lib/Transforms/ExprTypeConvert.cpp

   1 //===- ExprTypeConvert.cpp - Code to change an LLVM Expr Type -------------===//
   2 //
   3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
   4 //
   5 // This file was developed by the LLVM research group and is distributed under
   6 // the University of Illinois Open Source License. See LICENSE.TXT for details.
   7 //
   8 //===----------------------------------------------------------------------===//
   9 //
  10 // This file implements the part of level raising that checks to see if it is
  11 // possible to coerce an entire expression tree into a different type.  If
  12 // convertible, other routines from this file will do the conversion.
  13 //
  14 //===----------------------------------------------------------------------===//
  15
  16 #include "TransformInternals.h"
  17 #include "llvm/iOther.h"
  18 #include "llvm/iPHINode.h"
  19 #include "llvm/iMemory.h"
  20 #include "llvm/ConstantHandling.h"
  21 #include "llvm/Analysis/Expressions.h"
  22 #include "Support/STLExtras.h"
  23 #include "Support/Debug.h"
  24 #include <algorithm>
  25 using namespace llvm;
  26
  27 static bool OperandConvertibleToType(User *U, Value *V, const Type *Ty,
  28                                      ValueTypeCache &ConvertedTypes,
  29                                      const TargetData &TD);
  30
  31 static void ConvertOperandToType(User *U, Value *OldVal, Value *NewVal,
  32                                  ValueMapCache &VMC, const TargetData &TD);
  33
  34 // Peephole Malloc instructions: we take a look at the use chain of the
  35 // malloc instruction, and try to find out if the following conditions hold:
  36 //   1. The malloc is of the form: 'malloc [sbyte], uint <constant>'
  37 //   2. The only users of the malloc are cast & add instructions
  38 //   3. Of the cast instructions, there is only one destination pointer type
  39 //      [RTy] where the size of the pointed to object is equal to the number
  40 //      of bytes allocated.
  41 //
  42 // If these conditions hold, we convert the malloc to allocate an [RTy]
  43 // element.  TODO: This comment is out of date WRT arrays
  44 //
  45 static bool MallocConvertibleToType(MallocInst *MI, const Type *Ty,
  46                                     ValueTypeCache &CTMap,
  47                                     const TargetData &TD) {
  48   if (!isa<PointerType>(Ty)) return false;   // Malloc always returns pointers
  49
  50   // Deal with the type to allocate, not the pointer type...
  51   Ty = cast<PointerType>(Ty)->getElementType();
  52   if (!Ty->isSized()) return false;      // Can only alloc something with a size
  53
  54   // Analyze the number of bytes allocated...
  55   ExprType Expr = ClassifyExpression(MI->getArraySize());
  56
  57   // Get information about the base datatype being allocated, before & after
  58   int ReqTypeSize = TD.getTypeSize(Ty);
  59   if (ReqTypeSize == 0) return false;
  60   unsigned OldTypeSize = TD.getTypeSize(MI->getType()->getElementType());
  61
  62   // Must have a scale or offset to analyze it...
  63   if (!Expr.Offset && !Expr.Scale && OldTypeSize == 1) return false;
  64
  65   // Get the offset and scale of the allocation...
  66   int64_t OffsetVal = Expr.Offset ? getConstantValue(Expr.Offset) : 0;
  67   int64_t ScaleVal = Expr.Scale ? getConstantValue(Expr.Scale) :(Expr.Var != 0);
  68
  69   // The old type might not be of unit size, take old size into consideration
  70   // here...
  71   int64_t Offset = OffsetVal * OldTypeSize;
  72   int64_t Scale  = ScaleVal  * OldTypeSize;
  73
  74   // In order to be successful, both the scale and the offset must be a multiple
  75   // of the requested data type's size.
  76   //
  77   if (Offset/ReqTypeSize*ReqTypeSize != Offset ||
  78       Scale/ReqTypeSize*ReqTypeSize != Scale)
  79     return false;   // Nope.
  80
  81   return true;
  82 }
  83
  84 static Instruction *ConvertMallocToType(MallocInst *MI, const Type *Ty,
  85                                         const std::string &Name,
  86                                         ValueMapCache &VMC,
  87                                         const TargetData &TD){
  88   BasicBlock *BB = MI->getParent();
  89   BasicBlock::iterator It = BB->end();
  90
  91   // Analyze the number of bytes allocated...
  92   ExprType Expr = ClassifyExpression(MI->getArraySize());
  93
  94   const PointerType *AllocTy = cast<PointerType>(Ty);
  95   const Type *ElType = AllocTy->getElementType();
  96
  97   unsigned DataSize = TD.getTypeSize(ElType);
  98   unsigned OldTypeSize = TD.getTypeSize(MI->getType()->getElementType());
  99
 100   // Get the offset and scale coefficients that we are allocating...
 101   int64_t OffsetVal = (Expr.Offset ? getConstantValue(Expr.Offset) : 0);
 102   int64_t ScaleVal = Expr.Scale ? getConstantValue(Expr.Scale) : (Expr.Var !=0);
 103
 104   // The old type might not be of unit size, take old size into consideration
 105   // here...
 106   unsigned Offset = (uint64_t)OffsetVal * OldTypeSize / DataSize;
 107   unsigned Scale  = (uint64_t)ScaleVal  * OldTypeSize / DataSize;
 108
 109   // Locate the malloc instruction, because we may be inserting instructions
 110   It = MI;
 111
 112   // If we have a scale, apply it first...
 113   if (Expr.Var) {
 114     // Expr.Var is not necessarily unsigned right now, insert a cast now.
 115     if (Expr.Var->getType() != Type::UIntTy)
 116       Expr.Var = new CastInst(Expr.Var, Type::UIntTy,
 117                               Expr.Var->getName()+"-uint", It);
 118
 119     if (Scale != 1)
 120       Expr.Var = BinaryOperator::create(Instruction::Mul, Expr.Var,
 121                                         ConstantUInt::get(Type::UIntTy, Scale),
 122                                         Expr.Var->getName()+"-scl", It);
 123
 124   } else {
 125     // If we are not scaling anything, just make the offset be the "var"...
 126     Expr.Var = ConstantUInt::get(Type::UIntTy, Offset);
 127     Offset = 0; Scale = 1;
 128   }
 129
 130   // If we have an offset now, add it in...
 131   if (Offset != 0) {
 132     assert(Expr.Var && "Var must be nonnull by now!");
 133     Expr.Var = BinaryOperator::create(Instruction::Add, Expr.Var,
 134                                       ConstantUInt::get(Type::UIntTy, Offset),
 135                                       Expr.Var->getName()+"-off", It);
 136   }
 137
 138   assert(AllocTy == Ty);
 139   return new MallocInst(AllocTy->getElementType(), Expr.Var, Name);
 140 }
 141
 142
 143 // ExpressionConvertibleToType - Return true if it is possible
 144 bool llvm::ExpressionConvertibleToType(Value *V, const Type *Ty,
 145                                  ValueTypeCache &CTMap, const TargetData &TD) {
 146   // Expression type must be holdable in a register.
 147   if (!Ty->isFirstClassType())
 148     return false;
 149
 150   ValueTypeCache::iterator CTMI = CTMap.find(V);
 151   if (CTMI != CTMap.end()) return CTMI->second == Ty;
 152
 153   // If it's a constant... all constants can be converted to a different
 154   // type. We just ask the constant propagator to see if it can convert the
 155   // value...
