[RS4GC] Use an value handle to help isolate errors quickly
[oota-llvm.git] / lib / Transforms / Scalar / DCE.cpp
index 29e3ba1a7196c6db390ab4b76f0bc2c9c726e7c6..b67c3c7742fd7d37bbf53b9c6e603c7880f0cd91 100644 (file)
 //===- DCE.cpp - Code to perform dead code elimination --------------------===//
 //
-// This file implements dead code elimination and basic block merging.
+//                     The LLVM Compiler Infrastructure
 //
-// Specifically, this:
-//   * removes definitions with no uses (including unused constants)
-//   * removes basic blocks with no predecessors
-//   * merges a basic block into its predecessor if there is only one and the
-//     predecessor only has one successor.
-//   * Eliminates PHI nodes for basic blocks with a single predecessor
-//   * Eliminates a basic block that only contains an unconditional branch
+// This file is distributed under the University of Illinois Open Source
+// License. See LICENSE.TXT for details.
 //
-// TODO: This should REALLY be recursive instead of iterative.  Right now, we 
-// scan linearly through values, removing unused ones as we go.  The problem is
-// that this may cause other earlier values to become unused.  To make sure that
-// we get them all, we iterate until things stop changing.  Instead, when 
-// removing a value, recheck all of its operands to see if they are now unused.
-// Piece of cake, and more efficient as well.  
+//===----------------------------------------------------------------------===//
+//
+// This file implements dead inst elimination and dead code elimination.
 //
-// Note, this is not trivial, because we have to worry about invalidating 
-// iterators.  :(
+// Dead Inst Elimination performs a single pass over the function removing
+// instructions that are obviously dead.  Dead Code Elimination is similar, but
+// it rechecks instructions that were used by removed instructions to see if
+// they are newly dead.
 //
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
-#include "llvm/Module.h"
-#include "llvm/Method.h"
-#include "llvm/BasicBlock.h"
-#include "llvm/iTerminators.h"
-#include "llvm/iOther.h"
-#include "llvm/Opt/AllOpts.h"
-#include "llvm/Assembly/Writer.h"
-#include "llvm/CFG.h"
-
-using namespace cfg;
-
-struct ConstPoolDCE { 
-  enum { EndOffs = 0 };
-  static bool isDCEable(const Value *) { return true; } 
-};
-
-struct BasicBlockDCE {
-  enum { EndOffs = 1 };
-  static bool isDCEable(const Instruction *I) {
-    return !I->hasSideEffects();
-  }
-};
+#include "llvm/Transforms/Scalar.h"
+#include "llvm/ADT/SetVector.h"
+#include "llvm/ADT/Statistic.h"
+#include "llvm/IR/InstIterator.h"
+#include "llvm/IR/Instruction.h"
+#include "llvm/Pass.h"
+#include "llvm/Analysis/TargetLibraryInfo.h"
+#include "llvm/Transforms/Utils/Local.h"
+using namespace llvm;
 
+#define DEBUG_TYPE "dce"
 
-template<class ValueSubclass, class ItemParentType, class DCEController>
-static bool RemoveUnusedDefs(ValueHolder<ValueSubclass, ItemParentType> &Vals, 
-                            DCEController DCEControl) {
-  bool Changed = false;
-  typedef ValueHolder<ValueSubclass, ItemParentType> Container;
+STATISTIC(DIEEliminated, "Number of insts removed by DIE pass");
+STATISTIC(DCEEliminated, "Number of insts removed");
 
