lib/Transforms/Scalar/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 #define DEBUG_TYPE "codegenprepare"
  17 #include "llvm/Transforms/Scalar.h"
  18 #include "llvm/Constants.h"
  19 #include "llvm/DerivedTypes.h"
  20 #include "llvm/Function.h"
  21 #include "llvm/IRBuilder.h"
  22 #include "llvm/InlineAsm.h"
  23 #include "llvm/Instructions.h"
  24 #include "llvm/IntrinsicInst.h"
  25 #include "llvm/Pass.h"
  26 #include "llvm/ADT/DenseMap.h"
  27 #include "llvm/ADT/SmallSet.h"
  28 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
  29 #include "llvm/Analysis/Dominators.h"
  30 #include "llvm/Analysis/InstructionSimplify.h"
  31 #include "llvm/Analysis/ProfileInfo.h"
  32 #include "llvm/Assembly/Writer.h"
  33 #include "llvm/Support/CallSite.h"
  34 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
  35 #include "llvm/Support/Debug.h"
  36 #include "llvm/Support/GetElementPtrTypeIterator.h"
  37 #include "llvm/Support/PatternMatch.h"
  38 #include "llvm/Support/ValueHandle.h"
  39 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
  40 #include "llvm/Target/TargetData.h"
  41 #include "llvm/Target/TargetLibraryInfo.h"
  42 #include "llvm/Target/TargetLowering.h"
  43 #include "llvm/Transforms/Utils/AddrModeMatcher.h"
  44 #include "llvm/Transforms/Utils/BasicBlockUtils.h"
  45 #include "llvm/Transforms/Utils/BuildLibCalls.h"
  46 #include "llvm/Transforms/Utils/Local.h"
  47 using namespace llvm;
  48 using namespace llvm::PatternMatch;
  49
  50 STATISTIC(NumBlocksElim, "Number of blocks eliminated");
  51 STATISTIC(NumPHIsElim,   "Number of trivial PHIs eliminated");
  52 STATISTIC(NumGEPsElim,   "Number of GEPs converted to casts");
  53 STATISTIC(NumCmpUses, "Number of uses of Cmp expressions replaced with uses of "
  54                       "sunken Cmps");
  55 STATISTIC(NumCastUses, "Number of uses of Cast expressions replaced with uses "
  56                        "of sunken Casts");
  57 STATISTIC(NumMemoryInsts, "Number of memory instructions whose address "
  58                           "computations were sunk");
  59 STATISTIC(NumExtsMoved,  "Number of [s|z]ext instructions combined with loads");
  60 STATISTIC(NumExtUses,    "Number of uses of [s|z]ext instructions optimized");
  61 STATISTIC(NumRetsDup,    "Number of return instructions duplicated");
  62 STATISTIC(NumDbgValueMoved, "Number of debug value instructions moved");
  63 STATISTIC(NumSelectsExpanded, "Number of selects turned into branches");
  64
  65 static cl::opt<bool> DisableBranchOpts(
  66   "disable-cgp-branch-opts", cl::Hidden, cl::init(false),
  67   cl::desc("Disable branch optimizations in CodeGenPrepare"));
  68
  69 static cl::opt<bool> DisableSelectToBranch(
  70   "disable-cgp-select2branch", cl::Hidden, cl::init(false),
  71   cl::desc("Disable select to branch conversion."));
  72
  73 namespace {
  74   class CodeGenPrepare : public FunctionPass {
  75     /// TLI - Keep a pointer of a TargetLowering to consult for determining
  76     /// transformation profitability.
  77     const TargetLowering *TLI;
  78     const TargetLibraryInfo *TLInfo;
  79     DominatorTree *DT;
  80     ProfileInfo *PFI;
  81
  82     /// CurInstIterator - As we scan instructions optimizing them, this is the
  83     /// next instruction to optimize.  Xforms that can invalidate this should
  84     /// update it.
  85     BasicBlock::iterator CurInstIterator;
  86
  87     /// Keeps track of non-local addresses that have been sunk into a block.
  88     /// This allows us to avoid inserting duplicate code for blocks with
  89     /// multiple load/stores of the same address.
  90     DenseMap<Value*, Value*> SunkAddrs;
  91
  92     /// ModifiedDT - If CFG is modified in anyway, dominator tree may need to
  93     /// be updated.
  94     bool ModifiedDT;
  95
  96     /// OptSize - True if optimizing for size.
  97     bool OptSize;
  98
  99   public:
 100     static char ID; // Pass identification, replacement for typeid
 101     explicit CodeGenPrepare(const TargetLowering *tli = 0)
 102       : FunctionPass(ID), TLI(tli) {
 103         initializeCodeGenPreparePass(*PassRegistry::getPassRegistry());
 104       }
 105     bool runOnFunction(Function &F);
 106
 107     virtual void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
 108       AU.addPreserved<DominatorTree>();
 109       AU.addPreserved<ProfileInfo>();
 110       AU.addRequired<TargetLibraryInfo>();
 111     }
 112
 113   private:
 114     bool EliminateFallThrough(Function &F);
 115     bool EliminateMostlyEmptyBlocks(Function &F);
 116     bool CanMergeBlocks(const BasicBlock *BB, const BasicBlock *DestBB) const;
 117     void EliminateMostlyEmptyBlock(BasicBlock *BB);
 118     bool OptimizeBlock(BasicBlock &BB);
 119     bool OptimizeInst(Instruction *I);
 120     bool OptimizeMemoryInst(Instruction *I, Value *Addr, Type *AccessTy);
 121     bool OptimizeInlineAsmInst(CallInst *CS);
 122     bool OptimizeCallInst(CallInst *CI);
 123     bool MoveExtToFormExtLoad(Instruction *I);
 124     bool OptimizeExtUses(Instruction *I);
 125     bool OptimizeSelectInst(SelectInst *SI);
 126     bool DupRetToEnableTailCallOpts(ReturnInst *RI);
 127     bool PlaceDbgValues(Function &F);
 128   };
 129 }
 130
 131 char CodeGenPrepare::ID = 0;
 132 INITIALIZE_PASS_BEGIN(CodeGenPrepare, "codegenprepare",
 133                 "Optimize for code generation", false, false)
 134 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(TargetLibraryInfo)
 135 INITIALIZE_PASS_END(CodeGenPrepare, "codegenprepare",
 136                 "Optimize for code generation", false, false)
 137
 138 FunctionPass *llvm::createCodeGenPreparePass(const TargetLowering *TLI) {
 139   return new CodeGenPrepare(TLI);
 140 }
 141
 142 bool CodeGenPrepare::runOnFunction(Function &F) {
 143   bool EverMadeChange = false;
 144
 145   ModifiedDT = false;
 146   TLInfo = &getAnalysis<TargetLibraryInfo>();
 147   DT = getAnalysisIfAvailable<DominatorTree>();
 148   PFI = getAnalysisIfAvailable<ProfileInfo>();
 149   OptSize = F.hasFnAttr(Attribute::OptimizeForSize);
 150
 151   // First pass, eliminate blocks that contain only PHI nodes and an
 152   // unconditional branch.
 153   EverMadeChange |= EliminateMostlyEmptyBlocks(F);
 154
 155   // llvm.dbg.value is far away from the value then iSel may not be able
 156   // handle it properly. iSel will drop llvm.dbg.value if it can not
 157   // find a node corresponding to the value.
