Don't crash on code where the user put __attribute__((constructor)) on
[oota-llvm.git] / lib / Transforms / Scalar / ObjCARC.cpp
1 //===- ObjCARC.cpp - ObjC ARC Optimization --------------------------------===//
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 file defines ObjC ARC optimizations. ARC stands for
11 // Automatic Reference Counting and is a system for managing reference counts
12 // for objects in Objective C.
13 //
14 // The optimizations performed include elimination of redundant, partially
15 // redundant, and inconsequential reference count operations, elimination of
16 // redundant weak pointer operations, pattern-matching and replacement of
17 // low-level operations into higher-level operations, and numerous minor
18 // simplifications.
19 //
20 // This file also defines a simple ARC-aware AliasAnalysis.
21 //
22 // WARNING: This file knows about certain library functions. It recognizes them
23 // by name, and hardwires knowedge of their semantics.
24 //
25 // WARNING: This file knows about how certain Objective-C library functions are
26 // used. Naive LLVM IR transformations which would otherwise be
27 // behavior-preserving may break these assumptions.
28 //
29 //===----------------------------------------------------------------------===//
30
31 #define DEBUG_TYPE "objc-arc"
32 #include "llvm/Function.h"
33 #include "llvm/Intrinsics.h"
34 #include "llvm/GlobalVariable.h"
35 #include "llvm/DerivedTypes.h"
36 #include "llvm/Module.h"
37 #include "llvm/Analysis/ValueTracking.h"
38 #include "llvm/Transforms/Utils/Local.h"
39 #include "llvm/Support/CallSite.h"
40 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
41 #include "llvm/ADT/StringSwitch.h"
42 #include "llvm/ADT/DenseMap.h"
43 #include "llvm/ADT/STLExtras.h"
44 using namespace llvm;
45
46 // A handy option to enable/disable all optimizations in this file.
47 static cl::opt<bool> EnableARCOpts("enable-objc-arc-opts", cl::init(true));
48
49 //===----------------------------------------------------------------------===//
50 // Misc. Utilities
51 //===----------------------------------------------------------------------===//
52
53 namespace {
54   /// MapVector - An associative container with fast insertion-order
55   /// (deterministic) iteration over its elements. Plus the special
56   /// blot operation.
57   template<class KeyT, class ValueT>
58   class MapVector {
59     /// Map - Map keys to indices in Vector.
60     typedef DenseMap<KeyT, size_t> MapTy;
61     MapTy Map;
62
63     /// Vector - Keys and values.
64     typedef std::vector<std::pair<KeyT, ValueT> > VectorTy;
65     VectorTy Vector;
66
67   public:
68     typedef typename VectorTy::iterator iterator;
69     typedef typename VectorTy::const_iterator const_iterator;
70     iterator begin() { return Vector.begin(); }
71     iterator end() { return Vector.end(); }
72     const_iterator begin() const { return Vector.begin(); }
73     const_iterator end() const { return Vector.end(); }
74
75 #ifdef XDEBUG
76     ~MapVector() {
77       assert(Vector.size() >= Map.size()); // May differ due to blotting.
78       for (typename MapTy::const_iterator I = Map.begin(), E = Map.end();
79            I != E; ++I) {
80         assert(I->second < Vector.size());
81         assert(Vector[I->second].first == I->first);
82       }
83       for (typename VectorTy::const_iterator I = Vector.begin(),
84            E = Vector.end(); I != E; ++I)
85         assert(!I->first ||
86                (Map.count(I->first) &&
87                 Map[I->first] == size_t(I - Vector.begin())));
88     }
89 #endif
90
91     ValueT &operator[](const KeyT &Arg) {
92       std::pair<typename MapTy::iterator, bool> Pair =
93         Map.insert(std::make_pair(Arg, size_t(0)));
94       if (Pair.second) {
95         size_t Num = Vector.size();
96         Pair.first->second = Num;
97         Vector.push_back(std::make_pair(Arg, ValueT()));
98         return Vector[Num].second;
99       }
100       return Vector[Pair.first->second].second;
101     }
102
103     std::pair<iterator, bool>
104     insert(const std::pair<KeyT, ValueT> &InsertPair) {
105       std::pair<typename MapTy::iterator, bool> Pair =
106         Map.insert(std::make_pair(InsertPair.first, size_t(0)));
107       if (Pair.second) {
108         size_t Num = Vector.size();
109         Pair.first->second = Num;
110         Vector.push_back(InsertPair);
111         return std::make_pair(Vector.begin() + Num, true);
112       }
113       return std::make_pair(Vector.begin() + Pair.first->second, false);
114     }
115
116     const_iterator find(const KeyT &Key) const {
117       typename MapTy::const_iterator It = Map.find(Key);
118       if (It == Map.end()) return Vector.end();
119       return Vector.begin() + It->second;
120     }
121
122     /// blot - This is similar to erase, but instead of removing the element
123     /// from the vector, it just zeros out the key in the vector. This leaves
124     /// iterators intact, but clients must be prepared for zeroed-out keys when
125     /// iterating.
126     void blot(const KeyT &Key) {
127       typename MapTy::iterator It = Map.find(Key);
128       if (It == Map.end()) return;
129       Vector[It->second].first = KeyT();
130       Map.erase(It);
131     }
132
133     void clear() {
134       Map.clear();
135       Vector.clear();
136     }
137   };
138 }
139
140 //===----------------------------------------------------------------------===//
141 // ARC Utilities.
142 //===----------------------------------------------------------------------===//
143
144 namespace {
145   /// InstructionClass - A simple classification for instructions.
146   enum InstructionClass {
147     IC_Retain,              ///< objc_retain
148     IC_RetainRV,            ///< objc_retainAutoreleasedReturnValue
149     IC_RetainBlock,         ///< objc_retainBlock
150     IC_Release,             ///< objc_release
151     IC_Autorelease,         ///< objc_autorelease
152     IC_AutoreleaseRV,       ///< objc_autoreleaseReturnValue
153     IC_AutoreleasepoolPush, ///< objc_autoreleasePoolPush
154     IC_AutoreleasepoolPop,  ///< objc_autoreleasePoolPop
155     IC_NoopCast,            ///< objc_retainedObject, etc.
156     IC_FusedRetainAutorelease, ///< objc_retainAutorelease
157     IC_FusedRetainAutoreleaseRV, ///< objc_retainAutoreleaseReturnValue
158     IC_LoadWeakRetained,    ///< objc_loadWeakRetained (primitive)
159     IC_StoreWeak,           ///< objc_storeWeak (primitive)
160     IC_InitWeak,            ///< objc_initWeak (derived)
161     IC_LoadWeak,            ///< objc_loadWeak (derived)
162     IC_MoveWeak,            ///< objc_moveWeak (derived)
163     IC_CopyWeak,            ///< objc_copyWeak (derived)
164     IC_DestroyWeak,         ///< objc_destroyWeak (derived)
165     IC_StoreStrong,         ///< objc_storeStrong (derived)
166     IC_CallOrUser,          ///< could call objc_release and/or "use" pointers
167     IC_Call,                ///< could call objc_release
168     IC_User,                ///< could "use" a pointer
169     IC_None                 ///< anything else
170   };
171 }
172
173 /// IsPotentialUse - Test whether the given value is possible a
174 /// reference-counted pointer.
175 static bool IsPotentialUse(const Value *Op) {
176   // Pointers to static or stack storage are not reference-counted pointers.
177   if (isa<Constant>(Op) || isa<AllocaInst>(Op))
178     return false;
179   // Special arguments are not reference-counted.
180   if (const Argument *Arg = dyn_cast<Argument>(Op))
181     if (Arg->hasByValAttr() ||
182         Arg->hasNestAttr() ||
183         Arg->hasStructRetAttr())
184       return false;
185   // Only consider values with pointer types.
186   // It seemes intuitive to exclude function pointer types as well, since
187   // functions are never reference-counted, however clang occasionally
188   // bitcasts reference-counted pointers to function-pointer type
189   // temporarily.
190   PointerType *Ty = dyn_cast<PointerType>(Op->getType());
191   if (!Ty)
192     return false;
193   // Conservatively assume anything else is a potential use.
194   return true;
195 }
196
197 /// GetCallSiteClass - Helper for GetInstructionClass. Determines what kind
198 /// of construct CS is.
199 static InstructionClass GetCallSiteClass(ImmutableCallSite CS) {
200   for (ImmutableCallSite::arg_iterator I = CS.arg_begin(), E = CS.arg_end();
201        I != E; ++I)
202     if (IsPotentialUse(*I))
203       return CS.onlyReadsMemory() ? IC_User : IC_CallOrUser;
204
205   return CS.onlyReadsMemory() ? IC_None : IC_Call;
206 }
207
208 /// GetFunctionClass - Determine if F is one of the special known Functions.
209 /// If it isn't, return IC_CallOrUser.
210 static InstructionClass GetFunctionClass(const Function *F) {
211   Function::const_arg_iterator AI = F->arg_begin(), AE = F->arg_end();
212
213   // No arguments.
214   if (AI == AE)
215     return StringSwitch<InstructionClass>(F->getName())
216       .Case("objc_autoreleasePoolPush",  IC_AutoreleasepoolPush)
217       .Default(IC_CallOrUser);
218
219   // One argument.
220   const Argument *A0 = AI++;
221   if (AI == AE)
222     // Argument is a pointer.
223     if (PointerType *PTy = dyn_cast<PointerType>(A0->getType())) {
224       Type *ETy = PTy->getElementType();
225       // Argument is i8*.
226       if (ETy->isIntegerTy(8))
227         return StringSwitch<InstructionClass>(F->getName())
228           .Case("objc_retain",                IC_Retain)
229           .Case("objc_retainAutoreleasedReturnValue", IC_RetainRV)
230           .Case("objc_retainBlock",           IC_RetainBlock)
231           .Case("objc_release",               IC_Release)
232           .Case("objc_autorelease",           IC_Autorelease)
233           .Case("objc_autoreleaseReturnValue", IC_AutoreleaseRV)
234           .Case("objc_autoreleasePoolPop",    IC_AutoreleasepoolPop)
235           .Case("objc_retainedObject",        IC_NoopCast)
236           .Case("objc_unretainedObject",      IC_NoopCast)
237           .Case("objc_unretainedPointer",     IC_NoopCast)
238           .Case("objc_retain_autorelease",    IC_FusedRetainAutorelease)
239           .Case("objc_retainAutorelease",     IC_FusedRetainAutorelease)
240           .Case("objc_retainAutoreleaseReturnValue",IC_FusedRetainAutoreleaseRV)
241           .Default(IC_CallOrUser);
242
243       // Argument is i8**
244       if (PointerType *Pte = dyn_cast<PointerType>(ETy))
245         if (Pte->getElementType()->isIntegerTy(8))
246           return StringSwitch<InstructionClass>(F->getName())
247             .Case("objc_loadWeakRetained",      IC_LoadWeakRetained)
248             .Case("objc_loadWeak",              IC_LoadWeak)
249             .Case("objc_destroyWeak",           IC_DestroyWeak)
250             .Default(IC_CallOrUser);
251     }
252
253   // Two arguments, first is i8**.
254   const Argument *A1 = AI++;
255   if (AI == AE)
256     if (PointerType *PTy = dyn_cast<PointerType>(A0->getType()))
257       if (PointerType *Pte = dyn_cast<PointerType>(PTy->getElementType()))
258         if (Pte->getElementType()->isIntegerTy(8))
259           if (PointerType *PTy1 = dyn_cast<PointerType>(A1->getType())) {
260             Type *ETy1 = PTy1->getElementType();
261             // Second argument is i8*
262             if (ETy1->isIntegerTy(8))
263               return StringSwitch<InstructionClass>(F->getName())
264                      .Case("objc_storeWeak",             IC_StoreWeak)
265                      .Case("objc_initWeak",              IC_InitWeak)
266                      .Case("objc_storeStrong",           IC_StoreStrong)
267                      .Default(IC_CallOrUser);
268             // Second argument is i8**.
269             if (PointerType *Pte1 = dyn_cast<PointerType>(ETy1))
270               if (Pte1->getElementType()->isIntegerTy(8))
271                 return StringSwitch<InstructionClass>(F->getName())
272                        .Case("objc_moveWeak",              IC_MoveWeak)
273                        .Case("objc_copyWeak",              IC_CopyWeak)
274                        .Default(IC_CallOrUser);
275           }
276
277   // Anything else.
278   return IC_CallOrUser;
279 }
280
281 /// GetInstructionClass - Determine what kind of construct V is.
282 static InstructionClass GetInstructionClass(const Value *V) {
283   if (const Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V)) {
284     // Any instruction other than bitcast and gep with a pointer operand have a
285     // use of an objc pointer. Bitcasts, GEPs, Selects, PHIs transfer a pointer
286     // to a subsequent use, rather than using it themselves, in this sense.
287     // As a short cut, several other opcodes are known to have no pointer
288     // operands of interest. And ret is never followed by a release, so it's
289     // not interesting to examine.
290     switch (I->getOpcode()) {
291     case Instruction::Call: {
292       const CallInst *CI = cast<CallInst>(I);
293       // Check for calls to special functions.
294       if (const Function *F = CI->getCalledFunction()) {
295         InstructionClass Class = GetFunctionClass(F);
296         if (Class != IC_CallOrUser)
297           return Class;
298
299         // None of the intrinsic functions do objc_release. For intrinsics, the
300         // only question is whether or not they may be users.
301         switch (F->getIntrinsicID()) {
302         case 0: break;
303         case Intrinsic::bswap: case Intrinsic::ctpop:
304         case Intrinsic::ctlz: case Intrinsic::cttz:
305         case Intrinsic::returnaddress: case Intrinsic::frameaddress:
306         case Intrinsic::stacksave: case Intrinsic::stackrestore:
307         case Intrinsic::vastart: case Intrinsic::vacopy: case Intrinsic::vaend:
308         // Don't let dbg info affect our results.
309         case Intrinsic::dbg_declare: case Intrinsic::dbg_value:
310           // Short cut: Some intrinsics obviously don't use ObjC pointers.
311           return IC_None;
312         default:
313           for (Function::const_arg_iterator AI = F->arg_begin(),
314                AE = F->arg_end(); AI != AE; ++AI)
315             if (IsPotentialUse(AI))
316               return IC_User;
317           return IC_None;
318         }
319       }
320       return GetCallSiteClass(CI);
321     }
322     case Instruction::Invoke:
323       return GetCallSiteClass(cast<InvokeInst>(I));
324     case Instruction::BitCast:
325     case Instruction::GetElementPtr:
326     case Instruction::Select: case Instruction::PHI:
327     case Instruction::Ret: case Instruction::Br:
328     case Instruction::Switch: case Instruction::IndirectBr:
329     case Instruction::Alloca: case Instruction::VAArg:
330     case Instruction::Add: case Instruction::FAdd:
331     case Instruction::Sub: case Instruction::FSub:
332     case Instruction::Mul: case Instruction::FMul:
333     case Instruction::SDiv: case Instruction::UDiv: case Instruction::FDiv:
334     case Instruction::SRem: case Instruction::URem: case Instruction::FRem:
335     case Instruction::Shl: case Instruction::LShr: case Instruction::AShr:
336     case Instruction::And: case Instruction::Or: case Instruction::Xor:
337     case Instruction::SExt: case Instruction::ZExt: case Instruction::Trunc:
338     case Instruction::IntToPtr: case Instruction::FCmp:
339     case Instruction::FPTrunc: case Instruction::FPExt:
340     case Instruction::FPToUI: case Instruction::FPToSI:
341     case Instruction::UIToFP: case Instruction::SIToFP:
342     case Instruction::InsertElement: case Instruction::ExtractElement:
343     case Instruction::ShuffleVector:
344     case Instruction::ExtractValue:
345       break;
346     case Instruction::ICmp:
347       // Comparing a pointer with null, or any other constant, isn't an
348       // interesting use, because we don't care what the pointer points to, or
349       // about the values of any other dynamic reference-counted pointers.
350       if (IsPotentialUse(I->getOperand(1)))
351         return IC_User;
352       break;
353     default:
354       // For anything else, check all the operands.
355       // Note that this includes both operands of a Store: while the first
356       // operand isn't actually being dereferenced, it is being stored to
357       // memory where we can no longer track who might read it and dereference
358       // it, so we have to consider it potentially used.
359       for (User::const_op_iterator OI = I->op_begin(), OE = I->op_end();
360            OI != OE; ++OI)
361         if (IsPotentialUse(*OI))
362           return IC_User;
363     }
364   }
365
366   // Otherwise, it's totally inert for ARC purposes.
367   return IC_None;
368 }
369
370 /// GetBasicInstructionClass - Determine what kind of construct V is. This is
371 /// similar to GetInstructionClass except that it only detects objc runtine
372 /// calls. This allows it to be faster.
373 static InstructionClass GetBasicInstructionClass(const Value *V) {
374   if (const CallInst *CI = dyn_cast<CallInst>(V)) {
375     if (const Function *F = CI->getCalledFunction())
376       return GetFunctionClass(F);
377     // Otherwise, be conservative.
378     return IC_CallOrUser;
379   }
380
381   // Otherwise, be conservative.
382   return isa<InvokeInst>(V) ? IC_CallOrUser : IC_User;
383 }
384
385 /// IsRetain - Test if the the given class is objc_retain or
386 /// equivalent.
387 static bool IsRetain(InstructionClass Class) {
388   return Class == IC_Retain ||
389          Class == IC_RetainRV;
390 }
391
392 /// IsAutorelease - Test if the the given class is objc_autorelease or
393 /// equivalent.
394 static bool IsAutorelease(InstructionClass Class) {
395   return Class == IC_Autorelease ||
396          Class == IC_AutoreleaseRV;
397 }
398
399 /// IsForwarding - Test if the given class represents instructions which return
400 /// their argument verbatim.
401 static bool IsForwarding(InstructionClass Class) {
402   // objc_retainBlock technically doesn't always return its argument
403   // verbatim, but it doesn't matter for our purposes here.
404   return Class == IC_Retain ||
405          Class == IC_RetainRV ||
406          Class == IC_Autorelease ||
407          Class == IC_AutoreleaseRV ||
408          Class == IC_RetainBlock ||
409          Class == IC_NoopCast;
410 }
411
412 /// IsNoopOnNull - Test if the given class represents instructions which do
413 /// nothing if passed a null pointer.
414 static bool IsNoopOnNull(InstructionClass Class) {
415   return Class == IC_Retain ||
416          Class == IC_RetainRV ||
417          Class == IC_Release ||
418          Class == IC_Autorelease ||
419          Class == IC_AutoreleaseRV ||
420          Class == IC_RetainBlock;
421 }
422
423 /// IsAlwaysTail - Test if the given class represents instructions which are
424 /// always safe to mark with the "tail" keyword.
425 static bool IsAlwaysTail(InstructionClass Class) {
426   // IC_RetainBlock may be given a stack argument.
427   return Class == IC_Retain ||
428          Class == IC_RetainRV ||
429          Class == IC_Autorelease ||
430          Class == IC_AutoreleaseRV;
431 }
432
433 /// IsNoThrow - Test if the given class represents instructions which are always
434 /// safe to mark with the nounwind attribute..
435 static bool IsNoThrow(InstructionClass Class) {
436   // objc_retainBlock is not nounwind because it calls user copy constructors
437   // which could theoretically throw.
438   return Class == IC_Retain ||
439          Class == IC_RetainRV ||
440          Class == IC_Release ||
441          Class == IC_Autorelease ||
442          Class == IC_AutoreleaseRV ||
443          Class == IC_AutoreleasepoolPush ||
444          Class == IC_AutoreleasepoolPop;
445 }
446
447 /// EraseInstruction - Erase the given instruction. ObjC calls return their
448 /// argument verbatim, so if it's such a call and the return value has users,
449 /// replace them with the argument value.
450 static void EraseInstruction(Instruction *CI) {
451   Value *OldArg = cast<CallInst>(CI)->getArgOperand(0);
452
453   bool Unused = CI->use_empty();
454
455   if (!Unused) {
456     // Replace the return value with the argument.
457     assert(IsForwarding(GetBasicInstructionClass(CI)) &&
458            "Can't delete non-forwarding instruction with users!");
459     CI->replaceAllUsesWith(OldArg);
460   }
461
462   CI->eraseFromParent();
463
464   if (Unused)
465     RecursivelyDeleteTriviallyDeadInstructions(OldArg);
466 }
467
468 /// GetUnderlyingObjCPtr - This is a wrapper around getUnderlyingObject which
469 /// also knows how to look through objc_retain and objc_autorelease calls, which
470 /// we know to return their argument verbatim.
471 static const Value *GetUnderlyingObjCPtr(const Value *V) {
472   for (;;) {
473     V = GetUnderlyingObject(V);
474     if (!IsForwarding(GetBasicInstructionClass(V)))
475       break;
476     V = cast<CallInst>(V)->getArgOperand(0);
477   }
478
479   return V;
480 }
481
482 /// StripPointerCastsAndObjCCalls - This is a wrapper around
483 /// Value::stripPointerCasts which also knows how to look through objc_retain
484 /// and objc_autorelease calls, which we know to return their argument verbatim.
485 static const Value *StripPointerCastsAndObjCCalls(const Value *V) {
486   for (;;) {
487     V = V->stripPointerCasts();
488     if (!IsForwarding(GetBasicInstructionClass(V)))
489       break;
490     V = cast<CallInst>(V)->getArgOperand(0);
491   }
492   return V;
493 }
494
495 /// StripPointerCastsAndObjCCalls - This is a wrapper around
496 /// Value::stripPointerCasts which also knows how to look through objc_retain
497 /// and objc_autorelease calls, which we know to return their argument verbatim.
498 static Value *StripPointerCastsAndObjCCalls(Value *V) {
499   for (;;) {
500     V = V->stripPointerCasts();
501     if (!IsForwarding(GetBasicInstructionClass(V)))
502       break;
503     V = cast<CallInst>(V)->getArgOperand(0);
504   }
505   return V;
506 }
507
508 /// GetObjCArg - Assuming the given instruction is one of the special calls such
509 /// as objc_retain or objc_release, return the argument value, stripped of no-op
510 /// casts and forwarding calls.
