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Viewing changes to libclamav/c++/llvm/lib/Transforms/Scalar/GVN.cpp

  • Committer: Bazaar Package Importer
  • Author(s): Scott Kitterman
  • Date: 2010-03-12 11:30:04 UTC
  • mfrom: (0.41.1 upstream)
  • Revision ID: james.westby@ubuntu.com-20100312113004-b0fop4bkycszdd0z
Tags: 0.96~rc1+dfsg-0ubuntu1
* New upstream RC - FFE (LP: #537636):
  - Add OfficialDatabaseOnly option to clamav-base.postinst.in
  - Add LocalSocketGroup option to clamav-base.postinst.in
  - Add LocalSocketMode option to clamav-base.postinst.in
  - Add CrossFilesystems option to clamav-base.postinst.in
  - Add ClamukoScannerCount option to clamav-base.postinst.in
  - Add BytecodeSecurity opiton to clamav-base.postinst.in
  - Add DetectionStatsHostID option to clamav-freshclam.postinst.in
  - Add Bytecode option to clamav-freshclam.postinst.in
  - Add MilterSocketGroup option to clamav-milter.postinst.in
  - Add MilterSocketMode option to clamav-milter.postinst.in
  - Add ReportHostname option to clamav-milter.postinst.in
  - Bump libclamav SO version to 6.1.0 in libclamav6.install
  - Drop clamdmon from clamav.examples (no longer shipped by upstream)
  - Drop libclamav.a from libclamav-dev.install (not built by upstream)
  - Update SO version for lintian override for libclamav6
  - Add new Bytecode Testing Tool, usr/bin/clambc, to clamav.install
  - Add build-depends on python and python-setuptools for new test suite
  - Update debian/copyright for the embedded copy of llvm (using the system
    llvm is not currently feasible)

Show diffs side-by-side

added added

removed removed

Lines of Context:
 
1
//===- GVN.cpp - Eliminate redundant values and loads ---------------------===//
 
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 pass performs global value numbering to eliminate fully redundant
 
11
// instructions.  It also performs simple dead load elimination.
 
12
//
 
13
// Note that this pass does the value numbering itself; it does not use the
 
14
// ValueNumbering analysis passes.
 
15
//
 
16
//===----------------------------------------------------------------------===//
 
17
 
 
18
#define DEBUG_TYPE "gvn"
 
19
#include "llvm/Transforms/Scalar.h"
 
20
#include "llvm/BasicBlock.h"
 
21
#include "llvm/Constants.h"
 
22
#include "llvm/DerivedTypes.h"
 
23
#include "llvm/GlobalVariable.h"
 
24
#include "llvm/Function.h"
 
25
#include "llvm/IntrinsicInst.h"
 
26
#include "llvm/LLVMContext.h"
 
27
#include "llvm/Operator.h"
 
28
#include "llvm/Value.h"
 
29
#include "llvm/ADT/DenseMap.h"
 
30
#include "llvm/ADT/DepthFirstIterator.h"
 
31
#include "llvm/ADT/PostOrderIterator.h"
 
32
#include "llvm/ADT/SmallPtrSet.h"
 
33
#include "llvm/ADT/SmallVector.h"
 
34
#include "llvm/ADT/Statistic.h"
 
35
#include "llvm/Analysis/AliasAnalysis.h"
 
36
#include "llvm/Analysis/ConstantFolding.h"
 
37
#include "llvm/Analysis/Dominators.h"
 
38
#include "llvm/Analysis/MemoryBuiltins.h"
 
39
#include "llvm/Analysis/MemoryDependenceAnalysis.h"
 
40
#include "llvm/Analysis/PHITransAddr.h"
 
41
#include "llvm/Support/CFG.h"
 
42
#include "llvm/Support/CommandLine.h"
 
43
#include "llvm/Support/Debug.h"
 
44
#include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
 
45
#include "llvm/Support/GetElementPtrTypeIterator.h"
 
46
#include "llvm/Support/IRBuilder.h"
 
47
#include "llvm/Support/raw_ostream.h"
 
48
#include "llvm/Target/TargetData.h"
 
49
#include "llvm/Transforms/Utils/BasicBlockUtils.h"
 
50
#include "llvm/Transforms/Utils/Local.h"
 
51
#include "llvm/Transforms/Utils/SSAUpdater.h"
 
52
using namespace llvm;
 
53
 
 
54
STATISTIC(NumGVNInstr,  "Number of instructions deleted");
 
55
STATISTIC(NumGVNLoad,   "Number of loads deleted");
 
56
STATISTIC(NumGVNPRE,    "Number of instructions PRE'd");
 
57
STATISTIC(NumGVNBlocks, "Number of blocks merged");
 
58
STATISTIC(NumPRELoad,   "Number of loads PRE'd");
 
59
 
 
60
static cl::opt<bool> EnablePRE("enable-pre",
 
61
                               cl::init(true), cl::Hidden);
 
62
static cl::opt<bool> EnableLoadPRE("enable-load-pre", cl::init(true));
 
63
static cl::opt<bool> EnableFullLoadPRE("enable-full-load-pre", cl::init(false));
 
64
 
 
65
//===----------------------------------------------------------------------===//
 
66
//                         ValueTable Class
 
67
//===----------------------------------------------------------------------===//
 
68
 
 
69
/// This class holds the mapping between values and value numbers.  It is used
 
70
/// as an efficient mechanism to determine the expression-wise equivalence of
 
71
/// two values.
 
72
namespace {
 
73
  struct Expression {
 
74
    enum ExpressionOpcode { 
 
75
      ADD = Instruction::Add,
 
76
      FADD = Instruction::FAdd,
 
77
      SUB = Instruction::Sub,
 
78
      FSUB = Instruction::FSub,
 
79
      MUL = Instruction::Mul,
 
80
      FMUL = Instruction::FMul,
 
81
      UDIV = Instruction::UDiv,
 
82
      SDIV = Instruction::SDiv,
 
83
      FDIV = Instruction::FDiv,
 
84
      UREM = Instruction::URem,
 
85
      SREM = Instruction::SRem,
 
86
      FREM = Instruction::FRem,
 
87
      SHL = Instruction::Shl,
 
88
      LSHR = Instruction::LShr,
 
89
      ASHR = Instruction::AShr,
 
90
      AND = Instruction::And,
 
91
      OR = Instruction::Or,
 
92
      XOR = Instruction::Xor,
 
93
      TRUNC = Instruction::Trunc,
 
94
      ZEXT = Instruction::ZExt,
 
95
      SEXT = Instruction::SExt,
 
96
      FPTOUI = Instruction::FPToUI,
 
97
      FPTOSI = Instruction::FPToSI,
 
98
      UITOFP = Instruction::UIToFP,
 
99
      SITOFP = Instruction::SIToFP,
 
100
      FPTRUNC = Instruction::FPTrunc,
 
101
      FPEXT = Instruction::FPExt,
 
102
      PTRTOINT = Instruction::PtrToInt,
 
103
      INTTOPTR = Instruction::IntToPtr,
 
104
      BITCAST = Instruction::BitCast,
 
105
      ICMPEQ, ICMPNE, ICMPUGT, ICMPUGE, ICMPULT, ICMPULE,
 
106
      ICMPSGT, ICMPSGE, ICMPSLT, ICMPSLE, FCMPOEQ,
 
107
      FCMPOGT, FCMPOGE, FCMPOLT, FCMPOLE, FCMPONE,
 
108
      FCMPORD, FCMPUNO, FCMPUEQ, FCMPUGT, FCMPUGE,
 
109
      FCMPULT, FCMPULE, FCMPUNE, EXTRACT, INSERT,
 
110
      SHUFFLE, SELECT, GEP, CALL, CONSTANT,
 
111
      INSERTVALUE, EXTRACTVALUE, EMPTY, TOMBSTONE };
 
112
 
 
113
    ExpressionOpcode opcode;
 
114
    const Type* type;
 
115
    SmallVector<uint32_t, 4> varargs;
 
116
    Value *function;
 
117
 
 
118
    Expression() { }
 
119
    Expression(ExpressionOpcode o) : opcode(o) { }
 
120
 
 
121
    bool operator==(const Expression &other) const {
 
122
      if (opcode != other.opcode)
 
123
        return false;
 
124
      else if (opcode == EMPTY || opcode == TOMBSTONE)
 
125
        return true;
 
126
      else if (type != other.type)
 
127
        return false;
 
128
      else if (function != other.function)
 
129
        return false;
 
130
      else {
 
131
        if (varargs.size() != other.varargs.size())
 
132
          return false;
 
133
 
 
134
        for (size_t i = 0; i < varargs.size(); ++i)
 
135
          if (varargs[i] != other.varargs[i])
 
136
            return false;
 
137
 
 
138
        return true;
 
139
      }
 
140
    }
 
141
 
 
142
    bool operator!=(const Expression &other) const {
 
143
      return !(*this == other);
 
144
    }
 
145
  };
 
146
 
 
147
  class ValueTable {
 
148
    private:
 
149
      DenseMap<Value*, uint32_t> valueNumbering;
 
150
      DenseMap<Expression, uint32_t> expressionNumbering;
 
151
      AliasAnalysis* AA;
 
152
      MemoryDependenceAnalysis* MD;
 
153
      DominatorTree* DT;
 
154
 
 
155
      uint32_t nextValueNumber;
 
156
 
 
157
      Expression::ExpressionOpcode getOpcode(CmpInst* C);
 
158
      Expression create_expression(BinaryOperator* BO);
 
159
      Expression create_expression(CmpInst* C);
 
160
      Expression create_expression(ShuffleVectorInst* V);
 
161
      Expression create_expression(ExtractElementInst* C);
 
162
      Expression create_expression(InsertElementInst* V);
 
163
      Expression create_expression(SelectInst* V);
 
164
      Expression create_expression(CastInst* C);
 
165
      Expression create_expression(GetElementPtrInst* G);
 
166
      Expression create_expression(CallInst* C);
 
167
      Expression create_expression(Constant* C);
 
168
      Expression create_expression(ExtractValueInst* C);
 
169
      Expression create_expression(InsertValueInst* C);
 
170
      
 
171
      uint32_t lookup_or_add_call(CallInst* C);
 
172
    public:
 
173
      ValueTable() : nextValueNumber(1) { }
 
174
      uint32_t lookup_or_add(Value *V);
 
175
      uint32_t lookup(Value *V) const;
 
176
      void add(Value *V, uint32_t num);
 
177
      void clear();
 
178
      void erase(Value *v);
 
179
      unsigned size();
 
180
      void setAliasAnalysis(AliasAnalysis* A) { AA = A; }
 
181
      AliasAnalysis *getAliasAnalysis() const { return AA; }
 
182
      void setMemDep(MemoryDependenceAnalysis* M) { MD = M; }
 
183
      void setDomTree(DominatorTree* D) { DT = D; }
 
184
      uint32_t getNextUnusedValueNumber() { return nextValueNumber; }
 
185
      void verifyRemoved(const Value *) const;
 
186
  };
 
187
}
 
188
 
 
189
namespace llvm {
 
190
template <> struct DenseMapInfo<Expression> {
 
191
  static inline Expression getEmptyKey() {
 
192
    return Expression(Expression::EMPTY);
 
193
  }
 
194
 
 
195
  static inline Expression getTombstoneKey() {
 
196
    return Expression(Expression::TOMBSTONE);
 
197
  }
 
198
 
 
199
  static unsigned getHashValue(const Expression e) {
 
200
    unsigned hash = e.opcode;
 
201
 
 
202
    hash = ((unsigned)((uintptr_t)e.type >> 4) ^
 
203
            (unsigned)((uintptr_t)e.type >> 9));
 
204
 
 
205
    for (SmallVector<uint32_t, 4>::const_iterator I = e.varargs.begin(),
 
206
         E = e.varargs.end(); I != E; ++I)
 
207
      hash = *I + hash * 37;
 
208
 
 
209
    hash = ((unsigned)((uintptr_t)e.function >> 4) ^
 
210
            (unsigned)((uintptr_t)e.function >> 9)) +
 
211
           hash * 37;
 
212
 
 
213
    return hash;
 
214
  }
 
215
  static bool isEqual(const Expression &LHS, const Expression &RHS) {
 
216
    return LHS == RHS;
 
217
  }
 
218
};
 
219
  
 
220
template <>
 
221
struct isPodLike<Expression> { static const bool value = true; };
 
222
 
 
223
}
 
224
 
 
225
//===----------------------------------------------------------------------===//
 
226
//                     ValueTable Internal Functions
 
227
//===----------------------------------------------------------------------===//
 
228
 
 
229
Expression::ExpressionOpcode ValueTable::getOpcode(CmpInst* C) {
 
230
  if (isa<ICmpInst>(C)) {
 
231
    switch (C->getPredicate()) {
 
232
    default:  // THIS SHOULD NEVER HAPPEN
 
233
      llvm_unreachable("Comparison with unknown predicate?");
 
234
    case ICmpInst::ICMP_EQ:  return Expression::ICMPEQ;
 
235
    case ICmpInst::ICMP_NE:  return Expression::ICMPNE;
 
236
    case ICmpInst::ICMP_UGT: return Expression::ICMPUGT;
 
237
    case ICmpInst::ICMP_UGE: return Expression::ICMPUGE;
 
238
    case ICmpInst::ICMP_ULT: return Expression::ICMPULT;
 
239
    case ICmpInst::ICMP_ULE: return Expression::ICMPULE;
 
240
    case ICmpInst::ICMP_SGT: return Expression::ICMPSGT;
 
241
    case ICmpInst::ICMP_SGE: return Expression::ICMPSGE;
 
242
    case ICmpInst::ICMP_SLT: return Expression::ICMPSLT;
 
243
    case ICmpInst::ICMP_SLE: return Expression::ICMPSLE;
 
244
    }
 
245
  } else {
 
246
    switch (C->getPredicate()) {
 
247
    default: // THIS SHOULD NEVER HAPPEN
 
248
      llvm_unreachable("Comparison with unknown predicate?");
 
249
    case FCmpInst::FCMP_OEQ: return Expression::FCMPOEQ;
 
250
    case FCmpInst::FCMP_OGT: return Expression::FCMPOGT;
 
251
    case FCmpInst::FCMP_OGE: return Expression::FCMPOGE;
 
252
    case FCmpInst::FCMP_OLT: return Expression::FCMPOLT;
 
253
    case FCmpInst::FCMP_OLE: return Expression::FCMPOLE;
 
254
    case FCmpInst::FCMP_ONE: return Expression::FCMPONE;
 