 156   //
 157   if (Constant *CPV = dyn_cast<Constant>(V))
 158     return ConstantFoldCastInstruction(CPV, Ty);
 159
 160   CTMap[V] = Ty;
 161   if (V->getType() == Ty) return true;  // Expression already correct type!
 162
 163   Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V);
 164   if (I == 0) return false;              // Otherwise, we can't convert!
 165
 166   switch (I->getOpcode()) {
 167   case Instruction::Cast:
 168     // We can convert the expr if the cast destination type is losslessly
 169     // convertible to the requested type.
 170     if (!Ty->isLosslesslyConvertibleTo(I->getType())) return false;
 171
 172     // We also do not allow conversion of a cast that casts from a ptr to array
 173     // of X to a *X.  For example: cast [4 x %List *] * %val to %List * *
 174     //
 175     if (const PointerType *SPT =
 176         dyn_cast<PointerType>(I->getOperand(0)->getType()))
 177       if (const PointerType *DPT = dyn_cast<PointerType>(I->getType()))
 178         if (const ArrayType *AT = dyn_cast<ArrayType>(SPT->getElementType()))
 179           if (AT->getElementType() == DPT->getElementType())
 180             return false;
 181     break;
 182
 183   case Instruction::Add:
 184   case Instruction::Sub:
 185     if (!Ty->isInteger() && !Ty->isFloatingPoint()) return false;
 186     if (!ExpressionConvertibleToType(I->getOperand(0), Ty, CTMap, TD) ||
 187         !ExpressionConvertibleToType(I->getOperand(1), Ty, CTMap, TD))
 188       return false;
 189     break;
 190   case Instruction::Shr:
 191     if (!Ty->isInteger()) return false;
 192     if (Ty->isSigned() != V->getType()->isSigned()) return false;
 193     // FALL THROUGH
 194   case Instruction::Shl:
 195     if (!Ty->isInteger()) return false;
 196     if (!ExpressionConvertibleToType(I->getOperand(0), Ty, CTMap, TD))
 197       return false;
 198     break;
 199
 200   case Instruction::Load: {
 201     LoadInst *LI = cast<LoadInst>(I);
 202     if (!ExpressionConvertibleToType(LI->getPointerOperand(),
 203                                      PointerType::get(Ty), CTMap, TD))
 204       return false;
 205     break;
 206   }
 207   case Instruction::PHI: {
 208     PHINode *PN = cast<PHINode>(I);
 209     for (unsigned i = 0; i < PN->getNumIncomingValues(); ++i)
 210       if (!ExpressionConvertibleToType(PN->getIncomingValue(i), Ty, CTMap, TD))
 211         return false;
 212     break;
 213   }
 214
 215   case Instruction::Malloc:
 216     if (!MallocConvertibleToType(cast<MallocInst>(I), Ty, CTMap, TD))
 217       return false;
 218     break;
 219
 220   case Instruction::GetElementPtr: {
 221     // GetElementPtr's are directly convertible to a pointer type if they have
 222     // a number of zeros at the end.  Because removing these values does not
 223     // change the logical offset of the GEP, it is okay and fair to remove them.
 224     // This can change this:
 225     //   %t1 = getelementptr %Hosp * %hosp, ubyte 4, ubyte 0  ; <%List **>
 226     //   %t2 = cast %List * * %t1 to %List *
 227     // into
 228     //   %t2 = getelementptr %Hosp * %hosp, ubyte 4           ; <%List *>
 229     //
 230     GetElementPtrInst *GEP = cast<GetElementPtrInst>(I);
 231     const PointerType *PTy = dyn_cast<PointerType>(Ty);
 232     if (!PTy) return false;  // GEP must always return a pointer...
 233     const Type *PVTy = PTy->getElementType();
 234
 235     // Check to see if there are zero elements that we can remove from the
 236     // index array.  If there are, check to see if removing them causes us to
 237     // get to the right type...
 238     //
 239     std::vector<Value*> Indices(GEP->idx_begin(), GEP->idx_end());
 240     const Type *BaseType = GEP->getPointerOperand()->getType();
 241     const Type *ElTy = 0;
 242
 243     while (!Indices.empty() &&
 244            Indices.back() == Constant::getNullValue(Indices.back()->getType())){
 245       Indices.pop_back();
 246       ElTy = GetElementPtrInst::getIndexedType(BaseType, Indices, true);
 247       if (ElTy == PVTy)
 248         break;  // Found a match!!
 249       ElTy = 0;
 250     }
 251
 252     if (ElTy) break;   // Found a number of zeros we can strip off!
 253
 254     // Otherwise, we can convert a GEP from one form to the other iff the
 255     // current gep is of the form 'getelementptr sbyte*, long N
 256     // and we could convert this to an appropriate GEP for the new type.
 257     //
 258     if (GEP->getNumOperands() == 2 &&
 259         GEP->getType() == PointerType::get(Type::SByteTy)) {
 260
 261       // Do not Check to see if our incoming pointer can be converted
 262       // to be a ptr to an array of the right type... because in more cases than
 263       // not, it is simply not analyzable because of pointer/array
 264       // discrepancies.  To fix this, we will insert a cast before the GEP.
 265       //
 266
 267       // Check to see if 'N' is an expression that can be converted to
 268       // the appropriate size... if so, allow it.
 269       //
 270       std::vector<Value*> Indices;
 271       const Type *ElTy = ConvertibleToGEP(PTy, I->getOperand(1), Indices, TD);
 272       if (ElTy == PVTy) {
 273         if (!ExpressionConvertibleToType(I->getOperand(0),
 274                                          PointerType::get(ElTy), CTMap, TD))
 275           return false;  // Can't continue, ExConToTy might have polluted set!
 276         break;
 277       }
 278     }
 279
 280     // Otherwise, it could be that we have something like this:
 281     //     getelementptr [[sbyte] *] * %reg115, long %reg138    ; [sbyte]**
 282     // and want to convert it into something like this:
 283     //     getelemenptr [[int] *] * %reg115, long %reg138      ; [int]**
 284     //
 285     if (GEP->getNumOperands() == 2 &&
 286         PTy->getElementType()->isSized() &&
 287         TD.getTypeSize(PTy->getElementType()) ==
 288         TD.getTypeSize(GEP->getType()->getElementType())) {
 289       const PointerType *NewSrcTy = PointerType::get(PVTy);
 290       if (!ExpressionConvertibleToType(I->getOperand(0), NewSrcTy, CTMap, TD))
 291         return false;
 292       break;
 293     }
 294
 295     return false;   // No match, maybe next time.
 296   }
 297
 298   case Instruction::Call: {
 299     if (isa<Function>(I->getOperand(0)))
 300       return false;  // Don't even try to change direct calls.
 301
 302     // If this is a function pointer, we can convert the return type if we can
 303     // convert the source function pointer.
 304     //
 305     const PointerType *PT = cast<PointerType>(I->getOperand(0)->getType());
 306     const FunctionType *FT = cast<FunctionType>(PT->getElementType());
 307     std::vector<const Type *> ArgTys(FT->getParamTypes().begin(),
 308                                      FT->getParamTypes().end());
 309     const FunctionType *NewTy =
 310       FunctionType::get(Ty, ArgTys, FT->isVarArg());
 311     if (!ExpressionConvertibleToType(I->getOperand(0),
 312                                      PointerType::get(NewTy), CTMap, TD))
 313       return false;
 314     break;
 315   }
 316   default:
 317     return false;
 318   }
 319
 320   // Expressions are only convertible if all of the users of the expression can
 321   // have this value converted.  This makes use of the map to avoid infinite
 322   // recursion.