511 static Value *GetObjCArg(Value *Inst) {
512   return StripPointerCastsAndObjCCalls(cast<CallInst>(Inst)->getArgOperand(0));
513 }
514
515 /// IsObjCIdentifiedObject - This is similar to AliasAnalysis'
516 /// isObjCIdentifiedObject, except that it uses special knowledge of
517 /// ObjC conventions...
518 static bool IsObjCIdentifiedObject(const Value *V) {
519   // Assume that call results and arguments have their own "provenance".
520   // Constants (including GlobalVariables) and Allocas are never
521   // reference-counted.
522   if (isa<CallInst>(V) || isa<InvokeInst>(V) ||
523       isa<Argument>(V) || isa<Constant>(V) ||
524       isa<AllocaInst>(V))
525     return true;
526
527   if (const LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(V)) {
528     const Value *Pointer =
529       StripPointerCastsAndObjCCalls(LI->getPointerOperand());
530     if (const GlobalVariable *GV = dyn_cast<GlobalVariable>(Pointer)) {
531       // A constant pointer can't be pointing to an object on the heap. It may
532       // be reference-counted, but it won't be deleted.
533       if (GV->isConstant())
534         return true;
535       StringRef Name = GV->getName();
536       // These special variables are known to hold values which are not
537       // reference-counted pointers.
538       if (Name.startswith("\01L_OBJC_SELECTOR_REFERENCES_") ||
539           Name.startswith("\01L_OBJC_CLASSLIST_REFERENCES_") ||
540           Name.startswith("\01L_OBJC_CLASSLIST_SUP_REFS_$_") ||
541           Name.startswith("\01L_OBJC_METH_VAR_NAME_") ||
542           Name.startswith("\01l_objc_msgSend_fixup_"))
543         return true;
544     }
545   }
546
547   return false;
548 }
549
550 /// FindSingleUseIdentifiedObject - This is similar to
551 /// StripPointerCastsAndObjCCalls but it stops as soon as it finds a value
552 /// with multiple uses.
553 static const Value *FindSingleUseIdentifiedObject(const Value *Arg) {
554   if (Arg->hasOneUse()) {
555     if (const BitCastInst *BC = dyn_cast<BitCastInst>(Arg))
556       return FindSingleUseIdentifiedObject(BC->getOperand(0));
557     if (const GetElementPtrInst *GEP = dyn_cast<GetElementPtrInst>(Arg))
558       if (GEP->hasAllZeroIndices())
559         return FindSingleUseIdentifiedObject(GEP->getPointerOperand());
560     if (IsForwarding(GetBasicInstructionClass(Arg)))
561       return FindSingleUseIdentifiedObject(
562                cast<CallInst>(Arg)->getArgOperand(0));
563     if (!IsObjCIdentifiedObject(Arg))
564       return 0;
565     return Arg;
566   }
567
568   // If we found an identifiable object but it has multiple uses, but they
569   // are trivial uses, we can still consider this to be a single-use
570   // value.
571   if (IsObjCIdentifiedObject(Arg)) {
572     for (Value::const_use_iterator UI = Arg->use_begin(), UE = Arg->use_end();
573          UI != UE; ++UI) {
574       const User *U = *UI;
575       if (!U->use_empty() || StripPointerCastsAndObjCCalls(U) != Arg)
576          return 0;
577     }
578
579     return Arg;
580   }
581
582   return 0;
583 }
584
585 /// ModuleHasARC - Test if the given module looks interesting to run ARC
586 /// optimization on.
587 static bool ModuleHasARC(const Module &M) {
588   return
589     M.getNamedValue("objc_retain") ||
590     M.getNamedValue("objc_release") ||
591     M.getNamedValue("objc_autorelease") ||
592     M.getNamedValue("objc_retainAutoreleasedReturnValue") ||
593     M.getNamedValue("objc_retainBlock") ||
594     M.getNamedValue("objc_autoreleaseReturnValue") ||
595     M.getNamedValue("objc_autoreleasePoolPush") ||
596     M.getNamedValue("objc_loadWeakRetained") ||
597     M.getNamedValue("objc_loadWeak") ||
598     M.getNamedValue("objc_destroyWeak") ||
599     M.getNamedValue("objc_storeWeak") ||
600     M.getNamedValue("objc_initWeak") ||
601     M.getNamedValue("objc_moveWeak") ||
602     M.getNamedValue("objc_copyWeak") ||
603     M.getNamedValue("objc_retainedObject") ||
604     M.getNamedValue("objc_unretainedObject") ||
605     M.getNamedValue("objc_unretainedPointer");
606 }
607
608 /// DoesObjCBlockEscape - Test whether the given pointer, which is an
609 /// Objective C block pointer, does not "escape". This differs from regular
610 /// escape analysis in that a use as an argument to a call is not considered
611 /// an escape.
612 static bool DoesObjCBlockEscape(const Value *BlockPtr) {
613   // Walk the def-use chains.
614   SmallVector<const Value *, 4> Worklist;
615   Worklist.push_back(BlockPtr);
616   do {
617     const Value *V = Worklist.pop_back_val();
618     for (Value::const_use_iterator UI = V->use_begin(), UE = V->use_end();
619          UI != UE; ++UI) {
620       const User *UUser = *UI;
621       // Special - Use by a call (callee or argument) is not considered
622       // to be an escape.
623       switch (GetBasicInstructionClass(UUser)) {
624       case IC_StoreWeak:
625       case IC_InitWeak:
626       case IC_StoreStrong:
627       case IC_Autorelease:
628       case IC_AutoreleaseRV:
629         // These special functions make copies of their pointer arguments.
630         return true;
631       case IC_User:
632       case IC_None:
633         // Use by an instruction which copies the value is an escape if the
634         // result is an escape.
635         if (isa<BitCastInst>(UUser) || isa<GetElementPtrInst>(UUser) ||
636             isa<PHINode>(UUser) || isa<SelectInst>(UUser)) {
637           Worklist.push_back(UUser);
638           continue;
639         }
640         // Use by a load is not an escape.
641         if (isa<LoadInst>(UUser))
642           continue;
643         // Use by a store is not an escape if the use is the address.
644         if (const StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(UUser))
645           if (V != SI->getValueOperand())
646             continue;
647         break;
648       default:
649         // Regular calls and other stuff are not considered escapes.
650         continue;
651       }
652       // Otherwise, conservatively assume an escape.
653       return true;
654     }
655   } while (!Worklist.empty());
656
657   // No escapes found.
658   return false;
659 }
660
661 //===----------------------------------------------------------------------===//
662 // ARC AliasAnalysis.
663 //===----------------------------------------------------------------------===//
664
665 #include "llvm/Pass.h"
666 #include "llvm/Analysis/AliasAnalysis.h"
667 #include "llvm/Analysis/Passes.h"
668
669 namespace {
670   /// ObjCARCAliasAnalysis - This is a simple alias analysis
671   /// implementation that uses knowledge of ARC constructs to answer queries.
672   ///
673   /// TODO: This class could be generalized to know about other ObjC-specific
674   /// tricks. Such as knowing that ivars in the non-fragile ABI are non-aliasing
675   /// even though their offsets are dynamic.
676   class ObjCARCAliasAnalysis : public ImmutablePass,
677                                public AliasAnalysis {
678   public:
679     static char ID; // Class identification, replacement for typeinfo
680     ObjCARCAliasAnalysis() : ImmutablePass(ID) {
681       initializeObjCARCAliasAnalysisPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
682     }
683
684   private:
685     virtual void initializePass() {
686       InitializeAliasAnalysis(this);
687     }
688
689     /// getAdjustedAnalysisPointer - This method is used when a pass implements
690     /// an analysis interface through multiple inheritance.  If needed, it
691     /// should override this to adjust the this pointer as needed for the
692     /// specified pass info.
693     virtual void *getAdjustedAnalysisPointer(const void *PI) {
694       if (PI == &AliasAnalysis::ID)
695         return (AliasAnalysis*)this;
696       return this;
697     }
698
699     virtual void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const;
700     virtual AliasResult alias(const Location &LocA, const Location &LocB);
701     virtual bool pointsToConstantMemory(const Location &Loc, bool OrLocal);
702     virtual ModRefBehavior getModRefBehavior(ImmutableCallSite CS);
703     virtual ModRefBehavior getModRefBehavior(const Function *F);
704     virtual ModRefResult getModRefInfo(ImmutableCallSite CS,
705                                        const Location &Loc);
706     virtual ModRefResult getModRefInfo(ImmutableCallSite CS1,
707                                        ImmutableCallSite CS2);
708   };
709 }  // End of anonymous namespace
710
711 // Register this pass...
712 char ObjCARCAliasAnalysis::ID = 0;
713 INITIALIZE_AG_PASS(ObjCARCAliasAnalysis, AliasAnalysis, "objc-arc-aa",
714                    "ObjC-ARC-Based Alias Analysis", false, true, false)
715
716 ImmutablePass *llvm::createObjCARCAliasAnalysisPass() {
717   return new ObjCARCAliasAnalysis();
718 }
719
720 void
721 ObjCARCAliasAnalysis::getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
722   AU.setPreservesAll();
723   AliasAnalysis::getAnalysisUsage(AU);
724 }
725
726 AliasAnalysis::AliasResult
727 ObjCARCAliasAnalysis::alias(const Location &LocA, const Location &LocB) {
728   if (!EnableARCOpts)
729     return AliasAnalysis::alias(LocA, LocB);
730
731   // First, strip off no-ops, including ObjC-specific no-ops, and try making a
732   // precise alias query.
733   const Value *SA = StripPointerCastsAndObjCCalls(LocA.Ptr);
734   const Value *SB = StripPointerCastsAndObjCCalls(LocB.Ptr);
735   AliasResult Result =
736     AliasAnalysis::alias(Location(SA, LocA.Size, LocA.TBAATag),
737                          Location(SB, LocB.Size, LocB.TBAATag));
738   if (Result != MayAlias)
739     return Result;
740
741   // If that failed, climb to the underlying object, including climbing through
742   // ObjC-specific no-ops, and try making an imprecise alias query.
743   const Value *UA = GetUnderlyingObjCPtr(SA);
744   const Value *UB = GetUnderlyingObjCPtr(SB);
745   if (UA != SA || UB != SB) {
746     Result = AliasAnalysis::alias(Location(UA), Location(UB));
747     // We can't use MustAlias or PartialAlias results here because
748     // GetUnderlyingObjCPtr may return an offsetted pointer value.
749     if (Result == NoAlias)
750       return NoAlias;
751   }
752
753   // If that failed, fail. We don't need to chain here, since that's covered
754   // by the earlier precise query.
755   return MayAlias;
756 }
757
758 bool
759 ObjCARCAliasAnalysis::pointsToConstantMemory(const Location &Loc,
760                                              bool OrLocal) {
761   if (!EnableARCOpts)
762     return AliasAnalysis::pointsToConstantMemory(Loc, OrLocal);
763
764   // First, strip off no-ops, including ObjC-specific no-ops, and try making
765   // a precise alias query.
766   const Value *S = StripPointerCastsAndObjCCalls(Loc.Ptr);
767   if (AliasAnalysis::pointsToConstantMemory(Location(S, Loc.Size, Loc.TBAATag),
768                                             OrLocal))
769     return true;
770
771   // If that failed, climb to the underlying object, including climbing through
772   // ObjC-specific no-ops, and try making an imprecise alias query.
773   const Value *U = GetUnderlyingObjCPtr(S);
774   if (U != S)
775     return AliasAnalysis::pointsToConstantMemory(Location(U), OrLocal);
776
777   // If that failed, fail. We don't need to chain here, since that's covered
778   // by the earlier precise query.
779   return false;
780 }
781
782 AliasAnalysis::ModRefBehavior
783 ObjCARCAliasAnalysis::getModRefBehavior(ImmutableCallSite CS) {
784   // We have nothing to do. Just chain to the next AliasAnalysis.
785   return AliasAnalysis::getModRefBehavior(CS);
786 }
787
788 AliasAnalysis::ModRefBehavior
789 ObjCARCAliasAnalysis::getModRefBehavior(const Function *F) {
790   if (!EnableARCOpts)
791     return AliasAnalysis::getModRefBehavior(F);
792
793   switch (GetFunctionClass(F)) {
794   case IC_NoopCast:
795     return DoesNotAccessMemory;
796   default:
797     break;
798   }
799
800   return AliasAnalysis::getModRefBehavior(F);
801 }
802
803 AliasAnalysis::ModRefResult
804 ObjCARCAliasAnalysis::getModRefInfo(ImmutableCallSite CS, const Location &Loc) {
805   if (!EnableARCOpts)
806     return AliasAnalysis::getModRefInfo(CS, Loc);
807
808   switch (GetBasicInstructionClass(CS.getInstruction())) {
809   case IC_Retain:
810   case IC_RetainRV:
811   case IC_Autorelease:
812   case IC_AutoreleaseRV:
813   case IC_NoopCast:
814   case IC_AutoreleasepoolPush:
815   case IC_FusedRetainAutorelease:
816   case IC_FusedRetainAutoreleaseRV:
817     // These functions don't access any memory visible to the compiler.
818     // Note that this doesn't include objc_retainBlock, becuase it updates
819     // pointers when it copies block data.
820     return NoModRef;
821   default:
822     break;
823   }
824
825   return AliasAnalysis::getModRefInfo(CS, Loc);
826 }
827
828 AliasAnalysis::ModRefResult
829 ObjCARCAliasAnalysis::getModRefInfo(ImmutableCallSite CS1,
830                                     ImmutableCallSite CS2) {
831   // TODO: Theoretically we could check for dependencies between objc_* calls
832   // and OnlyAccessesArgumentPointees calls or other well-behaved calls.
833   return AliasAnalysis::getModRefInfo(CS1, CS2);
834 }
835
836 //===----------------------------------------------------------------------===//
837 // ARC expansion.
838 //===----------------------------------------------------------------------===//
839
840 #include "llvm/Support/InstIterator.h"
841 #include "llvm/Transforms/Scalar.h"
842
843 namespace {
844   /// ObjCARCExpand - Early ARC transformations.
845   class ObjCARCExpand : public FunctionPass {
846     virtual void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const;
847     virtual bool doInitialization(Module &M);
848     virtual bool runOnFunction(Function &F);
849
850     /// Run - A flag indicating whether this optimization pass should run.
851     bool Run;
852
853   public:
854     static char ID;
855     ObjCARCExpand() : FunctionPass(ID) {
856       initializeObjCARCExpandPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
857     }
858   };
859 }
860
861 char ObjCARCExpand::ID = 0;
862 INITIALIZE_PASS(ObjCARCExpand,
863                 "objc-arc-expand", "ObjC ARC expansion", false, false)
864
865 Pass *llvm::createObjCARCExpandPass() {
866   return new ObjCARCExpand();
867 }
868
869 void ObjCARCExpand::getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
870   AU.setPreservesCFG();
871 }
872
873 bool ObjCARCExpand::doInitialization(Module &M) {
874   Run = ModuleHasARC(M);
875   return false;
876 }
877
878 bool ObjCARCExpand::runOnFunction(Function &F) {
879   if (!EnableARCOpts)
880     return false;
881
882   // If nothing in the Module uses ARC, don't do anything.
883   if (!Run)
884     return false;
885
886   bool Changed = false;
887
888   for (inst_iterator I = inst_begin(&F), E = inst_end(&F); I != E; ++I) {
889     Instruction *Inst = &*I;
890
891     switch (GetBasicInstructionClass(Inst)) {
892     case IC_Retain:
893     case IC_RetainRV:
894     case IC_Autorelease:
895     case IC_AutoreleaseRV:
896     case IC_FusedRetainAutorelease:
897     case IC_FusedRetainAutoreleaseRV:
898       // These calls return their argument verbatim, as a low-level
899       // optimization. However, this makes high-level optimizations
900       // harder. Undo any uses of this optimization that the front-end
901       // emitted here. We'll redo them in the contract pass.
902       Changed = true;
903       Inst->replaceAllUsesWith(cast<CallInst>(Inst)->getArgOperand(0));
904       break;
905     default:
906       break;
907     }
908   }
909
910   return Changed;
911 }
912
913 //===----------------------------------------------------------------------===//
914 // ARC autorelease pool elimination.
915 //===----------------------------------------------------------------------===//
916
917 #include "llvm/Constants.h"
918
919 namespace {
920   /// ObjCARCAPElim - Autorelease pool elimination.
921   class ObjCARCAPElim : public ModulePass {
922     virtual void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const;
923     virtual bool runOnModule(Module &M);
924
925     bool MayAutorelease(CallSite CS, unsigned Depth = 0);
926     bool OptimizeBB(BasicBlock *BB);
927
928   public:
929     static char ID;
930     ObjCARCAPElim() : ModulePass(ID) {
931       initializeObjCARCAPElimPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
932     }
933   };
934 }
935
936 char ObjCARCAPElim::ID = 0;
937 INITIALIZE_PASS(ObjCARCAPElim,
938                 "objc-arc-apelim",
939                 "ObjC ARC autorelease pool elimination",
940                 false, false)
941
942 Pass *llvm::createObjCARCAPElimPass() {
943   return new ObjCARCAPElim();
944 }
945
946 void ObjCARCAPElim::getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
947   AU.setPreservesCFG();
948 }
949
950 /// MayAutorelease - Interprocedurally determine if calls made by the
951 /// given call site can possibly produce autoreleases.
952 bool ObjCARCAPElim::MayAutorelease(CallSite CS, unsigned Depth) {
953   if (Function *Callee = CS.getCalledFunction()) {
954     if (Callee->isDeclaration() || Callee->mayBeOverridden())
955       return true;
956     for (Function::iterator I = Callee->begin(), E = Callee->end();
957          I != E; ++I) {
958       BasicBlock *BB = I;
959       for (BasicBlock::iterator J = BB->begin(), F = BB->end(); J != F; ++J)
960         if (CallSite JCS = CallSite(J))
961           // This recursion depth limit is arbitrary. It's just great
962           // enough to cover known interesting testcases.
963           if (Depth < 3 &&
964               !JCS.onlyReadsMemory() &&
965               MayAutorelease(JCS, Depth + 1))
966             return true;
967     }
968     return false;
969   }
970
971   return true;
972 }
973
974 bool ObjCARCAPElim::OptimizeBB(BasicBlock *BB) {
975   bool Changed = false;
976
977   Instruction *Push = 0;
978   for (BasicBlock::iterator I = BB->begin(), E = BB->end(); I != E; ) {
979     Instruction *Inst = I++;
980     switch (GetBasicInstructionClass(Inst)) {
981     case IC_AutoreleasepoolPush:
982       Push = Inst;
983       break;
984     case IC_AutoreleasepoolPop:
985       // If this pop matches a push and nothing in between can autorelease,
986       // zap the pair.
987       if (Push && cast<CallInst>(Inst)->getArgOperand(0) == Push) {
988         Changed = true;
989         Inst->eraseFromParent();
990         Push->eraseFromParent();
991       }
992       Push = 0;
993       break;
994     case IC_CallOrUser:
995       if (MayAutorelease(CallSite(Inst)))
996         Push = 0;
997       break;
998     default:
999       break;
1000     }
1001   }
1002
1003   return Changed;
1004 }
1005
1006 bool ObjCARCAPElim::runOnModule(Module &M) {
1007   if (!EnableARCOpts)
1008     return false;
1009
1010   // If nothing in the Module uses ARC, don't do anything.
1011   if (!ModuleHasARC(M))
1012     return false;
1013
1014   // Find the llvm.global_ctors variable, as the first step in
1015   // identifying the global constructors. In theory, unnecessary autorelease
1016   // pools could occur anywhere, but in practice it's pretty rare. Global
1017   // ctors are a place where autorelease pools get inserted automatically,
1018   // so it's pretty common for them to be unnecessary, and it's pretty
1019   // profitable to eliminate them.
1020   GlobalVariable *GV = M.getGlobalVariable("llvm.global_ctors");
1021   if (!GV)
1022     return false;
1023
1024   assert(GV->hasDefinitiveInitializer() &&
1025          "llvm.global_ctors is uncooperative!");
1026
1027   bool Changed = false;
1028
1029   // Dig the constructor functions out of GV's initializer.
1030   ConstantArray *Init = cast<ConstantArray>(GV->getInitializer());
1031   for (User::op_iterator OI = Init->op_begin(), OE = Init->op_end();
1032        OI != OE; ++OI) {
1033     Value *Op = *OI;
1034     // llvm.global_ctors is an array of pairs where the second members
1035     // are constructor functions.
1036     Function *F = dyn_cast<Function>(cast<ConstantStruct>(Op)->getOperand(1));
1037     // If the user used a constructor function with the wrong signature and
1038     // it got bitcasted or whatever, look the other way.
1039     if (!F)
1040       continue;
1041     // Only look at function definitions.
1042     if (F->isDeclaration())
1043       continue;
1044     // Only look at functions with one basic block.
1045     if (llvm::next(F->begin()) != F->end())
1046       continue;
1047     // Ok, a single-block constructor function definition. Try to optimize it.
1048     Changed |= OptimizeBB(F->begin());
1049   }
1050
1051   return Changed;
1052 }
1053
1054 //===----------------------------------------------------------------------===//
1055 // ARC optimization.
1056 //===----------------------------------------------------------------------===//
1057
1058 // TODO: On code like this:
1059 //
1060 // objc_retain(%x)
1061 // stuff_that_cannot_release()
1062 // objc_autorelease(%x)
1063 // stuff_that_cannot_release()
1064 // objc_retain(%x)
1065 // stuff_that_cannot_release()
1066 // objc_autorelease(%x)
1067 //
1068 // The second retain and autorelease can be deleted.
1069
1070 // TODO: It should be possible to delete
1071 // objc_autoreleasePoolPush and objc_autoreleasePoolPop
1072 // pairs if nothing is actually autoreleased between them. Also, autorelease
1073 // calls followed by objc_autoreleasePoolPop calls (perhaps in ObjC++ code
1074 // after inlining) can be turned into plain release calls.
1075
1076 // TODO: Critical-edge splitting. If the optimial insertion point is
1077 // a critical edge, the current algorithm has to fail, because it doesn't
1078 // know how to split edges. It should be possible to make the optimizer
1079 // think in terms of edges, rather than blocks, and then split critical
1080 // edges on demand.