-  int Offset = DCEController::EndOffs;
-  for (Container::iterator DI = Vals.begin(); DI != Vals.end()-Offset; ) {
-    // Look for un"used" definitions...
-    if ((*DI)->use_empty() && DCEController::isDCEable(*DI)) {
-      // Bye bye
-      //cerr << "Removing: " << *DI;
-      delete Vals.remove(DI);
-      Changed = true;
-    } else {
-      DI++;
+namespace {
+  //===--------------------------------------------------------------------===//
+  // DeadInstElimination pass implementation
+  //
+  struct DeadInstElimination : public BasicBlockPass {
+    static char ID; // Pass identification, replacement for typeid
+    DeadInstElimination() : BasicBlockPass(ID) {
+      initializeDeadInstEliminationPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
+    }
+    bool runOnBasicBlock(BasicBlock &BB) override {
+      if (skipOptnoneFunction(BB))
+        return false;
+      auto *TLIP = getAnalysisIfAvailable<TargetLibraryInfoWrapperPass>();
+      TargetLibraryInfo *TLI = TLIP ? &TLIP->getTLI() : nullptr;
+      bool Changed = false;
+      for (BasicBlock::iterator DI = BB.begin(); DI != BB.end(); ) {
+        Instruction *Inst = &*DI++;
+        if (isInstructionTriviallyDead(Inst, TLI)) {
+          Inst->eraseFromParent();
+          Changed = true;
+          ++DIEEliminated;
+        }
+      }
+      return Changed;
     }
-  }
-  return Changed;
-}
-
-// RemoveSingularPHIs - This removes PHI nodes from basic blocks that have only
-// a single predecessor.  This means that the PHI node must only have a single
-// RHS value and can be eliminated.
-//
-// This routine is very simple because we know that PHI nodes must be the first
-// things in a basic block, if they are present.
-//
-static bool RemoveSingularPHIs(BasicBlock *BB) {
-  pred_iterator PI(pred_begin(BB));
-  if (PI == pred_end(BB) || ++PI != pred_end(BB)) 
-    return false;   // More than one predecessor...
-
-  Instruction *I = BB->getInstList().front();
-  if (I->getInstType() != Instruction::PHINode) return false;  // No PHI nodes
-
-  //cerr << "Killing PHIs from " << BB;
-  //cerr << "Pred #0 = " << *pred_begin(BB);
-
-  //cerr << "Method == " << BB->getParent();
-
-  do {
-    PHINode *PN = (PHINode*)I;
-    assert(PN->getOperand(2) == 0 && "PHI node should only have one value!");
-    Value *V = PN->getOperand(0);
-
-    PN->replaceAllUsesWith(V);      // Replace PHI node with its single value.
-    delete BB->getInstList().remove(BB->getInstList().begin());
-
-    I = BB->getInstList().front();
-  } while (I->getInstType() == Instruction::PHINode);
-       
-  return true;  // Yes, we nuked at least one phi node
-}
 
-bool DoRemoveUnusedConstants(SymTabValue *S) {
-  bool Changed = false;
-  ConstantPool &CP = S->getConstantPool();
-  for (ConstantPool::plane_iterator PI = CP.begin(); PI != CP.end(); ++PI)
-    Changed |= RemoveUnusedDefs(**PI, ConstPoolDCE());
-  return Changed;
+    void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const override {
+      AU.setPreservesCFG();
+    }
+  };
 }
 
-static void ReplaceUsesWithConstant(Instruction *I) {
-  // Get the method level constant pool
-  ConstantPool &CP = I->getParent()->getParent()->getConstantPool();
+char DeadInstElimination::ID = 0;
+INITIALIZE_PASS(DeadInstElimination, "die",
+                "Dead Instruction Elimination", false, false)
 
-  ConstPoolVal *CPV = 0;
-  ConstantPool::PlaneType *P;
-  if (!CP.getPlane(I->getType(), P)) {  // Does plane exist?
-    // Yes, is it empty?
-    if (!P->empty()) CPV = P->front();
-  }
-
-  if (CPV == 0) { // We don't have an existing constant to reuse.  Just add one.
-    CPV = ConstPoolVal::getNullConstant(I->getType());  // Create a new constant
-
-    // Add the new value to the constant pool...
-    CP.insert(CPV);
-  }
-  
-  // Make all users of this instruction reference the constant instead
-  I->replaceAllUsesWith(CPV);
+Pass *llvm::createDeadInstEliminationPass() {
+  return new DeadInstElimination();
 }
 
