Make iostream #inclusion explicit
[oota-llvm.git] / lib / Transforms / Scalar / LoopStrengthReduce.cpp
1 //===- LoopStrengthReduce.cpp - Strength Reduce GEPs in Loops -------------===//
2 //
3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
4 //
5 // This file was developed by Nate Begeman and is distributed under the
6 // University of Illinois Open Source License. See LICENSE.TXT for details.
7 //
8 //===----------------------------------------------------------------------===//
9 //
10 // This pass performs a strength reduction on array references inside loops that
11 // have as one or more of their components the loop induction variable.  This is
12 // accomplished by creating a new Value to hold the initial value of the array
13 // access for the first iteration, and then creating a new GEP instruction in
14 // the loop to increment the value by the appropriate amount.
15 //
16 //===----------------------------------------------------------------------===//
17
18 #define DEBUG_TYPE "loop-reduce"
19 #include "llvm/Transforms/Scalar.h"
20 #include "llvm/Constants.h"
21 #include "llvm/Instructions.h"
22 #include "llvm/Type.h"
23 #include "llvm/DerivedTypes.h"
24 #include "llvm/Analysis/Dominators.h"
25 #include "llvm/Analysis/LoopInfo.h"
26 #include "llvm/Analysis/ScalarEvolutionExpander.h"
27 #include "llvm/Support/CFG.h"
28 #include "llvm/Support/GetElementPtrTypeIterator.h"
29 #include "llvm/Transforms/Utils/BasicBlockUtils.h"
30 #include "llvm/Transforms/Utils/Local.h"
31 #include "llvm/Target/TargetData.h"
32 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
33 #include "llvm/Support/Debug.h"
34 #include <algorithm>
35 #include <iostream>
36 #include <set>
37 using namespace llvm;
38
39 namespace {
40   Statistic<> NumReduced ("loop-reduce", "Number of GEPs strength reduced");
41   Statistic<> NumInserted("loop-reduce", "Number of PHIs inserted");
42   Statistic<> NumVariable("loop-reduce","Number of PHIs with variable strides");
43
44   /// IVStrideUse - Keep track of one use of a strided induction variable, where
45   /// the stride is stored externally.  The Offset member keeps track of the 
46   /// offset from the IV, User is the actual user of the operand, and 'Operand'
47   /// is the operand # of the User that is the use.
48   struct IVStrideUse {
49     SCEVHandle Offset;
50     Instruction *User;
51     Value *OperandValToReplace;
52
53     // isUseOfPostIncrementedValue - True if this should use the
54     // post-incremented version of this IV, not the preincremented version.
55     // This can only be set in special cases, such as the terminating setcc
56     // instruction for a loop or uses dominated by the loop.
57     bool isUseOfPostIncrementedValue;
58     
59     IVStrideUse(const SCEVHandle &Offs, Instruction *U, Value *O)
60       : Offset(Offs), User(U), OperandValToReplace(O),
61         isUseOfPostIncrementedValue(false) {}
62   };
63   
64   /// IVUsersOfOneStride - This structure keeps track of all instructions that
65   /// have an operand that is based on the trip count multiplied by some stride.
66   /// The stride for all of these users is common and kept external to this
67   /// structure.
68   struct IVUsersOfOneStride {
69     /// Users - Keep track of all of the users of this stride as well as the
70     /// initial value and the operand that uses the IV.
71     std::vector<IVStrideUse> Users;
72     
73     void addUser(const SCEVHandle &Offset,Instruction *User, Value *Operand) {
74       Users.push_back(IVStrideUse(Offset, User, Operand));
75     }
76   };
77
78
79   class LoopStrengthReduce : public FunctionPass {
80     LoopInfo *LI;
81     ETForest *EF;
82     ScalarEvolution *SE;
83     const TargetData *TD;
84     const Type *UIntPtrTy;
85     bool Changed;
86
87     /// MaxTargetAMSize - This is the maximum power-of-two scale value that the
88     /// target can handle for free with its addressing modes.
89     unsigned MaxTargetAMSize;
90
91     /// IVUsesByStride - Keep track of all uses of induction variables that we
92     /// are interested in.  The key of the map is the stride of the access.
93     std::map<SCEVHandle, IVUsersOfOneStride> IVUsesByStride;
94
95     /// StrideOrder - An ordering of the keys in IVUsesByStride that is stable:
96     /// We use this to iterate over the IVUsesByStride collection without being
97     /// dependent on random ordering of pointers in the process.
98     std::vector<SCEVHandle> StrideOrder;
99
100     /// CastedValues - As we need to cast values to uintptr_t, this keeps track
101     /// of the casted version of each value.  This is accessed by
102     /// getCastedVersionOf.
103     std::map<Value*, Value*> CastedPointers;
104
105     /// DeadInsts - Keep track of instructions we may have made dead, so that
106     /// we can remove them after we are done working.
107     std::set<Instruction*> DeadInsts;
108   public:
109     LoopStrengthReduce(unsigned MTAMS = 1)
110       : MaxTargetAMSize(MTAMS) {
111     }
112
113     virtual bool runOnFunction(Function &) {
114       LI = &getAnalysis<LoopInfo>();
115       EF = &getAnalysis<ETForest>();
116       SE = &getAnalysis<ScalarEvolution>();
117       TD = &getAnalysis<TargetData>();
118       UIntPtrTy = TD->getIntPtrType();
119       Changed = false;
120
121       for (LoopInfo::iterator I = LI->begin(), E = LI->end(); I != E; ++I)
122         runOnLoop(*I);
123       
124       return Changed;
125     }
126
127     virtual void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
128       // We split critical edges, so we change the CFG.  However, we do update
129       // many analyses if they are around.
130       AU.addPreservedID(LoopSimplifyID);
131       AU.addPreserved<LoopInfo>();
132       AU.addPreserved<DominatorSet>();
133       AU.addPreserved<ETForest>();
134       AU.addPreserved<ImmediateDominators>();
135       AU.addPreserved<DominanceFrontier>();
136       AU.addPreserved<DominatorTree>();
137
138       AU.addRequiredID(LoopSimplifyID);
139       AU.addRequired<LoopInfo>();
140       AU.addRequired<ETForest>();
141       AU.addRequired<TargetData>();
142       AU.addRequired<ScalarEvolution>();
143     }
144     
145     /// getCastedVersionOf - Return the specified value casted to uintptr_t.