1081
1082 // TODO: OptimizeSequences could generalized to be Interprocedural.
1083
1084 // TODO: Recognize that a bunch of other objc runtime calls have
1085 // non-escaping arguments and non-releasing arguments, and may be
1086 // non-autoreleasing.
1087
1088 // TODO: Sink autorelease calls as far as possible. Unfortunately we
1089 // usually can't sink them past other calls, which would be the main
1090 // case where it would be useful.
1091
1092 // TODO: The pointer returned from objc_loadWeakRetained is retained.
1093
1094 // TODO: Delete release+retain pairs (rare).
1095
1096 #include "llvm/GlobalAlias.h"
1097 #include "llvm/Constants.h"
1098 #include "llvm/LLVMContext.h"
1099 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
1100 #include "llvm/Support/CFG.h"
1101 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
1102 #include "llvm/ADT/SmallPtrSet.h"
1103 #include "llvm/ADT/DenseSet.h"
1104
1105 STATISTIC(NumNoops,       "Number of no-op objc calls eliminated");
1106 STATISTIC(NumPartialNoops, "Number of partially no-op objc calls eliminated");
1107 STATISTIC(NumAutoreleases,"Number of autoreleases converted to releases");
1108 STATISTIC(NumRets,        "Number of return value forwarding "
1109                           "retain+autoreleaes eliminated");
1110 STATISTIC(NumRRs,         "Number of retain+release paths eliminated");
1111 STATISTIC(NumPeeps,       "Number of calls peephole-optimized");
1112
1113 namespace {
1114   /// ProvenanceAnalysis - This is similar to BasicAliasAnalysis, and it
1115   /// uses many of the same techniques, except it uses special ObjC-specific
1116   /// reasoning about pointer relationships.
1117   class ProvenanceAnalysis {
1118     AliasAnalysis *AA;
1119
1120     typedef std::pair<const Value *, const Value *> ValuePairTy;
1121     typedef DenseMap<ValuePairTy, bool> CachedResultsTy;
1122     CachedResultsTy CachedResults;
1123
1124     bool relatedCheck(const Value *A, const Value *B);
1125     bool relatedSelect(const SelectInst *A, const Value *B);
1126     bool relatedPHI(const PHINode *A, const Value *B);
1127
1128     // Do not implement.
1129     void operator=(const ProvenanceAnalysis &);
1130     ProvenanceAnalysis(const ProvenanceAnalysis &);
1131
1132   public:
1133     ProvenanceAnalysis() {}
1134
1135     void setAA(AliasAnalysis *aa) { AA = aa; }
1136
1137     AliasAnalysis *getAA() const { return AA; }
1138
1139     bool related(const Value *A, const Value *B);
1140
1141     void clear() {
1142       CachedResults.clear();
1143     }
1144   };
1145 }
1146
1147 bool ProvenanceAnalysis::relatedSelect(const SelectInst *A, const Value *B) {
1148   // If the values are Selects with the same condition, we can do a more precise
1149   // check: just check for relations between the values on corresponding arms.
1150   if (const SelectInst *SB = dyn_cast<SelectInst>(B))
1151     if (A->getCondition() == SB->getCondition()) {
1152       if (related(A->getTrueValue(), SB->getTrueValue()))
1153         return true;
1154       if (related(A->getFalseValue(), SB->getFalseValue()))
1155         return true;
1156       return false;
1157     }
1158
1159   // Check both arms of the Select node individually.
1160   if (related(A->getTrueValue(), B))
1161     return true;
1162   if (related(A->getFalseValue(), B))
1163     return true;
1164
1165   // The arms both checked out.
1166   return false;
1167 }
1168
1169 bool ProvenanceAnalysis::relatedPHI(const PHINode *A, const Value *B) {
1170   // If the values are PHIs in the same block, we can do a more precise as well
1171   // as efficient check: just check for relations between the values on
1172   // corresponding edges.
1173   if (const PHINode *PNB = dyn_cast<PHINode>(B))
1174     if (PNB->getParent() == A->getParent()) {
1175       for (unsigned i = 0, e = A->getNumIncomingValues(); i != e; ++i)
1176         if (related(A->getIncomingValue(i),
1177                     PNB->getIncomingValueForBlock(A->getIncomingBlock(i))))
1178           return true;
1179       return false;
1180     }
1181
1182   // Check each unique source of the PHI node against B.
1183   SmallPtrSet<const Value *, 4> UniqueSrc;
1184   for (unsigned i = 0, e = A->getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
1185     const Value *PV1 = A->getIncomingValue(i);
1186     if (UniqueSrc.insert(PV1) && related(PV1, B))
1187       return true;
1188   }
1189
1190   // All of the arms checked out.
1191   return false;
1192 }
1193
1194 /// isStoredObjCPointer - Test if the value of P, or any value covered by its
1195 /// provenance, is ever stored within the function (not counting callees).
1196 static bool isStoredObjCPointer(const Value *P) {
1197   SmallPtrSet<const Value *, 8> Visited;
1198   SmallVector<const Value *, 8> Worklist;
1199   Worklist.push_back(P);
1200   Visited.insert(P);
1201   do {
1202     P = Worklist.pop_back_val();
1203     for (Value::const_use_iterator UI = P->use_begin(), UE = P->use_end();
1204          UI != UE; ++UI) {
1205       const User *Ur = *UI;
1206       if (isa<StoreInst>(Ur)) {
1207         if (UI.getOperandNo() == 0)
1208           // The pointer is stored.
1209           return true;
1210         // The pointed is stored through.
1211         continue;
1212       }
1213       if (isa<CallInst>(Ur))
1214         // The pointer is passed as an argument, ignore this.
1215         continue;
1216       if (isa<PtrToIntInst>(P))
1217         // Assume the worst.
1218         return true;
1219       if (Visited.insert(Ur))
1220         Worklist.push_back(Ur);
1221     }
1222   } while (!Worklist.empty());
1223
1224   // Everything checked out.
1225   return false;
1226 }
1227
1228 bool ProvenanceAnalysis::relatedCheck(const Value *A, const Value *B) {
1229   // Skip past provenance pass-throughs.
1230   A = GetUnderlyingObjCPtr(A);
1231   B = GetUnderlyingObjCPtr(B);
1232
1233   // Quick check.
1234   if (A == B)
1235     return true;
1236
1237   // Ask regular AliasAnalysis, for a first approximation.
1238   switch (AA->alias(A, B)) {
1239   case AliasAnalysis::NoAlias:
1240     return false;
1241   case AliasAnalysis::MustAlias:
1242   case AliasAnalysis::PartialAlias:
1243     return true;
1244   case AliasAnalysis::MayAlias:
1245     break;
1246   }
1247
1248   bool AIsIdentified = IsObjCIdentifiedObject(A);
1249   bool BIsIdentified = IsObjCIdentifiedObject(B);
1250
1251   // An ObjC-Identified object can't alias a load if it is never locally stored.
1252   if (AIsIdentified) {
1253     if (BIsIdentified) {
1254       // If both pointers have provenance, they can be directly compared.
1255       if (A != B)
1256         return false;
1257     } else {
1258       if (isa<LoadInst>(B))
1259         return isStoredObjCPointer(A);
1260     }
1261   } else {
1262     if (BIsIdentified && isa<LoadInst>(A))
1263       return isStoredObjCPointer(B);
1264   }
1265
1266    // Special handling for PHI and Select.
1267   if (const PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(A))
1268     return relatedPHI(PN, B);
1269   if (const PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(B))
1270     return relatedPHI(PN, A);
1271   if (const SelectInst *S = dyn_cast<SelectInst>(A))
1272     return relatedSelect(S, B);
1273   if (const SelectInst *S = dyn_cast<SelectInst>(B))
1274     return relatedSelect(S, A);
1275
1276   // Conservative.
1277   return true;
1278 }
1279
1280 bool ProvenanceAnalysis::related(const Value *A, const Value *B) {
1281   // Begin by inserting a conservative value into the map. If the insertion
1282   // fails, we have the answer already. If it succeeds, leave it there until we
1283   // compute the real answer to guard against recursive queries.
1284   if (A > B) std::swap(A, B);
1285   std::pair<CachedResultsTy::iterator, bool> Pair =
1286     CachedResults.insert(std::make_pair(ValuePairTy(A, B), true));
1287   if (!Pair.second)
1288     return Pair.first->second;
1289
1290   bool Result = relatedCheck(A, B);
1291   CachedResults[ValuePairTy(A, B)] = Result;
1292   return Result;
1293 }
1294
1295 namespace {
1296   // Sequence - A sequence of states that a pointer may go through in which an
1297   // objc_retain and objc_release are actually needed.
1298   enum Sequence {
1299     S_None,
1300     S_Retain,         ///< objc_retain(x)
1301     S_CanRelease,     ///< foo(x) -- x could possibly see a ref count decrement
1302     S_Use,            ///< any use of x
1303     S_Stop,           ///< like S_Release, but code motion is stopped
1304     S_Release,        ///< objc_release(x)
1305     S_MovableRelease  ///< objc_release(x), !clang.imprecise_release
1306   };
1307 }
1308
1309 static Sequence MergeSeqs(Sequence A, Sequence B, bool TopDown) {
1310   // The easy cases.
1311   if (A == B)
1312     return A;
1313   if (A == S_None || B == S_None)
1314     return S_None;
1315
1316   if (A > B) std::swap(A, B);
1317   if (TopDown) {
1318     // Choose the side which is further along in the sequence.
1319     if ((A == S_Retain || A == S_CanRelease) &&
1320         (B == S_CanRelease || B == S_Use))
1321       return B;
1322   } else {
1323     // Choose the side which is further along in the sequence.
1324     if ((A == S_Use || A == S_CanRelease) &&
1325         (B == S_Use || B == S_Release || B == S_Stop || B == S_MovableRelease))
1326       return A;
1327     // If both sides are releases, choose the more conservative one.
1328     if (A == S_Stop && (B == S_Release || B == S_MovableRelease))
1329       return A;
1330     if (A == S_Release && B == S_MovableRelease)
1331       return A;
1332   }
1333
1334   return S_None;
1335 }
1336
1337 namespace {
1338   /// RRInfo - Unidirectional information about either a
1339   /// retain-decrement-use-release sequence or release-use-decrement-retain
1340   /// reverese sequence.
1341   struct RRInfo {
1342     /// KnownSafe - After an objc_retain, the reference count of the referenced
1343     /// object is known to be positive. Similarly, before an objc_release, the
1344     /// reference count of the referenced object is known to be positive. If
1345     /// there are retain-release pairs in code regions where the retain count
1346     /// is known to be positive, they can be eliminated, regardless of any side
1347     /// effects between them.
1348     ///
1349     /// Also, a retain+release pair nested within another retain+release
1350     /// pair all on the known same pointer value can be eliminated, regardless
1351     /// of any intervening side effects.
1352     ///
1353     /// KnownSafe is true when either of these conditions is satisfied.
1354     bool KnownSafe;
1355
1356     /// IsRetainBlock - True if the Calls are objc_retainBlock calls (as
1357     /// opposed to objc_retain calls).
1358     bool IsRetainBlock;
1359
1360     /// IsTailCallRelease - True of the objc_release calls are all marked
1361     /// with the "tail" keyword.
1362     bool IsTailCallRelease;
1363
1364     /// Partial - True of we've seen an opportunity for partial RR elimination,
1365     /// such as pushing calls into a CFG triangle or into one side of a
1366     /// CFG diamond.
1367     /// TODO: Consider moving this to PtrState.
1368     bool Partial;
1369
1370     /// ReleaseMetadata - If the Calls are objc_release calls and they all have
1371     /// a clang.imprecise_release tag, this is the metadata tag.
1372     MDNode *ReleaseMetadata;
1373
1374     /// Calls - For a top-down sequence, the set of objc_retains or
1375     /// objc_retainBlocks. For bottom-up, the set of objc_releases.
1376     SmallPtrSet<Instruction *, 2> Calls;
1377
1378     /// ReverseInsertPts - The set of optimal insert positions for
1379     /// moving calls in the opposite sequence.
1380     SmallPtrSet<Instruction *, 2> ReverseInsertPts;
1381
1382     RRInfo() :
1383       KnownSafe(false), IsRetainBlock(false),
1384       IsTailCallRelease(false), Partial(false),
1385       ReleaseMetadata(0) {}
1386
1387     void clear();
1388   };
1389 }
1390
1391 void RRInfo::clear() {
1392   KnownSafe = false;
1393   IsRetainBlock = false;
1394   IsTailCallRelease = false;
1395   Partial = false;
1396   ReleaseMetadata = 0;
1397   Calls.clear();
1398   ReverseInsertPts.clear();
1399 }
1400
1401 namespace {
1402   /// PtrState - This class summarizes several per-pointer runtime properties
1403   /// which are propogated through the flow graph.
1404   class PtrState {
1405     /// RefCount - The known minimum number of reference count increments.
1406     unsigned RefCount;
1407
1408     /// NestCount - The known minimum level of retain+release nesting.
1409     unsigned NestCount;
1410
1411     /// Seq - The current position in the sequence.
1412     Sequence Seq;
1413
1414   public:
1415     /// RRI - Unidirectional information about the current sequence.
1416     /// TODO: Encapsulate this better.
1417     RRInfo RRI;
1418
1419     PtrState() : RefCount(0), NestCount(0), Seq(S_None) {}
1420
1421     void SetAtLeastOneRefCount()  {
1422       if (RefCount == 0) RefCount = 1;
1423     }
1424
1425     void IncrementRefCount() {
1426       if (RefCount != UINT_MAX) ++RefCount;
1427     }
1428
1429     void DecrementRefCount() {
1430       if (RefCount != 0) --RefCount;
1431     }
1432
1433     bool IsKnownIncremented() const {
1434       return RefCount > 0;
1435     }
1436
1437     void IncrementNestCount() {
1438       if (NestCount != UINT_MAX) ++NestCount;
1439     }
1440
1441     void DecrementNestCount() {
1442       if (NestCount != 0) --NestCount;
1443     }
1444
1445     bool IsKnownNested() const {
1446       return NestCount > 0;
1447     }
1448
1449     void SetSeq(Sequence NewSeq) {
1450       Seq = NewSeq;
1451     }
1452
1453     Sequence GetSeq() const {
1454       return Seq;
1455     }
1456
1457     void ClearSequenceProgress() {
1458       Seq = S_None;
1459       RRI.clear();
1460     }
1461
1462     void Merge(const PtrState &Other, bool TopDown);
1463   };
1464 }
1465
1466 void
1467 PtrState::Merge(const PtrState &Other, bool TopDown) {
1468   Seq = MergeSeqs(Seq, Other.Seq, TopDown);
1469   RefCount = std::min(RefCount, Other.RefCount);
1470   NestCount = std::min(NestCount, Other.NestCount);
1471
1472   // We can't merge a plain objc_retain with an objc_retainBlock.
1473   if (RRI.IsRetainBlock != Other.RRI.IsRetainBlock)
1474     Seq = S_None;
1475
1476   // If we're not in a sequence (anymore), drop all associated state.
1477   if (Seq == S_None) {
1478     RRI.clear();
1479   } else if (RRI.Partial || Other.RRI.Partial) {
1480     // If we're doing a merge on a path that's previously seen a partial
1481     // merge, conservatively drop the sequence, to avoid doing partial
1482     // RR elimination. If the branch predicates for the two merge differ,
1483     // mixing them is unsafe.
1484     Seq = S_None;
1485     RRI.clear();
1486   } else {
1487     // Conservatively merge the ReleaseMetadata information.
1488     if (RRI.ReleaseMetadata != Other.RRI.ReleaseMetadata)
1489       RRI.ReleaseMetadata = 0;
1490
1491     RRI.KnownSafe = RRI.KnownSafe && Other.RRI.KnownSafe;
1492     RRI.IsTailCallRelease = RRI.IsTailCallRelease && Other.RRI.IsTailCallRelease;
1493     RRI.Calls.insert(Other.RRI.Calls.begin(), Other.RRI.Calls.end());
1494
1495     // Merge the insert point sets. If there are any differences,
1496     // that makes this a partial merge.
1497     RRI.Partial = RRI.ReverseInsertPts.size() !=
1498                   Other.RRI.ReverseInsertPts.size();
1499     for (SmallPtrSet<Instruction *, 2>::const_iterator
1500          I = Other.RRI.ReverseInsertPts.begin(),
1501          E = Other.RRI.ReverseInsertPts.end(); I != E; ++I)
1502       RRI.Partial |= RRI.ReverseInsertPts.insert(*I);
1503   }
1504 }
1505
1506 namespace {
1507   /// BBState - Per-BasicBlock state.
1508   class BBState {
1509     /// TopDownPathCount - The number of unique control paths from the entry
1510     /// which can reach this block.
1511     unsigned TopDownPathCount;
1512
1513     /// BottomUpPathCount - The number of unique control paths to exits
1514     /// from this block.
1515     unsigned BottomUpPathCount;
1516
1517     /// MapTy - A type for PerPtrTopDown and PerPtrBottomUp.
1518     typedef MapVector<const Value *, PtrState> MapTy;
1519
1520     /// PerPtrTopDown - The top-down traversal uses this to record information
1521     /// known about a pointer at the bottom of each block.
1522     MapTy PerPtrTopDown;
1523
1524     /// PerPtrBottomUp - The bottom-up traversal uses this to record information
1525     /// known about a pointer at the top of each block.
1526     MapTy PerPtrBottomUp;
1527
1528   public:
1529     BBState() : TopDownPathCount(0), BottomUpPathCount(0) {}
1530
1531     typedef MapTy::iterator ptr_iterator;
1532     typedef MapTy::const_iterator ptr_const_iterator;
1533
1534     ptr_iterator top_down_ptr_begin() { return PerPtrTopDown.begin(); }
1535     ptr_iterator top_down_ptr_end() { return PerPtrTopDown.end(); }
1536     ptr_const_iterator top_down_ptr_begin() const {
1537       return PerPtrTopDown.begin();
1538     }
1539     ptr_const_iterator top_down_ptr_end() const {
1540       return PerPtrTopDown.end();
1541     }
1542
1543     ptr_iterator bottom_up_ptr_begin() { return PerPtrBottomUp.begin(); }
1544     ptr_iterator bottom_up_ptr_end() { return PerPtrBottomUp.end(); }
1545     ptr_const_iterator bottom_up_ptr_begin() const {
1546       return PerPtrBottomUp.begin();
1547     }
1548     ptr_const_iterator bottom_up_ptr_end() const {
1549       return PerPtrBottomUp.end();
1550     }
1551
1552     /// SetAsEntry - Mark this block as being an entry block, which has one
1553     /// path from the entry by definition.
1554     void SetAsEntry() { TopDownPathCount = 1; }
1555
1556     /// SetAsExit - Mark this block as being an exit block, which has one
1557     /// path to an exit by definition.
1558     void SetAsExit()  { BottomUpPathCount = 1; }
1559
1560     PtrState &getPtrTopDownState(const Value *Arg) {
1561       return PerPtrTopDown[Arg];
1562     }
1563
1564     PtrState &getPtrBottomUpState(const Value *Arg) {
1565       return PerPtrBottomUp[Arg];
1566     }
1567
1568     void clearBottomUpPointers() {
1569       PerPtrBottomUp.clear();
1570     }
1571
1572     void clearTopDownPointers() {
1573       PerPtrTopDown.clear();
1574     }
1575
1576     void InitFromPred(const BBState &Other);
1577     void InitFromSucc(const BBState &Other);
1578     void MergePred(const BBState &Other);
1579     void MergeSucc(const BBState &Other);
1580
1581     /// GetAllPathCount - Return the number of possible unique paths from an
1582     /// entry to an exit which pass through this block. This is only valid
1583     /// after both the top-down and bottom-up traversals are complete.
1584     unsigned GetAllPathCount() const {
1585       return TopDownPathCount * BottomUpPathCount;
1586     }
1587
1588     /// IsVisitedTopDown - Test whether the block for this BBState has been
1589     /// visited by the top-down portion of the algorithm.
1590     bool isVisitedTopDown() const {
1591       return TopDownPathCount != 0;
1592     }
1593   };
1594 }
1595
1596 void BBState::InitFromPred(const BBState &Other) {
1597   PerPtrTopDown = Other.PerPtrTopDown;
1598   TopDownPathCount = Other.TopDownPathCount;
1599 }
1600
1601 void BBState::InitFromSucc(const BBState &Other) {
1602   PerPtrBottomUp = Other.PerPtrBottomUp;
1603   BottomUpPathCount = Other.BottomUpPathCount;
1604 }
1605
1606 /// MergePred - The top-down traversal uses this to merge information about
1607 /// predecessors to form the initial state for a new block.
1608 void BBState::MergePred(const BBState &Other) {
1609   // Other.TopDownPathCount can be 0, in which case it is either dead or a
1610   // loop backedge. Loop backedges are special.
1611   TopDownPathCount += Other.TopDownPathCount;
1612
1613   // For each entry in the other set, if our set has an entry with the same key,
1614   // merge the entries. Otherwise, copy the entry and merge it with an empty
1615   // entry.
1616   for (ptr_const_iterator MI = Other.top_down_ptr_begin(),
1617        ME = Other.top_down_ptr_end(); MI != ME; ++MI) {
1618     std::pair<ptr_iterator, bool> Pair = PerPtrTopDown.insert(*MI);
1619     Pair.first->second.Merge(Pair.second ? PtrState() : MI->second,
1620                              /*TopDown=*/true);
1621   }
1622
1623   // For each entry in our set, if the other set doesn't have an entry with the
1624   // same key, force it to merge with an empty entry.
1625   for (ptr_iterator MI = top_down_ptr_begin(),
1626        ME = top_down_ptr_end(); MI != ME; ++MI)
1627     if (Other.PerPtrTopDown.find(MI->first) == Other.PerPtrTopDown.end())
1628       MI->second.Merge(PtrState(), /*TopDown=*/true);
1629 }
1630
1631 /// MergeSucc - The bottom-up traversal uses this to merge information about
1632 /// successors to form the initial state for a new block.
1633 void BBState::MergeSucc(const BBState &Other) {
1634   // Other.BottomUpPathCount can be 0, in which case it is either dead or a
1635   // loop backedge. Loop backedges are special.