 158   EverMadeChange |= PlaceDbgValues(F);
 159
 160   bool MadeChange = true;
 161   while (MadeChange) {
 162     MadeChange = false;
 163     for (Function::iterator I = F.begin(), E = F.end(); I != E; ) {
 164       BasicBlock *BB = I++;
 165       MadeChange |= OptimizeBlock(*BB);
 166     }
 167     EverMadeChange |= MadeChange;
 168   }
 169
 170   SunkAddrs.clear();
 171
 172   if (!DisableBranchOpts) {
 173     MadeChange = false;
 174     SmallPtrSet<BasicBlock*, 8> WorkList;
 175     for (Function::iterator BB = F.begin(), E = F.end(); BB != E; ++BB) {
 176       SmallVector<BasicBlock*, 2> Successors(succ_begin(BB), succ_end(BB));
 177       MadeChange |= ConstantFoldTerminator(BB, true);
 178       if (!MadeChange) continue;
 179
 180       for (SmallVectorImpl<BasicBlock*>::iterator
 181              II = Successors.begin(), IE = Successors.end(); II != IE; ++II)
 182         if (pred_begin(*II) == pred_end(*II))
 183           WorkList.insert(*II);
 184     }
 185
 186     for (SmallPtrSet<BasicBlock*, 8>::iterator
 187            I = WorkList.begin(), E = WorkList.end(); I != E; ++I)
 188       DeleteDeadBlock(*I);
 189
 190     // Merge pairs of basic blocks with unconditional branches, connected by
 191     // a single edge.
 192     if (EverMadeChange || MadeChange)
 193       MadeChange |= EliminateFallThrough(F);
 194
 195     if (MadeChange)
 196       ModifiedDT = true;
 197     EverMadeChange |= MadeChange;
 198   }
 199
 200   if (ModifiedDT && DT)
 201     DT->DT->recalculate(F);
 202
 203   return EverMadeChange;
 204 }
 205
 206 /// EliminateFallThrough - Merge basic blocks which are connected
 207 /// by a single edge, where one of the basic blocks has a single successor
 208 /// pointing to the other basic block, which has a single predecessor.
 209 bool CodeGenPrepare::EliminateFallThrough(Function &F) {
 210   bool Changed = false;
 211   // Scan all of the blocks in the function, except for the entry block.
 212   for (Function::iterator I = ++F.begin(), E = F.end(); I != E; ) {
 213     BasicBlock *BB = I++;
 214     // If the destination block has a single pred, then this is a trivial
 215     // edge, just collapse it.
 216     BasicBlock *SinglePred = BB->getSinglePredecessor();
 217
 218     if (!SinglePred || SinglePred == BB) continue;
 219
 220     BranchInst *Term = dyn_cast<BranchInst>(SinglePred->getTerminator());
 221     if (Term && !Term->isConditional()) {
 222       Changed = true;
 223       DEBUG(dbgs() << "To merge:\n"<< *SinglePred << "\n\n\n");
 224       // Remember if SinglePred was the entry block of the function.
 225       // If so, we will need to move BB back to the entry position.
 226       bool isEntry = SinglePred == &SinglePred->getParent()->getEntryBlock();
 227       MergeBasicBlockIntoOnlyPred(BB, this);
 228
 229       if (isEntry && BB != &BB->getParent()->getEntryBlock())
 230         BB->moveBefore(&BB->getParent()->getEntryBlock());
 231
 232       // We have erased a block. Update the iterator.
 233       I = BB;
 234     }
 235   }
 236   return Changed;
 237 }
 238
 239 /// EliminateMostlyEmptyBlocks - eliminate blocks that contain only PHI nodes,
 240 /// debug info directives, and an unconditional branch.  Passes before isel
 241 /// (e.g. LSR/loopsimplify) often split edges in ways that are non-optimal for
 242 /// isel.  Start by eliminating these blocks so we can split them the way we
 243 /// want them.
 244 bool CodeGenPrepare::EliminateMostlyEmptyBlocks(Function &F) {
 245   bool MadeChange = false;
 246   // Note that this intentionally skips the entry block.
 247   for (Function::iterator I = ++F.begin(), E = F.end(); I != E; ) {
 248     BasicBlock *BB = I++;
 249
 250     // If this block doesn't end with an uncond branch, ignore it.
 251     BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(BB->getTerminator());
 252     if (!BI || !BI->isUnconditional())
 253       continue;
 254
 255     // If the instruction before the branch (skipping debug info) isn't a phi
 256     // node, then other stuff is happening here.
 257     BasicBlock::iterator BBI = BI;
 258     if (BBI != BB->begin()) {
 259       --BBI;
 260       while (isa<DbgInfoIntrinsic>(BBI)) {
 261         if (BBI == BB->begin())
 262           break;
 263         --BBI;
 264       }
 265       if (!isa<DbgInfoIntrinsic>(BBI) && !isa<PHINode>(BBI))
 266         continue;
 267     }
 268
 269     // Do not break infinite loops.
 270     BasicBlock *DestBB = BI->getSuccessor(0);
 271     if (DestBB == BB)
 272       continue;
 273
 274     if (!CanMergeBlocks(BB, DestBB))
 275       continue;
 276
 277     EliminateMostlyEmptyBlock(BB);
 278     MadeChange = true;
 279   }
 280   return MadeChange;
 281 }
 282
 283 /// CanMergeBlocks - Return true if we can merge BB into DestBB if there is a
 284 /// single uncond branch between them, and BB contains no other non-phi
 285 /// instructions.
 286 bool CodeGenPrepare::CanMergeBlocks(const BasicBlock *BB,
 287                                     const BasicBlock *DestBB) const {
 288   // We only want to eliminate blocks whose phi nodes are used by phi nodes in
 289   // the successor.  If there are more complex condition (e.g. preheaders),
 290   // don't mess around with them.
 291   BasicBlock::const_iterator BBI = BB->begin();
 292   while (const PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(BBI++)) {
 293     for (Value::const_use_iterator UI = PN->use_begin(), E = PN->use_end();
 294          UI != E; ++UI) {
 295       const Instruction *User = cast<Instruction>(*UI);
 296       if (User->getParent() != DestBB || !isa<PHINode>(User))
 297         return false;
 298       // If User is inside DestBB block and it is a PHINode then check
 299       // incoming value. If incoming value is not from BB then this is
 300       // a complex condition (e.g. preheaders) we want to avoid here.
 301       if (User->getParent() == DestBB) {
 302         if (const PHINode *UPN = dyn_cast<PHINode>(User))
 303           for (unsigned I = 0, E = UPN->getNumIncomingValues(); I != E; ++I) {
 304             Instruction *Insn = dyn_cast<Instruction>(UPN->getIncomingValue(I));
 305             if (Insn && Insn->getParent() == BB &&
 306                 Insn->getParent() != UPN->getIncomingBlock(I))
 307               return false;
 308           }
 309       }
 310     }
 311   }
 312
 313   // If BB and DestBB contain any common predecessors, then the phi nodes in BB
 314   // and DestBB may have conflicting incoming values for the block.  If so, we
 315   // can't merge the block.
 316   const PHINode *DestBBPN = dyn_cast<PHINode>(DestBB->begin());
 317   if (!DestBBPN) return true;  // no conflict.
 318
 319   // Collect the preds of BB.
 320   SmallPtrSet<const BasicBlock*, 16> BBPreds;
 321   if (const PHINode *BBPN = dyn_cast<PHINode>(BB->begin())) {
 322     // It is faster to get preds from a PHI than with pred_iterator.
