]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - contrib/llvm/lib/CodeGen/CodeGenPrepare.cpp
Import Amazon Elastic Network Adapter (ENA) HAL to sys/contrib/
[FreeBSD/FreeBSD.git] / contrib / llvm / lib / CodeGen / CodeGenPrepare.cpp
1 //===- CodeGenPrepare.cpp - Prepare a function for code generation --------===//
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 munges the code in the input function to better prepare it for
11 // SelectionDAG-based code generation. This works around limitations in it's
12 // basic-block-at-a-time approach. It should eventually be removed.
13 //
14 //===----------------------------------------------------------------------===//
15
16 #include "llvm/CodeGen/Passes.h"
17 #include "llvm/ADT/DenseMap.h"
18 #include "llvm/ADT/SmallSet.h"
19 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
20 #include "llvm/Analysis/BlockFrequencyInfo.h"
21 #include "llvm/Analysis/BranchProbabilityInfo.h"
22 #include "llvm/Analysis/InstructionSimplify.h"
23 #include "llvm/Analysis/LoopInfo.h"
24 #include "llvm/Analysis/ProfileSummaryInfo.h"
25 #include "llvm/Analysis/TargetLibraryInfo.h"
26 #include "llvm/Analysis/TargetTransformInfo.h"
27 #include "llvm/Analysis/ValueTracking.h"
28 #include "llvm/Analysis/MemoryBuiltins.h"
29 #include "llvm/CodeGen/Analysis.h"
30 #include "llvm/IR/CallSite.h"
31 #include "llvm/IR/Constants.h"
32 #include "llvm/IR/DataLayout.h"
33 #include "llvm/IR/DerivedTypes.h"
34 #include "llvm/IR/Dominators.h"
35 #include "llvm/IR/Function.h"
36 #include "llvm/IR/GetElementPtrTypeIterator.h"
37 #include "llvm/IR/IRBuilder.h"
38 #include "llvm/IR/InlineAsm.h"
39 #include "llvm/IR/Instructions.h"
40 #include "llvm/IR/IntrinsicInst.h"
41 #include "llvm/IR/MDBuilder.h"
42 #include "llvm/IR/PatternMatch.h"
43 #include "llvm/IR/Statepoint.h"
44 #include "llvm/IR/ValueHandle.h"
45 #include "llvm/IR/ValueMap.h"
46 #include "llvm/Pass.h"
47 #include "llvm/Support/BranchProbability.h"
48 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
49 #include "llvm/Support/Debug.h"
50 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
51 #include "llvm/Target/TargetLowering.h"
52 #include "llvm/Target/TargetSubtargetInfo.h"
53 #include "llvm/Transforms/Utils/BasicBlockUtils.h"
54 #include "llvm/Transforms/Utils/BuildLibCalls.h"
55 #include "llvm/Transforms/Utils/BypassSlowDivision.h"
56 #include "llvm/Transforms/Utils/Local.h"
57 #include "llvm/Transforms/Utils/SimplifyLibCalls.h"
58 using namespace llvm;
59 using namespace llvm::PatternMatch;
60
61 #define DEBUG_TYPE "codegenprepare"
62
63 STATISTIC(NumBlocksElim, "Number of blocks eliminated");
64 STATISTIC(NumPHIsElim,   "Number of trivial PHIs eliminated");
65 STATISTIC(NumGEPsElim,   "Number of GEPs converted to casts");
66 STATISTIC(NumCmpUses, "Number of uses of Cmp expressions replaced with uses of "
67                       "sunken Cmps");
68 STATISTIC(NumCastUses, "Number of uses of Cast expressions replaced with uses "
69                        "of sunken Casts");
70 STATISTIC(NumMemoryInsts, "Number of memory instructions whose address "
71                           "computations were sunk");
72 STATISTIC(NumExtsMoved,  "Number of [s|z]ext instructions combined with loads");
73 STATISTIC(NumExtUses,    "Number of uses of [s|z]ext instructions optimized");
74 STATISTIC(NumAndsAdded,
75           "Number of and mask instructions added to form ext loads");
76 STATISTIC(NumAndUses, "Number of uses of and mask instructions optimized");
77 STATISTIC(NumRetsDup,    "Number of return instructions duplicated");
78 STATISTIC(NumDbgValueMoved, "Number of debug value instructions moved");
79 STATISTIC(NumSelectsExpanded, "Number of selects turned into branches");
80 STATISTIC(NumAndCmpsMoved, "Number of and/cmp's pushed into branches");
81 STATISTIC(NumStoreExtractExposed, "Number of store(extractelement) exposed");
82
83 static cl::opt<bool> DisableBranchOpts(
84   "disable-cgp-branch-opts", cl::Hidden, cl::init(false),
85   cl::desc("Disable branch optimizations in CodeGenPrepare"));
86
87 static cl::opt<bool>
88     DisableGCOpts("disable-cgp-gc-opts", cl::Hidden, cl::init(false),
89                   cl::desc("Disable GC optimizations in CodeGenPrepare"));
90
91 static cl::opt<bool> DisableSelectToBranch(
92   "disable-cgp-select2branch", cl::Hidden, cl::init(false),
93   cl::desc("Disable select to branch conversion."));
94
95 static cl::opt<bool> AddrSinkUsingGEPs(
96   "addr-sink-using-gep", cl::Hidden, cl::init(false),
97   cl::desc("Address sinking in CGP using GEPs."));
98
99 static cl::opt<bool> EnableAndCmpSinking(
100    "enable-andcmp-sinking", cl::Hidden, cl::init(true),
101    cl::desc("Enable sinkinig and/cmp into branches."));
102
103 static cl::opt<bool> DisableStoreExtract(
104     "disable-cgp-store-extract", cl::Hidden, cl::init(false),
105     cl::desc("Disable store(extract) optimizations in CodeGenPrepare"));
106
107 static cl::opt<bool> StressStoreExtract(
108     "stress-cgp-store-extract", cl::Hidden, cl::init(false),
109     cl::desc("Stress test store(extract) optimizations in CodeGenPrepare"));
110
111 static cl::opt<bool> DisableExtLdPromotion(
112     "disable-cgp-ext-ld-promotion", cl::Hidden, cl::init(false),
113     cl::desc("Disable ext(promotable(ld)) -> promoted(ext(ld)) optimization in "
114              "CodeGenPrepare"));
115
116 static cl::opt<bool> StressExtLdPromotion(
117     "stress-cgp-ext-ld-promotion", cl::Hidden, cl::init(false),
118     cl::desc("Stress test ext(promotable(ld)) -> promoted(ext(ld)) "
119              "optimization in CodeGenPrepare"));
120
121 static cl::opt<bool> DisablePreheaderProtect(
122     "disable-preheader-prot", cl::Hidden, cl::init(false),
123     cl::desc("Disable protection against removing loop preheaders"));
124
125 static cl::opt<bool> ProfileGuidedSectionPrefix(
126     "profile-guided-section-prefix", cl::Hidden, cl::init(true),
127     cl::desc("Use profile info to add section prefix for hot/cold functions"));
128
129 static cl::opt<unsigned> FreqRatioToSkipMerge(
130     "cgp-freq-ratio-to-skip-merge", cl::Hidden, cl::init(2),
131     cl::desc("Skip merging empty blocks if (frequency of empty block) / "
132              "(frequency of destination block) is greater than this ratio"));
133
134 static cl::opt<bool> ForceSplitStore(
135     "force-split-store", cl::Hidden, cl::init(false),
136     cl::desc("Force store splitting no matter what the target query says."));
137
138 namespace {
139 typedef SmallPtrSet<Instruction *, 16> SetOfInstrs;
140 typedef PointerIntPair<Type *, 1, bool> TypeIsSExt;
141 typedef DenseMap<Instruction *, TypeIsSExt> InstrToOrigTy;
142 class TypePromotionTransaction;
143
144   class CodeGenPrepare : public FunctionPass {
145     const TargetMachine *TM;
146     const TargetLowering *TLI;
147     const TargetTransformInfo *TTI;
148     const TargetLibraryInfo *TLInfo;
149     const LoopInfo *LI;
150     std::unique_ptr<BlockFrequencyInfo> BFI;
151     std::unique_ptr<BranchProbabilityInfo> BPI;
152
153     /// As we scan instructions optimizing them, this is the next instruction
154     /// to optimize. Transforms that can invalidate this should update it.
155     BasicBlock::iterator CurInstIterator;
156
157     /// Keeps track of non-local addresses that have been sunk into a block.
158     /// This allows us to avoid inserting duplicate code for blocks with
159     /// multiple load/stores of the same address.
160     ValueMap<Value*, Value*> SunkAddrs;
161
162     /// Keeps track of all instructions inserted for the current function.
163     SetOfInstrs InsertedInsts;
164     /// Keeps track of the type of the related instruction before their
165     /// promotion for the current function.
166     InstrToOrigTy PromotedInsts;
167
168     /// True if CFG is modified in any way.
169     bool ModifiedDT;
170
171     /// True if optimizing for size.
172     bool OptSize;
173
174     /// DataLayout for the Function being processed.
175     const DataLayout *DL;
176
177   public:
178     static char ID; // Pass identification, replacement for typeid
179     explicit CodeGenPrepare(const TargetMachine *TM = nullptr)
180         : FunctionPass(ID), TM(TM), TLI(nullptr), TTI(nullptr), DL(nullptr) {
181         initializeCodeGenPreparePass(*PassRegistry::getPassRegistry());
182       }
183     bool runOnFunction(Function &F) override;
184
185     StringRef getPassName() const override { return "CodeGen Prepare"; }
186
187     void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const override {
188       // FIXME: When we can selectively preserve passes, preserve the domtree.
189       AU.addRequired<ProfileSummaryInfoWrapperPass>();
190       AU.addRequired<TargetLibraryInfoWrapperPass>();
191       AU.addRequired<TargetTransformInfoWrapperPass>();
192       AU.addRequired<LoopInfoWrapperPass>();
193     }
194
195   private:
196     bool eliminateFallThrough(Function &F);
197     bool eliminateMostlyEmptyBlocks(Function &F);
198     BasicBlock *findDestBlockOfMergeableEmptyBlock(BasicBlock *BB);
199     bool canMergeBlocks(const BasicBlock *BB, const BasicBlock *DestBB) const;
200     void eliminateMostlyEmptyBlock(BasicBlock *BB);
201     bool isMergingEmptyBlockProfitable(BasicBlock *BB, BasicBlock *DestBB,
202                                        bool isPreheader);
203     bool optimizeBlock(BasicBlock &BB, bool& ModifiedDT);
204     bool optimizeInst(Instruction *I, bool& ModifiedDT);
205     bool optimizeMemoryInst(Instruction *I, Value *Addr,
206                             Type *AccessTy, unsigned AS);
207     bool optimizeInlineAsmInst(CallInst *CS);
208     bool optimizeCallInst(CallInst *CI, bool& ModifiedDT);
209     bool moveExtToFormExtLoad(Instruction *&I);
210     bool optimizeExtUses(Instruction *I);
211     bool optimizeLoadExt(LoadInst *I);
212     bool optimizeSelectInst(SelectInst *SI);
213     bool optimizeShuffleVectorInst(ShuffleVectorInst *SI);
214     bool optimizeSwitchInst(SwitchInst *CI);
215     bool optimizeExtractElementInst(Instruction *Inst);
216     bool dupRetToEnableTailCallOpts(BasicBlock *BB);
217     bool placeDbgValues(Function &F);
218     bool sinkAndCmp(Function &F);
219     bool extLdPromotion(TypePromotionTransaction &TPT, LoadInst *&LI,
220                         Instruction *&Inst,
221                         const SmallVectorImpl<Instruction *> &Exts,
222                         unsigned CreatedInstCost);
223     bool splitBranchCondition(Function &F);
224     bool simplifyOffsetableRelocate(Instruction &I);
225   };
226 }
227
228 char CodeGenPrepare::ID = 0;
229 INITIALIZE_TM_PASS_BEGIN(CodeGenPrepare, "codegenprepare",
230                          "Optimize for code generation", false, false)
231 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(ProfileSummaryInfoWrapperPass)
232 INITIALIZE_TM_PASS_END(CodeGenPrepare, "codegenprepare",
233                        "Optimize for code generation", false, false)
234
235 FunctionPass *llvm::createCodeGenPreparePass(const TargetMachine *TM) {
236   return new CodeGenPrepare(TM);
237 }
238
239 bool CodeGenPrepare::runOnFunction(Function &F) {
240   if (skipFunction(F))
241     return false;
242
243   DL = &F.getParent()->getDataLayout();
244
245   bool EverMadeChange = false;
246   // Clear per function information.
247   InsertedInsts.clear();
248   PromotedInsts.clear();
249   BFI.reset();
250   BPI.reset();
251
252   ModifiedDT = false;
253   if (TM)
254     TLI = TM->getSubtargetImpl(F)->getTargetLowering();
255   TLInfo = &getAnalysis<TargetLibraryInfoWrapperPass>().getTLI();
256   TTI = &getAnalysis<TargetTransformInfoWrapperPass>().getTTI(F);
257   LI = &getAnalysis<LoopInfoWrapperPass>().getLoopInfo();
258   OptSize = F.optForSize();
259
260   if (ProfileGuidedSectionPrefix) {
261     ProfileSummaryInfo *PSI =
262         getAnalysis<ProfileSummaryInfoWrapperPass>().getPSI();
263     if (PSI->isFunctionEntryHot(&F))
264       F.setSectionPrefix(".hot");
265     else if (PSI->isFunctionEntryCold(&F))
266       F.setSectionPrefix(".cold");
267   }
268
269   /// This optimization identifies DIV instructions that can be
270   /// profitably bypassed and carried out with a shorter, faster divide.
271   if (!OptSize && TLI && TLI->isSlowDivBypassed()) {
272     const DenseMap<unsigned int, unsigned int> &BypassWidths =
273        TLI->getBypassSlowDivWidths();
274     BasicBlock* BB = &*F.begin();
275     while (BB != nullptr) {
276       // bypassSlowDivision may create new BBs, but we don't want to reapply the
277       // optimization to those blocks.
278       BasicBlock* Next = BB->getNextNode();
279       EverMadeChange |= bypassSlowDivision(BB, BypassWidths);
280       BB = Next;
281     }
282   }
283
284   // Eliminate blocks that contain only PHI nodes and an
285   // unconditional branch.
286   EverMadeChange |= eliminateMostlyEmptyBlocks(F);
287
288   // llvm.dbg.value is far away from the value then iSel may not be able
289   // handle it properly. iSel will drop llvm.dbg.value if it can not
290   // find a node corresponding to the value.
291   EverMadeChange |= placeDbgValues(F);
292
293   // If there is a mask, compare against zero, and branch that can be combined
294   // into a single target instruction, push the mask and compare into branch
295   // users. Do this before OptimizeBlock -> OptimizeInst ->
296   // OptimizeCmpExpression, which perturbs the pattern being searched for.
297   if (!DisableBranchOpts) {
298     EverMadeChange |= sinkAndCmp(F);
299     EverMadeChange |= splitBranchCondition(F);
300   }
301
302   bool MadeChange = true;
303   while (MadeChange) {
304     MadeChange = false;
305     for (Function::iterator I = F.begin(); I != F.end(); ) {
306       BasicBlock *BB = &*I++;
307       bool ModifiedDTOnIteration = false;
308       MadeChange |= optimizeBlock(*BB, ModifiedDTOnIteration);
309
310       // Restart BB iteration if the dominator tree of the Function was changed
311       if (ModifiedDTOnIteration)
312         break;
313     }
314     EverMadeChange |= MadeChange;
315   }
316
317   SunkAddrs.clear();
318
319   if (!DisableBranchOpts) {
320     MadeChange = false;
321     SmallPtrSet<BasicBlock*, 8> WorkList;
322     for (BasicBlock &BB : F) {
323       SmallVector<BasicBlock *, 2> Successors(succ_begin(&BB), succ_end(&BB));
324       MadeChange |= ConstantFoldTerminator(&BB, true);
325       if (!MadeChange) continue;
326
327       for (SmallVectorImpl<BasicBlock*>::iterator
328              II = Successors.begin(), IE = Successors.end(); II != IE; ++II)
329         if (pred_begin(*II) == pred_end(*II))
330           WorkList.insert(*II);
331     }
332
333     // Delete the dead blocks and any of their dead successors.
334     MadeChange |= !WorkList.empty();
335     while (!WorkList.empty()) {
336       BasicBlock *BB = *WorkList.begin();
337       WorkList.erase(BB);
338       SmallVector<BasicBlock*, 2> Successors(succ_begin(BB), succ_end(BB));
339
340       DeleteDeadBlock(BB);
341
342       for (SmallVectorImpl<BasicBlock*>::iterator
343              II = Successors.begin(), IE = Successors.end(); II != IE; ++II)
344         if (pred_begin(*II) == pred_end(*II))
345           WorkList.insert(*II);
346     }
347
348     // Merge pairs of basic blocks with unconditional branches, connected by
349     // a single edge.
350     if (EverMadeChange || MadeChange)
351       MadeChange |= eliminateFallThrough(F);
352
353     EverMadeChange |= MadeChange;
354   }
355
356   if (!DisableGCOpts) {
357     SmallVector<Instruction *, 2> Statepoints;
358     for (BasicBlock &BB : F)
359       for (Instruction &I : BB)
360         if (isStatepoint(I))
361           Statepoints.push_back(&I);
362     for (auto &I : Statepoints)
363       EverMadeChange |= simplifyOffsetableRelocate(*I);
364   }
365
366   return EverMadeChange;
367 }
368
369 /// Merge basic blocks which are connected by a single edge, where one of the
370 /// basic blocks has a single successor pointing to the other basic block,
371 /// which has a single predecessor.
372 bool CodeGenPrepare::eliminateFallThrough(Function &F) {
373   bool Changed = false;
374   // Scan all of the blocks in the function, except for the entry block.
375   for (Function::iterator I = std::next(F.begin()), E = F.end(); I != E;) {
376     BasicBlock *BB = &*I++;
377     // If the destination block has a single pred, then this is a trivial
378     // edge, just collapse it.
379     BasicBlock *SinglePred = BB->getSinglePredecessor();
380
381     // Don't merge if BB's address is taken.
382     if (!SinglePred || SinglePred == BB || BB->hasAddressTaken()) continue;
383
384     BranchInst *Term = dyn_cast<BranchInst>(SinglePred->getTerminator());
385     if (Term && !Term->isConditional()) {
386       Changed = true;
387       DEBUG(dbgs() << "To merge:\n"<< *SinglePred << "\n\n\n");
388       // Remember if SinglePred was the entry block of the function.
389       // If so, we will need to move BB back to the entry position.
390       bool isEntry = SinglePred == &SinglePred->getParent()->getEntryBlock();
391       MergeBasicBlockIntoOnlyPred(BB, nullptr);
392
393       if (isEntry && BB != &BB->getParent()->getEntryBlock())
394         BB->moveBefore(&BB->getParent()->getEntryBlock());
395
396       // We have erased a block. Update the iterator.
397       I = BB->getIterator();
398     }
399   }
400   return Changed;
401 }
402
403 /// Find a destination block from BB if BB is mergeable empty block.
