]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - contrib/llvm/include/llvm/Transforms/Utils/Local.h
Merge llvm, clang, lld, lldb, compiler-rt and libc++ r304149, and update
[FreeBSD/FreeBSD.git] / contrib / llvm / include / llvm / Transforms / Utils / Local.h
1 //===-- Local.h - Functions to perform local transformations ----*- C++ -*-===//
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 family of functions perform various local transformations to the
11 // program.
12 //
13 //===----------------------------------------------------------------------===//
14
15 #ifndef LLVM_TRANSFORMS_UTILS_LOCAL_H
16 #define LLVM_TRANSFORMS_UTILS_LOCAL_H
17
18 #include "llvm/Analysis/AliasAnalysis.h"
19 #include "llvm/IR/DataLayout.h"
20 #include "llvm/IR/Dominators.h"
21 #include "llvm/IR/GetElementPtrTypeIterator.h"
22 #include "llvm/IR/IRBuilder.h"
23 #include "llvm/IR/Operator.h"
24 #include "llvm/ADT/SmallPtrSet.h"
25
26 namespace llvm {
27
28 class User;
29 class BasicBlock;
30 class Function;
31 class BranchInst;
32 class Instruction;
33 class CallInst;
34 class DbgDeclareInst;
35 class DbgValueInst;
36 class StoreInst;
37 class LoadInst;
38 class Value;
39 class PHINode;
40 class AllocaInst;
41 class AssumptionCache;
42 class ConstantExpr;
43 class DataLayout;
44 class TargetLibraryInfo;
45 class TargetTransformInfo;
46 class DIBuilder;
47 class DominatorTree;
48 class LazyValueInfo;
49
50 template<typename T> class SmallVectorImpl;
51
52 //===----------------------------------------------------------------------===//
53 //  Local constant propagation.
54 //
55
56 /// If a terminator instruction is predicated on a constant value, convert it
57 /// into an unconditional branch to the constant destination.
58 /// This is a nontrivial operation because the successors of this basic block
59 /// must have their PHI nodes updated.
60 /// Also calls RecursivelyDeleteTriviallyDeadInstructions() on any branch/switch
61 /// conditions and indirectbr addresses this might make dead if
62 /// DeleteDeadConditions is true.
63 bool ConstantFoldTerminator(BasicBlock *BB, bool DeleteDeadConditions = false,
64                             const TargetLibraryInfo *TLI = nullptr);
65
66 //===----------------------------------------------------------------------===//
67 //  Local dead code elimination.
68 //
69
70 /// Return true if the result produced by the instruction is not used, and the
71 /// instruction has no side effects.
72 bool isInstructionTriviallyDead(Instruction *I,
73                                 const TargetLibraryInfo *TLI = nullptr);
74
75 /// Return true if the result produced by the instruction would have no side
76 /// effects if it was not used. This is equivalent to checking whether
77 /// isInstructionTriviallyDead would be true if the use count was 0.
78 bool wouldInstructionBeTriviallyDead(Instruction *I,
79                                      const TargetLibraryInfo *TLI = nullptr);
80
81 /// If the specified value is a trivially dead instruction, delete it.
82 /// If that makes any of its operands trivially dead, delete them too,
83 /// recursively. Return true if any instructions were deleted.
84 bool RecursivelyDeleteTriviallyDeadInstructions(Value *V,
85                                         const TargetLibraryInfo *TLI = nullptr);
86
87 /// If the specified value is an effectively dead PHI node, due to being a
88 /// def-use chain of single-use nodes that either forms a cycle or is terminated
89 /// by a trivially dead instruction, delete it. If that makes any of its
90 /// operands trivially dead, delete them too, recursively. Return true if a
91 /// change was made.
92 bool RecursivelyDeleteDeadPHINode(PHINode *PN,
93                                   const TargetLibraryInfo *TLI = nullptr);
94
95 /// Scan the specified basic block and try to simplify any instructions in it
96 /// and recursively delete dead instructions.
97 ///
98 /// This returns true if it changed the code, note that it can delete
99 /// instructions in other blocks as well in this block.
100 bool SimplifyInstructionsInBlock(BasicBlock *BB,
101                                  const TargetLibraryInfo *TLI = nullptr);
102
103 //===----------------------------------------------------------------------===//
104 //  Control Flow Graph Restructuring.