1636   BottomUpPathCount += Other.BottomUpPathCount;
1637
1638   // For each entry in the other set, if our set has an entry with the
1639   // same key, merge the entries. Otherwise, copy the entry and merge
1640   // it with an empty entry.
1641   for (ptr_const_iterator MI = Other.bottom_up_ptr_begin(),
1642        ME = Other.bottom_up_ptr_end(); MI != ME; ++MI) {
1643     std::pair<ptr_iterator, bool> Pair = PerPtrBottomUp.insert(*MI);
1644     Pair.first->second.Merge(Pair.second ? PtrState() : MI->second,
1645                              /*TopDown=*/false);
1646   }
1647
1648   // For each entry in our set, if the other set doesn't have an entry
1649   // with the same key, force it to merge with an empty entry.
1650   for (ptr_iterator MI = bottom_up_ptr_begin(),
1651        ME = bottom_up_ptr_end(); MI != ME; ++MI)
1652     if (Other.PerPtrBottomUp.find(MI->first) == Other.PerPtrBottomUp.end())
1653       MI->second.Merge(PtrState(), /*TopDown=*/false);
1654 }
1655
1656 namespace {
1657   /// ObjCARCOpt - The main ARC optimization pass.
1658   class ObjCARCOpt : public FunctionPass {
1659     bool Changed;
1660     ProvenanceAnalysis PA;
1661
1662     /// Run - A flag indicating whether this optimization pass should run.
1663     bool Run;
1664
1665     /// RetainRVCallee, etc. - Declarations for ObjC runtime
1666     /// functions, for use in creating calls to them. These are initialized
1667     /// lazily to avoid cluttering up the Module with unused declarations.
1668     Constant *RetainRVCallee, *AutoreleaseRVCallee, *ReleaseCallee,
1669              *RetainCallee, *RetainBlockCallee, *AutoreleaseCallee;
1670
1671     /// UsedInThisFunciton - Flags which determine whether each of the
1672     /// interesting runtine functions is in fact used in the current function.
1673     unsigned UsedInThisFunction;
1674
1675     /// ImpreciseReleaseMDKind - The Metadata Kind for clang.imprecise_release
1676     /// metadata.
1677     unsigned ImpreciseReleaseMDKind;
1678
1679     /// CopyOnEscapeMDKind - The Metadata Kind for clang.arc.copy_on_escape
1680     /// metadata.
1681     unsigned CopyOnEscapeMDKind;
1682
1683     /// NoObjCARCExceptionsMDKind - The Metadata Kind for
1684     /// clang.arc.no_objc_arc_exceptions metadata.
1685     unsigned NoObjCARCExceptionsMDKind;
1686
1687     Constant *getRetainRVCallee(Module *M);
1688     Constant *getAutoreleaseRVCallee(Module *M);
1689     Constant *getReleaseCallee(Module *M);
1690     Constant *getRetainCallee(Module *M);
1691     Constant *getRetainBlockCallee(Module *M);
1692     Constant *getAutoreleaseCallee(Module *M);
1693
1694     bool IsRetainBlockOptimizable(const Instruction *Inst);
1695
1696     void OptimizeRetainCall(Function &F, Instruction *Retain);
1697     bool OptimizeRetainRVCall(Function &F, Instruction *RetainRV);
1698     void OptimizeAutoreleaseRVCall(Function &F, Instruction *AutoreleaseRV);
1699     void OptimizeIndividualCalls(Function &F);
1700
1701     void CheckForCFGHazards(const BasicBlock *BB,
1702                             DenseMap<const BasicBlock *, BBState> &BBStates,
1703                             BBState &MyStates) const;
1704     bool VisitInstructionBottomUp(Instruction *Inst,
1705                                   BasicBlock *BB,
1706                                   MapVector<Value *, RRInfo> &Retains,
1707                                   BBState &MyStates);
1708     bool VisitBottomUp(BasicBlock *BB,
1709                        DenseMap<const BasicBlock *, BBState> &BBStates,
1710                        MapVector<Value *, RRInfo> &Retains);
1711     bool VisitInstructionTopDown(Instruction *Inst,
1712                                  DenseMap<Value *, RRInfo> &Releases,
1713                                  BBState &MyStates);
1714     bool VisitTopDown(BasicBlock *BB,
1715                       DenseMap<const BasicBlock *, BBState> &BBStates,
1716                       DenseMap<Value *, RRInfo> &Releases);
1717     bool Visit(Function &F,
1718                DenseMap<const BasicBlock *, BBState> &BBStates,
1719                MapVector<Value *, RRInfo> &Retains,
1720                DenseMap<Value *, RRInfo> &Releases);
1721
1722     void MoveCalls(Value *Arg, RRInfo &RetainsToMove, RRInfo &ReleasesToMove,
1723                    MapVector<Value *, RRInfo> &Retains,
1724                    DenseMap<Value *, RRInfo> &Releases,
1725                    SmallVectorImpl<Instruction *> &DeadInsts,
1726                    Module *M);
1727
1728     bool PerformCodePlacement(DenseMap<const BasicBlock *, BBState> &BBStates,
1729                               MapVector<Value *, RRInfo> &Retains,
1730                               DenseMap<Value *, RRInfo> &Releases,
1731                               Module *M);
1732
1733     void OptimizeWeakCalls(Function &F);
1734
1735     bool OptimizeSequences(Function &F);
1736
1737     void OptimizeReturns(Function &F);
1738
1739     virtual void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const;
1740     virtual bool doInitialization(Module &M);
1741     virtual bool runOnFunction(Function &F);
1742     virtual void releaseMemory();
1743
1744   public:
1745     static char ID;
1746     ObjCARCOpt() : FunctionPass(ID) {
1747       initializeObjCARCOptPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
1748     }
1749   };
1750 }
1751
1752 char ObjCARCOpt::ID = 0;
1753 INITIALIZE_PASS_BEGIN(ObjCARCOpt,
1754                       "objc-arc", "ObjC ARC optimization", false, false)
1755 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(ObjCARCAliasAnalysis)
1756 INITIALIZE_PASS_END(ObjCARCOpt,
1757                     "objc-arc", "ObjC ARC optimization", false, false)
1758
1759 Pass *llvm::createObjCARCOptPass() {
1760   return new ObjCARCOpt();
1761 }
1762
1763 void ObjCARCOpt::getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
1764   AU.addRequired<ObjCARCAliasAnalysis>();
1765   AU.addRequired<AliasAnalysis>();
1766   // ARC optimization doesn't currently split critical edges.
1767   AU.setPreservesCFG();
1768 }
1769
1770 bool ObjCARCOpt::IsRetainBlockOptimizable(const Instruction *Inst) {
1771   // Without the magic metadata tag, we have to assume this might be an
1772   // objc_retainBlock call inserted to convert a block pointer to an id,
1773   // in which case it really is needed.
1774   if (!Inst->getMetadata(CopyOnEscapeMDKind))
1775     return false;
1776
1777   // If the pointer "escapes" (not including being used in a call),
1778   // the copy may be needed.
1779   if (DoesObjCBlockEscape(Inst))
1780     return false;
1781
1782   // Otherwise, it's not needed.
1783   return true;
1784 }
1785
1786 Constant *ObjCARCOpt::getRetainRVCallee(Module *M) {
1787   if (!RetainRVCallee) {
1788     LLVMContext &C = M->getContext();
1789     Type *I8X = PointerType::getUnqual(Type::getInt8Ty(C));
1790     std::vector<Type *> Params;
1791     Params.push_back(I8X);
1792     FunctionType *FTy =
1793       FunctionType::get(I8X, Params, /*isVarArg=*/false);
1794     AttrListPtr Attributes;
1795     Attributes.addAttr(~0u, Attribute::NoUnwind);
1796     RetainRVCallee =
1797       M->getOrInsertFunction("objc_retainAutoreleasedReturnValue", FTy,
1798                              Attributes);
1799   }
1800   return RetainRVCallee;
1801 }
1802
1803 Constant *ObjCARCOpt::getAutoreleaseRVCallee(Module *M) {
1804   if (!AutoreleaseRVCallee) {
1805     LLVMContext &C = M->getContext();
1806     Type *I8X = PointerType::getUnqual(Type::getInt8Ty(C));
1807     std::vector<Type *> Params;
1808     Params.push_back(I8X);
1809     FunctionType *FTy =
1810       FunctionType::get(I8X, Params, /*isVarArg=*/false);
1811     AttrListPtr Attributes;
1812     Attributes.addAttr(~0u, Attribute::NoUnwind);
1813     AutoreleaseRVCallee =
1814       M->getOrInsertFunction("objc_autoreleaseReturnValue", FTy,
1815                              Attributes);
1816   }
1817   return AutoreleaseRVCallee;
1818 }
1819
1820 Constant *ObjCARCOpt::getReleaseCallee(Module *M) {
1821   if (!ReleaseCallee) {
1822     LLVMContext &C = M->getContext();
1823     std::vector<Type *> Params;
1824     Params.push_back(PointerType::getUnqual(Type::getInt8Ty(C)));
1825     AttrListPtr Attributes;
1826     Attributes.addAttr(~0u, Attribute::NoUnwind);
1827     ReleaseCallee =
1828       M->getOrInsertFunction(
1829         "objc_release",
1830         FunctionType::get(Type::getVoidTy(C), Params, /*isVarArg=*/false),
1831         Attributes);
1832   }
1833   return ReleaseCallee;
1834 }
1835
1836 Constant *ObjCARCOpt::getRetainCallee(Module *M) {
1837   if (!RetainCallee) {
1838     LLVMContext &C = M->getContext();
1839     std::vector<Type *> Params;
1840     Params.push_back(PointerType::getUnqual(Type::getInt8Ty(C)));
1841     AttrListPtr Attributes;
1842     Attributes.addAttr(~0u, Attribute::NoUnwind);
1843     RetainCallee =
1844       M->getOrInsertFunction(
1845         "objc_retain",
1846         FunctionType::get(Params[0], Params, /*isVarArg=*/false),
1847         Attributes);
1848   }
1849   return RetainCallee;
1850 }
1851
1852 Constant *ObjCARCOpt::getRetainBlockCallee(Module *M) {
1853   if (!RetainBlockCallee) {
1854     LLVMContext &C = M->getContext();
1855     std::vector<Type *> Params;
1856     Params.push_back(PointerType::getUnqual(Type::getInt8Ty(C)));
1857     AttrListPtr Attributes;
1858     // objc_retainBlock is not nounwind because it calls user copy constructors
1859     // which could theoretically throw.
1860     RetainBlockCallee =
1861       M->getOrInsertFunction(
1862         "objc_retainBlock",
1863         FunctionType::get(Params[0], Params, /*isVarArg=*/false),
1864         Attributes);
1865   }
1866   return RetainBlockCallee;
1867 }
1868
1869 Constant *ObjCARCOpt::getAutoreleaseCallee(Module *M) {
1870   if (!AutoreleaseCallee) {
1871     LLVMContext &C = M->getContext();
1872     std::vector<Type *> Params;
1873     Params.push_back(PointerType::getUnqual(Type::getInt8Ty(C)));
1874     AttrListPtr Attributes;
1875     Attributes.addAttr(~0u, Attribute::NoUnwind);
1876     AutoreleaseCallee =
1877       M->getOrInsertFunction(
1878         "objc_autorelease",
1879         FunctionType::get(Params[0], Params, /*isVarArg=*/false),
1880         Attributes);
1881   }
1882   return AutoreleaseCallee;
1883 }
1884
1885 /// CanAlterRefCount - Test whether the given instruction can result in a
1886 /// reference count modification (positive or negative) for the pointer's
1887 /// object.
1888 static bool
1889 CanAlterRefCount(const Instruction *Inst, const Value *Ptr,
1890                  ProvenanceAnalysis &PA, InstructionClass Class) {
1891   switch (Class) {
1892   case IC_Autorelease:
1893   case IC_AutoreleaseRV:
1894   case IC_User:
1895     // These operations never directly modify a reference count.
1896     return false;
1897   default: break;
1898   }
1899
1900   ImmutableCallSite CS = static_cast<const Value *>(Inst);
1901   assert(CS && "Only calls can alter reference counts!");
1902
1903   // See if AliasAnalysis can help us with the call.
1904   AliasAnalysis::ModRefBehavior MRB = PA.getAA()->getModRefBehavior(CS);
1905   if (AliasAnalysis::onlyReadsMemory(MRB))
1906     return false;
1907   if (AliasAnalysis::onlyAccessesArgPointees(MRB)) {
1908     for (ImmutableCallSite::arg_iterator I = CS.arg_begin(), E = CS.arg_end();
1909          I != E; ++I) {
1910       const Value *Op = *I;
1911       if (IsPotentialUse(Op) && PA.related(Ptr, Op))
1912         return true;
1913     }
1914     return false;
1915   }
1916
1917   // Assume the worst.
1918   return true;
1919 }
1920
1921 /// CanUse - Test whether the given instruction can "use" the given pointer's
1922 /// object in a way that requires the reference count to be positive.
1923 static bool
1924 CanUse(const Instruction *Inst, const Value *Ptr, ProvenanceAnalysis &PA,
1925        InstructionClass Class) {
1926   // IC_Call operations (as opposed to IC_CallOrUser) never "use" objc pointers.
1927   if (Class == IC_Call)
1928     return false;
1929
1930   // Consider various instructions which may have pointer arguments which are
1931   // not "uses".
1932   if (const ICmpInst *ICI = dyn_cast<ICmpInst>(Inst)) {
1933     // Comparing a pointer with null, or any other constant, isn't really a use,
1934     // because we don't care what the pointer points to, or about the values
1935     // of any other dynamic reference-counted pointers.
1936     if (!IsPotentialUse(ICI->getOperand(1)))
1937       return false;
1938   } else if (ImmutableCallSite CS = static_cast<const Value *>(Inst)) {
1939     // For calls, just check the arguments (and not the callee operand).
1940     for (ImmutableCallSite::arg_iterator OI = CS.arg_begin(),
1941          OE = CS.arg_end(); OI != OE; ++OI) {
1942       const Value *Op = *OI;
1943       if (IsPotentialUse(Op) && PA.related(Ptr, Op))
1944         return true;
1945     }
1946     return false;
1947   } else if (const StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(Inst)) {
1948     // Special-case stores, because we don't care about the stored value, just
1949     // the store address.
1950     const Value *Op = GetUnderlyingObjCPtr(SI->getPointerOperand());
1951     // If we can't tell what the underlying object was, assume there is a
1952     // dependence.
1953     return IsPotentialUse(Op) && PA.related(Op, Ptr);
1954   }
1955
1956   // Check each operand for a match.
1957   for (User::const_op_iterator OI = Inst->op_begin(), OE = Inst->op_end();
1958        OI != OE; ++OI) {
1959     const Value *Op = *OI;
1960     if (IsPotentialUse(Op) && PA.related(Ptr, Op))
1961       return true;
1962   }
1963   return false;
1964 }
1965
1966 /// CanInterruptRV - Test whether the given instruction can autorelease
1967 /// any pointer or cause an autoreleasepool pop.
1968 static bool
1969 CanInterruptRV(InstructionClass Class) {
1970   switch (Class) {
1971   case IC_AutoreleasepoolPop:
1972   case IC_CallOrUser:
1973   case IC_Call:
1974   case IC_Autorelease:
1975   case IC_AutoreleaseRV:
1976   case IC_FusedRetainAutorelease:
1977   case IC_FusedRetainAutoreleaseRV:
1978     return true;
1979   default:
1980     return false;
1981   }
1982 }
1983
1984 namespace {
1985   /// DependenceKind - There are several kinds of dependence-like concepts in
1986   /// use here.
1987   enum DependenceKind {
1988     NeedsPositiveRetainCount,
1989     AutoreleasePoolBoundary,
1990     CanChangeRetainCount,
1991     RetainAutoreleaseDep,       ///< Blocks objc_retainAutorelease.
1992     RetainAutoreleaseRVDep,     ///< Blocks objc_retainAutoreleaseReturnValue.
1993     RetainRVDep                 ///< Blocks objc_retainAutoreleasedReturnValue.
1994   };
1995 }
1996
1997 /// Depends - Test if there can be dependencies on Inst through Arg. This
1998 /// function only tests dependencies relevant for removing pairs of calls.
1999 static bool
2000 Depends(DependenceKind Flavor, Instruction *Inst, const Value *Arg,
2001         ProvenanceAnalysis &PA) {
2002   // If we've reached the definition of Arg, stop.
2003   if (Inst == Arg)
2004     return true;
2005
2006   switch (Flavor) {
2007   case NeedsPositiveRetainCount: {
2008     InstructionClass Class = GetInstructionClass(Inst);
2009     switch (Class) {
2010     case IC_AutoreleasepoolPop:
2011     case IC_AutoreleasepoolPush:
2012     case IC_None:
2013       return false;
2014     default:
2015       return CanUse(Inst, Arg, PA, Class);
2016     }
2017   }
2018
2019   case AutoreleasePoolBoundary: {
2020     InstructionClass Class = GetInstructionClass(Inst);
2021     switch (Class) {
2022     case IC_AutoreleasepoolPop:
2023     case IC_AutoreleasepoolPush:
2024       // These mark the end and begin of an autorelease pool scope.
2025       return true;
2026     default:
2027       // Nothing else does this.
2028       return false;
2029     }
2030   }
2031
2032   case CanChangeRetainCount: {
2033     InstructionClass Class = GetInstructionClass(Inst);
2034     switch (Class) {
2035     case IC_AutoreleasepoolPop:
2036       // Conservatively assume this can decrement any count.
2037       return true;
2038     case IC_AutoreleasepoolPush:
2039     case IC_None:
2040       return false;
2041     default:
2042       return CanAlterRefCount(Inst, Arg, PA, Class);
2043     }
2044   }
2045
2046   case RetainAutoreleaseDep:
2047     switch (GetBasicInstructionClass(Inst)) {
2048     case IC_AutoreleasepoolPop:
2049     case IC_AutoreleasepoolPush:
2050       // Don't merge an objc_autorelease with an objc_retain inside a different
2051       // autoreleasepool scope.
2052       return true;
2053     case IC_Retain:
2054     case IC_RetainRV:
2055       // Check for a retain of the same pointer for merging.
2056       return GetObjCArg(Inst) == Arg;
2057     default:
2058       // Nothing else matters for objc_retainAutorelease formation.
2059       return false;
2060     }
2061
2062   case RetainAutoreleaseRVDep: {
2063     InstructionClass Class = GetBasicInstructionClass(Inst);
2064     switch (Class) {
2065     case IC_Retain:
2066     case IC_RetainRV:
2067       // Check for a retain of the same pointer for merging.
2068       return GetObjCArg(Inst) == Arg;
2069     default:
2070       // Anything that can autorelease interrupts
2071       // retainAutoreleaseReturnValue formation.
2072       return CanInterruptRV(Class);
2073     }
2074   }
2075
2076   case RetainRVDep:
2077     return CanInterruptRV(GetBasicInstructionClass(Inst));
2078   }
2079
2080   llvm_unreachable("Invalid dependence flavor");
2081 }
2082
2083 /// FindDependencies - Walk up the CFG from StartPos (which is in StartBB) and
2084 /// find local and non-local dependencies on Arg.
2085 /// TODO: Cache results?
2086 static void
2087 FindDependencies(DependenceKind Flavor,
2088                  const Value *Arg,
2089                  BasicBlock *StartBB, Instruction *StartInst,
2090                  SmallPtrSet<Instruction *, 4> &DependingInstructions,
2091                  SmallPtrSet<const BasicBlock *, 4> &Visited,
2092                  ProvenanceAnalysis &PA) {
2093   BasicBlock::iterator StartPos = StartInst;
2094
2095   SmallVector<std::pair<BasicBlock *, BasicBlock::iterator>, 4> Worklist;
2096   Worklist.push_back(std::make_pair(StartBB, StartPos));
2097   do {
2098     std::pair<BasicBlock *, BasicBlock::iterator> Pair =
2099       Worklist.pop_back_val();
2100     BasicBlock *LocalStartBB = Pair.first;
2101     BasicBlock::iterator LocalStartPos = Pair.second;
2102     BasicBlock::iterator StartBBBegin = LocalStartBB->begin();
2103     for (;;) {
2104       if (LocalStartPos == StartBBBegin) {
2105         pred_iterator PI(LocalStartBB), PE(LocalStartBB, false);
2106         if (PI == PE)
2107           // If we've reached the function entry, produce a null dependence.
2108           DependingInstructions.insert(0);
2109         else
2110           // Add the predecessors to the worklist.
2111           do {
2112             BasicBlock *PredBB = *PI;
2113             if (Visited.insert(PredBB))
2114               Worklist.push_back(std::make_pair(PredBB, PredBB->end()));
2115           } while (++PI != PE);
2116         break;
2117       }
2118
2119       Instruction *Inst = --LocalStartPos;
2120       if (Depends(Flavor, Inst, Arg, PA)) {
2121         DependingInstructions.insert(Inst);
2122         break;
2123       }
2124     }
2125   } while (!Worklist.empty());
2126
2127   // Determine whether the original StartBB post-dominates all of the blocks we
2128   // visited. If not, insert a sentinal indicating that most optimizations are
2129   // not safe.
2130   for (SmallPtrSet<const BasicBlock *, 4>::const_iterator I = Visited.begin(),
2131        E = Visited.end(); I != E; ++I) {
2132     const BasicBlock *BB = *I;
2133     if (BB == StartBB)
2134       continue;
2135     const TerminatorInst *TI = cast<TerminatorInst>(&BB->back());
2136     for (succ_const_iterator SI(TI), SE(TI, false); SI != SE; ++SI) {
2137       const BasicBlock *Succ = *SI;
2138       if (Succ != StartBB && !Visited.count(Succ)) {
2139         DependingInstructions.insert(reinterpret_cast<Instruction *>(-1));
2140         return;
2141       }
2142     }
2143   }
2144 }
2145
2146 static bool isNullOrUndef(const Value *V) {
2147   return isa<ConstantPointerNull>(V) || isa<UndefValue>(V);
2148 }
2149
2150 static bool isNoopInstruction(const Instruction *I) {
2151   return isa<BitCastInst>(I) ||
2152          (isa<GetElementPtrInst>(I) &&
2153           cast<GetElementPtrInst>(I)->hasAllZeroIndices());
2154 }
2155
2156 /// OptimizeRetainCall - Turn objc_retain into
2157 /// objc_retainAutoreleasedReturnValue if the operand is a return value.