404 BasicBlock *CodeGenPrepare::findDestBlockOfMergeableEmptyBlock(BasicBlock *BB) {
405   // If this block doesn't end with an uncond branch, ignore it.
406   BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(BB->getTerminator());
407   if (!BI || !BI->isUnconditional())
408     return nullptr;
409
410   // If the instruction before the branch (skipping debug info) isn't a phi
411   // node, then other stuff is happening here.
412   BasicBlock::iterator BBI = BI->getIterator();
413   if (BBI != BB->begin()) {
414     --BBI;
415     while (isa<DbgInfoIntrinsic>(BBI)) {
416       if (BBI == BB->begin())
417         break;
418       --BBI;
419     }
420     if (!isa<DbgInfoIntrinsic>(BBI) && !isa<PHINode>(BBI))
421       return nullptr;
422   }
423
424   // Do not break infinite loops.
425   BasicBlock *DestBB = BI->getSuccessor(0);
426   if (DestBB == BB)
427     return nullptr;
428
429   if (!canMergeBlocks(BB, DestBB))
430     DestBB = nullptr;
431
432   return DestBB;
433 }
434
435 /// Eliminate blocks that contain only PHI nodes, debug info directives, and an
436 /// unconditional branch. Passes before isel (e.g. LSR/loopsimplify) often split
437 /// edges in ways that are non-optimal for isel. Start by eliminating these
438 /// blocks so we can split them the way we want them.
439 bool CodeGenPrepare::eliminateMostlyEmptyBlocks(Function &F) {
440   SmallPtrSet<BasicBlock *, 16> Preheaders;
441   SmallVector<Loop *, 16> LoopList(LI->begin(), LI->end());
442   while (!LoopList.empty()) {
443     Loop *L = LoopList.pop_back_val();
444     LoopList.insert(LoopList.end(), L->begin(), L->end());
445     if (BasicBlock *Preheader = L->getLoopPreheader())
446       Preheaders.insert(Preheader);
447   }
448
449   bool MadeChange = false;
450   // Note that this intentionally skips the entry block.
451   for (Function::iterator I = std::next(F.begin()), E = F.end(); I != E;) {
452     BasicBlock *BB = &*I++;
453     BasicBlock *DestBB = findDestBlockOfMergeableEmptyBlock(BB);
454     if (!DestBB ||
455         !isMergingEmptyBlockProfitable(BB, DestBB, Preheaders.count(BB)))
456       continue;
457
458     eliminateMostlyEmptyBlock(BB);
459     MadeChange = true;
460   }
461   return MadeChange;
462 }
463
464 bool CodeGenPrepare::isMergingEmptyBlockProfitable(BasicBlock *BB,
465                                                    BasicBlock *DestBB,
466                                                    bool isPreheader) {
467   // Do not delete loop preheaders if doing so would create a critical edge.
468   // Loop preheaders can be good locations to spill registers. If the
469   // preheader is deleted and we create a critical edge, registers may be
470   // spilled in the loop body instead.
471   if (!DisablePreheaderProtect && isPreheader &&
472       !(BB->getSinglePredecessor() &&
473         BB->getSinglePredecessor()->getSingleSuccessor()))
474     return false;
475
476   // Try to skip merging if the unique predecessor of BB is terminated by a
477   // switch or indirect branch instruction, and BB is used as an incoming block
478   // of PHIs in DestBB. In such case, merging BB and DestBB would cause ISel to
479   // add COPY instructions in the predecessor of BB instead of BB (if it is not
480   // merged). Note that the critical edge created by merging such blocks wont be
481   // split in MachineSink because the jump table is not analyzable. By keeping
482   // such empty block (BB), ISel will place COPY instructions in BB, not in the
483   // predecessor of BB.
484   BasicBlock *Pred = BB->getUniquePredecessor();
485   if (!Pred ||
486       !(isa<SwitchInst>(Pred->getTerminator()) ||
487         isa<IndirectBrInst>(Pred->getTerminator())))
488     return true;
489
490   if (BB->getTerminator() != BB->getFirstNonPHI())
491     return true;
492
493   // We use a simple cost heuristic which determine skipping merging is
494   // profitable if the cost of skipping merging is less than the cost of
495   // merging : Cost(skipping merging) < Cost(merging BB), where the
496   // Cost(skipping merging) is Freq(BB) * (Cost(Copy) + Cost(Branch)), and
497   // the Cost(merging BB) is Freq(Pred) * Cost(Copy).
498   // Assuming Cost(Copy) == Cost(Branch), we could simplify it to :
499   //   Freq(Pred) / Freq(BB) > 2.
500   // Note that if there are multiple empty blocks sharing the same incoming
501   // value for the PHIs in the DestBB, we consider them together. In such
502   // case, Cost(merging BB) will be the sum of their frequencies.
503
504   if (!isa<PHINode>(DestBB->begin()))
505     return true;
506
507   SmallPtrSet<BasicBlock *, 16> SameIncomingValueBBs;
508
509   // Find all other incoming blocks from which incoming values of all PHIs in
510   // DestBB are the same as the ones from BB.
511   for (pred_iterator PI = pred_begin(DestBB), E = pred_end(DestBB); PI != E;
512        ++PI) {
513     BasicBlock *DestBBPred = *PI;
514     if (DestBBPred == BB)
515       continue;
516
517     bool HasAllSameValue = true;
518     BasicBlock::const_iterator DestBBI = DestBB->begin();
519     while (const PHINode *DestPN = dyn_cast<PHINode>(DestBBI++)) {
520       if (DestPN->getIncomingValueForBlock(BB) !=
521           DestPN->getIncomingValueForBlock(DestBBPred)) {
522         HasAllSameValue = false;
523         break;
524       }
525     }
526     if (HasAllSameValue)
527       SameIncomingValueBBs.insert(DestBBPred);
528   }
529
530   // See if all BB's incoming values are same as the value from Pred. In this
531   // case, no reason to skip merging because COPYs are expected to be place in
532   // Pred already.
533   if (SameIncomingValueBBs.count(Pred))
534     return true;
535
536   if (!BFI) {
537     Function &F = *BB->getParent();
538     LoopInfo LI{DominatorTree(F)};
539     BPI.reset(new BranchProbabilityInfo(F, LI));
540     BFI.reset(new BlockFrequencyInfo(F, *BPI, LI));
541   }
542
543   BlockFrequency PredFreq = BFI->getBlockFreq(Pred);
544   BlockFrequency BBFreq = BFI->getBlockFreq(BB);
545
546   for (auto SameValueBB : SameIncomingValueBBs)
547     if (SameValueBB->getUniquePredecessor() == Pred &&
548         DestBB == findDestBlockOfMergeableEmptyBlock(SameValueBB))
549       BBFreq += BFI->getBlockFreq(SameValueBB);
550
551   return PredFreq.getFrequency() <=
552          BBFreq.getFrequency() * FreqRatioToSkipMerge;
553 }
554
555 /// Return true if we can merge BB into DestBB if there is a single
556 /// unconditional branch between them, and BB contains no other non-phi
557 /// instructions.
558 bool CodeGenPrepare::canMergeBlocks(const BasicBlock *BB,
559                                     const BasicBlock *DestBB) const {
560   // We only want to eliminate blocks whose phi nodes are used by phi nodes in
561   // the successor.  If there are more complex condition (e.g. preheaders),
562   // don't mess around with them.
563   BasicBlock::const_iterator BBI = BB->begin();
564   while (const PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(BBI++)) {
565     for (const User *U : PN->users()) {
566       const Instruction *UI = cast<Instruction>(U);
567       if (UI->getParent() != DestBB || !isa<PHINode>(UI))
568         return false;
569       // If User is inside DestBB block and it is a PHINode then check
570       // incoming value. If incoming value is not from BB then this is
571       // a complex condition (e.g. preheaders) we want to avoid here.
572       if (UI->getParent() == DestBB) {
573         if (const PHINode *UPN = dyn_cast<PHINode>(UI))
574           for (unsigned I = 0, E = UPN->getNumIncomingValues(); I != E; ++I) {
575             Instruction *Insn = dyn_cast<Instruction>(UPN->getIncomingValue(I));
576             if (Insn && Insn->getParent() == BB &&
577                 Insn->getParent() != UPN->getIncomingBlock(I))
578               return false;
579           }
580       }
581     }
582   }
583
584   // If BB and DestBB contain any common predecessors, then the phi nodes in BB
585   // and DestBB may have conflicting incoming values for the block.  If so, we
586   // can't merge the block.
587   const PHINode *DestBBPN = dyn_cast<PHINode>(DestBB->begin());
588   if (!DestBBPN) return true;  // no conflict.
589
590   // Collect the preds of BB.
591   SmallPtrSet<const BasicBlock*, 16> BBPreds;
592   if (const PHINode *BBPN = dyn_cast<PHINode>(BB->begin())) {
593     // It is faster to get preds from a PHI than with pred_iterator.
594     for (unsigned i = 0, e = BBPN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i)
595       BBPreds.insert(BBPN->getIncomingBlock(i));
596   } else {
597     BBPreds.insert(pred_begin(BB), pred_end(BB));
598   }
599
600   // Walk the preds of DestBB.
601   for (unsigned i = 0, e = DestBBPN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
602     BasicBlock *Pred = DestBBPN->getIncomingBlock(i);
603     if (BBPreds.count(Pred)) {   // Common predecessor?
604       BBI = DestBB->begin();
605       while (const PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(BBI++)) {
606         const Value *V1 = PN->getIncomingValueForBlock(Pred);
607         const Value *V2 = PN->getIncomingValueForBlock(BB);
608
609         // If V2 is a phi node in BB, look up what the mapped value will be.
610         if (const PHINode *V2PN = dyn_cast<PHINode>(V2))
611           if (V2PN->getParent() == BB)
612             V2 = V2PN->getIncomingValueForBlock(Pred);
613
614         // If there is a conflict, bail out.
615         if (V1 != V2) return false;
616       }
617     }
618   }
619
620   return true;
621 }
622
623
624 /// Eliminate a basic block that has only phi's and an unconditional branch in
625 /// it.
626 void CodeGenPrepare::eliminateMostlyEmptyBlock(BasicBlock *BB) {
627   BranchInst *BI = cast<BranchInst>(BB->getTerminator());
628   BasicBlock *DestBB = BI->getSuccessor(0);
629
630   DEBUG(dbgs() << "MERGING MOSTLY EMPTY BLOCKS - BEFORE:\n" << *BB << *DestBB);
631
632   // If the destination block has a single pred, then this is a trivial edge,
633   // just collapse it.
634   if (BasicBlock *SinglePred = DestBB->getSinglePredecessor()) {
635     if (SinglePred != DestBB) {
636       // Remember if SinglePred was the entry block of the function.  If so, we
637       // will need to move BB back to the entry position.
638       bool isEntry = SinglePred == &SinglePred->getParent()->getEntryBlock();
639       MergeBasicBlockIntoOnlyPred(DestBB, nullptr);
640
641       if (isEntry && BB != &BB->getParent()->getEntryBlock())
642         BB->moveBefore(&BB->getParent()->getEntryBlock());
643
644       DEBUG(dbgs() << "AFTER:\n" << *DestBB << "\n\n\n");
645       return;
646     }
647   }
648
649   // Otherwise, we have multiple predecessors of BB.  Update the PHIs in DestBB
650   // to handle the new incoming edges it is about to have.
651   PHINode *PN;
652   for (BasicBlock::iterator BBI = DestBB->begin();
653        (PN = dyn_cast<PHINode>(BBI)); ++BBI) {
654     // Remove the incoming value for BB, and remember it.
655     Value *InVal = PN->removeIncomingValue(BB, false);
656
657     // Two options: either the InVal is a phi node defined in BB or it is some
658     // value that dominates BB.
659     PHINode *InValPhi = dyn_cast<PHINode>(InVal);
660     if (InValPhi && InValPhi->getParent() == BB) {
661       // Add all of the input values of the input PHI as inputs of this phi.
662       for (unsigned i = 0, e = InValPhi->getNumIncomingValues(); i != e; ++i)
663         PN->addIncoming(InValPhi->getIncomingValue(i),
664                         InValPhi->getIncomingBlock(i));
665     } else {
666       // Otherwise, add one instance of the dominating value for each edge that
667       // we will be adding.
668       if (PHINode *BBPN = dyn_cast<PHINode>(BB->begin())) {
669         for (unsigned i = 0, e = BBPN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i)
670           PN->addIncoming(InVal, BBPN->getIncomingBlock(i));
671       } else {
672         for (pred_iterator PI = pred_begin(BB), E = pred_end(BB); PI != E; ++PI)
673           PN->addIncoming(InVal, *PI);
674       }
675     }
676   }
677
678   // The PHIs are now updated, change everything that refers to BB to use
679   // DestBB and remove BB.
680   BB->replaceAllUsesWith(DestBB);
681   BB->eraseFromParent();
682   ++NumBlocksElim;
683
684   DEBUG(dbgs() << "AFTER:\n" << *DestBB << "\n\n\n");
685 }
686
687 // Computes a map of base pointer relocation instructions to corresponding
688 // derived pointer relocation instructions given a vector of all relocate calls
689 static void computeBaseDerivedRelocateMap(
690     const SmallVectorImpl<GCRelocateInst *> &AllRelocateCalls,
691     DenseMap<GCRelocateInst *, SmallVector<GCRelocateInst *, 2>>
692         &RelocateInstMap) {
693   // Collect information in two maps: one primarily for locating the base object
694   // while filling the second map; the second map is the final structure holding
695   // a mapping between Base and corresponding Derived relocate calls
696   DenseMap<std::pair<unsigned, unsigned>, GCRelocateInst *> RelocateIdxMap;
697   for (auto *ThisRelocate : AllRelocateCalls) {
698     auto K = std::make_pair(ThisRelocate->getBasePtrIndex(),
699                             ThisRelocate->getDerivedPtrIndex());
700     RelocateIdxMap.insert(std::make_pair(K, ThisRelocate));
701   }
702   for (auto &Item : RelocateIdxMap) {
703     std::pair<unsigned, unsigned> Key = Item.first;
704     if (Key.first == Key.second)
705       // Base relocation: nothing to insert
706       continue;
707
708     GCRelocateInst *I = Item.second;
709     auto BaseKey = std::make_pair(Key.first, Key.first);
710
711     // We're iterating over RelocateIdxMap so we cannot modify it.
712     auto MaybeBase = RelocateIdxMap.find(BaseKey);
713     if (MaybeBase == RelocateIdxMap.end())
714       // TODO: We might want to insert a new base object relocate and gep off
715       // that, if there are enough derived object relocates.
716       continue;
717
718     RelocateInstMap[MaybeBase->second].push_back(I);
719   }
720 }
721
722 // Accepts a GEP and extracts the operands into a vector provided they're all
723 // small integer constants
724 static bool getGEPSmallConstantIntOffsetV(GetElementPtrInst *GEP,
725                                           SmallVectorImpl<Value *> &OffsetV) {
726   for (unsigned i = 1; i < GEP->getNumOperands(); i++) {
727     // Only accept small constant integer operands
728     auto Op = dyn_cast<ConstantInt>(GEP->getOperand(i));
729     if (!Op || Op->getZExtValue() > 20)
730       return false;
731   }
732
733   for (unsigned i = 1; i < GEP->getNumOperands(); i++)
734     OffsetV.push_back(GEP->getOperand(i));
735   return true;
736 }
737
738 // Takes a RelocatedBase (base pointer relocation instruction) and Targets to
739 // replace, computes a replacement, and affects it.
740 static bool
741 simplifyRelocatesOffABase(GCRelocateInst *RelocatedBase,
742                           const SmallVectorImpl<GCRelocateInst *> &Targets) {
743   bool MadeChange = false;
744   for (GCRelocateInst *ToReplace : Targets) {
745     assert(ToReplace->getBasePtrIndex() == RelocatedBase->getBasePtrIndex() &&
746            "Not relocating a derived object of the original base object");
747     if (ToReplace->getBasePtrIndex() == ToReplace->getDerivedPtrIndex()) {
748       // A duplicate relocate call. TODO: coalesce duplicates.
749       continue;
750     }
751
752     if (RelocatedBase->getParent() != ToReplace->getParent()) {
753       // Base and derived relocates are in different basic blocks.
754       // In this case transform is only valid when base dominates derived
755       // relocate. However it would be too expensive to check dominance
756       // for each such relocate, so we skip the whole transformation.
757       continue;
758     }
759
760     Value *Base = ToReplace->getBasePtr();
761     auto Derived = dyn_cast<GetElementPtrInst>(ToReplace->getDerivedPtr());
762     if (!Derived || Derived->getPointerOperand() != Base)
763       continue;
764
765     SmallVector<Value *, 2> OffsetV;
766     if (!getGEPSmallConstantIntOffsetV(Derived, OffsetV))
767       continue;
768
769     // Create a Builder and replace the target callsite with a gep
770     assert(RelocatedBase->getNextNode() &&
771            "Should always have one since it's not a terminator");
772
773     // Insert after RelocatedBase
774     IRBuilder<> Builder(RelocatedBase->getNextNode());
775     Builder.SetCurrentDebugLocation(ToReplace->getDebugLoc());
776
777     // If gc_relocate does not match the actual type, cast it to the right type.
778     // In theory, there must be a bitcast after gc_relocate if the type does not
779     // match, and we should reuse it to get the derived pointer. But it could be
780     // cases like this:
781     // bb1:
782     //  ...
783     //  %g1 = call coldcc i8 addrspace(1)* @llvm.experimental.gc.relocate.p1i8(...)
784     //  br label %merge
785     //
786     // bb2:
787     //  ...
788     //  %g2 = call coldcc i8 addrspace(1)* @llvm.experimental.gc.relocate.p1i8(...)
789     //  br label %merge
790     //
791     // merge:
792     //  %p1 = phi i8 addrspace(1)* [ %g1, %bb1 ], [ %g2, %bb2 ]
793     //  %cast = bitcast i8 addrspace(1)* %p1 in to i32 addrspace(1)*
794     //
795     // In this case, we can not find the bitcast any more. So we insert a new bitcast
796     // no matter there is already one or not. In this way, we can handle all cases, and
797     // the extra bitcast should be optimized away in later passes.
798     Value *ActualRelocatedBase = RelocatedBase;
799     if (RelocatedBase->getType() != Base->getType()) {
800       ActualRelocatedBase =
801           Builder.CreateBitCast(RelocatedBase, Base->getType());
802     }
803     Value *Replacement = Builder.CreateGEP(
804         Derived->getSourceElementType(), ActualRelocatedBase, makeArrayRef(OffsetV));
805     Replacement->takeName(ToReplace);
806     // If the newly generated derived pointer's type does not match the original derived
807     // pointer's type, cast the new derived pointer to match it. Same reasoning as above.
808     Value *ActualReplacement = Replacement;
809     if (Replacement->getType() != ToReplace->getType()) {
810       ActualReplacement =
811           Builder.CreateBitCast(Replacement, ToReplace->getType());
812     }
813     ToReplace->replaceAllUsesWith(ActualReplacement);
814     ToReplace->eraseFromParent();
815
816     MadeChange = true;
817   }
818   return MadeChange;
819 }
820
821 // Turns this:
822 //
823 // %base = ...