 323     for (unsigned i = 0, e = BBPN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i)
 324       BBPreds.insert(BBPN->getIncomingBlock(i));
 325   } else {
 326     BBPreds.insert(pred_begin(BB), pred_end(BB));
 327   }
 328
 329   // Walk the preds of DestBB.
 330   for (unsigned i = 0, e = DestBBPN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
 331     BasicBlock *Pred = DestBBPN->getIncomingBlock(i);
 332     if (BBPreds.count(Pred)) {   // Common predecessor?
 333       BBI = DestBB->begin();
 334       while (const PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(BBI++)) {
 335         const Value *V1 = PN->getIncomingValueForBlock(Pred);
 336         const Value *V2 = PN->getIncomingValueForBlock(BB);
 337
 338         // If V2 is a phi node in BB, look up what the mapped value will be.
 339         if (const PHINode *V2PN = dyn_cast<PHINode>(V2))
 340           if (V2PN->getParent() == BB)
 341             V2 = V2PN->getIncomingValueForBlock(Pred);
 342
 343         // If there is a conflict, bail out.
 344         if (V1 != V2) return false;
 345       }
 346     }
 347   }
 348
 349   return true;
 350 }
 351
 352
 353 /// EliminateMostlyEmptyBlock - Eliminate a basic block that have only phi's and
 354 /// an unconditional branch in it.
 355 void CodeGenPrepare::EliminateMostlyEmptyBlock(BasicBlock *BB) {
 356   BranchInst *BI = cast<BranchInst>(BB->getTerminator());
 357   BasicBlock *DestBB = BI->getSuccessor(0);
 358
 359   DEBUG(dbgs() << "MERGING MOSTLY EMPTY BLOCKS - BEFORE:\n" << *BB << *DestBB);
 360
 361   // If the destination block has a single pred, then this is a trivial edge,
 362   // just collapse it.
 363   if (BasicBlock *SinglePred = DestBB->getSinglePredecessor()) {
 364     if (SinglePred != DestBB) {
 365       // Remember if SinglePred was the entry block of the function.  If so, we
 366       // will need to move BB back to the entry position.
 367       bool isEntry = SinglePred == &SinglePred->getParent()->getEntryBlock();
 368       MergeBasicBlockIntoOnlyPred(DestBB, this);
 369
 370       if (isEntry && BB != &BB->getParent()->getEntryBlock())
 371         BB->moveBefore(&BB->getParent()->getEntryBlock());
 372
 373       DEBUG(dbgs() << "AFTER:\n" << *DestBB << "\n\n\n");
 374       return;
 375     }
 376   }
 377
 378   // Otherwise, we have multiple predecessors of BB.  Update the PHIs in DestBB
 379   // to handle the new incoming edges it is about to have.
 380   PHINode *PN;
 381   for (BasicBlock::iterator BBI = DestBB->begin();
 382        (PN = dyn_cast<PHINode>(BBI)); ++BBI) {
 383     // Remove the incoming value for BB, and remember it.
 384     Value *InVal = PN->removeIncomingValue(BB, false);
 385
 386     // Two options: either the InVal is a phi node defined in BB or it is some
 387     // value that dominates BB.
 388     PHINode *InValPhi = dyn_cast<PHINode>(InVal);
 389     if (InValPhi && InValPhi->getParent() == BB) {
 390       // Add all of the input values of the input PHI as inputs of this phi.
 391       for (unsigned i = 0, e = InValPhi->getNumIncomingValues(); i != e; ++i)
 392         PN->addIncoming(InValPhi->getIncomingValue(i),
 393                         InValPhi->getIncomingBlock(i));
 394     } else {
 395       // Otherwise, add one instance of the dominating value for each edge that
 396       // we will be adding.
 397       if (PHINode *BBPN = dyn_cast<PHINode>(BB->begin())) {
 398         for (unsigned i = 0, e = BBPN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i)
 399           PN->addIncoming(InVal, BBPN->getIncomingBlock(i));
 400       } else {
 401         for (pred_iterator PI = pred_begin(BB), E = pred_end(BB); PI != E; ++PI)
 402           PN->addIncoming(InVal, *PI);
 403       }
 404     }
 405   }
 406
 407   // The PHIs are now updated, change everything that refers to BB to use
 408   // DestBB and remove BB.
 409   BB->replaceAllUsesWith(DestBB);
 410   if (DT && !ModifiedDT) {
 411     BasicBlock *BBIDom  = DT->getNode(BB)->getIDom()->getBlock();
 412     BasicBlock *DestBBIDom = DT->getNode(DestBB)->getIDom()->getBlock();
 413     BasicBlock *NewIDom = DT->findNearestCommonDominator(BBIDom, DestBBIDom);
 414     DT->changeImmediateDominator(DestBB, NewIDom);
 415     DT->eraseNode(BB);
 416   }
 417   if (PFI) {
 418     PFI->replaceAllUses(BB, DestBB);
 419     PFI->removeEdge(ProfileInfo::getEdge(BB, DestBB));
 420   }
 421   BB->eraseFromParent();
 422   ++NumBlocksElim;
 423
 424   DEBUG(dbgs() << "AFTER:\n" << *DestBB << "\n\n\n");
 425 }
 426
 427 /// OptimizeNoopCopyExpression - If the specified cast instruction is a noop
 428 /// copy (e.g. it's casting from one pointer type to another, i32->i8 on PPC),
 429 /// sink it into user blocks to reduce the number of virtual
 430 /// registers that must be created and coalesced.
 431 ///
 432 /// Return true if any changes are made.
 433 ///
 434 static bool OptimizeNoopCopyExpression(CastInst *CI, const TargetLowering &TLI){
 435   // If this is a noop copy,
 436   EVT SrcVT = TLI.getValueType(CI->getOperand(0)->getType());
 437   EVT DstVT = TLI.getValueType(CI->getType());
 438
 439   // This is an fp<->int conversion?
 440   if (SrcVT.isInteger() != DstVT.isInteger())
 441     return false;
 442
 443   // If this is an extension, it will be a zero or sign extension, which
 444   // isn't a noop.
 445   if (SrcVT.bitsLT(DstVT)) return false;
 446
 447   // If these values will be promoted, find out what they will be promoted
 448   // to.  This helps us consider truncates on PPC as noop copies when they
 449   // are.
 450   if (TLI.getTypeAction(CI->getContext(), SrcVT) ==
 451       TargetLowering::TypePromoteInteger)
 452     SrcVT = TLI.getTypeToTransformTo(CI->getContext(), SrcVT);
 453   if (TLI.getTypeAction(CI->getContext(), DstVT) ==
 454       TargetLowering::TypePromoteInteger)
 455     DstVT = TLI.getTypeToTransformTo(CI->getContext(), DstVT);
 456
 457   // If, after promotion, these are the same types, this is a noop copy.
 458   if (SrcVT != DstVT)
 459     return false;
 460
 461   BasicBlock *DefBB = CI->getParent();
 462
 463   /// InsertedCasts - Only insert a cast in each block once.
 464   DenseMap<BasicBlock*, CastInst*> InsertedCasts;
 465
 466   bool MadeChange = false;
 467   for (Value::use_iterator UI = CI->use_begin(), E = CI->use_end();
 468        UI != E; ) {
 469     Use &TheUse = UI.getUse();
 470     Instruction *User = cast<Instruction>(*UI);
 471
 472     // Figure out which BB this cast is used in.  For PHI's this is the
 473     // appropriate predecessor block.
