: TruncBuilder: " << *Val << "\n");
1274       if (Instruction *IVal = dyn_cast<Instruction>(Val))
1275         IVal->eraseFromParent();
1276     }
1277   };
1278
1279   /// \brief Build a sign extension instruction.
1280   class SExtBuilder : public TypePromotionAction {
1281     Value *Val;
1282   public:
1283     /// \brief Build a sign extension instruction of \p Opnd producing a \p Ty
1284     /// result.
1285     /// sext Opnd to Ty.
1286     SExtBuilder(Instruction *InsertPt, Value *Opnd, Type *Ty)
1287         : TypePromotionAction(InsertPt) {
1288       IRBuilder<> Builder(InsertPt);
1289       Val = Builder.CreateSExt(Opnd, Ty, "promoted");
1290       DEBUG(dbgs() << "Do: SExtBuilder: " << *Val << "\n");
1291     }
1292
1293     /// \brief Get the built value.
1294     Value *getBuiltValue() { return Val; }
1295
1296     /// \brief Remove the built instruction.
1297     void undo() override {
1298       DEBUG(dbgs() << "Undo: SExtBuilder: " << *Val << "\n");
1299       if (Instruction *IVal = dyn_cast<Instruction>(Val))
1300         IVal->eraseFromParent();
1301     }
1302   };
1303
1304   /// \brief Build a zero extension instruction.
1305   class ZExtBuilder : public TypePromotionAction {
1306     Value *Val;
1307   public:
1308     /// \brief Build a zero extension instruction of \p Opnd producing a \p Ty
1309     /// result.
1310     /// zext Opnd to Ty.
1311     ZExtBuilder(Instruction *InsertPt, Value *Opnd, Type *Ty)
1312         : TypePromotionAction(InsertPt) {
1313       IRBuilder<> Builder(InsertPt);
1314       Val = Builder.CreateZExt(Opnd, Ty, "promoted");
1315       DEBUG(dbgs() << "Do: ZExtBuilder: " << *Val << "\n");
1316     }
1317
1318     /// \brief Get the built value.
1319     Value *getBuiltValue() { return Val; }
1320
1321     /// \brief Remove the built instruction.
1322     void undo() override {
1323       DEBUG(dbgs() << "Undo: ZExtBuilder: " << *Val << "\n");
1324       if (Instruction *IVal = dyn_cast<Instruction>(Val))
1325         IVal->eraseFromParent();
1326     }
1327   };
1328
1329   /// \brief Mutate an instruction to another type.
1330   class TypeMutator : public TypePromotionAction {
1331     /// Record the original type.
1332     Type *OrigTy;
1333
1334   public:
1335     /// \brief Mutate the type of \p Inst into \p NewTy.
1336     TypeMutator(Instruction *Inst, Type *NewTy)
1337         : TypePromotionAction(Inst), OrigTy(Inst->getType()) {
1338       DEBUG(dbgs() << "Do: MutateType: " << *Inst << " with " << *NewTy
1339                    << "\n");
1340       Inst->mutateType(NewTy);
1341     }
1342
1343     /// \brief Mutate the instruction back to its original type.
1344     void undo() override {
1345       DEBUG(dbgs() << "Undo: MutateType: " << *Inst << " with " << *OrigTy
1346                    << "\n");
1347       Inst->mutateType(OrigTy);
1348     }
1349   };
1350
1351   /// \brief Replace the uses of an instruction by another instruction.
1352   class UsesReplacer : public TypePromotionAction {
1353     /// Helper structure to keep track of the replaced uses.
1354     struct InstructionAndIdx {
1355       /// The instruction using the instruction.
1356       Instruction *Inst;
1357       /// The index where this instruction is used for Inst.
1358       unsigned Idx;
1359       InstructionAndIdx(Instruction *Inst, unsigned Idx)
1360           : Inst(Inst), Idx(Idx) {}
1361     };
1362
1363     /// Keep track of the original uses (pair Instruction, Index).
1364     SmallVector<InstructionAndIdx, 4> OriginalUses;
1365     typedef SmallVectorImpl<InstructionAndIdx>::iterator use_iterator;
1366
1367   public:
1368     /// \brief Replace all the use of \p Inst by \p New.
1369     UsesReplacer(Instruction *Inst, Value *New) : TypePromotionAction(Inst) {
1370       DEBUG(dbgs() << "Do: UsersReplacer: " << *Inst << " with " << *New
1371                    << "\n");
1372       // Record the original uses.
1373       for (Use &U : Inst->uses()) {
1374         Instruction *UserI = cast<Instruction>(U.getUser());
1375         OriginalUses.push_back(InstructionAndIdx(UserI, U.getOperandNo()));
1376       }
1377       // Now, we can replace the uses.
1378       Inst->replaceAllUsesWith(New);
1379     }
1380
1381     /// \brief Reassign the original uses of Inst to Inst.
1382     void undo() override {
1383       DEBUG(dbgs() << "Undo: UsersReplacer: " << *Inst << "\n");
1384       for (use_iterator UseIt = OriginalUses.begin(),
1385                         EndIt = OriginalUses.end();
1386            UseIt != EndIt; ++UseIt) {
1387         UseIt->Inst->setOperand(UseIt->Idx, Inst);
1388       }
1389     }
1390   };
1391
1392   /// \brief Remove an instruction from the IR.
1393   class InstructionRemover : public TypePromotionAction {
1394     /// Original position of the instruction.
1395     InsertionHandler Inserter;
1396     /// Helper structure to hide all the link to the instruction. In other
1397     /// words, this helps to do as if the instruction was removed.
1398     OperandsHider Hider;
1399     /// Keep track of the uses replaced, if any.
1400     UsesReplacer *Replacer;
1401
1402   public:
1403     /// \brief Remove all reference of \p Inst and optinally replace all its
1404     /// uses with New.
1405     /// \pre If !Inst->use_empty(), then New != nullptr
1406     InstructionRemover(Instruction *Inst, Value *New = nullptr)
1407         : TypePromotionAction(Inst), Inserter(Inst), Hider(Inst),
1408           Replacer(nullptr) {
1409       if (New)
1410         Replacer = new UsesReplacer(Inst, New);
1411       DEBUG(dbgs() << "Do: InstructionRemover: " << *Inst << "\n");
1412       Inst->removeFromParent();
1413     }
1414
1415     ~InstructionRemover() { delete Replacer; }
1416
1417     /// \brief Really remove the instruction.
1418     void commit() override { delete Inst; }
1419
1420     /// \brief Resurrect the instruction and reassign it to the proper uses if
1421     /// new value was provided when build this action.
1422     void undo() override {
1423       DEBUG(dbgs() << "Undo: InstructionRemover: " << *Inst << "\n");
1424       Inserter.insert(Inst);
1425       if (Replacer)
1426         Replacer->undo();
1427       Hider.undo();
1428     }
1429   };
1430
1431 public:
1432   /// Restoration point.
1433   /// The restoration point is a pointer to an action instead of an iterator
1434   /// because the iterator may be invalidated but not the pointer.
1435   typedef const TypePromotionAction *ConstRestorationPt;
1436   /// Advocate every changes made in that transaction.
1437   void commit();
1438   /// Undo all the changes made after the given point.
1439   void rollback(ConstRestorationPt Point);
1440   /// Get the current restoration point.
1441   ConstRestorationPt getRestorationPoint() const;
1442
1443   /// \name API for IR modification with state keeping to support rollback.
1444   /// @{
1445   /// Same as Instruction::setOperand.
1446   void setOperand(Instruction *Inst, unsigned Idx, Value *NewVal);
1447   /// Same as Instruction::eraseFromParent.
1448   void eraseInstruction(Instruction *Inst, Value *NewVal = nullptr);
1449   /// Same as Value::replaceAllUsesWith.
1450   void replaceAllUsesWith(Instruction *Inst, Value *New);
1451   /// Same as Value::mutateType.
1452   void mutateType(Instruction *Inst, Type *NewTy);
1453   /// Same as IRBuilder::createTrunc.
1454   Value *createTrunc(Instruction *Opnd, Type *Ty);
1455   /// Same as IRBuilder::createSExt.
1456   Value *createSExt(Instruction *Inst, Value *Opnd, Type *Ty);
1457   /// Same as IRBuilder::createZExt.
1458   Value *createZExt(Instruction *Inst, Value *Opnd, Type *Ty);
1459   /// Same as Instruction::moveBefore.
1460   void moveBefore(Instruction *Inst, Instruction *Before);
1461   /// @}
1462
1463 private:
1464   /// The ordered list of actions made so far.
1465   SmallVector<std::unique_ptr<TypePromotionAction>, 16> Actions;
1466   typedef SmallVectorImpl<std::unique_ptr<TypePromotionAction>>::iterator CommitPt;
1467 };
1468
1469 void TypePromotionTransaction::setOperand(Instruction *Inst, unsigned Idx,
1470                                           Value *NewVal) {
1471   Actions.push_back(
1472       make_unique<TypePromotionTransaction::OperandSetter>(Inst, Idx, NewVal));
1473 }
1474
1475 void TypePromotionTransaction::eraseInstruction(Instruction *Inst,
1476                                                 Value *NewVal) {
1477   Actions.push_back(
1478       make_unique<TypePromotionTransaction::InstructionRemover>(Inst, NewVal));
1479 }
1480
1481 void TypePromotionTransaction::replaceAllUsesWith(Instruction *Inst,
1482                                                   Value *New) {
1483   Actions.push_back(make_unique<TypePromotionTransaction::UsesReplacer>(Inst, New));
1484 }
1485
1486 void TypePromotionTransaction::mutateType(Instruction *Inst, Type *NewTy) {
1487   Actions.push_back(make_unique<TypePromotionTransaction::TypeMutator>(Inst, NewTy));
1488 }
1489
1490 Value *TypePromotionTransaction::createTrunc(Instruction *Opnd,
1491                                              Type *Ty) {
1492   std::unique_ptr<TruncBuilder> Ptr(new TruncBuilder(Opnd, Ty));
1493   Value *Val = Ptr->getBuiltValue();
1494   Actions.push_back(std::move(Ptr));
1495   return Val;
1496 }
1497
1498 Value *TypePromotionTransaction::createSExt(Instruction *Inst,
1499                                             Value *Opnd, Type *Ty) {
1500   std::unique_ptr<SExtBuilder> Ptr(new SExtBuilder(Inst, Opnd, Ty));
1501   Value *Val = Ptr->getBuiltValue();
1502   Actions.push_back(std::move(Ptr));
1503   return Val;
1504 }
1505
1506 Value *TypePromotionTransaction::createZExt(Instruction *Inst,
1507                                             Value *Opnd, Type *Ty) {
1508   std::unique_ptr<ZExtBuilder> Ptr(new ZExtBuilder(Inst, Opnd, Ty));
1509   Value *Val = Ptr->getBuiltValue();
1510   Actions.push_back(std::move(Ptr));
1511   return Val;
1512 }
1513
1514 void TypePromotionTransaction::moveBefore(Instruction *Inst,
1515                                           Instruction *Before) {
1516   Actions.push_back(
1517       make_unique<TypePromotionTransaction::InstructionMoveBefore>(Inst, Before));
1518 }
1519
1520 TypePromotionTransaction::ConstRestorationPt
1521 TypePromotionTransaction::getRestorationPoint() const {
1522   return !Actions.empty() ? Actions.back().get() : nullptr;
1523 }
1524
1525 void TypePromotionTransaction::commit() {
1526   for (CommitPt It = Actions.begin(), EndIt = Actions.end(); It != EndIt;
1527        ++It)
1528     (*It)->commit();
1529   Actions.clear();
1530 }
1531
1532 void TypePromotionTransaction::rollback(
1533     TypePromotionTransaction::ConstRestorationPt Point) {
1534   while (!Actions.empty() && Point != Actions.back().get()) {
1535     std::unique_ptr<TypePromotionAction> Curr = Actions.pop_back_val();
1536     Curr->undo();
1537   }
1538 }
1539
1540 /// \brief A helper class for matching addressing modes.
1541 ///
1542 /// This encapsulates the logic for matching the target-legal addressing modes.
1543 class AddressingModeMatcher {
1544   SmallVectorImpl<Instruction*> &AddrModeInsts;
1545   const TargetLowering &TLI;
1546
1547   /// AccessTy/MemoryInst - This is the type for the access (e.g. double) and
1548   /// the memory instruction that we're computing this address for.