 323   //
 324   for (Value::use_iterator It = I->use_begin(), E = I->use_end(); It != E; ++It)
 325     if (!OperandConvertibleToType(*It, I, Ty, CTMap, TD))
 326       return false;
 327
 328   return true;
 329 }
 330
 331
 332 Value *llvm::ConvertExpressionToType(Value *V, const Type *Ty,
 333                                      ValueMapCache &VMC, const TargetData &TD) {
 334   if (V->getType() == Ty) return V;  // Already where we need to be?
 335
 336   ValueMapCache::ExprMapTy::iterator VMCI = VMC.ExprMap.find(V);
 337   if (VMCI != VMC.ExprMap.end()) {
 338     const Value *GV = VMCI->second;
 339     const Type *GTy = VMCI->second->getType();
 340     assert(VMCI->second->getType() == Ty);
 341
 342     if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V))
 343       ValueHandle IHandle(VMC, I);  // Remove I if it is unused now!
 344
 345     return VMCI->second;
 346   }
 347
 348   DEBUG(std::cerr << "CETT: " << (void*)V << " " << V);
 349
 350   Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V);
 351   if (I == 0) {
 352     Constant *CPV = cast<Constant>(V);
 353     // Constants are converted by constant folding the cast that is required.
 354     // We assume here that all casts are implemented for constant prop.
 355     Value *Result = ConstantFoldCastInstruction(CPV, Ty);
 356     assert(Result && "ConstantFoldCastInstruction Failed!!!");
 357     assert(Result->getType() == Ty && "Const prop of cast failed!");
 358
 359     // Add the instruction to the expression map
 360     //VMC.ExprMap[V] = Result;
 361     return Result;
 362   }
 363
 364
 365   BasicBlock *BB = I->getParent();
 366   std::string Name = I->getName();  if (!Name.empty()) I->setName("");
 367   Instruction *Res;     // Result of conversion
 368
 369   ValueHandle IHandle(VMC, I);  // Prevent I from being removed!
 370
 371   Constant *Dummy = Constant::getNullValue(Ty);
 372
 373   switch (I->getOpcode()) {
 374   case Instruction::Cast:
 375     assert(VMC.NewCasts.count(ValueHandle(VMC, I)) == 0);
 376     Res = new CastInst(I->getOperand(0), Ty, Name);
 377     VMC.NewCasts.insert(ValueHandle(VMC, Res));
 378     break;
 379
 380   case Instruction::Add:
 381   case Instruction::Sub:
 382     Res = BinaryOperator::create(cast<BinaryOperator>(I)->getOpcode(),
 383                                  Dummy, Dummy, Name);
 384     VMC.ExprMap[I] = Res;   // Add node to expression eagerly
 385
 386     Res->setOperand(0, ConvertExpressionToType(I->getOperand(0), Ty, VMC, TD));
 387     Res->setOperand(1, ConvertExpressionToType(I->getOperand(1), Ty, VMC, TD));
 388     break;
 389
 390   case Instruction::Shl:
 391   case Instruction::Shr:
 392     Res = new ShiftInst(cast<ShiftInst>(I)->getOpcode(), Dummy,
 393                         I->getOperand(1), Name);
 394     VMC.ExprMap[I] = Res;
 395     Res->setOperand(0, ConvertExpressionToType(I->getOperand(0), Ty, VMC, TD));
 396     break;
 397
 398   case Instruction::Load: {
 399     LoadInst *LI = cast<LoadInst>(I);
 400
 401     Res = new LoadInst(Constant::getNullValue(PointerType::get(Ty)), Name);
 402     VMC.ExprMap[I] = Res;
 403     Res->setOperand(0, ConvertExpressionToType(LI->getPointerOperand(),
 404                                                PointerType::get(Ty), VMC, TD));
 405     assert(Res->getOperand(0)->getType() == PointerType::get(Ty));
 406     assert(Ty == Res->getType());
 407     assert(Res->getType()->isFirstClassType() && "Load of structure or array!");
 408     break;
 409   }
 410
 411   case Instruction::PHI: {
 412     PHINode *OldPN = cast<PHINode>(I);
 413     PHINode *NewPN = new PHINode(Ty, Name);
 414
 415     VMC.ExprMap[I] = NewPN;   // Add node to expression eagerly
 416     while (OldPN->getNumOperands()) {
 417       BasicBlock *BB = OldPN->getIncomingBlock(0);
 418       Value *OldVal = OldPN->getIncomingValue(0);
 419       ValueHandle OldValHandle(VMC, OldVal);
 420       OldPN->removeIncomingValue(BB, false);
 421       Value *V = ConvertExpressionToType(OldVal, Ty, VMC, TD);
 422       NewPN->addIncoming(V, BB);
 423     }
 424     Res = NewPN;
 425     break;
 426   }
 427
 428   case Instruction::Malloc: {
 429     Res = ConvertMallocToType(cast<MallocInst>(I), Ty, Name, VMC, TD);
 430     break;
 431   }
 432
 433   case Instruction::GetElementPtr: {
 434     // GetElementPtr's are directly convertible to a pointer type if they have
 435     // a number of zeros at the end.  Because removing these values does not
 436     // change the logical offset of the GEP, it is okay and fair to remove them.
 437     // This can change this:
 438     //   %t1 = getelementptr %Hosp * %hosp, ubyte 4, ubyte 0  ; <%List **>
 439     //   %t2 = cast %List * * %t1 to %List *
 440     // into
 441     //   %t2 = getelementptr %Hosp * %hosp, ubyte 4           ; <%List *>
 442     //
 443     GetElementPtrInst *GEP = cast<GetElementPtrInst>(I);
 444
 445     // Check to see if there are zero elements that we can remove from the
 446     // index array.  If there are, check to see if removing them causes us to
 447     // get to the right type...
 448     //
 449     std::vector<Value*> Indices(GEP->idx_begin(), GEP->idx_end());
 450     const Type *BaseType = GEP->getPointerOperand()->getType();
 451     const Type *PVTy = cast<PointerType>(Ty)->getElementType();
 452     Res = 0;
 453     while (!Indices.empty() &&
 454            Indices.back() == Constant::getNullValue(Indices.back()->getType())){
 455       Indices.pop_back();
 456       if (GetElementPtrInst::getIndexedType(BaseType, Indices, true) == PVTy) {
 457         if (Indices.size() == 0)
 458           Res = new CastInst(GEP->getPointerOperand(), BaseType); // NOOP CAST
 459         else
 460           Res = new GetElementPtrInst(GEP->getPointerOperand(), Indices, Name);
 461         break;
 462       }
 463     }
 464
 465     if (Res == 0 && GEP->getNumOperands() == 2 &&
 466         GEP->getType() == PointerType::get(Type::SByteTy)) {
 467
 468       // Otherwise, we can convert a GEP from one form to the other iff the
 469       // current gep is of the form 'getelementptr sbyte*, unsigned N
 470       // and we could convert this to an appropriate GEP for the new type.