 474     BasicBlock *UserBB = User->getParent();
 475     if (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(User)) {
 476       UserBB = PN->getIncomingBlock(UI);
 477     }
 478
 479     // Preincrement use iterator so we don't invalidate it.
 480     ++UI;
 481
 482     // If this user is in the same block as the cast, don't change the cast.
 483     if (UserBB == DefBB) continue;
 484
 485     // If we have already inserted a cast into this block, use it.
 486     CastInst *&InsertedCast = InsertedCasts[UserBB];
 487
 488     if (!InsertedCast) {
 489       BasicBlock::iterator InsertPt = UserBB->getFirstInsertionPt();
 490       InsertedCast =
 491         CastInst::Create(CI->getOpcode(), CI->getOperand(0), CI->getType(), "",
 492                          InsertPt);
 493       MadeChange = true;
 494     }
 495
 496     // Replace a use of the cast with a use of the new cast.
 497     TheUse = InsertedCast;
 498     ++NumCastUses;
 499   }
 500
 501   // If we removed all uses, nuke the cast.
 502   if (CI->use_empty()) {
 503     CI->eraseFromParent();
 504     MadeChange = true;
 505   }
 506
 507   return MadeChange;
 508 }
 509
 510 /// OptimizeCmpExpression - sink the given CmpInst into user blocks to reduce
 511 /// the number of virtual registers that must be created and coalesced.  This is
 512 /// a clear win except on targets with multiple condition code registers
 513 ///  (PowerPC), where it might lose; some adjustment may be wanted there.
 514 ///
 515 /// Return true if any changes are made.
 516 static bool OptimizeCmpExpression(CmpInst *CI) {
 517   BasicBlock *DefBB = CI->getParent();
 518
 519   /// InsertedCmp - Only insert a cmp in each block once.
 520   DenseMap<BasicBlock*, CmpInst*> InsertedCmps;
 521
 522   bool MadeChange = false;
 523   for (Value::use_iterator UI = CI->use_begin(), E = CI->use_end();
 524        UI != E; ) {
 525     Use &TheUse = UI.getUse();
 526     Instruction *User = cast<Instruction>(*UI);
 527
 528     // Preincrement use iterator so we don't invalidate it.
 529     ++UI;
 530
 531     // Don't bother for PHI nodes.
 532     if (isa<PHINode>(User))
 533       continue;
 534
 535     // Figure out which BB this cmp is used in.
 536     BasicBlock *UserBB = User->getParent();
 537
 538     // If this user is in the same block as the cmp, don't change the cmp.
 539     if (UserBB == DefBB) continue;
 540
 541     // If we have already inserted a cmp into this block, use it.
 542     CmpInst *&InsertedCmp = InsertedCmps[UserBB];
 543
 544     if (!InsertedCmp) {
 545       BasicBlock::iterator InsertPt = UserBB->getFirstInsertionPt();
 546       InsertedCmp =
 547         CmpInst::Create(CI->getOpcode(),
 548                         CI->getPredicate(),  CI->getOperand(0),
 549                         CI->getOperand(1), "", InsertPt);
 550       MadeChange = true;
 551     }
 552
 553     // Replace a use of the cmp with a use of the new cmp.
 554     TheUse = InsertedCmp;
 555     ++NumCmpUses;
 556   }
 557
 558   // If we removed all uses, nuke the cmp.
 559   if (CI->use_empty())
 560     CI->eraseFromParent();
 561
 562   return MadeChange;
 563 }
 564
 565 namespace {
 566 class CodeGenPrepareFortifiedLibCalls : public SimplifyFortifiedLibCalls {
 567 protected:
 568   void replaceCall(Value *With) {
 569     CI->replaceAllUsesWith(With);
 570     CI->eraseFromParent();
 571   }
 572   bool isFoldable(unsigned SizeCIOp, unsigned, bool) const {
 573       if (ConstantInt *SizeCI =
 574                              dyn_cast<ConstantInt>(CI->getArgOperand(SizeCIOp)))
 575         return SizeCI->isAllOnesValue();
 576     return false;
 577   }
 578 };
 579 } // end anonymous namespace
 580
 581 bool CodeGenPrepare::OptimizeCallInst(CallInst *CI) {
 582   BasicBlock *BB = CI->getParent();
 583
 584   // Lower inline assembly if we can.
 585   // If we found an inline asm expession, and if the target knows how to
 586   // lower it to normal LLVM code, do so now.
 587   if (TLI && isa<InlineAsm>(CI->getCalledValue())) {
 588     if (TLI->ExpandInlineAsm(CI)) {
 589       // Avoid invalidating the iterator.
 590       CurInstIterator = BB->begin();
 591       // Avoid processing instructions out of order, which could cause
 592       // reuse before a value is defined.
 593       SunkAddrs.clear();
 594       return true;
 595     }
 596     // Sink address computing for memory operands into the block.
 597     if (OptimizeInlineAsmInst(CI))
 598       return true;
 599   }
 600
 601   // Lower all uses of llvm.objectsize.*
 602   IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(CI);
 603   if (II && II->getIntrinsicID() == Intrinsic::objectsize) {
 604     bool Min = (cast<ConstantInt>(II->getArgOperand(1))->getZExtValue() == 1);
 605     Type *ReturnTy = CI->getType();
 606     Constant *RetVal = ConstantInt::get(ReturnTy, Min ? 0 : -1ULL);
 607
 608     // Substituting this can cause recursive simplifications, which can
 609     // invalidate our iterator.  Use a WeakVH to hold onto it in case this
 610     // happens.
 611     WeakVH IterHandle(CurInstIterator);
 612
 613     replaceAndRecursivelySimplify(CI, RetVal, TLI ? TLI->getTargetData() : 0,
 614                                   TLInfo, ModifiedDT ? 0 : DT);
 615
 616     // If the iterator instruction was recursively deleted, start over at the
 617     // start of the block.
 618     if (IterHandle != CurInstIterator) {
 619       CurInstIterator = BB->begin();
 620       SunkAddrs.clear();
 621     }
 622     return true;
 623   }
 624
 625   if (II && TLI) {
 626     SmallVector<Value*, 2> PtrOps;
 627     Type *AccessTy;
 628     if (TLI->GetAddrModeArguments(II, PtrOps, AccessTy))
 629       while (!PtrOps.empty())
 630         if (OptimizeMemoryInst(II, PtrOps.pop_back_val(), AccessTy))
 631           return true;
 632   }
 633
 634   // From here on out we're working with named functions.
 635   if (CI->getCalledFunction() == 0) return false;
 636
 637   // We'll need TargetData from here on out.
 638   const TargetData *TD = TLI ? TLI->getTargetData() : 0;
 639   if (!TD) return false;
 640
 641   // Lower all default uses of _chk calls.  This is very similar
 642   // to what InstCombineCalls does, but here we are only lowering calls
 643   // that have the default "don't know" as the objectsize.  Anything else
 644   // should be left alone.