1549   Type *AccessTy;
1550   Instruction *MemoryInst;
1551
1552   /// AddrMode - This is the addressing mode that we're building up.  This is
1553   /// part of the return value of this addressing mode matching stuff.
1554   ExtAddrMode &AddrMode;
1555
1556   /// The truncate instruction inserted by other CodeGenPrepare optimizations.
1557   const SetOfInstrs &InsertedTruncs;
1558   /// A map from the instructions to their type before promotion.
1559   InstrToOrigTy &PromotedInsts;
1560   /// The ongoing transaction where every action should be registered.
1561   TypePromotionTransaction &TPT;
1562
1563   /// IgnoreProfitability - This is set to true when we should not do
1564   /// profitability checks.  When true, IsProfitableToFoldIntoAddressingMode
1565   /// always returns true.
1566   bool IgnoreProfitability;
1567
1568   AddressingModeMatcher(SmallVectorImpl<Instruction*> &AMI,
1569                         const TargetLowering &T, Type *AT,
1570                         Instruction *MI, ExtAddrMode &AM,
1571                         const SetOfInstrs &InsertedTruncs,
1572                         InstrToOrigTy &PromotedInsts,
1573                         TypePromotionTransaction &TPT)
1574       : AddrModeInsts(AMI), TLI(T), AccessTy(AT), MemoryInst(MI), AddrMode(AM),
1575         InsertedTruncs(InsertedTruncs), PromotedInsts(PromotedInsts), TPT(TPT) {
1576     IgnoreProfitability = false;
1577   }
1578 public:
1579
1580   /// Match - Find the maximal addressing mode that a load/store of V can fold,
1581   /// give an access type of AccessTy.  This returns a list of involved
1582   /// instructions in AddrModeInsts.
1583   /// \p InsertedTruncs The truncate instruction inserted by other
1584   /// CodeGenPrepare
1585   /// optimizations.
1586   /// \p PromotedInsts maps the instructions to their type before promotion.
1587   /// \p The ongoing transaction where every action should be registered.
1588   static ExtAddrMode Match(Value *V, Type *AccessTy,
1589                            Instruction *MemoryInst,
1590                            SmallVectorImpl<Instruction*> &AddrModeInsts,
1591                            const TargetLowering &TLI,
1592                            const SetOfInstrs &InsertedTruncs,
1593                            InstrToOrigTy &PromotedInsts,
1594                            TypePromotionTransaction &TPT) {
1595     ExtAddrMode Result;
1596
1597     bool Success = AddressingModeMatcher(AddrModeInsts, TLI, AccessTy,
1598                                          MemoryInst, Result, InsertedTruncs,
1599                                          PromotedInsts, TPT).MatchAddr(V, 0);
1600     (void)Success; assert(Success && "Couldn't select *anything*?");
1601     return Result;
1602   }
1603 private:
1604   bool MatchScaledValue(Value *ScaleReg, int64_t Scale, unsigned Depth);
1605   bool MatchAddr(Value *V, unsigned Depth);
1606   bool MatchOperationAddr(User *Operation, unsigned Opcode, unsigned Depth,
1607                           bool *MovedAway = nullptr);
1608   bool IsProfitableToFoldIntoAddressingMode(Instruction *I,
1609                                             ExtAddrMode &AMBefore,
1610                                             ExtAddrMode &AMAfter);
1611   bool ValueAlreadyLiveAtInst(Value *Val, Value *KnownLive1, Value *KnownLive2);
1612   bool IsPromotionProfitable(unsigned MatchedSize, unsigned SizeWithPromotion,
1613                              Value *PromotedOperand) const;
1614 };
1615
1616 /// MatchScaledValue - Try adding ScaleReg*Scale to the current addressing mode.
1617 /// Return true and update AddrMode if this addr mode is legal for the target,
1618 /// false if not.
1619 bool AddressingModeMatcher::MatchScaledValue(Value *ScaleReg, int64_t Scale,
1620                                              unsigned Depth) {
1621   // If Scale is 1, then this is the same as adding ScaleReg to the addressing
1622   // mode.  Just process that directly.
1623   if (Scale == 1)
1624     return MatchAddr(ScaleReg, Depth);
1625
1626   // If the scale is 0, it takes nothing to add this.
1627   if (Scale == 0)
1628     return true;
1629
1630   // If we already have a scale of this value, we can add to it, otherwise, we
1631   // need an available scale field.
1632   if (AddrMode.Scale != 0 && AddrMode.ScaledReg != ScaleReg)
1633     return false;
1634
1635   ExtAddrMode TestAddrMode = AddrMode;
1636
1637   // Add scale to turn X*4+X*3 -> X*7.  This could also do things like
1638   // [A+B + A*7] -> [B+A*8].
1639   TestAddrMode.Scale += Scale;
1640   TestAddrMode.ScaledReg = ScaleReg;
1641
1642   // If the new address isn't legal, bail out.
1643   if (!TLI.isLegalAddressingMode(TestAddrMode, AccessTy))
1644     return false;
1645
1646   // It was legal, so commit it.
1647   AddrMode = TestAddrMode;
1648
1649   // Okay, we decided that we can add ScaleReg+Scale to AddrMode.  Check now
1650   // to see if ScaleReg is actually X+C.  If so, we can turn this into adding
1651   // X*Scale + C*Scale to addr mode.
1652   ConstantInt *CI = nullptr; Value *AddLHS = nullptr;
1653   if (isa<Instruction>(ScaleReg) &&  // not a constant expr.
1654       match(ScaleReg, m_Add(m_Value(AddLHS), m_ConstantInt(CI)))) {
1655     TestAddrMode.ScaledReg = AddLHS;
1656     TestAddrMode.BaseOffs += CI->getSExtValue()*TestAddrMode.Scale;
1657
1658     // If this addressing mode is legal, commit it and remember that we folded
1659     // this instruction.
1660     if (TLI.isLegalAddressingMode(TestAddrMode, AccessTy)) {
1661       AddrModeInsts.push_back(cast<Instruction>(ScaleReg));
1662       AddrMode = TestAddrMode;
1663       return true;
1664     }
1665   }
1666
1667   // Otherwise, not (x+c)*scale, just return what we have.
1668   return true;
1669 }
1670
1671 /// MightBeFoldableInst - This is a little filter, which returns true if an
1672 /// addressing computation involving I might be folded into a load/store
1673 /// accessing it.  This doesn't need to be perfect, but needs to accept at least
1674 /// the set of instructions that MatchOperationAddr can.
1675 static bool MightBeFoldableInst(Instruction *I) {
1676   switch (I->getOpcode()) {
1677   case Instruction::BitCast:
1678   case Instruction::AddrSpaceCast:
1679     // Don't touch identity bitcasts.
1680     if (I->getType() == I->getOperand(0)->getType())
1681       return false;
1682     return I->getType()->isPointerTy() || I->getType()->isIntegerTy();
1683   case Instruction::PtrToInt:
1684     // PtrToInt is always a noop, as we know that the int type is pointer sized.
1685     return true;
1686   case Instruction::IntToPtr:
1687     // We know the input is intptr_t, so this is foldable.
1688     return true;
1689   case Instruction::Add:
1690     return true;
1691   case Instruction::Mul:
1692   case Instruction::Shl:
1693     // Can only handle X*C and X << C.
1694     return isa<ConstantInt>(I->getOperand(1));
1695   case Instruction::GetElementPtr:
1696     return true;
1697   default:
1698     return false;
1699   }
1700 }
1701
1702 /// \brief Hepler class to perform type promotion.
1703 class TypePromotionHelper {
1704   /// \brief Utility function to check whether or not a sign extension of
1705   /// \p Inst with \p ConsideredSExtType can be moved through \p Inst by either
1706   /// using the operands of \p Inst or promoting \p Inst.
1707   /// In other words, check if:
1708   /// sext (Ty Inst opnd1 opnd2 ... opndN) to ConsideredSExtType.
1709   /// #1 Promotion applies:
1710   /// ConsideredSExtType Inst (sext opnd1 to ConsideredSExtType, ...).
1711   /// #2 Operand reuses:
1712   /// sext opnd1 to ConsideredSExtType.
1713   /// \p PromotedInsts maps the instructions to their type before promotion.
1714   static bool canGetThrough(const Instruction *Inst, Type *ConsideredSExtType,
1715                             const InstrToOrigTy &PromotedInsts);
1716
1717   /// \brief Utility function to determine if \p OpIdx should be promoted when
1718   /// promoting \p Inst.
1719   static bool shouldSExtOperand(const Instruction *Inst, int OpIdx) {
1720     if (isa<SelectInst>(Inst) && OpIdx == 0)
1721       return false;
1722     return true;
1723   }
1724
1725   /// \brief Utility function to promote the operand of \p SExt when this
1726   /// operand is a promotable trunc or sext or zext.
1727   /// \p PromotedInsts maps the instructions to their type before promotion.
1728   /// \p CreatedInsts[out] contains how many non-free instructions have been
1729   /// created to promote the operand of SExt.
1730   /// Should never be called directly.
1731   /// \return The promoted value which is used instead of SExt.
1732   static Value *promoteOperandForTruncAndAnyExt(Instruction *SExt,
1733                                                 TypePromotionTransaction &TPT,
1734                                                 InstrToOrigTy &PromotedInsts,
1735                                                 unsigned &CreatedInsts);
1736
1737   /// \brief Utility function to promote the operand of \p SExt when this
1738   /// operand is promotable and is not a supported trunc or sext.
1739   /// \p PromotedInsts maps the instructions to their type before promotion.
1740   /// \p CreatedInsts[out] contains how many non-free instructions have been
1741   /// created to promote the operand of SExt.
1742   /// Should never be called directly.
1743   /// \return The promoted value which is used instead of SExt.
1744   static Value *promoteOperandForOther(Instruction *SExt,
1745                                        TypePromotionTransaction &TPT,
1746                                        InstrToOrigTy &PromotedInsts,
1747                                        unsigned &CreatedInsts);
1748
1749 public:
1750   /// Type for the utility function that promotes the operand of SExt.
1751   typedef Value *(*Action)(Instruction *SExt, TypePromotionTransaction &TPT,
1752                            InstrToOrigTy &PromotedInsts,
1753                            unsigned &CreatedInsts);
1754   /// \brief Given a sign extend instruction \p SExt, return the approriate
1755   /// action to promote the operand of \p SExt instead of using SExt.
1756   /// \return NULL if no promotable action is possible with the current
1757   /// sign extension.
1758   /// \p InsertedTruncs keeps track of all the truncate instructions inserted by
1759   /// the others CodeGenPrepare optimizations. This information is important
1760   /// because we do not want to promote these instructions as CodeGenPrepare
1761   /// will reinsert them later. Thus creating an infinite loop: create/remove.
1762   /// \p PromotedInsts maps the instructions to their type before promotion.
1763   static Action getAction(Instruction *SExt, const SetOfInstrs &InsertedTruncs,
1764                           const TargetLowering &TLI,
1765                           const InstrToOrigTy &PromotedInsts);
1766 };
1767
1768 bool TypePromotionHelper::canGetThrough(const Instruction *Inst,
1769                                         Type *ConsideredSExtType,
1770                                         const InstrToOrigTy &PromotedInsts) {
1771   // We can always get through sext or zext.
1772   if (isa<SExtInst>(Inst) || isa<ZExtInst>(Inst))
1773     return true;
1774
1775   // We can get through binary operator, if it is legal. In other words, the
1776   // binary operator must have a nuw or nsw flag.
1777   const BinaryOperator *BinOp = dyn_cast<BinaryOperator>(Inst);
1778   if (BinOp && isa<OverflowingBinaryOperator>(BinOp) &&
1779       (BinOp->hasNoUnsignedWrap() || BinOp->hasNoSignedWrap()))
1780     return true;
1781
1782   // Check if we can do the following simplification.
1783   // sext(trunc(sext)) --> sext
1784   if (!isa<TruncInst>(Inst))
1785     return false;
1786
1787   Value *OpndVal = Inst->getOperand(0);
1788   // Check if we can use this operand in the sext.
1789   // If the type is larger than the result type of the sign extension,
1790   // we cannot.