105 //
106
107 /// Like BasicBlock::removePredecessor, this method is called when we're about
108 /// to delete Pred as a predecessor of BB. If BB contains any PHI nodes, this
109 /// drops the entries in the PHI nodes for Pred.
110 ///
111 /// Unlike the removePredecessor method, this attempts to simplify uses of PHI
112 /// nodes that collapse into identity values.  For example, if we have:
113 ///   x = phi(1, 0, 0, 0)
114 ///   y = and x, z
115 ///
116 /// .. and delete the predecessor corresponding to the '1', this will attempt to
117 /// recursively fold the 'and' to 0.
118 void RemovePredecessorAndSimplify(BasicBlock *BB, BasicBlock *Pred);
119
120 /// BB is a block with one predecessor and its predecessor is known to have one
121 /// successor (BB!). Eliminate the edge between them, moving the instructions in
122 /// the predecessor into BB. This deletes the predecessor block.
123 void MergeBasicBlockIntoOnlyPred(BasicBlock *BB, DominatorTree *DT = nullptr);
124
125 /// BB is known to contain an unconditional branch, and contains no instructions
126 /// other than PHI nodes, potential debug intrinsics and the branch. If
127 /// possible, eliminate BB by rewriting all the predecessors to branch to the
128 /// successor block and return true. If we can't transform, return false.
129 bool TryToSimplifyUncondBranchFromEmptyBlock(BasicBlock *BB);
130
131 /// Check for and eliminate duplicate PHI nodes in this block. This doesn't try
132 /// to be clever about PHI nodes which differ only in the order of the incoming
133 /// values, but instcombine orders them so it usually won't matter.
134 bool EliminateDuplicatePHINodes(BasicBlock *BB);
135
136 /// This function is used to do simplification of a CFG.  For
137 /// example, it adjusts branches to branches to eliminate the extra hop, it
138 /// eliminates unreachable basic blocks, and does other "peephole" optimization
139 /// of the CFG.  It returns true if a modification was made, possibly deleting
140 /// the basic block that was pointed to. LoopHeaders is an optional input
141 /// parameter, providing the set of loop header that SimplifyCFG should not
142 /// eliminate.
143 bool SimplifyCFG(BasicBlock *BB, const TargetTransformInfo &TTI,
144                  unsigned BonusInstThreshold, AssumptionCache *AC = nullptr,
145                  SmallPtrSetImpl<BasicBlock *> *LoopHeaders = nullptr,
146                  bool LateSimplifyCFG = false);
147
148 /// This function is used to flatten a CFG. For example, it uses parallel-and
149 /// and parallel-or mode to collapse if-conditions and merge if-regions with
150 /// identical statements.
151 bool FlattenCFG(BasicBlock *BB, AliasAnalysis *AA = nullptr);
152
153 /// If this basic block is ONLY a setcc and a branch, and if a predecessor
154 /// branches to us and one of our successors, fold the setcc into the
155 /// predecessor and use logical operations to pick the right destination.
156 bool FoldBranchToCommonDest(BranchInst *BI, unsigned BonusInstThreshold = 1);
157
158 /// This function takes a virtual register computed by an Instruction and
159 /// replaces it with a slot in the stack frame, allocated via alloca.
160 /// This allows the CFG to be changed around without fear of invalidating the
161 /// SSA information for the value. It returns the pointer to the alloca inserted
162 /// to create a stack slot for X.
163 AllocaInst *DemoteRegToStack(Instruction &X,
164                              bool VolatileLoads = false,
165                              Instruction *AllocaPoint = nullptr);
166
167 /// This function takes a virtual register computed by a phi node and replaces
168 /// it with a slot in the stack frame, allocated via alloca. The phi node is
169 /// deleted and it returns the pointer to the alloca inserted.
170 AllocaInst *DemotePHIToStack(PHINode *P, Instruction *AllocaPoint = nullptr);
171
172 /// Try to ensure that the alignment of \p V is at least \p PrefAlign bytes. If
173 /// the owning object can be modified and has an alignment less than \p
174 /// PrefAlign, it will be increased and \p PrefAlign returned. If the alignment
175 /// cannot be increased, the known alignment of the value is returned.