255
    case FCmpInst::FCMP_ORD: return Expression::FCMPORD;
 
256
    case FCmpInst::FCMP_UNO: return Expression::FCMPUNO;
 
257
    case FCmpInst::FCMP_UEQ: return Expression::FCMPUEQ;
 
258
    case FCmpInst::FCMP_UGT: return Expression::FCMPUGT;
 
259
    case FCmpInst::FCMP_UGE: return Expression::FCMPUGE;
 
260
    case FCmpInst::FCMP_ULT: return Expression::FCMPULT;
 
261
    case FCmpInst::FCMP_ULE: return Expression::FCMPULE;
 
262
    case FCmpInst::FCMP_UNE: return Expression::FCMPUNE;
 
263
    }
 
264
  }
 
265
}
 
266
 
 
267
Expression ValueTable::create_expression(CallInst* C) {
 
268
  Expression e;
 
269
 
 
270
  e.type = C->getType();
 
271
  e.function = C->getCalledFunction();
 
272
  e.opcode = Expression::CALL;
 
273
 
 
274
  for (CallInst::op_iterator I = C->op_begin()+1, E = C->op_end();
 
275
       I != E; ++I)
 
276
    e.varargs.push_back(lookup_or_add(*I));
 
277
 
 
278
  return e;
 
279
}
 
280
 
 
281
Expression ValueTable::create_expression(BinaryOperator* BO) {
 
282
  Expression e;
 
283
  e.varargs.push_back(lookup_or_add(BO->getOperand(0)));
 
284
  e.varargs.push_back(lookup_or_add(BO->getOperand(1)));
 
285
  e.function = 0;
 
286
  e.type = BO->getType();
 
287
  e.opcode = static_cast<Expression::ExpressionOpcode>(BO->getOpcode());
 
288
 
 
289
  return e;
 
290
}
 
291
 
 
292
Expression ValueTable::create_expression(CmpInst* C) {
 
293
  Expression e;
 
294
 
 
295
  e.varargs.push_back(lookup_or_add(C->getOperand(0)));
 
296
  e.varargs.push_back(lookup_or_add(C->getOperand(1)));
 
297
  e.function = 0;
 
298
  e.type = C->getType();
 
299
  e.opcode = getOpcode(C);
 
300
 
 
301
  return e;
 
302
}
 
303
 
 
304
Expression ValueTable::create_expression(CastInst* C) {
 
305
  Expression e;
 
306
 
 
307
  e.varargs.push_back(lookup_or_add(C->getOperand(0)));
 
308
  e.function = 0;
 
309
  e.type = C->getType();
 
310
  e.opcode = static_cast<Expression::ExpressionOpcode>(C->getOpcode());
 
311
 
 
312
  return e;
 
313
}
 
314
 
 
315
Expression ValueTable::create_expression(ShuffleVectorInst* S) {
 
316
  Expression e;
 
317
 
 
318
  e.varargs.push_back(lookup_or_add(S->getOperand(0)));
 
319
  e.varargs.push_back(lookup_or_add(S->getOperand(1)));
 
320
  e.varargs.push_back(lookup_or_add(S->getOperand(2)));
 
321
  e.function = 0;
 
322
  e.type = S->getType();
 
323
  e.opcode = Expression::SHUFFLE;
 
324
 
 
325
  return e;
 
326
}
 
327
 
 
328
Expression ValueTable::create_expression(ExtractElementInst* E) {
 
329
  Expression e;
 
330
 
 
331
  e.varargs.push_back(lookup_or_add(E->getOperand(0)));
 
332
  e.varargs.push_back(lookup_or_add(E->getOperand(1)));
 
333
  e.function = 0;
 
334
  e.type = E->getType();
 
335
  e.opcode = Expression::EXTRACT;
 
336
 
 
337
  return e;
 
338
}
 
339
 
 
340
Expression ValueTable::create_expression(InsertElementInst* I) {
 
341
  Expression e;
 
342
 
 
343
  e.varargs.push_back(lookup_or_add(I->getOperand(0)));
 
344
  e.varargs.push_back(lookup_or_add(I->getOperand(1)));
 
345
  e.varargs.push_back(lookup_or_add(I->getOperand(2)));
 
346
  e.function = 0;
 
347
  e.type = I->getType();
 
348
  e.opcode = Expression::INSERT;
 
349
 
 
350
  return e;
 
351
}
 
352
 
 
353
Expression ValueTable::create_expression(SelectInst* I) {
 
354
  Expression e;
 
355
 
 
356
  e.varargs.push_back(lookup_or_add(I->getCondition()));
 
357
  e.varargs.push_back(lookup_or_add(I->getTrueValue()));
 
358
  e.varargs.push_back(lookup_or_add(I->getFalseValue()));
 
359
  e.function = 0;
 
360
  e.type = I->getType();
 
361
  e.opcode = Expression::SELECT;
 
362
 
 
363
  return e;
 
364
}
 
365
 
 
366
Expression ValueTable::create_expression(GetElementPtrInst* G) {
 
367
  Expression e;
 
368
 
 
369
  e.varargs.push_back(lookup_or_add(G->getPointerOperand()));
 
370
  e.function = 0;
 
371
  e.type = G->getType();
 
372
  e.opcode = Expression::GEP;
 
373
 
 
374
  for (GetElementPtrInst::op_iterator I = G->idx_begin(), E = G->idx_end();
 
375
       I != E; ++I)
 
376
    e.varargs.push_back(lookup_or_add(*I));
 
377
 
 
378
  return e;
 
379
}
 
380
 
 
381
Expression ValueTable::create_expression(ExtractValueInst* E) {
 
382
  Expression e;
 
383
 
 
384
  e.varargs.push_back(lookup_or_add(E->getAggregateOperand()));
 
385
  for (ExtractValueInst::idx_iterator II = E->idx_begin(), IE = E->idx_end();
 
386
       II != IE; ++II)
 
387
    e.varargs.push_back(*II);
 
388
  e.function = 0;
 
389
  e.type = E->getType();
 
390
  e.opcode = Expression::EXTRACTVALUE;
 
391
 
 
392
  return e;
 
393
}
 
394
 
 
395
Expression ValueTable::create_expression(InsertValueInst* E) {
 
396
  Expression e;
 
397
 
 
398
  e.varargs.push_back(lookup_or_add(E->getAggregateOperand()));
 
399
  e.varargs.push_back(lookup_or_add(E->getInsertedValueOperand()));
 
400
  for (InsertValueInst::idx_iterator II = E->idx_begin(), IE = E->idx_end();
 
401
       II != IE; ++II)
 
402
    e.varargs.push_back(*II);
 
403
  e.function = 0;
 
404
  e.type = E->getType();
 
405
  e.opcode = Expression::INSERTVALUE;
 
406
 
 
407
  return e;
 
408
}
 
409
 
 
410
//===----------------------------------------------------------------------===//
 
411
//                     ValueTable External Functions
 
412
//===----------------------------------------------------------------------===//
 
413
 
 
414
/// add - Insert a value into the table with a specified value number.
 
415
void ValueTable::add(Value *V, uint32_t num) {
 
416
  valueNumbering.insert(std::make_pair(V, num));
 
417
}
 
418
 
 
419
uint32_t ValueTable::lookup_or_add_call(CallInst* C) {
 
420
  if (AA->doesNotAccessMemory(C)) {
 
421
    Expression exp = create_expression(C);
 
422
    uint32_t& e = expressionNumbering[exp];
 
423
    if (!e) e = nextValueNumber++;
 
424
    valueNumbering[C] = e;
 
425
    return e;
 
426
  } else if (AA->onlyReadsMemory(C)) {
 
427
    Expression exp = create_expression(C);
 
428
    uint32_t& e = expressionNumbering[exp];
 
429
    if (!e) {
 
430
      e = nextValueNumber++;
 
431
      valueNumbering[C] = e;
 
432
      return e;
 
433
    }
 
434
    if (!MD) {
 
435
      e = nextValueNumber++;
 
436
      valueNumbering[C] = e;
 
437
      return e;
 
438
    }
 
439
 
 
440
    MemDepResult local_dep = MD->getDependency(C);
 
441
 
 
442
    if (!local_dep.isDef() && !local_dep.isNonLocal()) {
 
443
      valueNumbering[C] =  nextValueNumber;
 
444
      return nextValueNumber++;
 
445
    }
 
446
 
 
447
    if (local_dep.isDef()) {
 
448
      CallInst* local_cdep = cast<CallInst>(local_dep.getInst());
 
449
 
 
450
      if (local_cdep->getNumOperands() != C->getNumOperands()) {
 
451
        valueNumbering[C] = nextValueNumber;
 
452
        return nextValueNumber++;
 
453
      }
 
454
 
 
455
      for (unsigned i = 1; i < C->getNumOperands(); ++i) {
 
456
        uint32_t c_vn = lookup_or_add(C->getOperand(i));
 
457
        uint32_t cd_vn = lookup_or_add(local_cdep->getOperand(i));
 
458
        if (c_vn != cd_vn) {
 
459
          valueNumbering[C] = nextValueNumber;
 
460
          return nextValueNumber++;
 
461
        }
 
462
      }
 
463
 
 
464
      uint32_t v = lookup_or_add(local_cdep);
 
465
      valueNumbering[C] = v;
 
466
      return v;
 
467
    }
 
468
 
 
469
    // Non-local case.
 
470
    const MemoryDependenceAnalysis::NonLocalDepInfo &deps =
 
471
      MD->getNonLocalCallDependency(CallSite(C));
 
472
    // FIXME: call/call dependencies for readonly calls should return def, not
 
473
    // clobber!  Move the checking logic to MemDep!
 
474
    CallInst* cdep = 0;
 
475
 
 
476
    // Check to see if we have a single dominating call instruction that is
 
477
    // identical to C.
 
478
    for (unsigned i = 0, e = deps.size(); i != e; ++i) {
 
479
      const NonLocalDepEntry *I = &deps[i];
 
480
      // Ignore non-local dependencies.
 
481
      if (I->getResult().isNonLocal())
 
482
        continue;
 
483
 
 
484
      // We don't handle non-depedencies.  If we already have a call, reject
 
485
      // instruction dependencies.
 
486
      if (I->getResult().isClobber() || cdep != 0) {
 
487
        cdep = 0;
 
488
        break;
 
489
      }
 
490
 
 
491
      CallInst *NonLocalDepCall = dyn_cast<CallInst>(I->getResult().getInst());
 
492
      // FIXME: All duplicated with non-local case.
 
493
      if (NonLocalDepCall && DT->properlyDominates(I->getBB(), C->getParent())){
 
494
        cdep = NonLocalDepCall;
 
495
        continue;
 
496
      }
 
497
 
 
498
      cdep = 0;
 
499
      break;
 
500
    }
 
501
 
 
502
    if (!cdep) {
 
503
      valueNumbering[C] = nextValueNumber;
 
504
      return nextValueNumber++;
 
505
    }
 
506
 
 
507
    if (cdep->getNumOperands() != C->getNumOperands()) {
 
508
      valueNumbering[C] = nextValueNumber;
 
509
      return nextValueNumber++;
 
510
    }
 
511
    for (unsigned i = 1; i < C->getNumOperands(); ++i) {
 
512
      uint32_t c_vn = lookup_or_add(C->getOperand(i));
 
513
      uint32_t cd_vn = lookup_or_add(cdep->getOperand(i));
 
514
      if (c_vn != cd_vn) {
 
515
        valueNumbering[C] = nextValueNumber;
 
516
        return nextValueNumber++;
 
517
      }
 
518
    }
 
519
 
 
520
    uint32_t v = lookup_or_add(cdep);
 
521
    valueNumbering[C] = v;
 
522
    return v;
 
523
 
 
524
  } else {
 
525
    valueNumbering[C] = nextValueNumber;
 
526
    return nextValueNumber++;
 
527
  }
 
528
}
 
529
 
 
530
/// lookup_or_add - Returns the value number for the specified value, assigning
 
531
/// it a new number if it did not have one before.
 
532
uint32_t ValueTable::lookup_or_add(Value *V) {
 
533
  DenseMap<Value*, uint32_t>::iterator VI = valueNumbering.find(V);
 
534
  if (VI != valueNumbering.end())
 
535
    return VI->second;
 
536
 
 
537
  if (!isa<Instruction>(V)) {
 
538
    valueNumbering[V] = nextValueNumber;
 
539
    return nextValueNumber++;
 
540
  }
 
541
  
 
542
  Instruction* I = cast<Instruction>(V);
 
543
  Expression exp;
 
544
  switch (I->getOpcode()) {
 
545
    case Instruction::Call:
 
546
      return lookup_or_add_call(cast<CallInst>(I));
 
547
    case Instruction::Add:
 
548
    case Instruction::FAdd:
 
549
    case Instruction::Sub:
 
550
    case Instruction::FSub:
 
551
    case Instruction::Mul:
 
552
    case Instruction::FMul:
 
553
    case Instruction::UDiv:
 
554
    case Instruction::SDiv:
 
555
    case Instruction::FDiv:
 
556
    case Instruction::URem:
 
557
    case Instruction::SRem:
 
558
    case Instruction::FRem:
 
559
    case Instruction::Shl:
 
560
    case Instruction::LShr:
 
561
    case Instruction::AShr:
 
562
    case Instruction::And:
 
563
    case Instruction::Or :
 
564
    case Instruction::Xor:
 
565
      exp = create_expression(cast<BinaryOperator>(I));
 
566
      break;
 
567
    case Instruction::ICmp:
 
568
    case Instruction::FCmp:
 
569
      exp = create_expression(cast<CmpInst>(I));
 
570
      break;
 
571
    case Instruction::Trunc:
 
572
    case Instruction::ZExt:
 
573
    case Instruction::SExt:
 
574
    case Instruction::FPToUI:
 
575
    case Instruction::FPToSI:
 
576
    case Instruction::UIToFP:
 
577
    case Instruction::SIToFP:
 
578
    case Instruction::FPTrunc:
 
579
    case Instruction::FPExt:
 
580
    case Instruction::PtrToInt:
 
581
    case Instruction::IntToPtr:
 
582
    case Instruction::BitCast:
 
583
      exp = create_expression(cast<CastInst>(I));
 
584
      break;
 
585
    case Instruction::Select:
 
586
      exp = create_expression(cast<SelectInst>(I));
 
587
      break;
 
588
    case Instruction::ExtractElement:
 
589
      exp = create_expression(cast<ExtractElementInst>(I));
 
590
      break;
 
591
    case Instruction::InsertElement:
 
592
      exp = create_expression(cast<InsertElementInst>(I));
 
593
      break;
 
594
    case Instruction::ShuffleVector:
 
595
      exp = create_expression(cast<ShuffleVectorInst>(I));
 
596
      break;
 
597
    case Instruction::ExtractValue:
 
598
      exp = create_expression(cast<ExtractValueInst>(I));
 
599
      break;
 
600
    case Instruction::InsertValue:
 
601
      exp = create_expression(cast<InsertValueInst>(I));
 
602
      break;      
 
603
    case Instruction::GetElementPtr:
 
604
      exp = create_expression(cast<GetElementPtrInst>(I));
 
605
      break;
 
606
    default:
 
607
      valueNumbering[V] = nextValueNumber;
 
608
      return nextValueNumber++;
 
609
  }
 
610
 
 
611
  uint32_t& e = expressionNumbering[exp];
 
612
  if (!e) e = nextValueNumber++;
 
613
  valueNumbering[V] = e;
 
614
  return e;
 
615
}
 
616
 
 
617
/// lookup - Returns the value number of the specified value. Fails if
 
618
/// the value has not yet been numbered.
 
