Add a test for TCE return duplication.
[oota-llvm.git] / lib / Transforms / Scalar / TailRecursionElimination.cpp
1 //===- TailRecursionElimination.cpp - Eliminate Tail Calls ----------------===//
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 transforms calls of the current function (self recursion) followed
11 // by a return instruction with a branch to the entry of the function, creating
12 // a loop.  This pass also implements the following extensions to the basic
13 // algorithm:
14 //
15 //  1. Trivial instructions between the call and return do not prevent the
16 //     transformation from taking place, though currently the analysis cannot
17 //     support moving any really useful instructions (only dead ones).
18 //  2. This pass transforms functions that are prevented from being tail
19 //     recursive by an associative and commutative expression to use an
20 //     accumulator variable, thus compiling the typical naive factorial or
21 //     'fib' implementation into efficient code.
22 //  3. TRE is performed if the function returns void, if the return
23 //     returns the result returned by the call, or if the function returns a
24 //     run-time constant on all exits from the function.  It is possible, though
25 //     unlikely, that the return returns something else (like constant 0), and
26 //     can still be TRE'd.  It can be TRE'd if ALL OTHER return instructions in
27 //     the function return the exact same value.
28 //  4. If it can prove that callees do not access their caller stack frame,
29 //     they are marked as eligible for tail call elimination (by the code
30 //     generator).
31 //
32 // There are several improvements that could be made:
33 //
34 //  1. If the function has any alloca instructions, these instructions will be
35 //     moved out of the entry block of the function, causing them to be
36 //     evaluated each time through the tail recursion.  Safely keeping allocas
37 //     in the entry block requires analysis to proves that the tail-called
38 //     function does not read or write the stack object.
39 //  2. Tail recursion is only performed if the call immediately preceeds the
40 //     return instruction.  It's possible that there could be a jump between
41 //     the call and the return.
42 //  3. There can be intervening operations between the call and the return that
43 //     prevent the TRE from occurring.  For example, there could be GEP's and
44 //     stores to memory that will not be read or written by the call.  This
45 //     requires some substantial analysis (such as with DSA) to prove safe to
46 //     move ahead of the call, but doing so could allow many more TREs to be
47 //     performed, for example in TreeAdd/TreeAlloc from the treeadd benchmark.
48 //  4. The algorithm we use to detect if callees access their caller stack
49 //     frames is very primitive.
50 //
51 //===----------------------------------------------------------------------===//
52
53 #define DEBUG_TYPE "tailcallelim"
54 #include "llvm/Transforms/Scalar.h"
55 #include "llvm/Transforms/Utils/BasicBlockUtils.h"
56 #include "llvm/Transforms/Utils/Local.h"
57 #include "llvm/Constants.h"
58 #include "llvm/DerivedTypes.h"
59 #include "llvm/Function.h"
60 #include "llvm/Instructions.h"
61 #include "llvm/IntrinsicInst.h"
62 #include "llvm/Pass.h"
63 #include "llvm/Analysis/CaptureTracking.h"
64 #include "llvm/Analysis/InlineCost.h"
65 #include "llvm/Analysis/InstructionSimplify.h"
66 #include "llvm/Analysis/Loads.h"
67 #include "llvm/Support/CallSite.h"
68 #include "llvm/Support/CFG.h"
69 #include "llvm/Support/Debug.h"
70 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
71 #include "llvm/ADT/STLExtras.h"
72 using namespace llvm;
73
74 STATISTIC(NumEliminated, "Number of tail calls removed");
75 STATISTIC(NumRetDuped,   "Number of return duplicated");
76 STATISTIC(NumAccumAdded, "Number of accumulators introduced");
77
78 namespace {
79   struct TailCallElim : public FunctionPass {
80     static char ID; // Pass identification, replacement for typeid
81     TailCallElim() : FunctionPass(ID) {
82       initializeTailCallElimPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
83     }
84
85     virtual bool runOnFunction(Function &F);
86
87   private:
88     CallInst *FindTRECandidate(Instruction *I,