176 ///
177 /// It is not always possible to modify the alignment of the underlying object,
178 /// so if alignment is important, a more reliable approach is to simply align
179 /// all global variables and allocation instructions to their preferred
180 /// alignment from the beginning.
181 unsigned getOrEnforceKnownAlignment(Value *V, unsigned PrefAlign,
182                                     const DataLayout &DL,
183                                     const Instruction *CxtI = nullptr,
184                                     AssumptionCache *AC = nullptr,
185                                     const DominatorTree *DT = nullptr);
186
187 /// Try to infer an alignment for the specified pointer.
188 static inline unsigned getKnownAlignment(Value *V, const DataLayout &DL,
189                                          const Instruction *CxtI = nullptr,
190                                          AssumptionCache *AC = nullptr,
191                                          const DominatorTree *DT = nullptr) {
192   return getOrEnforceKnownAlignment(V, 0, DL, CxtI, AC, DT);
193 }
194
195 /// Given a getelementptr instruction/constantexpr, emit the code necessary to
196 /// compute the offset from the base pointer (without adding in the base
197 /// pointer). Return the result as a signed integer of intptr size.
198 /// When NoAssumptions is true, no assumptions about index computation not
199 /// overflowing is made.
200 template <typename IRBuilderTy>
201 Value *EmitGEPOffset(IRBuilderTy *Builder, const DataLayout &DL, User *GEP,
202                      bool NoAssumptions = false) {
203   GEPOperator *GEPOp = cast<GEPOperator>(GEP);
204   Type *IntPtrTy = DL.getIntPtrType(GEP->getType());
205   Value *Result = Constant::getNullValue(IntPtrTy);
206
207   // If the GEP is inbounds, we know that none of the addressing operations will
208   // overflow in an unsigned sense.
209   bool isInBounds = GEPOp->isInBounds() && !NoAssumptions;
210
211   // Build a mask for high order bits.
212   unsigned IntPtrWidth = IntPtrTy->getScalarType()->getIntegerBitWidth();
213   uint64_t PtrSizeMask = ~0ULL >> (64 - IntPtrWidth);
214
215   gep_type_iterator GTI = gep_type_begin(GEP);
216   for (User::op_iterator i = GEP->op_begin() + 1, e = GEP->op_end(); i != e;
217        ++i, ++GTI) {
218     Value *Op = *i;
219     uint64_t Size = DL.getTypeAllocSize(GTI.getIndexedType()) & PtrSizeMask;
220     if (Constant *OpC = dyn_cast<Constant>(Op)) {
221       if (OpC->isZeroValue())
222         continue;
223
224       // Handle a struct index, which adds its field offset to the pointer.
225       if (StructType *STy = GTI.getStructTypeOrNull()) {
226         if (OpC->getType()->isVectorTy())
227           OpC = OpC->getSplatValue();
228
229         uint64_t OpValue = cast<ConstantInt>(OpC)->getZExtValue();
230         Size = DL.getStructLayout(STy)->getElementOffset(OpValue);
231
232         if (Size)
233           Result = Builder->CreateAdd(Result, ConstantInt::get(IntPtrTy, Size),
234                                       GEP->getName()+".offs");
235         continue;
236       }
237
238       Constant *Scale = ConstantInt::get(IntPtrTy, Size);
239       Constant *OC = ConstantExpr::getIntegerCast(OpC, IntPtrTy, true /*SExt*/);
240       Scale = ConstantExpr::getMul(OC, Scale, isInBounds/*NUW*/);
241       // Emit an add instruction.
242       Result = Builder->CreateAdd(Result, Scale, GEP->getName()+".offs");
243       continue;
244     }
245     // Convert to correct type.
246     if (Op->getType() != IntPtrTy)
247       Op = Builder->CreateIntCast(Op, IntPtrTy, true, Op->getName()+".c");
248     if (Size != 1) {
249       // We'll let instcombine(mul) convert this to a shl if possible.
250       Op = Builder->CreateMul(Op, ConstantInt::get(IntPtrTy, Size),
251                               GEP->getName()+".idx", isInBounds /*NUW*/);
252     }
253
254     // Emit an add instruction.