619
uint32_t ValueTable::lookup(Value *V) const {
 
620
  DenseMap<Value*, uint32_t>::const_iterator VI = valueNumbering.find(V);
 
621
  assert(VI != valueNumbering.end() && "Value not numbered?");
 
622
  return VI->second;
 
623
}
 
624
 
 
625
/// clear - Remove all entries from the ValueTable
 
626
void ValueTable::clear() {
 
627
  valueNumbering.clear();
 
628
  expressionNumbering.clear();
 
629
  nextValueNumber = 1;
 
630
}
 
631
 
 
632
/// erase - Remove a value from the value numbering
 
633
void ValueTable::erase(Value *V) {
 
634
  valueNumbering.erase(V);
 
635
}
 
636
 
 
637
/// verifyRemoved - Verify that the value is removed from all internal data
 
638
/// structures.
 
639
void ValueTable::verifyRemoved(const Value *V) const {
 
640
  for (DenseMap<Value*, uint32_t>::const_iterator
 
641
         I = valueNumbering.begin(), E = valueNumbering.end(); I != E; ++I) {
 
642
    assert(I->first != V && "Inst still occurs in value numbering map!");
 
643
  }
 
644
}
 
645
 
 
646
//===----------------------------------------------------------------------===//
 
647
//                                GVN Pass
 
648
//===----------------------------------------------------------------------===//
 
649
 
 
650
namespace {
 
651
  struct ValueNumberScope {
 
652
    ValueNumberScope* parent;
 
653
    DenseMap<uint32_t, Value*> table;
 
654
 
 
655
    ValueNumberScope(ValueNumberScope* p) : parent(p) { }
 
656
  };
 
657
}
 
658
 
 
659
namespace {
 
660
 
 
661
  class GVN : public FunctionPass {
 
662
    bool runOnFunction(Function &F);
 
663
  public:
 
664
    static char ID; // Pass identification, replacement for typeid
 
665
    explicit GVN(bool noloads = false)
 
666
      : FunctionPass(&ID), NoLoads(noloads), MD(0) { }
 
667
 
 
668
  private:
 
669
    bool NoLoads;
 
670
    MemoryDependenceAnalysis *MD;
 
671
    DominatorTree *DT;
 
672
 
 
673
    ValueTable VN;
 
674
    DenseMap<BasicBlock*, ValueNumberScope*> localAvail;
 
675
 
 
676
    // List of critical edges to be split between iterations.
 
677
    SmallVector<std::pair<TerminatorInst*, unsigned>, 4> toSplit;
 
678
 
 
679
    // This transformation requires dominator postdominator info
 
680
    virtual void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
 
681
      AU.addRequired<DominatorTree>();
 
682
      if (!NoLoads)
 
683
        AU.addRequired<MemoryDependenceAnalysis>();
 
684
      AU.addRequired<AliasAnalysis>();
 
685
 
 
686
      AU.addPreserved<DominatorTree>();
 
687
      AU.addPreserved<AliasAnalysis>();
 
688
    }
 
689
 
 
690
    // Helper fuctions
 
691
    // FIXME: eliminate or document these better
 
692
    bool processLoad(LoadInst* L,
 
693
                     SmallVectorImpl<Instruction*> &toErase);
 
694
    bool processInstruction(Instruction *I,
 
695
                            SmallVectorImpl<Instruction*> &toErase);
 
696
    bool processNonLocalLoad(LoadInst* L,
 
697
                             SmallVectorImpl<Instruction*> &toErase);
 
698
    bool processBlock(BasicBlock *BB);
 
699
    void dump(DenseMap<uint32_t, Value*>& d);
 
700
    bool iterateOnFunction(Function &F);
 
701
    Value *CollapsePhi(PHINode* p);
 
702
    bool performPRE(Function& F);
 
703
    Value *lookupNumber(BasicBlock *BB, uint32_t num);
 
704
    void cleanupGlobalSets();
 
705
    void verifyRemoved(const Instruction *I) const;
 
706
    bool splitCriticalEdges();
 
707
  };
 
708
 
 
709
  char GVN::ID = 0;
 
710
}
 
711
 
 
712
// createGVNPass - The public interface to this file...
 
713
FunctionPass *llvm::createGVNPass(bool NoLoads) {
 
714
  return new GVN(NoLoads);
 
715
}
 
716
 
 
717
static RegisterPass<GVN> X("gvn",
 
718
                           "Global Value Numbering");
 
719
 
 
720
void GVN::dump(DenseMap<uint32_t, Value*>& d) {
 
721
  errs() << "{\n";
 
722
  for (DenseMap<uint32_t, Value*>::iterator I = d.begin(),
 
723
       E = d.end(); I != E; ++I) {
 
724
      errs() << I->first << "\n";
 
725
      I->second->dump();
 
726
  }
 
727
  errs() << "}\n";
 
728
}
 
729
 
 
730
static bool isSafeReplacement(PHINode* p, Instruction *inst) {
 
731
  if (!isa<PHINode>(inst))
 
732
    return true;
 
733
 
 
734
  for (Instruction::use_iterator UI = p->use_begin(), E = p->use_end();
 
735
       UI != E; ++UI)
 
736
    if (PHINode* use_phi = dyn_cast<PHINode>(UI))
 
737
      if (use_phi->getParent() == inst->getParent())
 
738
        return false;
 
739
 
 
740
  return true;
 
741
}
 
742
 
 
743
Value *GVN::CollapsePhi(PHINode *PN) {
 
744
  Value *ConstVal = PN->hasConstantValue(DT);
 
745
  if (!ConstVal) return 0;
 
746
 
 
747
  Instruction *Inst = dyn_cast<Instruction>(ConstVal);
 
748
  if (!Inst)
 
749
    return ConstVal;
 
750
 
 
751
  if (DT->dominates(Inst, PN))
 
752
    if (isSafeReplacement(PN, Inst))
 
753
      return Inst;
 
754
  return 0;
 
755
}
 
756
 
 
757
/// IsValueFullyAvailableInBlock - Return true if we can prove that the value
 
758
/// we're analyzing is fully available in the specified block.  As we go, keep
 
759
/// track of which blocks we know are fully alive in FullyAvailableBlocks.  This
 
760
/// map is actually a tri-state map with the following values:
 
761
///   0) we know the block *is not* fully available.
 
762
///   1) we know the block *is* fully available.
 
763
///   2) we do not know whether the block is fully available or not, but we are
 
764
///      currently speculating that it will be.
 
765
///   3) we are speculating for this block and have used that to speculate for
 
766
///      other blocks.
 
767
static bool IsValueFullyAvailableInBlock(BasicBlock *BB,
 
768
                            DenseMap<BasicBlock*, char> &FullyAvailableBlocks) {
 
769
  // Optimistically assume that the block is fully available and check to see
 
770
  // if we already know about this block in one lookup.
 
771
  std::pair<DenseMap<BasicBlock*, char>::iterator, char> IV =
 
772
    FullyAvailableBlocks.insert(std::make_pair(BB, 2));
 
773
 
 
774
  // If the entry already existed for this block, return the precomputed value.
 
775
  if (!IV.second) {
 
776
    // If this is a speculative "available" value, mark it as being used for
 
777
    // speculation of other blocks.
 
778
    if (IV.first->second == 2)
 
779
      IV.first->second = 3;
 
780
    return IV.first->second != 0;
 
781
  }
 
782
 
 
783
  // Otherwise, see if it is fully available in all predecessors.
 
784
  pred_iterator PI = pred_begin(BB), PE = pred_end(BB);
 
785
 
 
786
  // If this block has no predecessors, it isn't live-in here.
 
787
  if (PI == PE)
 
788
    goto SpeculationFailure;
 
789
 
 
790
  for (; PI != PE; ++PI)
 
791
    // If the value isn't fully available in one of our predecessors, then it
 
792
    // isn't fully available in this block either.  Undo our previous
 
793
    // optimistic assumption and bail out.
 
794
    if (!IsValueFullyAvailableInBlock(*PI, FullyAvailableBlocks))
 
795
      goto SpeculationFailure;
 
796
 
 
797
  return true;
 
798
 
 
799
// SpeculationFailure - If we get here, we found out that this is not, after
 
800
// all, a fully-available block.  We have a problem if we speculated on this and
 
801
// used the speculation to mark other blocks as available.
 
802
SpeculationFailure:
 
803
  char &BBVal = FullyAvailableBlocks[BB];
 
804
 
 
805
  // If we didn't speculate on this, just return with it set to false.
 
806
  if (BBVal == 2) {
 
807
    BBVal = 0;
 
808
    return false;
 
809
  }
 
810
 
 
811
  // If we did speculate on this value, we could have blocks set to 1 that are
 
812
  // incorrect.  Walk the (transitive) successors of this block and mark them as
 
813
  // 0 if set to one.
 
814
  SmallVector<BasicBlock*, 32> BBWorklist;
 
815
  BBWorklist.push_back(BB);
 
816
 
 
817
  do {
 
818
    BasicBlock *Entry = BBWorklist.pop_back_val();
 
819
    // Note that this sets blocks to 0 (unavailable) if they happen to not
 
820
    // already be in FullyAvailableBlocks.  This is safe.
 
821
    char &EntryVal = FullyAvailableBlocks[Entry];
 
822
    if (EntryVal == 0) continue;  // Already unavailable.
 
823
 
 
824
    // Mark as unavailable.
 
825
    EntryVal = 0;
 
826
 
 
827
    for (succ_iterator I = succ_begin(Entry), E = succ_end(Entry); I != E; ++I)
 
828
      BBWorklist.push_back(*I);
 
829
  } while (!BBWorklist.empty());
 
830
 
 
831
  return false;
 
832
}
 
833
 
 
834
 
 
835
/// CanCoerceMustAliasedValueToLoad - Return true if
 
836
/// CoerceAvailableValueToLoadType will succeed.
 
837
static bool CanCoerceMustAliasedValueToLoad(Value *StoredVal,
 
838
                                            const Type *LoadTy,
 
839
                                            const TargetData &TD) {
 
840
  // If the loaded or stored value is an first class array or struct, don't try
 
841
  // to transform them.  We need to be able to bitcast to integer.
 
842
  if (LoadTy->isStructTy() || LoadTy->isArrayTy() ||
 
843
      StoredVal->getType()->isStructTy() ||
 
844
      StoredVal->getType()->isArrayTy())
 
845
    return false;
 
846
  
 
847
  // The store has to be at least as big as the load.
 
848
  if (TD.getTypeSizeInBits(StoredVal->getType()) <
 
849
        TD.getTypeSizeInBits(LoadTy))
 
850
    return false;
 
851
  
 
852
  return true;
 
853
}
 
854
  
 
855
 
 
856
/// CoerceAvailableValueToLoadType - If we saw a store of a value to memory, and
 
857
/// then a load from a must-aliased pointer of a different type, try to coerce
 
858
/// the stored value.  LoadedTy is the type of the load we want to replace and
 
859
/// InsertPt is the place to insert new instructions.
 
860
///
 
861
/// If we can't do it, return null.
 
862
static Value *CoerceAvailableValueToLoadType(Value *StoredVal, 
 
863
                                             const Type *LoadedTy,
 
864
                                             Instruction *InsertPt,
 
865
                                             const TargetData &TD) {
 
866
  if (!CanCoerceMustAliasedValueToLoad(StoredVal, LoadedTy, TD))
 
867
    return 0;
 
868
  
 
869
  const Type *StoredValTy = StoredVal->getType();
 
870
  
 
871
  uint64_t StoreSize = TD.getTypeSizeInBits(StoredValTy);
 
872
  uint64_t LoadSize = TD.getTypeSizeInBits(LoadedTy);
 
873
  
 
874
  // If the store and reload are the same size, we can always reuse it.
 
875
  if (StoreSize == LoadSize) {
 
876
    if (StoredValTy->isPointerTy() && LoadedTy->isPointerTy()) {
 
877
      // Pointer to Pointer -> use bitcast.
 
878
      return new BitCastInst(StoredVal, LoadedTy, "", InsertPt);
 
879
    }
 
880
    
 
881
    // Convert source pointers to integers, which can be bitcast.
 
882
    if (StoredValTy->isPointerTy()) {
 
883
      StoredValTy = TD.getIntPtrType(StoredValTy->getContext());
 
884
      StoredVal = new PtrToIntInst(StoredVal, StoredValTy, "", InsertPt);
 
885
    }
 
886
    
 
887
    const Type *TypeToCastTo = LoadedTy;
 
888
    if (TypeToCastTo->isPointerTy())
 
889
      TypeToCastTo = TD.getIntPtrType(StoredValTy->getContext());
 
890
    
 
891
    if (StoredValTy != TypeToCastTo)
 
892
      StoredVal = new BitCastInst(StoredVal, TypeToCastTo, "", InsertPt);
 
893
    
 
894
    // Cast to pointer if the load needs a pointer type.
 
895
    if (LoadedTy->isPointerTy())
 
896
      StoredVal = new IntToPtrInst(StoredVal, LoadedTy, "", InsertPt);
 
897
    
 
898
    return StoredVal;
 
899
  }
 
900
  
 
901
  // If the loaded value is smaller than the available value, then we can
 
902
  // extract out a piece from it.  If the available value is too small, then we
 
903
  // can't do anything.
 
904
  assert(StoreSize >= LoadSize && "CanCoerceMustAliasedValueToLoad fail");
 
905
  
 
906
  // Convert source pointers to integers, which can be manipulated.
 