824 // %ptr = gep %base + 15
825 // %tok = statepoint (%fun, i32 0, i32 0, i32 0, %base, %ptr)
826 // %base' = relocate(%tok, i32 4, i32 4)
827 // %ptr' = relocate(%tok, i32 4, i32 5)
828 // %val = load %ptr'
829 //
830 // into this:
831 //
832 // %base = ...
833 // %ptr = gep %base + 15
834 // %tok = statepoint (%fun, i32 0, i32 0, i32 0, %base, %ptr)
835 // %base' = gc.relocate(%tok, i32 4, i32 4)
836 // %ptr' = gep %base' + 15
837 // %val = load %ptr'
838 bool CodeGenPrepare::simplifyOffsetableRelocate(Instruction &I) {
839   bool MadeChange = false;
840   SmallVector<GCRelocateInst *, 2> AllRelocateCalls;
841
842   for (auto *U : I.users())
843     if (GCRelocateInst *Relocate = dyn_cast<GCRelocateInst>(U))
844       // Collect all the relocate calls associated with a statepoint
845       AllRelocateCalls.push_back(Relocate);
846
847   // We need atleast one base pointer relocation + one derived pointer
848   // relocation to mangle
849   if (AllRelocateCalls.size() < 2)
850     return false;
851
852   // RelocateInstMap is a mapping from the base relocate instruction to the
853   // corresponding derived relocate instructions
854   DenseMap<GCRelocateInst *, SmallVector<GCRelocateInst *, 2>> RelocateInstMap;
855   computeBaseDerivedRelocateMap(AllRelocateCalls, RelocateInstMap);
856   if (RelocateInstMap.empty())
857     return false;
858
859   for (auto &Item : RelocateInstMap)
860     // Item.first is the RelocatedBase to offset against
861     // Item.second is the vector of Targets to replace
862     MadeChange = simplifyRelocatesOffABase(Item.first, Item.second);
863   return MadeChange;
864 }
865
866 /// SinkCast - Sink the specified cast instruction into its user blocks
867 static bool SinkCast(CastInst *CI) {
868   BasicBlock *DefBB = CI->getParent();
869
870   /// InsertedCasts - Only insert a cast in each block once.
871   DenseMap<BasicBlock*, CastInst*> InsertedCasts;
872
873   bool MadeChange = false;
874   for (Value::user_iterator UI = CI->user_begin(), E = CI->user_end();
875        UI != E; ) {
876     Use &TheUse = UI.getUse();
877     Instruction *User = cast<Instruction>(*UI);
878
879     // Figure out which BB this cast is used in.  For PHI's this is the
880     // appropriate predecessor block.
881     BasicBlock *UserBB = User->getParent();
882     if (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(User)) {
883       UserBB = PN->getIncomingBlock(TheUse);
884     }
885
886     // Preincrement use iterator so we don't invalidate it.
887     ++UI;
888
889     // The first insertion point of a block containing an EH pad is after the
890     // pad.  If the pad is the user, we cannot sink the cast past the pad.
891     if (User->isEHPad())
892       continue;
893
894     // If the block selected to receive the cast is an EH pad that does not
895     // allow non-PHI instructions before the terminator, we can't sink the
896     // cast.
897     if (UserBB->getTerminator()->isEHPad())
898       continue;
899
900     // If this user is in the same block as the cast, don't change the cast.
901     if (UserBB == DefBB) continue;
902
903     // If we have already inserted a cast into this block, use it.
904     CastInst *&InsertedCast = InsertedCasts[UserBB];
905
906     if (!InsertedCast) {
907       BasicBlock::iterator InsertPt = UserBB->getFirstInsertionPt();
908       assert(InsertPt != UserBB->end());
909       InsertedCast = CastInst::Create(CI->getOpcode(), CI->getOperand(0),
910                                       CI->getType(), "", &*InsertPt);
911     }
912
913     // Replace a use of the cast with a use of the new cast.
914     TheUse = InsertedCast;
915     MadeChange = true;
916     ++NumCastUses;
917   }
918
919   // If we removed all uses, nuke the cast.
920   if (CI->use_empty()) {
921     CI->eraseFromParent();
922     MadeChange = true;
923   }
924
925   return MadeChange;
926 }
927
928 /// If the specified cast instruction is a noop copy (e.g. it's casting from
929 /// one pointer type to another, i32->i8 on PPC), sink it into user blocks to
930 /// reduce the number of virtual registers that must be created and coalesced.
931 ///
932 /// Return true if any changes are made.
933 ///
934 static bool OptimizeNoopCopyExpression(CastInst *CI, const TargetLowering &TLI,
935                                        const DataLayout &DL) {
936   // Sink only "cheap" (or nop) address-space casts.  This is a weaker condition
937   // than sinking only nop casts, but is helpful on some platforms.
938   if (auto *ASC = dyn_cast<AddrSpaceCastInst>(CI)) {
939     if (!TLI.isCheapAddrSpaceCast(ASC->getSrcAddressSpace(),
940                                   ASC->getDestAddressSpace()))
941       return false;
942   }
943
944   // If this is a noop copy,
945   EVT SrcVT = TLI.getValueType(DL, CI->getOperand(0)->getType());
946   EVT DstVT = TLI.getValueType(DL, CI->getType());
947
948   // This is an fp<->int conversion?
949   if (SrcVT.isInteger() != DstVT.isInteger())
950     return false;
951
952   // If this is an extension, it will be a zero or sign extension, which
953   // isn't a noop.
954   if (SrcVT.bitsLT(DstVT)) return false;
955
956   // If these values will be promoted, find out what they will be promoted
957   // to.  This helps us consider truncates on PPC as noop copies when they
958   // are.
959   if (TLI.getTypeAction(CI->getContext(), SrcVT) ==
960       TargetLowering::TypePromoteInteger)
961     SrcVT = TLI.getTypeToTransformTo(CI->getContext(), SrcVT);
962   if (TLI.getTypeAction(CI->getContext(), DstVT) ==
963       TargetLowering::TypePromoteInteger)
964     DstVT = TLI.getTypeToTransformTo(CI->getContext(), DstVT);
965
966   // If, after promotion, these are the same types, this is a noop copy.
967   if (SrcVT != DstVT)
968     return false;
969
970   return SinkCast(CI);
971 }
972
973 /// Try to combine CI into a call to the llvm.uadd.with.overflow intrinsic if
974 /// possible.
975 ///
976 /// Return true if any changes were made.
977 static bool CombineUAddWithOverflow(CmpInst *CI) {
978   Value *A, *B;
979   Instruction *AddI;
980   if (!match(CI,
981              m_UAddWithOverflow(m_Value(A), m_Value(B), m_Instruction(AddI))))
982     return false;
983
984   Type *Ty = AddI->getType();
985   if (!isa<IntegerType>(Ty))
986     return false;
987
988   // We don't want to move around uses of condition values this late, so we we
989   // check if it is legal to create the call to the intrinsic in the basic
990   // block containing the icmp:
991
992   if (AddI->getParent() != CI->getParent() && !AddI->hasOneUse())
993     return false;
994
995 #ifndef NDEBUG
996   // Someday m_UAddWithOverflow may get smarter, but this is a safe assumption
997   // for now:
998   if (AddI->hasOneUse())
999     assert(*AddI->user_begin() == CI && "expected!");
1000 #endif
1001
1002   Module *M = CI->getModule();
1003   Value *F = Intrinsic::getDeclaration(M, Intrinsic::uadd_with_overflow, Ty);
1004
1005   auto *InsertPt = AddI->hasOneUse() ? CI : AddI;
1006
1007   auto *UAddWithOverflow =
1008       CallInst::Create(F, {A, B}, "uadd.overflow", InsertPt);
1009   auto *UAdd = ExtractValueInst::Create(UAddWithOverflow, 0, "uadd", InsertPt);
1010   auto *Overflow =
1011       ExtractValueInst::Create(UAddWithOverflow, 1, "overflow", InsertPt);
1012
1013   CI->replaceAllUsesWith(Overflow);
1014   AddI->replaceAllUsesWith(UAdd);
1015   CI->eraseFromParent();
1016   AddI->eraseFromParent();
1017   return true;
1018 }
1019
1020 /// Sink the given CmpInst into user blocks to reduce the number of virtual
1021 /// registers that must be created and coalesced. This is a clear win except on
1022 /// targets with multiple condition code registers (PowerPC), where it might
1023 /// lose; some adjustment may be wanted there.
1024 ///
1025 /// Return true if any changes are made.
1026 static bool SinkCmpExpression(CmpInst *CI, const TargetLowering *TLI) {
1027   BasicBlock *DefBB = CI->getParent();
1028
1029   // Avoid sinking soft-FP comparisons, since this can move them into a loop.
1030   if (TLI && TLI->useSoftFloat() && isa<FCmpInst>(CI))
1031     return false;
1032
1033   // Only insert a cmp in each block once.
1034   DenseMap<BasicBlock*, CmpInst*> InsertedCmps;
1035
1036   bool MadeChange = false;
1037   for (Value::user_iterator UI = CI->user_begin(), E = CI->user_end();
1038        UI != E; ) {
1039     Use &TheUse = UI.getUse();
1040     Instruction *User = cast<Instruction>(*UI);
1041
1042     // Preincrement use iterator so we don't invalidate it.
1043     ++UI;
1044
1045     // Don't bother for PHI nodes.
1046     if (isa<PHINode>(User))
1047       continue;
1048
1049     // Figure out which BB this cmp is used in.
1050     BasicBlock *UserBB = User->getParent();
1051
1052     // If this user is in the same block as the cmp, don't change the cmp.
1053     if (UserBB == DefBB) continue;
1054
1055     // If we have already inserted a cmp into this block, use it.
1056     CmpInst *&InsertedCmp = InsertedCmps[UserBB];
1057
1058     if (!InsertedCmp) {
1059       BasicBlock::iterator InsertPt = UserBB->getFirstInsertionPt();
1060       assert(InsertPt != UserBB->end());
1061       InsertedCmp =
1062           CmpInst::Create(CI->getOpcode(), CI->getPredicate(),
1063                           CI->getOperand(0), CI->getOperand(1), "", &*InsertPt);
1064       // Propagate the debug info.
1065       InsertedCmp->setDebugLoc(CI->getDebugLoc());
1066     }
1067
1068     // Replace a use of the cmp with a use of the new cmp.
1069     TheUse = InsertedCmp;
1070     MadeChange = true;
1071     ++NumCmpUses;
1072   }
1073
1074   // If we removed all uses, nuke the cmp.
1075   if (CI->use_empty()) {
1076     CI->eraseFromParent();
1077     MadeChange = true;
1078   }
1079
1080   return MadeChange;
1081 }
1082
1083 static bool OptimizeCmpExpression(CmpInst *CI, const TargetLowering *TLI) {
1084   if (SinkCmpExpression(CI, TLI))
1085     return true;
1086
1087   if (CombineUAddWithOverflow(CI))
1088     return true;
1089
1090   return false;
1091 }
1092
1093 /// Check if the candidates could be combined with a shift instruction, which
1094 /// includes:
1095 /// 1. Truncate instruction
1096 /// 2. And instruction and the imm is a mask of the low bits:
1097 /// imm & (imm+1) == 0
1098 static bool isExtractBitsCandidateUse(Instruction *User) {
1099   if (!isa<TruncInst>(User)) {
1100     if (User->getOpcode() != Instruction::And ||
1101         !isa<ConstantInt>(User->getOperand(1)))
1102       return false;
1103
1104     const APInt &Cimm = cast<ConstantInt>(User->getOperand(1))->getValue();
1105
1106     if ((Cimm & (Cimm + 1)).getBoolValue())
1107       return false;
1108   }
1109   return true;
1110 }
1111
1112 /// Sink both shift and truncate instruction to the use of truncate's BB.
1113 static bool
1114 SinkShiftAndTruncate(BinaryOperator *ShiftI, Instruction *User, ConstantInt *CI,
1115                      DenseMap<BasicBlock *, BinaryOperator *> &InsertedShifts,
1116                      const TargetLowering &TLI, const DataLayout &DL) {
1117   BasicBlock *UserBB = User->getParent();
1118   DenseMap<BasicBlock *, CastInst *> InsertedTruncs;
1119   TruncInst *TruncI = dyn_cast<TruncInst>(User);
1120   bool MadeChange = false;
1121
1122   for (Value::user_iterator TruncUI = TruncI->user_begin(),
1123                             TruncE = TruncI->user_end();
1124        TruncUI != TruncE;) {
1125
1126     Use &TruncTheUse = TruncUI.getUse();
1127     Instruction *TruncUser = cast<Instruction>(*TruncUI);
1128     // Preincrement use iterator so we don't invalidate it.
1129
1130     ++TruncUI;
1131
1132     int ISDOpcode = TLI.InstructionOpcodeToISD(TruncUser->getOpcode());
1133     if (!ISDOpcode)
1134       continue;
1135
1136     // If the use is actually a legal node, there will not be an
1137     // implicit truncate.
1138     // FIXME: always querying the result type is just an
1139     // approximation; some nodes' legality is determined by the
1140     // operand or other means. There's no good way to find out though.
1141     if (TLI.isOperationLegalOrCustom(
1142             ISDOpcode, TLI.getValueType(DL, TruncUser->getType(), true)))
1143       continue;
1144
1145     // Don't bother for PHI nodes.
1146     if (isa<PHINode>(TruncUser))
1147       continue;
1148
1149     BasicBlock *TruncUserBB = TruncUser->getParent();
1150
1151     if (UserBB == TruncUserBB)
1152       continue;
1153
1154     BinaryOperator *&InsertedShift = InsertedShifts[TruncUserBB];
1155     CastInst *&InsertedTrunc = InsertedTruncs[TruncUserBB];
1156
1157     if (!InsertedShift && !InsertedTrunc) {
1158       BasicBlock::iterator InsertPt = TruncUserBB->getFirstInsertionPt();
1159       assert(InsertPt != TruncUserBB->end());
1160       // Sink the shift
1161       if (ShiftI->getOpcode() == Instruction::AShr)
1162         InsertedShift = BinaryOperator::CreateAShr(ShiftI->getOperand(0), CI,
1163                                                    "", &*InsertPt);
1164       else
1165         InsertedShift = BinaryOperator::CreateLShr(ShiftI->getOperand(0), CI,
1166                                                    "", &*InsertPt);
1167
1168       // Sink the trunc
1169       BasicBlock::iterator TruncInsertPt = TruncUserBB->getFirstInsertionPt();
1170       TruncInsertPt++;
1171       assert(TruncInsertPt != TruncUserBB->end());
1172
1173       InsertedTrunc = CastInst::Create(TruncI->getOpcode(), InsertedShift,
1174                                        TruncI->getType(), "", &*TruncInsertPt);
1175
1176       MadeChange = true;
1177
1178       TruncTheUse = InsertedTrunc;
1179     }
1180   }
1181   return MadeChange;
1182 }
1183
1184 /// Sink the shift *right* instruction into user blocks if the uses could
1185 /// potentially be combined with this shift instruction and generate BitExtract
1186 /// instruction. It will only be applied if the architecture supports BitExtract
1187 /// instruction. Here is an example:
1188 /// BB1:
1189 ///   %x.extract.shift = lshr i64 %arg1, 32
1190 /// BB2:
1191 ///   %x.extract.trunc = trunc i64 %x.extract.shift to i16
1192 /// ==>
1193 ///
1194 /// BB2:
1195 ///   %x.extract.shift.1 = lshr i64 %arg1, 32
1196 ///   %x.extract.trunc = trunc i64 %x.extract.shift.1 to i16
1197 ///
1198 /// CodeGen will recoginze the pattern in BB2 and generate BitExtract
1199 /// instruction.
1200 /// Return true if any changes are made.
1201 static bool OptimizeExtractBits(BinaryOperator *ShiftI, ConstantInt *CI,
1202                                 const TargetLowering &TLI,
1203                                 const DataLayout &DL) {
1204   BasicBlock *DefBB = ShiftI->getParent();
1205
1206   /// Only insert instructions in each block once.
1207   DenseMap<BasicBlock *, BinaryOperator *> InsertedShifts;
1208
1209   bool shiftIsLegal = TLI.isTypeLegal(TLI.getValueType(DL, ShiftI->getType()));
1210
1211   bool MadeChange = false;
1212   for (Value::user_iterator UI = ShiftI->user_begin(), E = ShiftI->user_end();
1213        UI != E;) {
1214     Use &TheUse = UI.getUse();
1215     Instruction *User = cast<Instruction>(*UI);
1216     // Preincrement use iterator so we don't invalidate it.
1217     ++UI;
1218
1219     // Don't bother for PHI nodes.
1220     if (isa<PHINode>(User))
1221       continue;
1222
1223     if (!isExtractBitsCandidateUse(User))
1224       continue;
1225
1226     BasicBlock *UserBB = User->getParent();
1227
1228     if (UserBB == DefBB) {
1229       // If the shift and truncate instruction are in the same BB. The use of
1230       // the truncate(TruncUse) may still introduce another truncate if not
1231       // legal. In this case, we would like to sink both shift and truncate
1232       // instruction to the BB of TruncUse.
1233       // for example:
1234       // BB1:
1235       // i64 shift.result = lshr i64 opnd, imm
1236       // trunc.result = trunc shift.result to i16
1237       //
1238       // BB2:
1239       //   ----> We will have an implicit truncate here if the architecture does
1240       //   not have i16 compare.
1241       // cmp i16 trunc.result, opnd2
1242       //
1243       if (isa<TruncInst>(User) && shiftIsLegal
1244           // If the type of the truncate is legal, no trucate will be
1245           // introduced in other basic blocks.
1246           &&
1247           (!TLI.isTypeLegal(TLI.getValueType(DL, User->getType()))))
1248         MadeChange =
1249             SinkShiftAndTruncate(ShiftI, User, CI, InsertedShifts, TLI, DL);
1250
1251       continue;
1252     }
1253     // If we have already inserted a shift into this block, use it.
1254     BinaryOperator *&InsertedShift = InsertedShifts[UserBB];
1255
1256     if (!InsertedShift) {
1257       BasicBlock::iterator InsertPt = UserBB->getFirstInsertionPt();
1258       assert(InsertPt != UserBB->end());
1259
1260       if (ShiftI->getOpcode() == Instruction::AShr)
1261         InsertedShift = BinaryOperator::CreateAShr(ShiftI->getOperand(0), CI,
1262                                                    "", &*InsertPt);
1263       else
1264         InsertedShift = BinaryOperator::CreateLShr(ShiftI->getOperand(0), CI,
1265                                                    "", &*InsertPt);
1266
1267       MadeChange = true;
1268     }
1269
1270     // Replace a use of the shift with a use of the new shift.
1271     TheUse = InsertedShift;
1272   }
1273
1274   // If we removed all uses, nuke the shift.