89                                bool CannotTailCallElimCallsMarkedTail);
90     bool EliminateRecursiveTailCall(CallInst *CI, ReturnInst *Ret,
91                                     BasicBlock *&OldEntry,
92                                     bool &TailCallsAreMarkedTail,
93                                     SmallVector<PHINode*, 8> &ArgumentPHIs,
94                                     bool CannotTailCallElimCallsMarkedTail);
95     bool FoldReturnAndProcessPred(BasicBlock *BB,
96                                   ReturnInst *Ret, BasicBlock *&OldEntry,
97                                   bool &TailCallsAreMarkedTail,
98                                   SmallVector<PHINode*, 8> &ArgumentPHIs,
99                                   bool CannotTailCallElimCallsMarkedTail);
100     bool ProcessReturningBlock(ReturnInst *RI, BasicBlock *&OldEntry,
101                                bool &TailCallsAreMarkedTail,
102                                SmallVector<PHINode*, 8> &ArgumentPHIs,
103                                bool CannotTailCallElimCallsMarkedTail);
104     bool CanMoveAboveCall(Instruction *I, CallInst *CI);
105     Value *CanTransformAccumulatorRecursion(Instruction *I, CallInst *CI);
106   };
107 }
108
109 char TailCallElim::ID = 0;
110 INITIALIZE_PASS(TailCallElim, "tailcallelim",
111                 "Tail Call Elimination", false, false)
112
113 // Public interface to the TailCallElimination pass
114 FunctionPass *llvm::createTailCallEliminationPass() {
115   return new TailCallElim();
116 }
117
118 /// AllocaMightEscapeToCalls - Return true if this alloca may be accessed by
119 /// callees of this function.  We only do very simple analysis right now, this
120 /// could be expanded in the future to use mod/ref information for particular
121 /// call sites if desired.
122 static bool AllocaMightEscapeToCalls(AllocaInst *AI) {
123   // FIXME: do simple 'address taken' analysis.
124   return true;
125 }
126
127 /// CheckForEscapingAllocas - Scan the specified basic block for alloca
128 /// instructions.  If it contains any that might be accessed by calls, return
129 /// true.
130 static bool CheckForEscapingAllocas(BasicBlock *BB,
131                                     bool &CannotTCETailMarkedCall) {
132   bool RetVal = false;
133   for (BasicBlock::iterator I = BB->begin(), E = BB->end(); I != E; ++I)
134     if (AllocaInst *AI = dyn_cast<AllocaInst>(I)) {
135       RetVal |= AllocaMightEscapeToCalls(AI);
136
137       // If this alloca is in the body of the function, or if it is a variable
138       // sized allocation, we cannot tail call eliminate calls marked 'tail'
139       // with this mechanism.
140       if (BB != &BB->getParent()->getEntryBlock() ||
141           !isa<ConstantInt>(AI->getArraySize()))
142         CannotTCETailMarkedCall = true;
143     }
144   return RetVal;
145 }
146
147 bool TailCallElim::runOnFunction(Function &F) {
148   // If this function is a varargs function, we won't be able to PHI the args
149   // right, so don't even try to convert it...
150   if (F.getFunctionType()->isVarArg()) return false;
151
152   BasicBlock *OldEntry = 0;
153   bool TailCallsAreMarkedTail = false;
154   SmallVector<PHINode*, 8> ArgumentPHIs;
155   bool MadeChange = false;
156   bool FunctionContainsEscapingAllocas = false;
157
158   // CannotTCETailMarkedCall - If true, we cannot perform TCE on tail calls
159   // marked with the 'tail' attribute, because doing so would cause the stack
160   // size to increase (real TCE would deallocate variable sized allocas, TCE
161   // doesn't).
162   bool CannotTCETailMarkedCall = false;
163
164   // Loop over the function, looking for any returning blocks, and keeping track
165   // of whether this function has any non-trivially used allocas.
166   for (Function::iterator BB = F.begin(), E = F.end(); BB != E; ++BB) {
167     if (FunctionContainsEscapingAllocas && CannotTCETailMarkedCall)
168       break;
169
170     FunctionContainsEscapingAllocas |=
171       CheckForEscapingAllocas(BB, CannotTCETailMarkedCall);
172   }
173   
174   /// FIXME: The code generator produces really bad code when an 'escaping
175   /// alloca' is changed from being a static alloca to being a dynamic alloca.
176   /// Until this is resolved, disable this transformation if that would ever
177   /// happen.  This bug is PR962.