 645   CodeGenPrepareFortifiedLibCalls Simplifier;
 646   return Simplifier.fold(CI, TD, TLInfo);
 647 }
 648
 649 /// DupRetToEnableTailCallOpts - Look for opportunities to duplicate return
 650 /// instructions to the predecessor to enable tail call optimizations. The
 651 /// case it is currently looking for is:
 652 /// bb0:
 653 ///   %tmp0 = tail call i32 @f0()
 654 ///   br label %return
 655 /// bb1:
 656 ///   %tmp1 = tail call i32 @f1()
 657 ///   br label %return
 658 /// bb2:
 659 ///   %tmp2 = tail call i32 @f2()
 660 ///   br label %return
 661 /// return:
 662 ///   %retval = phi i32 [ %tmp0, %bb0 ], [ %tmp1, %bb1 ], [ %tmp2, %bb2 ]
 663 ///   ret i32 %retval
 664 ///
 665 /// =>
 666 ///
 667 /// bb0:
 668 ///   %tmp0 = tail call i32 @f0()
 669 ///   ret i32 %tmp0
 670 /// bb1:
 671 ///   %tmp1 = tail call i32 @f1()
 672 ///   ret i32 %tmp1
 673 /// bb2:
 674 ///   %tmp2 = tail call i32 @f2()
 675 ///   ret i32 %tmp2
 676 ///
 677 bool CodeGenPrepare::DupRetToEnableTailCallOpts(ReturnInst *RI) {
 678   if (!TLI)
 679     return false;
 680
 681   PHINode *PN = 0;
 682   BitCastInst *BCI = 0;
 683   Value *V = RI->getReturnValue();
 684   if (V) {
 685     BCI = dyn_cast<BitCastInst>(V);
 686     if (BCI)
 687       V = BCI->getOperand(0);
 688
 689     PN = dyn_cast<PHINode>(V);
 690     if (!PN)
 691       return false;
 692   }
 693
 694   BasicBlock *BB = RI->getParent();
 695   if (PN && PN->getParent() != BB)
 696     return false;
 697
 698   // It's not safe to eliminate the sign / zero extension of the return value.
 699   // See llvm::isInTailCallPosition().
 700   const Function *F = BB->getParent();
 701   Attributes CallerRetAttr = F->getAttributes().getRetAttributes();
 702   if ((CallerRetAttr & Attribute::ZExt) || (CallerRetAttr & Attribute::SExt))
 703     return false;
 704
 705   // Make sure there are no instructions between the PHI and return, or that the
 706   // return is the first instruction in the block.
 707   if (PN) {
 708     BasicBlock::iterator BI = BB->begin();
 709     do { ++BI; } while (isa<DbgInfoIntrinsic>(BI));
 710     if (&*BI == BCI)
 711       // Also skip over the bitcast.
 712       ++BI;
 713     if (&*BI != RI)
 714       return false;
 715   } else {
 716     BasicBlock::iterator BI = BB->begin();
 717     while (isa<DbgInfoIntrinsic>(BI)) ++BI;
 718     if (&*BI != RI)
 719       return false;
 720   }
 721
 722   /// Only dup the ReturnInst if the CallInst is likely to be emitted as a tail
 723   /// call.
 724   SmallVector<CallInst*, 4> TailCalls;
 725   if (PN) {
 726     for (unsigned I = 0, E = PN->getNumIncomingValues(); I != E; ++I) {
 727       CallInst *CI = dyn_cast<CallInst>(PN->getIncomingValue(I));
 728       // Make sure the phi value is indeed produced by the tail call.
 729       if (CI && CI->hasOneUse() && CI->getParent() == PN->getIncomingBlock(I) &&
 730           TLI->mayBeEmittedAsTailCall(CI))
 731         TailCalls.push_back(CI);
 732     }
 733   } else {
 734     SmallPtrSet<BasicBlock*, 4> VisitedBBs;
 735     for (pred_iterator PI = pred_begin(BB), PE = pred_end(BB); PI != PE; ++PI) {
 736       if (!VisitedBBs.insert(*PI))
 737         continue;
 738
 739       BasicBlock::InstListType &InstList = (*PI)->getInstList();
 740       BasicBlock::InstListType::reverse_iterator RI = InstList.rbegin();
 741       BasicBlock::InstListType::reverse_iterator RE = InstList.rend();
 742       do { ++RI; } while (RI != RE && isa<DbgInfoIntrinsic>(&*RI));
 743       if (RI == RE)
 744         continue;
 745
 746       CallInst *CI = dyn_cast<CallInst>(&*RI);
 747       if (CI && CI->use_empty() && TLI->mayBeEmittedAsTailCall(CI))
 748         TailCalls.push_back(CI);
 749     }
 750   }
 751
 752   bool Changed = false;
 753   for (unsigned i = 0, e = TailCalls.size(); i != e; ++i) {
 754     CallInst *CI = TailCalls[i];
 755     CallSite CS(CI);
 756
 757     // Conservatively require the attributes of the call to match those of the
 758     // return. Ignore noalias because it doesn't affect the call sequence.
 759     Attributes CalleeRetAttr = CS.getAttributes().getRetAttributes();
 760     if ((CalleeRetAttr ^ CallerRetAttr) & ~Attribute::NoAlias)
 761       continue;
 762
 763     // Make sure the call instruction is followed by an unconditional branch to
 764     // the return block.
 765     BasicBlock *CallBB = CI->getParent();
 766     BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(CallBB->getTerminator());
 767     if (!BI || !BI->isUnconditional() || BI->getSuccessor(0) != BB)
 768       continue;
 769
 770     // Duplicate the return into CallBB.
 771     (void)FoldReturnIntoUncondBranch(RI, BB, CallBB);
 772     ModifiedDT = Changed = true;
 773     ++NumRetsDup;
 774   }
 775
 776   // If we eliminated all predecessors of the block, delete the block now.
 777   if (Changed && pred_begin(BB) == pred_end(BB))
 778     BB->eraseFromParent();
 779
 780   return Changed;
 781 }
 782
 783 //===----------------------------------------------------------------------===//
 784 // Memory Optimization
 785 //===----------------------------------------------------------------------===//
 786
 787 /// IsNonLocalValue - Return true if the specified values are defined in a
 788 /// different basic block than BB.
 789 static bool IsNonLocalValue(Value *V, BasicBlock *BB) {
 790   if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V))
 791     return I->getParent() != BB;
 792   return false;
 793 }
 794
 795 /// OptimizeMemoryInst - Load and Store Instructions often have
 796 /// addressing modes that can do significant amounts of computation.  As such,
 797 /// instruction selection will try to get the load or store to do as much
 798 /// computation as possible for the program.  The problem is that isel can only
 799 /// see within a single block.  As such, we sink as much legal addressing mode
 800 /// stuff into the block as possible.
 801 ///
 802 /// This method is used to optimize both load/store and inline asms with memory
 803 /// operands.
 804 bool CodeGenPrepare::OptimizeMemoryInst(Instruction *MemoryInst, Value *Addr,
 805                                         Type *AccessTy) {
 806   Value *Repl = Addr;
 807
 808   // Try to collapse single-value PHI nodes.  This is necessary to undo
 809   // unprofitable PRE transformations.
 810   SmallVector<Value*, 8> worklist;
 811   SmallPtrSet<Value*, 16> Visited;
 812   worklist.push_back(Addr);
 813
 814   // Use a worklist to iteratively look through PHI nodes, and ensure that
 815   // the addressing mode obtained from the non-PHI roots of the graph
 816   // are equivalent.
 817   Value *Consensus = 0;
 818   unsigned NumUsesConsensus = 0;
 819   bool IsNumUsesConsensusValid = false;
 820   SmallVector<Instruction*, 16> AddrModeInsts;
 821   ExtAddrMode AddrMode;
 822   while (!worklist.empty()) {
 823     Value *V = worklist.back();
 824     worklist.pop_back();
 825
 826     // Break use-def graph loops.
 827     if (!Visited.insert(V)) {
 828       Consensus = 0;
 829       break;
 830     }
 831
 832     // For a PHI node, push all of its incoming values.