 471       //
 472       const PointerType *NewSrcTy = PointerType::get(PVTy);
 473       BasicBlock::iterator It = I;
 474
 475       // Check to see if 'N' is an expression that can be converted to
 476       // the appropriate size... if so, allow it.
 477       //
 478       std::vector<Value*> Indices;
 479       const Type *ElTy = ConvertibleToGEP(NewSrcTy, I->getOperand(1),
 480                                           Indices, TD, &It);
 481       if (ElTy) {
 482         assert(ElTy == PVTy && "Internal error, setup wrong!");
 483         Res = new GetElementPtrInst(Constant::getNullValue(NewSrcTy),
 484                                     Indices, Name);
 485         VMC.ExprMap[I] = Res;
 486         Res->setOperand(0, ConvertExpressionToType(I->getOperand(0),
 487                                                    NewSrcTy, VMC, TD));
 488       }
 489     }
 490
 491     // Otherwise, it could be that we have something like this:
 492     //     getelementptr [[sbyte] *] * %reg115, uint %reg138    ; [sbyte]**
 493     // and want to convert it into something like this:
 494     //     getelemenptr [[int] *] * %reg115, uint %reg138      ; [int]**
 495     //
 496     if (Res == 0) {
 497       const PointerType *NewSrcTy = PointerType::get(PVTy);
 498       std::vector<Value*> Indices(GEP->idx_begin(), GEP->idx_end());
 499       Res = new GetElementPtrInst(Constant::getNullValue(NewSrcTy),
 500                                   Indices, Name);
 501       VMC.ExprMap[I] = Res;
 502       Res->setOperand(0, ConvertExpressionToType(I->getOperand(0),
 503                                                  NewSrcTy, VMC, TD));
 504     }
 505
 506
 507     assert(Res && "Didn't find match!");
 508     break;
 509   }
 510
 511   case Instruction::Call: {
 512     assert(!isa<Function>(I->getOperand(0)));
 513
 514     // If this is a function pointer, we can convert the return type if we can
 515     // convert the source function pointer.
 516     //
 517     const PointerType *PT = cast<PointerType>(I->getOperand(0)->getType());
 518     const FunctionType *FT = cast<FunctionType>(PT->getElementType());
 519     std::vector<const Type *> ArgTys(FT->getParamTypes().begin(),
 520                                      FT->getParamTypes().end());
 521     const FunctionType *NewTy =
 522       FunctionType::get(Ty, ArgTys, FT->isVarArg());
 523     const PointerType *NewPTy = PointerType::get(NewTy);
 524     if (Ty == Type::VoidTy)
 525       Name = "";  // Make sure not to name calls that now return void!
 526
 527     Res = new CallInst(Constant::getNullValue(NewPTy),
 528                        std::vector<Value*>(I->op_begin()+1, I->op_end()),
 529                        Name);
 530     VMC.ExprMap[I] = Res;
 531     Res->setOperand(0, ConvertExpressionToType(I->getOperand(0),NewPTy,VMC,TD));
 532     break;
 533   }
 534   default:
 535     assert(0 && "Expression convertible, but don't know how to convert?");
 536     return 0;
 537   }
 538
 539   assert(Res->getType() == Ty && "Didn't convert expr to correct type!");
 540
 541   BB->getInstList().insert(I, Res);
 542
 543   // Add the instruction to the expression map
 544   VMC.ExprMap[I] = Res;
 545
 546
 547   unsigned NumUses = I->use_size();
 548   for (unsigned It = 0; It < NumUses; ) {
 549     unsigned OldSize = NumUses;
 550     Value::use_iterator UI = I->use_begin();
 551     std::advance(UI, It);
 552     ConvertOperandToType(*UI, I, Res, VMC, TD);
 553     NumUses = I->use_size();
 554     if (NumUses == OldSize) ++It;
 555   }
 556
 557   DEBUG(std::cerr << "ExpIn: " << (void*)I << " " << I
 558                   << "ExpOut: " << (void*)Res << " " << Res);
 559
 560   return Res;
 561 }
 562
 563
 564
 565 // ValueConvertibleToType - Return true if it is possible
 566 bool llvm::ValueConvertibleToType(Value *V, const Type *Ty,
 567                                   ValueTypeCache &ConvertedTypes,
 568                                   const TargetData &TD) {
 569   ValueTypeCache::iterator I = ConvertedTypes.find(V);
 570   if (I != ConvertedTypes.end()) return I->second == Ty;
 571   ConvertedTypes[V] = Ty;
 572
 573   // It is safe to convert the specified value to the specified type IFF all of
 574   // the uses of the value can be converted to accept the new typed value.
 575   //
 576   if (V->getType() != Ty) {
 577     for (Value::use_iterator I = V->use_begin(), E = V->use_end(); I != E; ++I)
 578       if (!OperandConvertibleToType(*I, V, Ty, ConvertedTypes, TD))
 579         return false;
 580   }
 581
 582   return true;
 583 }
 584
 585
 586
 587
 588
 589 // OperandConvertibleToType - Return true if it is possible to convert operand
 590 // V of User (instruction) U to the specified type.  This is true iff it is
 591 // possible to change the specified instruction to accept this.  CTMap is a map
 592 // of converted types, so that circular definitions will see the future type of
 593 // the expression, not the static current type.
 594 //
 595 static bool OperandConvertibleToType(User *U, Value *V, const Type *Ty,
 596                                      ValueTypeCache &CTMap,
 597                                      const TargetData &TD) {
 598   //  if (V->getType() == Ty) return true;   // Operand already the right type?
 599
 600   // Expression type must be holdable in a register.
 601   if (!Ty->isFirstClassType())
 602     return false;
 603
 604   Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(U);
 605   if (I == 0) return false;              // We can't convert!
 606
 607   switch (I->getOpcode()) {
 608   case Instruction::Cast:
 609     assert(I->getOperand(0) == V);
 610     // We can convert the expr if the cast destination type is losslessly
 611     // convertible to the requested type.
 612     // Also, do not change a cast that is a noop cast.  For all intents and
 613     // purposes it should be eliminated.
 614     if (!Ty->isLosslesslyConvertibleTo(I->getOperand(0)->getType()) ||
 615         I->getType() == I->getOperand(0)->getType())
 616       return false;
 617
 618     // Do not allow a 'cast ushort %V to uint' to have it's first operand be
 619     // converted to a 'short' type.  Doing so changes the way sign promotion
 620     // happens, and breaks things.  Only allow the cast to take place if the
 621     // signedness doesn't change... or if the current cast is not a lossy
 622     // conversion.