1791   if (OpndVal->getType()->getIntegerBitWidth() >
1792       ConsideredSExtType->getIntegerBitWidth())
1793     return false;
1794
1795   // If the operand of the truncate is not an instruction, we will not have
1796   // any information on the dropped bits.
1797   // (Actually we could for constant but it is not worth the extra logic).
1798   Instruction *Opnd = dyn_cast<Instruction>(OpndVal);
1799   if (!Opnd)
1800     return false;
1801
1802   // Check if the source of the type is narrow enough.
1803   // I.e., check that trunc just drops sign extended bits.
1804   // #1 get the type of the operand.
1805   const Type *OpndType;
1806   InstrToOrigTy::const_iterator It = PromotedInsts.find(Opnd);
1807   if (It != PromotedInsts.end())
1808     OpndType = It->second;
1809   else if (isa<SExtInst>(Opnd))
1810     OpndType = cast<Instruction>(Opnd)->getOperand(0)->getType();
1811   else
1812     return false;
1813
1814   // #2 check that the truncate just drop sign extended bits.
1815   if (Inst->getType()->getIntegerBitWidth() >= OpndType->getIntegerBitWidth())
1816     return true;
1817
1818   return false;
1819 }
1820
1821 TypePromotionHelper::Action TypePromotionHelper::getAction(
1822     Instruction *SExt, const SetOfInstrs &InsertedTruncs,
1823     const TargetLowering &TLI, const InstrToOrigTy &PromotedInsts) {
1824   Instruction *SExtOpnd = dyn_cast<Instruction>(SExt->getOperand(0));
1825   Type *SExtTy = SExt->getType();
1826   // If the operand of the sign extension is not an instruction, we cannot
1827   // get through.
1828   // If it, check we can get through.
1829   if (!SExtOpnd || !canGetThrough(SExtOpnd, SExtTy, PromotedInsts))
1830     return nullptr;
1831
1832   // Do not promote if the operand has been added by codegenprepare.
1833   // Otherwise, it means we are undoing an optimization that is likely to be
1834   // redone, thus causing potential infinite loop.
1835   if (isa<TruncInst>(SExtOpnd) && InsertedTruncs.count(SExtOpnd))
1836     return nullptr;
1837
1838   // SExt or Trunc instructions.
1839   // Return the related handler.
1840   if (isa<SExtInst>(SExtOpnd) || isa<TruncInst>(SExtOpnd) ||
1841       isa<ZExtInst>(SExtOpnd))
1842     return promoteOperandForTruncAndAnyExt;
1843
1844   // Regular instruction.
1845   // Abort early if we will have to insert non-free instructions.
1846   if (!SExtOpnd->hasOneUse() &&
1847       !TLI.isTruncateFree(SExtTy, SExtOpnd->getType()))
1848     return nullptr;
1849   return promoteOperandForOther;
1850 }
1851
1852 Value *TypePromotionHelper::promoteOperandForTruncAndAnyExt(
1853     llvm::Instruction *SExt, TypePromotionTransaction &TPT,
1854     InstrToOrigTy &PromotedInsts, unsigned &CreatedInsts) {
1855   // By construction, the operand of SExt is an instruction. Otherwise we cannot
1856   // get through it and this method should not be called.
1857   Instruction *SExtOpnd = cast<Instruction>(SExt->getOperand(0));
1858   Value *ExtVal = SExt;
1859   if (isa<ZExtInst>(SExtOpnd)) {
1860     // Replace sext(zext(opnd))
1861     // => zext(opnd).
1862     Value *ZExt =
1863         TPT.createZExt(SExt, SExtOpnd->getOperand(0), SExt->getType());
1864     TPT.replaceAllUsesWith(SExt, ZExt);
1865     TPT.eraseInstruction(SExt);
1866     ExtVal = ZExt;
1867   } else {
1868     // Replace sext(trunc(opnd)) or sext(sext(opnd))
1869     // => sext(opnd).
1870     TPT.setOperand(SExt, 0, SExtOpnd->getOperand(0));
1871   }
1872   CreatedInsts = 0;
1873
1874   // Remove dead code.
1875   if (SExtOpnd->use_empty())
1876     TPT.eraseInstruction(SExtOpnd);
1877
1878   // Check if the extension is still needed.
1879   Instruction *ExtInst = dyn_cast<Instruction>(ExtVal);
1880   if (!ExtInst || ExtInst->getType() != ExtInst->getOperand(0)->getType())
1881     return ExtVal;
1882
1883   // At this point we have: ext ty opnd to ty.
1884   // Reassign the uses of ExtInst to the opnd and remove ExtInst.
1885   Value *NextVal = ExtInst->getOperand(0);
1886   TPT.eraseInstruction(ExtInst, NextVal);
1887   return NextVal;
1888 }
1889
1890 Value *
1891 TypePromotionHelper::promoteOperandForOther(Instruction *SExt,
1892                                             TypePromotionTransaction &TPT,
1893                                             InstrToOrigTy &PromotedInsts,
1894                                             unsigned &CreatedInsts) {
1895   // By construction, the operand of SExt is an instruction. Otherwise we cannot
1896   // get through it and this method should not be called.
1897   Instruction *SExtOpnd = cast<Instruction>(SExt->getOperand(0));
1898   CreatedInsts = 0;
1899   if (!SExtOpnd->hasOneUse()) {
1900     // SExtOpnd will be promoted.
1901     // All its uses, but SExt, will need to use a truncated value of the
1902     // promoted version.
1903     // Create the truncate now.
1904     Value *Trunc = TPT.createTrunc(SExt, SExtOpnd->getType());
1905     if (Instruction *ITrunc = dyn_cast<Instruction>(Trunc)) {
1906       ITrunc->removeFromParent();
1907       // Insert it just after the definition.
1908       ITrunc->insertAfter(SExtOpnd);
1909     }
1910
1911     TPT.replaceAllUsesWith(SExtOpnd, Trunc);
1912     // Restore the operand of SExt (which has been replace by the previous call
1913     // to replaceAllUsesWith) to avoid creating a cycle trunc <-> sext.
1914     TPT.setOperand(SExt, 0, SExtOpnd);
1915   }
1916
1917   // Get through the Instruction:
1918   // 1. Update its type.
1919   // 2. Replace the uses of SExt by Inst.
1920   // 3. Sign extend each operand that needs to be sign extended.
1921
1922   // Remember the original type of the instruction before promotion.
1923   // This is useful to know that the high bits are sign extended bits.
1924   PromotedInsts.insert(
1925       std::pair<Instruction *, Type *>(SExtOpnd, SExtOpnd->getType()));
1926   // Step #1.
1927   TPT.mutateType(SExtOpnd, SExt->getType());
1928   // Step #2.
1929   TPT.replaceAllUsesWith(SExt, SExtOpnd);
1930   // Step #3.
1931   Instruction *SExtForOpnd = SExt;
1932
1933   DEBUG(dbgs() << "Propagate SExt to operands\n");
1934   for (int OpIdx = 0, EndOpIdx = SExtOpnd->getNumOperands(); OpIdx != EndOpIdx;
1935        ++OpIdx) {
1936     DEBUG(dbgs() << "Operand:\n" << *(SExtOpnd->getOperand(OpIdx)) << '\n');
1937     if (SExtOpnd->getOperand(OpIdx)->getType() == SExt->getType() ||
1938         !shouldSExtOperand(SExtOpnd, OpIdx)) {
1939       DEBUG(dbgs() << "No need to propagate\n");
1940       continue;
1941     }
1942     // Check if we can statically sign extend the operand.
1943     Value *Opnd = SExtOpnd->getOperand(OpIdx);
1944     if (const ConstantInt *Cst = dyn_cast<ConstantInt>(Opnd)) {
1945       DEBUG(dbgs() << "Statically sign extend\n");
1946       TPT.setOperand(
1947           SExtOpnd, OpIdx,
1948           ConstantInt::getSigned(SExt->getType(), Cst->getSExtValue()));
1949       continue;
1950     }
1951     // UndefValue are typed, so we have to statically sign extend them.
1952     if (isa<UndefValue>(Opnd)) {
1953       DEBUG(dbgs() << "Statically sign extend\n");
1954       TPT.setOperand(SExtOpnd, OpIdx, UndefValue::get(SExt->getType()));
1955       continue;
1956     }
1957
1958     // Otherwise we have to explicity sign extend the operand.
1959     // Check if SExt was reused to sign extend an operand.
1960     if (!SExtForOpnd) {
1961       // If yes, create a new one.
1962       DEBUG(dbgs() << "More operands to sext\n");
1963       SExtForOpnd =
1964         cast<Instruction>(TPT.createSExt(SExt, Opnd, SExt->getType()));
1965       ++CreatedInsts;
1966     }
1967
1968     TPT.setOperand(SExtForOpnd, 0, Opnd);
1969
1970     // Move the sign extension before the insertion point.
1971     TPT.moveBefore(SExtForOpnd, SExtOpnd);
1972     TPT.setOperand(SExtOpnd, OpIdx, SExtForOpnd);
1973     // If more sext are required, new instructions will have to be created.
1974     SExtForOpnd = nullptr;
1975   }
1976   if (SExtForOpnd == SExt) {
1977     DEBUG(dbgs() << "Sign extension is useless now\n");
1978     TPT.eraseInstruction(SExt);
1979   }
1980   return SExtOpnd;
1981 }
1982
1983 /// IsPromotionProfitable - Check whether or not promoting an instruction
1984 /// to a wider type was profitable.
1985 /// \p MatchedSize gives the number of instructions that have been matched
1986 /// in the addressing mode after the promotion was applied.
1987 /// \p SizeWithPromotion gives the number of created instructions for
1988 /// the promotion plus the number of instructions that have been
1989 /// matched in the addressing mode before the promotion.
1990 /// \p PromotedOperand is the value that has been promoted.
1991 /// \return True if the promotion is profitable, false otherwise.
1992 bool
1993 AddressingModeMatcher::IsPromotionProfitable(unsigned MatchedSize,
1994                                              unsigned SizeWithPromotion,
1995                                              Value *PromotedOperand) const {
1996   // We folded less instructions than what we created to promote the operand.
1997   // This is not profitable.
1998   if (MatchedSize < SizeWithPromotion)
1999     return false;
2000   if (MatchedSize > SizeWithPromotion)
2001     return true;
2002   // The promotion is neutral but it may help folding the sign extension in
2003   // loads for instance.
2004   // Check that we did not create an illegal instruction.
2005   Instruction *PromotedInst = dyn_cast<Instruction>(PromotedOperand);
2006   if (!PromotedInst)
2007     return false;
2008   int ISDOpcode = TLI.InstructionOpcodeToISD(PromotedInst->getOpcode());
2009   // If the ISDOpcode is undefined, it was undefined before the promotion.
2010   if (!ISDOpcode)
2011     return true;
2012   // Otherwise, check if the promoted instruction is legal or not.
2013   return TLI.isOperationLegalOrCustom(ISDOpcode,
2014                                       EVT::getEVT(PromotedInst->getType()));
2015 }
2016
2017 /// MatchOperationAddr - Given an instruction or constant expr, see if we can
2018 /// fold the operation into the addressing mode.  If so, update the addressing
2019 /// mode and return true, otherwise return false without modifying AddrMode.
2020 /// If \p MovedAway is not NULL, it contains the information of whether or
2021 /// not AddrInst has to be folded into the addressing mode on success.
2022 /// If \p MovedAway == true, \p AddrInst will not be part of the addressing
2023 /// because it has been moved away.
2024 /// Thus AddrInst must not be added in the matched instructions.
2025 /// This state can happen when AddrInst is a sext, since it may be moved away.
2026 /// Therefore, AddrInst may not be valid when MovedAway is true and it must
2027 /// not be referenced anymore.
2028 bool AddressingModeMatcher::MatchOperationAddr(User *AddrInst, unsigned Opcode,
2029                                                unsigned Depth,
2030                                                bool *MovedAway) {
2031   // Avoid exponential behavior on extremely deep expression trees.
2032   if (Depth >= 5) return false;
2033
2034   // By default, all matched instructions stay in place.
2035   if (MovedAway)
2036     *MovedAway = false;
2037
2038   switch (Opcode) {
2039   case Instruction::PtrToInt:
2040     // PtrToInt is always a noop, as we know that the int type is pointer sized.