-// RemovePredecessorFromBlock - This function is called when we are about
-// to remove a predecessor from a basic block.  This function takes care of
-// removing the predecessor from the PHI nodes in BB so that after the pred
-// is removed, the number of PHI slots per bb is equal to the number of
-// predecessors.
-//
-static void RemovePredecessorFromBlock(BasicBlock *BB, BasicBlock *Pred) {
-  pred_iterator PI(pred_begin(BB)), EI(pred_end(BB));
-  unsigned max_idx;
 
-  //cerr << "RPFB: " << Pred << "From Block: " << BB;
-  
-  // Loop over the rest of the predecssors until we run out, or until we find
-  // out that there are more than 2 predecessors.
-  for (max_idx = 0; PI != EI && max_idx < 3; ++PI, ++max_idx) /*empty*/;
-
-  // If there are exactly two predecessors, then we want to nuke the PHI nodes
-  // altogether.
-  bool NukePHIs = max_idx == 2;
-  assert(max_idx != 0 && "PHI Node in block with 0 predecessors!?!?!");
-  
-  // Okay, now we know that we need to remove predecessor #pred_idx from all
-  // PHI nodes.  Iterate over each PHI node fixing them up
-  BasicBlock::InstListType::iterator II(BB->getInstList().begin());
-  for (; (*II)->getInstType() == Instruction::PHINode; ++II) {
-    PHINode *PN = (PHINode*)*II;
-    PN->removeIncomingValue(BB);
+namespace {
+  //===--------------------------------------------------------------------===//
+  // DeadCodeElimination pass implementation
+  //
+  struct DCE : public FunctionPass {
+    static char ID; // Pass identification, replacement for typeid
+    DCE() : FunctionPass(ID) {
+      initializeDCEPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
+    }
 
-    if (NukePHIs) {  // Destroy the PHI altogether??
-      assert(PN->getOperand(1) == 0 && "PHI node should only have one value!");
-      Value *V = PN->getOperand(0);
+    bool runOnFunction(Function &F) override;
 
-      PN->replaceAllUsesWith(V);      // Replace PHI node with its single value.
-      delete BB->getInstList().remove(II);
+    void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const override {
+      AU.setPreservesCFG();
     }
-  }
+ };
 }
 
-// PropogatePredecessors - This gets "Succ" ready to have the predecessors from
-// "BB".  This is a little tricky because "Succ" has PHI nodes, which need to
-// have extra slots added to them to hold the merge edges from BB's
-// predecessors.
-//
-// Assumption: BB is the single predecessor of Succ.
-//
-static void PropogatePredecessorsForPHIs(BasicBlock *BB, BasicBlock *Succ) {
-  assert(BB && Succ && *pred_begin(Succ) == BB && "BB is only pred of Succ" &&
-        ++pred_begin(Succ) == pred_end(Succ));
+char DCE::ID = 0;
+INITIALIZE_PASS(DCE, "dce", "Dead Code Elimination", false, false)
+
+static bool DCEInstruction(Instruction *I,
+                           SmallSetVector<Instruction *, 16> &WorkList,
+                           const TargetLibraryInfo *TLI) {
+  if (isInstructionTriviallyDead(I, TLI)) {
+    // Null out all of the instruction's operands to see if any operand becomes
+    // dead as we go.
+    for (unsigned i = 0, e = I->getNumOperands(); i != e; ++i) {
+      Value *OpV = I->getOperand(i);
+      I->setOperand(i, nullptr);
+
+      if (!OpV->use_empty() || I == OpV)
+        continue;
+
+      // If the operand is an instruction that became dead as we nulled out the
+      // operand, and if it is 'trivially' dead, delete it in a future loop
+      // iteration.
+      if (Instruction *OpI = dyn_cast<Instruction>(OpV))
+        if (isInstructionTriviallyDead(OpI, TLI))
+          WorkList.insert(OpI);
+    }
 