1275   if (ShiftI->use_empty())
1276     ShiftI->eraseFromParent();
1277
1278   return MadeChange;
1279 }
1280
1281 // Translate a masked load intrinsic like
1282 // <16 x i32 > @llvm.masked.load( <16 x i32>* %addr, i32 align,
1283 //                               <16 x i1> %mask, <16 x i32> %passthru)
1284 // to a chain of basic blocks, with loading element one-by-one if
1285 // the appropriate mask bit is set
1286 //
1287 //  %1 = bitcast i8* %addr to i32*
1288 //  %2 = extractelement <16 x i1> %mask, i32 0
1289 //  %3 = icmp eq i1 %2, true
1290 //  br i1 %3, label %cond.load, label %else
1291 //
1292 //cond.load:                                        ; preds = %0
1293 //  %4 = getelementptr i32* %1, i32 0
1294 //  %5 = load i32* %4
1295 //  %6 = insertelement <16 x i32> undef, i32 %5, i32 0
1296 //  br label %else
1297 //
1298 //else:                                             ; preds = %0, %cond.load
1299 //  %res.phi.else = phi <16 x i32> [ %6, %cond.load ], [ undef, %0 ]
1300 //  %7 = extractelement <16 x i1> %mask, i32 1
1301 //  %8 = icmp eq i1 %7, true
1302 //  br i1 %8, label %cond.load1, label %else2
1303 //
1304 //cond.load1:                                       ; preds = %else
1305 //  %9 = getelementptr i32* %1, i32 1
1306 //  %10 = load i32* %9
1307 //  %11 = insertelement <16 x i32> %res.phi.else, i32 %10, i32 1
1308 //  br label %else2
1309 //
1310 //else2:                                            ; preds = %else, %cond.load1
1311 //  %res.phi.else3 = phi <16 x i32> [ %11, %cond.load1 ], [ %res.phi.else, %else ]
1312 //  %12 = extractelement <16 x i1> %mask, i32 2
1313 //  %13 = icmp eq i1 %12, true
1314 //  br i1 %13, label %cond.load4, label %else5
1315 //
1316 static void scalarizeMaskedLoad(CallInst *CI) {
1317   Value *Ptr  = CI->getArgOperand(0);
1318   Value *Alignment = CI->getArgOperand(1);
1319   Value *Mask = CI->getArgOperand(2);
1320   Value *Src0 = CI->getArgOperand(3);
1321
1322   unsigned AlignVal = cast<ConstantInt>(Alignment)->getZExtValue();
1323   VectorType *VecType = dyn_cast<VectorType>(CI->getType());
1324   assert(VecType && "Unexpected return type of masked load intrinsic");
1325
1326   Type *EltTy = CI->getType()->getVectorElementType();
1327
1328   IRBuilder<> Builder(CI->getContext());
1329   Instruction *InsertPt = CI;
1330   BasicBlock *IfBlock = CI->getParent();
1331   BasicBlock *CondBlock = nullptr;
1332   BasicBlock *PrevIfBlock = CI->getParent();
1333
1334   Builder.SetInsertPoint(InsertPt);
1335   Builder.SetCurrentDebugLocation(CI->getDebugLoc());
1336
1337   // Short-cut if the mask is all-true.
1338   bool IsAllOnesMask = isa<Constant>(Mask) &&
1339     cast<Constant>(Mask)->isAllOnesValue();
1340
1341   if (IsAllOnesMask) {
1342     Value *NewI = Builder.CreateAlignedLoad(Ptr, AlignVal);
1343     CI->replaceAllUsesWith(NewI);
1344     CI->eraseFromParent();
1345     return;
1346   }
1347
1348   // Adjust alignment for the scalar instruction.
1349   AlignVal = std::min(AlignVal, VecType->getScalarSizeInBits()/8);
1350   // Bitcast %addr fron i8* to EltTy*
1351   Type *NewPtrType =
1352     EltTy->getPointerTo(cast<PointerType>(Ptr->getType())->getAddressSpace());
1353   Value *FirstEltPtr = Builder.CreateBitCast(Ptr, NewPtrType);
1354   unsigned VectorWidth = VecType->getNumElements();
1355
1356   Value *UndefVal = UndefValue::get(VecType);
1357
1358   // The result vector
1359   Value *VResult = UndefVal;
1360
1361   if (isa<ConstantVector>(Mask)) {
1362     for (unsigned Idx = 0; Idx < VectorWidth; ++Idx) {
1363       if (cast<ConstantVector>(Mask)->getOperand(Idx)->isNullValue())
1364           continue;
1365       Value *Gep =
1366           Builder.CreateInBoundsGEP(EltTy, FirstEltPtr, Builder.getInt32(Idx));
1367       LoadInst* Load = Builder.CreateAlignedLoad(Gep, AlignVal);
1368       VResult = Builder.CreateInsertElement(VResult, Load,
1369                                             Builder.getInt32(Idx));
1370     }
1371     Value *NewI = Builder.CreateSelect(Mask, VResult, Src0);
1372     CI->replaceAllUsesWith(NewI);
1373     CI->eraseFromParent();
1374     return;
1375   }
1376
1377   PHINode *Phi = nullptr;
1378   Value *PrevPhi = UndefVal;
1379
1380   for (unsigned Idx = 0; Idx < VectorWidth; ++Idx) {
1381
1382     // Fill the "else" block, created in the previous iteration
1383     //
1384     //  %res.phi.else3 = phi <16 x i32> [ %11, %cond.load1 ], [ %res.phi.else, %else ]
1385     //  %mask_1 = extractelement <16 x i1> %mask, i32 Idx
1386     //  %to_load = icmp eq i1 %mask_1, true
1387     //  br i1 %to_load, label %cond.load, label %else
1388     //
1389     if (Idx > 0) {
1390       Phi = Builder.CreatePHI(VecType, 2, "res.phi.else");
1391       Phi->addIncoming(VResult, CondBlock);
1392       Phi->addIncoming(PrevPhi, PrevIfBlock);
1393       PrevPhi = Phi;
1394       VResult = Phi;
1395     }
1396
1397     Value *Predicate = Builder.CreateExtractElement(Mask, Builder.getInt32(Idx));
1398     Value *Cmp = Builder.CreateICmp(ICmpInst::ICMP_EQ, Predicate,
1399                                     ConstantInt::get(Predicate->getType(), 1));
1400
1401     // Create "cond" block
1402     //
1403     //  %EltAddr = getelementptr i32* %1, i32 0
1404     //  %Elt = load i32* %EltAddr
1405     //  VResult = insertelement <16 x i32> VResult, i32 %Elt, i32 Idx
1406     //
1407     CondBlock = IfBlock->splitBasicBlock(InsertPt->getIterator(), "cond.load");
1408     Builder.SetInsertPoint(InsertPt);
1409
1410     Value *Gep =
1411         Builder.CreateInBoundsGEP(EltTy, FirstEltPtr, Builder.getInt32(Idx));
1412     LoadInst *Load = Builder.CreateAlignedLoad(Gep, AlignVal);
1413     VResult = Builder.CreateInsertElement(VResult, Load, Builder.getInt32(Idx));
1414
1415     // Create "else" block, fill it in the next iteration
1416     BasicBlock *NewIfBlock =
1417         CondBlock->splitBasicBlock(InsertPt->getIterator(), "else");
1418     Builder.SetInsertPoint(InsertPt);
1419     Instruction *OldBr = IfBlock->getTerminator();
1420     BranchInst::Create(CondBlock, NewIfBlock, Cmp, OldBr);
1421     OldBr->eraseFromParent();
1422     PrevIfBlock = IfBlock;
1423     IfBlock = NewIfBlock;
1424   }
1425
1426   Phi = Builder.CreatePHI(VecType, 2, "res.phi.select");
1427   Phi->addIncoming(VResult, CondBlock);
1428   Phi->addIncoming(PrevPhi, PrevIfBlock);
1429   Value *NewI = Builder.CreateSelect(Mask, Phi, Src0);
1430   CI->replaceAllUsesWith(NewI);
1431   CI->eraseFromParent();
1432 }
1433
1434 // Translate a masked store intrinsic, like
1435 // void @llvm.masked.store(<16 x i32> %src, <16 x i32>* %addr, i32 align,
1436 //                               <16 x i1> %mask)
1437 // to a chain of basic blocks, that stores element one-by-one if
1438 // the appropriate mask bit is set
1439 //
1440 //   %1 = bitcast i8* %addr to i32*
1441 //   %2 = extractelement <16 x i1> %mask, i32 0
1442 //   %3 = icmp eq i1 %2, true
1443 //   br i1 %3, label %cond.store, label %else
1444 //
1445 // cond.store:                                       ; preds = %0
1446 //   %4 = extractelement <16 x i32> %val, i32 0
1447 //   %5 = getelementptr i32* %1, i32 0
1448 //   store i32 %4, i32* %5
1449 //   br label %else
1450 //
1451 // else:                                             ; preds = %0, %cond.store
1452 //   %6 = extractelement <16 x i1> %mask, i32 1
1453 //   %7 = icmp eq i1 %6, true
1454 //   br i1 %7, label %cond.store1, label %else2
1455 //
1456 // cond.store1:                                      ; preds = %else
1457 //   %8 = extractelement <16 x i32> %val, i32 1
1458 //   %9 = getelementptr i32* %1, i32 1
1459 //   store i32 %8, i32* %9
1460 //   br label %else2
1461 //   . . .
1462 static void scalarizeMaskedStore(CallInst *CI) {
1463   Value *Src = CI->getArgOperand(0);
1464   Value *Ptr  = CI->getArgOperand(1);
1465   Value *Alignment = CI->getArgOperand(2);
1466   Value *Mask = CI->getArgOperand(3);
1467
1468   unsigned AlignVal = cast<ConstantInt>(Alignment)->getZExtValue();
1469   VectorType *VecType = dyn_cast<VectorType>(Src->getType());
1470   assert(VecType && "Unexpected data type in masked store intrinsic");
1471
1472   Type *EltTy = VecType->getElementType();
1473
1474   IRBuilder<> Builder(CI->getContext());
1475   Instruction *InsertPt = CI;
1476   BasicBlock *IfBlock = CI->getParent();
1477   Builder.SetInsertPoint(InsertPt);
1478   Builder.SetCurrentDebugLocation(CI->getDebugLoc());
1479
1480   // Short-cut if the mask is all-true.
1481   bool IsAllOnesMask = isa<Constant>(Mask) &&
1482     cast<Constant>(Mask)->isAllOnesValue();
1483
1484   if (IsAllOnesMask) {
1485     Builder.CreateAlignedStore(Src, Ptr, AlignVal);
1486     CI->eraseFromParent();
1487     return;
1488   }
1489
1490   // Adjust alignment for the scalar instruction.
1491   AlignVal = std::max(AlignVal, VecType->getScalarSizeInBits()/8);
1492   // Bitcast %addr fron i8* to EltTy*
1493   Type *NewPtrType =
1494     EltTy->getPointerTo(cast<PointerType>(Ptr->getType())->getAddressSpace());
1495   Value *FirstEltPtr = Builder.CreateBitCast(Ptr, NewPtrType);
1496   unsigned VectorWidth = VecType->getNumElements();
1497
1498   if (isa<ConstantVector>(Mask)) {
1499     for (unsigned Idx = 0; Idx < VectorWidth; ++Idx) {
1500       if (cast<ConstantVector>(Mask)->getOperand(Idx)->isNullValue())
1501           continue;
1502       Value *OneElt = Builder.CreateExtractElement(Src, Builder.getInt32(Idx));
1503       Value *Gep =
1504           Builder.CreateInBoundsGEP(EltTy, FirstEltPtr, Builder.getInt32(Idx));
1505       Builder.CreateAlignedStore(OneElt, Gep, AlignVal);
1506     }
1507     CI->eraseFromParent();
1508     return;
1509   }
1510
1511   for (unsigned Idx = 0; Idx < VectorWidth; ++Idx) {
1512
1513     // Fill the "else" block, created in the previous iteration
1514     //
1515     //  %mask_1 = extractelement <16 x i1> %mask, i32 Idx
1516     //  %to_store = icmp eq i1 %mask_1, true
1517     //  br i1 %to_store, label %cond.store, label %else
1518     //
1519     Value *Predicate = Builder.CreateExtractElement(Mask, Builder.getInt32(Idx));
1520     Value *Cmp = Builder.CreateICmp(ICmpInst::ICMP_EQ, Predicate,
1521                                     ConstantInt::get(Predicate->getType(), 1));
1522
1523     // Create "cond" block
1524     //
1525     //  %OneElt = extractelement <16 x i32> %Src, i32 Idx
1526     //  %EltAddr = getelementptr i32* %1, i32 0
1527     //  %store i32 %OneElt, i32* %EltAddr
1528     //
1529     BasicBlock *CondBlock =
1530         IfBlock->splitBasicBlock(InsertPt->getIterator(), "cond.store");
1531     Builder.SetInsertPoint(InsertPt);
1532
1533     Value *OneElt = Builder.CreateExtractElement(Src, Builder.getInt32(Idx));
1534     Value *Gep =
1535         Builder.CreateInBoundsGEP(EltTy, FirstEltPtr, Builder.getInt32(Idx));
1536     Builder.CreateAlignedStore(OneElt, Gep, AlignVal);
1537
1538     // Create "else" block, fill it in the next iteration
1539     BasicBlock *NewIfBlock =
1540         CondBlock->splitBasicBlock(InsertPt->getIterator(), "else");
1541     Builder.SetInsertPoint(InsertPt);
1542     Instruction *OldBr = IfBlock->getTerminator();
1543     BranchInst::Create(CondBlock, NewIfBlock, Cmp, OldBr);
1544     OldBr->eraseFromParent();
1545     IfBlock = NewIfBlock;
1546   }
1547   CI->eraseFromParent();
1548 }
1549
1550 // Translate a masked gather intrinsic like
1551 // <16 x i32 > @llvm.masked.gather.v16i32( <16 x i32*> %Ptrs, i32 4,
1552 //                               <16 x i1> %Mask, <16 x i32> %Src)
1553 // to a chain of basic blocks, with loading element one-by-one if
1554 // the appropriate mask bit is set
1555 //
1556 // % Ptrs = getelementptr i32, i32* %base, <16 x i64> %ind
1557 // % Mask0 = extractelement <16 x i1> %Mask, i32 0
1558 // % ToLoad0 = icmp eq i1 % Mask0, true
1559 // br i1 % ToLoad0, label %cond.load, label %else
1560 //
1561 // cond.load:
1562 // % Ptr0 = extractelement <16 x i32*> %Ptrs, i32 0
1563 // % Load0 = load i32, i32* % Ptr0, align 4
1564 // % Res0 = insertelement <16 x i32> undef, i32 % Load0, i32 0
1565 // br label %else
1566 //
1567 // else:
1568 // %res.phi.else = phi <16 x i32>[% Res0, %cond.load], [undef, % 0]
1569 // % Mask1 = extractelement <16 x i1> %Mask, i32 1
1570 // % ToLoad1 = icmp eq i1 % Mask1, true
1571 // br i1 % ToLoad1, label %cond.load1, label %else2
1572 //
1573 // cond.load1:
1574 // % Ptr1 = extractelement <16 x i32*> %Ptrs, i32 1
1575 // % Load1 = load i32, i32* % Ptr1, align 4
1576 // % Res1 = insertelement <16 x i32> %res.phi.else, i32 % Load1, i32 1
1577 // br label %else2
1578 // . . .
1579 // % Result = select <16 x i1> %Mask, <16 x i32> %res.phi.select, <16 x i32> %Src
1580 // ret <16 x i32> %Result
1581 static void scalarizeMaskedGather(CallInst *CI) {
1582   Value *Ptrs = CI->getArgOperand(0);
1583   Value *Alignment = CI->getArgOperand(1);
1584   Value *Mask = CI->getArgOperand(2);
1585   Value *Src0 = CI->getArgOperand(3);
1586
1587   VectorType *VecType = dyn_cast<VectorType>(CI->getType());
1588
1589   assert(VecType && "Unexpected return type of masked load intrinsic");
1590
1591   IRBuilder<> Builder(CI->getContext());
1592   Instruction *InsertPt = CI;
1593   BasicBlock *IfBlock = CI->getParent();
1594   BasicBlock *CondBlock = nullptr;
1595   BasicBlock *PrevIfBlock = CI->getParent();
1596   Builder.SetInsertPoint(InsertPt);
1597   unsigned AlignVal = cast<ConstantInt>(Alignment)->getZExtValue();
1598
1599   Builder.SetCurrentDebugLocation(CI->getDebugLoc());
1600
1601   Value *UndefVal = UndefValue::get(VecType);
1602
1603   // The result vector
1604   Value *VResult = UndefVal;
1605   unsigned VectorWidth = VecType->getNumElements();
1606
1607   // Shorten the way if the mask is a vector of constants.
1608   bool IsConstMask = isa<ConstantVector>(Mask);
1609
1610   if (IsConstMask) {
1611     for (unsigned Idx = 0; Idx < VectorWidth; ++Idx) {
1612       if (cast<ConstantVector>(Mask)->getOperand(Idx)->isNullValue())
1613         continue;
1614       Value *Ptr = Builder.CreateExtractElement(Ptrs, Builder.getInt32(Idx),
1615                                                 "Ptr" + Twine(Idx));
1616       LoadInst *Load = Builder.CreateAlignedLoad(Ptr, AlignVal,
1617                                                  "Load" + Twine(Idx));
1618       VResult = Builder.CreateInsertElement(VResult, Load,
1619                                             Builder.getInt32(Idx),
1620                                             "Res" + Twine(Idx));
1621     }
1622     Value *NewI = Builder.CreateSelect(Mask, VResult, Src0);
1623     CI->replaceAllUsesWith(NewI);
1624     CI->eraseFromParent();
1625     return;
1626   }
1627
1628   PHINode *Phi = nullptr;
1629   Value *PrevPhi = UndefVal;
1630
1631   for (unsigned Idx = 0; Idx < VectorWidth; ++Idx) {
1632
1633     // Fill the "else" block, created in the previous iteration
1634     //
1635     //  %Mask1 = extractelement <16 x i1> %Mask, i32 1
1636     //  %ToLoad1 = icmp eq i1 %Mask1, true
1637     //  br i1 %ToLoad1, label %cond.load, label %else
1638     //
1639     if (Idx > 0) {
1640       Phi = Builder.CreatePHI(VecType, 2, "res.phi.else");
1641       Phi->addIncoming(VResult, CondBlock);
1642       Phi->addIncoming(PrevPhi, PrevIfBlock);
1643       PrevPhi = Phi;
1644       VResult = Phi;
1645     }
1646
1647     Value *Predicate = Builder.CreateExtractElement(Mask,
1648                                                     Builder.getInt32(Idx),
1649                                                     "Mask" + Twine(Idx));
1650     Value *Cmp = Builder.CreateICmp(ICmpInst::ICMP_EQ, Predicate,
1651                                     ConstantInt::get(Predicate->getType(), 1),
1652                                     "ToLoad" + Twine(Idx));
1653
1654     // Create "cond" block
1655     //
1656     //  %EltAddr = getelementptr i32* %1, i32 0
1657     //  %Elt = load i32* %EltAddr
1658     //  VResult = insertelement <16 x i32> VResult, i32 %Elt, i32 Idx
1659     //
1660     CondBlock = IfBlock->splitBasicBlock(InsertPt, "cond.load");
1661     Builder.SetInsertPoint(InsertPt);
1662
1663     Value *Ptr = Builder.CreateExtractElement(Ptrs, Builder.getInt32(Idx),
1664                                               "Ptr" + Twine(Idx));
1665     LoadInst *Load = Builder.CreateAlignedLoad(Ptr, AlignVal,
1666                                                "Load" + Twine(Idx));
1667     VResult = Builder.CreateInsertElement(VResult, Load, Builder.getInt32(Idx),
1668                                           "Res" + Twine(Idx));
1669
1670     // Create "else" block, fill it in the next iteration
1671     BasicBlock *NewIfBlock = CondBlock->splitBasicBlock(InsertPt, "else");
1672     Builder.SetInsertPoint(InsertPt);
1673     Instruction *OldBr = IfBlock->getTerminator();
1674     BranchInst::Create(CondBlock, NewIfBlock, Cmp, OldBr);
1675     OldBr->eraseFromParent();
1676     PrevIfBlock = IfBlock;
1677     IfBlock = NewIfBlock;
1678   }
1679
1680   Phi = Builder.CreatePHI(VecType, 2, "res.phi.select");
1681   Phi->addIncoming(VResult, CondBlock);
1682   Phi->addIncoming(PrevPhi, PrevIfBlock);
1683   Value *NewI = Builder.CreateSelect(Mask, Phi, Src0);
1684   CI->replaceAllUsesWith(NewI);
1685   CI->eraseFromParent();
1686 }
1687
1688 // Translate a masked scatter intrinsic, like
1689 // void @llvm.masked.scatter.v16i32(<16 x i32> %Src, <16 x i32*>* %Ptrs, i32 4,
1690 //                                  <16 x i1> %Mask)
1691 // to a chain of basic blocks, that stores element one-by-one if
1692 // the appropriate mask bit is set.