2041     return MatchAddr(AddrInst->getOperand(0), Depth);
2042   case Instruction::IntToPtr:
2043     // This inttoptr is a no-op if the integer type is pointer sized.
2044     if (TLI.getValueType(AddrInst->getOperand(0)->getType()) ==
2045         TLI.getPointerTy(AddrInst->getType()->getPointerAddressSpace()))
2046       return MatchAddr(AddrInst->getOperand(0), Depth);
2047     return false;
2048   case Instruction::BitCast:
2049   case Instruction::AddrSpaceCast:
2050     // BitCast is always a noop, and we can handle it as long as it is
2051     // int->int or pointer->pointer (we don't want int<->fp or something).
2052     if ((AddrInst->getOperand(0)->getType()->isPointerTy() ||
2053          AddrInst->getOperand(0)->getType()->isIntegerTy()) &&
2054         // Don't touch identity bitcasts.  These were probably put here by LSR,
2055         // and we don't want to mess around with them.  Assume it knows what it
2056         // is doing.
2057         AddrInst->getOperand(0)->getType() != AddrInst->getType())
2058       return MatchAddr(AddrInst->getOperand(0), Depth);
2059     return false;
2060   case Instruction::Add: {
2061     // Check to see if we can merge in the RHS then the LHS.  If so, we win.
2062     ExtAddrMode BackupAddrMode = AddrMode;
2063     unsigned OldSize = AddrModeInsts.size();
2064     // Start a transaction at this point.
2065     // The LHS may match but not the RHS.
2066     // Therefore, we need a higher level restoration point to undo partially
2067     // matched operation.
2068     TypePromotionTransaction::ConstRestorationPt LastKnownGood =
2069         TPT.getRestorationPoint();
2070
2071     if (MatchAddr(AddrInst->getOperand(1), Depth+1) &&
2072         MatchAddr(AddrInst->getOperand(0), Depth+1))
2073       return true;
2074
2075     // Restore the old addr mode info.
2076     AddrMode = BackupAddrMode;
2077     AddrModeInsts.resize(OldSize);
2078     TPT.rollback(LastKnownGood);
2079
2080     // Otherwise this was over-aggressive.  Try merging in the LHS then the RHS.
2081     if (MatchAddr(AddrInst->getOperand(0), Depth+1) &&
2082         MatchAddr(AddrInst->getOperand(1), Depth+1))
2083       return true;
2084
2085     // Otherwise we definitely can't merge the ADD in.
2086     AddrMode = BackupAddrMode;
2087     AddrModeInsts.resize(OldSize);
2088     TPT.rollback(LastKnownGood);
2089     break;
2090   }
2091   //case Instruction::Or:
2092   // TODO: We can handle "Or Val, Imm" iff this OR is equivalent to an ADD.
2093   //break;
2094   case Instruction::Mul:
2095   case Instruction::Shl: {
2096     // Can only handle X*C and X << C.
2097     ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(AddrInst->getOperand(1));
2098     if (!RHS)
2099       return false;
2100     int64_t Scale = RHS->getSExtValue();
2101     if (Opcode == Instruction::Shl)
2102       Scale = 1LL << Scale;
2103
2104     return MatchScaledValue(AddrInst->getOperand(0), Scale, Depth);
2105   }
2106   case Instruction::GetElementPtr: {
2107     // Scan the GEP.  We check it if it contains constant offsets and at most
2108     // one variable offset.
2109     int VariableOperand = -1;
2110     unsigned VariableScale = 0;
2111
2112     int64_t ConstantOffset = 0;
2113     const DataLayout *TD = TLI.getDataLayout();
2114     gep_type_iterator GTI = gep_type_begin(AddrInst);
2115     for (unsigned i = 1, e = AddrInst->getNumOperands(); i != e; ++i, ++GTI) {
2116       if (StructType *STy = dyn_cast<StructType>(*GTI)) {
2117         const StructLayout *SL = TD->getStructLayout(STy);
2118         unsigned Idx =
2119           cast<ConstantInt>(AddrInst->getOperand(i))->getZExtValue();
2120         ConstantOffset += SL->getElementOffset(Idx);
2121       } else {
2122         uint64_t TypeSize = TD->getTypeAllocSize(GTI.getIndexedType());
2123         if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(AddrInst->getOperand(i))) {
2124           ConstantOffset += CI->getSExtValue()*TypeSize;
2125         } else if (TypeSize) {  // Scales of zero don't do anything.
2126           // We only allow one variable index at the moment.
2127           if (VariableOperand != -1)
2128             return false;
2129
2130           // Remember the variable index.
2131           VariableOperand = i;
2132           VariableScale = TypeSize;
2133         }
2134       }
2135     }
2136
2137     // A common case is for the GEP to only do a constant offset.  In this case,
2138     // just add it to the disp field and check validity.
2139     if (VariableOperand == -1) {
2140       AddrMode.BaseOffs += ConstantOffset;
2141       if (ConstantOffset == 0 || TLI.isLegalAddressingMode(AddrMode, AccessTy)){
2142         // Check to see if we can fold the base pointer in too.
2143         if (MatchAddr(AddrInst->getOperand(0), Depth+1))
2144           return true;
2145       }
2146       AddrMode.BaseOffs -= ConstantOffset;
2147       return false;
2148     }
2149
2150     // Save the valid addressing mode in case we can't match.
2151     ExtAddrMode BackupAddrMode = AddrMode;
2152     unsigned OldSize = AddrModeInsts.size();
2153
2154     // See if the scale and offset amount is valid for this target.
2155     AddrMode.BaseOffs += ConstantOffset;
2156
2157     // Match the base operand of the GEP.
2158     if (!MatchAddr(AddrInst->getOperand(0), Depth+1)) {
2159       // If it couldn't be matched, just stuff the value in a register.
2160       if (AddrMode.HasBaseReg) {
2161         AddrMode = BackupAddrMode;
2162         AddrModeInsts.resize(OldSize);
2163         return false;
2164       }
2165       AddrMode.HasBaseReg = true;
2166       AddrMode.BaseReg = AddrInst->getOperand(0);
2167     }
2168
2169     // Match the remaining variable portion of the GEP.
2170     if (!MatchScaledValue(AddrInst->getOperand(VariableOperand), VariableScale,
2171                           Depth)) {
2172       // If it couldn't be matched, try stuffing the base into a register
2173       // instead of matching it, and retrying the match of the scale.
2174       AddrMode = BackupAddrMode;
2175       AddrModeInsts.resize(OldSize);
2176       if (AddrMode.HasBaseReg)
2177         return false;
2178       AddrMode.HasBaseReg = true;
2179       AddrMode.BaseReg = AddrInst->getOperand(0);
2180       AddrMode.BaseOffs += ConstantOffset;
2181       if (!MatchScaledValue(AddrInst->getOperand(VariableOperand),
2182                             VariableScale, Depth)) {
2183         // If even that didn't work, bail.
2184         AddrMode = BackupAddrMode;
2185         AddrModeInsts.resize(OldSize);
2186         return false;
2187       }
2188     }
2189
2190     return true;
2191   }
2192   case Instruction::SExt: {
2193     Instruction *SExt = dyn_cast<Instruction>(AddrInst);
2194     if (!SExt)
2195       return false;
2196
2197     // Try to move this sext out of the way of the addressing mode.
2198     // Ask for a method for doing so.
2199     TypePromotionHelper::Action TPH = TypePromotionHelper::getAction(
2200         SExt, InsertedTruncs, TLI, PromotedInsts);
2201     if (!TPH)
2202       return false;
2203
2204     TypePromotionTransaction::ConstRestorationPt LastKnownGood =
2205         TPT.getRestorationPoint();
2206     unsigned CreatedInsts = 0;
2207     Value *PromotedOperand = TPH(SExt, TPT, PromotedInsts, CreatedInsts);
2208     // SExt has been moved away.
2209     // Thus either it will be rematched later in the recursive calls or it is
2210     // gone. Anyway, we must not fold it into the addressing mode at this point.
2211     // E.g.,
2212     // op = add opnd, 1
2213     // idx = sext op
2214     // addr = gep base, idx
2215     // is now:
2216     // promotedOpnd = sext opnd           <- no match here
2217     // op = promoted_add promotedOpnd, 1  <- match (later in recursive calls)
2218     // addr = gep base, op                <- match
2219     if (MovedAway)
2220       *MovedAway = true;
2221
2222     assert(PromotedOperand &&
2223            "TypePromotionHelper should have filtered out those cases");
2224
2225     ExtAddrMode BackupAddrMode = AddrMode;
2226     unsigned OldSize = AddrModeInsts.size();
2227
2228     if (!MatchAddr(PromotedOperand, Depth) ||
2229         !IsPromotionProfitable(AddrModeInsts.size(), OldSize + CreatedInsts,
2230                                PromotedOperand)) {
2231       AddrMode = BackupAddrMode;
2232       AddrModeInsts.resize(OldSize);
2233       DEBUG(dbgs() << "Sign extension does not pay off: rollback\n");
2234       TPT.rollback(LastKnownGood);
2235       return false;
2236     }
2237     return true;
2238   }
2239   }
2240   return false;
2241 }
2242
2243 /// MatchAddr - If we can, try to add the value of 'Addr' into the current
2244 /// addressing mode.  If Addr can't be added to AddrMode this returns false and
2245 /// leaves AddrMode unmodified.  This assumes that Addr is either a pointer type
2246 /// or intptr_t for the target.
2247 ///
2248 bool AddressingModeMatcher::MatchAddr(Value *Addr, unsigned Depth) {
2249   // Start a transaction at this point that we will rollback if the matching
2250   // fails.
2251   TypePromotionTransaction::ConstRestorationPt LastKnownGood =
2252       TPT.getRestorationPoint();
2253   if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Addr)) {
2254     // Fold in immediates if legal for the target.
2255     AddrMode.BaseOffs += CI->getSExtValue();
2256     if (TLI.isLegalAddressingMode(AddrMode, AccessTy))
2257       return true;
2258     AddrMode.BaseOffs -= CI->getSExtValue();
2259   } else if (GlobalValue *GV = dyn_cast<GlobalValue>(Addr)) {
2260     // If this is a global variable, try to fold it into the addressing mode.
2261     if (!AddrMode.BaseGV) {
2262       AddrMode.BaseGV = GV;
2263       if (TLI.isLegalAddressingMode(AddrMode, AccessTy))
2264         return true;
2265       AddrMode.BaseGV = nullptr;
2266     }
2267   } else if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(Addr)) {
2268     ExtAddrMode BackupAddrMode = AddrMode;
2269     unsigned OldSize = AddrModeInsts.size();
2270
2271     // Check to see if it is possible to fold this operation.
2272     bool MovedAway = false;
2273     if (MatchOperationAddr(I, I->getOpcode(), Depth, &MovedAway)) {
2274       // This instruction may have been move away. If so, there is nothing
2275       // to check here.
2276       if (MovedAway)
2277         return true;
2278       // Okay, it's possible to fold this.  Check to see if it is actually
2279       // *profitable* to do so.  We use a simple cost model to avoid increasing
2280       // register pressure too much.
2281       if (I->hasOneUse() ||
2282           IsProfitableToFoldIntoAddressingMode(I, BackupAddrMode, AddrMode)) {
2283         AddrModeInsts.push_back(I);
2284         return true;
2285       }
2286
2287       // It isn't profitable to do this, roll back.
2288       //cerr << "NOT FOLDING: " << *I;
2289       AddrMode = BackupAddrMode;
2290       AddrModeInsts.resize(OldSize);
2291       TPT.rollback(LastKnownGood);
2292     }
2293   } else if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(Addr)) {
2294     if (MatchOperationAddr(CE, CE->getOpcode(), Depth))
2295       return true;
2296     TPT.rollback(LastKnownGood);
2297   } else if (isa<ConstantPointerNull>(Addr)) {
2298     // Null pointer gets folded without affecting the addressing mode.
2299     return true;
2300   }
2301
2302   // Worse case, the target should support [reg] addressing modes. :)
2303   if (!AddrMode.HasBaseReg) {
2304     AddrMode.HasBaseReg = true;
2305     AddrMode.BaseReg = Addr;
2306     // Still check for legality in case the target supports [imm] but not [i+r].