-  // If there is more than one predecessor, and there are PHI nodes in
-  // the successor, then we need to add incoming edges for the PHI nodes
-  pred_iterator PI(pred_begin(BB));
-  for (; PI != pred_end(BB); ++PI) {
-    // TODO:
+    I->eraseFromParent();
+    ++DCEEliminated;
+    return true;
   }
+  return false;
 }
 
-static bool DoDCEPass(Method *M) {
-  Method::BasicBlocksType &BBs = M->getBasicBlocks();
-  Method::BasicBlocksType::iterator BBIt, BBEnd = BBs.end();
-  if (BBs.begin() == BBEnd) return false;  // Nothing to do
-  bool Changed = false;
-
-  // Loop through now and remove instructions that have no uses...
-  for (BBIt = BBs.begin(); BBIt != BBEnd; BBIt++) {
-    Changed |= RemoveUnusedDefs((*BBIt)->getInstList(), BasicBlockDCE());
-    Changed |= RemoveSingularPHIs(*BBIt);
+bool DCE::runOnFunction(Function &F) {
+  if (skipOptnoneFunction(F))
+    return false;
+
+  auto *TLIP = getAnalysisIfAvailable<TargetLibraryInfoWrapperPass>();
+  TargetLibraryInfo *TLI = TLIP ? &TLIP->getTLI() : nullptr;
+
+  bool MadeChange = false;
+  SmallSetVector<Instruction *, 16> WorkList;
+  // Iterate over the original function, only adding insts to the worklist
+  // if they actually need to be revisited. This avoids having to pre-init
+  // the worklist with the entire function's worth of instructions.
+  for (inst_iterator FI = inst_begin(F), FE = inst_end(F); FI != FE;) {
+    Instruction *I = &*FI;
+    ++FI;
+
+    // We're visiting this instruction now, so make sure it's not in the
+    // worklist from an earlier visit.
+    if (!WorkList.count(I))
+      MadeChange |= DCEInstruction(I, WorkList, TLI);
   }
 