2158 void
2159 ObjCARCOpt::OptimizeRetainCall(Function &F, Instruction *Retain) {
2160   CallSite CS(GetObjCArg(Retain));
2161   Instruction *Call = CS.getInstruction();
2162   if (!Call) return;
2163   if (Call->getParent() != Retain->getParent()) return;
2164
2165   // Check that the call is next to the retain.
2166   BasicBlock::iterator I = Call;
2167   ++I;
2168   while (isNoopInstruction(I)) ++I;
2169   if (&*I != Retain)
2170     return;
2171
2172   // Turn it to an objc_retainAutoreleasedReturnValue..
2173   Changed = true;
2174   ++NumPeeps;
2175   cast<CallInst>(Retain)->setCalledFunction(getRetainRVCallee(F.getParent()));
2176 }
2177
2178 /// OptimizeRetainRVCall - Turn objc_retainAutoreleasedReturnValue into
2179 /// objc_retain if the operand is not a return value.  Or, if it can be
2180 /// paired with an objc_autoreleaseReturnValue, delete the pair and
2181 /// return true.
2182 bool
2183 ObjCARCOpt::OptimizeRetainRVCall(Function &F, Instruction *RetainRV) {
2184   // Check for the argument being from an immediately preceding call or invoke.
2185   Value *Arg = GetObjCArg(RetainRV);
2186   CallSite CS(Arg);
2187   if (Instruction *Call = CS.getInstruction()) {
2188     if (Call->getParent() == RetainRV->getParent()) {
2189       BasicBlock::iterator I = Call;
2190       ++I;
2191       while (isNoopInstruction(I)) ++I;
2192       if (&*I == RetainRV)
2193         return false;
2194     } else if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(Call)) {
2195       BasicBlock *RetainRVParent = RetainRV->getParent();
2196       if (II->getNormalDest() == RetainRVParent) {
2197         BasicBlock::iterator I = RetainRVParent->begin();
2198         while (isNoopInstruction(I)) ++I;
2199         if (&*I == RetainRV)
2200           return false;
2201       }
2202     }
2203   }
2204
2205   // Check for being preceded by an objc_autoreleaseReturnValue on the same
2206   // pointer. In this case, we can delete the pair.
2207   BasicBlock::iterator I = RetainRV, Begin = RetainRV->getParent()->begin();
2208   if (I != Begin) {
2209     do --I; while (I != Begin && isNoopInstruction(I));
2210     if (GetBasicInstructionClass(I) == IC_AutoreleaseRV &&
2211         GetObjCArg(I) == Arg) {
2212       Changed = true;
2213       ++NumPeeps;
2214       EraseInstruction(I);
2215       EraseInstruction(RetainRV);
2216       return true;
2217     }
2218   }
2219
2220   // Turn it to a plain objc_retain.
2221   Changed = true;
2222   ++NumPeeps;
2223   cast<CallInst>(RetainRV)->setCalledFunction(getRetainCallee(F.getParent()));
2224   return false;
2225 }
2226
2227 /// OptimizeAutoreleaseRVCall - Turn objc_autoreleaseReturnValue into
2228 /// objc_autorelease if the result is not used as a return value.
2229 void
2230 ObjCARCOpt::OptimizeAutoreleaseRVCall(Function &F, Instruction *AutoreleaseRV) {
2231   // Check for a return of the pointer value.
2232   const Value *Ptr = GetObjCArg(AutoreleaseRV);
2233   SmallVector<const Value *, 2> Users;
2234   Users.push_back(Ptr);
2235   do {
2236     Ptr = Users.pop_back_val();
2237     for (Value::const_use_iterator UI = Ptr->use_begin(), UE = Ptr->use_end();
2238          UI != UE; ++UI) {
2239       const User *I = *UI;
2240       if (isa<ReturnInst>(I) || GetBasicInstructionClass(I) == IC_RetainRV)
2241         return;
2242       if (isa<BitCastInst>(I))
2243         Users.push_back(I);
2244     }
2245   } while (!Users.empty());
2246
2247   Changed = true;
2248   ++NumPeeps;
2249   cast<CallInst>(AutoreleaseRV)->
2250     setCalledFunction(getAutoreleaseCallee(F.getParent()));
2251 }
2252
2253 /// OptimizeIndividualCalls - Visit each call, one at a time, and make
2254 /// simplifications without doing any additional analysis.
2255 void ObjCARCOpt::OptimizeIndividualCalls(Function &F) {
2256   // Reset all the flags in preparation for recomputing them.
2257   UsedInThisFunction = 0;
2258
2259   // Visit all objc_* calls in F.
2260   for (inst_iterator I = inst_begin(&F), E = inst_end(&F); I != E; ) {
2261     Instruction *Inst = &*I++;
2262     InstructionClass Class = GetBasicInstructionClass(Inst);
2263
2264     switch (Class) {
2265     default: break;
2266
2267     // Delete no-op casts. These function calls have special semantics, but
2268     // the semantics are entirely implemented via lowering in the front-end,
2269     // so by the time they reach the optimizer, they are just no-op calls
2270     // which return their argument.
2271     //
2272     // There are gray areas here, as the ability to cast reference-counted
2273     // pointers to raw void* and back allows code to break ARC assumptions,
2274     // however these are currently considered to be unimportant.
2275     case IC_NoopCast:
2276       Changed = true;
2277       ++NumNoops;
2278       EraseInstruction(Inst);
2279       continue;
2280
2281     // If the pointer-to-weak-pointer is null, it's undefined behavior.
2282     case IC_StoreWeak:
2283     case IC_LoadWeak:
2284     case IC_LoadWeakRetained:
2285     case IC_InitWeak:
2286     case IC_DestroyWeak: {
2287       CallInst *CI = cast<CallInst>(Inst);
2288       if (isNullOrUndef(CI->getArgOperand(0))) {
2289         Changed = true;
2290         Type *Ty = CI->getArgOperand(0)->getType();
2291         new StoreInst(UndefValue::get(cast<PointerType>(Ty)->getElementType()),
2292                       Constant::getNullValue(Ty),
2293                       CI);
2294         CI->replaceAllUsesWith(UndefValue::get(CI->getType()));
2295         CI->eraseFromParent();
2296         continue;
2297       }
2298       break;
2299     }
2300     case IC_CopyWeak:
2301     case IC_MoveWeak: {
2302       CallInst *CI = cast<CallInst>(Inst);
2303       if (isNullOrUndef(CI->getArgOperand(0)) ||
2304           isNullOrUndef(CI->getArgOperand(1))) {
2305         Changed = true;
2306         Type *Ty = CI->getArgOperand(0)->getType();
2307         new StoreInst(UndefValue::get(cast<PointerType>(Ty)->getElementType()),
2308                       Constant::getNullValue(Ty),
2309                       CI);
2310         CI->replaceAllUsesWith(UndefValue::get(CI->getType()));
2311         CI->eraseFromParent();
2312         continue;
2313       }
2314       break;
2315     }
2316     case IC_Retain:
2317       OptimizeRetainCall(F, Inst);
2318       break;
2319     case IC_RetainRV:
2320       if (OptimizeRetainRVCall(F, Inst))
2321         continue;
2322       break;
2323     case IC_AutoreleaseRV:
2324       OptimizeAutoreleaseRVCall(F, Inst);
2325       break;
2326     }
2327
2328     // objc_autorelease(x) -> objc_release(x) if x is otherwise unused.
2329     if (IsAutorelease(Class) && Inst->use_empty()) {
2330       CallInst *Call = cast<CallInst>(Inst);
2331       const Value *Arg = Call->getArgOperand(0);
2332       Arg = FindSingleUseIdentifiedObject(Arg);
2333       if (Arg) {
2334         Changed = true;
2335         ++NumAutoreleases;
2336
2337         // Create the declaration lazily.
2338         LLVMContext &C = Inst->getContext();
2339         CallInst *NewCall =
2340           CallInst::Create(getReleaseCallee(F.getParent()),
2341                            Call->getArgOperand(0), "", Call);
2342         NewCall->setMetadata(ImpreciseReleaseMDKind,
2343                              MDNode::get(C, ArrayRef<Value *>()));
2344         EraseInstruction(Call);
2345         Inst = NewCall;
2346         Class = IC_Release;
2347       }
2348     }
2349
2350     // For functions which can never be passed stack arguments, add
2351     // a tail keyword.
2352     if (IsAlwaysTail(Class)) {
2353       Changed = true;
2354       cast<CallInst>(Inst)->setTailCall();
2355     }
2356
2357     // Set nounwind as needed.
2358     if (IsNoThrow(Class)) {
2359       Changed = true;
2360       cast<CallInst>(Inst)->setDoesNotThrow();
2361     }
2362
2363     if (!IsNoopOnNull(Class)) {
2364       UsedInThisFunction |= 1 << Class;
2365       continue;
2366     }
2367
2368     const Value *Arg = GetObjCArg(Inst);
2369
2370     // ARC calls with null are no-ops. Delete them.
2371     if (isNullOrUndef(Arg)) {
2372       Changed = true;
2373       ++NumNoops;
2374       EraseInstruction(Inst);
2375       continue;
2376     }
2377
2378     // Keep track of which of retain, release, autorelease, and retain_block
2379     // are actually present in this function.
2380     UsedInThisFunction |= 1 << Class;
2381
2382     // If Arg is a PHI, and one or more incoming values to the
2383     // PHI are null, and the call is control-equivalent to the PHI, and there
2384     // are no relevant side effects between the PHI and the call, the call
2385     // could be pushed up to just those paths with non-null incoming values.
2386     // For now, don't bother splitting critical edges for this.
2387     SmallVector<std::pair<Instruction *, const Value *>, 4> Worklist;
2388     Worklist.push_back(std::make_pair(Inst, Arg));
2389     do {
2390       std::pair<Instruction *, const Value *> Pair = Worklist.pop_back_val();
2391       Inst = Pair.first;
2392       Arg = Pair.second;
2393
2394       const PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(Arg);
2395       if (!PN) continue;
2396
2397       // Determine if the PHI has any null operands, or any incoming
2398       // critical edges.
2399       bool HasNull = false;
2400       bool HasCriticalEdges = false;
2401       for (unsigned i = 0, e = PN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
2402         Value *Incoming =
2403           StripPointerCastsAndObjCCalls(PN->getIncomingValue(i));
2404         if (isNullOrUndef(Incoming))
2405           HasNull = true;
2406         else if (cast<TerminatorInst>(PN->getIncomingBlock(i)->back())
2407                    .getNumSuccessors() != 1) {
2408           HasCriticalEdges = true;
2409           break;
2410         }
2411       }
2412       // If we have null operands and no critical edges, optimize.
2413       if (!HasCriticalEdges && HasNull) {
2414         SmallPtrSet<Instruction *, 4> DependingInstructions;
2415         SmallPtrSet<const BasicBlock *, 4> Visited;
2416
2417         // Check that there is nothing that cares about the reference
2418         // count between the call and the phi.
2419         switch (Class) {
2420         case IC_Retain:
2421         case IC_RetainBlock:
2422           // These can always be moved up.
2423           break;
2424         case IC_Release:
2425           // These can't be moved across things that care about the retain count.
2426           FindDependencies(NeedsPositiveRetainCount, Arg,
2427                            Inst->getParent(), Inst,
2428                            DependingInstructions, Visited, PA);
2429           break;
2430         case IC_Autorelease:
2431           // These can't be moved across autorelease pool scope boundaries.
2432           FindDependencies(AutoreleasePoolBoundary, Arg,
2433                            Inst->getParent(), Inst,
2434                            DependingInstructions, Visited, PA);
2435           break;
2436         case IC_RetainRV:
2437         case IC_AutoreleaseRV:
2438           // Don't move these; the RV optimization depends on the autoreleaseRV
2439           // being tail called, and the retainRV being immediately after a call
2440           // (which might still happen if we get lucky with codegen layout, but
2441           // it's not worth taking the chance).
2442           continue;
2443         default:
2444           llvm_unreachable("Invalid dependence flavor");
2445         }
2446
2447         if (DependingInstructions.size() == 1 &&
2448             *DependingInstructions.begin() == PN) {
2449           Changed = true;
2450           ++NumPartialNoops;
2451           // Clone the call into each predecessor that has a non-null value.
2452           CallInst *CInst = cast<CallInst>(Inst);
2453           Type *ParamTy = CInst->getArgOperand(0)->getType();
2454           for (unsigned i = 0, e = PN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
2455             Value *Incoming =
2456               StripPointerCastsAndObjCCalls(PN->getIncomingValue(i));
2457             if (!isNullOrUndef(Incoming)) {
2458               CallInst *Clone = cast<CallInst>(CInst->clone());
2459               Value *Op = PN->getIncomingValue(i);
2460               Instruction *InsertPos = &PN->getIncomingBlock(i)->back();
2461               if (Op->getType() != ParamTy)
2462                 Op = new BitCastInst(Op, ParamTy, "", InsertPos);
2463               Clone->setArgOperand(0, Op);
2464               Clone->insertBefore(InsertPos);
2465               Worklist.push_back(std::make_pair(Clone, Incoming));
2466             }
2467           }
2468           // Erase the original call.
2469           EraseInstruction(CInst);
2470           continue;
2471         }
2472       }
2473     } while (!Worklist.empty());
2474   }
2475 }
2476
2477 /// CheckForCFGHazards - Check for critical edges, loop boundaries, irreducible
2478 /// control flow, or other CFG structures where moving code across the edge
2479 /// would result in it being executed more.
2480 void
2481 ObjCARCOpt::CheckForCFGHazards(const BasicBlock *BB,
2482                                DenseMap<const BasicBlock *, BBState> &BBStates,
2483                                BBState &MyStates) const {
2484   // If any top-down local-use or possible-dec has a succ which is earlier in
2485   // the sequence, forget it.
2486   for (BBState::ptr_iterator I = MyStates.top_down_ptr_begin(),
2487        E = MyStates.top_down_ptr_end(); I != E; ++I)
2488     switch (I->second.GetSeq()) {
2489     default: break;
2490     case S_Use: {
2491       const Value *Arg = I->first;
2492       const TerminatorInst *TI = cast<TerminatorInst>(&BB->back());
2493       bool SomeSuccHasSame = false;
2494       bool AllSuccsHaveSame = true;
2495       PtrState &S = I->second;
2496       succ_const_iterator SI(TI), SE(TI, false);
2497
2498       // If the terminator is an invoke marked with the
2499       // clang.arc.no_objc_arc_exceptions metadata, the unwind edge can be
2500       // ignored, for ARC purposes.
2501       if (isa<InvokeInst>(TI) && TI->getMetadata(NoObjCARCExceptionsMDKind))
2502         --SE;
2503
2504       for (; SI != SE; ++SI) {
2505         Sequence SuccSSeq = S_None;
2506         bool SuccSRRIKnownSafe = false;
2507         // If VisitBottomUp has visited this successor, take what we know about it.
2508         DenseMap<const BasicBlock *, BBState>::iterator BBI = BBStates.find(*SI);
2509         if (BBI != BBStates.end()) {
2510           const PtrState &SuccS = BBI->second.getPtrBottomUpState(Arg);
2511           SuccSSeq = SuccS.GetSeq();
2512           SuccSRRIKnownSafe = SuccS.RRI.KnownSafe;
2513         }
2514         switch (SuccSSeq) {
2515         case S_None:
2516         case S_CanRelease: {
2517           if (!S.RRI.KnownSafe && !SuccSRRIKnownSafe) {
2518             S.ClearSequenceProgress();
2519             break;
2520           }
2521           continue;
2522         }
2523         case S_Use:
2524           SomeSuccHasSame = true;
2525           break;
2526         case S_Stop:
2527         case S_Release:
2528         case S_MovableRelease:
2529           if (!S.RRI.KnownSafe && !SuccSRRIKnownSafe)
2530             AllSuccsHaveSame = false;
2531           break;
2532         case S_Retain:
2533           llvm_unreachable("bottom-up pointer in retain state!");
2534         }
2535       }
2536       // If the state at the other end of any of the successor edges
2537       // matches the current state, require all edges to match. This
2538       // guards against loops in the middle of a sequence.
2539       if (SomeSuccHasSame && !AllSuccsHaveSame)
2540         S.ClearSequenceProgress();
2541       break;
2542     }
2543     case S_CanRelease: {
2544       const Value *Arg = I->first;
2545       const TerminatorInst *TI = cast<TerminatorInst>(&BB->back());
2546       bool SomeSuccHasSame = false;
2547       bool AllSuccsHaveSame = true;
2548       PtrState &S = I->second;
2549       succ_const_iterator SI(TI), SE(TI, false);
2550
2551       // If the terminator is an invoke marked with the
2552       // clang.arc.no_objc_arc_exceptions metadata, the unwind edge can be
2553       // ignored, for ARC purposes.
2554       if (isa<InvokeInst>(TI) && TI->getMetadata(NoObjCARCExceptionsMDKind))
2555         --SE;
2556
2557       for (; SI != SE; ++SI) {
2558         Sequence SuccSSeq = S_None;
2559         bool SuccSRRIKnownSafe = false;
2560         // If VisitBottomUp has visited this successor, take what we know about it.
2561         DenseMap<const BasicBlock *, BBState>::iterator BBI = BBStates.find(*SI);
2562         if (BBI != BBStates.end()) {
2563           const PtrState &SuccS = BBI->second.getPtrBottomUpState(Arg);
2564           SuccSSeq = SuccS.GetSeq();
2565           SuccSRRIKnownSafe = SuccS.RRI.KnownSafe;
2566         }
2567         switch (SuccSSeq) {
2568         case S_None: {
2569           if (!S.RRI.KnownSafe && !SuccSRRIKnownSafe) {
2570             S.ClearSequenceProgress();
2571             break;
2572           }
2573           continue;
2574         }
2575         case S_CanRelease:
2576           SomeSuccHasSame = true;
2577           break;
2578         case S_Stop:
2579         case S_Release:
2580         case S_MovableRelease:
2581         case S_Use:
2582           if (!S.RRI.KnownSafe && !SuccSRRIKnownSafe)
2583             AllSuccsHaveSame = false;
2584           break;
2585         case S_Retain:
2586           llvm_unreachable("bottom-up pointer in retain state!");
2587         }
2588       }
2589       // If the state at the other end of any of the successor edges
2590       // matches the current state, require all edges to match. This
2591       // guards against loops in the middle of a sequence.
2592       if (SomeSuccHasSame && !AllSuccsHaveSame)
2593         S.ClearSequenceProgress();
2594       break;
2595     }
2596     }
2597 }
2598
2599 bool
2600 ObjCARCOpt::VisitInstructionBottomUp(Instruction *Inst,
2601                                      BasicBlock *BB,
2602                                      MapVector<Value *, RRInfo> &Retains,
2603                                      BBState &MyStates) {
2604   bool NestingDetected = false;
2605   InstructionClass Class = GetInstructionClass(Inst);
2606   const Value *Arg = 0;
2607
2608   switch (Class) {
2609   case IC_Release: {
2610     Arg = GetObjCArg(Inst);
2611
2612     PtrState &S = MyStates.getPtrBottomUpState(Arg);
2613
2614     // If we see two releases in a row on the same pointer. If so, make
2615     // a note, and we'll cicle back to revisit it after we've
2616     // hopefully eliminated the second release, which may allow us to
2617     // eliminate the first release too.
2618     // Theoretically we could implement removal of nested retain+release
2619     // pairs by making PtrState hold a stack of states, but this is
2620     // simple and avoids adding overhead for the non-nested case.
2621     if (S.GetSeq() == S_Release || S.GetSeq() == S_MovableRelease)
2622       NestingDetected = true;
2623
2624     S.RRI.clear();
2625
2626     MDNode *ReleaseMetadata = Inst->getMetadata(ImpreciseReleaseMDKind);
2627     S.SetSeq(ReleaseMetadata ? S_MovableRelease : S_Release);
2628     S.RRI.ReleaseMetadata = ReleaseMetadata;
2629     S.RRI.KnownSafe = S.IsKnownNested() || S.IsKnownIncremented();
2630     S.RRI.IsTailCallRelease = cast<CallInst>(Inst)->isTailCall();
2631     S.RRI.Calls.insert(Inst);
2632
2633     S.IncrementRefCount();
2634     S.IncrementNestCount();
2635     break;
2636   }
2637   case IC_RetainBlock:
2638     // An objc_retainBlock call with just a use may need to be kept,
2639     // because it may be copying a block from the stack to the heap.
2640     if (!IsRetainBlockOptimizable(Inst))
2641       break;
2642     // FALLTHROUGH
2643   case IC_Retain:
2644   case IC_RetainRV: {
2645     Arg = GetObjCArg(Inst);
2646
2647     PtrState &S = MyStates.getPtrBottomUpState(Arg);
2648     S.DecrementRefCount();
2649     S.SetAtLeastOneRefCount();
2650     S.DecrementNestCount();
2651
2652     switch (S.GetSeq()) {
2653     case S_Stop:
2654     case S_Release:
2655     case S_MovableRelease:
2656     case S_Use:
2657       S.RRI.ReverseInsertPts.clear();
2658       // FALL THROUGH
2659     case S_CanRelease:
2660       // Don't do retain+release tracking for IC_RetainRV, because it's
2661       // better to let it remain as the first instruction after a call.
2662       if (Class != IC_RetainRV) {
2663         S.RRI.IsRetainBlock = Class == IC_RetainBlock;
2664         Retains[Inst] = S.RRI;
2665       }
2666       S.ClearSequenceProgress();
2667       break;
2668     case S_None:
2669       break;
2670     case S_Retain:
2671       llvm_unreachable("bottom-up pointer in retain state!");
2672     }
2673     return NestingDetected;
2674   }
2675   case IC_AutoreleasepoolPop:
2676     // Conservatively, clear MyStates for all known pointers.