 623     //
 624     if (!I->getType()->isLosslesslyConvertibleTo(I->getOperand(0)->getType()) &&
 625         I->getOperand(0)->getType()->isSigned() != Ty->isSigned())
 626       return false;
 627
 628     // We also do not allow conversion of a cast that casts from a ptr to array
 629     // of X to a *X.  For example: cast [4 x %List *] * %val to %List * *
 630     //
 631     if (const PointerType *SPT =
 632         dyn_cast<PointerType>(I->getOperand(0)->getType()))
 633       if (const PointerType *DPT = dyn_cast<PointerType>(I->getType()))
 634         if (const ArrayType *AT = dyn_cast<ArrayType>(SPT->getElementType()))
 635           if (AT->getElementType() == DPT->getElementType())
 636             return false;
 637     return true;
 638
 639   case Instruction::Add:
 640     if (isa<PointerType>(Ty)) {
 641       Value *IndexVal = I->getOperand(V == I->getOperand(0) ? 1 : 0);
 642       std::vector<Value*> Indices;
 643       if (const Type *ETy = ConvertibleToGEP(Ty, IndexVal, Indices, TD)) {
 644         const Type *RetTy = PointerType::get(ETy);
 645
 646         // Only successful if we can convert this type to the required type
 647         if (ValueConvertibleToType(I, RetTy, CTMap, TD)) {
 648           CTMap[I] = RetTy;
 649           return true;
 650         }
 651         // We have to return failure here because ValueConvertibleToType could
 652         // have polluted our map
 653         return false;
 654       }
 655     }
 656     // FALLTHROUGH
 657   case Instruction::Sub: {
 658     if (!Ty->isInteger() && !Ty->isFloatingPoint()) return false;
 659
 660     Value *OtherOp = I->getOperand((V == I->getOperand(0)) ? 1 : 0);
 661     return ValueConvertibleToType(I, Ty, CTMap, TD) &&
 662            ExpressionConvertibleToType(OtherOp, Ty, CTMap, TD);
 663   }
 664   case Instruction::SetEQ:
 665   case Instruction::SetNE: {
 666     Value *OtherOp = I->getOperand((V == I->getOperand(0)) ? 1 : 0);
 667     return ExpressionConvertibleToType(OtherOp, Ty, CTMap, TD);
 668   }
 669   case Instruction::Shr:
 670     if (Ty->isSigned() != V->getType()->isSigned()) return false;
 671     // FALL THROUGH
 672   case Instruction::Shl:
 673     if (I->getOperand(1) == V) return false;  // Cannot change shift amount type
 674     if (!Ty->isInteger()) return false;
 675     return ValueConvertibleToType(I, Ty, CTMap, TD);
 676
 677   case Instruction::Free:
 678     assert(I->getOperand(0) == V);
 679     return isa<PointerType>(Ty);    // Free can free any pointer type!
 680
 681   case Instruction::Load:
 682     // Cannot convert the types of any subscripts...
 683     if (I->getOperand(0) != V) return false;
 684
 685     if (const PointerType *PT = dyn_cast<PointerType>(Ty)) {
 686       LoadInst *LI = cast<LoadInst>(I);
 687
 688       const Type *LoadedTy = PT->getElementType();
 689
 690       // They could be loading the first element of a composite type...
 691       if (const CompositeType *CT = dyn_cast<CompositeType>(LoadedTy)) {
 692         unsigned Offset = 0;     // No offset, get first leaf.
 693         std::vector<Value*> Indices;  // Discarded...
 694         LoadedTy = getStructOffsetType(CT, Offset, Indices, TD, false);
 695         assert(Offset == 0 && "Offset changed from zero???");
 696       }
 697
 698       if (!LoadedTy->isFirstClassType())
 699         return false;
 700
 701       if (TD.getTypeSize(LoadedTy) != TD.getTypeSize(LI->getType()))
 702         return false;
 703
 704       return ValueConvertibleToType(LI, LoadedTy, CTMap, TD);
 705     }
 706     return false;
 707
 708   case Instruction::Store: {
 709     StoreInst *SI = cast<StoreInst>(I);
 710
 711     if (V == I->getOperand(0)) {
 712       ValueTypeCache::iterator CTMI = CTMap.find(I->getOperand(1));
 713       if (CTMI != CTMap.end()) {   // Operand #1 is in the table already?
 714         // If so, check to see if it's Ty*, or, more importantly, if it is a
 715         // pointer to a structure where the first element is a Ty... this code
 716         // is necessary because we might be trying to change the source and
 717         // destination type of the store (they might be related) and the dest
 718         // pointer type might be a pointer to structure.  Below we allow pointer
 719         // to structures where the 0th element is compatible with the value,
 720         // now we have to support the symmetrical part of this.
 721         //
 722         const Type *ElTy = cast<PointerType>(CTMI->second)->getElementType();
 723
 724         // Already a pointer to what we want?  Trivially accept...
 725         if (ElTy == Ty) return true;
 726
 727         // Tricky case now, if the destination is a pointer to structure,
 728         // obviously the source is not allowed to be a structure (cannot copy
 729         // a whole structure at a time), so the level raiser must be trying to
 730         // store into the first field.  Check for this and allow it now:
 731         //
 732         if (const StructType *SElTy = dyn_cast<StructType>(ElTy)) {
 733           unsigned Offset = 0;
 734           std::vector<Value*> Indices;
 735           ElTy = getStructOffsetType(ElTy, Offset, Indices, TD, false);
 736           assert(Offset == 0 && "Offset changed!");
 737           if (ElTy == 0)    // Element at offset zero in struct doesn't exist!
 738             return false;   // Can only happen for {}*
 739
 740           if (ElTy == Ty)   // Looks like the 0th element of structure is
 741             return true;    // compatible!  Accept now!
 742
 743           // Otherwise we know that we can't work, so just stop trying now.
 744           return false;
 745         }
 746       }
 747
 748       // Can convert the store if we can convert the pointer operand to match
 749       // the new  value type...
 750       return ExpressionConvertibleToType(I->getOperand(1), PointerType::get(Ty),
 751                                          CTMap, TD);
 752     } else if (const PointerType *PT = dyn_cast<PointerType>(Ty)) {
 753       const Type *ElTy = PT->getElementType();
 754       assert(V == I->getOperand(1));
 755
 756       if (isa<StructType>(ElTy)) {
 757         // We can change the destination pointer if we can store our first
 758         // argument into the first element of the structure...
 759         //
 760         unsigned Offset = 0;
 761         std::vector<Value*> Indices;
 762         ElTy = getStructOffsetType(ElTy, Offset, Indices, TD, false);
 763         assert(Offset == 0 && "Offset changed!");
 764         if (ElTy == 0)    // Element at offset zero in struct doesn't exist!
 765           return false;   // Can only happen for {}*
 766       }
 767
 768       // Must move the same amount of data...
 769       if (!ElTy->isSized() ||
 770           TD.getTypeSize(ElTy) != TD.getTypeSize(I->getOperand(0)->getType()))
 771         return false;
 772
 773       // Can convert store if the incoming value is convertible and if the
 774       // result will preserve semantics...
 775       const Type *Op0Ty = I->getOperand(0)->getType();
 776       if (!(Op0Ty->isIntegral() ^ ElTy->isIntegral()) &&
 777           !(Op0Ty->isFloatingPoint() ^ ElTy->isFloatingPoint()))
 778         return ExpressionConvertibleToType(I->getOperand(0), ElTy, CTMap, TD);
 779     }
 780     return false;
 781   }
 782
 783   case Instruction::GetElementPtr:
 784     if (V != I->getOperand(0) || !isa<PointerType>(Ty)) return false;
 785
 786     // If we have a two operand form of getelementptr, this is really little
 787     // more than a simple addition.  As with addition, check to see if the
 788     // getelementptr instruction can be changed to index into the new type.
 789     //
 790     if (I->getNumOperands() == 2) {
 791       const Type *OldElTy = cast<PointerType>(I->getType())->getElementType();
 792       unsigned DataSize = TD.getTypeSize(OldElTy);
 793       Value *Index = I->getOperand(1);
 794       Instruction *TempScale = 0;
 795
 796       // If the old data element is not unit sized, we have to create a scale
 797       // instruction so that ConvertibleToGEP will know the REAL amount we are
 798       // indexing by.  Note that this is never inserted into the instruction
 799       // stream, so we have to delete it when we're done.