907
  if (StoredValTy->isPointerTy()) {
 
908
    StoredValTy = TD.getIntPtrType(StoredValTy->getContext());
 
909
    StoredVal = new PtrToIntInst(StoredVal, StoredValTy, "", InsertPt);
 
910
  }
 
911
  
 
912
  // Convert vectors and fp to integer, which can be manipulated.
 
913
  if (!StoredValTy->isIntegerTy()) {
 
914
    StoredValTy = IntegerType::get(StoredValTy->getContext(), StoreSize);
 
915
    StoredVal = new BitCastInst(StoredVal, StoredValTy, "", InsertPt);
 
916
  }
 
917
  
 
918
  // If this is a big-endian system, we need to shift the value down to the low
 
919
  // bits so that a truncate will work.
 
920
  if (TD.isBigEndian()) {
 
921
    Constant *Val = ConstantInt::get(StoredVal->getType(), StoreSize-LoadSize);
 
922
    StoredVal = BinaryOperator::CreateLShr(StoredVal, Val, "tmp", InsertPt);
 
923
  }
 
924
  
 
925
  // Truncate the integer to the right size now.
 
926
  const Type *NewIntTy = IntegerType::get(StoredValTy->getContext(), LoadSize);
 
927
  StoredVal = new TruncInst(StoredVal, NewIntTy, "trunc", InsertPt);
 
928
  
 
929
  if (LoadedTy == NewIntTy)
 
930
    return StoredVal;
 
931
  
 
932
  // If the result is a pointer, inttoptr.
 
933
  if (LoadedTy->isPointerTy())
 
934
    return new IntToPtrInst(StoredVal, LoadedTy, "inttoptr", InsertPt);
 
935
  
 
936
  // Otherwise, bitcast.
 
937
  return new BitCastInst(StoredVal, LoadedTy, "bitcast", InsertPt);
 
938
}
 
939
 
 
940
/// GetBaseWithConstantOffset - Analyze the specified pointer to see if it can
 
941
/// be expressed as a base pointer plus a constant offset.  Return the base and
 
942
/// offset to the caller.
 
943
static Value *GetBaseWithConstantOffset(Value *Ptr, int64_t &Offset,
 
944
                                        const TargetData &TD) {
 
945
  Operator *PtrOp = dyn_cast<Operator>(Ptr);
 
946
  if (PtrOp == 0) return Ptr;
 
947
  
 
948
  // Just look through bitcasts.
 
949
  if (PtrOp->getOpcode() == Instruction::BitCast)
 
950
    return GetBaseWithConstantOffset(PtrOp->getOperand(0), Offset, TD);
 
951
  
 
952
  // If this is a GEP with constant indices, we can look through it.
 
953
  GEPOperator *GEP = dyn_cast<GEPOperator>(PtrOp);
 
954
  if (GEP == 0 || !GEP->hasAllConstantIndices()) return Ptr;
 
955
  
 
956
  gep_type_iterator GTI = gep_type_begin(GEP);
 
957
  for (User::op_iterator I = GEP->idx_begin(), E = GEP->idx_end(); I != E;
 
958
       ++I, ++GTI) {
 
959
    ConstantInt *OpC = cast<ConstantInt>(*I);
 
960
    if (OpC->isZero()) continue;
 
961
    
 
962
    // Handle a struct and array indices which add their offset to the pointer.
 
963
    if (const StructType *STy = dyn_cast<StructType>(*GTI)) {
 
964
      Offset += TD.getStructLayout(STy)->getElementOffset(OpC->getZExtValue());
 
965
    } else {
 
966
      uint64_t Size = TD.getTypeAllocSize(GTI.getIndexedType());
 
967
      Offset += OpC->getSExtValue()*Size;
 
968
    }
 
969
  }
 
970
  
 
971
  // Re-sign extend from the pointer size if needed to get overflow edge cases
 
972
  // right.
 
973
  unsigned PtrSize = TD.getPointerSizeInBits();
 
974
  if (PtrSize < 64)
 
975
    Offset = (Offset << (64-PtrSize)) >> (64-PtrSize);
 
976
  
 
977
  return GetBaseWithConstantOffset(GEP->getPointerOperand(), Offset, TD);
 
978
}
 
979
 
 
980
 
 
981
/// AnalyzeLoadFromClobberingWrite - This function is called when we have a
 
982
/// memdep query of a load that ends up being a clobbering memory write (store,
 
983
/// memset, memcpy, memmove).  This means that the write *may* provide bits used
 
984
/// by the load but we can't be sure because the pointers don't mustalias.
 
985
///
 
986
/// Check this case to see if there is anything more we can do before we give
 
987
/// up.  This returns -1 if we have to give up, or a byte number in the stored
 
988
/// value of the piece that feeds the load.
 
989
static int AnalyzeLoadFromClobberingWrite(const Type *LoadTy, Value *LoadPtr,
 
990
                                          Value *WritePtr,
 
991
                                          uint64_t WriteSizeInBits,
 
992
                                          const TargetData &TD) {
 
993
  // If the loaded or stored value is an first class array or struct, don't try
 
994
  // to transform them.  We need to be able to bitcast to integer.
 
995
  if (LoadTy->isStructTy() || LoadTy->isArrayTy())
 
996
    return -1;
 
997
  
 
998
  int64_t StoreOffset = 0, LoadOffset = 0;
 
999
  Value *StoreBase = GetBaseWithConstantOffset(WritePtr, StoreOffset, TD);
 
1000
  Value *LoadBase = 
 
1001
    GetBaseWithConstantOffset(LoadPtr, LoadOffset, TD);
 
1002
  if (StoreBase != LoadBase)
 
1003
    return -1;
 
1004
  
 
1005
  // If the load and store are to the exact same address, they should have been
 
1006
  // a must alias.  AA must have gotten confused.
 
1007
  // FIXME: Study to see if/when this happens.
 
1008
  if (LoadOffset == StoreOffset) {
 
1009
#if 0
 
1010
    dbgs() << "STORE/LOAD DEP WITH COMMON POINTER MISSED:\n"
 
1011
    << "Base       = " << *StoreBase << "\n"
 
1012
    << "Store Ptr  = " << *WritePtr << "\n"
 
1013
    << "Store Offs = " << StoreOffset << "\n"
 
1014
    << "Load Ptr   = " << *LoadPtr << "\n";
 
1015
    abort();
 
1016
#endif
 
1017
    return -1;
 
1018
  }
 
1019
  
 
1020
  // If the load and store don't overlap at all, the store doesn't provide
 
1021
  // anything to the load.  In this case, they really don't alias at all, AA
 
1022
  // must have gotten confused.
 
1023
  // FIXME: Investigate cases where this bails out, e.g. rdar://7238614. Then
 
1024
  // remove this check, as it is duplicated with what we have below.
 
1025
  uint64_t LoadSize = TD.getTypeSizeInBits(LoadTy);
 
1026
  
 
1027
  if ((WriteSizeInBits & 7) | (LoadSize & 7))
 
1028
    return -1;
 
1029
  uint64_t StoreSize = WriteSizeInBits >> 3;  // Convert to bytes.
 
1030
  LoadSize >>= 3;
 
1031
  
 
1032
  
 
1033
  bool isAAFailure = false;
 
1034
  if (StoreOffset < LoadOffset) {
 
1035
    isAAFailure = StoreOffset+int64_t(StoreSize) <= LoadOffset;
 
1036
  } else {
 
1037
    isAAFailure = LoadOffset+int64_t(LoadSize) <= StoreOffset;
 
1038
  }
 
1039
  if (isAAFailure) {
 
1040
#if 0
 
1041
    dbgs() << "STORE LOAD DEP WITH COMMON BASE:\n"
 
1042
    << "Base       = " << *StoreBase << "\n"
 
1043
    << "Store Ptr  = " << *WritePtr << "\n"
 
1044
    << "Store Offs = " << StoreOffset << "\n"
 
1045
    << "Load Ptr   = " << *LoadPtr << "\n";
 
1046
    abort();
 
1047
#endif
 
1048
    return -1;
 
1049
  }
 
1050
  
 
1051
  // If the Load isn't completely contained within the stored bits, we don't
 
1052
  // have all the bits to feed it.  We could do something crazy in the future
 
1053
  // (issue a smaller load then merge the bits in) but this seems unlikely to be
 
1054
  // valuable.
 
1055
  if (StoreOffset > LoadOffset ||
 
1056
      StoreOffset+StoreSize < LoadOffset+LoadSize)
 
1057
    return -1;
 
1058
  
 
1059
  // Okay, we can do this transformation.  Return the number of bytes into the
 
1060
  // store that the load is.
 
1061
  return LoadOffset-StoreOffset;
 
1062
}  
 
1063
 
 
1064
/// AnalyzeLoadFromClobberingStore - This function is called when we have a
 
1065
/// memdep query of a load that ends up being a clobbering store.
 
1066
static int AnalyzeLoadFromClobberingStore(const Type *LoadTy, Value *LoadPtr,
 
1067
                                          StoreInst *DepSI,
 
1068
                                          const TargetData &TD) {
 
1069
  // Cannot handle reading from store of first-class aggregate yet.
 
1070
  if (DepSI->getOperand(0)->getType()->isStructTy() ||
 
1071
      DepSI->getOperand(0)->getType()->isArrayTy())
 
1072
    return -1;
 
1073
 
 
1074
  Value *StorePtr = DepSI->getPointerOperand();
 
1075
  uint64_t StoreSize = TD.getTypeSizeInBits(DepSI->getOperand(0)->getType());
 
1076
  return AnalyzeLoadFromClobberingWrite(LoadTy, LoadPtr,
 
1077
                                        StorePtr, StoreSize, TD);
 
1078
}
 
1079
 
 
1080
static int AnalyzeLoadFromClobberingMemInst(const Type *LoadTy, Value *LoadPtr,
 
1081
                                            MemIntrinsic *MI,
 
1082
                                            const TargetData &TD) {
 
1083
  // If the mem operation is a non-constant size, we can't handle it.
 
1084
  ConstantInt *SizeCst = dyn_cast<ConstantInt>(MI->getLength());
 
1085
  if (SizeCst == 0) return -1;
 
1086
  uint64_t MemSizeInBits = SizeCst->getZExtValue()*8;
 
1087
 
 
1088
  // If this is memset, we just need to see if the offset is valid in the size
 
1089
  // of the memset..
 
1090
  if (MI->getIntrinsicID() == Intrinsic::memset)
 
1091
    return AnalyzeLoadFromClobberingWrite(LoadTy, LoadPtr, MI->getDest(),
 
1092
                                          MemSizeInBits, TD);
 
1093
  
 
1094
  // If we have a memcpy/memmove, the only case we can handle is if this is a
 
1095
  // copy from constant memory.  In that case, we can read directly from the
 
1096
  // constant memory.
 
1097
  MemTransferInst *MTI = cast<MemTransferInst>(MI);
 
1098
  
 
1099
  Constant *Src = dyn_cast<Constant>(MTI->getSource());
 
1100
  if (Src == 0) return -1;
 
1101
  
 
1102
  GlobalVariable *GV = dyn_cast<GlobalVariable>(Src->getUnderlyingObject());
 
1103
  if (GV == 0 || !GV->isConstant()) return -1;
 
1104
  
 
1105
  // See if the access is within the bounds of the transfer.
 
1106
  int Offset = AnalyzeLoadFromClobberingWrite(LoadTy, LoadPtr,
 
1107
                                              MI->getDest(), MemSizeInBits, TD);
 
1108
  if (Offset == -1)
 
1109
    return Offset;
 
1110
  
 
1111
  // Otherwise, see if we can constant fold a load from the constant with the
 
1112
  // offset applied as appropriate.
 
1113
  Src = ConstantExpr::getBitCast(Src,
 
1114
                                 llvm::Type::getInt8PtrTy(Src->getContext()));
 
1115
  Constant *OffsetCst = 
 
1116
    ConstantInt::get(Type::getInt64Ty(Src->getContext()), (unsigned)Offset);
 
1117
  Src = ConstantExpr::getGetElementPtr(Src, &OffsetCst, 1);
 
1118
  Src = ConstantExpr::getBitCast(Src, PointerType::getUnqual(LoadTy));
 
1119
  if (ConstantFoldLoadFromConstPtr(Src, &TD))
 
1120
    return Offset;
 
1121
  return -1;
 
1122
}
 
1123
                                            
 
1124
 
 
1125
/// GetStoreValueForLoad - This function is called when we have a
 
1126
/// memdep query of a load that ends up being a clobbering store.  This means
 
1127
/// that the store *may* provide bits used by the load but we can't be sure
 
1128
/// because the pointers don't mustalias.  Check this case to see if there is
 
1129
/// anything more we can do before we give up.
 
1130
static Value *GetStoreValueForLoad(Value *SrcVal, unsigned Offset,
 
1131
                                   const Type *LoadTy,
 
1132
                                   Instruction *InsertPt, const TargetData &TD){
 
1133
  LLVMContext &Ctx = SrcVal->getType()->getContext();
 
1134
  
 
1135
  uint64_t StoreSize = TD.getTypeSizeInBits(SrcVal->getType())/8;
 
1136
  uint64_t LoadSize = TD.getTypeSizeInBits(LoadTy)/8;
 
1137
  
 
1138
  IRBuilder<> Builder(InsertPt->getParent(), InsertPt);
 
1139
  
 
1140
  // Compute which bits of the stored value are being used by the load.  Convert
 
1141
  // to an integer type to start with.
 
1142
  if (SrcVal->getType()->isPointerTy())
 
1143
    SrcVal = Builder.CreatePtrToInt(SrcVal, TD.getIntPtrType(Ctx), "tmp");
 
1144
  if (!SrcVal->getType()->isIntegerTy())
 
1145
    SrcVal = Builder.CreateBitCast(SrcVal, IntegerType::get(Ctx, StoreSize*8),
 
1146
                                   "tmp");
 
1147
  
 
1148
  // Shift the bits to the least significant depending on endianness.
 
1149
  unsigned ShiftAmt;
 
1150
  if (TD.isLittleEndian())
 
1151
    ShiftAmt = Offset*8;
 
1152
  else
 
1153
    ShiftAmt = (StoreSize-LoadSize-Offset)*8;
 
1154
  
 
1155
  if (ShiftAmt)
 
1156
    SrcVal = Builder.CreateLShr(SrcVal, ShiftAmt, "tmp");
 
1157
  
 
1158
  if (LoadSize != StoreSize)
 
1159
    SrcVal = Builder.CreateTrunc(SrcVal, IntegerType::get(Ctx, LoadSize*8),
 
1160
                                 "tmp");
 
1161
  
 
1162
  return CoerceAvailableValueToLoadType(SrcVal, LoadTy, InsertPt, TD);
 
1163
}
 
1164
 
 
1165
/// GetMemInstValueForLoad - This function is called when we have a
 
1166
/// memdep query of a load that ends up being a clobbering mem intrinsic.
 