146     ///
147     Value *getCastedVersionOf(Value *V);
148 private:
149     void runOnLoop(Loop *L);
150     bool AddUsersIfInteresting(Instruction *I, Loop *L,
151                                std::set<Instruction*> &Processed);
152     SCEVHandle GetExpressionSCEV(Instruction *E, Loop *L);
153
154     void OptimizeIndvars(Loop *L);
155
156     void StrengthReduceStridedIVUsers(const SCEVHandle &Stride,
157                                       IVUsersOfOneStride &Uses,
158                                       Loop *L, bool isOnlyStride);
159     void DeleteTriviallyDeadInstructions(std::set<Instruction*> &Insts);
160   };
161   RegisterOpt<LoopStrengthReduce> X("loop-reduce",
162                                     "Loop Strength Reduction");
163 }
164
165 FunctionPass *llvm::createLoopStrengthReducePass(unsigned MaxTargetAMSize) {
166   return new LoopStrengthReduce(MaxTargetAMSize);
167 }
168
169 /// getCastedVersionOf - Return the specified value casted to uintptr_t.
170 ///
171 Value *LoopStrengthReduce::getCastedVersionOf(Value *V) {
172   if (V->getType() == UIntPtrTy) return V;
173   if (Constant *CB = dyn_cast<Constant>(V))
174     return ConstantExpr::getCast(CB, UIntPtrTy);
175
176   Value *&New = CastedPointers[V];
177   if (New) return New;
178   
179   BasicBlock::iterator InsertPt;
180   if (Argument *Arg = dyn_cast<Argument>(V)) {
181     // Insert into the entry of the function, after any allocas.
182     InsertPt = Arg->getParent()->begin()->begin();
183     while (isa<AllocaInst>(InsertPt)) ++InsertPt;
184   } else {
185     if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(V)) {
186       InsertPt = II->getNormalDest()->begin();
187     } else {
188       InsertPt = cast<Instruction>(V);
189       ++InsertPt;
190     }
191
192     // Do not insert casts into the middle of PHI node blocks.
193     while (isa<PHINode>(InsertPt)) ++InsertPt;
194   }
195   
196   New = new CastInst(V, UIntPtrTy, V->getName(), InsertPt);
197   DeadInsts.insert(cast<Instruction>(New));
198   return New;
199 }
200
201
202 /// DeleteTriviallyDeadInstructions - If any of the instructions is the
203 /// specified set are trivially dead, delete them and see if this makes any of
204 /// their operands subsequently dead.
205 void LoopStrengthReduce::
206 DeleteTriviallyDeadInstructions(std::set<Instruction*> &Insts) {
207   while (!Insts.empty()) {
208     Instruction *I = *Insts.begin();
209     Insts.erase(Insts.begin());
210     if (isInstructionTriviallyDead(I)) {
211       for (unsigned i = 0, e = I->getNumOperands(); i != e; ++i)
212         if (Instruction *U = dyn_cast<Instruction>(I->getOperand(i)))
213           Insts.insert(U);
214       SE->deleteInstructionFromRecords(I);
215       I->eraseFromParent();
216       Changed = true;
217     }
218   }
219 }
220
221
222 /// GetExpressionSCEV - Compute and return the SCEV for the specified
223 /// instruction.
224 SCEVHandle LoopStrengthReduce::GetExpressionSCEV(Instruction *Exp, Loop *L) {
225   // Scalar Evolutions doesn't know how to compute SCEV's for GEP instructions.
226   // If this is a GEP that SE doesn't know about, compute it now and insert it.
227   // If this is not a GEP, or if we have already done this computation, just let
228   // SE figure it out.
229   GetElementPtrInst *GEP = dyn_cast<GetElementPtrInst>(Exp);
230   if (!GEP || SE->hasSCEV(GEP))
231     return SE->getSCEV(Exp);
232     
233   // Analyze all of the subscripts of this getelementptr instruction, looking
234   // for uses that are determined by the trip count of L.  First, skip all
235   // operands the are not dependent on the IV.
236
237   // Build up the base expression.  Insert an LLVM cast of the pointer to
238   // uintptr_t first.
239   SCEVHandle GEPVal = SCEVUnknown::get(getCastedVersionOf(GEP->getOperand(0)));
240
241   gep_type_iterator GTI = gep_type_begin(GEP);
242   
243   for (unsigned i = 1, e = GEP->getNumOperands(); i != e; ++i, ++GTI) {
244     // If this is a use of a recurrence that we can analyze, and it comes before
245     // Op does in the GEP operand list, we will handle this when we process this
246     // operand.
247     if (const StructType *STy = dyn_cast<StructType>(*GTI)) {
248       const StructLayout *SL = TD->getStructLayout(STy);
249       unsigned Idx = cast<ConstantUInt>(GEP->getOperand(i))->getValue();
250       uint64_t Offset = SL->MemberOffsets[Idx];
251       GEPVal = SCEVAddExpr::get(GEPVal,
252                                 SCEVUnknown::getIntegerSCEV(Offset, UIntPtrTy));
253     } else {
254       Value *OpVal = getCastedVersionOf(GEP->getOperand(i));
255       SCEVHandle Idx = SE->getSCEV(OpVal);
256
257       uint64_t TypeSize = TD->getTypeSize(GTI.getIndexedType());
258       if (TypeSize != 1)
259         Idx = SCEVMulExpr::get(Idx,
260                                SCEVConstant::get(ConstantUInt::get(UIntPtrTy,
261                                                                    TypeSize)));
262       GEPVal = SCEVAddExpr::get(GEPVal, Idx);
263     }
264   }
265
266   SE->setSCEV(GEP, GEPVal);
267   return GEPVal;
268 }
269
270 /// getSCEVStartAndStride - Compute the start and stride of this expression,
271 /// returning false if the expression is not a start/stride pair, or true if it
272 /// is.  The stride must be a loop invariant expression, but the start may be
273 /// a mix of loop invariant and loop variant expressions.
274 static bool getSCEVStartAndStride(const SCEVHandle &SH, Loop *L,
275                                   SCEVHandle &Start, SCEVHandle &Stride) {
276   SCEVHandle TheAddRec = Start;   // Initialize to zero.
277
278   // If the outer level is an AddExpr, the operands are all start values except
279   // for a nested AddRecExpr.
280   if (SCEVAddExpr *AE = dyn_cast<SCEVAddExpr>(SH)) {
281     for (unsigned i = 0, e = AE->getNumOperands(); i != e; ++i)
282       if (SCEVAddRecExpr *AddRec =
283              dyn_cast<SCEVAddRecExpr>(AE->getOperand(i))) {
284         if (AddRec->getLoop() == L)
285           TheAddRec = SCEVAddExpr::get(AddRec, TheAddRec);
286         else
287           return false;  // Nested IV of some sort?