 833     if (PHINode *P = dyn_cast<PHINode>(V)) {
 834       for (unsigned i = 0, e = P->getNumIncomingValues(); i != e; ++i)
 835         worklist.push_back(P->getIncomingValue(i));
 836       continue;
 837     }
 838
 839     // For non-PHIs, determine the addressing mode being computed.
 840     SmallVector<Instruction*, 16> NewAddrModeInsts;
 841     ExtAddrMode NewAddrMode =
 842       AddressingModeMatcher::Match(V, AccessTy, MemoryInst,
 843                                    NewAddrModeInsts, *TLI);
 844
 845     // This check is broken into two cases with very similar code to avoid using
 846     // getNumUses() as much as possible. Some values have a lot of uses, so
 847     // calling getNumUses() unconditionally caused a significant compile-time
 848     // regression.
 849     if (!Consensus) {
 850       Consensus = V;
 851       AddrMode = NewAddrMode;
 852       AddrModeInsts = NewAddrModeInsts;
 853       continue;
 854     } else if (NewAddrMode == AddrMode) {
 855       if (!IsNumUsesConsensusValid) {
 856         NumUsesConsensus = Consensus->getNumUses();
 857         IsNumUsesConsensusValid = true;
 858       }
 859
 860       // Ensure that the obtained addressing mode is equivalent to that obtained
 861       // for all other roots of the PHI traversal.  Also, when choosing one
 862       // such root as representative, select the one with the most uses in order
 863       // to keep the cost modeling heuristics in AddressingModeMatcher
 864       // applicable.
 865       unsigned NumUses = V->getNumUses();
 866       if (NumUses > NumUsesConsensus) {
 867         Consensus = V;
 868         NumUsesConsensus = NumUses;
 869         AddrModeInsts = NewAddrModeInsts;
 870       }
 871       continue;
 872     }
 873
 874     Consensus = 0;
 875     break;
 876   }
 877
 878   // If the addressing mode couldn't be determined, or if multiple different
 879   // ones were determined, bail out now.
 880   if (!Consensus) return false;
 881
 882   // Check to see if any of the instructions supersumed by this addr mode are
 883   // non-local to I's BB.
 884   bool AnyNonLocal = false;
 885   for (unsigned i = 0, e = AddrModeInsts.size(); i != e; ++i) {
 886     if (IsNonLocalValue(AddrModeInsts[i], MemoryInst->getParent())) {
 887       AnyNonLocal = true;
 888       break;
 889     }
 890   }
 891
 892   // If all the instructions matched are already in this BB, don't do anything.
 893   if (!AnyNonLocal) {
 894     DEBUG(dbgs() << "CGP: Found      local addrmode: " << AddrMode << "\n");
 895     return false;
 896   }
 897
 898   // Insert this computation right after this user.  Since our caller is
 899   // scanning from the top of the BB to the bottom, reuse of the expr are
 900   // guaranteed to happen later.
 901   IRBuilder<> Builder(MemoryInst);
 902
 903   // Now that we determined the addressing expression we want to use and know
 904   // that we have to sink it into this block.  Check to see if we have already
 905   // done this for some other load/store instr in this block.  If so, reuse the
 906   // computation.
 907   Value *&SunkAddr = SunkAddrs[Addr];
 908   if (SunkAddr) {
 909     DEBUG(dbgs() << "CGP: Reusing nonlocal addrmode: " << AddrMode << " for "
 910                  << *MemoryInst);
 911     if (SunkAddr->getType() != Addr->getType())
 912       SunkAddr = Builder.CreateBitCast(SunkAddr, Addr->getType());
 913   } else {
 914     DEBUG(dbgs() << "CGP: SINKING nonlocal addrmode: " << AddrMode << " for "
 915                  << *MemoryInst);
 916     Type *IntPtrTy =
 917           TLI->getTargetData()->getIntPtrType(AccessTy->getContext());
 918
 919     Value *Result = 0;
 920
 921     // Start with the base register. Do this first so that subsequent address
 922     // matching finds it last, which will prevent it from trying to match it
 923     // as the scaled value in case it happens to be a mul. That would be
 924     // problematic if we've sunk a different mul for the scale, because then
 925     // we'd end up sinking both muls.
 926     if (AddrMode.BaseReg) {
 927       Value *V = AddrMode.BaseReg;
 928       if (V->getType()->isPointerTy())
 929         V = Builder.CreatePtrToInt(V, IntPtrTy, "sunkaddr");
 930       if (V->getType() != IntPtrTy)
 931         V = Builder.CreateIntCast(V, IntPtrTy, /*isSigned=*/true, "sunkaddr");
 932       Result = V;
 933     }
 934
 935     // Add the scale value.
 936     if (AddrMode.Scale) {
 937       Value *V = AddrMode.ScaledReg;
 938       if (V->getType() == IntPtrTy) {
 939         // done.
 940       } else if (V->getType()->isPointerTy()) {
 941         V = Builder.CreatePtrToInt(V, IntPtrTy, "sunkaddr");
 942       } else if (cast<IntegerType>(IntPtrTy)->getBitWidth() <
 943                  cast<IntegerType>(V->getType())->getBitWidth()) {
 944         V = Builder.CreateTrunc(V, IntPtrTy, "sunkaddr");
 945       } else {
 946         V = Builder.CreateSExt(V, IntPtrTy, "sunkaddr");
 947       }
 948       if (AddrMode.Scale != 1)
 949         V = Builder.CreateMul(V, ConstantInt::get(IntPtrTy, AddrMode.Scale),
 950                               "sunkaddr");
 951       if (Result)
 952         Result = Builder.CreateAdd(Result, V, "sunkaddr");
 953       else
 954         Result = V;
 955     }
 956
 957     // Add in the BaseGV if present.
 958     if (AddrMode.BaseGV) {
 959       Value *V = Builder.CreatePtrToInt(AddrMode.BaseGV, IntPtrTy, "sunkaddr");
 960       if (Result)
 961         Result = Builder.CreateAdd(Result, V, "sunkaddr");
 962       else
 963         Result = V;
 964     }
 965
 966     // Add in the Base Offset if present.
 967     if (AddrMode.BaseOffs) {
 968       Value *V = ConstantInt::get(IntPtrTy, AddrMode.BaseOffs);
 969       if (Result)
 970         Result = Builder.CreateAdd(Result, V, "sunkaddr");
 971       else
 972         Result = V;
 973     }
 974
 975     if (Result == 0)
 976       SunkAddr = Constant::getNullValue(Addr->getType());
 977     else
 978       SunkAddr = Builder.CreateIntToPtr(Result, Addr->getType(), "sunkaddr");
 979   }
 980
 981   MemoryInst->replaceUsesOfWith(Repl, SunkAddr);
 982
 983   // If we have no uses, recursively delete the value and all dead instructions
 984   // using it.
 985   if (Repl->use_empty()) {
 986     // This can cause recursive deletion, which can invalidate our iterator.
 987     // Use a WeakVH to hold onto it in case this happens.
 988     WeakVH IterHandle(CurInstIterator);
 989     BasicBlock *BB = CurInstIterator->getParent();
 990
 991     RecursivelyDeleteTriviallyDeadInstructions(Repl, TLInfo);
 992
 993     if (IterHandle != CurInstIterator) {
 994       // If the iterator instruction was recursively deleted, start over at the
 995       // start of the block.