 800       //
 801       if (DataSize != 1) {
 802         TempScale = BinaryOperator::create(Instruction::Mul, Index,
 803                                            ConstantSInt::get(Type::LongTy,
 804                                                              DataSize));
 805         Index = TempScale;
 806       }
 807
 808       // Check to see if the second argument is an expression that can
 809       // be converted to the appropriate size... if so, allow it.
 810       //
 811       std::vector<Value*> Indices;
 812       const Type *ElTy = ConvertibleToGEP(Ty, Index, Indices, TD);
 813       delete TempScale;   // Free our temporary multiply if we made it
 814
 815       if (ElTy == 0) return false;  // Cannot make conversion...
 816       return ValueConvertibleToType(I, PointerType::get(ElTy), CTMap, TD);
 817     }
 818     return false;
 819
 820   case Instruction::PHI: {
 821     PHINode *PN = cast<PHINode>(I);
 822     for (unsigned i = 0; i < PN->getNumIncomingValues(); ++i)
 823       if (!ExpressionConvertibleToType(PN->getIncomingValue(i), Ty, CTMap, TD))
 824         return false;
 825     return ValueConvertibleToType(PN, Ty, CTMap, TD);
 826   }
 827
 828   case Instruction::Call: {
 829     User::op_iterator OI = find(I->op_begin(), I->op_end(), V);
 830     assert (OI != I->op_end() && "Not using value!");
 831     unsigned OpNum = OI - I->op_begin();
 832
 833     // Are we trying to change the function pointer value to a new type?
 834     if (OpNum == 0) {
 835       const PointerType *PTy = dyn_cast<PointerType>(Ty);
 836       if (PTy == 0) return false;  // Can't convert to a non-pointer type...
 837       const FunctionType *FTy = dyn_cast<FunctionType>(PTy->getElementType());
 838       if (FTy == 0) return false;  // Can't convert to a non ptr to function...
 839
 840       // Do not allow converting to a call where all of the operands are ...'s
 841       if (FTy->getNumParams() == 0 && FTy->isVarArg())
 842         return false;              // Do not permit this conversion!
 843
 844       // Perform sanity checks to make sure that new function type has the
 845       // correct number of arguments...
 846       //
 847       unsigned NumArgs = I->getNumOperands()-1;  // Don't include function ptr
 848
 849       // Cannot convert to a type that requires more fixed arguments than
 850       // the call provides...
 851       //
 852       if (NumArgs < FTy->getNumParams()) return false;
 853
 854       // Unless this is a vararg function type, we cannot provide more arguments
 855       // than are desired...
 856       //
 857       if (!FTy->isVarArg() && NumArgs > FTy->getNumParams())
 858         return false;
 859
 860       // Okay, at this point, we know that the call and the function type match
 861       // number of arguments.  Now we see if we can convert the arguments
 862       // themselves.  Note that we do not require operands to be convertible,
 863       // we can insert casts if they are convertible but not compatible.  The
 864       // reason for this is that we prefer to have resolved functions but casted
 865       // arguments if possible.
 866       //
 867       const FunctionType::ParamTypes &PTs = FTy->getParamTypes();
 868       for (unsigned i = 0, NA = PTs.size(); i < NA; ++i)
 869         if (!PTs[i]->isLosslesslyConvertibleTo(I->getOperand(i+1)->getType()))
 870           return false;   // Operands must have compatible types!
 871
 872       // Okay, at this point, we know that all of the arguments can be
 873       // converted.  We succeed if we can change the return type if
 874       // necessary...
 875       //
 876       return ValueConvertibleToType(I, FTy->getReturnType(), CTMap, TD);
 877     }
 878
 879     const PointerType *MPtr = cast<PointerType>(I->getOperand(0)->getType());
 880     const FunctionType *FTy = cast<FunctionType>(MPtr->getElementType());
 881     if (!FTy->isVarArg()) return false;
 882
 883     if ((OpNum-1) < FTy->getParamTypes().size())
 884       return false;  // It's not in the varargs section...
 885
 886     // If we get this far, we know the value is in the varargs section of the
 887     // function!  We can convert if we don't reinterpret the value...
 888     //
 889     return Ty->isLosslesslyConvertibleTo(V->getType());
 890   }
 891   }
 892   return false;
 893 }
 894
 895
 896 void llvm::ConvertValueToNewType(Value *V, Value *NewVal, ValueMapCache &VMC,
 897                                  const TargetData &TD) {
 898   ValueHandle VH(VMC, V);
 899
 900   unsigned NumUses = V->use_size();
 901   for (unsigned It = 0; It < NumUses; ) {
 902     unsigned OldSize = NumUses;
 903     Value::use_iterator UI = V->use_begin();
 904     std::advance(UI, It);
 905     ConvertOperandToType(*UI, V, NewVal, VMC, TD);
 906     NumUses = V->use_size();
 907     if (NumUses == OldSize) ++It;
 908   }
 909 }
 910
 911
 912
 913 static void ConvertOperandToType(User *U, Value *OldVal, Value *NewVal,
 914                                  ValueMapCache &VMC, const TargetData &TD) {
 915   if (isa<ValueHandle>(U)) return;  // Valuehandles don't let go of operands...
 916
 917   if (VMC.OperandsMapped.count(U)) return;
 918   VMC.OperandsMapped.insert(U);
 919
 920   ValueMapCache::ExprMapTy::iterator VMCI = VMC.ExprMap.find(U);
 921   if (VMCI != VMC.ExprMap.end())
 922     return;
 923
 924
 925   Instruction *I = cast<Instruction>(U);  // Only Instructions convertible
 926
 927   BasicBlock *BB = I->getParent();
 928   assert(BB != 0 && "Instruction not embedded in basic block!");
 929   std::string Name = I->getName();
 930   I->setName("");
 931   Instruction *Res;     // Result of conversion
 932
 933   //std::cerr << endl << endl << "Type:\t" << Ty << "\nInst: " << I
 934   //          << "BB Before: " << BB << endl;
 935
 936   // Prevent I from being removed...
 937   ValueHandle IHandle(VMC, I);
 938
 939   const Type *NewTy = NewVal->getType();
 940   Constant *Dummy = (NewTy != Type::VoidTy) ?
 941                   Constant::getNullValue(NewTy) : 0;
 942
 943   switch (I->getOpcode()) {
 944   case Instruction::Cast:
 945     if (VMC.NewCasts.count(ValueHandle(VMC, I))) {
 946       // This cast has already had it's value converted, causing a new cast to
 947       // be created.  We don't want to create YET ANOTHER cast instruction
 948       // representing the original one, so just modify the operand of this cast
 949       // instruction, which we know is newly created.
 950       I->setOperand(0, NewVal);
 951       I->setName(Name);  // give I its name back
 952       return;
 953
 954     } else {
 955       Res = new CastInst(NewVal, I->getType(), Name);
 956     }
 957     break;
 958
 959   case Instruction::Add:
 960     if (isa<PointerType>(NewTy)) {
 961       Value *IndexVal = I->getOperand(OldVal == I->getOperand(0) ? 1 : 0);
 962       std::vector<Value*> Indices;
 963       BasicBlock::iterator It = I;
 964
 965       if (const Type *ETy = ConvertibleToGEP(NewTy, IndexVal, Indices, TD,&It)){
 966         // If successful, convert the add to a GEP
 967         //const Type *RetTy = PointerType::get(ETy);
 968         // First operand is actually the given pointer...