178   if (FunctionContainsEscapingAllocas)
179     return false;
180
181   // Second pass, change any tail calls to loops.
182   for (Function::iterator BB = F.begin(), E = F.end(); BB != E; ++BB) {
183     if (ReturnInst *Ret = dyn_cast<ReturnInst>(BB->getTerminator())) {
184       bool Change = ProcessReturningBlock(Ret, OldEntry, TailCallsAreMarkedTail,
185                                           ArgumentPHIs,CannotTCETailMarkedCall);
186       if (!Change && BB->getFirstNonPHIOrDbg() == Ret)
187         Change = FoldReturnAndProcessPred(BB, Ret, OldEntry,
188                                           TailCallsAreMarkedTail, ArgumentPHIs,
189                                           CannotTCETailMarkedCall);
190       MadeChange |= Change;
191     }
192   }
193
194   // If we eliminated any tail recursions, it's possible that we inserted some
195   // silly PHI nodes which just merge an initial value (the incoming operand)
196   // with themselves.  Check to see if we did and clean up our mess if so.  This
197   // occurs when a function passes an argument straight through to its tail
198   // call.
199   if (!ArgumentPHIs.empty()) {
200     for (unsigned i = 0, e = ArgumentPHIs.size(); i != e; ++i) {
201       PHINode *PN = ArgumentPHIs[i];
202
203       // If the PHI Node is a dynamic constant, replace it with the value it is.
204       if (Value *PNV = SimplifyInstruction(PN)) {
205         PN->replaceAllUsesWith(PNV);
206         PN->eraseFromParent();
207       }
208     }
209   }
210
211   // Finally, if this function contains no non-escaping allocas, mark all calls
212   // in the function as eligible for tail calls (there is no stack memory for
213   // them to access).
214   if (!FunctionContainsEscapingAllocas)
215     for (Function::iterator BB = F.begin(), E = F.end(); BB != E; ++BB)
216       for (BasicBlock::iterator I = BB->begin(), E = BB->end(); I != E; ++I)
217         if (CallInst *CI = dyn_cast<CallInst>(I)) {
218           CI->setTailCall();
219           MadeChange = true;
220         }
221
222   return MadeChange;
223 }
224
225
226 /// CanMoveAboveCall - Return true if it is safe to move the specified
227 /// instruction from after the call to before the call, assuming that all
228 /// instructions between the call and this instruction are movable.
229 ///
230 bool TailCallElim::CanMoveAboveCall(Instruction *I, CallInst *CI) {
231   // FIXME: We can move load/store/call/free instructions above the call if the
232   // call does not mod/ref the memory location being processed.
233   if (I->mayHaveSideEffects())  // This also handles volatile loads.
234     return false;
235   
236   if (LoadInst *L = dyn_cast<LoadInst>(I)) {
237     // Loads may always be moved above calls without side effects.
238     if (CI->mayHaveSideEffects()) {
239       // Non-volatile loads may be moved above a call with side effects if it
240       // does not write to memory and the load provably won't trap.
241       // FIXME: Writes to memory only matter if they may alias the pointer
242       // being loaded from.
243       if (CI->mayWriteToMemory() ||
244           !isSafeToLoadUnconditionally(L->getPointerOperand(), L,
245                                        L->getAlignment()))
246         return false;
247     }
248   }
249
250   // Otherwise, if this is a side-effect free instruction, check to make sure
251   // that it does not use the return value of the call.  If it doesn't use the
252   // return value of the call, it must only use things that are defined before
253   // the call, or movable instructions between the call and the instruction
254   // itself.
255   for (unsigned i = 0, e = I->getNumOperands(); i != e; ++i)
256     if (I->getOperand(i) == CI)
257       return false;
258   return true;
259 }
260
261 // isDynamicConstant - Return true if the specified value is the same when the
262 // return would exit as it was when the initial iteration of the recursive
263 // function was executed.
264 //
265 // We currently handle static constants and arguments that are not modified as
266 // part of the recursion.
267 //
268 static bool isDynamicConstant(Value *V, CallInst *CI, ReturnInst *RI) {
269   if (isa<Constant>(V)) return true; // Static constants are always dyn consts
270
271   // Check to see if this is an immutable argument, if so, the value
272   // will be available to initialize the accumulator.