1167
static Value *GetMemInstValueForLoad(MemIntrinsic *SrcInst, unsigned Offset,
 
1168
                                     const Type *LoadTy, Instruction *InsertPt,
 
1169
                                     const TargetData &TD){
 
1170
  LLVMContext &Ctx = LoadTy->getContext();
 
1171
  uint64_t LoadSize = TD.getTypeSizeInBits(LoadTy)/8;
 
1172
 
 
1173
  IRBuilder<> Builder(InsertPt->getParent(), InsertPt);
 
1174
  
 
1175
  // We know that this method is only called when the mem transfer fully
 
1176
  // provides the bits for the load.
 
1177
  if (MemSetInst *MSI = dyn_cast<MemSetInst>(SrcInst)) {
 
1178
    // memset(P, 'x', 1234) -> splat('x'), even if x is a variable, and
 
1179
    // independently of what the offset is.
 
1180
    Value *Val = MSI->getValue();
 
1181
    if (LoadSize != 1)
 
1182
      Val = Builder.CreateZExt(Val, IntegerType::get(Ctx, LoadSize*8));
 
1183
    
 
1184
    Value *OneElt = Val;
 
1185
    
 
1186
    // Splat the value out to the right number of bits.
 
1187
    for (unsigned NumBytesSet = 1; NumBytesSet != LoadSize; ) {
 
1188
      // If we can double the number of bytes set, do it.
 
1189
      if (NumBytesSet*2 <= LoadSize) {
 
1190
        Value *ShVal = Builder.CreateShl(Val, NumBytesSet*8);
 
1191
        Val = Builder.CreateOr(Val, ShVal);
 
1192
        NumBytesSet <<= 1;
 
1193
        continue;
 
1194
      }
 
1195
      
 
1196
      // Otherwise insert one byte at a time.
 
1197
      Value *ShVal = Builder.CreateShl(Val, 1*8);
 
1198
      Val = Builder.CreateOr(OneElt, ShVal);
 
1199
      ++NumBytesSet;
 
1200
    }
 
1201
    
 
1202
    return CoerceAvailableValueToLoadType(Val, LoadTy, InsertPt, TD);
 
1203
  }
 
1204
 
 
1205
  // Otherwise, this is a memcpy/memmove from a constant global.
 
1206
  MemTransferInst *MTI = cast<MemTransferInst>(SrcInst);
 
1207
  Constant *Src = cast<Constant>(MTI->getSource());
 
1208
 
 
1209
  // Otherwise, see if we can constant fold a load from the constant with the
 
1210
  // offset applied as appropriate.
 
1211
  Src = ConstantExpr::getBitCast(Src,
 
1212
                                 llvm::Type::getInt8PtrTy(Src->getContext()));
 
1213
  Constant *OffsetCst = 
 
1214
  ConstantInt::get(Type::getInt64Ty(Src->getContext()), (unsigned)Offset);
 
1215
  Src = ConstantExpr::getGetElementPtr(Src, &OffsetCst, 1);
 
1216
  Src = ConstantExpr::getBitCast(Src, PointerType::getUnqual(LoadTy));
 
1217
  return ConstantFoldLoadFromConstPtr(Src, &TD);
 
1218
}
 
1219
 
 
1220
 
 
1221
 
 
1222
struct AvailableValueInBlock {
 
1223
  /// BB - The basic block in question.
 
1224
  BasicBlock *BB;
 
1225
  enum ValType {
 
1226
    SimpleVal,  // A simple offsetted value that is accessed.
 
1227
    MemIntrin   // A memory intrinsic which is loaded from.
 
1228
  };
 
1229
  
 
1230
  /// V - The value that is live out of the block.
 
1231
  PointerIntPair<Value *, 1, ValType> Val;
 
1232
  
 
1233
  /// Offset - The byte offset in Val that is interesting for the load query.
 
1234
  unsigned Offset;
 
1235
  
 
1236
  static AvailableValueInBlock get(BasicBlock *BB, Value *V,
 
1237
                                   unsigned Offset = 0) {
 
1238
    AvailableValueInBlock Res;
 
1239
    Res.BB = BB;
 
1240
    Res.Val.setPointer(V);
 
1241
    Res.Val.setInt(SimpleVal);
 
1242
    Res.Offset = Offset;
 
1243
    return Res;
 
1244
  }
 
1245
 
 
1246
  static AvailableValueInBlock getMI(BasicBlock *BB, MemIntrinsic *MI,
 
1247
                                     unsigned Offset = 0) {
 
1248
    AvailableValueInBlock Res;
 
1249
    Res.BB = BB;
 
1250
    Res.Val.setPointer(MI);
 
1251
    Res.Val.setInt(MemIntrin);
 
1252
    Res.Offset = Offset;
 
1253
    return Res;
 
1254
  }
 
1255
  
 
1256
  bool isSimpleValue() const { return Val.getInt() == SimpleVal; }
 
1257
  Value *getSimpleValue() const {
 
1258
    assert(isSimpleValue() && "Wrong accessor");
 
1259
    return Val.getPointer();
 
1260
  }
 
1261
  
 
1262
  MemIntrinsic *getMemIntrinValue() const {
 
1263
    assert(!isSimpleValue() && "Wrong accessor");
 
1264
    return cast<MemIntrinsic>(Val.getPointer());
 
1265
  }
 
1266
  
 
1267
  /// MaterializeAdjustedValue - Emit code into this block to adjust the value
 
1268
  /// defined here to the specified type.  This handles various coercion cases.
 
1269
  Value *MaterializeAdjustedValue(const Type *LoadTy,
 
1270
                                  const TargetData *TD) const {
 
1271
    Value *Res;
 
1272
    if (isSimpleValue()) {
 
1273
      Res = getSimpleValue();
 
1274
      if (Res->getType() != LoadTy) {
 
1275
        assert(TD && "Need target data to handle type mismatch case");
 
1276
        Res = GetStoreValueForLoad(Res, Offset, LoadTy, BB->getTerminator(),
 
1277
                                   *TD);
 
1278
        
 
1279
        DEBUG(errs() << "GVN COERCED NONLOCAL VAL:\nOffset: " << Offset << "  "
 
1280
                     << *getSimpleValue() << '\n'
 
1281
                     << *Res << '\n' << "\n\n\n");
 
1282
      }
 
1283
    } else {
 
1284
      Res = GetMemInstValueForLoad(getMemIntrinValue(), Offset,
 
1285
                                   LoadTy, BB->getTerminator(), *TD);
 
1286
      DEBUG(errs() << "GVN COERCED NONLOCAL MEM INTRIN:\nOffset: " << Offset
 
1287
                   << "  " << *getMemIntrinValue() << '\n'
 
1288
                   << *Res << '\n' << "\n\n\n");
 
1289
    }
 
1290
    return Res;
 
1291
  }
 
1292
};
 
1293
 
 
1294
/// ConstructSSAForLoadSet - Given a set of loads specified by ValuesPerBlock,
 
1295
/// construct SSA form, allowing us to eliminate LI.  This returns the value
 
1296
/// that should be used at LI's definition site.
 
1297
static Value *ConstructSSAForLoadSet(LoadInst *LI, 
 
1298
                         SmallVectorImpl<AvailableValueInBlock> &ValuesPerBlock,
 
1299
                                     const TargetData *TD,
 
1300
                                     const DominatorTree &DT,
 
1301
                                     AliasAnalysis *AA) {
 
1302
  // Check for the fully redundant, dominating load case.  In this case, we can
 
1303
  // just use the dominating value directly.
 
1304
  if (ValuesPerBlock.size() == 1 && 
 
1305
      DT.properlyDominates(ValuesPerBlock[0].BB, LI->getParent()))
 
1306
    return ValuesPerBlock[0].MaterializeAdjustedValue(LI->getType(), TD);
 
1307
 
 
1308
  // Otherwise, we have to construct SSA form.
 
1309
  SmallVector<PHINode*, 8> NewPHIs;
 
1310
  SSAUpdater SSAUpdate(&NewPHIs);
 
1311
  SSAUpdate.Initialize(LI);
 
1312
  
 
1313
  const Type *LoadTy = LI->getType();
 
1314
  
 
1315
  for (unsigned i = 0, e = ValuesPerBlock.size(); i != e; ++i) {
 
1316
    const AvailableValueInBlock &AV = ValuesPerBlock[i];
 
1317
    BasicBlock *BB = AV.BB;
 
1318
    
 
1319
    if (SSAUpdate.HasValueForBlock(BB))
 
1320
      continue;
 
1321
 
 
1322
    SSAUpdate.AddAvailableValue(BB, AV.MaterializeAdjustedValue(LoadTy, TD));
 
1323
  }
 
1324
  
 
1325
  // Perform PHI construction.
 
1326
  Value *V = SSAUpdate.GetValueInMiddleOfBlock(LI->getParent());
 
1327
  
 
1328
  // If new PHI nodes were created, notify alias analysis.
 
1329
  if (V->getType()->isPointerTy())
 
1330
    for (unsigned i = 0, e = NewPHIs.size(); i != e; ++i)
 
1331
      AA->copyValue(LI, NewPHIs[i]);
 
1332
 
 
1333
  return V;
 
1334
}
 
1335
 
 
1336
static bool isLifetimeStart(Instruction *Inst) {
 
1337
  if (IntrinsicInst* II = dyn_cast<IntrinsicInst>(Inst))
 
1338
    return II->getIntrinsicID() == Intrinsic::lifetime_start;
 
1339
  return false;
 
1340
}
 
1341
 
 
1342
/// processNonLocalLoad - Attempt to eliminate a load whose dependencies are
 
1343
/// non-local by performing PHI construction.
 
1344
bool GVN::processNonLocalLoad(LoadInst *LI,
 
1345
                              SmallVectorImpl<Instruction*> &toErase) {
 
1346
  // Find the non-local dependencies of the load.
 
1347
  SmallVector<NonLocalDepResult, 64> Deps;
 
1348
  MD->getNonLocalPointerDependency(LI->getOperand(0), true, LI->getParent(),
 
1349
                                   Deps);
 
1350
  //DEBUG(dbgs() << "INVESTIGATING NONLOCAL LOAD: "
 
1351
  //             << Deps.size() << *LI << '\n');
 
1352
 
 
1353
  // If we had to process more than one hundred blocks to find the
 
1354
  // dependencies, this load isn't worth worrying about.  Optimizing
 
1355
  // it will be too expensive.
 
1356
  if (Deps.size() > 100)
 
1357
    return false;
 
1358
 
 
1359
  // If we had a phi translation failure, we'll have a single entry which is a
 
1360
  // clobber in the current block.  Reject this early.
 
1361
  if (Deps.size() == 1 && Deps[0].getResult().isClobber()) {
 
1362
    DEBUG(
 
1363
      dbgs() << "GVN: non-local load ";
 
1364
      WriteAsOperand(dbgs(), LI);
 
1365
      dbgs() << " is clobbered by " << *Deps[0].getResult().getInst() << '\n';
 
1366
    );
 
1367
    return false;
 
1368
  }
 
1369
 
 
1370
  // Filter out useless results (non-locals, etc).  Keep track of the blocks
 
1371
  // where we have a value available in repl, also keep track of whether we see
 
1372
  // dependencies that produce an unknown value for the load (such as a call
 
1373
  // that could potentially clobber the load).
 
1374
  SmallVector<AvailableValueInBlock, 16> ValuesPerBlock;
 
1375
  SmallVector<BasicBlock*, 16> UnavailableBlocks;
 
1376
 
 
1377
  const TargetData *TD = 0;
 
1378
  
 
1379
  for (unsigned i = 0, e = Deps.size(); i != e; ++i) {
 
1380
    BasicBlock *DepBB = Deps[i].getBB();
 
1381
    MemDepResult DepInfo = Deps[i].getResult();
 
1382
 
 
1383
    if (DepInfo.isClobber()) {
 
1384
      // The address being loaded in this non-local block may not be the same as
 
1385
      // the pointer operand of the load if PHI translation occurs.  Make sure
 
1386
      // to consider the right address.
 
1387
      Value *Address = Deps[i].getAddress();
 
1388
      
 
1389
      // If the dependence is to a store that writes to a superset of the bits
 
1390
      // read by the load, we can extract the bits we need for the load from the
 
1391
      // stored value.
 
1392
      if (StoreInst *DepSI = dyn_cast<StoreInst>(DepInfo.getInst())) {
 
1393
        if (TD == 0)
 
1394
          TD = getAnalysisIfAvailable<TargetData>();
 
1395
        if (TD && Address) {
 
1396
          int Offset = AnalyzeLoadFromClobberingStore(LI->getType(), Address,
 
1397
                                                      DepSI, *TD);
 
1398
          if (Offset != -1) {
 
1399
            ValuesPerBlock.push_back(AvailableValueInBlock::get(DepBB,
 
1400
                                                           DepSI->getOperand(0),
 
1401
                                                                Offset));
 
1402
            continue;
 
1403
          }
 
1404
        }
 
1405
      }
 
1406
 
 
1407
      // If the clobbering value is a memset/memcpy/memmove, see if we can
 
1408
      // forward a value on from it.
 
1409
      if (MemIntrinsic *DepMI = dyn_cast<MemIntrinsic>(DepInfo.getInst())) {
 
1410
        if (TD == 0)
 
1411
          TD = getAnalysisIfAvailable<TargetData>();
 
1412
        if (TD && Address) {
 
1413
          int Offset = AnalyzeLoadFromClobberingMemInst(LI->getType(), Address,
 
1414
                                                        DepMI, *TD);
 
1415
          if (Offset != -1) {
 
1416
            ValuesPerBlock.push_back(AvailableValueInBlock::getMI(DepBB, DepMI,
 
1417
                                                                  Offset));
 
1418
            continue;
 
1419
          }            
 
1420
        }
 
1421
      }
 
1422
      
 
1423
      UnavailableBlocks.push_back(DepBB);
 
1424
      continue;
 
1425
    }
 
1426
 
 
1427
    Instruction *DepInst = DepInfo.getInst();
 
1428
 
 
1429
    // Loading the allocation -> undef.
 
1430
    if (isa<AllocaInst>(DepInst) || isMalloc(DepInst) ||
 
1431
        // Loading immediately after lifetime begin -> undef.
 