1693 //
1694 // % Ptrs = getelementptr i32, i32* %ptr, <16 x i64> %ind
1695 // % Mask0 = extractelement <16 x i1> % Mask, i32 0
1696 // % ToStore0 = icmp eq i1 % Mask0, true
1697 // br i1 %ToStore0, label %cond.store, label %else
1698 //
1699 // cond.store:
1700 // % Elt0 = extractelement <16 x i32> %Src, i32 0
1701 // % Ptr0 = extractelement <16 x i32*> %Ptrs, i32 0
1702 // store i32 %Elt0, i32* % Ptr0, align 4
1703 // br label %else
1704 //
1705 // else:
1706 // % Mask1 = extractelement <16 x i1> % Mask, i32 1
1707 // % ToStore1 = icmp eq i1 % Mask1, true
1708 // br i1 % ToStore1, label %cond.store1, label %else2
1709 //
1710 // cond.store1:
1711 // % Elt1 = extractelement <16 x i32> %Src, i32 1
1712 // % Ptr1 = extractelement <16 x i32*> %Ptrs, i32 1
1713 // store i32 % Elt1, i32* % Ptr1, align 4
1714 // br label %else2
1715 //   . . .
1716 static void scalarizeMaskedScatter(CallInst *CI) {
1717   Value *Src = CI->getArgOperand(0);
1718   Value *Ptrs = CI->getArgOperand(1);
1719   Value *Alignment = CI->getArgOperand(2);
1720   Value *Mask = CI->getArgOperand(3);
1721
1722   assert(isa<VectorType>(Src->getType()) &&
1723          "Unexpected data type in masked scatter intrinsic");
1724   assert(isa<VectorType>(Ptrs->getType()) &&
1725          isa<PointerType>(Ptrs->getType()->getVectorElementType()) &&
1726          "Vector of pointers is expected in masked scatter intrinsic");
1727
1728   IRBuilder<> Builder(CI->getContext());
1729   Instruction *InsertPt = CI;
1730   BasicBlock *IfBlock = CI->getParent();
1731   Builder.SetInsertPoint(InsertPt);
1732   Builder.SetCurrentDebugLocation(CI->getDebugLoc());
1733
1734   unsigned AlignVal = cast<ConstantInt>(Alignment)->getZExtValue();
1735   unsigned VectorWidth = Src->getType()->getVectorNumElements();
1736
1737   // Shorten the way if the mask is a vector of constants.
1738   bool IsConstMask = isa<ConstantVector>(Mask);
1739
1740   if (IsConstMask) {
1741     for (unsigned Idx = 0; Idx < VectorWidth; ++Idx) {
1742       if (cast<ConstantVector>(Mask)->getOperand(Idx)->isNullValue())
1743         continue;
1744       Value *OneElt = Builder.CreateExtractElement(Src, Builder.getInt32(Idx),
1745                                                    "Elt" + Twine(Idx));
1746       Value *Ptr = Builder.CreateExtractElement(Ptrs, Builder.getInt32(Idx),
1747                                                 "Ptr" + Twine(Idx));
1748       Builder.CreateAlignedStore(OneElt, Ptr, AlignVal);
1749     }
1750     CI->eraseFromParent();
1751     return;
1752   }
1753   for (unsigned Idx = 0; Idx < VectorWidth; ++Idx) {
1754     // Fill the "else" block, created in the previous iteration
1755     //
1756     //  % Mask1 = extractelement <16 x i1> % Mask, i32 Idx
1757     //  % ToStore = icmp eq i1 % Mask1, true
1758     //  br i1 % ToStore, label %cond.store, label %else
1759     //
1760     Value *Predicate = Builder.CreateExtractElement(Mask,
1761                                                     Builder.getInt32(Idx),
1762                                                     "Mask" + Twine(Idx));
1763     Value *Cmp =
1764        Builder.CreateICmp(ICmpInst::ICMP_EQ, Predicate,
1765                           ConstantInt::get(Predicate->getType(), 1),
1766                           "ToStore" + Twine(Idx));
1767
1768     // Create "cond" block
1769     //
1770     //  % Elt1 = extractelement <16 x i32> %Src, i32 1
1771     //  % Ptr1 = extractelement <16 x i32*> %Ptrs, i32 1
1772     //  %store i32 % Elt1, i32* % Ptr1
1773     //
1774     BasicBlock *CondBlock = IfBlock->splitBasicBlock(InsertPt, "cond.store");
1775     Builder.SetInsertPoint(InsertPt);
1776
1777     Value *OneElt = Builder.CreateExtractElement(Src, Builder.getInt32(Idx),
1778                                                  "Elt" + Twine(Idx));
1779     Value *Ptr = Builder.CreateExtractElement(Ptrs, Builder.getInt32(Idx),
1780                                               "Ptr" + Twine(Idx));
1781     Builder.CreateAlignedStore(OneElt, Ptr, AlignVal);
1782
1783     // Create "else" block, fill it in the next iteration
1784     BasicBlock *NewIfBlock = CondBlock->splitBasicBlock(InsertPt, "else");
1785     Builder.SetInsertPoint(InsertPt);
1786     Instruction *OldBr = IfBlock->getTerminator();
1787     BranchInst::Create(CondBlock, NewIfBlock, Cmp, OldBr);
1788     OldBr->eraseFromParent();
1789     IfBlock = NewIfBlock;
1790   }
1791   CI->eraseFromParent();
1792 }
1793
1794 /// If counting leading or trailing zeros is an expensive operation and a zero
1795 /// input is defined, add a check for zero to avoid calling the intrinsic.
1796 ///
1797 /// We want to transform:
1798 ///     %z = call i64 @llvm.cttz.i64(i64 %A, i1 false)
1799 ///
1800 /// into:
1801 ///   entry:
1802 ///     %cmpz = icmp eq i64 %A, 0
1803 ///     br i1 %cmpz, label %cond.end, label %cond.false
1804 ///   cond.false:
1805 ///     %z = call i64 @llvm.cttz.i64(i64 %A, i1 true)
1806 ///     br label %cond.end
1807 ///   cond.end:
1808 ///     %ctz = phi i64 [ 64, %entry ], [ %z, %cond.false ]
1809 ///
1810 /// If the transform is performed, return true and set ModifiedDT to true.
1811 static bool despeculateCountZeros(IntrinsicInst *CountZeros,
1812                                   const TargetLowering *TLI,
1813                                   const DataLayout *DL,
1814                                   bool &ModifiedDT) {
1815   if (!TLI || !DL)
1816     return false;
1817
1818   // If a zero input is undefined, it doesn't make sense to despeculate that.
1819   if (match(CountZeros->getOperand(1), m_One()))
1820     return false;
1821
1822   // If it's cheap to speculate, there's nothing to do.
1823   auto IntrinsicID = CountZeros->getIntrinsicID();
1824   if ((IntrinsicID == Intrinsic::cttz && TLI->isCheapToSpeculateCttz()) ||
1825       (IntrinsicID == Intrinsic::ctlz && TLI->isCheapToSpeculateCtlz()))
1826     return false;
1827
1828   // Only handle legal scalar cases. Anything else requires too much work.
1829   Type *Ty = CountZeros->getType();
1830   unsigned SizeInBits = Ty->getPrimitiveSizeInBits();
1831   if (Ty->isVectorTy() || SizeInBits > DL->getLargestLegalIntTypeSizeInBits())
1832     return false;
1833
1834   // The intrinsic will be sunk behind a compare against zero and branch.
1835   BasicBlock *StartBlock = CountZeros->getParent();
1836   BasicBlock *CallBlock = StartBlock->splitBasicBlock(CountZeros, "cond.false");
1837
1838   // Create another block after the count zero intrinsic. A PHI will be added
1839   // in this block to select the result of the intrinsic or the bit-width
1840   // constant if the input to the intrinsic is zero.
1841   BasicBlock::iterator SplitPt = ++(BasicBlock::iterator(CountZeros));
1842   BasicBlock *EndBlock = CallBlock->splitBasicBlock(SplitPt, "cond.end");
1843
1844   // Set up a builder to create a compare, conditional branch, and PHI.
1845   IRBuilder<> Builder(CountZeros->getContext());
1846   Builder.SetInsertPoint(StartBlock->getTerminator());
1847   Builder.SetCurrentDebugLocation(CountZeros->getDebugLoc());
1848
1849   // Replace the unconditional branch that was created by the first split with
1850   // a compare against zero and a conditional branch.
1851   Value *Zero = Constant::getNullValue(Ty);
1852   Value *Cmp = Builder.CreateICmpEQ(CountZeros->getOperand(0), Zero, "cmpz");
1853   Builder.CreateCondBr(Cmp, EndBlock, CallBlock);
1854   StartBlock->getTerminator()->eraseFromParent();
1855
1856   // Create a PHI in the end block to select either the output of the intrinsic
1857   // or the bit width of the operand.
1858   Builder.SetInsertPoint(&EndBlock->front());
1859   PHINode *PN = Builder.CreatePHI(Ty, 2, "ctz");
1860   CountZeros->replaceAllUsesWith(PN);
1861   Value *BitWidth = Builder.getInt(APInt(SizeInBits, SizeInBits));
1862   PN->addIncoming(BitWidth, StartBlock);
1863   PN->addIncoming(CountZeros, CallBlock);
1864
1865   // We are explicitly handling the zero case, so we can set the intrinsic's
1866   // undefined zero argument to 'true'. This will also prevent reprocessing the
1867   // intrinsic; we only despeculate when a zero input is defined.
1868   CountZeros->setArgOperand(1, Builder.getTrue());
1869   ModifiedDT = true;
1870   return true;
1871 }
1872
1873 bool CodeGenPrepare::optimizeCallInst(CallInst *CI, bool& ModifiedDT) {
1874   BasicBlock *BB = CI->getParent();
1875
1876   // Lower inline assembly if we can.
1877   // If we found an inline asm expession, and if the target knows how to
1878   // lower it to normal LLVM code, do so now.
1879   if (TLI && isa<InlineAsm>(CI->getCalledValue())) {
1880     if (TLI->ExpandInlineAsm(CI)) {
1881       // Avoid invalidating the iterator.
1882       CurInstIterator = BB->begin();
1883       // Avoid processing instructions out of order, which could cause
1884       // reuse before a value is defined.
1885       SunkAddrs.clear();
1886       return true;
1887     }
1888     // Sink address computing for memory operands into the block.
1889     if (optimizeInlineAsmInst(CI))
1890       return true;
1891   }
1892
1893   // Align the pointer arguments to this call if the target thinks it's a good
1894   // idea
1895   unsigned MinSize, PrefAlign;
1896   if (TLI && TLI->shouldAlignPointerArgs(CI, MinSize, PrefAlign)) {
1897     for (auto &Arg : CI->arg_operands()) {
1898       // We want to align both objects whose address is used directly and
1899       // objects whose address is used in casts and GEPs, though it only makes
1900       // sense for GEPs if the offset is a multiple of the desired alignment and
1901       // if size - offset meets the size threshold.
1902       if (!Arg->getType()->isPointerTy())
1903         continue;
1904       APInt Offset(DL->getPointerSizeInBits(
1905                        cast<PointerType>(Arg->getType())->getAddressSpace()),
1906                    0);
1907       Value *Val = Arg->stripAndAccumulateInBoundsConstantOffsets(*DL, Offset);
1908       uint64_t Offset2 = Offset.getLimitedValue();
1909       if ((Offset2 & (PrefAlign-1)) != 0)
1910         continue;
1911       AllocaInst *AI;
1912       if ((AI = dyn_cast<AllocaInst>(Val)) && AI->getAlignment() < PrefAlign &&
1913           DL->getTypeAllocSize(AI->getAllocatedType()) >= MinSize + Offset2)
1914         AI->setAlignment(PrefAlign);
1915       // Global variables can only be aligned if they are defined in this
1916       // object (i.e. they are uniquely initialized in this object), and
1917       // over-aligning global variables that have an explicit section is
1918       // forbidden.
1919       GlobalVariable *GV;
1920       if ((GV = dyn_cast<GlobalVariable>(Val)) && GV->canIncreaseAlignment() &&
1921           GV->getPointerAlignment(*DL) < PrefAlign &&
1922           DL->getTypeAllocSize(GV->getValueType()) >=
1923               MinSize + Offset2)
1924         GV->setAlignment(PrefAlign);
1925     }
1926     // If this is a memcpy (or similar) then we may be able to improve the
1927     // alignment
1928     if (MemIntrinsic *MI = dyn_cast<MemIntrinsic>(CI)) {
1929       unsigned Align = getKnownAlignment(MI->getDest(), *DL);
1930       if (MemTransferInst *MTI = dyn_cast<MemTransferInst>(MI))
1931         Align = std::min(Align, getKnownAlignment(MTI->getSource(), *DL));
1932       if (Align > MI->getAlignment())
1933         MI->setAlignment(ConstantInt::get(MI->getAlignmentType(), Align));
1934     }
1935   }
1936
1937   // If we have a cold call site, try to sink addressing computation into the
1938   // cold block.  This interacts with our handling for loads and stores to
1939   // ensure that we can fold all uses of a potential addressing computation
1940   // into their uses.  TODO: generalize this to work over profiling data
1941   if (!OptSize && CI->hasFnAttr(Attribute::Cold))
1942     for (auto &Arg : CI->arg_operands()) {
1943       if (!Arg->getType()->isPointerTy())
1944         continue;
1945       unsigned AS = Arg->getType()->getPointerAddressSpace();
1946       return optimizeMemoryInst(CI, Arg, Arg->getType(), AS);
1947     }
1948
1949   IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(CI);
1950   if (II) {
1951     switch (II->getIntrinsicID()) {
1952     default: break;
1953     case Intrinsic::objectsize: {
1954       // Lower all uses of llvm.objectsize.*
1955       ConstantInt *RetVal =
1956           lowerObjectSizeCall(II, *DL, TLInfo, /*MustSucceed=*/true);
1957       // Substituting this can cause recursive simplifications, which can
1958       // invalidate our iterator.  Use a WeakVH to hold onto it in case this
1959       // happens.
1960       Value *CurValue = &*CurInstIterator;
1961       WeakVH IterHandle(CurValue);
1962
1963       replaceAndRecursivelySimplify(CI, RetVal, TLInfo, nullptr);
1964
1965       // If the iterator instruction was recursively deleted, start over at the
1966       // start of the block.
1967       if (IterHandle != CurValue) {
1968         CurInstIterator = BB->begin();
1969         SunkAddrs.clear();
1970       }
1971       return true;
1972     }
1973     case Intrinsic::masked_load: {
1974       // Scalarize unsupported vector masked load
1975       if (!TTI->isLegalMaskedLoad(CI->getType())) {
1976         scalarizeMaskedLoad(CI);
1977         ModifiedDT = true;
1978         return true;
1979       }
1980       return false;
1981     }
1982     case Intrinsic::masked_store: {
1983       if (!TTI->isLegalMaskedStore(CI->getArgOperand(0)->getType())) {
1984         scalarizeMaskedStore(CI);
1985         ModifiedDT = true;
1986         return true;
1987       }
1988       return false;
1989     }
1990     case Intrinsic::masked_gather: {
1991       if (!TTI->isLegalMaskedGather(CI->getType())) {
1992         scalarizeMaskedGather(CI);
1993         ModifiedDT = true;
1994         return true;
1995       }
1996       return false;
1997     }
1998     case Intrinsic::masked_scatter: {
1999       if (!TTI->isLegalMaskedScatter(CI->getArgOperand(0)->getType())) {
2000         scalarizeMaskedScatter(CI);
2001         ModifiedDT = true;
2002         return true;
2003       }
2004       return false;
2005     }
2006     case Intrinsic::aarch64_stlxr:
2007     case Intrinsic::aarch64_stxr: {
2008       ZExtInst *ExtVal = dyn_cast<ZExtInst>(CI->getArgOperand(0));
2009       if (!ExtVal || !ExtVal->hasOneUse() ||
2010           ExtVal->getParent() == CI->getParent())
2011         return false;
2012       // Sink a zext feeding stlxr/stxr before it, so it can be folded into it.
2013       ExtVal->moveBefore(CI);
2014       // Mark this instruction as "inserted by CGP", so that other
2015       // optimizations don't touch it.
2016       InsertedInsts.insert(ExtVal);
2017       return true;
2018     }
2019     case Intrinsic::invariant_group_barrier:
2020       II->replaceAllUsesWith(II->getArgOperand(0));
2021       II->eraseFromParent();
2022       return true;
2023
2024     case Intrinsic::cttz:
2025     case Intrinsic::ctlz:
2026       // If counting zeros is expensive, try to avoid it.
2027       return despeculateCountZeros(II, TLI, DL, ModifiedDT);
2028     }
2029
2030     if (TLI) {
2031       // Unknown address space.
2032       // TODO: Target hook to pick which address space the intrinsic cares
2033       // about?
2034       unsigned AddrSpace = ~0u;
2035       SmallVector<Value*, 2> PtrOps;
2036       Type *AccessTy;
2037       if (TLI->GetAddrModeArguments(II, PtrOps, AccessTy, AddrSpace))
2038         while (!PtrOps.empty())
2039           if (optimizeMemoryInst(II, PtrOps.pop_back_val(), AccessTy, AddrSpace))
2040             return true;
2041     }
2042   }
2043
2044   // From here on out we're working with named functions.