273   if (Argument *Arg = dyn_cast<Argument>(V)) {
274     // Figure out which argument number this is...
275     unsigned ArgNo = 0;
276     Function *F = CI->getParent()->getParent();
277     for (Function::arg_iterator AI = F->arg_begin(); &*AI != Arg; ++AI)
278       ++ArgNo;
279
280     // If we are passing this argument into call as the corresponding
281     // argument operand, then the argument is dynamically constant.
282     // Otherwise, we cannot transform this function safely.
283     if (CI->getArgOperand(ArgNo) == Arg)
284       return true;
285   }
286
287   // Switch cases are always constant integers. If the value is being switched
288   // on and the return is only reachable from one of its cases, it's
289   // effectively constant.
290   if (BasicBlock *UniquePred = RI->getParent()->getUniquePredecessor())
291     if (SwitchInst *SI = dyn_cast<SwitchInst>(UniquePred->getTerminator()))
292       if (SI->getCondition() == V)
293         return SI->getDefaultDest() != RI->getParent();
294
295   // Not a constant or immutable argument, we can't safely transform.
296   return false;
297 }
298
299 // getCommonReturnValue - Check to see if the function containing the specified
300 // tail call consistently returns the same runtime-constant value at all exit
301 // points except for IgnoreRI.  If so, return the returned value.
302 //
303 static Value *getCommonReturnValue(ReturnInst *IgnoreRI, CallInst *CI) {
304   Function *F = CI->getParent()->getParent();
305   Value *ReturnedValue = 0;
306
307   for (Function::iterator BBI = F->begin(), E = F->end(); BBI != E; ++BBI) {
308     ReturnInst *RI = dyn_cast<ReturnInst>(BBI->getTerminator());
309     if (RI == 0 || RI == IgnoreRI) continue;
310
311     // We can only perform this transformation if the value returned is
312     // evaluatable at the start of the initial invocation of the function,
313     // instead of at the end of the evaluation.
314     //
315     Value *RetOp = RI->getOperand(0);
316     if (!isDynamicConstant(RetOp, CI, RI))
317       return 0;
318
319     if (ReturnedValue && RetOp != ReturnedValue)
320       return 0;     // Cannot transform if differing values are returned.
321     ReturnedValue = RetOp;
322   }
323   return ReturnedValue;
324 }
325
326 /// CanTransformAccumulatorRecursion - If the specified instruction can be
327 /// transformed using accumulator recursion elimination, return the constant
328 /// which is the start of the accumulator value.  Otherwise return null.
329 ///
330 Value *TailCallElim::CanTransformAccumulatorRecursion(Instruction *I,
331                                                       CallInst *CI) {
332   if (!I->isAssociative() || !I->isCommutative()) return 0;
333   assert(I->getNumOperands() == 2 &&
334          "Associative/commutative operations should have 2 args!");
335
336   // Exactly one operand should be the result of the call instruction.
337   if ((I->getOperand(0) == CI && I->getOperand(1) == CI) ||
338       (I->getOperand(0) != CI && I->getOperand(1) != CI))
339     return 0;
340
341   // The only user of this instruction we allow is a single return instruction.
342   if (!I->hasOneUse() || !isa<ReturnInst>(I->use_back()))
343     return 0;
344
345   // Ok, now we have to check all of the other return instructions in this
346   // function.  If they return non-constants or differing values, then we cannot
347   // transform the function safely.
348   return getCommonReturnValue(cast<ReturnInst>(I->use_back()), CI);
349 }
350
351 static Instruction *FirstNonDbg(BasicBlock::iterator I) {
352   while (isa<DbgInfoIntrinsic>(I))
353     ++I;
354   return &*I;
355 }
356
357 CallInst*
358 TailCallElim::FindTRECandidate(Instruction *TI,
359                                bool CannotTailCallElimCallsMarkedTail) {
360   BasicBlock *BB = TI->getParent();
361   Function *F = BB->getParent();
362
363   if (&BB->front() == TI) // Make sure there is something before the terminator.
364     return 0;
365   
366   // Scan backwards from the return, checking to see if there is a tail call in
367   // this block.  If so, set CI to it.