1432
        isLifetimeStart(DepInst)) {
 
1433
      ValuesPerBlock.push_back(AvailableValueInBlock::get(DepBB,
 
1434
                                             UndefValue::get(LI->getType())));
 
1435
      continue;
 
1436
    }
 
1437
    
 
1438
    if (StoreInst *S = dyn_cast<StoreInst>(DepInst)) {
 
1439
      // Reject loads and stores that are to the same address but are of
 
1440
      // different types if we have to.
 
1441
      if (S->getOperand(0)->getType() != LI->getType()) {
 
1442
        if (TD == 0)
 
1443
          TD = getAnalysisIfAvailable<TargetData>();
 
1444
        
 
1445
        // If the stored value is larger or equal to the loaded value, we can
 
1446
        // reuse it.
 
1447
        if (TD == 0 || !CanCoerceMustAliasedValueToLoad(S->getOperand(0),
 
1448
                                                        LI->getType(), *TD)) {
 
1449
          UnavailableBlocks.push_back(DepBB);
 
1450
          continue;
 
1451
        }
 
1452
      }
 
1453
 
 
1454
      ValuesPerBlock.push_back(AvailableValueInBlock::get(DepBB,
 
1455
                                                          S->getOperand(0)));
 
1456
      continue;
 
1457
    }
 
1458
    
 
1459
    if (LoadInst *LD = dyn_cast<LoadInst>(DepInst)) {
 
1460
      // If the types mismatch and we can't handle it, reject reuse of the load.
 
1461
      if (LD->getType() != LI->getType()) {
 
1462
        if (TD == 0)
 
1463
          TD = getAnalysisIfAvailable<TargetData>();
 
1464
        
 
1465
        // If the stored value is larger or equal to the loaded value, we can
 
1466
        // reuse it.
 
1467
        if (TD == 0 || !CanCoerceMustAliasedValueToLoad(LD, LI->getType(),*TD)){
 
1468
          UnavailableBlocks.push_back(DepBB);
 
1469
          continue;
 
1470
        }          
 
1471
      }
 
1472
      ValuesPerBlock.push_back(AvailableValueInBlock::get(DepBB, LD));
 
1473
      continue;
 
1474
    }
 
1475
    
 
1476
    UnavailableBlocks.push_back(DepBB);
 
1477
    continue;
 
1478
  }
 
1479
 
 
1480
  // If we have no predecessors that produce a known value for this load, exit
 
1481
  // early.
 
1482
  if (ValuesPerBlock.empty()) return false;
 
1483
 
 
1484
  // If all of the instructions we depend on produce a known value for this
 
1485
  // load, then it is fully redundant and we can use PHI insertion to compute
 
1486
  // its value.  Insert PHIs and remove the fully redundant value now.
 
1487
  if (UnavailableBlocks.empty()) {
 
1488
    DEBUG(dbgs() << "GVN REMOVING NONLOCAL LOAD: " << *LI << '\n');
 
1489
    
 
1490
    // Perform PHI construction.
 
1491
    Value *V = ConstructSSAForLoadSet(LI, ValuesPerBlock, TD, *DT,
 
1492
                                      VN.getAliasAnalysis());
 
1493
    LI->replaceAllUsesWith(V);
 
1494
 
 
1495
    if (isa<PHINode>(V))
 
1496
      V->takeName(LI);
 
1497
    if (V->getType()->isPointerTy())
 
1498
      MD->invalidateCachedPointerInfo(V);
 
1499
    VN.erase(LI);
 
1500
    toErase.push_back(LI);
 
1501
    NumGVNLoad++;
 
1502
    return true;
 
1503
  }
 
1504
 
 
1505
  if (!EnablePRE || !EnableLoadPRE)
 
1506
    return false;
 
1507
 
 
1508
  // Okay, we have *some* definitions of the value.  This means that the value
 
1509
  // is available in some of our (transitive) predecessors.  Lets think about
 
1510
  // doing PRE of this load.  This will involve inserting a new load into the
 
1511
  // predecessor when it's not available.  We could do this in general, but
 
1512
  // prefer to not increase code size.  As such, we only do this when we know
 
1513
  // that we only have to insert *one* load (which means we're basically moving
 
1514
  // the load, not inserting a new one).
 
1515
 
 
1516
  SmallPtrSet<BasicBlock *, 4> Blockers;
 
1517
  for (unsigned i = 0, e = UnavailableBlocks.size(); i != e; ++i)
 
1518
    Blockers.insert(UnavailableBlocks[i]);
 
1519
 
 
1520
  // Lets find first basic block with more than one predecessor.  Walk backwards
 
1521
  // through predecessors if needed.
 
1522
  BasicBlock *LoadBB = LI->getParent();
 
1523
  BasicBlock *TmpBB = LoadBB;
 
1524
 
 
1525
  bool isSinglePred = false;
 
1526
  bool allSingleSucc = true;
 
1527
  while (TmpBB->getSinglePredecessor()) {
 
1528
    isSinglePred = true;
 
1529
    TmpBB = TmpBB->getSinglePredecessor();
 
1530
    if (TmpBB == LoadBB) // Infinite (unreachable) loop.
 
1531
      return false;
 
1532
    if (Blockers.count(TmpBB))
 
1533
      return false;
 
1534
    if (TmpBB->getTerminator()->getNumSuccessors() != 1)
 
1535
      allSingleSucc = false;
 
1536
  }
 
1537
 
 
1538
  assert(TmpBB);
 
1539
  LoadBB = TmpBB;
 
1540
 
 
1541
  // If we have a repl set with LI itself in it, this means we have a loop where
 
1542
  // at least one of the values is LI.  Since this means that we won't be able
 
1543
  // to eliminate LI even if we insert uses in the other predecessors, we will
 
1544
  // end up increasing code size.  Reject this by scanning for LI.
 
1545
  for (unsigned i = 0, e = ValuesPerBlock.size(); i != e; ++i) {
 
1546
    if (ValuesPerBlock[i].isSimpleValue() &&
 
1547
        ValuesPerBlock[i].getSimpleValue() == LI) {
 
1548
      // Skip cases where LI is the only definition, even for EnableFullLoadPRE.
 
1549
      if (!EnableFullLoadPRE || e == 1)
 
1550
        return false;
 
1551
    }
 
1552
  }
 
1553
 
 
1554
  // FIXME: It is extremely unclear what this loop is doing, other than
 
1555
  // artificially restricting loadpre.
 
1556
  if (isSinglePred) {
 
1557
    bool isHot = false;
 
1558
    for (unsigned i = 0, e = ValuesPerBlock.size(); i != e; ++i) {
 
1559
      const AvailableValueInBlock &AV = ValuesPerBlock[i];
 
1560
      if (AV.isSimpleValue())
 
1561
        // "Hot" Instruction is in some loop (because it dominates its dep.
 
1562
        // instruction).
 
1563
        if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(AV.getSimpleValue()))
 
1564
          if (DT->dominates(LI, I)) {
 
1565
            isHot = true;
 
1566
            break;
 
1567
          }
 
1568
    }
 
1569
 
 
1570
    // We are interested only in "hot" instructions. We don't want to do any
 
1571
    // mis-optimizations here.
 
1572
    if (!isHot)
 
1573
      return false;
 
1574
  }
 
1575
 
 
1576
  // Check to see how many predecessors have the loaded value fully
 
1577
  // available.
 
1578
  DenseMap<BasicBlock*, Value*> PredLoads;
 
1579
  DenseMap<BasicBlock*, char> FullyAvailableBlocks;
 
1580
  for (unsigned i = 0, e = ValuesPerBlock.size(); i != e; ++i)
 
1581
    FullyAvailableBlocks[ValuesPerBlock[i].BB] = true;
 
1582
  for (unsigned i = 0, e = UnavailableBlocks.size(); i != e; ++i)
 
1583
    FullyAvailableBlocks[UnavailableBlocks[i]] = false;
 
1584
 
 
1585
  bool NeedToSplitEdges = false;
 
1586
  for (pred_iterator PI = pred_begin(LoadBB), E = pred_end(LoadBB);
 
1587
       PI != E; ++PI) {
 
1588
    BasicBlock *Pred = *PI;
 
1589
    if (IsValueFullyAvailableInBlock(Pred, FullyAvailableBlocks)) {
 
1590
      continue;
 
1591
    }
 
1592
    PredLoads[Pred] = 0;
 
1593
 
 
1594
    if (Pred->getTerminator()->getNumSuccessors() != 1) {
 
1595
      if (isa<IndirectBrInst>(Pred->getTerminator())) {
 
1596
        DEBUG(dbgs() << "COULD NOT PRE LOAD BECAUSE OF INDBR CRITICAL EDGE '"
 
1597
              << Pred->getName() << "': " << *LI << '\n');
 
1598
        return false;
 
1599
      }
 
1600
      unsigned SuccNum = GetSuccessorNumber(Pred, LoadBB);
 
1601
      toSplit.push_back(std::make_pair(Pred->getTerminator(), SuccNum));
 
1602
      NeedToSplitEdges = true;
 
1603
    }
 
1604
  }
 
1605
  if (NeedToSplitEdges)
 
1606
    return false;
 
1607
 
 
1608
  // Decide whether PRE is profitable for this load.
 
1609
  unsigned NumUnavailablePreds = PredLoads.size();
 
1610
  assert(NumUnavailablePreds != 0 &&
 
1611
         "Fully available value should be eliminated above!");
 
1612
  if (!EnableFullLoadPRE) {
 
1613
    // If this load is unavailable in multiple predecessors, reject it.
 
1614
    // FIXME: If we could restructure the CFG, we could make a common pred with
 
1615
    // all the preds that don't have an available LI and insert a new load into
 
1616
    // that one block.
 
1617
    if (NumUnavailablePreds != 1)
 
1618
      return false;
 
1619
  }
 
1620
 
 
1621
  // Check if the load can safely be moved to all the unavailable predecessors.
 
1622
  bool CanDoPRE = true;
 
1623
  SmallVector<Instruction*, 8> NewInsts;
 
1624
  for (DenseMap<BasicBlock*, Value*>::iterator I = PredLoads.begin(),
 
1625
         E = PredLoads.end(); I != E; ++I) {
 
1626
    BasicBlock *UnavailablePred = I->first;
 
1627
 
 
1628
    // Do PHI translation to get its value in the predecessor if necessary.  The
 
1629
    // returned pointer (if non-null) is guaranteed to dominate UnavailablePred.
 
1630
 
 
1631
    // If all preds have a single successor, then we know it is safe to insert
 
1632
    // the load on the pred (?!?), so we can insert code to materialize the
 
1633
    // pointer if it is not available.
 
1634
    PHITransAddr Address(LI->getOperand(0), TD);
 
1635
    Value *LoadPtr = 0;
 
1636
    if (allSingleSucc) {
 
1637
      LoadPtr = Address.PHITranslateWithInsertion(LoadBB, UnavailablePred,
 
1638
                                                  *DT, NewInsts);
 
1639
    } else {
 
1640
      Address.PHITranslateValue(LoadBB, UnavailablePred, DT);
 
1641
      LoadPtr = Address.getAddr();
 
1642
    }
 
1643
 
 
1644
    // If we couldn't find or insert a computation of this phi translated value,
 
1645
    // we fail PRE.
 
1646
    if (LoadPtr == 0) {
 
1647
      DEBUG(dbgs() << "COULDN'T INSERT PHI TRANSLATED VALUE OF: "
 
1648
            << *LI->getOperand(0) << "\n");
 
1649
      CanDoPRE = false;
 
1650
      break;
 
1651
    }
 
1652
 
 
1653
    // Make sure it is valid to move this load here.  We have to watch out for:
 
1654
    //  @1 = getelementptr (i8* p, ...
 
1655
    //  test p and branch if == 0
 
1656
    //  load @1
 
1657
    // It is valid to have the getelementptr before the test, even if p can be 0,
 
1658
    // as getelementptr only does address arithmetic.
 
1659
    // If we are not pushing the value through any multiple-successor blocks
 
1660
    // we do not have this case.  Otherwise, check that the load is safe to
 
1661
    // put anywhere; this can be improved, but should be conservatively safe.
 
1662
    if (!allSingleSucc &&
 
1663
        // FIXME: REEVALUTE THIS.
 
1664
        !isSafeToLoadUnconditionally(LoadPtr,
 
1665
                                     UnavailablePred->getTerminator(),
 
1666
                                     LI->getAlignment(), TD)) {
 
1667
      CanDoPRE = false;
 
1668
      break;
 
1669
    }
 
1670
 
 
1671
    I->second = LoadPtr;
 
1672
  }
 
1673
 
 
1674
  if (!CanDoPRE) {
 
1675
    while (!NewInsts.empty())
 
1676
      NewInsts.pop_back_val()->eraseFromParent();
 
1677
    return false;
 
1678
  }
 
1679
 
 
1680
  // Okay, we can eliminate this load by inserting a reload in the predecessor
 
1681
  // and using PHI construction to get the value in the other predecessors, do
 
1682
  // it.
 
1683
  DEBUG(dbgs() << "GVN REMOVING PRE LOAD: " << *LI << '\n');
 
1684
  DEBUG(if (!NewInsts.empty())
 
1685
          dbgs() << "INSERTED " << NewInsts.size() << " INSTS: "
 
1686
                 << *NewInsts.back() << '\n');
 
1687
  
 
1688
  // Assign value numbers to the new instructions.
 
1689
  for (unsigned i = 0, e = NewInsts.size(); i != e; ++i) {
 
1690
    // FIXME: We really _ought_ to insert these value numbers into their 
 
1691
    // parent's availability map.  However, in doing so, we risk getting into
 
1692
    // ordering issues.  If a block hasn't been processed yet, we would be
 
1693
    // marking a value as AVAIL-IN, which isn't what we intend.
 
1694
    VN.lookup_or_add(NewInsts[i]);
 
1695
  }
 
1696
 
 
1697
  for (DenseMap<BasicBlock*, Value*>::iterator I = PredLoads.begin(),
 
1698
         E = PredLoads.end(); I != E; ++I) {
 
1699
    BasicBlock *UnavailablePred = I->first;
 
1700
    Value *LoadPtr = I->second;
 
1701
 
 
1702
    Value *NewLoad = new LoadInst(LoadPtr, LI->getName()+".pre", false,
 
1703
                                  LI->getAlignment(),
 
1704
                                  UnavailablePred->getTerminator());
 
1705
 
 
1706
    // Add the newly created load.
 