288       } else {
289         Start = SCEVAddExpr::get(Start, AE->getOperand(i));
290       }
291         
292   } else if (SCEVAddRecExpr *AddRec = dyn_cast<SCEVAddRecExpr>(SH)) {
293     TheAddRec = SH;
294   } else {
295     return false;  // not analyzable.
296   }
297   
298   SCEVAddRecExpr *AddRec = dyn_cast<SCEVAddRecExpr>(TheAddRec);
299   if (!AddRec || AddRec->getLoop() != L) return false;
300   
301   // FIXME: Generalize to non-affine IV's.
302   if (!AddRec->isAffine()) return false;
303
304   Start = SCEVAddExpr::get(Start, AddRec->getOperand(0));
305   
306   if (!isa<SCEVConstant>(AddRec->getOperand(1)))
307     DEBUG(std::cerr << "[" << L->getHeader()->getName()
308                     << "] Variable stride: " << *AddRec << "\n");
309
310   Stride = AddRec->getOperand(1);
311   // Check that all constant strides are the unsigned type, we don't want to
312   // have two IV's one of signed stride 4 and one of unsigned stride 4 to not be
313   // merged.
314   assert((!isa<SCEVConstant>(Stride) || Stride->getType()->isUnsigned()) &&
315          "Constants should be canonicalized to unsigned!");
316
317   return true;
318 }
319
320 /// IVUseShouldUsePostIncValue - We have discovered a "User" of an IV expression
321 /// and now we need to decide whether the user should use the preinc or post-inc
322 /// value.  If this user should use the post-inc version of the IV, return true.
323 ///
324 /// Choosing wrong here can break dominance properties (if we choose to use the
325 /// post-inc value when we cannot) or it can end up adding extra live-ranges to
326 /// the loop, resulting in reg-reg copies (if we use the pre-inc value when we
327 /// should use the post-inc value).
328 static bool IVUseShouldUsePostIncValue(Instruction *User, Instruction *IV,
329                                        Loop *L, ETForest *EF, Pass *P) {
330   // If the user is in the loop, use the preinc value.
331   if (L->contains(User->getParent())) return false;
332   
333   BasicBlock *LatchBlock = L->getLoopLatch();
334   
335   // Ok, the user is outside of the loop.  If it is dominated by the latch
336   // block, use the post-inc value.
337   if (EF->dominates(LatchBlock, User->getParent()))
338     return true;
339
340   // There is one case we have to be careful of: PHI nodes.  These little guys
341   // can live in blocks that do not dominate the latch block, but (since their
342   // uses occur in the predecessor block, not the block the PHI lives in) should
343   // still use the post-inc value.  Check for this case now.
344   PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(User);
345   if (!PN) return false;  // not a phi, not dominated by latch block.
346   
347   // Look at all of the uses of IV by the PHI node.  If any use corresponds to
348   // a block that is not dominated by the latch block, give up and use the
349   // preincremented value.
350   unsigned NumUses = 0;
351   for (unsigned i = 0, e = PN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i)
352     if (PN->getIncomingValue(i) == IV) {
353       ++NumUses;
354       if (!EF->dominates(LatchBlock, PN->getIncomingBlock(i)))
355         return false;
356     }
357
358   // Okay, all uses of IV by PN are in predecessor blocks that really are
359   // dominated by the latch block.  Split the critical edges and use the
360   // post-incremented value.
361   for (unsigned i = 0, e = PN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i)
362     if (PN->getIncomingValue(i) == IV) {
363       SplitCriticalEdge(PN->getIncomingBlock(i), PN->getParent(), P);
364       if (--NumUses == 0) break;
365     }
366   
367   return true;
368 }
369
370   
371
372 /// AddUsersIfInteresting - Inspect the specified instruction.  If it is a
373 /// reducible SCEV, recursively add its users to the IVUsesByStride set and
374 /// return true.  Otherwise, return false.
375 bool LoopStrengthReduce::AddUsersIfInteresting(Instruction *I, Loop *L,
376                                             std::set<Instruction*> &Processed) {
377   if (!I->getType()->isInteger() && !isa<PointerType>(I->getType()))
378       return false;   // Void and FP expressions cannot be reduced.
379   if (!Processed.insert(I).second)
380     return true;    // Instruction already handled.
381   
382   // Get the symbolic expression for this instruction.
383   SCEVHandle ISE = GetExpressionSCEV(I, L);
384   if (isa<SCEVCouldNotCompute>(ISE)) return false;
385   
386   // Get the start and stride for this expression.
387   SCEVHandle Start = SCEVUnknown::getIntegerSCEV(0, ISE->getType());
388   SCEVHandle Stride = Start;
389   if (!getSCEVStartAndStride(ISE, L, Start, Stride))
390     return false;  // Non-reducible symbolic expression, bail out.
391   
392   for (Value::use_iterator UI = I->use_begin(), E = I->use_end(); UI != E;++UI){
393     Instruction *User = cast<Instruction>(*UI);
394
395     // Do not infinitely recurse on PHI nodes.
396     if (isa<PHINode>(User) && Processed.count(User))
397       continue;
398
399     // If this is an instruction defined in a nested loop, or outside this loop,
400     // don't recurse into it.
401     bool AddUserToIVUsers = false;
402     if (LI->getLoopFor(User->getParent()) != L) {
403       DEBUG(std::cerr << "FOUND USER in other loop: " << *User
404             << "   OF SCEV: " << *ISE << "\n");
405       AddUserToIVUsers = true;
406     } else if (!AddUsersIfInteresting(User, L, Processed)) {
407       DEBUG(std::cerr << "FOUND USER: " << *User
408             << "   OF SCEV: " << *ISE << "\n");
409       AddUserToIVUsers = true;
410     }
411
412     if (AddUserToIVUsers) {
413       IVUsersOfOneStride &StrideUses = IVUsesByStride[Stride];
414       if (StrideUses.Users.empty())     // First occurance of this stride?
415         StrideOrder.push_back(Stride);
416       
417       // Okay, we found a user that we cannot reduce.  Analyze the instruction
418       // and decide what to do with it.  If we are a use inside of the loop, use
419       // the value before incrementation, otherwise use it after incrementation.
420       if (IVUseShouldUsePostIncValue(User, I, L, EF, this)) {
421         // The value used will be incremented by the stride more than we are
422         // expecting, so subtract this off.
423         SCEVHandle NewStart = SCEV::getMinusSCEV(Start, Stride);
424         StrideUses.addUser(NewStart, User, I);
425         StrideUses.Users.back().isUseOfPostIncrementedValue = true;
426         DEBUG(std::cerr << "   USING POSTINC SCEV, START=" << *NewStart<< "\n");
427       } else {        
428         StrideUses.addUser(Start, User, I);
429       }
430     }
431   }
432   return true;
433 }
434
435 namespace {
436   /// BasedUser - For a particular base value, keep information about how we've
437   /// partitioned the expression so far.