368   CallInst *CI = 0;
369   BasicBlock::iterator BBI = TI;
370   while (true) {
371     CI = dyn_cast<CallInst>(BBI);
372     if (CI && CI->getCalledFunction() == F)
373       break;
374
375     if (BBI == BB->begin())
376       return 0;          // Didn't find a potential tail call.
377     --BBI;
378   }
379
380   // If this call is marked as a tail call, and if there are dynamic allocas in
381   // the function, we cannot perform this optimization.
382   if (CI->isTailCall() && CannotTailCallElimCallsMarkedTail)
383     return 0;
384
385   // As a special case, detect code like this:
386   //   double fabs(double f) { return __builtin_fabs(f); } // a 'fabs' call
387   // and disable this xform in this case, because the code generator will
388   // lower the call to fabs into inline code.
389   if (BB == &F->getEntryBlock() && 
390       FirstNonDbg(BB->front()) == CI &&
391       FirstNonDbg(llvm::next(BB->begin())) == TI &&
392       callIsSmall(F)) {
393     // A single-block function with just a call and a return. Check that
394     // the arguments match.
395     CallSite::arg_iterator I = CallSite(CI).arg_begin(),
396                            E = CallSite(CI).arg_end();
397     Function::arg_iterator FI = F->arg_begin(),
398                            FE = F->arg_end();
399     for (; I != E && FI != FE; ++I, ++FI)
400       if (*I != &*FI) break;
401     if (I == E && FI == FE)
402       return 0;
403   }
404
405   return CI;
406 }
407
408 bool TailCallElim::EliminateRecursiveTailCall(CallInst *CI, ReturnInst *Ret,
409                                        BasicBlock *&OldEntry,
410                                        bool &TailCallsAreMarkedTail,
411                                        SmallVector<PHINode*, 8> &ArgumentPHIs,
412                                        bool CannotTailCallElimCallsMarkedTail) {
413   // If we are introducing accumulator recursion to eliminate operations after
414   // the call instruction that are both associative and commutative, the initial
415   // value for the accumulator is placed in this variable.  If this value is set
416   // then we actually perform accumulator recursion elimination instead of
417   // simple tail recursion elimination.  If the operation is an LLVM instruction
418   // (eg: "add") then it is recorded in AccumulatorRecursionInstr.  If not, then
419   // we are handling the case when the return instruction returns a constant C
420   // which is different to the constant returned by other return instructions
421   // (which is recorded in AccumulatorRecursionEliminationInitVal).  This is a
422   // special case of accumulator recursion, the operation being "return C".
423   Value *AccumulatorRecursionEliminationInitVal = 0;
424   Instruction *AccumulatorRecursionInstr = 0;
425
426   // Ok, we found a potential tail call.  We can currently only transform the
427   // tail call if all of the instructions between the call and the return are
428   // movable to above the call itself, leaving the call next to the return.
429   // Check that this is the case now.
430   BasicBlock::iterator BBI = CI;
431   for (++BBI; &*BBI != Ret; ++BBI) {
432     if (CanMoveAboveCall(BBI, CI)) continue;
433     
434     // If we can't move the instruction above the call, it might be because it
435     // is an associative and commutative operation that could be tranformed
436     // using accumulator recursion elimination.  Check to see if this is the
437     // case, and if so, remember the initial accumulator value for later.
438     if ((AccumulatorRecursionEliminationInitVal =
439                            CanTransformAccumulatorRecursion(BBI, CI))) {
440       // Yes, this is accumulator recursion.  Remember which instruction
441       // accumulates.
442       AccumulatorRecursionInstr = BBI;
443     } else {
444       return false;   // Otherwise, we cannot eliminate the tail recursion!
445     }
446   }
447
448   // We can only transform call/return pairs that either ignore the return value
449   // of the call and return void, ignore the value of the call and return a
450   // constant, return the value returned by the tail call, or that are being
451   // accumulator recursion variable eliminated.
452   if (Ret->getNumOperands() == 1 && Ret->getReturnValue() != CI &&
453       !isa<UndefValue>(Ret->getReturnValue()) &&
454       AccumulatorRecursionEliminationInitVal == 0 &&
455       !getCommonReturnValue(0, CI)) {
456     // One case remains that we are able to handle: the current return
457     // instruction returns a constant, and all other return instructions
458     // return a different constant.
459     if (!isDynamicConstant(Ret->getReturnValue(), CI, Ret))
460       return false; // Current return instruction does not return a constant.