2307     if (TLI.isLegalAddressingMode(AddrMode, AccessTy))
2308       return true;
2309     AddrMode.HasBaseReg = false;
2310     AddrMode.BaseReg = nullptr;
2311   }
2312
2313   // If the base register is already taken, see if we can do [r+r].
2314   if (AddrMode.Scale == 0) {
2315     AddrMode.Scale = 1;
2316     AddrMode.ScaledReg = Addr;
2317     if (TLI.isLegalAddressingMode(AddrMode, AccessTy))
2318       return true;
2319     AddrMode.Scale = 0;
2320     AddrMode.ScaledReg = nullptr;
2321   }
2322   // Couldn't match.
2323   TPT.rollback(LastKnownGood);
2324   return false;
2325 }
2326
2327 /// IsOperandAMemoryOperand - Check to see if all uses of OpVal by the specified
2328 /// inline asm call are due to memory operands.  If so, return true, otherwise
2329 /// return false.
2330 static bool IsOperandAMemoryOperand(CallInst *CI, InlineAsm *IA, Value *OpVal,
2331                                     const TargetLowering &TLI) {
2332   TargetLowering::AsmOperandInfoVector TargetConstraints = TLI.ParseConstraints(ImmutableCallSite(CI));
2333   for (unsigned i = 0, e = TargetConstraints.size(); i != e; ++i) {
2334     TargetLowering::AsmOperandInfo &OpInfo = TargetConstraints[i];
2335
2336     // Compute the constraint code and ConstraintType to use.
2337     TLI.ComputeConstraintToUse(OpInfo, SDValue());
2338
2339     // If this asm operand is our Value*, and if it isn't an indirect memory
2340     // operand, we can't fold it!
2341     if (OpInfo.CallOperandVal == OpVal &&
2342         (OpInfo.ConstraintType != TargetLowering::C_Memory ||
2343          !OpInfo.isIndirect))
2344       return false;
2345   }
2346
2347   return true;
2348 }
2349
2350 /// FindAllMemoryUses - Recursively walk all the uses of I until we find a
2351 /// memory use.  If we find an obviously non-foldable instruction, return true.
2352 /// Add the ultimately found memory instructions to MemoryUses.
2353 static bool FindAllMemoryUses(Instruction *I,
2354                 SmallVectorImpl<std::pair<Instruction*,unsigned> > &MemoryUses,
2355                               SmallPtrSetImpl<Instruction*> &ConsideredInsts,
2356                               const TargetLowering &TLI) {
2357   // If we already considered this instruction, we're done.
2358   if (!ConsideredInsts.insert(I))
2359     return false;
2360
2361   // If this is an obviously unfoldable instruction, bail out.
2362   if (!MightBeFoldableInst(I))
2363     return true;
2364
2365   // Loop over all the uses, recursively processing them.
2366   for (Use &U : I->uses()) {
2367     Instruction *UserI = cast<Instruction>(U.getUser());
2368
2369     if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(UserI)) {
2370       MemoryUses.push_back(std::make_pair(LI, U.getOperandNo()));
2371       continue;
2372     }
2373
2374     if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(UserI)) {
2375       unsigned opNo = U.getOperandNo();
2376       if (opNo == 0) return true; // Storing addr, not into addr.
2377       MemoryUses.push_back(std::make_pair(SI, opNo));
2378       continue;
2379     }
2380
2381     if (CallInst *CI = dyn_cast<CallInst>(UserI)) {
2382       InlineAsm *IA = dyn_cast<InlineAsm>(CI->getCalledValue());
2383       if (!IA) return true;
2384
2385       // If this is a memory operand, we're cool, otherwise bail out.
2386       if (!IsOperandAMemoryOperand(CI, IA, I, TLI))
2387         return true;
2388       continue;
2389     }
2390
2391     if (FindAllMemoryUses(UserI, MemoryUses, ConsideredInsts, TLI))
2392       return true;
2393   }
2394
2395   return false;
2396 }
2397
2398 /// ValueAlreadyLiveAtInst - Retrn true if Val is already known to be live at
2399 /// the use site that we're folding it into.  If so, there is no cost to
2400 /// include it in the addressing mode.  KnownLive1 and KnownLive2 are two values
2401 /// that we know are live at the instruction already.
2402 bool AddressingModeMatcher::ValueAlreadyLiveAtInst(Value *Val,Value *KnownLive1,
2403                                                    Value *KnownLive2) {
2404   // If Val is either of the known-live values, we know it is live!
2405   if (Val == nullptr || Val == KnownLive1 || Val == KnownLive2)
2406     return true;
2407
2408   // All values other than instructions and arguments (e.g. constants) are live.
2409   if (!isa<Instruction>(Val) && !isa<Argument>(Val)) return true;
2410
2411   // If Val is a constant sized alloca in the entry block, it is live, this is
2412   // true because it is just a reference to the stack/frame pointer, which is
2413   // live for the whole function.
2414   if (AllocaInst *AI = dyn_cast<AllocaInst>(Val))
2415     if (AI->isStaticAlloca())
2416       return true;
2417
2418   // Check to see if this value is already used in the memory instruction's
2419   // block.  If so, it's already live into the block at the very least, so we
2420   // can reasonably fold it.
2421   return Val->isUsedInBasicBlock(MemoryInst->getParent());
2422 }
2423
2424 /// IsProfitableToFoldIntoAddressingMode - It is possible for the addressing
2425 /// mode of the machine to fold the specified instruction into a load or store
2426 /// that ultimately uses it.  However, the specified instruction has multiple
2427 /// uses.  Given this, it may actually increase register pressure to fold it
2428 /// into the load.  For example, consider this code:
2429 ///
2430 ///     X = ...
2431 ///     Y = X+1
2432 ///     use(Y)   -> nonload/store
2433 ///     Z = Y+1
2434 ///     load Z
2435 ///
2436 /// In this case, Y has multiple uses, and can be folded into the load of Z
2437 /// (yielding load [X+2]).  However, doing this will cause both "X" and "X+1" to
2438 /// be live at the use(Y) line.  If we don't fold Y into load Z, we use one
2439 /// fewer register.  Since Y can't be folded into "use(Y)" we don't increase the
2440 /// number of computations either.
2441 ///
2442 /// Note that this (like most of CodeGenPrepare) is just a rough heuristic.  If
2443 /// X was live across 'load Z' for other reasons, we actually *would* want to
2444 /// fold the addressing mode in the Z case.  This would make Y die earlier.
2445 bool AddressingModeMatcher::
2446 IsProfitableToFoldIntoAddressingMode(Instruction *I, ExtAddrMode &AMBefore,
2447                                      ExtAddrMode &AMAfter) {
2448   if (IgnoreProfitability) return true;
2449
2450   // AMBefore is the addressing mode before this instruction was folded into it,
2451   // and AMAfter is the addressing mode after the instruction was folded.  Get
2452   // the set of registers referenced by AMAfter and subtract out those
2453   // referenced by AMBefore: this is the set of values which folding in this
2454   // address extends the lifetime of.
2455   //
2456   // Note that there are only two potential values being referenced here,
2457   // BaseReg and ScaleReg (global addresses are always available, as are any
2458   // folded immediates).
2459   Value *BaseReg = AMAfter.BaseReg, *ScaledReg = AMAfter.ScaledReg;
2460
2461   // If the BaseReg or ScaledReg was referenced by the previous addrmode, their
2462   // lifetime wasn't extended by adding this instruction.
2463   if (ValueAlreadyLiveAtInst(BaseReg, AMBefore.BaseReg, AMBefore.ScaledReg))
2464     BaseReg = nullptr;
2465   if (ValueAlreadyLiveAtInst(ScaledReg, AMBefore.BaseReg, AMBefore.ScaledReg))
2466     ScaledReg = nullptr;
2467
2468   // If folding this instruction (and it's subexprs) didn't extend any live
2469   // ranges, we're ok with it.
2470   if (!BaseReg && !ScaledReg)
2471     return true;
2472
2473   // If all uses of this instruction are ultimately load/store/inlineasm's,
2474   // check to see if their addressing modes will include this instruction.  If
2475   // so, we can fold it into all uses, so it doesn't matter if it has multiple
2476   // uses.
2477   SmallVector<std::pair<Instruction*,unsigned>, 16> MemoryUses;
2478   SmallPtrSet<Instruction*, 16> ConsideredInsts;
2479   if (FindAllMemoryUses(I, MemoryUses, ConsideredInsts, TLI))
2480     return false;  // Has a non-memory, non-foldable use!
2481
2482   // Now that we know that all uses of this instruction are part of a chain of
2483   // computation involving only operations that could theoretically be folded
2484   // into a memory use, loop over each of these uses and see if they could
2485   // *actually* fold the instruction.
2486   SmallVector<Instruction*, 32> MatchedAddrModeInsts;
2487   for (unsigned i = 0, e = MemoryUses.size(); i != e; ++i) {
2488     Instruction *User = MemoryUses[i].first;
2489     unsigned OpNo = MemoryUses[i].second;
2490
2491     // Get the access type of this use.  If the use isn't a pointer, we don't
2492     // know what it accesses.
2493     Value *Address = User->getOperand(OpNo);
2494     if (!Address->getType()->isPointerTy())
2495       return false;
2496     Type *AddressAccessTy = Address->getType()->getPointerElementType();
2497
2498     // Do a match against the root of this address, ignoring profitability. This
2499     // will tell us if the addressing mode for the memory operation will
2500     // *actually* cover the shared instruction.
2501     ExtAddrMode Result;
2502     TypePromotionTransaction::ConstRestorationPt LastKnownGood =
2503         TPT.getRestorationPoint();
2504     AddressingModeMatcher Matcher(MatchedAddrModeInsts, TLI, AddressAccessTy,
2505                                   MemoryInst, Result, InsertedTruncs,
2506                                   PromotedInsts, TPT);
2507     Matcher.IgnoreProfitability = true;
2508     bool Success = Matcher.MatchAddr(Address, 0);
2509     (void)Success; assert(Success && "Couldn't select *anything*?");
2510
2511     // The match was to check the profitability, the changes made are not
2512     // part of the original matcher. Therefore, they should be dropped
2513     // otherwise the original matcher will not present the right state.
2514     TPT.rollback(LastKnownGood);
2515
2516     // If the match didn't cover I, then it won't be shared by it.
2517     if (std::find(MatchedAddrModeInsts.begin(), MatchedAddrModeInsts.end(),
2518                   I) == MatchedAddrModeInsts.end())
2519       return false;
2520
2521     MatchedAddrModeInsts.clear();
2522   }
2523
2524   return true;
2525 }
2526
2527 } // end anonymous namespace
2528
2529 /// IsNonLocalValue - Return true if the specified values are defined in a
2530 /// different basic block than BB.
2531 static bool IsNonLocalValue(Value *V, BasicBlock *BB) {
2532   if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V))
2533     return I->getParent() != BB;
2534   return false;
2535 }
2536
2537 /// OptimizeMemoryInst - Load and Store Instructions often have
2538 /// addressing modes that can do significant amounts of computation.  As such,
2539 /// instruction selection will try to get the load or store to do as much
2540 /// computation as possible for the program.  The problem is that isel can only
2541 /// see within a single block.  As such, we sink as much legal addressing mode
2542 /// stuff into the block as possible.
2543 ///
2544 /// This method is used to optimize both load/store and inline asms with memory
2545 /// operands.
2546 bool CodeGenPrepare::OptimizeMemoryInst(Instruction *MemoryInst, Value *Addr,
2547                                         Type *AccessTy) {
2548   Value *Repl = Addr;
2549
2550   // Try to collapse single-value PHI nodes.  This is necessary to undo
2551   // unprofitable PRE transformations.
2552   SmallVector<Value*, 8> worklist;
2553   SmallPtrSet<Value*, 16> Visited;
2554   worklist.push_back(Addr);
2555
2556   // Use a worklist to iteratively look through PHI nodes, and ensure that
2557   // the addressing mode obtained from the non-PHI roots of the graph
2558   // are equivalent.