438   struct BasedUser {
439     /// Base - The Base value for the PHI node that needs to be inserted for
440     /// this use.  As the use is processed, information gets moved from this
441     /// field to the Imm field (below).  BasedUser values are sorted by this
442     /// field.
443     SCEVHandle Base;
444     
445     /// Inst - The instruction using the induction variable.
446     Instruction *Inst;
447
448     /// OperandValToReplace - The operand value of Inst to replace with the
449     /// EmittedBase.
450     Value *OperandValToReplace;
451
452     /// Imm - The immediate value that should be added to the base immediately
453     /// before Inst, because it will be folded into the imm field of the
454     /// instruction.
455     SCEVHandle Imm;
456
457     /// EmittedBase - The actual value* to use for the base value of this
458     /// operation.  This is null if we should just use zero so far.
459     Value *EmittedBase;
460
461     // isUseOfPostIncrementedValue - True if this should use the
462     // post-incremented version of this IV, not the preincremented version.
463     // This can only be set in special cases, such as the terminating setcc
464     // instruction for a loop and uses outside the loop that are dominated by
465     // the loop.
466     bool isUseOfPostIncrementedValue;
467     
468     BasedUser(IVStrideUse &IVSU)
469       : Base(IVSU.Offset), Inst(IVSU.User), 
470         OperandValToReplace(IVSU.OperandValToReplace), 
471         Imm(SCEVUnknown::getIntegerSCEV(0, Base->getType())), EmittedBase(0),
472         isUseOfPostIncrementedValue(IVSU.isUseOfPostIncrementedValue) {}
473
474     // Once we rewrite the code to insert the new IVs we want, update the
475     // operands of Inst to use the new expression 'NewBase', with 'Imm' added
476     // to it.
477     void RewriteInstructionToUseNewBase(const SCEVHandle &NewBase,
478                                         SCEVExpander &Rewriter, Loop *L,
479                                         Pass *P);
480     void dump() const;
481   };
482 }
483
484 void BasedUser::dump() const {
485   std::cerr << " Base=" << *Base;
486   std::cerr << " Imm=" << *Imm;
487   if (EmittedBase)
488     std::cerr << "  EB=" << *EmittedBase;
489
490   std::cerr << "   Inst: " << *Inst;
491 }
492
493 // Once we rewrite the code to insert the new IVs we want, update the
494 // operands of Inst to use the new expression 'NewBase', with 'Imm' added
495 // to it.
496 void BasedUser::RewriteInstructionToUseNewBase(const SCEVHandle &NewBase,
497                                                SCEVExpander &Rewriter,
498                                                Loop *L, Pass *P) {
499   if (!isa<PHINode>(Inst)) {
500     SCEVHandle NewValSCEV = SCEVAddExpr::get(NewBase, Imm);
501     Value *NewVal = Rewriter.expandCodeFor(NewValSCEV, Inst,
502                                            OperandValToReplace->getType());
503     // Replace the use of the operand Value with the new Phi we just created.
504     Inst->replaceUsesOfWith(OperandValToReplace, NewVal);
505     DEBUG(std::cerr << "    CHANGED: IMM =" << *Imm << "  Inst = " << *Inst);
506     return;
507   }
508   
509   // PHI nodes are more complex.  We have to insert one copy of the NewBase+Imm
510   // expression into each operand block that uses it.  Note that PHI nodes can
511   // have multiple entries for the same predecessor.  We use a map to make sure
512   // that a PHI node only has a single Value* for each predecessor (which also
513   // prevents us from inserting duplicate code in some blocks).
514   std::map<BasicBlock*, Value*> InsertedCode;
515   PHINode *PN = cast<PHINode>(Inst);
516   for (unsigned i = 0, e = PN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
517     if (PN->getIncomingValue(i) == OperandValToReplace) {
518       // If this is a critical edge, split the edge so that we do not insert the
519       // code on all predecessor/successor paths.  We do this unless this is the
520       // canonical backedge for this loop, as this can make some inserted code
521       // be in an illegal position.
522       BasicBlock *PHIPred = PN->getIncomingBlock(i);
523       if (e != 1 && PHIPred->getTerminator()->getNumSuccessors() > 1 &&
524           (PN->getParent() != L->getHeader() || !L->contains(PHIPred))) {
525         
526         // First step, split the critical edge.
527         SplitCriticalEdge(PHIPred, PN->getParent(), P);
528             
529         // Next step: move the basic block.  In particular, if the PHI node
530         // is outside of the loop, and PredTI is in the loop, we want to
531         // move the block to be immediately before the PHI block, not
532         // immediately after PredTI.
533         if (L->contains(PHIPred) && !L->contains(PN->getParent())) {
534           BasicBlock *NewBB = PN->getIncomingBlock(i);
535           NewBB->moveBefore(PN->getParent());
536         }
537       }
538
539       Value *&Code = InsertedCode[PN->getIncomingBlock(i)];
540       if (!Code) {
541         // Insert the code into the end of the predecessor block.
542         BasicBlock::iterator InsertPt =PN->getIncomingBlock(i)->getTerminator();
543       
544         SCEVHandle NewValSCEV = SCEVAddExpr::get(NewBase, Imm);
545         Code = Rewriter.expandCodeFor(NewValSCEV, InsertPt,
546                                       OperandValToReplace->getType());
547       }
548       
549       // Replace the use of the operand Value with the new Phi we just created.
550       PN->setIncomingValue(i, Code);
551       Rewriter.clear();
552     }
553   }
554   DEBUG(std::cerr << "    CHANGED: IMM =" << *Imm << "  Inst = " << *Inst);
555 }
556
557
558 /// isTargetConstant - Return true if the following can be referenced by the
559 /// immediate field of a target instruction.
560 static bool isTargetConstant(const SCEVHandle &V) {
561
562   // FIXME: Look at the target to decide if &GV is a legal constant immediate.
563   if (SCEVConstant *SC = dyn_cast<SCEVConstant>(V)) {
564     // PPC allows a sign-extended 16-bit immediate field.
565     int64_t V = SC->getValue()->getSExtValue();
566     if (V > -(1 << 16) && V < (1 << 16)-1)
567         return true;
568     return false;
569   }
570
571   return false;     // ENABLE this for x86
572
573   if (SCEVUnknown *SU = dyn_cast<SCEVUnknown>(V))
574     if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(SU->getValue()))
575       if (CE->getOpcode() == Instruction::Cast)
576         if (isa<GlobalValue>(CE->getOperand(0)))
577           // FIXME: should check to see that the dest is uintptr_t!