461     // Check that all other return instructions return a common constant.  If
462     // so, record it in AccumulatorRecursionEliminationInitVal.
463     AccumulatorRecursionEliminationInitVal = getCommonReturnValue(Ret, CI);
464     if (!AccumulatorRecursionEliminationInitVal)
465       return false;
466   }
467
468   BasicBlock *BB = Ret->getParent();
469   Function *F = BB->getParent();
470
471   // OK! We can transform this tail call.  If this is the first one found,
472   // create the new entry block, allowing us to branch back to the old entry.
473   if (OldEntry == 0) {
474     OldEntry = &F->getEntryBlock();
475     BasicBlock *NewEntry = BasicBlock::Create(F->getContext(), "", F, OldEntry);
476     NewEntry->takeName(OldEntry);
477     OldEntry->setName("tailrecurse");
478     BranchInst::Create(OldEntry, NewEntry);
479
480     // If this tail call is marked 'tail' and if there are any allocas in the
481     // entry block, move them up to the new entry block.
482     TailCallsAreMarkedTail = CI->isTailCall();
483     if (TailCallsAreMarkedTail)
484       // Move all fixed sized allocas from OldEntry to NewEntry.
485       for (BasicBlock::iterator OEBI = OldEntry->begin(), E = OldEntry->end(),
486              NEBI = NewEntry->begin(); OEBI != E; )
487         if (AllocaInst *AI = dyn_cast<AllocaInst>(OEBI++))
488           if (isa<ConstantInt>(AI->getArraySize()))
489             AI->moveBefore(NEBI);
490
491     // Now that we have created a new block, which jumps to the entry
492     // block, insert a PHI node for each argument of the function.
493     // For now, we initialize each PHI to only have the real arguments
494     // which are passed in.
495     Instruction *InsertPos = OldEntry->begin();
496     for (Function::arg_iterator I = F->arg_begin(), E = F->arg_end();
497          I != E; ++I) {
498       PHINode *PN = PHINode::Create(I->getType(),
499                                     I->getName() + ".tr", InsertPos);
500       I->replaceAllUsesWith(PN); // Everyone use the PHI node now!
501       PN->addIncoming(I, NewEntry);
502       ArgumentPHIs.push_back(PN);
503     }
504   }
505
506   // If this function has self recursive calls in the tail position where some
507   // are marked tail and some are not, only transform one flavor or another.  We
508   // have to choose whether we move allocas in the entry block to the new entry
509   // block or not, so we can't make a good choice for both.  NOTE: We could do
510   // slightly better here in the case that the function has no entry block
511   // allocas.
512   if (TailCallsAreMarkedTail && !CI->isTailCall())
513     return false;
514
515   // Ok, now that we know we have a pseudo-entry block WITH all of the
516   // required PHI nodes, add entries into the PHI node for the actual
517   // parameters passed into the tail-recursive call.
518   for (unsigned i = 0, e = CI->getNumArgOperands(); i != e; ++i)
519     ArgumentPHIs[i]->addIncoming(CI->getArgOperand(i), BB);
520
521   // If we are introducing an accumulator variable to eliminate the recursion,
522   // do so now.  Note that we _know_ that no subsequent tail recursion
523   // eliminations will happen on this function because of the way the
524   // accumulator recursion predicate is set up.
525   //
526   if (AccumulatorRecursionEliminationInitVal) {
527     Instruction *AccRecInstr = AccumulatorRecursionInstr;
528     // Start by inserting a new PHI node for the accumulator.
529     PHINode *AccPN =
530       PHINode::Create(AccumulatorRecursionEliminationInitVal->getType(),
531                       "accumulator.tr", OldEntry->begin());
532
533     // Loop over all of the predecessors of the tail recursion block.  For the
534     // real entry into the function we seed the PHI with the initial value,
535     // computed earlier.  For any other existing branches to this block (due to
536     // other tail recursions eliminated) the accumulator is not modified.
537     // Because we haven't added the branch in the current block to OldEntry yet,
538     // it will not show up as a predecessor.