255     Result = Builder->CreateAdd(Op, Result, GEP->getName()+".offs");
256   }
257   return Result;
258 }
259
260 ///===---------------------------------------------------------------------===//
261 ///  Dbg Intrinsic utilities
262 ///
263
264 /// Inserts a llvm.dbg.value intrinsic before a store to an alloca'd value
265 /// that has an associated llvm.dbg.decl intrinsic.
266 void ConvertDebugDeclareToDebugValue(DbgDeclareInst *DDI,
267                                      StoreInst *SI, DIBuilder &Builder);
268
269 /// Inserts a llvm.dbg.value intrinsic before a load of an alloca'd value
270 /// that has an associated llvm.dbg.decl intrinsic.
271 void ConvertDebugDeclareToDebugValue(DbgDeclareInst *DDI,
272                                      LoadInst *LI, DIBuilder &Builder);
273
274 /// Inserts a llvm.dbg.value intrinsic after a phi of an alloca'd value
275 /// that has an associated llvm.dbg.decl intrinsic.
276 void ConvertDebugDeclareToDebugValue(DbgDeclareInst *DDI,
277                                      PHINode *LI, DIBuilder &Builder);
278
279 /// Lowers llvm.dbg.declare intrinsics into appropriate set of
280 /// llvm.dbg.value intrinsics.
281 bool LowerDbgDeclare(Function &F);
282
283 /// Finds the llvm.dbg.declare intrinsic corresponding to an alloca, if any.
284 DbgDeclareInst *FindAllocaDbgDeclare(Value *V);
285
286 /// Finds the llvm.dbg.value intrinsics describing a value.
287 void findDbgValues(SmallVectorImpl<DbgValueInst *> &DbgValues, Value *V);
288
289 /// Replaces llvm.dbg.declare instruction when the address it describes
290 /// is replaced with a new value. If Deref is true, an additional DW_OP_deref is
291 /// prepended to the expression. If Offset is non-zero, a constant displacement
292 /// is added to the expression (after the optional Deref). Offset can be
293 /// negative.
294 bool replaceDbgDeclare(Value *Address, Value *NewAddress,
295                        Instruction *InsertBefore, DIBuilder &Builder,
296                        bool Deref, int Offset);
297
298 /// Replaces llvm.dbg.declare instruction when the alloca it describes
299 /// is replaced with a new value. If Deref is true, an additional DW_OP_deref is
300 /// prepended to the expression. If Offset is non-zero, a constant displacement
301 /// is added to the expression (after the optional Deref). Offset can be
302 /// negative. New llvm.dbg.declare is inserted immediately before AI.
303 bool replaceDbgDeclareForAlloca(AllocaInst *AI, Value *NewAllocaAddress,
304                                 DIBuilder &Builder, bool Deref, int Offset = 0);
305
306 /// Replaces multiple llvm.dbg.value instructions when the alloca it describes
307 /// is replaced with a new value. If Offset is non-zero, a constant displacement
308 /// is added to the expression (after the mandatory Deref). Offset can be
309 /// negative. New llvm.dbg.value instructions are inserted at the locations of
310 /// the instructions they replace.
311 void replaceDbgValueForAlloca(AllocaInst *AI, Value *NewAllocaAddress,
312                               DIBuilder &Builder, int Offset = 0);
313
314 /// Assuming the instruction \p I is going to be deleted, attempt to salvage any
315 /// dbg.value intrinsics referring to \p I by rewriting its effect into a
316 /// DIExpression.
317 void salvageDebugInfo(Instruction &I);
318
319 /// Remove all instructions from a basic block other than it's terminator
320 /// and any present EH pad instructions.
321 unsigned removeAllNonTerminatorAndEHPadInstructions(BasicBlock *BB);
322
323 /// Insert an unreachable instruction before the specified
324 /// instruction, making it and the rest of the code in the block dead.
325 unsigned changeToUnreachable(Instruction *I, bool UseLLVMTrap,
326                              bool PreserveLCSSA = false);
327
328 /// Convert the CallInst to InvokeInst with the specified unwind edge basic
329 /// block.  This also splits the basic block where CI is located, because
330 /// InvokeInst is a terminator instruction.  Returns the newly split basic
331 /// block.