578           return true;
579   return false;
580 }
581
582 /// MoveLoopVariantsToImediateField - Move any subexpressions from Val that are
583 /// loop varying to the Imm operand.
584 static void MoveLoopVariantsToImediateField(SCEVHandle &Val, SCEVHandle &Imm,
585                                             Loop *L) {
586   if (Val->isLoopInvariant(L)) return;  // Nothing to do.
587   
588   if (SCEVAddExpr *SAE = dyn_cast<SCEVAddExpr>(Val)) {
589     std::vector<SCEVHandle> NewOps;
590     NewOps.reserve(SAE->getNumOperands());
591     
592     for (unsigned i = 0; i != SAE->getNumOperands(); ++i)
593       if (!SAE->getOperand(i)->isLoopInvariant(L)) {
594         // If this is a loop-variant expression, it must stay in the immediate
595         // field of the expression.
596         Imm = SCEVAddExpr::get(Imm, SAE->getOperand(i));
597       } else {
598         NewOps.push_back(SAE->getOperand(i));
599       }
600
601     if (NewOps.empty())
602       Val = SCEVUnknown::getIntegerSCEV(0, Val->getType());
603     else
604       Val = SCEVAddExpr::get(NewOps);
605   } else if (SCEVAddRecExpr *SARE = dyn_cast<SCEVAddRecExpr>(Val)) {
606     // Try to pull immediates out of the start value of nested addrec's.
607     SCEVHandle Start = SARE->getStart();
608     MoveLoopVariantsToImediateField(Start, Imm, L);
609     
610     std::vector<SCEVHandle> Ops(SARE->op_begin(), SARE->op_end());
611     Ops[0] = Start;
612     Val = SCEVAddRecExpr::get(Ops, SARE->getLoop());
613   } else {
614     // Otherwise, all of Val is variant, move the whole thing over.
615     Imm = SCEVAddExpr::get(Imm, Val);
616     Val = SCEVUnknown::getIntegerSCEV(0, Val->getType());
617   }
618 }
619
620
621 /// MoveImmediateValues - Look at Val, and pull out any additions of constants
622 /// that can fit into the immediate field of instructions in the target.
623 /// Accumulate these immediate values into the Imm value.
624 static void MoveImmediateValues(SCEVHandle &Val, SCEVHandle &Imm,
625                                 bool isAddress, Loop *L) {
626   if (SCEVAddExpr *SAE = dyn_cast<SCEVAddExpr>(Val)) {
627     std::vector<SCEVHandle> NewOps;
628     NewOps.reserve(SAE->getNumOperands());
629     
630     for (unsigned i = 0; i != SAE->getNumOperands(); ++i)
631       if (isAddress && isTargetConstant(SAE->getOperand(i))) {
632         Imm = SCEVAddExpr::get(Imm, SAE->getOperand(i));
633       } else if (!SAE->getOperand(i)->isLoopInvariant(L)) {
634         // If this is a loop-variant expression, it must stay in the immediate
635         // field of the expression.
636         Imm = SCEVAddExpr::get(Imm, SAE->getOperand(i));
637       } else {
638         NewOps.push_back(SAE->getOperand(i));
639       }
640
641     if (NewOps.empty())
642       Val = SCEVUnknown::getIntegerSCEV(0, Val->getType());
643     else
644       Val = SCEVAddExpr::get(NewOps);
645     return;
646   } else if (SCEVAddRecExpr *SARE = dyn_cast<SCEVAddRecExpr>(Val)) {
647     // Try to pull immediates out of the start value of nested addrec's.
648     SCEVHandle Start = SARE->getStart();
649     MoveImmediateValues(Start, Imm, isAddress, L);
650     
651     if (Start != SARE->getStart()) {
652       std::vector<SCEVHandle> Ops(SARE->op_begin(), SARE->op_end());
653       Ops[0] = Start;
654       Val = SCEVAddRecExpr::get(Ops, SARE->getLoop());
655     }
656     return;
657   }
658
659   // Loop-variant expressions must stay in the immediate field of the
660   // expression.
661   if ((isAddress && isTargetConstant(Val)) ||
662       !Val->isLoopInvariant(L)) {
663     Imm = SCEVAddExpr::get(Imm, Val);
664     Val = SCEVUnknown::getIntegerSCEV(0, Val->getType());
665     return;
666   }
667
668   // Otherwise, no immediates to move.
669 }
670
671
672 /// IncrementAddExprUses - Decompose the specified expression into its added
673 /// subexpressions, and increment SubExpressionUseCounts for each of these
674 /// decomposed parts.
675 static void SeparateSubExprs(std::vector<SCEVHandle> &SubExprs,
676                              SCEVHandle Expr) {
677   if (SCEVAddExpr *AE = dyn_cast<SCEVAddExpr>(Expr)) {
678     for (unsigned j = 0, e = AE->getNumOperands(); j != e; ++j)
679       SeparateSubExprs(SubExprs, AE->getOperand(j));
680   } else if (SCEVAddRecExpr *SARE = dyn_cast<SCEVAddRecExpr>(Expr)) {
681     SCEVHandle Zero = SCEVUnknown::getIntegerSCEV(0, Expr->getType());
682     if (SARE->getOperand(0) == Zero) {
683       SubExprs.push_back(Expr);
684     } else {
685       // Compute the addrec with zero as its base.
686       std::vector<SCEVHandle> Ops(SARE->op_begin(), SARE->op_end());
687       Ops[0] = Zero;   // Start with zero base.
688       SubExprs.push_back(SCEVAddRecExpr::get(Ops, SARE->getLoop()));
689       
690
691       SeparateSubExprs(SubExprs, SARE->getOperand(0));
692     }
693   } else if (!isa<SCEVConstant>(Expr) ||
694              !cast<SCEVConstant>(Expr)->getValue()->isNullValue()) {
695     // Do not add zero.
696     SubExprs.push_back(Expr);
697   }
698 }
699
700
701 /// RemoveCommonExpressionsFromUseBases - Look through all of the uses in Bases,
702 /// removing any common subexpressions from it.  Anything truly common is
703 /// removed, accumulated, and returned.  This looks for things like (a+b+c) and
704 /// (a+c+d) -> (a+c).  The common expression is *removed* from the Bases.
705 static SCEVHandle 
706 RemoveCommonExpressionsFromUseBases(std::vector<BasedUser> &Uses) {
707   unsigned NumUses = Uses.size();
708
709   // Only one use?  Use its base, regardless of what it is!