539     for (pred_iterator PI = pred_begin(OldEntry), PE = pred_end(OldEntry);
540          PI != PE; ++PI) {
541       BasicBlock *P = *PI;
542       if (P == &F->getEntryBlock())
543         AccPN->addIncoming(AccumulatorRecursionEliminationInitVal, P);
544       else
545         AccPN->addIncoming(AccPN, P);
546     }
547
548     if (AccRecInstr) {
549       // Add an incoming argument for the current block, which is computed by
550       // our associative and commutative accumulator instruction.
551       AccPN->addIncoming(AccRecInstr, BB);
552
553       // Next, rewrite the accumulator recursion instruction so that it does not
554       // use the result of the call anymore, instead, use the PHI node we just
555       // inserted.
556       AccRecInstr->setOperand(AccRecInstr->getOperand(0) != CI, AccPN);
557     } else {
558       // Add an incoming argument for the current block, which is just the
559       // constant returned by the current return instruction.
560       AccPN->addIncoming(Ret->getReturnValue(), BB);
561     }
562
563     // Finally, rewrite any return instructions in the program to return the PHI
564     // node instead of the "initval" that they do currently.  This loop will
565     // actually rewrite the return value we are destroying, but that's ok.
566     for (Function::iterator BBI = F->begin(), E = F->end(); BBI != E; ++BBI)
567       if (ReturnInst *RI = dyn_cast<ReturnInst>(BBI->getTerminator()))
568         RI->setOperand(0, AccPN);
569     ++NumAccumAdded;
570   }
571
572   // Now that all of the PHI nodes are in place, remove the call and
573   // ret instructions, replacing them with an unconditional branch.
574   BranchInst::Create(OldEntry, Ret);
575   BB->getInstList().erase(Ret);  // Remove return.
576   BB->getInstList().erase(CI);   // Remove call.
577   ++NumEliminated;
578   return true;
579 }
580
581 bool TailCallElim::FoldReturnAndProcessPred(BasicBlock *BB,
582                                        ReturnInst *Ret, BasicBlock *&OldEntry,
583                                        bool &TailCallsAreMarkedTail,
584                                        SmallVector<PHINode*, 8> &ArgumentPHIs,
585                                        bool CannotTailCallElimCallsMarkedTail) {
586   bool Change = false;
587
588   // If the return block contains nothing but the return and PHI's,
589   // there might be an opportunity to duplicate the return in its
590   // predecessors and perform TRC there. Look for predecessors that end
591   // in unconditional branch and recursive call(s).
592   SmallVector<BranchInst*, 8> UncondBranchPreds;
593   for (pred_iterator PI = pred_begin(BB), E = pred_end(BB); PI != E; ++PI) {
594     BasicBlock *Pred = *PI;
595     TerminatorInst *PTI = Pred->getTerminator();
596     if (BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(PTI))
597       if (BI->isUnconditional())
598         UncondBranchPreds.push_back(BI);
599   }
600
601   while (!UncondBranchPreds.empty()) {
602     BranchInst *BI = UncondBranchPreds.pop_back_val();
603     BasicBlock *Pred = BI->getParent();
604     if (CallInst *CI = FindTRECandidate(BI, CannotTailCallElimCallsMarkedTail)){
605       DEBUG(dbgs() << "FOLDING: " << *BB
606             << "INTO UNCOND BRANCH PRED: " << *Pred);
607       EliminateRecursiveTailCall(CI, FoldReturnIntoUncondBranch(Ret, BB, Pred),
608                                  OldEntry, TailCallsAreMarkedTail, ArgumentPHIs,
609                                  CannotTailCallElimCallsMarkedTail);
610       ++NumRetDuped;
611       Change = true;
612     }
613   }
614
615   return Change;
616 }
617
618 bool TailCallElim::ProcessReturningBlock(ReturnInst *Ret, BasicBlock *&OldEntry,
619                                          bool &TailCallsAreMarkedTail,
620                                          SmallVector<PHINode*, 8> &ArgumentPHIs,
621                                        bool CannotTailCallElimCallsMarkedTail) {
622   CallInst *CI = FindTRECandidate(Ret, CannotTailCallElimCallsMarkedTail);
623   if (!CI)
624     return false;
625
626   return EliminateRecursiveTailCall(CI, Ret, OldEntry, TailCallsAreMarkedTail,
627                                     ArgumentPHIs,
628                                     CannotTailCallElimCallsMarkedTail);
629 }