2677     MyStates.clearBottomUpPointers();
2678     return NestingDetected;
2679   case IC_AutoreleasepoolPush:
2680   case IC_None:
2681     // These are irrelevant.
2682     return NestingDetected;
2683   default:
2684     break;
2685   }
2686
2687   // Consider any other possible effects of this instruction on each
2688   // pointer being tracked.
2689   for (BBState::ptr_iterator MI = MyStates.bottom_up_ptr_begin(),
2690        ME = MyStates.bottom_up_ptr_end(); MI != ME; ++MI) {
2691     const Value *Ptr = MI->first;
2692     if (Ptr == Arg)
2693       continue; // Handled above.
2694     PtrState &S = MI->second;
2695     Sequence Seq = S.GetSeq();
2696
2697     // Check for possible releases.
2698     if (CanAlterRefCount(Inst, Ptr, PA, Class)) {
2699       S.DecrementRefCount();
2700       switch (Seq) {
2701       case S_Use:
2702         S.SetSeq(S_CanRelease);
2703         continue;
2704       case S_CanRelease:
2705       case S_Release:
2706       case S_MovableRelease:
2707       case S_Stop:
2708       case S_None:
2709         break;
2710       case S_Retain:
2711         llvm_unreachable("bottom-up pointer in retain state!");
2712       }
2713     }
2714
2715     // Check for possible direct uses.
2716     switch (Seq) {
2717     case S_Release:
2718     case S_MovableRelease:
2719       if (CanUse(Inst, Ptr, PA, Class)) {
2720         assert(S.RRI.ReverseInsertPts.empty());
2721         // If this is an invoke instruction, we're scanning it as part of
2722         // one of its successor blocks, since we can't insert code after it
2723         // in its own block, and we don't want to split critical edges.
2724         if (isa<InvokeInst>(Inst))
2725           S.RRI.ReverseInsertPts.insert(BB->getFirstInsertionPt());
2726         else
2727           S.RRI.ReverseInsertPts.insert(llvm::next(BasicBlock::iterator(Inst)));
2728         S.SetSeq(S_Use);
2729       } else if (Seq == S_Release &&
2730                  (Class == IC_User || Class == IC_CallOrUser)) {
2731         // Non-movable releases depend on any possible objc pointer use.
2732         S.SetSeq(S_Stop);
2733         assert(S.RRI.ReverseInsertPts.empty());
2734         // As above; handle invoke specially.
2735         if (isa<InvokeInst>(Inst))
2736           S.RRI.ReverseInsertPts.insert(BB->getFirstInsertionPt());
2737         else
2738           S.RRI.ReverseInsertPts.insert(llvm::next(BasicBlock::iterator(Inst)));
2739       }
2740       break;
2741     case S_Stop:
2742       if (CanUse(Inst, Ptr, PA, Class))
2743         S.SetSeq(S_Use);
2744       break;
2745     case S_CanRelease:
2746     case S_Use:
2747     case S_None:
2748       break;
2749     case S_Retain:
2750       llvm_unreachable("bottom-up pointer in retain state!");
2751     }
2752   }
2753
2754   return NestingDetected;
2755 }
2756
2757 bool
2758 ObjCARCOpt::VisitBottomUp(BasicBlock *BB,
2759                           DenseMap<const BasicBlock *, BBState> &BBStates,
2760                           MapVector<Value *, RRInfo> &Retains) {
2761   bool NestingDetected = false;
2762   BBState &MyStates = BBStates[BB];
2763
2764   // Merge the states from each successor to compute the initial state
2765   // for the current block.
2766   const TerminatorInst *TI = cast<TerminatorInst>(&BB->back());
2767   succ_const_iterator SI(TI), SE(TI, false);
2768   if (SI == SE)
2769     MyStates.SetAsExit();
2770   else {
2771     // If the terminator is an invoke marked with the
2772     // clang.arc.no_objc_arc_exceptions metadata, the unwind edge can be
2773     // ignored, for ARC purposes.
2774     if (isa<InvokeInst>(TI) && TI->getMetadata(NoObjCARCExceptionsMDKind))
2775       --SE;
2776
2777     do {
2778       const BasicBlock *Succ = *SI++;
2779       if (Succ == BB)
2780         continue;
2781       DenseMap<const BasicBlock *, BBState>::iterator I = BBStates.find(Succ);
2782       // If we haven't seen this node yet, then we've found a CFG cycle.
2783       // Be optimistic here; it's CheckForCFGHazards' job detect trouble.
2784       if (I == BBStates.end())
2785         continue;
2786       MyStates.InitFromSucc(I->second);
2787       while (SI != SE) {
2788         Succ = *SI++;
2789         if (Succ != BB) {
2790           I = BBStates.find(Succ);
2791           if (I != BBStates.end())
2792             MyStates.MergeSucc(I->second);
2793         }
2794       }
2795       break;
2796     } while (SI != SE);
2797   }
2798
2799   // Visit all the instructions, bottom-up.
2800   for (BasicBlock::iterator I = BB->end(), E = BB->begin(); I != E; --I) {
2801     Instruction *Inst = llvm::prior(I);
2802
2803     // Invoke instructions are visited as part of their successors (below).
2804     if (isa<InvokeInst>(Inst))
2805       continue;
2806
2807     NestingDetected |= VisitInstructionBottomUp(Inst, BB, Retains, MyStates);
2808   }
2809
2810   // If there's a predecessor with an invoke, visit the invoke as
2811   // if it were part of this block, since we can't insert code after
2812   // an invoke in its own block, and we don't want to split critical
2813   // edges.
2814   for (pred_iterator PI(BB), PE(BB, false); PI != PE; ++PI) {
2815     BasicBlock *Pred = *PI;
2816     TerminatorInst *PredTI = cast<TerminatorInst>(&Pred->back());
2817     if (isa<InvokeInst>(PredTI))
2818       NestingDetected |= VisitInstructionBottomUp(PredTI, BB, Retains, MyStates);
2819   }
2820
2821   return NestingDetected;
2822 }
2823
2824 bool
2825 ObjCARCOpt::VisitInstructionTopDown(Instruction *Inst,
2826                                     DenseMap<Value *, RRInfo> &Releases,
2827                                     BBState &MyStates) {
2828   bool NestingDetected = false;
2829   InstructionClass Class = GetInstructionClass(Inst);
2830   const Value *Arg = 0;
2831
2832   switch (Class) {
2833   case IC_RetainBlock:
2834     // An objc_retainBlock call with just a use may need to be kept,
2835     // because it may be copying a block from the stack to the heap.
2836     if (!IsRetainBlockOptimizable(Inst))
2837       break;
2838     // FALLTHROUGH
2839   case IC_Retain:
2840   case IC_RetainRV: {
2841     Arg = GetObjCArg(Inst);
2842
2843     PtrState &S = MyStates.getPtrTopDownState(Arg);
2844
2845     // Don't do retain+release tracking for IC_RetainRV, because it's
2846     // better to let it remain as the first instruction after a call.
2847     if (Class != IC_RetainRV) {
2848       // If we see two retains in a row on the same pointer. If so, make
2849       // a note, and we'll cicle back to revisit it after we've
2850       // hopefully eliminated the second retain, which may allow us to
2851       // eliminate the first retain too.
2852       // Theoretically we could implement removal of nested retain+release
2853       // pairs by making PtrState hold a stack of states, but this is
2854       // simple and avoids adding overhead for the non-nested case.
2855       if (S.GetSeq() == S_Retain)
2856         NestingDetected = true;
2857
2858       S.SetSeq(S_Retain);
2859       S.RRI.clear();
2860       S.RRI.IsRetainBlock = Class == IC_RetainBlock;
2861       // Don't check S.IsKnownIncremented() here because it's not
2862       // sufficient.
2863       S.RRI.KnownSafe = S.IsKnownNested();
2864       S.RRI.Calls.insert(Inst);
2865     }
2866
2867     S.SetAtLeastOneRefCount();
2868     S.IncrementRefCount();
2869     S.IncrementNestCount();
2870     return NestingDetected;
2871   }
2872   case IC_Release: {
2873     Arg = GetObjCArg(Inst);
2874
2875     PtrState &S = MyStates.getPtrTopDownState(Arg);
2876     S.DecrementRefCount();
2877     S.DecrementNestCount();
2878
2879     switch (S.GetSeq()) {
2880     case S_Retain:
2881     case S_CanRelease:
2882       S.RRI.ReverseInsertPts.clear();
2883       // FALL THROUGH
2884     case S_Use:
2885       S.RRI.ReleaseMetadata = Inst->getMetadata(ImpreciseReleaseMDKind);
2886       S.RRI.IsTailCallRelease = cast<CallInst>(Inst)->isTailCall();
2887       Releases[Inst] = S.RRI;
2888       S.ClearSequenceProgress();
2889       break;
2890     case S_None:
2891       break;
2892     case S_Stop:
2893     case S_Release:
2894     case S_MovableRelease:
2895       llvm_unreachable("top-down pointer in release state!");
2896     }
2897     break;
2898   }
2899   case IC_AutoreleasepoolPop:
2900     // Conservatively, clear MyStates for all known pointers.
2901     MyStates.clearTopDownPointers();
2902     return NestingDetected;
2903   case IC_AutoreleasepoolPush:
2904   case IC_None:
2905     // These are irrelevant.
2906     return NestingDetected;
2907   default:
2908     break;
2909   }
2910
2911   // Consider any other possible effects of this instruction on each
2912   // pointer being tracked.
2913   for (BBState::ptr_iterator MI = MyStates.top_down_ptr_begin(),
2914        ME = MyStates.top_down_ptr_end(); MI != ME; ++MI) {
2915     const Value *Ptr = MI->first;
2916     if (Ptr == Arg)
2917       continue; // Handled above.
2918     PtrState &S = MI->second;
2919     Sequence Seq = S.GetSeq();
2920
2921     // Check for possible releases.
2922     if (CanAlterRefCount(Inst, Ptr, PA, Class)) {
2923       S.DecrementRefCount();
2924       switch (Seq) {
2925       case S_Retain:
2926         S.SetSeq(S_CanRelease);
2927         assert(S.RRI.ReverseInsertPts.empty());
2928         S.RRI.ReverseInsertPts.insert(Inst);
2929
2930         // One call can't cause a transition from S_Retain to S_CanRelease
2931         // and S_CanRelease to S_Use. If we've made the first transition,
2932         // we're done.
2933         continue;
2934       case S_Use:
2935       case S_CanRelease:
2936       case S_None:
2937         break;
2938       case S_Stop:
2939       case S_Release:
2940       case S_MovableRelease:
2941         llvm_unreachable("top-down pointer in release state!");
2942       }
2943     }
2944
2945     // Check for possible direct uses.
2946     switch (Seq) {
2947     case S_CanRelease:
2948       if (CanUse(Inst, Ptr, PA, Class))
2949         S.SetSeq(S_Use);
2950       break;
2951     case S_Retain:
2952     case S_Use:
2953     case S_None:
2954       break;
2955     case S_Stop:
2956     case S_Release:
2957     case S_MovableRelease:
2958       llvm_unreachable("top-down pointer in release state!");
2959     }
2960   }
2961
2962   return NestingDetected;
2963 }
2964
2965 bool
2966 ObjCARCOpt::VisitTopDown(BasicBlock *BB,
2967                          DenseMap<const BasicBlock *, BBState> &BBStates,
2968                          DenseMap<Value *, RRInfo> &Releases) {
2969   bool NestingDetected = false;
2970   BBState &MyStates = BBStates[BB];
2971
2972   // Merge the states from each predecessor to compute the initial state
2973   // for the current block.
2974   const_pred_iterator PI(BB), PE(BB, false);
2975   if (PI == PE)
2976     MyStates.SetAsEntry();
2977   else
2978     do {
2979       unsigned OperandNo = PI.getOperandNo();
2980       const Use &Us = PI.getUse();
2981       ++PI;
2982
2983       // Skip invoke unwind edges on invoke instructions marked with
2984       // clang.arc.no_objc_arc_exceptions.
2985       if (const InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(Us.getUser()))
2986         if (OperandNo == II->getNumArgOperands() + 2 &&
2987             II->getMetadata(NoObjCARCExceptionsMDKind))
2988           continue;
2989
2990       const BasicBlock *Pred = cast<TerminatorInst>(Us.getUser())->getParent();
2991       if (Pred == BB)
2992         continue;
2993       DenseMap<const BasicBlock *, BBState>::iterator I = BBStates.find(Pred);
2994       // If we haven't seen this node yet, then we've found a CFG cycle.
2995       // Be optimistic here; it's CheckForCFGHazards' job detect trouble.
2996       if (I == BBStates.end() || !I->second.isVisitedTopDown())
2997         continue;
2998       MyStates.InitFromPred(I->second);
2999       while (PI != PE) {
3000         Pred = *PI++;
3001         if (Pred != BB) {
3002           I = BBStates.find(Pred);
3003           if (I != BBStates.end() && I->second.isVisitedTopDown())
3004             MyStates.MergePred(I->second);
3005         }
3006       }
3007       break;
3008     } while (PI != PE);
3009
3010   // Visit all the instructions, top-down.
3011   for (BasicBlock::iterator I = BB->begin(), E = BB->end(); I != E; ++I) {
3012     Instruction *Inst = I;
3013     NestingDetected |= VisitInstructionTopDown(Inst, Releases, MyStates);
3014   }
3015
3016   CheckForCFGHazards(BB, BBStates, MyStates);
3017   return NestingDetected;
3018 }
3019
3020 static void
3021 ComputePostOrders(Function &F,
3022                   SmallVectorImpl<BasicBlock *> &PostOrder,
3023                   SmallVectorImpl<BasicBlock *> &ReverseCFGPostOrder) {
3024   /// Backedges - Backedges detected in the DFS. These edges will be
3025   /// ignored in the reverse-CFG DFS, so that loops with multiple exits will be
3026   /// traversed in the desired order.
3027   DenseSet<std::pair<BasicBlock *, BasicBlock *> > Backedges;
3028
3029   /// Visited - The visited set, for doing DFS walks.
3030   SmallPtrSet<BasicBlock *, 16> Visited;
3031
3032   // Do DFS, computing the PostOrder.
3033   SmallPtrSet<BasicBlock *, 16> OnStack;
3034   SmallVector<std::pair<BasicBlock *, succ_iterator>, 16> SuccStack;
3035   BasicBlock *EntryBB = &F.getEntryBlock();
3036   SuccStack.push_back(std::make_pair(EntryBB, succ_begin(EntryBB)));
3037   Visited.insert(EntryBB);
3038   OnStack.insert(EntryBB);
3039   do {
3040   dfs_next_succ:
3041     TerminatorInst *TI = cast<TerminatorInst>(&SuccStack.back().first->back());
3042     succ_iterator End = succ_iterator(TI, true);
3043     while (SuccStack.back().second != End) {
3044       BasicBlock *BB = *SuccStack.back().second++;
3045       if (Visited.insert(BB)) {
3046         SuccStack.push_back(std::make_pair(BB, succ_begin(BB)));
3047         OnStack.insert(BB);
3048         goto dfs_next_succ;
3049       }
3050       if (OnStack.count(BB))
3051         Backedges.insert(std::make_pair(SuccStack.back().first, BB));
3052     }
3053     OnStack.erase(SuccStack.back().first);
3054     PostOrder.push_back(SuccStack.pop_back_val().first);
3055   } while (!SuccStack.empty());
3056
3057   Visited.clear();
3058
3059   // Compute the exits, which are the starting points for reverse-CFG DFS.
3060   // This includes blocks where all the successors are backedges that
3061   // we're skipping.
3062   SmallVector<BasicBlock *, 4> Exits;
3063   for (Function::iterator I = F.begin(), E = F.end(); I != E; ++I) {
3064     BasicBlock *BB = I;
3065     TerminatorInst *TI = cast<TerminatorInst>(&BB->back());
3066     for (succ_iterator SI(TI), SE(TI, true); SI != SE; ++SI)
3067       if (!Backedges.count(std::make_pair(BB, *SI)))
3068         goto HasNonBackedgeSucc;
3069     Exits.push_back(BB);
3070   HasNonBackedgeSucc:;
3071   }
3072
3073   // Do reverse-CFG DFS, computing the reverse-CFG PostOrder.
3074   SmallVector<std::pair<BasicBlock *, pred_iterator>, 16> PredStack;
3075   for (SmallVectorImpl<BasicBlock *>::iterator I = Exits.begin(), E = Exits.end();
3076        I != E; ++I) {
3077     BasicBlock *ExitBB = *I;
3078     PredStack.push_back(std::make_pair(ExitBB, pred_begin(ExitBB)));
3079     Visited.insert(ExitBB);
3080     while (!PredStack.empty()) {
3081     reverse_dfs_next_succ:
3082       pred_iterator End = pred_end(PredStack.back().first);
3083       while (PredStack.back().second != End) {
3084         BasicBlock *BB = *PredStack.back().second++;
3085         // Skip backedges detected in the forward-CFG DFS.
3086         if (Backedges.count(std::make_pair(BB, PredStack.back().first)))
3087           continue;
3088         if (Visited.insert(BB)) {
3089           PredStack.push_back(std::make_pair(BB, pred_begin(BB)));
3090           goto reverse_dfs_next_succ;
3091         }
3092       }
3093       ReverseCFGPostOrder.push_back(PredStack.pop_back_val().first);
3094     }
3095   }
3096 }
3097
3098 // Visit - Visit the function both top-down and bottom-up.
3099 bool
3100 ObjCARCOpt::Visit(Function &F,
3101                   DenseMap<const BasicBlock *, BBState> &BBStates,
3102                   MapVector<Value *, RRInfo> &Retains,
3103                   DenseMap<Value *, RRInfo> &Releases) {
3104
3105   // Use reverse-postorder traversals, because we magically know that loops
3106   // will be well behaved, i.e. they won't repeatedly call retain on a single
3107   // pointer without doing a release. We can't use the ReversePostOrderTraversal
3108   // class here because we want the reverse-CFG postorder to consider each
3109   // function exit point, and we want to ignore selected cycle edges.
3110   SmallVector<BasicBlock *, 16> PostOrder;
3111   SmallVector<BasicBlock *, 16> ReverseCFGPostOrder;
3112   ComputePostOrders(F, PostOrder, ReverseCFGPostOrder);
3113
3114   // Use reverse-postorder on the reverse CFG for bottom-up.
3115   bool BottomUpNestingDetected = false;
3116   for (SmallVectorImpl<BasicBlock *>::const_reverse_iterator I =
3117        ReverseCFGPostOrder.rbegin(), E = ReverseCFGPostOrder.rend();
3118        I != E; ++I)
3119     BottomUpNestingDetected |= VisitBottomUp(*I, BBStates, Retains);
3120
3121   // Use reverse-postorder for top-down.
3122   bool TopDownNestingDetected = false;
3123   for (SmallVectorImpl<BasicBlock *>::const_reverse_iterator I =
3124        PostOrder.rbegin(), E = PostOrder.rend();
3125        I != E; ++I)
3126     TopDownNestingDetected |= VisitTopDown(*I, BBStates, Releases);
3127
3128   return TopDownNestingDetected && BottomUpNestingDetected;
3129 }
3130
3131 /// MoveCalls - Move the calls in RetainsToMove and ReleasesToMove.
3132 void ObjCARCOpt::MoveCalls(Value *Arg,
3133                            RRInfo &RetainsToMove,
3134                            RRInfo &ReleasesToMove,
3135                            MapVector<Value *, RRInfo> &Retains,
3136                            DenseMap<Value *, RRInfo> &Releases,
3137                            SmallVectorImpl<Instruction *> &DeadInsts,
3138                            Module *M) {
3139   Type *ArgTy = Arg->getType();
3140   Type *ParamTy = PointerType::getUnqual(Type::getInt8Ty(ArgTy->getContext()));
3141
3142   // Insert the new retain and release calls.
3143   for (SmallPtrSet<Instruction *, 2>::const_iterator
3144        PI = ReleasesToMove.ReverseInsertPts.begin(),
3145        PE = ReleasesToMove.ReverseInsertPts.end(); PI != PE; ++PI) {
3146     Instruction *InsertPt = *PI;
3147     Value *MyArg = ArgTy == ParamTy ? Arg :
3148                    new BitCastInst(Arg, ParamTy, "", InsertPt);
3149     CallInst *Call =
3150       CallInst::Create(RetainsToMove.IsRetainBlock ?
3151                          getRetainBlockCallee(M) : getRetainCallee(M),
3152                        MyArg, "", InsertPt);
3153     Call->setDoesNotThrow();
3154     if (RetainsToMove.IsRetainBlock)
3155       Call->setMetadata(CopyOnEscapeMDKind,
3156                         MDNode::get(M->getContext(), ArrayRef<Value *>()));
3157     else
3158       Call->setTailCall();
3159   }
3160   for (SmallPtrSet<Instruction *, 2>::const_iterator
3161        PI = RetainsToMove.ReverseInsertPts.begin(),
3162        PE = RetainsToMove.ReverseInsertPts.end(); PI != PE; ++PI) {
3163     Instruction *InsertPt = *PI;
3164     Value *MyArg = ArgTy == ParamTy ? Arg :
3165                    new BitCastInst(Arg, ParamTy, "", InsertPt);
3166     CallInst *Call = CallInst::Create(getReleaseCallee(M), MyArg,
3167                                       "", InsertPt);
3168     // Attach a clang.imprecise_release metadata tag, if appropriate.
3169     if (MDNode *M = ReleasesToMove.ReleaseMetadata)
3170       Call->setMetadata(ImpreciseReleaseMDKind, M);
3171     Call->setDoesNotThrow();
3172     if (ReleasesToMove.IsTailCallRelease)
3173       Call->setTailCall();
3174   }
3175
3176   // Delete the original retain and release calls.
3177   for (SmallPtrSet<Instruction *, 2>::const_iterator
3178        AI = RetainsToMove.Calls.begin(),
3179        AE = RetainsToMove.Calls.end(); AI != AE; ++AI) {
3180     Instruction *OrigRetain = *AI;
3181     Retains.blot(OrigRetain);
3182     DeadInsts.push_back(OrigRetain);
3183   }
3184   for (SmallPtrSet<Instruction *, 2>::const_iterator
3185        AI = ReleasesToMove.Calls.begin(),
3186        AE = ReleasesToMove.Calls.end(); AI != AE; ++AI) {
3187     Instruction *OrigRelease = *AI;
3188     Releases.erase(OrigRelease);
3189     DeadInsts.push_back(OrigRelease);
3190   }
3191 }
3192
3193 /// PerformCodePlacement - Identify pairings between the retains and releases,
3194 /// and delete and/or move them.