710   SCEVHandle Zero = SCEVUnknown::getIntegerSCEV(0, Uses[0].Base->getType());
711   SCEVHandle Result = Zero;
712   if (NumUses == 1) {
713     std::swap(Result, Uses[0].Base);
714     return Result;
715   }
716
717   // To find common subexpressions, count how many of Uses use each expression.
718   // If any subexpressions are used Uses.size() times, they are common.
719   std::map<SCEVHandle, unsigned> SubExpressionUseCounts;
720   
721   // UniqueSubExprs - Keep track of all of the subexpressions we see in the
722   // order we see them.
723   std::vector<SCEVHandle> UniqueSubExprs;
724
725   std::vector<SCEVHandle> SubExprs;
726   for (unsigned i = 0; i != NumUses; ++i) {
727     // If the base is zero (which is common), return zero now, there are no
728     // CSEs we can find.
729     if (Uses[i].Base == Zero) return Zero;
730
731     // Split the expression into subexprs.
732     SeparateSubExprs(SubExprs, Uses[i].Base);
733     // Add one to SubExpressionUseCounts for each subexpr present.
734     for (unsigned j = 0, e = SubExprs.size(); j != e; ++j)
735       if (++SubExpressionUseCounts[SubExprs[j]] == 1)
736         UniqueSubExprs.push_back(SubExprs[j]);
737     SubExprs.clear();
738   }
739
740   // Now that we know how many times each is used, build Result.  Iterate over
741   // UniqueSubexprs so that we have a stable ordering.
742   for (unsigned i = 0, e = UniqueSubExprs.size(); i != e; ++i) {
743     std::map<SCEVHandle, unsigned>::iterator I = 
744        SubExpressionUseCounts.find(UniqueSubExprs[i]);
745     assert(I != SubExpressionUseCounts.end() && "Entry not found?");
746     if (I->second == NumUses) {  // Found CSE!
747       Result = SCEVAddExpr::get(Result, I->first);
748     } else {
749       // Remove non-cse's from SubExpressionUseCounts.
750       SubExpressionUseCounts.erase(I);
751     }
752   }
753   
754   // If we found no CSE's, return now.
755   if (Result == Zero) return Result;
756   
757   // Otherwise, remove all of the CSE's we found from each of the base values.
758   for (unsigned i = 0; i != NumUses; ++i) {
759     // Split the expression into subexprs.
760     SeparateSubExprs(SubExprs, Uses[i].Base);
761
762     // Remove any common subexpressions.
763     for (unsigned j = 0, e = SubExprs.size(); j != e; ++j)
764       if (SubExpressionUseCounts.count(SubExprs[j])) {
765         SubExprs.erase(SubExprs.begin()+j);
766         --j; --e;
767       }
768     
769     // Finally, the non-shared expressions together.
770     if (SubExprs.empty())
771       Uses[i].Base = Zero;
772     else
773       Uses[i].Base = SCEVAddExpr::get(SubExprs);
774     SubExprs.clear();
775   }
776  
777   return Result;
778 }
779
780
781 /// StrengthReduceStridedIVUsers - Strength reduce all of the users of a single
782 /// stride of IV.  All of the users may have different starting values, and this
783 /// may not be the only stride (we know it is if isOnlyStride is true).
784 void LoopStrengthReduce::StrengthReduceStridedIVUsers(const SCEVHandle &Stride,
785                                                       IVUsersOfOneStride &Uses,
786                                                       Loop *L,
787                                                       bool isOnlyStride) {
788   // Transform our list of users and offsets to a bit more complex table.  In
789   // this new vector, each 'BasedUser' contains 'Base' the base of the
790   // strided accessas well as the old information from Uses.  We progressively
791   // move information from the Base field to the Imm field, until we eventually
792   // have the full access expression to rewrite the use.
793   std::vector<BasedUser> UsersToProcess;
794   UsersToProcess.reserve(Uses.Users.size());
795   for (unsigned i = 0, e = Uses.Users.size(); i != e; ++i) {
796     UsersToProcess.push_back(Uses.Users[i]);
797     
798     // Move any loop invariant operands from the offset field to the immediate
799     // field of the use, so that we don't try to use something before it is
800     // computed.
801     MoveLoopVariantsToImediateField(UsersToProcess.back().Base,
802                                     UsersToProcess.back().Imm, L);
803     assert(UsersToProcess.back().Base->isLoopInvariant(L) &&
804            "Base value is not loop invariant!");
805   }
806   
807   // We now have a whole bunch of uses of like-strided induction variables, but
808   // they might all have different bases.  We want to emit one PHI node for this
809   // stride which we fold as many common expressions (between the IVs) into as
810   // possible.  Start by identifying the common expressions in the base values 
811   // for the strides (e.g. if we have "A+C+B" and "A+B+D" as our bases, find
812   // "A+B"), emit it to the preheader, then remove the expression from the
813   // UsersToProcess base values.
814   SCEVHandle CommonExprs = RemoveCommonExpressionsFromUseBases(UsersToProcess);
815   
816   // Next, figure out what we can represent in the immediate fields of
817   // instructions.  If we can represent anything there, move it to the imm
818   // fields of the BasedUsers.  We do this so that it increases the commonality
819   // of the remaining uses.
820   for (unsigned i = 0, e = UsersToProcess.size(); i != e; ++i) {
821     // If the user is not in the current loop, this means it is using the exit
822     // value of the IV.  Do not put anything in the base, make sure it's all in
823     // the immediate field to allow as much factoring as possible.
824     if (!L->contains(UsersToProcess[i].Inst->getParent())) {
825       UsersToProcess[i].Imm = SCEVAddExpr::get(UsersToProcess[i].Imm,
826                                                UsersToProcess[i].Base);
827       UsersToProcess[i].Base = 
828         SCEVUnknown::getIntegerSCEV(0, UsersToProcess[i].Base->getType());
829     } else {
830       
831       // Addressing modes can be folded into loads and stores.  Be careful that
832       // the store is through the expression, not of the expression though.
833       bool isAddress = isa<LoadInst>(UsersToProcess[i].Inst);
834       if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(UsersToProcess[i].Inst))
835         if (SI->getOperand(1) == UsersToProcess[i].OperandValToReplace)
836           isAddress = true;
837       
838       MoveImmediateValues(UsersToProcess[i].Base, UsersToProcess[i].Imm,
839                           isAddress, L);
840     }
841   }
842  
843   // Now that we know what we need to do, insert the PHI node itself.
844   //
845   DEBUG(std::cerr << "INSERTING IV of STRIDE " << *Stride << " and BASE "
846         << *CommonExprs << " :\n");
847     
848   SCEVExpander Rewriter(*SE, *LI);
849   SCEVExpander PreheaderRewriter(*SE, *LI);
850   
851   BasicBlock  *Preheader = L->getLoopPreheader();
852   Instruction *PreInsertPt = Preheader->getTerminator();
853   Instruction *PhiInsertBefore = L->getHeader()->begin();
854   
855   BasicBlock *LatchBlock = L->getLoopLatch();
856   
857   // Create a new Phi for this base, and stick it in the loop header.