-  // Loop over all of the basic blocks (except the first one) and remove them
-  // if they are unneeded...
-  //
-  for (BBIt = BBs.begin(), ++BBIt; BBIt != BBs.end(); ++BBIt) {
-    BasicBlock *BB = *BBIt;
-    assert(BB->getTerminator() && "Degenerate basic block encountered!");
-
-#if 0
-    // Remove basic blocks that have no predecessors... which are unreachable.
-    if (pred_begin(BB) == pred_end(BB) &&
-       !BB->hasConstantPoolReferences() && 0) {
-      cerr << "Removing BB: \n" << BB;
-
-      // Loop through all of our successors and make sure they know that one
-      // of their predecessors is going away.
-      for (succ_iterator SI = succ_begin(BB), EI = succ_end(BB); SI != EI; ++SI)
-       RemovePredecessorFromBlock(*SI, BB);
-
-      while (!BB->getInstList().empty()) {
-       Instruction *I = BB->getInstList().front();
-       // If this instruction is used, replace uses with an arbitrary
-       // constant value.  Because control flow can't get here, we don't care
-       // what we replace the value with.
-       if (!I->use_empty()) ReplaceUsesWithConstant(I);
-
-       // Remove the instruction from the basic block
-       delete BB->getInstList().remove(BB->getInstList().begin());
-      }
-      delete BBs.remove(BBIt);
-      --BBIt;  // remove puts use on the next block, we want the previous one
-      Changed = true;
-      continue;
-    } 
-
-    // Check to see if this block has no instructions and only a single 
-    // successor.  If so, replace block references with successor.
-    succ_iterator SI(succ_begin(BB));
-    if (SI != succ_end(BB) && ++SI == succ_end(BB)) {  // One succ?
-      Instruction *I = BB->getInstList().front();
-      if (I->isTerminator()) {   // Terminator is the only instruction!
-
-       if (Succ->getInstList().front()->getInstType() == Instruction::PHINode){
-         // Add entries to the PHI nodes so that the PHI nodes have the right
-         // number of entries...
-         PropogatePredecessorsForPHIs(BB, Succ);
-       }
-
-       BasicBlock *Succ = *succ_begin(BB); // There is exactly one successor
-       BB->replaceAllUsesWith(Succ);
-       cerr << "Killing Trivial BB: \n" << BB;
-
-       BB = BBs.remove(BBIt);
-       --BBIt; // remove puts use on the next block, we want the previous one
-       
-       if (BB->hasName() && !Succ->hasName())  // Transfer name if we can
-         Succ->setName(BB->getName());
-       delete BB;                              // Delete basic block
-
-       cerr << "Method after removal: \n" << M;
-       Changed = true;
-       continue;
-      }
-    }
-#endif
-
-    // Merge basic blocks into their predecessor if there is only one pred, 
-    // and if there is only one successor of the predecessor. 
-    pred_iterator PI(pred_begin(BB));
-    if (PI != pred_end(BB) && *PI != BB &&    // Not empty?  Not same BB?
-       ++PI == pred_end(BB) && !BB->hasConstantPoolReferences()) {
-      BasicBlock *Pred = *pred_begin(BB);
-      TerminatorInst *Term = Pred->getTerminator();
-      assert(Term != 0 && "malformed basic block without terminator!");
-
-      // Does the predecessor block only have a single successor?
-      succ_iterator SI(succ_begin(Pred));
-      if (++SI == succ_end(Pred)) {
-       //cerr << "Merging: " << BB << "into: " << Pred;
-
-       // Delete the unconditianal branch from the predecessor...
-       BasicBlock::InstListType::iterator DI = Pred->getInstList().end();
-       assert(Pred->getTerminator() && 
-              "Degenerate basic block encountered!");  // Empty bb???      
-       delete Pred->getInstList().remove(--DI);        // Destroy uncond branch
-       
-       // Move all definitions in the succecessor to the predecessor...
-       while (!BB->getInstList().empty()) {
-         DI = BB->getInstList().begin();
-         Instruction *Def = BB->getInstList().remove(DI); // Remove from front
-         Pred->getInstList().push_back(Def);              // Add to end...
-       }
-
-       // Remove basic block from the method... and advance iterator to the
-       // next valid block...
-       BB = BBs.remove(BBIt);
-       --BBIt;  // remove puts us on the NEXT bb.  We want the prev BB
-       Changed = true;
-
-       // Make all PHI nodes that refered to BB now refer to Pred as their
-       // source...
-       BB->replaceAllUsesWith(Pred);
-       
-       // Inherit predecessors name if it exists...
-       if (BB->hasName() && !Pred->hasName()) Pred->setName(BB->getName());
-       
-       // You ARE the weakest link... goodbye
-       delete BB;
-
-       WriteToVCG(M, "MergedInto");
-      }
-    }
+  while (!WorkList.empty()) {
+    Instruction *I = WorkList.pop_back_val();
+    MadeChange |= DCEInstruction(I, WorkList, TLI);
   }
-
-  // Remove unused constants
-  Changed |= DoRemoveUnusedConstants(M);
-  return Changed;
+  return MadeChange;
 }
 
-
-// It is possible that we may require multiple passes over the code to fully
-// eliminate dead code.  Iterate until we are done.
-//
-bool DoDeadCodeElimination(Method *M) {
-  bool Changed = false;
-  while (DoDCEPass(M)) Changed = true;
-  return Changed;
+FunctionPass *llvm::createDeadCodeEliminationPass() {
+  return new DCE();
 }
 
-bool DoDeadCodeElimination(Module *C) { 
-  bool Val = ApplyOptToAllMethods(C, DoDeadCodeElimination);
-  while (DoRemoveUnusedConstants(C)) Val = true;
-  return Val;
-}