3195 bool
3196 ObjCARCOpt::PerformCodePlacement(DenseMap<const BasicBlock *, BBState>
3197                                    &BBStates,
3198                                  MapVector<Value *, RRInfo> &Retains,
3199                                  DenseMap<Value *, RRInfo> &Releases,
3200                                  Module *M) {
3201   bool AnyPairsCompletelyEliminated = false;
3202   RRInfo RetainsToMove;
3203   RRInfo ReleasesToMove;
3204   SmallVector<Instruction *, 4> NewRetains;
3205   SmallVector<Instruction *, 4> NewReleases;
3206   SmallVector<Instruction *, 8> DeadInsts;
3207
3208   // Visit each retain.
3209   for (MapVector<Value *, RRInfo>::const_iterator I = Retains.begin(),
3210        E = Retains.end(); I != E; ++I) {
3211     Value *V = I->first;
3212     if (!V) continue; // blotted
3213
3214     Instruction *Retain = cast<Instruction>(V);
3215     Value *Arg = GetObjCArg(Retain);
3216
3217     // If the object being released is in static or stack storage, we know it's
3218     // not being managed by ObjC reference counting, so we can delete pairs
3219     // regardless of what possible decrements or uses lie between them.
3220     bool KnownSafe = isa<Constant>(Arg) || isa<AllocaInst>(Arg);
3221    
3222     // A constant pointer can't be pointing to an object on the heap. It may
3223     // be reference-counted, but it won't be deleted.
3224     if (const LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(Arg))
3225       if (const GlobalVariable *GV =
3226             dyn_cast<GlobalVariable>(
3227               StripPointerCastsAndObjCCalls(LI->getPointerOperand())))
3228         if (GV->isConstant())
3229           KnownSafe = true;
3230
3231     // If a pair happens in a region where it is known that the reference count
3232     // is already incremented, we can similarly ignore possible decrements.
3233     bool KnownSafeTD = true, KnownSafeBU = true;
3234
3235     // Connect the dots between the top-down-collected RetainsToMove and
3236     // bottom-up-collected ReleasesToMove to form sets of related calls.
3237     // This is an iterative process so that we connect multiple releases
3238     // to multiple retains if needed.
3239     unsigned OldDelta = 0;
3240     unsigned NewDelta = 0;
3241     unsigned OldCount = 0;
3242     unsigned NewCount = 0;
3243     bool FirstRelease = true;
3244     bool FirstRetain = true;
3245     NewRetains.push_back(Retain);
3246     for (;;) {
3247       for (SmallVectorImpl<Instruction *>::const_iterator
3248            NI = NewRetains.begin(), NE = NewRetains.end(); NI != NE; ++NI) {
3249         Instruction *NewRetain = *NI;
3250         MapVector<Value *, RRInfo>::const_iterator It = Retains.find(NewRetain);
3251         assert(It != Retains.end());
3252         const RRInfo &NewRetainRRI = It->second;
3253         KnownSafeTD &= NewRetainRRI.KnownSafe;
3254         for (SmallPtrSet<Instruction *, 2>::const_iterator
3255              LI = NewRetainRRI.Calls.begin(),
3256              LE = NewRetainRRI.Calls.end(); LI != LE; ++LI) {
3257           Instruction *NewRetainRelease = *LI;
3258           DenseMap<Value *, RRInfo>::const_iterator Jt =
3259             Releases.find(NewRetainRelease);
3260           if (Jt == Releases.end())
3261             goto next_retain;
3262           const RRInfo &NewRetainReleaseRRI = Jt->second;
3263           assert(NewRetainReleaseRRI.Calls.count(NewRetain));
3264           if (ReleasesToMove.Calls.insert(NewRetainRelease)) {
3265             OldDelta -=
3266               BBStates[NewRetainRelease->getParent()].GetAllPathCount();
3267
3268             // Merge the ReleaseMetadata and IsTailCallRelease values.
3269             if (FirstRelease) {
3270               ReleasesToMove.ReleaseMetadata =
3271                 NewRetainReleaseRRI.ReleaseMetadata;
3272               ReleasesToMove.IsTailCallRelease =
3273                 NewRetainReleaseRRI.IsTailCallRelease;
3274               FirstRelease = false;
3275             } else {
3276               if (ReleasesToMove.ReleaseMetadata !=
3277                     NewRetainReleaseRRI.ReleaseMetadata)
3278                 ReleasesToMove.ReleaseMetadata = 0;
3279               if (ReleasesToMove.IsTailCallRelease !=
3280                     NewRetainReleaseRRI.IsTailCallRelease)
3281                 ReleasesToMove.IsTailCallRelease = false;
3282             }
3283
3284             // Collect the optimal insertion points.
3285             if (!KnownSafe)
3286               for (SmallPtrSet<Instruction *, 2>::const_iterator
3287                    RI = NewRetainReleaseRRI.ReverseInsertPts.begin(),
3288                    RE = NewRetainReleaseRRI.ReverseInsertPts.end();
3289                    RI != RE; ++RI) {
3290                 Instruction *RIP = *RI;
3291                 if (ReleasesToMove.ReverseInsertPts.insert(RIP))
3292                   NewDelta -= BBStates[RIP->getParent()].GetAllPathCount();
3293               }
3294             NewReleases.push_back(NewRetainRelease);
3295           }
3296         }
3297       }
3298       NewRetains.clear();
3299       if (NewReleases.empty()) break;
3300
3301       // Back the other way.
3302       for (SmallVectorImpl<Instruction *>::const_iterator
3303            NI = NewReleases.begin(), NE = NewReleases.end(); NI != NE; ++NI) {
3304         Instruction *NewRelease = *NI;
3305         DenseMap<Value *, RRInfo>::const_iterator It =
3306           Releases.find(NewRelease);
3307         assert(It != Releases.end());
3308         const RRInfo &NewReleaseRRI = It->second;
3309         KnownSafeBU &= NewReleaseRRI.KnownSafe;
3310         for (SmallPtrSet<Instruction *, 2>::const_iterator
3311              LI = NewReleaseRRI.Calls.begin(),
3312              LE = NewReleaseRRI.Calls.end(); LI != LE; ++LI) {
3313           Instruction *NewReleaseRetain = *LI;
3314           MapVector<Value *, RRInfo>::const_iterator Jt =
3315             Retains.find(NewReleaseRetain);
3316           if (Jt == Retains.end())
3317             goto next_retain;
3318           const RRInfo &NewReleaseRetainRRI = Jt->second;
3319           assert(NewReleaseRetainRRI.Calls.count(NewRelease));
3320           if (RetainsToMove.Calls.insert(NewReleaseRetain)) {
3321             unsigned PathCount =
3322               BBStates[NewReleaseRetain->getParent()].GetAllPathCount();
3323             OldDelta += PathCount;
3324             OldCount += PathCount;
3325
3326             // Merge the IsRetainBlock values.
3327             if (FirstRetain) {
3328               RetainsToMove.IsRetainBlock = NewReleaseRetainRRI.IsRetainBlock;
3329               FirstRetain = false;
3330             } else if (ReleasesToMove.IsRetainBlock !=
3331                        NewReleaseRetainRRI.IsRetainBlock)
3332               // It's not possible to merge the sequences if one uses
3333               // objc_retain and the other uses objc_retainBlock.
3334               goto next_retain;
3335
3336             // Collect the optimal insertion points.
3337             if (!KnownSafe)
3338               for (SmallPtrSet<Instruction *, 2>::const_iterator
3339                    RI = NewReleaseRetainRRI.ReverseInsertPts.begin(),
3340                    RE = NewReleaseRetainRRI.ReverseInsertPts.end();
3341                    RI != RE; ++RI) {
3342                 Instruction *RIP = *RI;
3343                 if (RetainsToMove.ReverseInsertPts.insert(RIP)) {
3344                   PathCount = BBStates[RIP->getParent()].GetAllPathCount();
3345                   NewDelta += PathCount;
3346                   NewCount += PathCount;
3347                 }
3348               }
3349             NewRetains.push_back(NewReleaseRetain);
3350           }
3351         }
3352       }
3353       NewReleases.clear();
3354       if (NewRetains.empty()) break;
3355     }
3356
3357     // If the pointer is known incremented or nested, we can safely delete the
3358     // pair regardless of what's between them.
3359     if (KnownSafeTD || KnownSafeBU) {
3360       RetainsToMove.ReverseInsertPts.clear();
3361       ReleasesToMove.ReverseInsertPts.clear();
3362       NewCount = 0;
3363     } else {
3364       // Determine whether the new insertion points we computed preserve the
3365       // balance of retain and release calls through the program.
3366       // TODO: If the fully aggressive solution isn't valid, try to find a
3367       // less aggressive solution which is.
3368       if (NewDelta != 0)
3369         goto next_retain;
3370     }
3371
3372     // Determine whether the original call points are balanced in the retain and
3373     // release calls through the program. If not, conservatively don't touch
3374     // them.
3375     // TODO: It's theoretically possible to do code motion in this case, as
3376     // long as the existing imbalances are maintained.
3377     if (OldDelta != 0)
3378       goto next_retain;
3379
3380     // Ok, everything checks out and we're all set. Let's move some code!
3381     Changed = true;
3382     AnyPairsCompletelyEliminated = NewCount == 0;
3383     NumRRs += OldCount - NewCount;
3384     MoveCalls(Arg, RetainsToMove, ReleasesToMove,
3385               Retains, Releases, DeadInsts, M);
3386
3387   next_retain:
3388     NewReleases.clear();
3389     NewRetains.clear();
3390     RetainsToMove.clear();
3391     ReleasesToMove.clear();
3392   }
3393
3394   // Now that we're done moving everything, we can delete the newly dead
3395   // instructions, as we no longer need them as insert points.
3396   while (!DeadInsts.empty())
3397     EraseInstruction(DeadInsts.pop_back_val());
3398
3399   return AnyPairsCompletelyEliminated;
3400 }
3401
3402 /// OptimizeWeakCalls - Weak pointer optimizations.
3403 void ObjCARCOpt::OptimizeWeakCalls(Function &F) {
3404   // First, do memdep-style RLE and S2L optimizations. We can't use memdep
3405   // itself because it uses AliasAnalysis and we need to do provenance
3406   // queries instead.
3407   for (inst_iterator I = inst_begin(&F), E = inst_end(&F); I != E; ) {
3408     Instruction *Inst = &*I++;
3409     InstructionClass Class = GetBasicInstructionClass(Inst);
3410     if (Class != IC_LoadWeak && Class != IC_LoadWeakRetained)
3411       continue;
3412
3413     // Delete objc_loadWeak calls with no users.
3414     if (Class == IC_LoadWeak && Inst->use_empty()) {
3415       Inst->eraseFromParent();
3416       continue;
3417     }
3418
3419     // TODO: For now, just look for an earlier available version of this value
3420     // within the same block. Theoretically, we could do memdep-style non-local
3421     // analysis too, but that would want caching. A better approach would be to
3422     // use the technique that EarlyCSE uses.
3423     inst_iterator Current = llvm::prior(I);
3424     BasicBlock *CurrentBB = Current.getBasicBlockIterator();
3425     for (BasicBlock::iterator B = CurrentBB->begin(),
3426                               J = Current.getInstructionIterator();
3427          J != B; --J) {
3428       Instruction *EarlierInst = &*llvm::prior(J);
3429       InstructionClass EarlierClass = GetInstructionClass(EarlierInst);
3430       switch (EarlierClass) {
3431       case IC_LoadWeak:
3432       case IC_LoadWeakRetained: {
3433         // If this is loading from the same pointer, replace this load's value
3434         // with that one.
3435         CallInst *Call = cast<CallInst>(Inst);
3436         CallInst *EarlierCall = cast<CallInst>(EarlierInst);
3437         Value *Arg = Call->getArgOperand(0);
3438         Value *EarlierArg = EarlierCall->getArgOperand(0);
3439         switch (PA.getAA()->alias(Arg, EarlierArg)) {
3440         case AliasAnalysis::MustAlias:
3441           Changed = true;
3442           // If the load has a builtin retain, insert a plain retain for it.
3443           if (Class == IC_LoadWeakRetained) {
3444             CallInst *CI =
3445               CallInst::Create(getRetainCallee(F.getParent()), EarlierCall,
3446                                "", Call);
3447             CI->setTailCall();
3448           }
3449           // Zap the fully redundant load.
3450           Call->replaceAllUsesWith(EarlierCall);
3451           Call->eraseFromParent();
3452           goto clobbered;
3453         case AliasAnalysis::MayAlias:
3454         case AliasAnalysis::PartialAlias:
3455           goto clobbered;
3456         case AliasAnalysis::NoAlias:
3457           break;
3458         }
3459         break;
3460       }
3461       case IC_StoreWeak:
3462       case IC_InitWeak: {
3463         // If this is storing to the same pointer and has the same size etc.
3464         // replace this load's value with the stored value.
3465         CallInst *Call = cast<CallInst>(Inst);
3466         CallInst *EarlierCall = cast<CallInst>(EarlierInst);
3467         Value *Arg = Call->getArgOperand(0);
3468         Value *EarlierArg = EarlierCall->getArgOperand(0);
3469         switch (PA.getAA()->alias(Arg, EarlierArg)) {
3470         case AliasAnalysis::MustAlias:
3471           Changed = true;
3472           // If the load has a builtin retain, insert a plain retain for it.
3473           if (Class == IC_LoadWeakRetained) {
3474             CallInst *CI =
3475               CallInst::Create(getRetainCallee(F.getParent()), EarlierCall,
3476                                "", Call);
3477             CI->setTailCall();
3478           }
3479           // Zap the fully redundant load.
3480           Call->replaceAllUsesWith(EarlierCall->getArgOperand(1));
3481           Call->eraseFromParent();
3482           goto clobbered;
3483         case AliasAnalysis::MayAlias:
3484         case AliasAnalysis::PartialAlias:
3485           goto clobbered;
3486         case AliasAnalysis::NoAlias:
3487           break;
3488         }
3489         break;
3490       }
3491       case IC_MoveWeak:
3492       case IC_CopyWeak:
3493         // TOOD: Grab the copied value.
3494         goto clobbered;
3495       case IC_AutoreleasepoolPush:
3496       case IC_None:
3497       case IC_User:
3498         // Weak pointers are only modified through the weak entry points
3499         // (and arbitrary calls, which could call the weak entry points).
3500         break;
3501       default:
3502         // Anything else could modify the weak pointer.
3503         goto clobbered;
3504       }
3505     }
3506   clobbered:;
3507   }
3508
3509   // Then, for each destroyWeak with an alloca operand, check to see if
3510   // the alloca and all its users can be zapped.
3511   for (inst_iterator I = inst_begin(&F), E = inst_end(&F); I != E; ) {
3512     Instruction *Inst = &*I++;
3513     InstructionClass Class = GetBasicInstructionClass(Inst);
3514     if (Class != IC_DestroyWeak)
3515       continue;
3516
3517     CallInst *Call = cast<CallInst>(Inst);
3518     Value *Arg = Call->getArgOperand(0);
3519     if (AllocaInst *Alloca = dyn_cast<AllocaInst>(Arg)) {
3520       for (Value::use_iterator UI = Alloca->use_begin(),
3521            UE = Alloca->use_end(); UI != UE; ++UI) {
3522         Instruction *UserInst = cast<Instruction>(*UI);
3523         switch (GetBasicInstructionClass(UserInst)) {
3524         case IC_InitWeak:
3525         case IC_StoreWeak:
3526         case IC_DestroyWeak:
3527           continue;
3528         default:
3529           goto done;
3530         }
3531       }
3532       Changed = true;
3533       for (Value::use_iterator UI = Alloca->use_begin(),
3534            UE = Alloca->use_end(); UI != UE; ) {
3535         CallInst *UserInst = cast<CallInst>(*UI++);
3536         if (!UserInst->use_empty())
3537           UserInst->replaceAllUsesWith(UserInst->getArgOperand(0));
3538         UserInst->eraseFromParent();
3539       }
3540       Alloca->eraseFromParent();
3541     done:;
3542     }
3543   }
3544 }
3545
3546 /// OptimizeSequences - Identify program paths which execute sequences of
3547 /// retains and releases which can be eliminated.
3548 bool ObjCARCOpt::OptimizeSequences(Function &F) {
3549   /// Releases, Retains - These are used to store the results of the main flow
3550   /// analysis. These use Value* as the key instead of Instruction* so that the
3551   /// map stays valid when we get around to rewriting code and calls get
3552   /// replaced by arguments.
3553   DenseMap<Value *, RRInfo> Releases;
3554   MapVector<Value *, RRInfo> Retains;
3555
3556   /// BBStates, This is used during the traversal of the function to track the
3557   /// states for each identified object at each block.
3558   DenseMap<const BasicBlock *, BBState> BBStates;
3559
3560   // Analyze the CFG of the function, and all instructions.
3561   bool NestingDetected = Visit(F, BBStates, Retains, Releases);
3562
3563   // Transform.
3564   return PerformCodePlacement(BBStates, Retains, Releases, F.getParent()) &&
3565          NestingDetected;
3566 }
3567
3568 /// OptimizeReturns - Look for this pattern:
3569 ///
3570 ///    %call = call i8* @something(...)
3571 ///    %2 = call i8* @objc_retain(i8* %call)
3572 ///    %3 = call i8* @objc_autorelease(i8* %2)
3573 ///    ret i8* %3
3574 ///
3575 /// And delete the retain and autorelease.
3576 ///
3577 /// Otherwise if it's just this:
3578 ///
3579 ///    %3 = call i8* @objc_autorelease(i8* %2)
3580 ///    ret i8* %3
3581 ///
3582 /// convert the autorelease to autoreleaseRV.
3583 void ObjCARCOpt::OptimizeReturns(Function &F) {
3584   if (!F.getReturnType()->isPointerTy())
3585     return;
3586
3587   SmallPtrSet<Instruction *, 4> DependingInstructions;
3588   SmallPtrSet<const BasicBlock *, 4> Visited;
3589   for (Function::iterator FI = F.begin(), FE = F.end(); FI != FE; ++FI) {
3590     BasicBlock *BB = FI;
3591     ReturnInst *Ret = dyn_cast<ReturnInst>(&BB->back());
3592     if (!Ret) continue;
3593
3594     const Value *Arg = StripPointerCastsAndObjCCalls(Ret->getOperand(0));
3595     FindDependencies(NeedsPositiveRetainCount, Arg,
3596                      BB, Ret, DependingInstructions, Visited, PA);
3597     if (DependingInstructions.size() != 1)
3598       goto next_block;
3599
3600     {
3601       CallInst *Autorelease =
3602         dyn_cast_or_null<CallInst>(*DependingInstructions.begin());
3603       if (!Autorelease)
3604         goto next_block;
3605       InstructionClass AutoreleaseClass =
3606         GetBasicInstructionClass(Autorelease);
3607       if (!IsAutorelease(AutoreleaseClass))
3608         goto next_block;
3609       if (GetObjCArg(Autorelease) != Arg)
3610         goto next_block;
3611
3612       DependingInstructions.clear();
3613       Visited.clear();
3614
3615       // Check that there is nothing that can affect the reference
3616       // count between the autorelease and the retain.
3617       FindDependencies(CanChangeRetainCount, Arg,
3618                        BB, Autorelease, DependingInstructions, Visited, PA);
3619       if (DependingInstructions.size() != 1)
3620         goto next_block;
3621
3622       {
3623         CallInst *Retain =
3624           dyn_cast_or_null<CallInst>(*DependingInstructions.begin());
3625
3626         // Check that we found a retain with the same argument.
3627         if (!Retain ||
3628             !IsRetain(GetBasicInstructionClass(Retain)) ||
3629             GetObjCArg(Retain) != Arg)
3630           goto next_block;
3631
3632         DependingInstructions.clear();
3633         Visited.clear();
3634
3635         // Convert the autorelease to an autoreleaseRV, since it's
3636         // returning the value.
3637         if (AutoreleaseClass == IC_Autorelease) {
3638           Autorelease->setCalledFunction(getAutoreleaseRVCallee(F.getParent()));
3639           AutoreleaseClass = IC_AutoreleaseRV;
3640         }
3641
3642         // Check that there is nothing that can affect the reference
3643         // count between the retain and the call.
3644         // Note that Retain need not be in BB.
3645         FindDependencies(CanChangeRetainCount, Arg, Retain->getParent(), Retain,
3646                          DependingInstructions, Visited, PA);
3647         if (DependingInstructions.size() != 1)
3648           goto next_block;
3649
3650         {
3651           CallInst *Call =
3652             dyn_cast_or_null<CallInst>(*DependingInstructions.begin());
3653
3654           // Check that the pointer is the return value of the call.
3655           if (!Call || Arg != Call)
3656             goto next_block;
3657
3658           // Check that the call is a regular call.
3659           InstructionClass Class = GetBasicInstructionClass(Call);
3660           if (Class != IC_CallOrUser && Class != IC_Call)
3661             goto next_block;
3662
3663           // If so, we can zap the retain and autorelease.
3664           Changed = true;
3665           ++NumRets;
3666           EraseInstruction(Retain);
3667           EraseInstruction(Autorelease);
3668         }
3669       }
3670     }
3671
3672   next_block:
3673     DependingInstructions.clear();
3674     Visited.clear();
3675   }
3676 }
3677
3678 bool ObjCARCOpt::doInitialization(Module &M) {
3679   if (!EnableARCOpts)
3680     return false;
3681
3682   // If nothing in the Module uses ARC, don't do anything.
3683   Run = ModuleHasARC(M);
3684   if (!Run)
3685     return false;
3686
3687   // Identify the imprecise release metadata kind.