858   const Type *ReplacedTy = CommonExprs->getType();
859   PHINode *NewPHI = new PHINode(ReplacedTy, "iv.", PhiInsertBefore);
860   ++NumInserted;
861   
862   // Insert the stride into the preheader.
863   Value *StrideV = PreheaderRewriter.expandCodeFor(Stride, PreInsertPt,
864                                                    ReplacedTy);
865   if (!isa<ConstantInt>(StrideV)) ++NumVariable;
866
867
868   // Emit the initial base value into the loop preheader, and add it to the
869   // Phi node.
870   Value *PHIBaseV = PreheaderRewriter.expandCodeFor(CommonExprs, PreInsertPt,
871                                                     ReplacedTy);
872   NewPHI->addIncoming(PHIBaseV, Preheader);
873   
874   // Emit the increment of the base value before the terminator of the loop
875   // latch block, and add it to the Phi node.
876   SCEVHandle IncExp = SCEVAddExpr::get(SCEVUnknown::get(NewPHI),
877                                        SCEVUnknown::get(StrideV));
878   
879   Value *IncV = Rewriter.expandCodeFor(IncExp, LatchBlock->getTerminator(),
880                                        ReplacedTy);
881   IncV->setName(NewPHI->getName()+".inc");
882   NewPHI->addIncoming(IncV, LatchBlock);
883
884   // Sort by the base value, so that all IVs with identical bases are next to
885   // each other.
886   while (!UsersToProcess.empty()) {
887     SCEVHandle Base = UsersToProcess.back().Base;
888
889     DEBUG(std::cerr << "  INSERTING code for BASE = " << *Base << ":\n");
890    
891     // Emit the code for Base into the preheader.
892     Value *BaseV = PreheaderRewriter.expandCodeFor(Base, PreInsertPt,
893                                                    ReplacedTy);
894     
895     // If BaseV is a constant other than 0, make sure that it gets inserted into
896     // the preheader, instead of being forward substituted into the uses.  We do
897     // this by forcing a noop cast to be inserted into the preheader in this
898     // case.
899     if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(BaseV))
900       if (!C->isNullValue() && !isTargetConstant(Base)) {
901         // We want this constant emitted into the preheader!
902         BaseV = new CastInst(BaseV, BaseV->getType(), "preheaderinsert",
903                              PreInsertPt);       
904       }
905     
906     // Emit the code to add the immediate offset to the Phi value, just before
907     // the instructions that we identified as using this stride and base.
908     unsigned ScanPos = 0;
909     do {
910       BasedUser &User = UsersToProcess.back();
911
912       // If this instruction wants to use the post-incremented value, move it
913       // after the post-inc and use its value instead of the PHI.
914       Value *RewriteOp = NewPHI;
915       if (User.isUseOfPostIncrementedValue) {
916         RewriteOp = IncV;
917
918         // If this user is in the loop, make sure it is the last thing in the
919         // loop to ensure it is dominated by the increment.
920         if (L->contains(User.Inst->getParent()))
921           User.Inst->moveBefore(LatchBlock->getTerminator());
922       }
923       SCEVHandle RewriteExpr = SCEVUnknown::get(RewriteOp);
924
925       // Clear the SCEVExpander's expression map so that we are guaranteed
926       // to have the code emitted where we expect it.
927       Rewriter.clear();
928      
929       // Now that we know what we need to do, insert code before User for the
930       // immediate and any loop-variant expressions.
931       if (!isa<ConstantInt>(BaseV) || !cast<ConstantInt>(BaseV)->isNullValue())
932         // Add BaseV to the PHI value if needed.
933         RewriteExpr = SCEVAddExpr::get(RewriteExpr, SCEVUnknown::get(BaseV));
934       
935       User.RewriteInstructionToUseNewBase(RewriteExpr, Rewriter, L, this);
936
937       // Mark old value we replaced as possibly dead, so that it is elminated
938       // if we just replaced the last use of that value.
939       DeadInsts.insert(cast<Instruction>(User.OperandValToReplace));
940
941       UsersToProcess.pop_back();
942       ++NumReduced;
943
944       // If there are any more users to process with the same base, move one of
945       // them to the end of the list so that we will process it.
946       if (!UsersToProcess.empty()) {
947         for (unsigned e = UsersToProcess.size(); ScanPos != e; ++ScanPos)
948           if (UsersToProcess[ScanPos].Base == Base) {
949             std::swap(UsersToProcess[ScanPos], UsersToProcess.back());
950             break;
951           }
952       }
953     } while (!UsersToProcess.empty() && UsersToProcess.back().Base == Base);
954     // TODO: Next, find out which base index is the most common, pull it out.
955   }
956
957   // IMPORTANT TODO: Figure out how to partition the IV's with this stride, but
958   // different starting values, into different PHIs.
959 }
960
961 // OptimizeIndvars - Now that IVUsesByStride is set up with all of the indvar
962 // uses in the loop, look to see if we can eliminate some, in favor of using
963 // common indvars for the different uses.
964 void LoopStrengthReduce::OptimizeIndvars(Loop *L) {
965   // TODO: implement optzns here.
966
967
968
969
970   // Finally, get the terminating condition for the loop if possible.  If we
971   // can, we want to change it to use a post-incremented version of its
972   // induction variable, to allow coallescing the live ranges for the IV into
973   // one register value.
974   PHINode *SomePHI = cast<PHINode>(L->getHeader()->begin());
975   BasicBlock  *Preheader = L->getLoopPreheader();
976   BasicBlock *LatchBlock =
977    SomePHI->getIncomingBlock(SomePHI->getIncomingBlock(0) == Preheader);
978   BranchInst *TermBr = dyn_cast<BranchInst>(LatchBlock->getTerminator());
979   if (!TermBr || TermBr->isUnconditional() ||
980       !isa<SetCondInst>(TermBr->getCondition()))
981     return;
982   SetCondInst *Cond = cast<SetCondInst>(TermBr->getCondition());
983
984   // Search IVUsesByStride to find Cond's IVUse if there is one.