332 BasicBlock *changeToInvokeAndSplitBasicBlock(CallInst *CI,
333                                              BasicBlock *UnwindEdge);
334
335 /// Replace 'BB's terminator with one that does not have an unwind successor
336 /// block. Rewrites `invoke` to `call`, etc. Updates any PHIs in unwind
337 /// successor.
338 ///
339 /// \param BB  Block whose terminator will be replaced.  Its terminator must
340 ///            have an unwind successor.
341 void removeUnwindEdge(BasicBlock *BB);
342
343 /// Remove all blocks that can not be reached from the function's entry.
344 ///
345 /// Returns true if any basic block was removed.
346 bool removeUnreachableBlocks(Function &F, LazyValueInfo *LVI = nullptr);
347
348 /// Combine the metadata of two instructions so that K can replace J
349 ///
350 /// Metadata not listed as known via KnownIDs is removed
351 void combineMetadata(Instruction *K, const Instruction *J, ArrayRef<unsigned> KnownIDs);
352
353 /// Combine the metadata of two instructions so that K can replace J. This
354 /// specifically handles the case of CSE-like transformations.
355 ///
356 /// Unknown metadata is removed.
357 void combineMetadataForCSE(Instruction *K, const Instruction *J);
358
359 // Replace each use of 'From' with 'To', if that use does not belong to basic
360 // block where 'From' is defined. Returns the number of replacements made.
361 unsigned replaceNonLocalUsesWith(Instruction *From, Value *To);
362
363 /// Replace each use of 'From' with 'To' if that use is dominated by
364 /// the given edge.  Returns the number of replacements made.
365 unsigned replaceDominatedUsesWith(Value *From, Value *To, DominatorTree &DT,
366                                   const BasicBlockEdge &Edge);
367 /// Replace each use of 'From' with 'To' if that use is dominated by
368 /// the end of the given BasicBlock. Returns the number of replacements made.
369 unsigned replaceDominatedUsesWith(Value *From, Value *To, DominatorTree &DT,
370                                   const BasicBlock *BB);
371
372
373 /// Return true if the CallSite CS calls a gc leaf function.
374 ///
375 /// A leaf function is a function that does not safepoint the thread during its
376 /// execution.  During a call or invoke to such a function, the callers stack
377 /// does not have to be made parseable.
378 ///
379 /// Most passes can and should ignore this information, and it is only used
380 /// during lowering by the GC infrastructure.
381 bool callsGCLeafFunction(ImmutableCallSite CS);
382
383 //===----------------------------------------------------------------------===//
384 //  Intrinsic pattern matching
385 //
386
387 /// Try and match a bswap or bitreverse idiom.
388 ///
389 /// If an idiom is matched, an intrinsic call is inserted before \c I. Any added
390 /// instructions are returned in \c InsertedInsts. They will all have been added
391 /// to a basic block.
392 ///
393 /// A bitreverse idiom normally requires around 2*BW nodes to be searched (where
394 /// BW is the bitwidth of the integer type). A bswap idiom requires anywhere up
395 /// to BW / 4 nodes to be searched, so is significantly faster.
396 ///
397 /// This function returns true on a successful match or false otherwise.
398 bool recognizeBSwapOrBitReverseIdiom(
399     Instruction *I, bool MatchBSwaps, bool MatchBitReversals,
400     SmallVectorImpl<Instruction *> &InsertedInsts);
401
402 //===----------------------------------------------------------------------===//
403 //  Sanitizer utilities
404 //
405
406 /// Given a CallInst, check if it calls a string function known to CodeGen,
407 /// and mark it with NoBuiltin if so.  To be used by sanitizers that intend
408 /// to intercept string functions and want to avoid converting them to target
409 /// specific instructions.
410 void maybeMarkSanitizerLibraryCallNoBuiltin(CallInst *CI,
411                                             const TargetLibraryInfo *TLI);
412
413 //===----------------------------------------------------------------------===//
414 //  Transform predicates
415 //
416
417 /// Given an instruction, is it legal to set operand OpIdx to a non-constant
418 /// value?
419 bool canReplaceOperandWithVariable(const Instruction *I, unsigned OpIdx);
420
421 } // End llvm namespace
422
423 #endif