2559   Value *Consensus = nullptr;
2560   unsigned NumUsesConsensus = 0;
2561   bool IsNumUsesConsensusValid = false;
2562   SmallVector<Instruction*, 16> AddrModeInsts;
2563   ExtAddrMode AddrMode;
2564   TypePromotionTransaction TPT;
2565   TypePromotionTransaction::ConstRestorationPt LastKnownGood =
2566       TPT.getRestorationPoint();
2567   while (!worklist.empty()) {
2568     Value *V = worklist.back();
2569     worklist.pop_back();
2570
2571     // Break use-def graph loops.
2572     if (!Visited.insert(V)) {
2573       Consensus = nullptr;
2574       break;
2575     }
2576
2577     // For a PHI node, push all of its incoming values.
2578     if (PHINode *P = dyn_cast<PHINode>(V)) {
2579       for (unsigned i = 0, e = P->getNumIncomingValues(); i != e; ++i)
2580         worklist.push_back(P->getIncomingValue(i));
2581       continue;
2582     }
2583
2584     // For non-PHIs, determine the addressing mode being computed.
2585     SmallVector<Instruction*, 16> NewAddrModeInsts;
2586     ExtAddrMode NewAddrMode = AddressingModeMatcher::Match(
2587         V, AccessTy, MemoryInst, NewAddrModeInsts, *TLI, InsertedTruncsSet,
2588         PromotedInsts, TPT);
2589
2590     // This check is broken into two cases with very similar code to avoid using
2591     // getNumUses() as much as possible. Some values have a lot of uses, so
2592     // calling getNumUses() unconditionally caused a significant compile-time
2593     // regression.
2594     if (!Consensus) {
2595       Consensus = V;
2596       AddrMode = NewAddrMode;
2597       AddrModeInsts = NewAddrModeInsts;
2598       continue;
2599     } else if (NewAddrMode == AddrMode) {
2600       if (!IsNumUsesConsensusValid) {
2601         NumUsesConsensus = Consensus->getNumUses();
2602         IsNumUsesConsensusValid = true;
2603       }
2604
2605       // Ensure that the obtained addressing mode is equivalent to that obtained
2606       // for all other roots of the PHI traversal.  Also, when choosing one
2607       // such root as representative, select the one with the most uses in order
2608       // to keep the cost modeling heuristics in AddressingModeMatcher
2609       // applicable.
2610       unsigned NumUses = V->getNumUses();
2611       if (NumUses > NumUsesConsensus) {
2612         Consensus = V;
2613         NumUsesConsensus = NumUses;
2614         AddrModeInsts = NewAddrModeInsts;
2615       }
2616       continue;
2617     }
2618
2619     Consensus = nullptr;
2620     break;
2621   }
2622
2623   // If the addressing mode couldn't be determined, or if multiple different
2624   // ones were determined, bail out now.
2625   if (!Consensus) {
2626     TPT.rollback(LastKnownGood);
2627     return false;
2628   }
2629   TPT.commit();
2630
2631   // Check to see if any of the instructions supersumed by this addr mode are
2632   // non-local to I's BB.
2633   bool AnyNonLocal = false;
2634   for (unsigned i = 0, e = AddrModeInsts.size(); i != e; ++i) {
2635     if (IsNonLocalValue(AddrModeInsts[i], MemoryInst->getParent())) {
2636       AnyNonLocal = true;
2637       break;
2638     }
2639   }
2640
2641   // If all the instructions matched are already in this BB, don't do anything.
2642   if (!AnyNonLocal) {
2643     DEBUG(dbgs() << "CGP: Found      local addrmode: " << AddrMode << "\n");
2644     return false;
2645   }
2646
2647   // Insert this computation right after this user.  Since our caller is
2648   // scanning from the top of the BB to the bottom, reuse of the expr are
2649   // guaranteed to happen later.
2650   IRBuilder<> Builder(MemoryInst);
2651
2652   // Now that we determined the addressing expression we want to use and know
2653   // that we have to sink it into this block.  Check to see if we have already
2654   // done this for some other load/store instr in this block.  If so, reuse the
2655   // computation.
2656   Value *&SunkAddr = SunkAddrs[Addr];
2657   if (SunkAddr) {
2658     DEBUG(dbgs() << "CGP: Reusing nonlocal addrmode: " << AddrMode << " for "
2659                  << *MemoryInst << "\n");
2660     if (SunkAddr->getType() != Addr->getType())
2661       SunkAddr = Builder.CreateBitCast(SunkAddr, Addr->getType());
2662   } else if (AddrSinkUsingGEPs || (!AddrSinkUsingGEPs.getNumOccurrences() &&
2663                TM && TM->getSubtarget<TargetSubtargetInfo>().useAA())) {
2664     // By default, we use the GEP-based method when AA is used later. This
2665     // prevents new inttoptr/ptrtoint pairs from degrading AA capabilities.
2666     DEBUG(dbgs() << "CGP: SINKING nonlocal addrmode: " << AddrMode << " for "
2667                  << *MemoryInst << "\n");
2668     Type *IntPtrTy = TLI->getDataLayout()->getIntPtrType(Addr->getType());
2669     Value *ResultPtr = nullptr, *ResultIndex = nullptr;
2670
2671     // First, find the pointer.
2672     if (AddrMode.BaseReg && AddrMode.BaseReg->getType()->isPointerTy()) {
2673       ResultPtr = AddrMode.BaseReg;
2674       AddrMode.BaseReg = nullptr;
2675     }
2676
2677     if (AddrMode.Scale && AddrMode.ScaledReg->getType()->isPointerTy()) {
2678       // We can't add more than one pointer together, nor can we scale a
2679       // pointer (both of which seem meaningless).
2680       if (ResultPtr || AddrMode.Scale != 1)
2681         return false;
2682
2683       ResultPtr = AddrMode.ScaledReg;
2684       AddrMode.Scale = 0;
2685     }
2686
2687     if (AddrMode.BaseGV) {
2688       if (ResultPtr)
2689         return false;
2690
2691       ResultPtr = AddrMode.BaseGV;
2692     }
2693
2694     // If the real base value actually came from an inttoptr, then the matcher
2695     // will look through it and provide only the integer value. In that case,
2696     // use it here.
2697     if (!ResultPtr && AddrMode.BaseReg) {
2698       ResultPtr =
2699         Builder.CreateIntToPtr(AddrMode.BaseReg, Addr->getType(), "sunkaddr");
2700       AddrMode.BaseReg = nullptr;
2701     } else if (!ResultPtr && AddrMode.Scale == 1) {
2702       ResultPtr =
2703         Builder.CreateIntToPtr(AddrMode.ScaledReg, Addr->getType(), "sunkaddr");
2704       AddrMode.Scale = 0;
2705     }
2706
2707     if (!ResultPtr &&
2708         !AddrMode.BaseReg && !AddrMode.Scale && !AddrMode.BaseOffs) {
2709       SunkAddr = Constant::getNullValue(Addr->getType());
2710     } else if (!ResultPtr) {
2711       return false;
2712     } else {
2713       Type *I8PtrTy =
2714         Builder.getInt8PtrTy(Addr->getType()->getPointerAddressSpace());
2715
2716       // Start with the base register. Do this first so that subsequent address
2717       // matching finds it last, which will prevent it from trying to match it
2718       // as the scaled value in case it happens to be a mul. That would be
2719       // problematic if we've sunk a different mul for the scale, because then
2720       // we'd end up sinking both muls.
2721       if (AddrMode.BaseReg) {
2722         Value *V = AddrMode.BaseReg;
2723         if (V->getType() != IntPtrTy)
2724           V = Builder.CreateIntCast(V, IntPtrTy, /*isSigned=*/true, "sunkaddr");
2725
2726         ResultIndex = V;
2727       }
2728
2729       // Add the scale value.
2730       if (AddrMode.Scale) {
2731         Value *V = AddrMode.ScaledReg;
2732         if (V->getType() == IntPtrTy) {
2733           // done.
2734         } else if (cast<IntegerType>(IntPtrTy)->getBitWidth() <
2735                    cast<IntegerType>(V->getType())->getBitWidth()) {
2736           V = Builder.CreateTrunc(V, IntPtrTy, "sunkaddr");
2737         } else {
2738           // It is only safe to sign extend the BaseReg if we know that the math
2739           // required to create it did not overflow before we extend it. Since
2740           // the original IR value was tossed in favor of a constant back when
2741           // the AddrMode was created we need to bail out gracefully if widths
2742           // do not match instead of extending it.
2743           Instruction *I = dyn_cast_or_null<Instruction>(ResultIndex);
2744           if (I && (ResultIndex != AddrMode.BaseReg))
2745             I->eraseFromParent();
2746           return false;
2747         }
2748
2749         if (AddrMode.Scale != 1)
2750           V = Builder.CreateMul(V, ConstantInt::get(IntPtrTy, AddrMode.Scale),
2751                                 "sunkaddr");
2752         if (ResultIndex)
2753           ResultIndex = Builder.CreateAdd(ResultIndex, V, "sunkaddr");
2754         else
2755           ResultIndex = V;
2756       }
2757
2758       // Add in the Base Offset if present.
2759       if (AddrMode.BaseOffs) {
2760         Value *V = ConstantInt::get(IntPtrTy, AddrMode.BaseOffs);
2761         if (ResultIndex) {
2762           // We need to add this separately from the scale above to help with
2763           // SDAG consecutive load/store merging.
2764           if (ResultPtr->getType() != I8PtrTy)
2765             ResultPtr = Builder.CreateBitCast(ResultPtr, I8PtrTy);
2766           ResultPtr = Builder.CreateGEP(ResultPtr, ResultIndex, "sunkaddr");
2767         }
2768
2769         ResultIndex = V;
2770       }
2771
2772       if (!ResultIndex) {
2773         SunkAddr = ResultPtr;
2774       } else {
2775         if (ResultPtr->getType() != I8PtrTy)
2776           ResultPtr = Builder.CreateBitCast(ResultPtr, I8PtrTy);
2777         SunkAddr = Builder.CreateGEP(ResultPtr, ResultIndex, "sunkaddr");
2778       }
2779
2780       if (SunkAddr->getType() != Addr->getType())
2781         SunkAddr = Builder.CreateBitCast(SunkAddr, Addr->getType());
2782     }
2783   } else {
2784     DEBUG(dbgs() << "CGP: SINKING nonlocal addrmode: " << AddrMode << " for "
2785                  << *MemoryInst << "\n");
2786     Type *IntPtrTy = TLI->getDataLayout()->getIntPtrType(Addr->getType());
2787     Value *Result = nullptr;
2788
2789     // Start with the base register. Do this first so that subsequent address
2790     // matching finds it last, which will prevent it from trying to match it
2791     // as the scaled value in case it happens to be a mul. That would be
2792     // problematic if we've sunk a different mul for the scale, because then
2793     // we'd end up sinking both muls.
2794     if (AddrMode.BaseReg) {
2795       Value *V = AddrMode.BaseReg;
2796       if (V->getType()->isPointerTy())
2797         V = Builder.CreatePtrToInt(V, IntPtrTy, "sunkaddr");
2798       if (V->getType() != IntPtrTy)
2799         V = Builder.CreateIntCast(V, IntPtrTy, /*isSigned=*/true, "sunkaddr");
2800       Result = V;
2801     }
2802
2803     // Add the scale value.
2804     if (AddrMode.Scale) {
2805       Value *V = AddrMode.ScaledReg;
2806       if (V->getType() == IntPtrTy) {
2807         // done.
2808       } else if (V->getType()->isPointerTy()) {
2809         V = Builder.CreatePtrToInt(V, IntPtrTy, "sunkaddr");
2810       } else if (cast<IntegerType>(IntPtrTy)->getBitWidth() <
2811                  cast<IntegerType>(V->getType())->getBitWidth()) {
2812         V = Builder.CreateTrunc(V, IntPtrTy, "sunkaddr");
2813       } else {
2814         // It is only safe to sign extend the BaseReg if we know that the math
2815         // required to create it did not overflow before we extend it. Since
2816         // the original IR value was tossed in favor of a constant back when
2817         // the AddrMode was created we need to bail out gracefully if widths
2818         // do not match instead of extending it.
2819         Instruction *I = dyn_cast_or_null<Instruction>(Result);
2820         if (I && (Result != AddrMode.BaseReg))
2821           I->eraseFromParent();
2822         return false;
2823       }
2824       if (AddrMode.Scale != 1)
2825         V = Builder.CreateMul(V, ConstantInt::get(IntPtrTy, AddrMode.Scale),
2826                               "sunkaddr");
2827       if (Result)
2828         Result = Builder.CreateAdd(Result, V, "sunkaddr");
2829       else
2830         Result = V;
2831     }
2832
2833     // Add in the BaseGV if present.