2045   if (!CI->getCalledFunction()) return false;
2046
2047   // Lower all default uses of _chk calls.  This is very similar
2048   // to what InstCombineCalls does, but here we are only lowering calls
2049   // to fortified library functions (e.g. __memcpy_chk) that have the default
2050   // "don't know" as the objectsize.  Anything else should be left alone.
2051   FortifiedLibCallSimplifier Simplifier(TLInfo, true);
2052   if (Value *V = Simplifier.optimizeCall(CI)) {
2053     CI->replaceAllUsesWith(V);
2054     CI->eraseFromParent();
2055     return true;
2056   }
2057   return false;
2058 }
2059
2060 /// Look for opportunities to duplicate return instructions to the predecessor
2061 /// to enable tail call optimizations. The case it is currently looking for is:
2062 /// @code
2063 /// bb0:
2064 ///   %tmp0 = tail call i32 @f0()
2065 ///   br label %return
2066 /// bb1:
2067 ///   %tmp1 = tail call i32 @f1()
2068 ///   br label %return
2069 /// bb2:
2070 ///   %tmp2 = tail call i32 @f2()
2071 ///   br label %return
2072 /// return:
2073 ///   %retval = phi i32 [ %tmp0, %bb0 ], [ %tmp1, %bb1 ], [ %tmp2, %bb2 ]
2074 ///   ret i32 %retval
2075 /// @endcode
2076 ///
2077 /// =>
2078 ///
2079 /// @code
2080 /// bb0:
2081 ///   %tmp0 = tail call i32 @f0()
2082 ///   ret i32 %tmp0
2083 /// bb1:
2084 ///   %tmp1 = tail call i32 @f1()
2085 ///   ret i32 %tmp1
2086 /// bb2:
2087 ///   %tmp2 = tail call i32 @f2()
2088 ///   ret i32 %tmp2
2089 /// @endcode
2090 bool CodeGenPrepare::dupRetToEnableTailCallOpts(BasicBlock *BB) {
2091   if (!TLI)
2092     return false;
2093
2094   ReturnInst *RetI = dyn_cast<ReturnInst>(BB->getTerminator());
2095   if (!RetI)
2096     return false;
2097
2098   PHINode *PN = nullptr;
2099   BitCastInst *BCI = nullptr;
2100   Value *V = RetI->getReturnValue();
2101   if (V) {
2102     BCI = dyn_cast<BitCastInst>(V);
2103     if (BCI)
2104       V = BCI->getOperand(0);
2105
2106     PN = dyn_cast<PHINode>(V);
2107     if (!PN)
2108       return false;
2109   }
2110
2111   if (PN && PN->getParent() != BB)
2112     return false;
2113
2114   // Make sure there are no instructions between the PHI and return, or that the
2115   // return is the first instruction in the block.
2116   if (PN) {
2117     BasicBlock::iterator BI = BB->begin();
2118     do { ++BI; } while (isa<DbgInfoIntrinsic>(BI));
2119     if (&*BI == BCI)
2120       // Also skip over the bitcast.
2121       ++BI;
2122     if (&*BI != RetI)
2123       return false;
2124   } else {
2125     BasicBlock::iterator BI = BB->begin();
2126     while (isa<DbgInfoIntrinsic>(BI)) ++BI;
2127     if (&*BI != RetI)
2128       return false;
2129   }
2130
2131   /// Only dup the ReturnInst if the CallInst is likely to be emitted as a tail
2132   /// call.
2133   const Function *F = BB->getParent();
2134   SmallVector<CallInst*, 4> TailCalls;
2135   if (PN) {
2136     for (unsigned I = 0, E = PN->getNumIncomingValues(); I != E; ++I) {
2137       CallInst *CI = dyn_cast<CallInst>(PN->getIncomingValue(I));
2138       // Make sure the phi value is indeed produced by the tail call.
2139       if (CI && CI->hasOneUse() && CI->getParent() == PN->getIncomingBlock(I) &&
2140           TLI->mayBeEmittedAsTailCall(CI) &&
2141           attributesPermitTailCall(F, CI, RetI, *TLI))
2142         TailCalls.push_back(CI);
2143     }
2144   } else {
2145     SmallPtrSet<BasicBlock*, 4> VisitedBBs;
2146     for (pred_iterator PI = pred_begin(BB), PE = pred_end(BB); PI != PE; ++PI) {
2147       if (!VisitedBBs.insert(*PI).second)
2148         continue;
2149
2150       BasicBlock::InstListType &InstList = (*PI)->getInstList();
2151       BasicBlock::InstListType::reverse_iterator RI = InstList.rbegin();
2152       BasicBlock::InstListType::reverse_iterator RE = InstList.rend();
2153       do { ++RI; } while (RI != RE && isa<DbgInfoIntrinsic>(&*RI));
2154       if (RI == RE)
2155         continue;
2156
2157       CallInst *CI = dyn_cast<CallInst>(&*RI);
2158       if (CI && CI->use_empty() && TLI->mayBeEmittedAsTailCall(CI) &&
2159           attributesPermitTailCall(F, CI, RetI, *TLI))
2160         TailCalls.push_back(CI);
2161     }
2162   }
2163
2164   bool Changed = false;
2165   for (unsigned i = 0, e = TailCalls.size(); i != e; ++i) {
2166     CallInst *CI = TailCalls[i];
2167     CallSite CS(CI);
2168
2169     // Conservatively require the attributes of the call to match those of the
2170     // return. Ignore noalias because it doesn't affect the call sequence.
2171     AttributeSet CalleeAttrs = CS.getAttributes();
2172     if (AttrBuilder(CalleeAttrs, AttributeSet::ReturnIndex).
2173           removeAttribute(Attribute::NoAlias) !=
2174         AttrBuilder(CalleeAttrs, AttributeSet::ReturnIndex).
2175           removeAttribute(Attribute::NoAlias))
2176       continue;
2177
2178     // Make sure the call instruction is followed by an unconditional branch to
2179     // the return block.
2180     BasicBlock *CallBB = CI->getParent();
2181     BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(CallBB->getTerminator());
2182     if (!BI || !BI->isUnconditional() || BI->getSuccessor(0) != BB)
2183       continue;
2184
2185     // Duplicate the return into CallBB.
2186     (void)FoldReturnIntoUncondBranch(RetI, BB, CallBB);
2187     ModifiedDT = Changed = true;
2188     ++NumRetsDup;
2189   }
2190
2191   // If we eliminated all predecessors of the block, delete the block now.
2192   if (Changed && !BB->hasAddressTaken() && pred_begin(BB) == pred_end(BB))
2193     BB->eraseFromParent();
2194
2195   return Changed;
2196 }
2197
2198 //===----------------------------------------------------------------------===//
2199 // Memory Optimization
2200 //===----------------------------------------------------------------------===//
2201
2202 namespace {
2203
2204 /// This is an extended version of TargetLowering::AddrMode
2205 /// which holds actual Value*'s for register values.
2206 struct ExtAddrMode : public TargetLowering::AddrMode {
2207   Value *BaseReg;
2208   Value *ScaledReg;
2209   ExtAddrMode() : BaseReg(nullptr), ScaledReg(nullptr) {}
2210   void print(raw_ostream &OS) const;
2211   void dump() const;
2212
2213   bool operator==(const ExtAddrMode& O) const {
2214     return (BaseReg == O.BaseReg) && (ScaledReg == O.ScaledReg) &&
2215            (BaseGV == O.BaseGV) && (BaseOffs == O.BaseOffs) &&
2216            (HasBaseReg == O.HasBaseReg) && (Scale == O.Scale);
2217   }
2218 };
2219
2220 #ifndef NDEBUG
2221 static inline raw_ostream &operator<<(raw_ostream &OS, const ExtAddrMode &AM) {
2222   AM.print(OS);
2223   return OS;
2224 }
2225 #endif
2226
2227 void ExtAddrMode::print(raw_ostream &OS) const {
2228   bool NeedPlus = false;
2229   OS << "[";
2230   if (BaseGV) {
2231     OS << (NeedPlus ? " + " : "")
2232        << "GV:";
2233     BaseGV->printAsOperand(OS, /*PrintType=*/false);
2234     NeedPlus = true;
2235   }
2236
2237   if (BaseOffs) {
2238     OS << (NeedPlus ? " + " : "")
2239        << BaseOffs;
2240     NeedPlus = true;
2241   }
2242
2243   if (BaseReg) {
2244     OS << (NeedPlus ? " + " : "")
2245        << "Base:";
2246     BaseReg->printAsOperand(OS, /*PrintType=*/false);
2247     NeedPlus = true;
2248   }
2249   if (Scale) {
2250     OS << (NeedPlus ? " + " : "")
2251        << Scale << "*";
2252     ScaledReg->printAsOperand(OS, /*PrintType=*/false);
2253   }
2254
2255   OS << ']';
2256 }
2257
2258 #if !defined(NDEBUG) || defined(LLVM_ENABLE_DUMP)
2259 LLVM_DUMP_METHOD void ExtAddrMode::dump() const {
2260   print(dbgs());
2261   dbgs() << '\n';
2262 }
2263 #endif
2264
2265 /// \brief This class provides transaction based operation on the IR.
2266 /// Every change made through this class is recorded in the internal state and
2267 /// can be undone (rollback) until commit is called.
2268 class TypePromotionTransaction {
2269
2270   /// \brief This represents the common interface of the individual transaction.
2271   /// Each class implements the logic for doing one specific modification on
2272   /// the IR via the TypePromotionTransaction.
2273   class TypePromotionAction {
2274   protected:
2275     /// The Instruction modified.
2276     Instruction *Inst;
2277
2278   public:
2279     /// \brief Constructor of the action.
2280     /// The constructor performs the related action on the IR.
2281     TypePromotionAction(Instruction *Inst) : Inst(Inst) {}
2282
2283     virtual ~TypePromotionAction() {}
2284
2285     /// \brief Undo the modification done by this action.
2286     /// When this method is called, the IR must be in the same state as it was
2287     /// before this action was applied.
2288     /// \pre Undoing the action works if and only if the IR is in the exact same
2289     /// state as it was directly after this action was applied.
2290     virtual void undo() = 0;
2291
2292     /// \brief Advocate every change made by this action.
2293     /// When the results on the IR of the action are to be kept, it is important
2294     /// to call this function, otherwise hidden information may be kept forever.
2295     virtual void commit() {
2296       // Nothing to be done, this action is not doing anything.
2297     }
2298   };
2299
2300   /// \brief Utility to remember the position of an instruction.
2301   class InsertionHandler {
2302     /// Position of an instruction.
2303     /// Either an instruction:
2304     /// - Is the first in a basic block: BB is used.
2305     /// - Has a previous instructon: PrevInst is used.
2306     union {
2307       Instruction *PrevInst;
2308       BasicBlock *BB;
2309     } Point;
2310     /// Remember whether or not the instruction had a previous instruction.
2311     bool HasPrevInstruction;
2312
2313   public:
2314     /// \brief Record the position of \p Inst.
2315     InsertionHandler(Instruction *Inst) {
2316       BasicBlock::iterator It = Inst->getIterator();
2317       HasPrevInstruction = (It != (Inst->getParent()->begin()));
2318       if (HasPrevInstruction)
2319         Point.PrevInst = &*--It;
2320       else
2321         Point.BB = Inst->getParent();
2322     }
2323
2324     /// \brief Insert \p Inst at the recorded position.
2325     void insert(Instruction *Inst) {
2326       if (HasPrevInstruction) {
2327         if (Inst->getParent())
2328           Inst->removeFromParent();
2329         Inst->insertAfter(Point.PrevInst);
2330       } else {
2331         Instruction *Position = &*Point.BB->getFirstInsertionPt();
2332         if (Inst->getParent())
2333           Inst->moveBefore(Position);
2334         else
2335           Inst->insertBefore(Position);
2336       }
2337     }
2338   };
2339
2340   /// \brief Move an instruction before another.
2341   class InstructionMoveBefore : public TypePromotionAction {
2342     /// Original position of the instruction.
2343     InsertionHandler Position;
2344
2345   public:
2346     /// \brief Move \p Inst before \p Before.
2347     InstructionMoveBefore(Instruction *Inst, Instruction *Before)
2348         : TypePromotionAction(Inst), Position(Inst) {
2349       DEBUG(dbgs() << "Do: move: " << *Inst << "\nbefore: " << *Before << "\n");
2350       Inst->moveBefore(Before);
2351     }
2352
2353     /// \brief Move the instruction back to its original position.
2354     void undo() override {
2355       DEBUG(dbgs() << "Undo: moveBefore: " << *Inst << "\n");
2356       Position.insert(Inst);
2357     }
2358   };
2359
2360   /// \brief Set the operand of an instruction with a new value.
2361   class OperandSetter : public TypePromotionAction {
2362     /// Original operand of the instruction.
2363     Value *Origin;
2364     /// Index of the modified instruction.
2365     unsigned Idx;
2366
2367   public:
2368     /// \brief Set \p Idx operand of \p Inst with \p NewVal.
2369     OperandSetter(Instruction *Inst, unsigned Idx, Value *NewVal)
2370         : TypePromotionAction(Inst), Idx(Idx) {
2371       DEBUG(dbgs() << "Do: setOperand: " << Idx << "\n"
2372                    << "for:" << *Inst << "\n"
2373                    << "with:" << *NewVal << "\n");
2374       Origin = Inst->getOperand(Idx);
2375       Inst->setOperand(Idx, NewVal);
2376     }
2377
2378     /// \brief Restore the original value of the instruction.
2379     void undo() override {
2380       DEBUG(dbgs() << "Undo: setOperand:" << Idx << "\n"
2381                    << "for: " << *Inst << "\n"
2382                    << "with: " << *Origin << "\n");
2383       Inst->setOperand(Idx, Origin);
2384     }
2385   };
2386
2387   /// \brief Hide the operands of an instruction.
2388   /// Do as if this instruction was not using any of its operands.
2389   class OperandsHider : public TypePromotionAction {
2390     /// The list of original operands.
2391     SmallVector<Value *, 4> OriginalValues;
2392
2393   public:
2394     /// \brief Remove \p Inst from the uses of the operands of \p Inst.
2395     OperandsHider(Instruction *Inst) : TypePromotionAction(Inst) {
2396       DEBUG(dbgs() << "Do: OperandsHider: " << *Inst << "\n");
2397       unsigned NumOpnds = Inst->getNumOperands();
2398       OriginalValues.reserve(NumOpnds);
2399       for (unsigned It = 0; It < NumOpnds; ++It) {
2400         // Save the current operand.
2401         Value *Val = Inst->getOperand(It);
2402         OriginalValues.push_back(Val);
2403         // Set a dummy one.
2404         // We could use OperandSetter here, but that would imply an overhead
2405         // that we are not willing to pay.
2406         Inst->setOperand(It, UndefValue::get(Val->getType()));
2407       }
2408     }
2409
2410     /// \brief Restore the original list of uses.
2411     void undo() override {
2412       DEBUG(dbgs() << "Undo: OperandsHider: " << *Inst << "\n");
2413       for (unsigned It = 0, EndIt = OriginalValues.size(); It != EndIt; ++It)
2414         Inst->setOperand(It, OriginalValues[It]);
2415     }
2416   };
2417
2418   /// \brief Build a truncate instruction.
2419   class TruncBuilder : public TypePromotionAction {
2420     Value *Val;
2421   public:
2422     /// \brief Build a truncate instruction of \p Opnd producing a \p Ty
2423     /// result.
2424     /// trunc Opnd to Ty.
2425     TruncBuilder(Instruction *Opnd, Type *Ty) : TypePromotionAction(Opnd) {
2426       IRBuilder<> Builder(Opnd);
2427       Val = Builder.CreateTrunc(Opnd, Ty, "promoted");
2428       DEBUG(dbgs() << "Do: TruncBuilder: " << *Val << "\n");
2429     }
2430
2431     /// \brief Get the built value.
2432     Value *getBuiltValue() { return Val; }
2433
2434     /// \brief Remove the built instruction.
2435     void undo() override {
2436       DEBUG(dbgs() << "Undo: TruncBuilder: " << *Val << "\n");
2437       if (Instruction *IVal = dyn_cast<Instruction>(Val))
2438         IVal->eraseFromParent();
2439     }
2440   };
2441
2442   /// \brief Build a sign extension instruction.
2443   class SExtBuilder : public TypePromotionAction {
2444     Value *Val;
2445   public:
2446     /// \brief Build a sign extension instruction of \p Opnd producing a \p Ty
2447     /// result.
2448     /// sext Opnd to Ty.
2449     SExtBuilder(Instruction *InsertPt, Value *Opnd, Type *Ty)
2450         : TypePromotionAction(InsertPt) {
2451       IRBuilder<> Builder(InsertPt);
2452       Val = Builder.CreateSExt(Opnd, Ty, "promoted");
2453       DEBUG(dbgs() << "Do: SExtBuilder: " << *Val << "\n");
2454     }
2455
2456     /// \brief Get the built value.
2457     Value *getBuiltValue() { return Val; }
2458
2459     /// \brief Remove the built instruction.
2460     void undo() override {
2461       DEBUG(dbgs() << "Undo: SExtBuilder: " << *Val << "\n");
2462       if (Instruction *IVal = dyn_cast<Instruction>(Val))
2463         IVal->eraseFromParent();
2464     }
2465   };
2466
2467   /// \brief Build a zero extension instruction.
2468   class ZExtBuilder : public TypePromotionAction {
2469     Value *Val;
2470   public:
2471     /// \brief Build a zero extension instruction of \p Opnd producing a \p Ty
2472     /// result.
2473     /// zext Opnd to Ty.
2474     ZExtBuilder(Instruction *InsertPt, Value *Opnd, Type *Ty)
2475         : TypePromotionAction(InsertPt) {
2476       IRBuilder<> Builder(InsertPt);
2477       Val = Builder.CreateZExt(Opnd, Ty, "promoted");
2478       DEBUG(dbgs() << "Do: ZExtBuilder: " << *Val << "\n");
2479     }
2480
2481     /// \brief Get the built value.
2482     Value *getBuiltValue() { return Val; }
2483
2484     /// \brief Remove the built instruction.
2485     void undo() override {
2486       DEBUG(dbgs() << "Undo: ZExtBuilder: " << *Val << "\n");
2487       if (Instruction *IVal = dyn_cast<Instruction>(Val))
2488         IVal->eraseFromParent();
2489     }
2490   };
2491
2492   /// \brief Mutate an instruction to another type.
2493   class TypeMutator : public TypePromotionAction {
2494     /// Record the original type.
2495     Type *OrigTy;
2496
2497   public:
2498     /// \brief Mutate the type of \p Inst into \p NewTy.
2499     TypeMutator(Instruction *Inst, Type *NewTy)
2500         : TypePromotionAction(Inst), OrigTy(Inst->getType()) {
2501       DEBUG(dbgs() << "Do: MutateType: " << *Inst << " with " << *NewTy
2502                    << "\n");
2503       Inst->mutateType(NewTy);
2504     }
2505
2506     /// \brief Mutate the instruction back to its original type.