985   IVStrideUse *CondUse = 0;
986   const SCEVHandle *CondStride = 0;
987
988   for (unsigned Stride = 0, e = StrideOrder.size(); Stride != e && !CondUse;
989        ++Stride) {
990     std::map<SCEVHandle, IVUsersOfOneStride>::iterator SI = 
991       IVUsesByStride.find(StrideOrder[Stride]);
992     assert(SI != IVUsesByStride.end() && "Stride doesn't exist!");
993     
994     for (std::vector<IVStrideUse>::iterator UI = SI->second.Users.begin(),
995            E = SI->second.Users.end(); UI != E; ++UI)
996       if (UI->User == Cond) {
997         CondUse = &*UI;
998         CondStride = &SI->first;
999         // NOTE: we could handle setcc instructions with multiple uses here, but
1000         // InstCombine does it as well for simple uses, it's not clear that it
1001         // occurs enough in real life to handle.
1002         break;
1003       }
1004   }
1005   if (!CondUse) return;  // setcc doesn't use the IV.
1006
1007   // setcc stride is complex, don't mess with users.
1008   // FIXME: Evaluate whether this is a good idea or not.
1009   if (!isa<SCEVConstant>(*CondStride)) return;
1010
1011   // It's possible for the setcc instruction to be anywhere in the loop, and
1012   // possible for it to have multiple users.  If it is not immediately before
1013   // the latch block branch, move it.
1014   if (&*++BasicBlock::iterator(Cond) != (Instruction*)TermBr) {
1015     if (Cond->hasOneUse()) {   // Condition has a single use, just move it.
1016       Cond->moveBefore(TermBr);
1017     } else {
1018       // Otherwise, clone the terminating condition and insert into the loopend.
1019       Cond = cast<SetCondInst>(Cond->clone());
1020       Cond->setName(L->getHeader()->getName() + ".termcond");
1021       LatchBlock->getInstList().insert(TermBr, Cond);
1022       
1023       // Clone the IVUse, as the old use still exists!
1024       IVUsesByStride[*CondStride].addUser(CondUse->Offset, Cond,
1025                                          CondUse->OperandValToReplace);
1026       CondUse = &IVUsesByStride[*CondStride].Users.back();
1027     }
1028   }
1029
1030   // If we get to here, we know that we can transform the setcc instruction to
1031   // use the post-incremented version of the IV, allowing us to coallesce the
1032   // live ranges for the IV correctly.
1033   CondUse->Offset = SCEV::getMinusSCEV(CondUse->Offset, *CondStride);
1034   CondUse->isUseOfPostIncrementedValue = true;
1035 }
1036
1037 void LoopStrengthReduce::runOnLoop(Loop *L) {
1038   // First step, transform all loops nesting inside of this loop.
1039   for (LoopInfo::iterator I = L->begin(), E = L->end(); I != E; ++I)
1040     runOnLoop(*I);
1041
1042   // Next, find all uses of induction variables in this loop, and catagorize
1043   // them by stride.  Start by finding all of the PHI nodes in the header for
1044   // this loop.  If they are induction variables, inspect their uses.
1045   std::set<Instruction*> Processed;   // Don't reprocess instructions.
1046   for (BasicBlock::iterator I = L->getHeader()->begin(); isa<PHINode>(I); ++I)
1047     AddUsersIfInteresting(I, L, Processed);
1048
1049   // If we have nothing to do, return.
1050   if (IVUsesByStride.empty()) return;
1051
1052   // Optimize induction variables.  Some indvar uses can be transformed to use
1053   // strides that will be needed for other purposes.  A common example of this
1054   // is the exit test for the loop, which can often be rewritten to use the
1055   // computation of some other indvar to decide when to terminate the loop.
1056   OptimizeIndvars(L);
1057
1058
1059   // FIXME: We can widen subreg IV's here for RISC targets.  e.g. instead of
1060   // doing computation in byte values, promote to 32-bit values if safe.
1061
1062   // FIXME: Attempt to reuse values across multiple IV's.  In particular, we
1063   // could have something like "for(i) { foo(i*8); bar(i*16) }", which should be
1064   // codegened as "for (j = 0;; j+=8) { foo(j); bar(j+j); }" on X86/PPC.  Need
1065   // to be careful that IV's are all the same type.  Only works for intptr_t
1066   // indvars.
1067
1068   // If we only have one stride, we can more aggressively eliminate some things.
1069   bool HasOneStride = IVUsesByStride.size() == 1;
1070   
1071   // Note: this processes each stride/type pair individually.  All users passed
1072   // into StrengthReduceStridedIVUsers have the same type AND stride.  Also,
1073   // node that we iterate over IVUsesByStride indirectly by using StrideOrder.
1074   // This extra layer of indirection makes the ordering of strides deterministic
1075   // - not dependent on map order.
1076   for (unsigned Stride = 0, e = StrideOrder.size(); Stride != e; ++Stride) {
1077     std::map<SCEVHandle, IVUsersOfOneStride>::iterator SI = 
1078       IVUsesByStride.find(StrideOrder[Stride]);
1079     assert(SI != IVUsesByStride.end() && "Stride doesn't exist!");
1080     StrengthReduceStridedIVUsers(SI->first, SI->second, L, HasOneStride);
1081   }
1082
1083   // Clean up after ourselves
1084   if (!DeadInsts.empty()) {
1085     DeleteTriviallyDeadInstructions(DeadInsts);
1086
1087     BasicBlock::iterator I = L->getHeader()->begin();
1088     PHINode *PN;
1089     while ((PN = dyn_cast<PHINode>(I))) {
1090       ++I;  // Preincrement iterator to avoid invalidating it when deleting PN.
1091       
1092       // At this point, we know that we have killed one or more GEP
1093       // instructions.  It is worth checking to see if the cann indvar is also
1094       // dead, so that we can remove it as well.  The requirements for the cann
1095       // indvar to be considered dead are:
1096       // 1. the cann indvar has one use
1097       // 2. the use is an add instruction
1098       // 3. the add has one use
1099       // 4. the add is used by the cann indvar
1100       // If all four cases above are true, then we can remove both the add and
1101       // the cann indvar.
1102       // FIXME: this needs to eliminate an induction variable even if it's being
1103       // compared against some value to decide loop termination.
1104       if (PN->hasOneUse()) {
1105         BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(*(PN->use_begin()));
1106         if (BO && BO->hasOneUse()) {
1107           if (PN == *(BO->use_begin())) {
1108             DeadInsts.insert(BO);
1109             // Break the cycle, then delete the PHI.
1110             PN->replaceAllUsesWith(UndefValue::get(PN->getType()));
1111             SE->deleteInstructionFromRecords(PN);
1112             PN->eraseFromParent();
1113           }
1114         }
1115       }
1116     }
1117     DeleteTriviallyDeadInstructions(DeadInsts);
1118   }
1119
1120   CastedPointers.clear();
1121   IVUsesByStride.clear();
1122   StrideOrder.clear();
1123   return;
1124 }