2834     if (AddrMode.BaseGV) {
2835       Value *V = Builder.CreatePtrToInt(AddrMode.BaseGV, IntPtrTy, "sunkaddr");
2836       if (Result)
2837         Result = Builder.CreateAdd(Result, V, "sunkaddr");
2838       else
2839         Result = V;
2840     }
2841
2842     // Add in the Base Offset if present.
2843     if (AddrMode.BaseOffs) {
2844       Value *V = ConstantInt::get(IntPtrTy, AddrMode.BaseOffs);
2845       if (Result)
2846         Result = Builder.CreateAdd(Result, V, "sunkaddr");
2847       else
2848         Result = V;
2849     }
2850
2851     if (!Result)
2852       SunkAddr = Constant::getNullValue(Addr->getType());
2853     else
2854       SunkAddr = Builder.CreateIntToPtr(Result, Addr->getType(), "sunkaddr");
2855   }
2856
2857   MemoryInst->replaceUsesOfWith(Repl, SunkAddr);
2858
2859   // If we have no uses, recursively delete the value and all dead instructions
2860   // using it.
2861   if (Repl->use_empty()) {
2862     // This can cause recursive deletion, which can invalidate our iterator.
2863     // Use a WeakVH to hold onto it in case this happens.
2864     WeakVH IterHandle(CurInstIterator);
2865     BasicBlock *BB = CurInstIterator->getParent();
2866
2867     RecursivelyDeleteTriviallyDeadInstructions(Repl, TLInfo);
2868
2869     if (IterHandle != CurInstIterator) {
2870       // If the iterator instruction was recursively deleted, start over at the
2871       // start of the block.
2872       CurInstIterator = BB->begin();
2873       SunkAddrs.clear();
2874     }
2875   }
2876   ++NumMemoryInsts;
2877   return true;
2878 }
2879
2880 /// OptimizeInlineAsmInst - If there are any memory operands, use
2881 /// OptimizeMemoryInst to sink their address computing into the block when
2882 /// possible / profitable.
2883 bool CodeGenPrepare::OptimizeInlineAsmInst(CallInst *CS) {
2884   bool MadeChange = false;
2885
2886   TargetLowering::AsmOperandInfoVector
2887     TargetConstraints = TLI->ParseConstraints(CS);
2888   unsigned ArgNo = 0;
2889   for (unsigned i = 0, e = TargetConstraints.size(); i != e; ++i) {
2890     TargetLowering::AsmOperandInfo &OpInfo = TargetConstraints[i];
2891
2892     // Compute the constraint code and ConstraintType to use.
2893     TLI->ComputeConstraintToUse(OpInfo, SDValue());
2894
2895     if (OpInfo.ConstraintType == TargetLowering::C_Memory &&
2896         OpInfo.isIndirect) {
2897       Value *OpVal = CS->getArgOperand(ArgNo++);
2898       MadeChange |= OptimizeMemoryInst(CS, OpVal, OpVal->getType());
2899     } else if (OpInfo.Type == InlineAsm::isInput)
2900       ArgNo++;
2901   }
2902
2903   return MadeChange;
2904 }
2905
2906 /// MoveExtToFormExtLoad - Move a zext or sext fed by a load into the same
2907 /// basic block as the load, unless conditions are unfavorable. This allows
2908 /// SelectionDAG to fold the extend into the load.
2909 ///
2910 bool CodeGenPrepare::MoveExtToFormExtLoad(Instruction *I) {
2911   // Look for a load being extended.
2912   LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(I->getOperand(0));
2913   if (!LI) return false;
2914
2915   // If they're already in the same block, there's nothing to do.
2916   if (LI->getParent() == I->getParent())
2917     return false;
2918
2919   // If the load has other users and the truncate is not free, this probably
2920   // isn't worthwhile.
2921   if (!LI->hasOneUse() &&
2922       TLI && (TLI->isTypeLegal(TLI->getValueType(LI->getType())) ||
2923               !TLI->isTypeLegal(TLI->getValueType(I->getType()))) &&
2924       !TLI->isTruncateFree(I->getType(), LI->getType()))
2925     return false;
2926
2927   // Check whether the target supports casts folded into loads.
2928   unsigned LType;
2929   if (isa<ZExtInst>(I))
2930     LType = ISD::ZEXTLOAD;
2931   else {
2932     assert(isa<SExtInst>(I) && "Unexpected ext type!");
2933     LType = ISD::SEXTLOAD;
2934   }
2935   if (TLI && !TLI->isLoadExtLegal(LType, TLI->getValueType(LI->getType())))
2936     return false;
2937
2938   // Move the extend into the same block as the load, so that SelectionDAG
2939   // can fold it.
2940   I->removeFromParent();
2941   I->insertAfter(LI);
2942   ++NumExtsMoved;
2943   return true;
2944 }
2945
2946 bool CodeGenPrepare::OptimizeExtUses(Instruction *I) {
2947   BasicBlock *DefBB = I->getParent();
2948
2949   // If the result of a {s|z}ext and its source are both live out, rewrite all
2950   // other uses of the source with result of extension.
2951   Value *Src = I->getOperand(0);
2952   if (Src->hasOneUse())
2953     return false;
2954
2955   // Only do this xform if truncating is free.
2956   if (TLI && !TLI->isTruncateFree(I->getType(), Src->getType()))
2957     return false;
2958
2959   // Only safe to perform the optimization if the source is also defined in
2960   // this block.
2961   if (!isa<Instruction>(Src) || DefBB != cast<Instruction>(Src)->getParent())
2962     return false;
2963
2964   bool DefIsLiveOut = false;
2965   for (User *U : I->users()) {
2966     Instruction *UI = cast<Instruction>(U);
2967
2968     // Figure out which BB this ext is used in.
2969     BasicBlock *UserBB = UI->getParent();
2970     if (UserBB == DefBB) continue;
2971     DefIsLiveOut = true;
2972     break;
2973   }
2974   if (!DefIsLiveOut)
2975     return false;
2976
2977   // Make sure none of the uses are PHI nodes.
2978   for (User *U : Src->users()) {
2979     Instruction *UI = cast<Instruction>(U);
2980     BasicBlock *UserBB = UI->getParent();
2981     if (UserBB == DefBB) continue;
2982     // Be conservative. We don't want this xform to end up introducing
2983     // reloads just before load / store instructions.
2984     if (isa<PHINode>(UI) || isa<LoadInst>(UI) || isa<StoreInst>(UI))
2985       return false;
2986   }
2987
2988   // InsertedTruncs - Only insert one trunc in each block once.
2989   DenseMap<BasicBlock*, Instruction*> InsertedTruncs;
2990
2991   bool MadeChange = false;
2992   for (Use &U : Src->uses()) {
2993     Instruction *User = cast<Instruction>(U.getUser());
2994
2995     // Figure out which BB this ext is used in.
2996     BasicBlock *UserBB = User->getParent();
2997     if (UserBB == DefBB) continue;
2998
2999     // Both src and def are live in this block. Rewrite the use.
3000     Instruction *&InsertedTrunc = InsertedTruncs[UserBB];
3001
3002     if (!InsertedTrunc) {
3003       BasicBlock::iterator InsertPt = UserBB->getFirstInsertionPt();
3004       InsertedTrunc = new TruncInst(I, Src->getType(), "", InsertPt);
3005       InsertedTruncsSet.insert(InsertedTrunc);
3006     }
3007
3008     // Replace a use of the {s|z}ext source with a use of the result.
3009     U = InsertedTrunc;
3010     ++NumExtUses;
3011     MadeChange = true;
3012   }
3013
3014   return MadeChange;
3015 }
3016
3017 /// isFormingBranchFromSelectProfitable - Returns true if a SelectInst should be
3018 /// turned into an explicit branch.
3019 static bool isFormingBranchFromSelectProfitable(SelectInst *SI) {
3020   // FIXME: This should use the same heuristics as IfConversion to determine
3021   // whether a select is better represented as a branch.  This requires that
3022   // branch probability metadata is preserved for the select, which is not the
3023   // case currently.
3024
3025   CmpInst *Cmp = dyn_cast<CmpInst>(SI->getCondition());
3026
3027   // If the branch is predicted right, an out of order CPU can avoid blocking on
3028   // the compare.  Emit cmovs on compares with a memory operand as branches to
3029   // avoid stalls on the load from memory.  If the compare has more than one use
3030   // there's probably another cmov or setcc around so it's not worth emitting a
3031   // branch.
3032   if (!Cmp)
3033     return false;
3034
3035   Value *CmpOp0 = Cmp->getOperand(0);
3036   Value *CmpOp1 = Cmp->getOperand(1);
3037
3038   // We check that the memory operand has one use to avoid uses of the loaded
3039   // value directly after the compare, making branches unprofitable.
3040   return Cmp->hasOneUse() &&
3041          ((isa<LoadInst>(CmpOp0) && CmpOp0->hasOneUse()) ||
3042           (isa<LoadInst>(CmpOp1) && CmpOp1->hasOneUse()));
3043 }
3044
3045
3046 /// If we have a SelectInst that will likely profit from branch prediction,
3047 /// turn it into a branch.
3048 bool CodeGenPrepare::OptimizeSelectInst(SelectInst *SI) {
3049   bool VectorCond = !SI->getCondition()->getType()->isIntegerTy(1);
3050
3051   // Can we convert the 'select' to CF ?
3052   if (DisableSelectToBranch || OptSize || !TLI || VectorCond)
3053     return false;
3054
3055   TargetLowering::SelectSupportKind SelectKind;
3056   if (VectorCond)
3057     SelectKind = TargetLowering::VectorMaskSelect;
3058   else if (SI->getType()->isVectorTy())
3059     SelectKind = TargetLowering::ScalarCondVectorVal;
3060   else
3061     SelectKind = TargetLowering::ScalarValSelect;
3062
3063   // Do we have efficient codegen support for this kind of 'selects' ?
3064   if (TLI->isSelectSupported(SelectKind)) {
3065     // We have efficient codegen support for the select instruction.
3066     // Check if it is profitable to keep this 'select'.
3067     if (!TLI->isPredictableSelectExpensive() ||
3068         !isFormingBranchFromSelectProfitable(SI))
3069       return false;
3070   }
3071
3072   ModifiedDT = true;
3073
3074   // First, we split the block containing the select into 2 blocks.
3075   BasicBlock *StartBlock = SI->getParent();
3076   BasicBlock::iterator SplitPt = ++(BasicBlock::iterator(SI));
3077   BasicBlock *NextBlock = StartBlock->splitBasicBlock(SplitPt, "select.end");
3078
3079   // Create a new block serving as the landing pad for the branch.
3080   BasicBlock *SmallBlock = BasicBlock::Create(SI->getContext(), "select.mid",
3081                                              NextBlock->getParent(), NextBlock);
3082
3083   // Move the unconditional branch from the block with the select in it into our
3084   // landing pad block.
3085   StartBlock->getTerminator()->eraseFromParent();
3086   BranchInst::Create(NextBlock, SmallBlock);
3087
3088   // Insert the real conditional branch based on the original condition.
3089   BranchInst::Create(NextBlock, SmallBlock, SI->getCondition(), SI);
3090
3091   // The select itself is replaced with a PHI Node.
3092   PHINode *PN = PHINode::Create(SI->getType(), 2, "", NextBlock->begin());
3093   PN->takeName(SI);
3094   PN->addIncoming(SI->getTrueValue(), StartBlock);
3095   PN->addIncoming(SI->getFalseValue(), SmallBlock);
3096   SI->replaceAllUsesWith(PN);
3097   SI->eraseFromParent();
3098
3099   // Instruct OptimizeBlock to skip to the next block.