2507     void undo() override {
2508       DEBUG(dbgs() << "Undo: MutateType: " << *Inst << " with " << *OrigTy
2509                    << "\n");
2510       Inst->mutateType(OrigTy);
2511     }
2512   };
2513
2514   /// \brief Replace the uses of an instruction by another instruction.
2515   class UsesReplacer : public TypePromotionAction {
2516     /// Helper structure to keep track of the replaced uses.
2517     struct InstructionAndIdx {
2518       /// The instruction using the instruction.
2519       Instruction *Inst;
2520       /// The index where this instruction is used for Inst.
2521       unsigned Idx;
2522       InstructionAndIdx(Instruction *Inst, unsigned Idx)
2523           : Inst(Inst), Idx(Idx) {}
2524     };
2525
2526     /// Keep track of the original uses (pair Instruction, Index).
2527     SmallVector<InstructionAndIdx, 4> OriginalUses;
2528     typedef SmallVectorImpl<InstructionAndIdx>::iterator use_iterator;
2529
2530   public:
2531     /// \brief Replace all the use of \p Inst by \p New.
2532     UsesReplacer(Instruction *Inst, Value *New) : TypePromotionAction(Inst) {
2533       DEBUG(dbgs() << "Do: UsersReplacer: " << *Inst << " with " << *New
2534                    << "\n");
2535       // Record the original uses.
2536       for (Use &U : Inst->uses()) {
2537         Instruction *UserI = cast<Instruction>(U.getUser());
2538         OriginalUses.push_back(InstructionAndIdx(UserI, U.getOperandNo()));
2539       }
2540       // Now, we can replace the uses.
2541       Inst->replaceAllUsesWith(New);
2542     }
2543
2544     /// \brief Reassign the original uses of Inst to Inst.
2545     void undo() override {
2546       DEBUG(dbgs() << "Undo: UsersReplacer: " << *Inst << "\n");
2547       for (use_iterator UseIt = OriginalUses.begin(),
2548                         EndIt = OriginalUses.end();
2549            UseIt != EndIt; ++UseIt) {
2550         UseIt->Inst->setOperand(UseIt->Idx, Inst);
2551       }
2552     }
2553   };
2554
2555   /// \brief Remove an instruction from the IR.
2556   class InstructionRemover : public TypePromotionAction {
2557     /// Original position of the instruction.
2558     InsertionHandler Inserter;
2559     /// Helper structure to hide all the link to the instruction. In other
2560     /// words, this helps to do as if the instruction was removed.
2561     OperandsHider Hider;
2562     /// Keep track of the uses replaced, if any.
2563     UsesReplacer *Replacer;
2564
2565   public:
2566     /// \brief Remove all reference of \p Inst and optinally replace all its
2567     /// uses with New.
2568     /// \pre If !Inst->use_empty(), then New != nullptr
2569     InstructionRemover(Instruction *Inst, Value *New = nullptr)
2570         : TypePromotionAction(Inst), Inserter(Inst), Hider(Inst),
2571           Replacer(nullptr) {
2572       if (New)
2573         Replacer = new UsesReplacer(Inst, New);
2574       DEBUG(dbgs() << "Do: InstructionRemover: " << *Inst << "\n");
2575       Inst->removeFromParent();
2576     }
2577
2578     ~InstructionRemover() override { delete Replacer; }
2579
2580     /// \brief Really remove the instruction.
2581     void commit() override { delete Inst; }
2582
2583     /// \brief Resurrect the instruction and reassign it to the proper uses if
2584     /// new value was provided when build this action.
2585     void undo() override {
2586       DEBUG(dbgs() << "Undo: InstructionRemover: " << *Inst << "\n");
2587       Inserter.insert(Inst);
2588       if (Replacer)
2589         Replacer->undo();
2590       Hider.undo();
2591     }
2592   };
2593
2594 public:
2595   /// Restoration point.
2596   /// The restoration point is a pointer to an action instead of an iterator
2597   /// because the iterator may be invalidated but not the pointer.
2598   typedef const TypePromotionAction *ConstRestorationPt;
2599   /// Advocate every changes made in that transaction.
2600   void commit();
2601   /// Undo all the changes made after the given point.
2602   void rollback(ConstRestorationPt Point);
2603   /// Get the current restoration point.
2604   ConstRestorationPt getRestorationPoint() const;
2605
2606   /// \name API for IR modification with state keeping to support rollback.
2607   /// @{
2608   /// Same as Instruction::setOperand.
2609   void setOperand(Instruction *Inst, unsigned Idx, Value *NewVal);
2610   /// Same as Instruction::eraseFromParent.
2611   void eraseInstruction(Instruction *Inst, Value *NewVal = nullptr);
2612   /// Same as Value::replaceAllUsesWith.
2613   void replaceAllUsesWith(Instruction *Inst, Value *New);
2614   /// Same as Value::mutateType.
2615   void mutateType(Instruction *Inst, Type *NewTy);
2616   /// Same as IRBuilder::createTrunc.
2617   Value *createTrunc(Instruction *Opnd, Type *Ty);
2618   /// Same as IRBuilder::createSExt.
2619   Value *createSExt(Instruction *Inst, Value *Opnd, Type *Ty);
2620   /// Same as IRBuilder::createZExt.
2621   Value *createZExt(Instruction *Inst, Value *Opnd, Type *Ty);
2622   /// Same as Instruction::moveBefore.
2623   void moveBefore(Instruction *Inst, Instruction *Before);
2624   /// @}
2625
2626 private:
2627   /// The ordered list of actions made so far.
2628   SmallVector<std::unique_ptr<TypePromotionAction>, 16> Actions;
2629   typedef SmallVectorImpl<std::unique_ptr<TypePromotionAction>>::iterator CommitPt;
2630 };
2631
2632 void TypePromotionTransaction::setOperand(Instruction *Inst, unsigned Idx,
2633                                           Value *NewVal) {
2634   Actions.push_back(
2635       make_unique<TypePromotionTransaction::OperandSetter>(Inst, Idx, NewVal));
2636 }
2637
2638 void TypePromotionTransaction::eraseInstruction(Instruction *Inst,
2639                                                 Value *NewVal) {
2640   Actions.push_back(
2641       make_unique<TypePromotionTransaction::InstructionRemover>(Inst, NewVal));
2642 }
2643
2644 void TypePromotionTransaction::replaceAllUsesWith(Instruction *Inst,
2645                                                   Value *New) {
2646   Actions.push_back(make_unique<TypePromotionTransaction::UsesReplacer>(Inst, New));
2647 }
2648
2649 void TypePromotionTransaction::mutateType(Instruction *Inst, Type *NewTy) {
2650   Actions.push_back(make_unique<TypePromotionTransaction::TypeMutator>(Inst, NewTy));
2651 }
2652
2653 Value *TypePromotionTransaction::createTrunc(Instruction *Opnd,
2654                                              Type *Ty) {
2655   std::unique_ptr<TruncBuilder> Ptr(new TruncBuilder(Opnd, Ty));
2656   Value *Val = Ptr->getBuiltValue();
2657   Actions.push_back(std::move(Ptr));
2658   return Val;
2659 }
2660
2661 Value *TypePromotionTransaction::createSExt(Instruction *Inst,
2662                                             Value *Opnd, Type *Ty) {
2663   std::unique_ptr<SExtBuilder> Ptr(new SExtBuilder(Inst, Opnd, Ty));
2664   Value *Val = Ptr->getBuiltValue();
2665   Actions.push_back(std::move(Ptr));
2666   return Val;
2667 }
2668
2669 Value *TypePromotionTransaction::createZExt(Instruction *Inst,
2670                                             Value *Opnd, Type *Ty) {
2671   std::unique_ptr<ZExtBuilder> Ptr(new ZExtBuilder(Inst, Opnd, Ty));
2672   Value *Val = Ptr->getBuiltValue();
2673   Actions.push_back(std::move(Ptr));
2674   return Val;
2675 }
2676
2677 void TypePromotionTransaction::moveBefore(Instruction *Inst,
2678                                           Instruction *Before) {
2679   Actions.push_back(
2680       make_unique<TypePromotionTransaction::InstructionMoveBefore>(Inst, Before));
2681 }
2682
2683 TypePromotionTransaction::ConstRestorationPt
2684 TypePromotionTransaction::getRestorationPoint() const {
2685   return !Actions.empty() ? Actions.back().get() : nullptr;
2686 }
2687
2688 void TypePromotionTransaction::commit() {
2689   for (CommitPt It = Actions.begin(), EndIt = Actions.end(); It != EndIt;
2690        ++It)
2691     (*It)->commit();
2692   Actions.clear();
2693 }
2694
2695 void TypePromotionTransaction::rollback(
2696     TypePromotionTransaction::ConstRestorationPt Point) {
2697   while (!Actions.empty() && Point != Actions.back().get()) {
2698     std::unique_ptr<TypePromotionAction> Curr = Actions.pop_back_val();
2699     Curr->undo();
2700   }
2701 }
2702
2703 /// \brief A helper class for matching addressing modes.
2704 ///
2705 /// This encapsulates the logic for matching the target-legal addressing modes.
2706 class AddressingModeMatcher {
2707   SmallVectorImpl<Instruction*> &AddrModeInsts;
2708   const TargetMachine &TM;
2709   const TargetLowering &TLI;
2710   const DataLayout &DL;
2711
2712   /// AccessTy/MemoryInst - This is the type for the access (e.g. double) and
2713   /// the memory instruction that we're computing this address for.
2714   Type *AccessTy;
2715   unsigned AddrSpace;
2716   Instruction *MemoryInst;
2717
2718   /// This is the addressing mode that we're building up. This is
2719   /// part of the return value of this addressing mode matching stuff.
2720   ExtAddrMode &AddrMode;
2721
2722   /// The instructions inserted by other CodeGenPrepare optimizations.
2723   const SetOfInstrs &InsertedInsts;
2724   /// A map from the instructions to their type before promotion.
2725   InstrToOrigTy &PromotedInsts;
2726   /// The ongoing transaction where every action should be registered.
2727   TypePromotionTransaction &TPT;
2728
2729   /// This is set to true when we should not do profitability checks.
2730   /// When true, IsProfitableToFoldIntoAddressingMode always returns true.
2731   bool IgnoreProfitability;
2732
2733   AddressingModeMatcher(SmallVectorImpl<Instruction *> &AMI,
2734                         const TargetMachine &TM, Type *AT, unsigned AS,
2735                         Instruction *MI, ExtAddrMode &AM,
2736                         const SetOfInstrs &InsertedInsts,
2737                         InstrToOrigTy &PromotedInsts,
2738                         TypePromotionTransaction &TPT)
2739       : AddrModeInsts(AMI), TM(TM),
2740         TLI(*TM.getSubtargetImpl(*MI->getParent()->getParent())
2741                  ->getTargetLowering()),
2742         DL(MI->getModule()->getDataLayout()), AccessTy(AT), AddrSpace(AS),
2743         MemoryInst(MI), AddrMode(AM), InsertedInsts(InsertedInsts),
2744         PromotedInsts(PromotedInsts), TPT(TPT) {
2745     IgnoreProfitability = false;
2746   }
2747 public:
2748
2749   /// Find the maximal addressing mode that a load/store of V can fold,
2750   /// give an access type of AccessTy.  This returns a list of involved
2751   /// instructions in AddrModeInsts.
2752   /// \p InsertedInsts The instructions inserted by other CodeGenPrepare
2753   /// optimizations.
2754   /// \p PromotedInsts maps the instructions to their type before promotion.
2755   /// \p The ongoing transaction where every action should be registered.
2756   static ExtAddrMode Match(Value *V, Type *AccessTy, unsigned AS,
2757                            Instruction *MemoryInst,
2758                            SmallVectorImpl<Instruction*> &AddrModeInsts,
2759                            const TargetMachine &TM,
2760                            const SetOfInstrs &InsertedInsts,
2761                            InstrToOrigTy &PromotedInsts,
2762                            TypePromotionTransaction &TPT) {
2763     ExtAddrMode Result;
2764
2765     bool Success = AddressingModeMatcher(AddrModeInsts, TM, AccessTy, AS,
2766                                          MemoryInst, Result, InsertedInsts,
2767                                          PromotedInsts, TPT).matchAddr(V, 0);
2768     (void)Success; assert(Success && "Couldn't select *anything*?");
2769     return Result;
2770   }
2771 private:
2772   bool matchScaledValue(Value *ScaleReg, int64_t Scale, unsigned Depth);
2773   bool matchAddr(Value *V, unsigned Depth);
2774   bool matchOperationAddr(User *Operation, unsigned Opcode, unsigned Depth,
2775                           bool *MovedAway = nullptr);
2776   bool isProfitableToFoldIntoAddressingMode(Instruction *I,
2777                                             ExtAddrMode &AMBefore,
2778                                             ExtAddrMode &AMAfter);
2779   bool valueAlreadyLiveAtInst(Value *Val, Value *KnownLive1, Value *KnownLive2);
2780   bool isPromotionProfitable(unsigned NewCost, unsigned OldCost,
2781                              Value *PromotedOperand) const;
2782 };
2783
2784 /// Try adding ScaleReg*Scale to the current addressing mode.
2785 /// Return true and update AddrMode if this addr mode is legal for the target,
2786 /// false if not.
2787 bool AddressingModeMatcher::matchScaledValue(Value *ScaleReg, int64_t Scale,
2788                                              unsigned Depth) {
2789   // If Scale is 1, then this is the same as adding ScaleReg to the addressing
2790   // mode.  Just process that directly.
2791   if (Scale == 1)
2792     return matchAddr(ScaleReg, Depth);
2793
2794   // If the scale is 0, it takes nothing to add this.
2795   if (Scale == 0)
2796     return true;
2797
2798   // If we already have a scale of this value, we can add to it, otherwise, we
2799   // need an available scale field.
2800   if (AddrMode.Scale != 0 && AddrMode.ScaledReg != ScaleReg)
2801     return false;
2802
2803   ExtAddrMode TestAddrMode = AddrMode;
2804
2805   // Add scale to turn X*4+X*3 -> X*7.  This could also do things like
2806   // [A+B + A*7] -> [B+A*8].
2807   TestAddrMode.Scale += Scale;
2808   TestAddrMode.ScaledReg = ScaleReg;
2809
2810   // If the new address isn't legal, bail out.
2811   if (!TLI.isLegalAddressingMode(DL, TestAddrMode, AccessTy, AddrSpace))
2812     return false;
2813
2814   // It was legal, so commit it.
2815   AddrMode = TestAddrMode;
2816
2817   // Okay, we decided that we can add ScaleReg+Scale to AddrMode.  Check now
2818   // to see if ScaleReg is actually X+C.  If so, we can turn this into adding
2819   // X*Scale + C*Scale to addr mode.
2820   ConstantInt *CI = nullptr; Value *AddLHS = nullptr;
2821   if (isa<Instruction>(ScaleReg) &&  // not a constant expr.
2822       match(ScaleReg, m_Add(m_Value(AddLHS), m_ConstantInt(CI)))) {
2823     TestAddrMode.ScaledReg = AddLHS;
2824     TestAddrMode.BaseOffs += CI->getSExtValue()*TestAddrMode.Scale;
2825
2826     // If this addressing mode is legal, commit it and remember that we folded
2827     // this instruction.
2828     if (TLI.isLegalAddressingMode(DL, TestAddrMode, AccessTy, AddrSpace)) {
2829       AddrModeInsts.push_back(cast<Instruction>(ScaleReg));
2830       AddrMode = TestAddrMode;
2831       return true;
2832     }
2833   }
2834
2835   // Otherwise, not (x+c)*scale, just return what we have.
2836   return true;
2837 }
2838
2839 /// This is a little filter, which returns true if an addressing computation
2840 /// involving I might be folded into a load/store accessing it.
2841 /// This doesn't need to be perfect, but needs to accept at least
2842 /// the set of instructions that MatchOperationAddr can.
2843 static bool MightBeFoldableInst(Instruction *I) {
2844   switch (I->getOpcode()) {
2845   case Instruction::BitCast:
2846   case Instruction::AddrSpaceCast:
2847     // Don't touch identity bitcasts.
2848     if (I->getType() == I->getOperand(0)->getType())
2849       return false;
2850     return I->getType()->isPointerTy() || I->getType()->isIntegerTy();
2851   case Instruction::PtrToInt:
2852     // PtrToInt is always a noop, as we know that the int type is pointer sized.
2853     return true;
2854   case Instruction::IntToPtr:
2855     // We know the input is intptr_t, so this is foldable.
2856     return true;
2857   case Instruction::Add:
2858     return true;
2859   case Instruction::Mul:
2860   case Instruction::Shl:
2861     // Can only handle X*C and X << C.
2862     return isa<ConstantInt>(I->getOperand(1));
2863   case Instruction::GetElementPtr:
2864     return true;
2865   default:
2866     return false;
2867   }
2868 }
2869
2870 /// \brief Check whether or not \p Val is a legal instruction for \p TLI.
2871 /// \note \p Val is assumed to be the product of some type promotion.
2872 /// Therefore if \p Val has an undefined state in \p TLI, this is assumed
2873 /// to be legal, as the non-promoted value would have had the same state.
2874 static bool isPromotedInstructionLegal(const TargetLowering &TLI,
2875                                        const DataLayout &DL, Value *Val) {
2876   Instruction *PromotedInst = dyn_cast<Instruction>(Val);
2877   if (!PromotedInst)
2878     return false;
2879   int ISDOpcode = TLI.InstructionOpcodeToISD(PromotedInst->getOpcode());
2880   // If the ISDOpcode is undefined, it was undefined before the promotion.
2881   if (!ISDOpcode)
2882     return true;
2883   // Otherwise, check if the promoted instruction is legal or not.
2884   return TLI.isOperationLegalOrCustom(
2885       ISDOpcode, TLI.getValueType(DL, PromotedInst->getType()));
2886 }
2887
2888 /// \brief Hepler class to perform type promotion.
2889 class TypePromotionHelper {
2890   /// \brief Utility function to check whether or not a sign or zero extension
2891   /// of \p Inst with \p ConsideredExtType can be moved through \p Inst by
2892   /// either using the operands of \p Inst or promoting \p Inst.
2893   /// The type of the extension is defined by \p IsSExt.
2894   /// In other words, check if:
2895   /// ext (Ty Inst opnd1 opnd2 ... opndN) to ConsideredExtType.
2896   /// #1 Promotion applies:
2897   /// ConsideredExtType Inst (ext opnd1 to ConsideredExtType, ...).
2898   /// #2 Operand reuses:
2899   /// ext opnd1 to ConsideredExtType.
2900   /// \p PromotedInsts maps the instructions to their type before promotion.
2901   static bool canGetThrough(const Instruction *Inst, Type *ConsideredExtType,
2902                             const InstrToOrigTy &PromotedInsts, bool IsSExt);
2903
2904   /// \brief Utility function to determine if \p OpIdx should be promoted when
2905   /// promoting \p Inst.