 996       CurInstIterator = BB->begin();
 997       SunkAddrs.clear();
 998     } else {
 999       // This address is now available for reassignment, so erase the table
1000       // entry; we don't want to match some completely different instruction.
1001       SunkAddrs[Addr] = 0;
1002     }
1003   }
1004   ++NumMemoryInsts;
1005   return true;
1006 }
1007
1008 /// OptimizeInlineAsmInst - If there are any memory operands, use
1009 /// OptimizeMemoryInst to sink their address computing into the block when
1010 /// possible / profitable.
1011 bool CodeGenPrepare::OptimizeInlineAsmInst(CallInst *CS) {
1012   bool MadeChange = false;
1013
1014   TargetLowering::AsmOperandInfoVector
1015     TargetConstraints = TLI->ParseConstraints(CS);
1016   unsigned ArgNo = 0;
1017   for (unsigned i = 0, e = TargetConstraints.size(); i != e; ++i) {
1018     TargetLowering::AsmOperandInfo &OpInfo = TargetConstraints[i];
1019
1020     // Compute the constraint code and ConstraintType to use.
1021     TLI->ComputeConstraintToUse(OpInfo, SDValue());
1022
1023     if (OpInfo.ConstraintType == TargetLowering::C_Memory &&
1024         OpInfo.isIndirect) {
1025       Value *OpVal = CS->getArgOperand(ArgNo++);
1026       MadeChange |= OptimizeMemoryInst(CS, OpVal, OpVal->getType());
1027     } else if (OpInfo.Type == InlineAsm::isInput)
1028       ArgNo++;
1029   }
1030
1031   return MadeChange;
1032 }
1033
1034 /// MoveExtToFormExtLoad - Move a zext or sext fed by a load into the same
1035 /// basic block as the load, unless conditions are unfavorable. This allows
1036 /// SelectionDAG to fold the extend into the load.
1037 ///
1038 bool CodeGenPrepare::MoveExtToFormExtLoad(Instruction *I) {
1039   // Look for a load being extended.
1040   LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(I->getOperand(0));
1041   if (!LI) return false;
1042
1043   // If they're already in the same block, there's nothing to do.
1044   if (LI->getParent() == I->getParent())
1045     return false;
1046
1047   // If the load has other users and the truncate is not free, this probably
1048   // isn't worthwhile.
1049   if (!LI->hasOneUse() &&
1050       TLI && (TLI->isTypeLegal(TLI->getValueType(LI->getType())) ||
1051               !TLI->isTypeLegal(TLI->getValueType(I->getType()))) &&
1052       !TLI->isTruncateFree(I->getType(), LI->getType()))
1053     return false;
1054
1055   // Check whether the target supports casts folded into loads.
1056   unsigned LType;
1057   if (isa<ZExtInst>(I))
1058     LType = ISD::ZEXTLOAD;
1059   else {
1060     assert(isa<SExtInst>(I) && "Unexpected ext type!");
1061     LType = ISD::SEXTLOAD;
1062   }
1063   if (TLI && !TLI->isLoadExtLegal(LType, TLI->getValueType(LI->getType())))
1064     return false;
1065
1066   // Move the extend into the same block as the load, so that SelectionDAG
1067   // can fold it.
1068   I->removeFromParent();
1069   I->insertAfter(LI);
1070   ++NumExtsMoved;
1071   return true;
1072 }
1073
1074 bool CodeGenPrepare::OptimizeExtUses(Instruction *I) {
1075   BasicBlock *DefBB = I->getParent();
1076
1077   // If the result of a {s|z}ext and its source are both live out, rewrite all
1078   // other uses of the source with result of extension.
1079   Value *Src = I->getOperand(0);
1080   if (Src->hasOneUse())
1081     return false;
1082
1083   // Only do this xform if truncating is free.
1084   if (TLI && !TLI->isTruncateFree(I->getType(), Src->getType()))
1085     return false;
1086
1087   // Only safe to perform the optimization if the source is also defined in
1088   // this block.
1089   if (!isa<Instruction>(Src) || DefBB != cast<Instruction>(Src)->getParent())
1090     return false;
1091
1092   bool DefIsLiveOut = false;
1093   for (Value::use_iterator UI = I->use_begin(), E = I->use_end();
1094        UI != E; ++UI) {
1095     Instruction *User = cast<Instruction>(*UI);
1096
1097     // Figure out which BB this ext is used in.
1098     BasicBlock *UserBB = User->getParent();
1099     if (UserBB == DefBB) continue;
1100     DefIsLiveOut = true;
1101     break;
1102   }
1103   if (!DefIsLiveOut)
1104     return false;
1105
1106   // Make sure non of the uses are PHI nodes.
1107   for (Value::use_iterator UI = Src->use_begin(), E = Src->use_end();
1108        UI != E; ++UI) {
1109     Instruction *User = cast<Instruction>(*UI);
1110     BasicBlock *UserBB = User->getParent();
1111     if (UserBB == DefBB) continue;
1112     // Be conservative. We don't want this xform to end up introducing
1113     // reloads just before load / store instructions.
1114     if (isa<PHINode>(User) || isa<LoadInst>(User) || isa<StoreInst>(User))
1115       return false;
1116   }
1117
1118   // InsertedTruncs - Only insert one trunc in each block once.
1119   DenseMap<BasicBlock*, Instruction*> InsertedTruncs;
1120
1121   bool MadeChange = false;
1122   for (Value::use_iterator UI = Src->use_begin(), E = Src->use_end();
1123        UI != E; ++UI) {
1124     Use &TheUse = UI.getUse();
1125     Instruction *User = cast<Instruction>(*UI);
1126
1127     // Figure out which BB this ext is used in.
1128     BasicBlock *UserBB = User->getParent();
1129     if (UserBB == DefBB) continue;
1130
1131     // Both src and def are live in this block. Rewrite the use.
1132     Instruction *&InsertedTrunc = InsertedTruncs[UserBB];
1133
1134     if (!InsertedTrunc) {
1135       BasicBlock::iterator InsertPt = UserBB->getFirstInsertionPt();
1136       InsertedTrunc = new TruncInst(I, Src->getType(), "", InsertPt);
1137     }
1138
1139     // Replace a use of the {s|z}ext source with a use of the result.
1140     TheUse = InsertedTrunc;
1141     ++NumExtUses;
1142     MadeChange = true;
1143   }
1144
1145   return MadeChange;
1146 }
1147
1148 /// isFormingBranchFromSelectProfitable - Returns true if a SelectInst should be
1149 /// turned into an explicit branch.
1150 static bool isFormingBranchFromSelectProfitable(SelectInst *SI) {
1151   // FIXME: This should use the same heuristics as IfConversion to determine
1152   // whether a select is better represented as a branch.  This requires that
1153   // branch probability metadata is preserved for the select, which is not the
1154   // case currently.
1155
1156   CmpInst *Cmp = dyn_cast<CmpInst>(SI->getCondition());
1157
1158   // If the branch is predicted right, an out of order CPU can avoid blocking on
1159   // the compare.  Emit cmovs on compares with a memory operand as branches to
1160   // avoid stalls on the load from memory.  If the compare has more than one use
1161   // there's probably another cmov or setcc around so it's not worth emitting a
1162   // branch.
1163   if (!Cmp)
1164     return false;
1165
1166   Value *CmpOp0 = Cmp->getOperand(0);
1167   Value *CmpOp1 = Cmp->getOperand(1);
1168
1169   // We check that the memory operand has one use to avoid uses of the loaded
1170   // value directly after the compare, making branches unprofitable.