3100   CurInstIterator = StartBlock->end();
3101   ++NumSelectsExpanded;
3102   return true;
3103 }
3104
3105 static bool isBroadcastShuffle(ShuffleVectorInst *SVI) {
3106   SmallVector<int, 16> Mask(SVI->getShuffleMask());
3107   int SplatElem = -1;
3108   for (unsigned i = 0; i < Mask.size(); ++i) {
3109     if (SplatElem != -1 && Mask[i] != -1 && Mask[i] != SplatElem)
3110       return false;
3111     SplatElem = Mask[i];
3112   }
3113
3114   return true;
3115 }
3116
3117 /// Some targets have expensive vector shifts if the lanes aren't all the same
3118 /// (e.g. x86 only introduced "vpsllvd" and friends with AVX2). In these cases
3119 /// it's often worth sinking a shufflevector splat down to its use so that
3120 /// codegen can spot all lanes are identical.
3121 bool CodeGenPrepare::OptimizeShuffleVectorInst(ShuffleVectorInst *SVI) {
3122   BasicBlock *DefBB = SVI->getParent();
3123
3124   // Only do this xform if variable vector shifts are particularly expensive.
3125   if (!TLI || !TLI->isVectorShiftByScalarCheap(SVI->getType()))
3126     return false;
3127
3128   // We only expect better codegen by sinking a shuffle if we can recognise a
3129   // constant splat.
3130   if (!isBroadcastShuffle(SVI))
3131     return false;
3132
3133   // InsertedShuffles - Only insert a shuffle in each block once.
3134   DenseMap<BasicBlock*, Instruction*> InsertedShuffles;
3135
3136   bool MadeChange = false;
3137   for (User *U : SVI->users()) {
3138     Instruction *UI = cast<Instruction>(U);
3139
3140     // Figure out which BB this ext is used in.
3141     BasicBlock *UserBB = UI->getParent();
3142     if (UserBB == DefBB) continue;
3143
3144     // For now only apply this when the splat is used by a shift instruction.
3145     if (!UI->isShift()) continue;
3146
3147     // Everything checks out, sink the shuffle if the user's block doesn't
3148     // already have a copy.
3149     Instruction *&InsertedShuffle = InsertedShuffles[UserBB];
3150
3151     if (!InsertedShuffle) {
3152       BasicBlock::iterator InsertPt = UserBB->getFirstInsertionPt();
3153       InsertedShuffle = new ShuffleVectorInst(SVI->getOperand(0),
3154                                               SVI->getOperand(1),
3155                                               SVI->getOperand(2), "", InsertPt);
3156     }
3157
3158     UI->replaceUsesOfWith(SVI, InsertedShuffle);
3159     MadeChange = true;
3160   }
3161
3162   // If we removed all uses, nuke the shuffle.
3163   if (SVI->use_empty()) {
3164     SVI->eraseFromParent();
3165     MadeChange = true;
3166   }
3167
3168   return MadeChange;
3169 }
3170
3171 bool CodeGenPrepare::OptimizeInst(Instruction *I) {
3172   if (PHINode *P = dyn_cast<PHINode>(I)) {
3173     // It is possible for very late stage optimizations (such as SimplifyCFG)
3174     // to introduce PHI nodes too late to be cleaned up.  If we detect such a
3175     // trivial PHI, go ahead and zap it here.
3176     if (Value *V = SimplifyInstruction(P, TLI ? TLI->getDataLayout() : nullptr,
3177                                        TLInfo, DT)) {
3178       P->replaceAllUsesWith(V);
3179       P->eraseFromParent();
3180       ++NumPHIsElim;
3181       return true;
3182     }
3183     return false;
3184   }
3185
3186   if (CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(I)) {
3187     // If the source of the cast is a constant, then this should have
3188     // already been constant folded.  The only reason NOT to constant fold
3189     // it is if something (e.g. LSR) was careful to place the constant
3190     // evaluation in a block other than then one that uses it (e.g. to hoist
3191     // the address of globals out of a loop).  If this is the case, we don't
3192     // want to forward-subst the cast.
3193     if (isa<Constant>(CI->getOperand(0)))
3194       return false;
3195
3196     if (TLI && OptimizeNoopCopyExpression(CI, *TLI))
3197       return true;
3198
3199     if (isa<ZExtInst>(I) || isa<SExtInst>(I)) {
3200       /// Sink a zext or sext into its user blocks if the target type doesn't
3201       /// fit in one register
3202       if (TLI && TLI->getTypeAction(CI->getContext(),
3203                                     TLI->getValueType(CI->getType())) ==
3204                      TargetLowering::TypeExpandInteger) {
3205         return SinkCast(CI);
3206       } else {
3207         bool MadeChange = MoveExtToFormExtLoad(I);
3208         return MadeChange | OptimizeExtUses(I);
3209       }
3210     }
3211     return false;
3212   }
3213
3214   if (CmpInst *CI = dyn_cast<CmpInst>(I))
3215     if (!TLI || !TLI->hasMultipleConditionRegisters())
3216       return OptimizeCmpExpression(CI);
3217
3218   if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(I)) {
3219     if (TLI)
3220       return OptimizeMemoryInst(I, I->getOperand(0), LI->getType());
3221     return false;
3222   }
3223
3224   if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(I)) {
3225     if (TLI)
3226       return OptimizeMemoryInst(I, SI->getOperand(1),
3227                                 SI->getOperand(0)->getType());
3228     return false;
3229   }
3230
3231   BinaryOperator *BinOp = dyn_cast<BinaryOperator>(I);
3232
3233   if (BinOp && (BinOp->getOpcode() == Instruction::AShr ||
3234                 BinOp->getOpcode() == Instruction::LShr)) {
3235     ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(BinOp->getOperand(1));
3236     if (TLI && CI && TLI->hasExtractBitsInsn())
3237       return OptimizeExtractBits(BinOp, CI, *TLI);
3238
3239     return false;
3240   }
3241
3242   if (GetElementPtrInst *GEPI = dyn_cast<GetElementPtrInst>(I)) {
3243     if (GEPI->hasAllZeroIndices()) {
3244       /// The GEP operand must be a pointer, so must its result -> BitCast
3245       Instruction *NC = new BitCastInst(GEPI->getOperand(0), GEPI->getType(),
3246                                         GEPI->getName(), GEPI);
3247       GEPI->replaceAllUsesWith(NC);
3248       GEPI->eraseFromParent();
3249       ++NumGEPsElim;
3250       OptimizeInst(NC);
3251       return true;
3252     }
3253     return false;
3254   }
3255
3256   if (CallInst *CI = dyn_cast<CallInst>(I))
3257     return OptimizeCallInst(CI);
3258
3259   if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(I))
3260     return OptimizeSelectInst(SI);
3261
3262   if (ShuffleVectorInst *SVI = dyn_cast<ShuffleVectorInst>(I))
3263     return OptimizeShuffleVectorInst(SVI);
3264
3265   return false;
3266 }
3267
3268 // In this pass we look for GEP and cast instructions that are used
3269 // across basic blocks and rewrite them to improve basic-block-at-a-time
3270 // selection.
3271 bool CodeGenPrepare::OptimizeBlock(BasicBlock &BB) {
3272   SunkAddrs.clear();
3273   bool MadeChange = false;
3274
3275   CurInstIterator = BB.begin();
3276   while (CurInstIterator != BB.end())
3277     MadeChange |= OptimizeInst(CurInstIterator++);
3278
3279   MadeChange |= DupRetToEnableTailCallOpts(&BB);
3280
3281   return MadeChange;
3282 }
3283
3284 // llvm.dbg.value is far away from the value then iSel may not be able
3285 // handle it properly. iSel will drop llvm.dbg.value if it can not
3286 // find a node corresponding to the value.
3287 bool CodeGenPrepare::PlaceDbgValues(Function &F) {
3288   bool MadeChange = false;
3289   for (Function::iterator I = F.begin(), E = F.end(); I != E; ++I) {
3290     Instruction *PrevNonDbgInst = nullptr;
3291     for (BasicBlock::iterator BI = I->begin(), BE = I->end(); BI != BE;) {
3292       Instruction *Insn = BI; ++BI;
3293       DbgValueInst *DVI = dyn_cast<DbgValueInst>(Insn);
3294       // Leave dbg.values that refer to an alloca alone. These
3295       // instrinsics describe the address of a variable (= the alloca)
3296       // being taken.  They should not be moved next to the alloca
3297       // (and to the beginning of the scope), but rather stay close to
3298       // where said address is used.
3299       if (!DVI || (DVI->getValue() && isa<AllocaInst>(DVI->getValue()))) {
3300         PrevNonDbgInst = Insn;
3301         continue;
3302       }
3303
3304       Instruction *VI = dyn_cast_or_null<Instruction>(DVI->getValue());
3305       if (VI && VI != PrevNonDbgInst && !VI->isTerminator()) {
3306         DEBUG(dbgs() << "Moving Debug Value before :\n" << *DVI << ' ' << *VI);
3307         DVI->removeFromParent();
3308         if (isa<PHINode>(VI))
3309           DVI->insertBefore(VI->getParent()->getFirstInsertionPt());
3310         else
3311           DVI->insertAfter(VI);
3312         MadeChange = true;
3313         ++NumDbgValueMoved;
3314       }
3315     }
3316   }
3317   return MadeChange;
3318 }
3319
3320 // If there is a sequence that branches based on comparing a single bit
3321 // against zero that can be combined into a single instruction, and the
3322 // target supports folding these into a single instruction, sink the
3323 // mask and compare into the branch uses. Do this before OptimizeBlock ->
3324 // OptimizeInst -> OptimizeCmpExpression, which perturbs the pattern being
3325 // searched for.
3326 bool CodeGenPrepare::sinkAndCmp(Function &F) {
3327   if (!EnableAndCmpSinking)
3328     return false;
3329   if (!TLI || !TLI->isMaskAndBranchFoldingLegal())
3330     return false;
3331   bool MadeChange = false;
3332   for (Function::iterator I = F.begin(), E = F.end(); I != E; ) {
3333     BasicBlock *BB = I++;
3334
3335     // Does this BB end with the following?
3336     //   %andVal = and %val, #single-bit-set
3337     //   %icmpVal = icmp %andResult, 0
3338     //   br i1 %cmpVal label %dest1, label %dest2"
3339     BranchInst *Brcc = dyn_cast<BranchInst>(BB->getTerminator());
3340     if (!Brcc || !Brcc->isConditional())
3341       continue;
3342     ICmpInst *Cmp = dyn_cast<ICmpInst>(Brcc->getOperand(0));
3343     if (!Cmp || Cmp->getParent() != BB)
3344       continue;
3345     ConstantInt *Zero = dyn_cast<ConstantInt>(Cmp->getOperand(1));
3346     if (!Zero || !Zero->isZero())
3347       continue;
3348     Instruction *And = dyn_cast<Instruction>(Cmp->getOperand(0));
3349     if (!And || And->getOpcode() != Instruction::And || And->getParent() != BB)
3350       continue;
3351     ConstantInt* Mask = dyn_cast<ConstantInt>(And->getOperand(1));
3352     if (!Mask || !Mask->getUniqueInteger().isPowerOf2())
3353       continue;
3354     DEBUG(dbgs() << "found and; icmp ?,0; brcc\n"); DEBUG(BB->dump());
3355
3356     // Push the "and; icmp" for any users that are conditional branches.
3357     // Since there can only be one branch use per BB, we don't need to keep
3358     // track of which BBs we insert into.
3359     for (Value::use_iterator UI = Cmp->use_begin(), E = Cmp->use_end();
3360          UI != E; ) {
3361       Use &TheUse = *UI;
3362       // Find brcc use.
3363       BranchInst *BrccUser = dyn_cast<BranchInst>(*UI);
3364       ++UI;
3365       if (!BrccUser || !BrccUser->isConditional())
3366         continue;
3367       BasicBlock *UserBB = BrccUser->getParent();
3368       if (UserBB == BB) continue;
3369       DEBUG(dbgs() << "found Brcc use\n");
3370
3371       // Sink the "and; icmp" to use.
3372       MadeChange = true;
3373       BinaryOperator *NewAnd =
3374         BinaryOperator::CreateAnd(And->getOperand(0), And->getOperand(1), "",
3375                                   BrccUser);
3376       CmpInst *NewCmp =
3377         CmpInst::Create(Cmp->getOpcode(), Cmp->getPredicate(), NewAnd, Zero,
3378                         "", BrccUser);
3379       TheUse = NewCmp;
3380       ++NumAndCmpsMoved;
3381       DEBUG(BrccUser->getParent()->dump());
3382     }
3383   }
3384   return MadeChange;
3385 }