 969         Res = new GetElementPtrInst(NewVal, Indices, Name);
 970         assert(cast<PointerType>(Res->getType())->getElementType() == ETy &&
 971                "ConvertibleToGEP broken!");
 972         break;
 973       }
 974     }
 975     // FALLTHROUGH
 976
 977   case Instruction::Sub:
 978   case Instruction::SetEQ:
 979   case Instruction::SetNE: {
 980     Res = BinaryOperator::create(cast<BinaryOperator>(I)->getOpcode(),
 981                                  Dummy, Dummy, Name);
 982     VMC.ExprMap[I] = Res;   // Add node to expression eagerly
 983
 984     unsigned OtherIdx = (OldVal == I->getOperand(0)) ? 1 : 0;
 985     Value *OtherOp    = I->getOperand(OtherIdx);
 986     Value *NewOther   = ConvertExpressionToType(OtherOp, NewTy, VMC, TD);
 987
 988     Res->setOperand(OtherIdx, NewOther);
 989     Res->setOperand(!OtherIdx, NewVal);
 990     break;
 991   }
 992   case Instruction::Shl:
 993   case Instruction::Shr:
 994     assert(I->getOperand(0) == OldVal);
 995     Res = new ShiftInst(cast<ShiftInst>(I)->getOpcode(), NewVal,
 996                         I->getOperand(1), Name);
 997     break;
 998
 999   case Instruction::Free:            // Free can free any pointer type!
1000     assert(I->getOperand(0) == OldVal);
1001     Res = new FreeInst(NewVal);
1002     break;
1003
1004
1005   case Instruction::Load: {
1006     assert(I->getOperand(0) == OldVal && isa<PointerType>(NewVal->getType()));
1007     const Type *LoadedTy =
1008       cast<PointerType>(NewVal->getType())->getElementType();
1009
1010     Value *Src = NewVal;
1011
1012     if (const CompositeType *CT = dyn_cast<CompositeType>(LoadedTy)) {
1013       std::vector<Value*> Indices;
1014       Indices.push_back(ConstantSInt::get(Type::LongTy, 0));
1015
1016       unsigned Offset = 0;   // No offset, get first leaf.
1017       LoadedTy = getStructOffsetType(CT, Offset, Indices, TD, false);
1018       assert(LoadedTy->isFirstClassType());
1019
1020       if (Indices.size() != 1) {     // Do not generate load X, 0
1021         // Insert the GEP instruction before this load.
1022         Src = new GetElementPtrInst(Src, Indices, Name+".idx", I);
1023       }
1024     }
1025
1026     Res = new LoadInst(Src, Name);
1027     assert(Res->getType()->isFirstClassType() && "Load of structure or array!");
1028     break;
1029   }
1030
1031   case Instruction::Store: {
1032     if (I->getOperand(0) == OldVal) {  // Replace the source value
1033       // Check to see if operand #1 has already been converted...
1034       ValueMapCache::ExprMapTy::iterator VMCI =
1035         VMC.ExprMap.find(I->getOperand(1));
1036       if (VMCI != VMC.ExprMap.end()) {
1037         // Comments describing this stuff are in the OperandConvertibleToType
1038         // switch statement for Store...
1039         //
1040         const Type *ElTy =
1041           cast<PointerType>(VMCI->second->getType())->getElementType();
1042
1043         Value *SrcPtr = VMCI->second;
1044
1045         if (ElTy != NewTy) {
1046           // We check that this is a struct in the initial scan...
1047           const StructType *SElTy = cast<StructType>(ElTy);
1048
1049           std::vector<Value*> Indices;
1050           Indices.push_back(Constant::getNullValue(Type::LongTy));
1051
1052           unsigned Offset = 0;
1053           const Type *Ty = getStructOffsetType(ElTy, Offset, Indices, TD,false);
1054           assert(Offset == 0 && "Offset changed!");
1055           assert(NewTy == Ty && "Did not convert to correct type!");
1056
1057           // Insert the GEP instruction before this store.
1058           SrcPtr = new GetElementPtrInst(SrcPtr, Indices,
1059                                          SrcPtr->getName()+".idx", I);
1060         }
1061         Res = new StoreInst(NewVal, SrcPtr);
1062
1063         VMC.ExprMap[I] = Res;
1064       } else {
1065         // Otherwise, we haven't converted Operand #1 over yet...
1066         const PointerType *NewPT = PointerType::get(NewTy);
1067         Res = new StoreInst(NewVal, Constant::getNullValue(NewPT));
1068         VMC.ExprMap[I] = Res;
1069         Res->setOperand(1, ConvertExpressionToType(I->getOperand(1),
1070                                                    NewPT, VMC, TD));
1071       }
1072     } else {                           // Replace the source pointer
1073       const Type *ValTy = cast<PointerType>(NewTy)->getElementType();
1074
1075       Value *SrcPtr = NewVal;
1076
1077       if (isa<StructType>(ValTy)) {
1078         std::vector<Value*> Indices;
1079         Indices.push_back(Constant::getNullValue(Type::LongTy));
1080
1081         unsigned Offset = 0;
1082         ValTy = getStructOffsetType(ValTy, Offset, Indices, TD, false);
1083
1084         assert(Offset == 0 && ValTy);
1085
1086         // Insert the GEP instruction before this store.
1087         SrcPtr = new GetElementPtrInst(SrcPtr, Indices,
1088                                        SrcPtr->getName()+".idx", I);
1089       }
1090
1091       Res = new StoreInst(Constant::getNullValue(ValTy), SrcPtr);
1092       VMC.ExprMap[I] = Res;
1093       Res->setOperand(0, ConvertExpressionToType(I->getOperand(0),
1094                                                  ValTy, VMC, TD));
1095     }
1096     break;
1097   }
1098
1099
1100   case Instruction::GetElementPtr: {
1101     // Convert a one index getelementptr into just about anything that is
1102     // desired.
1103     //
1104     BasicBlock::iterator It = I;
1105     const Type *OldElTy = cast<PointerType>(I->getType())->getElementType();
1106     unsigned DataSize = TD.getTypeSize(OldElTy);
1107     Value *Index = I->getOperand(1);
1108
1109     if (DataSize != 1) {
1110       // Insert a multiply of the old element type is not a unit size...
1111       Index = BinaryOperator::create(Instruction::Mul, Index,
1112                                      ConstantSInt::get(Type::LongTy, DataSize),
1113                                      "scale", It);
1114     }
1115
1116     // Perform the conversion now...
1117     //
1118     std::vector<Value*> Indices;
1119     const Type *ElTy = ConvertibleToGEP(NewVal->getType(),Index,Indices,TD,&It);
1120     assert(ElTy != 0 && "GEP Conversion Failure!");
1121     Res = new GetElementPtrInst(NewVal, Indices, Name);
1122     assert(Res->getType() == PointerType::get(ElTy) &&
1123            "ConvertibleToGet failed!");
1124   }
1125 #if 0
1126     if (I->getType() == PointerType::get(Type::SByteTy)) {
1127       // Convert a getelementptr sbyte * %reg111, uint 16 freely back to
1128       // anything that is a pointer type...