3688   ImpreciseReleaseMDKind =
3689     M.getContext().getMDKindID("clang.imprecise_release");
3690   CopyOnEscapeMDKind =
3691     M.getContext().getMDKindID("clang.arc.copy_on_escape");
3692   NoObjCARCExceptionsMDKind =
3693     M.getContext().getMDKindID("clang.arc.no_objc_arc_exceptions");
3694
3695   // Intuitively, objc_retain and others are nocapture, however in practice
3696   // they are not, because they return their argument value. And objc_release
3697   // calls finalizers.
3698
3699   // These are initialized lazily.
3700   RetainRVCallee = 0;
3701   AutoreleaseRVCallee = 0;
3702   ReleaseCallee = 0;
3703   RetainCallee = 0;
3704   RetainBlockCallee = 0;
3705   AutoreleaseCallee = 0;
3706
3707   return false;
3708 }
3709
3710 bool ObjCARCOpt::runOnFunction(Function &F) {
3711   if (!EnableARCOpts)
3712     return false;
3713
3714   // If nothing in the Module uses ARC, don't do anything.
3715   if (!Run)
3716     return false;
3717
3718   Changed = false;
3719
3720   PA.setAA(&getAnalysis<AliasAnalysis>());
3721
3722   // This pass performs several distinct transformations. As a compile-time aid
3723   // when compiling code that isn't ObjC, skip these if the relevant ObjC
3724   // library functions aren't declared.
3725
3726   // Preliminary optimizations. This also computs UsedInThisFunction.
3727   OptimizeIndividualCalls(F);
3728
3729   // Optimizations for weak pointers.
3730   if (UsedInThisFunction & ((1 << IC_LoadWeak) |
3731                             (1 << IC_LoadWeakRetained) |
3732                             (1 << IC_StoreWeak) |
3733                             (1 << IC_InitWeak) |
3734                             (1 << IC_CopyWeak) |
3735                             (1 << IC_MoveWeak) |
3736                             (1 << IC_DestroyWeak)))
3737     OptimizeWeakCalls(F);
3738
3739   // Optimizations for retain+release pairs.
3740   if (UsedInThisFunction & ((1 << IC_Retain) |
3741                             (1 << IC_RetainRV) |
3742                             (1 << IC_RetainBlock)))
3743     if (UsedInThisFunction & (1 << IC_Release))
3744       // Run OptimizeSequences until it either stops making changes or
3745       // no retain+release pair nesting is detected.
3746       while (OptimizeSequences(F)) {}
3747
3748   // Optimizations if objc_autorelease is used.
3749   if (UsedInThisFunction &
3750       ((1 << IC_Autorelease) | (1 << IC_AutoreleaseRV)))
3751     OptimizeReturns(F);
3752
3753   return Changed;
3754 }
3755
3756 void ObjCARCOpt::releaseMemory() {
3757   PA.clear();
3758 }
3759
3760 //===----------------------------------------------------------------------===//
3761 // ARC contraction.
3762 //===----------------------------------------------------------------------===//
3763
3764 // TODO: ObjCARCContract could insert PHI nodes when uses aren't
3765 // dominated by single calls.
3766
3767 #include "llvm/Operator.h"
3768 #include "llvm/InlineAsm.h"
3769 #include "llvm/Analysis/Dominators.h"
3770
3771 STATISTIC(NumStoreStrongs, "Number objc_storeStrong calls formed");
3772
3773 namespace {
3774   /// ObjCARCContract - Late ARC optimizations.  These change the IR in a way
3775   /// that makes it difficult to be analyzed by ObjCARCOpt, so it's run late.
3776   class ObjCARCContract : public FunctionPass {
3777     bool Changed;
3778     AliasAnalysis *AA;
3779     DominatorTree *DT;
3780     ProvenanceAnalysis PA;
3781
3782     /// Run - A flag indicating whether this optimization pass should run.
3783     bool Run;
3784
3785     /// StoreStrongCallee, etc. - Declarations for ObjC runtime
3786     /// functions, for use in creating calls to them. These are initialized
3787     /// lazily to avoid cluttering up the Module with unused declarations.
3788     Constant *StoreStrongCallee,
3789              *RetainAutoreleaseCallee, *RetainAutoreleaseRVCallee;
3790
3791     /// RetainRVMarker - The inline asm string to insert between calls and
3792     /// RetainRV calls to make the optimization work on targets which need it.
3793     const MDString *RetainRVMarker;
3794
3795     /// StoreStrongCalls - The set of inserted objc_storeStrong calls. If
3796     /// at the end of walking the function we have found no alloca
3797     /// instructions, these calls can be marked "tail".
3798     DenseSet<CallInst *> StoreStrongCalls;
3799
3800     Constant *getStoreStrongCallee(Module *M);
3801     Constant *getRetainAutoreleaseCallee(Module *M);
3802     Constant *getRetainAutoreleaseRVCallee(Module *M);
3803
3804     bool ContractAutorelease(Function &F, Instruction *Autorelease,
3805                              InstructionClass Class,
3806                              SmallPtrSet<Instruction *, 4>
3807                                &DependingInstructions,
3808                              SmallPtrSet<const BasicBlock *, 4>
3809                                &Visited);
3810
3811     void ContractRelease(Instruction *Release,
3812                          inst_iterator &Iter);
3813
3814     virtual void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const;
3815     virtual bool doInitialization(Module &M);
3816     virtual bool runOnFunction(Function &F);
3817
3818   public:
3819     static char ID;
3820     ObjCARCContract() : FunctionPass(ID) {
3821       initializeObjCARCContractPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
3822     }
3823   };
3824 }
3825
3826 char ObjCARCContract::ID = 0;
3827 INITIALIZE_PASS_BEGIN(ObjCARCContract,
3828                       "objc-arc-contract", "ObjC ARC contraction", false, false)
3829 INITIALIZE_AG_DEPENDENCY(AliasAnalysis)
3830 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(DominatorTree)
3831 INITIALIZE_PASS_END(ObjCARCContract,
3832                     "objc-arc-contract", "ObjC ARC contraction", false, false)
3833
3834 Pass *llvm::createObjCARCContractPass() {
3835   return new ObjCARCContract();
3836 }
3837
3838 void ObjCARCContract::getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
3839   AU.addRequired<AliasAnalysis>();
3840   AU.addRequired<DominatorTree>();
3841   AU.setPreservesCFG();
3842 }
3843
3844 Constant *ObjCARCContract::getStoreStrongCallee(Module *M) {
3845   if (!StoreStrongCallee) {
3846     LLVMContext &C = M->getContext();
3847     Type *I8X = PointerType::getUnqual(Type::getInt8Ty(C));
3848     Type *I8XX = PointerType::getUnqual(I8X);
3849     std::vector<Type *> Params;
3850     Params.push_back(I8XX);
3851     Params.push_back(I8X);
3852
3853     AttrListPtr Attributes;
3854     Attributes.addAttr(~0u, Attribute::NoUnwind);
3855     Attributes.addAttr(1, Attribute::NoCapture);
3856
3857     StoreStrongCallee =
3858       M->getOrInsertFunction(
3859         "objc_storeStrong",
3860         FunctionType::get(Type::getVoidTy(C), Params, /*isVarArg=*/false),
3861         Attributes);
3862   }
3863   return StoreStrongCallee;
3864 }
3865
3866 Constant *ObjCARCContract::getRetainAutoreleaseCallee(Module *M) {
3867   if (!RetainAutoreleaseCallee) {
3868     LLVMContext &C = M->getContext();
3869     Type *I8X = PointerType::getUnqual(Type::getInt8Ty(C));
3870     std::vector<Type *> Params;
3871     Params.push_back(I8X);
3872     FunctionType *FTy =
3873       FunctionType::get(I8X, Params, /*isVarArg=*/false);
3874     AttrListPtr Attributes;
3875     Attributes.addAttr(~0u, Attribute::NoUnwind);
3876     RetainAutoreleaseCallee =
3877       M->getOrInsertFunction("objc_retainAutorelease", FTy, Attributes);
3878   }
3879   return RetainAutoreleaseCallee;
3880 }
3881
3882 Constant *ObjCARCContract::getRetainAutoreleaseRVCallee(Module *M) {
3883   if (!RetainAutoreleaseRVCallee) {
3884     LLVMContext &C = M->getContext();
3885     Type *I8X = PointerType::getUnqual(Type::getInt8Ty(C));
3886     std::vector<Type *> Params;
3887     Params.push_back(I8X);
3888     FunctionType *FTy =
3889       FunctionType::get(I8X, Params, /*isVarArg=*/false);
3890     AttrListPtr Attributes;
3891     Attributes.addAttr(~0u, Attribute::NoUnwind);
3892     RetainAutoreleaseRVCallee =
3893       M->getOrInsertFunction("objc_retainAutoreleaseReturnValue", FTy,
3894                              Attributes);
3895   }
3896   return RetainAutoreleaseRVCallee;
3897 }
3898
3899 /// ContractAutorelease - Merge an autorelease with a retain into a fused
3900 /// call.
3901 bool
3902 ObjCARCContract::ContractAutorelease(Function &F, Instruction *Autorelease,
3903                                      InstructionClass Class,
3904                                      SmallPtrSet<Instruction *, 4>
3905                                        &DependingInstructions,
3906                                      SmallPtrSet<const BasicBlock *, 4>
3907                                        &Visited) {
3908   const Value *Arg = GetObjCArg(Autorelease);
3909
3910   // Check that there are no instructions between the retain and the autorelease
3911   // (such as an autorelease_pop) which may change the count.
3912   CallInst *Retain = 0;
3913   if (Class == IC_AutoreleaseRV)
3914     FindDependencies(RetainAutoreleaseRVDep, Arg,
3915                      Autorelease->getParent(), Autorelease,
3916                      DependingInstructions, Visited, PA);
3917   else
3918     FindDependencies(RetainAutoreleaseDep, Arg,
3919                      Autorelease->getParent(), Autorelease,
3920                      DependingInstructions, Visited, PA);
3921
3922   Visited.clear();
3923   if (DependingInstructions.size() != 1) {
3924     DependingInstructions.clear();
3925     return false;
3926   }
3927
3928   Retain = dyn_cast_or_null<CallInst>(*DependingInstructions.begin());
3929   DependingInstructions.clear();
3930
3931   if (!Retain ||
3932       GetBasicInstructionClass(Retain) != IC_Retain ||
3933       GetObjCArg(Retain) != Arg)
3934     return false;
3935
3936   Changed = true;
3937   ++NumPeeps;
3938
3939   if (Class == IC_AutoreleaseRV)
3940     Retain->setCalledFunction(getRetainAutoreleaseRVCallee(F.getParent()));
3941   else
3942     Retain->setCalledFunction(getRetainAutoreleaseCallee(F.getParent()));
3943
3944   EraseInstruction(Autorelease);
3945   return true;
3946 }
3947
3948 /// ContractRelease - Attempt to merge an objc_release with a store, load, and
3949 /// objc_retain to form an objc_storeStrong. This can be a little tricky because
3950 /// the instructions don't always appear in order, and there may be unrelated
3951 /// intervening instructions.
3952 void ObjCARCContract::ContractRelease(Instruction *Release,
3953                                       inst_iterator &Iter) {
3954   LoadInst *Load = dyn_cast<LoadInst>(GetObjCArg(Release));
3955   if (!Load || !Load->isSimple()) return;
3956
3957   // For now, require everything to be in one basic block.
3958   BasicBlock *BB = Release->getParent();
3959   if (Load->getParent() != BB) return;
3960
3961   // Walk down to find the store.
3962   BasicBlock::iterator I = Load, End = BB->end();
3963   ++I;
3964   AliasAnalysis::Location Loc = AA->getLocation(Load);
3965   while (I != End &&
3966          (&*I == Release ||
3967           IsRetain(GetBasicInstructionClass(I)) ||
3968           !(AA->getModRefInfo(I, Loc) & AliasAnalysis::Mod)))
3969     ++I;
3970   StoreInst *Store = dyn_cast<StoreInst>(I);
3971   if (!Store || !Store->isSimple()) return;
3972   if (Store->getPointerOperand() != Loc.Ptr) return;
3973
3974   Value *New = StripPointerCastsAndObjCCalls(Store->getValueOperand());
3975
3976   // Walk up to find the retain.
3977   I = Store;
3978   BasicBlock::iterator Begin = BB->begin();
3979   while (I != Begin && GetBasicInstructionClass(I) != IC_Retain)
3980     --I;
3981   Instruction *Retain = I;
3982   if (GetBasicInstructionClass(Retain) != IC_Retain) return;
3983   if (GetObjCArg(Retain) != New) return;
3984
3985   Changed = true;
3986   ++NumStoreStrongs;
3987
3988   LLVMContext &C = Release->getContext();
3989   Type *I8X = PointerType::getUnqual(Type::getInt8Ty(C));
3990   Type *I8XX = PointerType::getUnqual(I8X);
3991
3992   Value *Args[] = { Load->getPointerOperand(), New };
3993   if (Args[0]->getType() != I8XX)
3994     Args[0] = new BitCastInst(Args[0], I8XX, "", Store);
3995   if (Args[1]->getType() != I8X)
3996     Args[1] = new BitCastInst(Args[1], I8X, "", Store);
3997   CallInst *StoreStrong =
3998     CallInst::Create(getStoreStrongCallee(BB->getParent()->getParent()),
3999                      Args, "", Store);
4000   StoreStrong->setDoesNotThrow();
4001   StoreStrong->setDebugLoc(Store->getDebugLoc());
4002
4003   // We can't set the tail flag yet, because we haven't yet determined
4004   // whether there are any escaping allocas. Remember this call, so that
4005   // we can set the tail flag once we know it's safe.
4006   StoreStrongCalls.insert(StoreStrong);
4007
4008   if (&*Iter == Store) ++Iter;
4009   Store->eraseFromParent();
4010   Release->eraseFromParent();
4011   EraseInstruction(Retain);
4012   if (Load->use_empty())
4013     Load->eraseFromParent();
4014 }
4015
4016 bool ObjCARCContract::doInitialization(Module &M) {
4017   // If nothing in the Module uses ARC, don't do anything.
4018   Run = ModuleHasARC(M);
4019   if (!Run)
4020     return false;
4021
4022   // These are initialized lazily.
4023   StoreStrongCallee = 0;
4024   RetainAutoreleaseCallee = 0;
4025   RetainAutoreleaseRVCallee = 0;
4026
4027   // Initialize RetainRVMarker.
4028   RetainRVMarker = 0;
4029   if (NamedMDNode *NMD =
4030         M.getNamedMetadata("clang.arc.retainAutoreleasedReturnValueMarker"))
4031     if (NMD->getNumOperands() == 1) {
4032       const MDNode *N = NMD->getOperand(0);
4033       if (N->getNumOperands() == 1)
4034         if (const MDString *S = dyn_cast<MDString>(N->getOperand(0)))
4035           RetainRVMarker = S;
4036     }
4037
4038   return false;
4039 }
4040
4041 bool ObjCARCContract::runOnFunction(Function &F) {
4042   if (!EnableARCOpts)
4043     return false;
4044
4045   // If nothing in the Module uses ARC, don't do anything.
4046   if (!Run)
4047     return false;
4048
4049   Changed = false;
4050   AA = &getAnalysis<AliasAnalysis>();
4051   DT = &getAnalysis<DominatorTree>();
4052
4053   PA.setAA(&getAnalysis<AliasAnalysis>());
4054
4055   // Track whether it's ok to mark objc_storeStrong calls with the "tail"
4056   // keyword. Be conservative if the function has variadic arguments.
4057   // It seems that functions which "return twice" are also unsafe for the
4058   // "tail" argument, because they are setjmp, which could need to
4059   // return to an earlier stack state.
4060   bool TailOkForStoreStrongs = !F.isVarArg() && !F.callsFunctionThatReturnsTwice();
4061
4062   // For ObjC library calls which return their argument, replace uses of the
4063   // argument with uses of the call return value, if it dominates the use. This
4064   // reduces register pressure.
4065   SmallPtrSet<Instruction *, 4> DependingInstructions;
4066   SmallPtrSet<const BasicBlock *, 4> Visited;
4067   for (inst_iterator I = inst_begin(&F), E = inst_end(&F); I != E; ) {
4068     Instruction *Inst = &*I++;
4069
4070     // Only these library routines return their argument. In particular,
4071     // objc_retainBlock does not necessarily return its argument.
4072     InstructionClass Class = GetBasicInstructionClass(Inst);
4073     switch (Class) {
4074     case IC_Retain:
4075     case IC_FusedRetainAutorelease:
4076     case IC_FusedRetainAutoreleaseRV:
4077       break;
4078     case IC_Autorelease:
4079     case IC_AutoreleaseRV:
4080       if (ContractAutorelease(F, Inst, Class, DependingInstructions, Visited))
4081         continue;
4082       break;
4083     case IC_RetainRV: {
4084       // If we're compiling for a target which needs a special inline-asm
4085       // marker to do the retainAutoreleasedReturnValue optimization,
4086       // insert it now.
4087       if (!RetainRVMarker)
4088         break;
4089       BasicBlock::iterator BBI = Inst;
4090       --BBI;
4091       while (isNoopInstruction(BBI)) --BBI;
4092       if (&*BBI == GetObjCArg(Inst)) {
4093         Changed = true;
4094         InlineAsm *IA =
4095           InlineAsm::get(FunctionType::get(Type::getVoidTy(Inst->getContext()),
4096                                            /*isVarArg=*/false),
4097                          RetainRVMarker->getString(),
4098                          /*Constraints=*/"", /*hasSideEffects=*/true);
4099         CallInst::Create(IA, "", Inst);
4100       }
4101       break;
4102     }
4103     case IC_InitWeak: {
4104       // objc_initWeak(p, null) => *p = null
4105       CallInst *CI = cast<CallInst>(Inst);
4106       if (isNullOrUndef(CI->getArgOperand(1))) {
4107         Value *Null =
4108           ConstantPointerNull::get(cast<PointerType>(CI->getType()));
4109         Changed = true;
4110         new StoreInst(Null, CI->getArgOperand(0), CI);
4111         CI->replaceAllUsesWith(Null);
4112         CI->eraseFromParent();
4113       }
4114       continue;
4115     }
4116     case IC_Release:
4117       ContractRelease(Inst, I);
4118       continue;
4119     case IC_User:
4120       // Be conservative if the function has any alloca instructions.
4121       // Technically we only care about escaping alloca instructions,
4122       // but this is sufficient to handle some interesting cases.
4123       if (isa<AllocaInst>(Inst))
4124         TailOkForStoreStrongs = false;
4125       continue;
4126     default:
4127       continue;
4128     }
4129
4130     // Don't use GetObjCArg because we don't want to look through bitcasts
4131     // and such; to do the replacement, the argument must have type i8*.
4132     const Value *Arg = cast<CallInst>(Inst)->getArgOperand(0);
4133     for (;;) {
4134       // If we're compiling bugpointed code, don't get in trouble.
4135       if (!isa<Instruction>(Arg) && !isa<Argument>(Arg))
4136         break;
4137       // Look through the uses of the pointer.
4138       for (Value::const_use_iterator UI = Arg->use_begin(), UE = Arg->use_end();
4139            UI != UE; ) {
4140         Use &U = UI.getUse();
4141         unsigned OperandNo = UI.getOperandNo();
4142         ++UI; // Increment UI now, because we may unlink its element.
4143
4144         // If the call's return value dominates a use of the call's argument
4145         // value, rewrite the use to use the return value. We check for
4146         // reachability here because an unreachable call is considered to
4147         // trivially dominate itself, which would lead us to rewriting its
4148         // argument in terms of its return value, which would lead to
4149         // infinite loops in GetObjCArg.
4150         if (DT->isReachableFromEntry(U) &&
4151             DT->dominates(Inst, U)) {
4152           Changed = true;
4153           Instruction *Replacement = Inst;
4154           Type *UseTy = U.get()->getType();
4155           if (PHINode *PHI = dyn_cast<PHINode>(U.getUser())) {
4156             // For PHI nodes, insert the bitcast in the predecessor block.
4157             unsigned ValNo =
4158               PHINode::getIncomingValueNumForOperand(OperandNo);
4159             BasicBlock *BB =
4160               PHI->getIncomingBlock(ValNo);
4161             if (Replacement->getType() != UseTy)
4162               Replacement = new BitCastInst(Replacement, UseTy, "",
4163                                             &BB->back());
4164             // While we're here, rewrite all edges for this PHI, rather
4165             // than just one use at a time, to minimize the number of
4166             // bitcasts we emit.
4167             for (unsigned i = 0, e = PHI->getNumIncomingValues();
4168                  i != e; ++i)
4169               if (PHI->getIncomingBlock(i) == BB) {
4170                 // Keep the UI iterator valid.
4171                 if (&PHI->getOperandUse(
4172                       PHINode::getOperandNumForIncomingValue(i)) ==
4173                     &UI.getUse())
4174                   ++UI;
4175                 PHI->setIncomingValue(i, Replacement);
4176               }
4177           } else {
4178             if (Replacement->getType() != UseTy)
4179               Replacement = new BitCastInst(Replacement, UseTy, "",
4180                                             cast<Instruction>(U.getUser()));
4181             U.set(Replacement);
4182           }
4183         }
4184       }
4185
4186       // If Arg is a no-op casted pointer, strip one level of casts and
4187       // iterate.
4188       if (const BitCastInst *BI = dyn_cast<BitCastInst>(Arg))
4189         Arg = BI->getOperand(0);
4190       else if (isa<GEPOperator>(Arg) &&
4191                cast<GEPOperator>(Arg)->hasAllZeroIndices())
4192         Arg = cast<GEPOperator>(Arg)->getPointerOperand();
4193       else if (isa<GlobalAlias>(Arg) &&
4194                !cast<GlobalAlias>(Arg)->mayBeOverridden())
4195         Arg = cast<GlobalAlias>(Arg)->getAliasee();
4196       else
4197         break;
4198     }
4199   }
4200
4201   // If this function has no escaping allocas or suspicious vararg usage,
4202   // objc_storeStrong calls can be marked with the "tail" keyword.
4203   if (TailOkForStoreStrongs)
4204     for (DenseSet<CallInst *>::iterator I = StoreStrongCalls.begin(),
4205          E = StoreStrongCalls.end(); I != E; ++I)
4206       (*I)->setTailCall();
4207   StoreStrongCalls.clear();
4208
4209   return Changed;
4210 }