1707
    ValuesPerBlock.push_back(AvailableValueInBlock::get(UnavailablePred,
 
1708
                                                        NewLoad));
 
1709
    MD->invalidateCachedPointerInfo(LoadPtr);
 
1710
    DEBUG(dbgs() << "GVN INSERTED " << *NewLoad << '\n');
 
1711
  }
 
1712
 
 
1713
  // Perform PHI construction.
 
1714
  Value *V = ConstructSSAForLoadSet(LI, ValuesPerBlock, TD, *DT,
 
1715
                                    VN.getAliasAnalysis());
 
1716
  LI->replaceAllUsesWith(V);
 
1717
  if (isa<PHINode>(V))
 
1718
    V->takeName(LI);
 
1719
  if (V->getType()->isPointerTy())
 
1720
    MD->invalidateCachedPointerInfo(V);
 
1721
  VN.erase(LI);
 
1722
  toErase.push_back(LI);
 
1723
  NumPRELoad++;
 
1724
  return true;
 
1725
}
 
1726
 
 
1727
/// processLoad - Attempt to eliminate a load, first by eliminating it
 
1728
/// locally, and then attempting non-local elimination if that fails.
 
1729
bool GVN::processLoad(LoadInst *L, SmallVectorImpl<Instruction*> &toErase) {
 
1730
  if (!MD)
 
1731
    return false;
 
1732
 
 
1733
  if (L->isVolatile())
 
1734
    return false;
 
1735
 
 
1736
  // ... to a pointer that has been loaded from before...
 
1737
  MemDepResult Dep = MD->getDependency(L);
 
1738
 
 
1739
  // If the value isn't available, don't do anything!
 
1740
  if (Dep.isClobber()) {
 
1741
    // Check to see if we have something like this:
 
1742
    //   store i32 123, i32* %P
 
1743
    //   %A = bitcast i32* %P to i8*
 
1744
    //   %B = gep i8* %A, i32 1
 
1745
    //   %C = load i8* %B
 
1746
    //
 
1747
    // We could do that by recognizing if the clobber instructions are obviously
 
1748
    // a common base + constant offset, and if the previous store (or memset)
 
1749
    // completely covers this load.  This sort of thing can happen in bitfield
 
1750
    // access code.
 
1751
    Value *AvailVal = 0;
 
1752
    if (StoreInst *DepSI = dyn_cast<StoreInst>(Dep.getInst()))
 
1753
      if (const TargetData *TD = getAnalysisIfAvailable<TargetData>()) {
 
1754
        int Offset = AnalyzeLoadFromClobberingStore(L->getType(),
 
1755
                                                    L->getPointerOperand(),
 
1756
                                                    DepSI, *TD);
 
1757
        if (Offset != -1)
 
1758
          AvailVal = GetStoreValueForLoad(DepSI->getOperand(0), Offset,
 
1759
                                          L->getType(), L, *TD);
 
1760
      }
 
1761
    
 
1762
    // If the clobbering value is a memset/memcpy/memmove, see if we can forward
 
1763
    // a value on from it.
 
1764
    if (MemIntrinsic *DepMI = dyn_cast<MemIntrinsic>(Dep.getInst())) {
 
1765
      if (const TargetData *TD = getAnalysisIfAvailable<TargetData>()) {
 
1766
        int Offset = AnalyzeLoadFromClobberingMemInst(L->getType(),
 
1767
                                                      L->getPointerOperand(),
 
1768
                                                      DepMI, *TD);
 
1769
        if (Offset != -1)
 
1770
          AvailVal = GetMemInstValueForLoad(DepMI, Offset, L->getType(), L,*TD);
 
1771
      }
 
1772
    }
 
1773
        
 
1774
    if (AvailVal) {
 
1775
      DEBUG(dbgs() << "GVN COERCED INST:\n" << *Dep.getInst() << '\n'
 
1776
            << *AvailVal << '\n' << *L << "\n\n\n");
 
1777
      
 
1778
      // Replace the load!
 
1779
      L->replaceAllUsesWith(AvailVal);
 
1780
      if (AvailVal->getType()->isPointerTy())
 
1781
        MD->invalidateCachedPointerInfo(AvailVal);
 
1782
      VN.erase(L);
 
1783
      toErase.push_back(L);
 
1784
      NumGVNLoad++;
 
1785
      return true;
 
1786
    }
 
1787
        
 
1788
    DEBUG(
 
1789
      // fast print dep, using operator<< on instruction would be too slow
 
1790
      dbgs() << "GVN: load ";
 
1791
      WriteAsOperand(dbgs(), L);
 
1792
      Instruction *I = Dep.getInst();
 
1793
      dbgs() << " is clobbered by " << *I << '\n';
 
1794
    );
 
1795
    return false;
 
1796
  }
 
1797
 
 
1798
  // If it is defined in another block, try harder.
 
1799
  if (Dep.isNonLocal())
 
1800
    return processNonLocalLoad(L, toErase);
 
1801
 
 
1802
  Instruction *DepInst = Dep.getInst();
 
1803
  if (StoreInst *DepSI = dyn_cast<StoreInst>(DepInst)) {
 
1804
    Value *StoredVal = DepSI->getOperand(0);
 
1805
    
 
1806
    // The store and load are to a must-aliased pointer, but they may not
 
1807
    // actually have the same type.  See if we know how to reuse the stored
 
1808
    // value (depending on its type).
 
1809
    const TargetData *TD = 0;
 
1810
    if (StoredVal->getType() != L->getType()) {
 
1811
      if ((TD = getAnalysisIfAvailable<TargetData>())) {
 
1812
        StoredVal = CoerceAvailableValueToLoadType(StoredVal, L->getType(),
 
1813
                                                   L, *TD);
 
1814
        if (StoredVal == 0)
 
1815
          return false;
 
1816
        
 
1817
        DEBUG(dbgs() << "GVN COERCED STORE:\n" << *DepSI << '\n' << *StoredVal
 
1818
                     << '\n' << *L << "\n\n\n");
 
1819
      }
 
1820
      else 
 
1821
        return false;
 
1822
    }
 
1823
 
 
1824
    // Remove it!
 
1825
    L->replaceAllUsesWith(StoredVal);
 
1826
    if (StoredVal->getType()->isPointerTy())
 
1827
      MD->invalidateCachedPointerInfo(StoredVal);
 
1828
    VN.erase(L);
 
1829
    toErase.push_back(L);
 
1830
    NumGVNLoad++;
 
1831
    return true;
 
1832
  }
 
1833
 
 
1834
  if (LoadInst *DepLI = dyn_cast<LoadInst>(DepInst)) {
 
1835
    Value *AvailableVal = DepLI;
 
1836
    
 
1837
    // The loads are of a must-aliased pointer, but they may not actually have
 
1838
    // the same type.  See if we know how to reuse the previously loaded value
 
1839
    // (depending on its type).
 
1840
    const TargetData *TD = 0;
 
1841
    if (DepLI->getType() != L->getType()) {
 
1842
      if ((TD = getAnalysisIfAvailable<TargetData>())) {
 
1843
        AvailableVal = CoerceAvailableValueToLoadType(DepLI, L->getType(), L,*TD);
 
1844
        if (AvailableVal == 0)
 
1845
          return false;
 
1846
      
 
1847
        DEBUG(dbgs() << "GVN COERCED LOAD:\n" << *DepLI << "\n" << *AvailableVal
 
1848
                     << "\n" << *L << "\n\n\n");
 
1849
      }
 
1850
      else 
 
1851
        return false;
 
1852
    }
 
1853
    
 
1854
    // Remove it!
 
1855
    L->replaceAllUsesWith(AvailableVal);
 
1856
    if (DepLI->getType()->isPointerTy())
 
1857
      MD->invalidateCachedPointerInfo(DepLI);
 
1858
    VN.erase(L);
 
1859
    toErase.push_back(L);
 
1860
    NumGVNLoad++;
 
1861
    return true;
 
1862
  }
 
1863
 
 
1864
  // If this load really doesn't depend on anything, then we must be loading an
 
1865
  // undef value.  This can happen when loading for a fresh allocation with no
 
1866
  // intervening stores, for example.
 
1867
  if (isa<AllocaInst>(DepInst) || isMalloc(DepInst)) {
 
1868
    L->replaceAllUsesWith(UndefValue::get(L->getType()));
 
1869
    VN.erase(L);
 
1870
    toErase.push_back(L);
 
1871
    NumGVNLoad++;
 
1872
    return true;
 
1873
  }
 
1874
  
 
1875
  // If this load occurs either right after a lifetime begin,
 
1876
  // then the loaded value is undefined.
 
1877
  if (IntrinsicInst* II = dyn_cast<IntrinsicInst>(DepInst)) {
 
1878
    if (II->getIntrinsicID() == Intrinsic::lifetime_start) {
 
1879
      L->replaceAllUsesWith(UndefValue::get(L->getType()));
 
1880
      VN.erase(L);
 
1881
      toErase.push_back(L);
 
1882
      NumGVNLoad++;
 
1883
      return true;
 
1884
    }
 
1885
  }
 
1886
 
 
1887
  return false;
 
1888
}
 
1889
 
 
1890
Value *GVN::lookupNumber(BasicBlock *BB, uint32_t num) {
 
1891
  DenseMap<BasicBlock*, ValueNumberScope*>::iterator I = localAvail.find(BB);
 
1892
  if (I == localAvail.end())
 
1893
    return 0;
 
1894
 
 
1895
  ValueNumberScope *Locals = I->second;
 
1896
  while (Locals) {
 
1897
    DenseMap<uint32_t, Value*>::iterator I = Locals->table.find(num);
 
1898
    if (I != Locals->table.end())
 
1899
      return I->second;
 
1900
    Locals = Locals->parent;
 
1901
  }
 
1902
 
 
1903
  return 0;
 
1904
}
 
1905
 
 
1906
 
 
1907
/// processInstruction - When calculating availability, handle an instruction
 
1908
/// by inserting it into the appropriate sets
 
1909
bool GVN::processInstruction(Instruction *I,
 
1910
                             SmallVectorImpl<Instruction*> &toErase) {
 
1911
  // Ignore dbg info intrinsics.
 
1912
  if (isa<DbgInfoIntrinsic>(I))
 
1913
    return false;
 
1914
 
 
1915
  if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(I)) {
 
1916
    bool Changed = processLoad(LI, toErase);
 
1917
 
 
1918
    if (!Changed) {
 
1919
      unsigned Num = VN.lookup_or_add(LI);
 
1920
      localAvail[I->getParent()]->table.insert(std::make_pair(Num, LI));
 
1921
    }
 
1922
 
 
1923
    return Changed;
 
1924
  }
 
1925
 
 
1926
  uint32_t NextNum = VN.getNextUnusedValueNumber();
 
1927
  unsigned Num = VN.lookup_or_add(I);
 
1928
 
 
1929
  if (BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(I)) {
 
1930
    localAvail[I->getParent()]->table.insert(std::make_pair(Num, I));
 
1931
 
 
1932
    if (!BI->isConditional() || isa<Constant>(BI->getCondition()))
 
1933
      return false;
 
1934
 
 
1935
    Value *BranchCond = BI->getCondition();
 
1936
    uint32_t CondVN = VN.lookup_or_add(BranchCond);
 
1937
 
 
1938
    BasicBlock *TrueSucc = BI->getSuccessor(0);
 
1939
    BasicBlock *FalseSucc = BI->getSuccessor(1);
 
1940
 
 
1941
    if (TrueSucc->getSinglePredecessor())
 
1942
      localAvail[TrueSucc]->table[CondVN] =
 
1943
        ConstantInt::getTrue(TrueSucc->getContext());
 
1944
    if (FalseSucc->getSinglePredecessor())
 
1945
      localAvail[FalseSucc]->table[CondVN] =
 
1946
        ConstantInt::getFalse(TrueSucc->getContext());
 
1947
 
 
1948
    return false;
 
1949
 
 
1950
  // Allocations are always uniquely numbered, so we can save time and memory
 
1951
  // by fast failing them.
 
1952
  } else if (isa<AllocaInst>(I) || isa<TerminatorInst>(I)) {
 
1953
    localAvail[I->getParent()]->table.insert(std::make_pair(Num, I));
 
1954
    return false;
 
1955
  }
 
1956
 
 
1957
  // Collapse PHI nodes
 
1958
  if (PHINode* p = dyn_cast<PHINode>(I)) {
 
1959
    Value *constVal = CollapsePhi(p);
 
1960
 
 
1961
    if (constVal) {
 
1962
      p->replaceAllUsesWith(constVal);
 
1963
      if (MD && constVal->getType()->isPointerTy())
 
1964
        MD->invalidateCachedPointerInfo(constVal);
 
1965
      VN.erase(p);
 
1966
 
 
1967
      toErase.push_back(p);
 
1968
    } else {
 
1969
      localAvail[I->getParent()]->table.insert(std::make_pair(Num, I));
 
1970
    }
 
1971
 
 
1972
  // If the number we were assigned was a brand new VN, then we don't
 
1973
  // need to do a lookup to see if the number already exists
 
1974
  // somewhere in the domtree: it can't!
 
1975
  } else if (Num == NextNum) {
 
1976
    localAvail[I->getParent()]->table.insert(std::make_pair(Num, I));
 
1977
 
 
1978
  // Perform fast-path value-number based elimination of values inherited from
 
1979
  // dominators.
 
1980
  } else if (Value *repl = lookupNumber(I->getParent(), Num)) {
 
1981
    // Remove it!
 
1982
    VN.erase(I);
 
1983
    I->replaceAllUsesWith(repl);
 
1984
    if (MD && repl->getType()->isPointerTy())
 
1985
      MD->invalidateCachedPointerInfo(repl);
 
1986
    toErase.push_back(I);
 
1987
    return true;
 
1988
 
 
1989
  } else {
 
1990
    localAvail[I->getParent()]->table.insert(std::make_pair(Num, I));
 
1991
  }
 
1992
 
 
1993
  return false;
 
1994
}
 
1995
 
 
1996
/// runOnFunction - This is the main transformation entry point for a function.
 
1997
bool GVN::runOnFunction(Function& F) {
 
1998
  if (!NoLoads)
 
1999
    MD = &getAnalysis<MemoryDependenceAnalysis>();
 
2000
  DT = &getAnalysis<DominatorTree>();
 
2001
  VN.setAliasAnalysis(&getAnalysis<AliasAnalysis>());
 
2002
  VN.setMemDep(MD);
 
2003
  VN.setDomTree(DT);
 
2004
 
 
2005
  bool Changed = false;
 
2006
  bool ShouldContinue = true;
 
2007
 
 
2008
  // Merge unconditional branches, allowing PRE to catch more
 
2009
  // optimization opportunities.
 
