lib/Transforms/Utils/DemoteRegToStack.cpp

   1 //===- DemoteRegToStack.cpp - Move a virtual register to the stack --------===//
   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 #include "llvm/Transforms/Utils/BasicBlockUtils.h"
  11 #include "llvm/ADT/DenseMap.h"
  12 #include "llvm/Analysis/CFG.h"
  13 #include "llvm/IR/Function.h"
  14 #include "llvm/IR/Instructions.h"
  15 #include "llvm/IR/Type.h"
  16 #include "llvm/Transforms/Utils/Local.h"
  17 using namespace llvm;
  18
  19 /// DemoteRegToStack - This function takes a virtual register computed by an
  20 /// Instruction and replaces it with a slot in the stack frame, allocated via
  21 /// alloca.  This allows the CFG to be changed around without fear of
  22 /// invalidating the SSA information for the value.  It returns the pointer to
  23 /// the alloca inserted to create a stack slot for I.
  24 AllocaInst *llvm::DemoteRegToStack(Instruction &I, bool VolatileLoads,
  25                                    Instruction *AllocaPoint) {
  26   if (I.use_empty()) {
  27     I.eraseFromParent();
  28     return nullptr;
  29   }
  30
  31   // Create a stack slot to hold the value.
  32   AllocaInst *Slot;
  33   if (AllocaPoint) {
  34     Slot = new AllocaInst(I.getType(), nullptr,
  35                           I.getName()+".reg2mem", AllocaPoint);
  36   } else {
  37     Function *F = I.getParent()->getParent();
  38     Slot = new AllocaInst(I.getType(), nullptr, I.getName()+".reg2mem",
  39                           F->getEntryBlock().begin());
  40   }
  41
  42   // We cannot demote invoke instructions to the stack if their normal edge
  43   // is critical. Therefore, split the critical edge and create a basic block
  44   // into which the store can be inserted.
  45   if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(&I)) {
  46     if (!II->getNormalDest()->getSinglePredecessor()) {
  47       unsigned SuccNum = GetSuccessorNumber(II->getParent(), II->getNormalDest());
  48       assert(isCriticalEdge(II, SuccNum) && "Expected a critical edge!");
  49       BasicBlock *BB = SplitCriticalEdge(II, SuccNum);
  50       assert(BB && "Unable to split critical edge.");
  51       (void)BB;
  52     }
  53   }
  54
  55   // Change all of the users of the instruction to read from the stack slot.
  56   while (!I.use_empty()) {
  57     Instruction *U = cast<Instruction>(I.user_back());
  58     if (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(U)) {
  59       // If this is a PHI node, we can't insert a load of the value before the
  60       // use.  Instead insert the load in the predecessor block corresponding
  61       // to the incoming value.
  62       //
  63       // Note that if there are multiple edges from a basic block to this PHI
  64       // node that we cannot have multiple loads. The problem is that the
  65       // resulting PHI node will have multiple values (from each load) coming in
  66       // from the same block, which is illegal SSA form. For this reason, we
  67       // keep track of and reuse loads we insert.
  68       DenseMap<BasicBlock*, Value*> Loads;
  69       for (unsigned i = 0, e = PN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i)
  70         if (PN->getIncomingValue(i) == &I) {
  71           Value *&V = Loads[PN->getIncomingBlock(i)];
  72           if (!V) {
  73             // Insert the load into the predecessor block
  74             V = new LoadInst(Slot, I.getName()+".reload", VolatileLoads,
  75                              PN->getIncomingBlock(i)->getTerminator());
  76           }
  77           PN->setIncomingValue(i, V);
  78         }
  79
  80     } else {
  81       // If this is a normal instruction, just insert a load.
  82       Value *V = new LoadInst(Slot, I.getName()+".reload", VolatileLoads, U);
  83       U->replaceUsesOfWith(&I, V);
  84     }
  85   }
  86
  87   // Insert stores of the computed value into the stack slot. We have to be
  88   // careful if I is an invoke instruction, because we can't insert the store
  89   // AFTER the terminator instruction.
  90   BasicBlock::iterator InsertPt;
  91   if (!isa<TerminatorInst>(I)) {
  92     InsertPt = &I;
  93     ++InsertPt;
  94     for (; isa<PHINode>(InsertPt) || InsertPt->isEHPad(); ++InsertPt)
  95       /* empty */;   // Don't insert before PHI nodes or landingpad instrs.
  96   } else {
  97     InvokeInst &II = cast<InvokeInst>(I);
  98     InsertPt = II.getNormalDest()->getFirstInsertionPt();
  99   }
 100
 101   new StoreInst(&I, Slot, InsertPt);
 102   return Slot;
 103 }
 104
 105 /// DemotePHIToStack - This function takes a virtual register computed by a PHI
 106 /// node and replaces it with a slot in the stack frame allocated via alloca.
 107 /// The PHI node is deleted. It returns the pointer to the alloca inserted.
 108 AllocaInst *llvm::DemotePHIToStack(PHINode *P, Instruction *AllocaPoint) {
 109   if (P->use_empty()) {
 110     P->eraseFromParent();
 111     return nullptr;
 112   }
 113
 114   // Create a stack slot to hold the value.
 115   AllocaInst *Slot;
 116   if (AllocaPoint) {
 117     Slot = new AllocaInst(P->getType(), nullptr,
 118                           P->getName()+".reg2mem", AllocaPoint);
 119   } else {
 120     Function *F = P->getParent()->getParent();
 121     Slot = new AllocaInst(P->getType(), nullptr, P->getName()+".reg2mem",
 122                           F->getEntryBlock().begin());
 123   }
 124
 125   // Iterate over each operand inserting a store in each predecessor.
 126   for (unsigned i = 0, e = P->getNumIncomingValues(); i < e; ++i) {
 127     if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(P->getIncomingValue(i))) {
 128       assert(II->getParent() != P->getIncomingBlock(i) &&
 129              "Invoke edge not supported yet"); (void)II;
 130     }
 131     new StoreInst(P->getIncomingValue(i), Slot,
 132                   P->getIncomingBlock(i)->getTerminator());
 133   }
 134
 135   // Insert a load in place of the PHI and replace all uses.
 136   BasicBlock::iterator InsertPt = P;
 137
 138   for (; isa<PHINode>(InsertPt) || isa<LandingPadInst>(InsertPt); ++InsertPt)
 139     /* empty */;   // Don't insert before PHI nodes or landingpad instrs.
 140
 141   Value *V = new LoadInst(Slot, P->getName()+".reload", InsertPt);
 142   P->replaceAllUsesWith(V);
 143
 144   // Delete PHI.
 145   P->eraseFromParent();
 146   return Slot;
 147 }