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