1129       //
1130       BasicBlock::iterator It = I;
1131
1132       // Check to see if the second argument is an expression that can
1133       // be converted to the appropriate size... if so, allow it.
1134       //
1135       std::vector<Value*> Indices;
1136       const Type *ElTy = ConvertibleToGEP(NewVal->getType(), I->getOperand(1),
1137                                           Indices, TD, &It);
1138       assert(ElTy != 0 && "GEP Conversion Failure!");
1139
1140       Res = new GetElementPtrInst(NewVal, Indices, Name);
1141     } else {
1142       // Convert a getelementptr ulong * %reg123, uint %N
1143       // to        getelementptr  long * %reg123, uint %N
1144       // ... where the type must simply stay the same size...
1145       //
1146       GetElementPtrInst *GEP = cast<GetElementPtrInst>(I);
1147       std::vector<Value*> Indices(GEP->idx_begin(), GEP->idx_end());
1148       Res = new GetElementPtrInst(NewVal, Indices, Name);
1149     }
1150 #endif
1151     break;
1152
1153   case Instruction::PHI: {
1154     PHINode *OldPN = cast<PHINode>(I);
1155     PHINode *NewPN = new PHINode(NewTy, Name);
1156     VMC.ExprMap[I] = NewPN;
1157
1158     while (OldPN->getNumOperands()) {
1159       BasicBlock *BB = OldPN->getIncomingBlock(0);
1160       Value *OldVal = OldPN->getIncomingValue(0);
1161       OldPN->removeIncomingValue(BB, false);
1162       Value *V = ConvertExpressionToType(OldVal, NewTy, VMC, TD);
1163       NewPN->addIncoming(V, BB);
1164     }
1165     Res = NewPN;
1166     break;
1167   }
1168
1169   case Instruction::Call: {
1170     Value *Meth = I->getOperand(0);
1171     std::vector<Value*> Params(I->op_begin()+1, I->op_end());
1172
1173     if (Meth == OldVal) {   // Changing the function pointer?
1174       const PointerType *NewPTy = cast<PointerType>(NewVal->getType());
1175       const FunctionType *NewTy = cast<FunctionType>(NewPTy->getElementType());
1176       const FunctionType::ParamTypes &PTs = NewTy->getParamTypes();
1177
1178       if (NewTy->getReturnType() == Type::VoidTy)
1179         Name = "";  // Make sure not to name a void call!
1180
1181       // Get an iterator to the call instruction so that we can insert casts for
1182       // operands if need be.  Note that we do not require operands to be
1183       // convertible, we can insert casts if they are convertible but not
1184       // compatible.  The reason for this is that we prefer to have resolved
1185       // functions but casted arguments if possible.
1186       //
1187       BasicBlock::iterator It = I;
1188
1189       // Convert over all of the call operands to their new types... but only
1190       // convert over the part that is not in the vararg section of the call.
1191       //
1192       for (unsigned i = 0; i < PTs.size(); ++i)
1193         if (Params[i]->getType() != PTs[i]) {
1194           // Create a cast to convert it to the right type, we know that this
1195           // is a lossless cast...
1196           //
1197           Params[i] = new CastInst(Params[i], PTs[i],  "callarg.cast." +
1198                                    Params[i]->getName(), It);
1199         }
1200       Meth = NewVal;  // Update call destination to new value
1201
1202     } else {                   // Changing an argument, must be in vararg area
1203       std::vector<Value*>::iterator OI =
1204         find(Params.begin(), Params.end(), OldVal);
1205       assert (OI != Params.end() && "Not using value!");
1206
1207       *OI = NewVal;
1208     }
1209
1210     Res = new CallInst(Meth, Params, Name);
1211     break;
1212   }
1213   default:
1214     assert(0 && "Expression convertible, but don't know how to convert?");
1215     return;
1216   }
1217
1218   // If the instruction was newly created, insert it into the instruction
1219   // stream.
1220   //
1221   BasicBlock::iterator It = I;
1222   assert(It != BB->end() && "Instruction not in own basic block??");
1223   BB->getInstList().insert(It, Res);   // Keep It pointing to old instruction
1224
1225   DEBUG(std::cerr << "COT CREATED: "  << (void*)Res << " " << Res
1226                   << "In: " << (void*)I << " " << I << "Out: " << (void*)Res
1227                   << " " << Res);
1228
1229   // Add the instruction to the expression map
1230   VMC.ExprMap[I] = Res;
1231
1232   if (I->getType() != Res->getType())
1233     ConvertValueToNewType(I, Res, VMC, TD);
1234   else {
1235     bool FromStart = true;
1236     Value::use_iterator UI;
1237     while (1) {
1238       if (FromStart) UI = I->use_begin();
1239       if (UI == I->use_end()) break;
1240
1241       if (isa<ValueHandle>(*UI)) {
1242         ++UI;
1243         FromStart = false;
1244       } else {
1245         User *U = *UI;
1246         if (!FromStart) --UI;
1247         U->replaceUsesOfWith(I, Res);
1248         if (!FromStart) ++UI;
1249       }
1250     }
1251   }
1252 }
1253
1254
1255 ValueHandle::ValueHandle(ValueMapCache &VMC, Value *V)
1256   : Instruction(Type::VoidTy, UserOp1, ""), Cache(VMC) {
1257   //DEBUG(std::cerr << "VH AQUIRING: " << (void*)V << " " << V);
1258   Operands.push_back(Use(V, this));
1259 }
1260
1261 ValueHandle::ValueHandle(const ValueHandle &VH)
1262   : Instruction(Type::VoidTy, UserOp1, ""), Cache(VH.Cache) {
1263   //DEBUG(std::cerr << "VH AQUIRING: " << (void*)V << " " << V);
1264   Operands.push_back(Use((Value*)VH.getOperand(0), this));
1265 }
1266
1267 static void RecursiveDelete(ValueMapCache &Cache, Instruction *I) {
1268   if (!I || !I->use_empty()) return;
1269
1270   assert(I->getParent() && "Inst not in basic block!");
1271
1272   //DEBUG(std::cerr << "VH DELETING: " << (void*)I << " " << I);
1273
1274   for (User::op_iterator OI = I->op_begin(), OE = I->op_end();
1275        OI != OE; ++OI)
1276     if (Instruction *U = dyn_cast<Instruction>(OI)) {
1277       *OI = 0;
1278       RecursiveDelete(Cache, U);
1279     }
1280
1281   I->getParent()->getInstList().remove(I);
1282
1283   Cache.OperandsMapped.erase(I);
1284   Cache.ExprMap.erase(I);
1285   delete I;
1286 }
1287
1288 ValueHandle::~ValueHandle() {
1289   if (Operands[0]->hasOneUse()) {
1290     Value *V = Operands[0];
1291     Operands[0] = 0;   // Drop use!
1292
1293     // Now we just need to remove the old instruction so we don't get infinite
1294     // loops.  Note that we cannot use DCE because DCE won't remove a store
1295     // instruction, for example.
1296     //
1297     RecursiveDelete(Cache, dyn_cast<Instruction>(V));
1298   } else {
1299     //DEBUG(std::cerr << "VH RELEASING: " << (void*)Operands[0].get() << " "
1300     //                << Operands[0]->use_size() << " " << Operands[0]);
1301   }
1302 }
1303