1171   return Cmp->hasOneUse() &&
1172          ((isa<LoadInst>(CmpOp0) && CmpOp0->hasOneUse()) ||
1173           (isa<LoadInst>(CmpOp1) && CmpOp1->hasOneUse()));
1174 }
1175
1176
1177 bool CodeGenPrepare::OptimizeSelectInst(SelectInst *SI) {
1178   // If we have a SelectInst that will likely profit from branch prediction,
1179   // turn it into a branch.
1180   if (DisableSelectToBranch || OptSize || !TLI ||
1181       !TLI->isPredictableSelectExpensive())
1182     return false;
1183
1184   if (!SI->getCondition()->getType()->isIntegerTy(1) ||
1185       !isFormingBranchFromSelectProfitable(SI))
1186     return false;
1187
1188   ModifiedDT = true;
1189
1190   // First, we split the block containing the select into 2 blocks.
1191   BasicBlock *StartBlock = SI->getParent();
1192   BasicBlock::iterator SplitPt = ++(BasicBlock::iterator(SI));
1193   BasicBlock *NextBlock = StartBlock->splitBasicBlock(SplitPt, "select.end");
1194
1195   // Create a new block serving as the landing pad for the branch.
1196   BasicBlock *SmallBlock = BasicBlock::Create(SI->getContext(), "select.mid",
1197                                              NextBlock->getParent(), NextBlock);
1198
1199   // Move the unconditional branch from the block with the select in it into our
1200   // landing pad block.
1201   StartBlock->getTerminator()->eraseFromParent();
1202   BranchInst::Create(NextBlock, SmallBlock);
1203
1204   // Insert the real conditional branch based on the original condition.
1205   BranchInst::Create(NextBlock, SmallBlock, SI->getCondition(), SI);
1206
1207   // The select itself is replaced with a PHI Node.
1208   PHINode *PN = PHINode::Create(SI->getType(), 2, "", NextBlock->begin());
1209   PN->takeName(SI);
1210   PN->addIncoming(SI->getTrueValue(), StartBlock);
1211   PN->addIncoming(SI->getFalseValue(), SmallBlock);
1212   SI->replaceAllUsesWith(PN);
1213   SI->eraseFromParent();
1214
1215   // Instruct OptimizeBlock to skip to the next block.
1216   CurInstIterator = StartBlock->end();
1217   ++NumSelectsExpanded;
1218   return true;
1219 }
1220
1221 bool CodeGenPrepare::OptimizeInst(Instruction *I) {
1222   if (PHINode *P = dyn_cast<PHINode>(I)) {
1223     // It is possible for very late stage optimizations (such as SimplifyCFG)
1224     // to introduce PHI nodes too late to be cleaned up.  If we detect such a
1225     // trivial PHI, go ahead and zap it here.
1226     if (Value *V = SimplifyInstruction(P)) {
1227       P->replaceAllUsesWith(V);
1228       P->eraseFromParent();
1229       ++NumPHIsElim;
1230       return true;
1231     }
1232     return false;
1233   }
1234
1235   if (CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(I)) {
1236     // If the source of the cast is a constant, then this should have
1237     // already been constant folded.  The only reason NOT to constant fold
1238     // it is if something (e.g. LSR) was careful to place the constant
1239     // evaluation in a block other than then one that uses it (e.g. to hoist
1240     // the address of globals out of a loop).  If this is the case, we don't
1241     // want to forward-subst the cast.
1242     if (isa<Constant>(CI->getOperand(0)))
1243       return false;
1244
1245     if (TLI && OptimizeNoopCopyExpression(CI, *TLI))
1246       return true;
1247
1248     if (isa<ZExtInst>(I) || isa<SExtInst>(I)) {
1249       bool MadeChange = MoveExtToFormExtLoad(I);
1250       return MadeChange | OptimizeExtUses(I);
1251     }
1252     return false;
1253   }
1254
1255   if (CmpInst *CI = dyn_cast<CmpInst>(I))
1256     return OptimizeCmpExpression(CI);
1257
1258   if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(I)) {
1259     if (TLI)
1260       return OptimizeMemoryInst(I, I->getOperand(0), LI->getType());
1261     return false;
1262   }
1263
1264   if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(I)) {
1265     if (TLI)
1266       return OptimizeMemoryInst(I, SI->getOperand(1),
1267                                 SI->getOperand(0)->getType());
1268     return false;
1269   }
1270
1271   if (GetElementPtrInst *GEPI = dyn_cast<GetElementPtrInst>(I)) {
1272     if (GEPI->hasAllZeroIndices()) {
1273       /// The GEP operand must be a pointer, so must its result -> BitCast
1274       Instruction *NC = new BitCastInst(GEPI->getOperand(0), GEPI->getType(),
1275                                         GEPI->getName(), GEPI);
1276       GEPI->replaceAllUsesWith(NC);
1277       GEPI->eraseFromParent();
1278       ++NumGEPsElim;
1279       OptimizeInst(NC);
1280       return true;
1281     }
1282     return false;
1283   }
1284
1285   if (CallInst *CI = dyn_cast<CallInst>(I))
1286     return OptimizeCallInst(CI);
1287
1288   if (ReturnInst *RI = dyn_cast<ReturnInst>(I))
1289     return DupRetToEnableTailCallOpts(RI);
1290
1291   if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(I))
1292     return OptimizeSelectInst(SI);
1293
1294   return false;
1295 }
1296
1297 // In this pass we look for GEP and cast instructions that are used
1298 // across basic blocks and rewrite them to improve basic-block-at-a-time
1299 // selection.
1300 bool CodeGenPrepare::OptimizeBlock(BasicBlock &BB) {
1301   SunkAddrs.clear();
1302   bool MadeChange = false;
1303
1304   CurInstIterator = BB.begin();
1305   for (BasicBlock::iterator E = BB.end(); CurInstIterator != E; )
1306     MadeChange |= OptimizeInst(CurInstIterator++);
1307
1308   return MadeChange;
1309 }
1310
1311 // llvm.dbg.value is far away from the value then iSel may not be able
1312 // handle it properly. iSel will drop llvm.dbg.value if it can not
1313 // find a node corresponding to the value.
1314 bool CodeGenPrepare::PlaceDbgValues(Function &F) {
1315   bool MadeChange = false;
1316   for (Function::iterator I = F.begin(), E = F.end(); I != E; ++I) {
1317     Instruction *PrevNonDbgInst = NULL;
1318     for (BasicBlock::iterator BI = I->begin(), BE = I->end(); BI != BE;) {
1319       Instruction *Insn = BI; ++BI;
1320       DbgValueInst *DVI = dyn_cast<DbgValueInst>(Insn);
1321       if (!DVI) {
1322         PrevNonDbgInst = Insn;
1323         continue;
1324       }
1325
1326       Instruction *VI = dyn_cast_or_null<Instruction>(DVI->getValue());
1327       if (VI && VI != PrevNonDbgInst && !VI->isTerminator()) {
1328         DEBUG(dbgs() << "Moving Debug Value before :\n" << *DVI << ' ' << *VI);
1329         DVI->removeFromParent();
1330         if (isa<PHINode>(VI))
1331           DVI->insertBefore(VI->getParent()->getFirstInsertionPt());
1332         else
1333           DVI->insertAfter(VI);
1334         MadeChange = true;
1335         ++NumDbgValueMoved;
1336       }
1337     }
1338   }
1339   return MadeChange;
1340 }