2010
  for (Function::iterator FI = F.begin(), FE = F.end(); FI != FE; ) {
 
2011
    BasicBlock *BB = FI;
 
2012
    ++FI;
 
2013
    bool removedBlock = MergeBlockIntoPredecessor(BB, this);
 
2014
    if (removedBlock) NumGVNBlocks++;
 
2015
 
 
2016
    Changed |= removedBlock;
 
2017
  }
 
2018
 
 
2019
  unsigned Iteration = 0;
 
2020
 
 
2021
  while (ShouldContinue) {
 
2022
    DEBUG(dbgs() << "GVN iteration: " << Iteration << "\n");
 
2023
    ShouldContinue = iterateOnFunction(F);
 
2024
    if (splitCriticalEdges())
 
2025
      ShouldContinue = true;
 
2026
    Changed |= ShouldContinue;
 
2027
    ++Iteration;
 
2028
  }
 
2029
 
 
2030
  if (EnablePRE) {
 
2031
    bool PREChanged = true;
 
2032
    while (PREChanged) {
 
2033
      PREChanged = performPRE(F);
 
2034
      Changed |= PREChanged;
 
2035
    }
 
2036
  }
 
2037
  // FIXME: Should perform GVN again after PRE does something.  PRE can move
 
2038
  // computations into blocks where they become fully redundant.  Note that
 
2039
  // we can't do this until PRE's critical edge splitting updates memdep.
 
2040
  // Actually, when this happens, we should just fully integrate PRE into GVN.
 
2041
 
 
2042
  cleanupGlobalSets();
 
2043
 
 
2044
  return Changed;
 
2045
}
 
2046
 
 
2047
 
 
2048
bool GVN::processBlock(BasicBlock *BB) {
 
2049
  // FIXME: Kill off toErase by doing erasing eagerly in a helper function (and
 
2050
  // incrementing BI before processing an instruction).
 
2051
  SmallVector<Instruction*, 8> toErase;
 
2052
  bool ChangedFunction = false;
 
2053
 
 
2054
  for (BasicBlock::iterator BI = BB->begin(), BE = BB->end();
 
2055
       BI != BE;) {
 
2056
    ChangedFunction |= processInstruction(BI, toErase);
 
2057
    if (toErase.empty()) {
 
2058
      ++BI;
 
2059
      continue;
 
2060
    }
 
2061
 
 
2062
    // If we need some instructions deleted, do it now.
 
2063
    NumGVNInstr += toErase.size();
 
2064
 
 
2065
    // Avoid iterator invalidation.
 
2066
    bool AtStart = BI == BB->begin();
 
2067
    if (!AtStart)
 
2068
      --BI;
 
2069
 
 
2070
    for (SmallVector<Instruction*, 4>::iterator I = toErase.begin(),
 
2071
         E = toErase.end(); I != E; ++I) {
 
2072
      DEBUG(dbgs() << "GVN removed: " << **I << '\n');
 
2073
      if (MD) MD->removeInstruction(*I);
 
2074
      (*I)->eraseFromParent();
 
2075
      DEBUG(verifyRemoved(*I));
 
2076
    }
 
2077
    toErase.clear();
 
2078
 
 
2079
    if (AtStart)
 
2080
      BI = BB->begin();
 
2081
    else
 
2082
      ++BI;
 
2083
  }
 
2084
 
 
2085
  return ChangedFunction;
 
2086
}
 
2087
 
 
2088
/// performPRE - Perform a purely local form of PRE that looks for diamond
 
2089
/// control flow patterns and attempts to perform simple PRE at the join point.
 
2090
bool GVN::performPRE(Function &F) {
 
2091
  bool Changed = false;
 
2092
  DenseMap<BasicBlock*, Value*> predMap;
 
2093
  for (df_iterator<BasicBlock*> DI = df_begin(&F.getEntryBlock()),
 
2094
       DE = df_end(&F.getEntryBlock()); DI != DE; ++DI) {
 
2095
    BasicBlock *CurrentBlock = *DI;
 
2096
 
 
2097
    // Nothing to PRE in the entry block.
 
2098
    if (CurrentBlock == &F.getEntryBlock()) continue;
 
2099
 
 
2100
    for (BasicBlock::iterator BI = CurrentBlock->begin(),
 
2101
         BE = CurrentBlock->end(); BI != BE; ) {
 
2102
      Instruction *CurInst = BI++;
 
2103
 
 
2104
      if (isa<AllocaInst>(CurInst) ||
 
2105
          isa<TerminatorInst>(CurInst) || isa<PHINode>(CurInst) ||
 
2106
          CurInst->getType()->isVoidTy() ||
 
2107
          CurInst->mayReadFromMemory() || CurInst->mayHaveSideEffects() ||
 
2108
          isa<DbgInfoIntrinsic>(CurInst))
 
2109
        continue;
 
2110
 
 
2111
      uint32_t ValNo = VN.lookup(CurInst);
 
2112
 
 
2113
      // Look for the predecessors for PRE opportunities.  We're
 
2114
      // only trying to solve the basic diamond case, where
 
2115
      // a value is computed in the successor and one predecessor,
 
2116
      // but not the other.  We also explicitly disallow cases
 
2117
      // where the successor is its own predecessor, because they're
 
2118
      // more complicated to get right.
 
2119
      unsigned NumWith = 0;
 
2120
      unsigned NumWithout = 0;
 
2121
      BasicBlock *PREPred = 0;
 
2122
      predMap.clear();
 
2123
 
 
2124
      for (pred_iterator PI = pred_begin(CurrentBlock),
 
2125
           PE = pred_end(CurrentBlock); PI != PE; ++PI) {
 
2126
        // We're not interested in PRE where the block is its
 
2127
        // own predecessor, or in blocks with predecessors
 
2128
        // that are not reachable.
 
2129
        if (*PI == CurrentBlock) {
 
2130
          NumWithout = 2;
 
2131
          break;
 
2132
        } else if (!localAvail.count(*PI))  {
 
2133
          NumWithout = 2;
 
2134
          break;
 
2135
        }
 
2136
 
 
2137
        DenseMap<uint32_t, Value*>::iterator predV =
 
2138
                                            localAvail[*PI]->table.find(ValNo);
 
2139
        if (predV == localAvail[*PI]->table.end()) {
 
2140
          PREPred = *PI;
 
2141
          NumWithout++;
 
2142
        } else if (predV->second == CurInst) {
 
2143
          NumWithout = 2;
 
2144
        } else {
 
2145
          predMap[*PI] = predV->second;
 
2146
          NumWith++;
 
2147
        }
 
2148
      }
 
2149
 
 
2150
      // Don't do PRE when it might increase code size, i.e. when
 
2151
      // we would need to insert instructions in more than one pred.
 
2152
      if (NumWithout != 1 || NumWith == 0)
 
2153
        continue;
 
2154
      
 
2155
      // Don't do PRE across indirect branch.
 
2156
      if (isa<IndirectBrInst>(PREPred->getTerminator()))
 
2157
        continue;
 
2158
 
 
2159
      // We can't do PRE safely on a critical edge, so instead we schedule
 
2160
      // the edge to be split and perform the PRE the next time we iterate
 
2161
      // on the function.
 
2162
      unsigned SuccNum = GetSuccessorNumber(PREPred, CurrentBlock);
 
2163
      if (isCriticalEdge(PREPred->getTerminator(), SuccNum)) {
 
2164
        toSplit.push_back(std::make_pair(PREPred->getTerminator(), SuccNum));
 
2165
        continue;
 
2166
      }
 
2167
 
 
2168
      // Instantiate the expression in the predecessor that lacked it.
 
2169
      // Because we are going top-down through the block, all value numbers
 
2170
      // will be available in the predecessor by the time we need them.  Any
 
2171
      // that weren't originally present will have been instantiated earlier
 
2172
      // in this loop.
 
2173
      Instruction *PREInstr = CurInst->clone();
 
2174
      bool success = true;
 
2175
      for (unsigned i = 0, e = CurInst->getNumOperands(); i != e; ++i) {
 
2176
        Value *Op = PREInstr->getOperand(i);
 
2177
        if (isa<Argument>(Op) || isa<Constant>(Op) || isa<GlobalValue>(Op))
 
2178
          continue;
 
2179
 
 
2180
        if (Value *V = lookupNumber(PREPred, VN.lookup(Op))) {
 
2181
          PREInstr->setOperand(i, V);
 
2182
        } else {
 
2183
          success = false;
 
2184
          break;
 
2185
        }
 
2186
      }
 
2187
 
 
2188
      // Fail out if we encounter an operand that is not available in
 
2189
      // the PRE predecessor.  This is typically because of loads which
 
2190
      // are not value numbered precisely.
 
2191
      if (!success) {
 
2192
        delete PREInstr;
 
2193
        DEBUG(verifyRemoved(PREInstr));
 
2194
        continue;
 
2195
      }
 
2196
 
 
2197
      PREInstr->insertBefore(PREPred->getTerminator());
 
2198
      PREInstr->setName(CurInst->getName() + ".pre");
 
2199
      predMap[PREPred] = PREInstr;
 
2200
      VN.add(PREInstr, ValNo);
 
2201
      NumGVNPRE++;
 
2202
 
 
2203
      // Update the availability map to include the new instruction.
 
2204
      localAvail[PREPred]->table.insert(std::make_pair(ValNo, PREInstr));
 
2205
 
 
2206
      // Create a PHI to make the value available in this block.
 
2207
      PHINode* Phi = PHINode::Create(CurInst->getType(),
 
2208
                                     CurInst->getName() + ".pre-phi",
 
2209
                                     CurrentBlock->begin());
 
2210
      for (pred_iterator PI = pred_begin(CurrentBlock),
 
2211
           PE = pred_end(CurrentBlock); PI != PE; ++PI)
 
2212
        Phi->addIncoming(predMap[*PI], *PI);
 
2213
 
 
2214
      VN.add(Phi, ValNo);
 
2215
      localAvail[CurrentBlock]->table[ValNo] = Phi;
 
2216
 
 
2217
      CurInst->replaceAllUsesWith(Phi);
 
2218
      if (MD && Phi->getType()->isPointerTy())
 
2219
        MD->invalidateCachedPointerInfo(Phi);
 
2220
      VN.erase(CurInst);
 
2221
 
 
2222
      DEBUG(dbgs() << "GVN PRE removed: " << *CurInst << '\n');
 
2223
      if (MD) MD->removeInstruction(CurInst);
 
2224
      CurInst->eraseFromParent();
 
2225
      DEBUG(verifyRemoved(CurInst));
 
2226
      Changed = true;
 
2227
    }
 
2228
  }
 
2229
 
 
2230
  if (splitCriticalEdges())
 
2231
    Changed = true;
 
2232
 
 
2233
  return Changed;
 
2234
}
 
2235
 
 
2236
/// splitCriticalEdges - Split critical edges found during the previous
 
2237
/// iteration that may enable further optimization.
 
2238
bool GVN::splitCriticalEdges() {
 
2239
  if (toSplit.empty())
 
2240
    return false;
 
2241
  do {
 
2242
    std::pair<TerminatorInst*, unsigned> Edge = toSplit.pop_back_val();
 
2243
    SplitCriticalEdge(Edge.first, Edge.second, this);
 
2244
  } while (!toSplit.empty());
 
2245
  if (MD) MD->invalidateCachedPredecessors();
 
2246
  return true;
 
2247
}
 
2248
 
 
2249
/// iterateOnFunction - Executes one iteration of GVN
 
2250
bool GVN::iterateOnFunction(Function &F) {
 
2251
  cleanupGlobalSets();
 
2252
 
 
2253
  for (df_iterator<DomTreeNode*> DI = df_begin(DT->getRootNode()),
 
2254
       DE = df_end(DT->getRootNode()); DI != DE; ++DI) {
 
2255
    if (DI->getIDom())
 
2256
      localAvail[DI->getBlock()] =
 
2257
                   new ValueNumberScope(localAvail[DI->getIDom()->getBlock()]);
 
2258
    else
 
2259
      localAvail[DI->getBlock()] = new ValueNumberScope(0);
 
2260
  }
 
2261
 
 
2262
  // Top-down walk of the dominator tree
 
2263
  bool Changed = false;
 
2264
#if 0
 
2265
  // Needed for value numbering with phi construction to work.
 
2266
  ReversePostOrderTraversal<Function*> RPOT(&F);
 
2267
  for (ReversePostOrderTraversal<Function*>::rpo_iterator RI = RPOT.begin(),
 
2268
       RE = RPOT.end(); RI != RE; ++RI)
 
2269
    Changed |= processBlock(*RI);
 
2270
#else
 
2271
  for (df_iterator<DomTreeNode*> DI = df_begin(DT->getRootNode()),
 
2272
       DE = df_end(DT->getRootNode()); DI != DE; ++DI)
 
2273
    Changed |= processBlock(DI->getBlock());
 
2274
#endif
 
2275
 
 
2276
  return Changed;
 
2277
}
 
2278
 
 
2279
void GVN::cleanupGlobalSets() {
 
2280
  VN.clear();
 
2281
 
 
2282
  for (DenseMap<BasicBlock*, ValueNumberScope*>::iterator
 
2283
       I = localAvail.begin(), E = localAvail.end(); I != E; ++I)
 
2284
    delete I->second;
 
2285
  localAvail.clear();
 
2286
}
 
2287
 
 
2288
/// verifyRemoved - Verify that the specified instruction does not occur in our
 
2289
/// internal data structures.
 
2290
void GVN::verifyRemoved(const Instruction *Inst) const {
 
2291
  VN.verifyRemoved(Inst);
 
2292
 
 
2293
  // Walk through the value number scope to make sure the instruction isn't
 
2294
  // ferreted away in it.
 
2295
  for (DenseMap<BasicBlock*, ValueNumberScope*>::const_iterator
 
2296
         I = localAvail.begin(), E = localAvail.end(); I != E; ++I) {
 
2297
    const ValueNumberScope *VNS = I->second;
 
2298
 
 
2299
    while (VNS) {
 
2300
      for (DenseMap<uint32_t, Value*>::const_iterator
 
2301
             II = VNS->table.begin(), IE = VNS->table.end(); II != IE; ++II) {
 
2302
        assert(II->second != Inst && "Inst still in value numbering scope!");
 
2303
      }
 
2304
 
 
2305
      VNS = VNS->parent;
 
2306
    }
 
2307
  }
 
2308
}