2906   static bool shouldExtOperand(const Instruction *Inst, int OpIdx) {
2907     return !(isa<SelectInst>(Inst) && OpIdx == 0);
2908   }
2909
2910   /// \brief Utility function to promote the operand of \p Ext when this
2911   /// operand is a promotable trunc or sext or zext.
2912   /// \p PromotedInsts maps the instructions to their type before promotion.
2913   /// \p CreatedInstsCost[out] contains the cost of all instructions
2914   /// created to promote the operand of Ext.
2915   /// Newly added extensions are inserted in \p Exts.
2916   /// Newly added truncates are inserted in \p Truncs.
2917   /// Should never be called directly.
2918   /// \return The promoted value which is used instead of Ext.
2919   static Value *promoteOperandForTruncAndAnyExt(
2920       Instruction *Ext, TypePromotionTransaction &TPT,
2921       InstrToOrigTy &PromotedInsts, unsigned &CreatedInstsCost,
2922       SmallVectorImpl<Instruction *> *Exts,
2923       SmallVectorImpl<Instruction *> *Truncs, const TargetLowering &TLI);
2924
2925   /// \brief Utility function to promote the operand of \p Ext when this
2926   /// operand is promotable and is not a supported trunc or sext.
2927   /// \p PromotedInsts maps the instructions to their type before promotion.
2928   /// \p CreatedInstsCost[out] contains the cost of all the instructions
2929   /// created to promote the operand of Ext.
2930   /// Newly added extensions are inserted in \p Exts.
2931   /// Newly added truncates are inserted in \p Truncs.
2932   /// Should never be called directly.
2933   /// \return The promoted value which is used instead of Ext.
2934   static Value *promoteOperandForOther(Instruction *Ext,
2935                                        TypePromotionTransaction &TPT,
2936                                        InstrToOrigTy &PromotedInsts,
2937                                        unsigned &CreatedInstsCost,
2938                                        SmallVectorImpl<Instruction *> *Exts,
2939                                        SmallVectorImpl<Instruction *> *Truncs,
2940                                        const TargetLowering &TLI, bool IsSExt);
2941
2942   /// \see promoteOperandForOther.
2943   static Value *signExtendOperandForOther(
2944       Instruction *Ext, TypePromotionTransaction &TPT,
2945       InstrToOrigTy &PromotedInsts, unsigned &CreatedInstsCost,
2946       SmallVectorImpl<Instruction *> *Exts,
2947       SmallVectorImpl<Instruction *> *Truncs, const TargetLowering &TLI) {
2948     return promoteOperandForOther(Ext, TPT, PromotedInsts, CreatedInstsCost,
2949                                   Exts, Truncs, TLI, true);
2950   }
2951
2952   /// \see promoteOperandForOther.
2953   static Value *zeroExtendOperandForOther(
2954       Instruction *Ext, TypePromotionTransaction &TPT,
2955       InstrToOrigTy &PromotedInsts, unsigned &CreatedInstsCost,
2956       SmallVectorImpl<Instruction *> *Exts,
2957       SmallVectorImpl<Instruction *> *Truncs, const TargetLowering &TLI) {
2958     return promoteOperandForOther(Ext, TPT, PromotedInsts, CreatedInstsCost,
2959                                   Exts, Truncs, TLI, false);
2960   }
2961
2962 public:
2963   /// Type for the utility function that promotes the operand of Ext.
2964   typedef Value *(*Action)(Instruction *Ext, TypePromotionTransaction &TPT,
2965                            InstrToOrigTy &PromotedInsts,
2966                            unsigned &CreatedInstsCost,
2967                            SmallVectorImpl<Instruction *> *Exts,
2968                            SmallVectorImpl<Instruction *> *Truncs,
2969                            const TargetLowering &TLI);
2970   /// \brief Given a sign/zero extend instruction \p Ext, return the approriate
2971   /// action to promote the operand of \p Ext instead of using Ext.
2972   /// \return NULL if no promotable action is possible with the current
2973   /// sign extension.
2974   /// \p InsertedInsts keeps track of all the instructions inserted by the
2975   /// other CodeGenPrepare optimizations. This information is important
2976   /// because we do not want to promote these instructions as CodeGenPrepare
2977   /// will reinsert them later. Thus creating an infinite loop: create/remove.
2978   /// \p PromotedInsts maps the instructions to their type before promotion.
2979   static Action getAction(Instruction *Ext, const SetOfInstrs &InsertedInsts,
2980                           const TargetLowering &TLI,
2981                           const InstrToOrigTy &PromotedInsts);
2982 };
2983
2984 bool TypePromotionHelper::canGetThrough(const Instruction *Inst,
2985                                         Type *ConsideredExtType,
2986                                         const InstrToOrigTy &PromotedInsts,
2987                                         bool IsSExt) {
2988   // The promotion helper does not know how to deal with vector types yet.
2989   // To be able to fix that, we would need to fix the places where we
2990   // statically extend, e.g., constants and such.
2991   if (Inst->getType()->isVectorTy())
2992     return false;
2993
2994   // We can always get through zext.
2995   if (isa<ZExtInst>(Inst))
2996     return true;
2997
2998   // sext(sext) is ok too.
2999   if (IsSExt && isa<SExtInst>(Inst))
3000     return true;
3001
3002   // We can get through binary operator, if it is legal. In other words, the
3003   // binary operator must have a nuw or nsw flag.
3004   const BinaryOperator *BinOp = dyn_cast<BinaryOperator>(Inst);
3005   if (BinOp && isa<OverflowingBinaryOperator>(BinOp) &&
3006       ((!IsSExt && BinOp->hasNoUnsignedWrap()) ||
3007        (IsSExt && BinOp->hasNoSignedWrap())))
3008     return true;
3009
3010   // Check if we can do the following simplification.
3011   // ext(trunc(opnd)) --> ext(opnd)
3012   if (!isa<TruncInst>(Inst))
3013     return false;
3014
3015   Value *OpndVal = Inst->getOperand(0);
3016   // Check if we can use this operand in the extension.
3017   // If the type is larger than the result type of the extension, we cannot.
3018   if (!OpndVal->getType()->isIntegerTy() ||
3019       OpndVal->getType()->getIntegerBitWidth() >
3020           ConsideredExtType->getIntegerBitWidth())
3021     return false;
3022
3023   // If the operand of the truncate is not an instruction, we will not have
3024   // any information on the dropped bits.
3025   // (Actually we could for constant but it is not worth the extra logic).
3026   Instruction *Opnd = dyn_cast<Instruction>(OpndVal);
3027   if (!Opnd)
3028     return false;
3029
3030   // Check if the source of the type is narrow enough.
3031   // I.e., check that trunc just drops extended bits of the same kind of
3032   // the extension.
3033   // #1 get the type of the operand and check the kind of the extended bits.
3034   const Type *OpndType;
3035   InstrToOrigTy::const_iterator It = PromotedInsts.find(Opnd);
3036   if (It != PromotedInsts.end() && It->second.getInt() == IsSExt)
3037     OpndType = It->second.getPointer();
3038   else if ((IsSExt && isa<SExtInst>(Opnd)) || (!IsSExt && isa<ZExtInst>(Opnd)))
3039     OpndType = Opnd->getOperand(0)->getType();
3040   else
3041     return false;
3042
3043   // #2 check that the truncate just drops extended bits.
3044   return Inst->getType()->getIntegerBitWidth() >=
3045          OpndType->getIntegerBitWidth();
3046 }
3047
3048 TypePromotionHelper::Action TypePromotionHelper::getAction(
3049     Instruction *Ext, const SetOfInstrs &InsertedInsts,
3050     const TargetLowering &TLI, const InstrToOrigTy &PromotedInsts) {
3051   assert((isa<SExtInst>(Ext) || isa<ZExtInst>(Ext)) &&
3052          "Unexpected instruction type");
3053   Instruction *ExtOpnd = dyn_cast<Instruction>(Ext->getOperand(0));
3054   Type *ExtTy = Ext->getType();
3055   bool IsSExt = isa<SExtInst>(Ext);
3056   // If the operand of the extension is not an instruction, we cannot
3057   // get through.
3058   // If it, check we can get through.
3059   if (!ExtOpnd || !canGetThrough(ExtOpnd, ExtTy, PromotedInsts, IsSExt))
3060     return nullptr;
3061
3062   // Do not promote if the operand has been added by codegenprepare.
3063   // Otherwise, it means we are undoing an optimization that is likely to be
3064   // redone, thus causing potential infinite loop.
3065   if (isa<TruncInst>(ExtOpnd) && InsertedInsts.count(ExtOpnd))
3066     return nullptr;
3067
3068   // SExt or Trunc instructions.
3069   // Return the related handler.
3070   if (isa<SExtInst>(ExtOpnd) || isa<TruncInst>(ExtOpnd) ||
3071       isa<ZExtInst>(ExtOpnd))
3072     return promoteOperandForTruncAndAnyExt;
3073
3074   // Regular instruction.
3075   // Abort early if we will have to insert non-free instructions.
3076   if (!ExtOpnd->hasOneUse() && !TLI.isTruncateFree(ExtTy, ExtOpnd->getType()))
3077     return nullptr;
3078   return IsSExt ? signExtendOperandForOther : zeroExtendOperandForOther;
3079 }
3080
3081 Value *TypePromotionHelper::promoteOperandForTruncAndAnyExt(
3082     llvm::Instruction *SExt, TypePromotionTransaction &TPT,
3083     InstrToOrigTy &PromotedInsts, unsigned &CreatedInstsCost,
3084     SmallVectorImpl<Instruction *> *Exts,
3085     SmallVectorImpl<Instruction *> *Truncs, const TargetLowering &TLI) {
3086   // By construction, the operand of SExt is an instruction. Otherwise we cannot
3087   // get through it and this method should not be called.
3088   Instruction *SExtOpnd = cast<Instruction>(SExt->getOperand(0));
3089   Value *ExtVal = SExt;
3090   bool HasMergedNonFreeExt = false;
3091   if (isa<ZExtInst>(SExtOpnd)) {
3092     // Replace s|zext(zext(opnd))
3093     // => zext(opnd).
3094     HasMergedNonFreeExt = !TLI.isExtFree(SExtOpnd);
3095     Value *ZExt =
3096         TPT.createZExt(SExt, SExtOpnd->getOperand(0), SExt->getType());
3097     TPT.replaceAllUsesWith(SExt, ZExt);
3098     TPT.eraseInstruction(SExt);
3099     ExtVal = ZExt;
3100   } else {
3101     // Replace z|sext(trunc(opnd)) or sext(sext(opnd))
3102     // => z|sext(opnd).
3103     TPT.setOperand(SExt, 0, SExtOpnd->getOperand(0));
3104   }
3105   CreatedInstsCost = 0;
3106
3107   // Remove dead code.
3108   if (SExtOpnd->use_empty())
3109     TPT.eraseInstruction(SExtOpnd);
3110
3111   // Check if the extension is still needed.
3112   Instruction *ExtInst = dyn_cast<Instruction>(ExtVal);
3113   if (!ExtInst || ExtInst->getType() != ExtInst->getOperand(0)->getType()) {
3114     if (ExtInst) {
3115       if (Exts)
3116         Exts->push_back(ExtInst);
3117       CreatedInstsCost = !TLI.isExtFree(ExtInst) && !HasMergedNonFreeExt;
3118     }
3119     return ExtVal;
3120   }
3121
3122   // At this point we have: ext ty opnd to ty.
3123   // Reassign the uses of ExtInst to the opnd and remove ExtInst.
3124   Value *NextVal = ExtInst->getOperand(0);
3125   TPT.eraseInstruction(ExtInst, NextVal);
3126   return NextVal;
3127 }
3128
3129 Value *TypePromotionHelper::promoteOperandForOther(
3130     Instruction *Ext, TypePromotionTransaction &TPT,
3131     InstrToOrigTy &PromotedInsts, unsigned &CreatedInstsCost,
3132     SmallVectorImpl<Instruction *> *Exts,
3133     SmallVectorImpl<Instruction *> *Truncs, const TargetLowering &TLI,
3134     bool IsSExt) {
3135   // By construction, the operand of Ext is an instruction. Otherwise we cannot
3136   // get through it and this method should not be called.
3137   Instruction *ExtOpnd = cast<Instruction>(Ext->getOperand(0));
3138   CreatedInstsCost = 0;
3139   if (!ExtOpnd->hasOneUse()) {
3140     // ExtOpnd will be promoted.
3141     // All its uses, but Ext, will need to use a truncated value of the
3142     // promoted version.
3143     // Create the truncate now.
3144     Value *Trunc = TPT.createTrunc(Ext, ExtOpnd->getType());
3145     if (Instruction *ITrunc = dyn_cast<Instruction>(Trunc)) {
3146       ITrunc->removeFromParent();
3147       // Insert it just after the definition.
3148       ITrunc->insertAfter(ExtOpnd);
3149       if (Truncs)
3150         Truncs->push_back(ITrunc);
3151     }
3152
3153     TPT.replaceAllUsesWith(ExtOpnd, Trunc);
3154     // Restore the operand of Ext (which has been replaced by the previous call
3155     // to replaceAllUsesWith) to avoid creating a cycle trunc <-> sext.
3156     TPT.setOperand(Ext, 0, ExtOpnd);
3157   }
3158
3159   // Get through the Instruction:
3160   // 1. Update its type.
3161   // 2. Replace the uses of Ext by Inst.
3162   // 3. Extend each operand that needs to be extended.
3163
3164   // Remember the original type of the instruction before promotion.
3165   // This is useful to know that the high bits are sign extended bits.
3166   PromotedInsts.insert(std::pair<Instruction *, TypeIsSExt>(
3167       ExtOpnd, TypeIsSExt(ExtOpnd->getType(), IsSExt)));
3168   // Step #1.
3169   TPT.mutateType(ExtOpnd, Ext->getType());
3170   // Step #2.
3171   TPT.replaceAllUsesWith(Ext, ExtOpnd);
3172   // Step #3.
3173   Instruction *ExtForOpnd = Ext;
3174
3175   DEBUG(dbgs() << "Propagate Ext to operands\n");
3176   for (int OpIdx = 0, EndOpIdx = ExtOpnd->getNumOperands(); OpIdx != EndOpIdx;
3177        ++OpIdx) {
3178     DEBUG(dbgs() << "Operand:\n" << *(ExtOpnd->getOperand(OpIdx)) << '\n');
3179     if (ExtOpnd->getOperand(OpIdx)->getType() == Ext->getType() ||
3180         !shouldExtOperand(ExtOpnd, OpIdx)) {
3181       DEBUG(dbgs() << "No need to propagate\n");
3182       continue;
3183     }
3184     // Check if we can statically extend the operand.
3185     Value *Opnd = ExtOpnd->getOperand(OpIdx);
3186     if (const ConstantInt *Cst = dyn_cast<ConstantInt>(Opnd)) {
3187       DEBUG(dbgs() << "Statically extend\n");
3188       unsigned BitWidth = Ext->getType()->getIntegerBitWidth();
3189       APInt CstVal = IsSExt ? Cst->getValue().sext(BitWidth)
3190                             : Cst->getValue().zext(BitWidth);
3191       TPT.setOperand(ExtOpnd, OpIdx, ConstantInt::get(Ext->getType(), CstVal));
3192       continue;
3193     }
3194     // UndefValue are typed, so we have to statically sign extend them.
3195     if (isa<UndefValue>(Opnd)) {
3196       DEBUG(dbgs() << "Statically extend\n");
3197       TPT.setOperand(ExtOpnd, OpIdx, UndefValue::get(Ext->getType()));
3198       continue;
3199     }
3200
3201     // Otherwise we have to explicity sign extend the operand.
3202     // Check if Ext was reused to extend an operand.
3203     if (!ExtForOpnd) {
3204       // If yes, create a new one.
3205       DEBUG(dbgs() << "More operands to ext\n");
3206       Value *ValForExtOpnd = IsSExt ? TPT.createSExt(Ext, Opnd, Ext->getType())
3207         : TPT.createZExt(Ext, Opnd, Ext->getType());
3208       if (!isa<Instruction>(ValForExtOpnd)) {
3209         TPT.setOperand(ExtOpnd, OpIdx, ValForExtOpnd);
3210         continue;
3211       }
3212       ExtForOpnd = cast<Instruction>(ValForExtOpnd);
3213     }
3214     if (Exts)
3215       Exts->push_back(ExtForOpnd);
3216     TPT.setOperand(ExtForOpnd, 0, Opnd);
3217
3218     // Move the sign extension before the insertion point.
3219     TPT.moveBefore(ExtForOpnd, ExtOpnd);
3220     TPT.setOperand(ExtOpnd, OpIdx, ExtForOpnd);
3221     CreatedInstsCost += !TLI.isExtFree(ExtForOpnd);
3222     // If more sext are required, new instructions will have to be created.
3223     ExtForOpnd = nullptr;
3224   }
3225   if (ExtForOpnd == Ext) {
3226     DEBUG(dbgs() << "Extension is useless now\n");
3227     TPT.eraseInstruction(Ext);
3228   }
3229   return ExtOpnd;
3230 }
3231
3232 /// Check whether or not promoting an instruction to a wider type is profitable.
3233 /// \p NewCost gives the cost of extension instructions created by the
3234 /// promotion.
3235 /// \p OldCost gives the cost of extension instructions before the promotion
3236 /// plus the number of instructions that have been
3237 /// matched in the addressing mode the promotion.
3238 /// \p PromotedOperand is the value that has been promoted.
3239 /// \return True if the promotion is profitable, false otherwise.
3240 bool AddressingModeMatcher::isPromotionProfitable(
3241     unsigned NewCost, unsigned OldCost, Value *PromotedOperand) const {
3242   DEBUG(dbgs() << "OldCost: " << OldCost << "\tNewCost: " << NewCost << '\n');
3243   // The cost of the new extensions is greater than the cost of the
3244   // old extension plus what we folded.
3245   // This is not profitable.
3246   if (NewCost > OldCost)
3247     return false;
3248   if (NewCost < OldCost)
3249     return true;
3250   // The promotion is neutral but it may help folding the sign extension in
3251   // loads for instance.
3252   // Check that we did not create an illegal instruction.
3253   return isPromotedInstructionLegal(TLI, DL, PromotedOperand);
3254 }
3255
3256 /// Given an instruction or constant expr, see if we can fold the operation
3257 /// into the addressing mode. If so, update the addressing mode and return
3258 /// true, otherwise return false without modifying AddrMode.
3259 /// If \p MovedAway is not NULL, it contains the information of whether or
3260 /// not AddrInst has to be folded into the addressing mode on success.
3261 /// If \p MovedAway == true, \p AddrInst will not be part of the addressing
3262 /// because it has been moved away.
3263 /// Thus AddrInst must not be added in the matched instructions.
3264 /// This state can happen when AddrInst is a sext, since it may be moved away.
3265 /// Therefore, AddrInst may not be valid when MovedAway is true and it must
3266 /// not be referenced anymore.
3267 bool AddressingModeMatcher::matchOperationAddr(User *AddrInst, unsigned Opcode,
3268                                                unsigned Depth,
3269                                                bool *MovedAway) {
3270   // Avoid exponential behavior on extremely deep expression trees.
3271   if (Depth >= 5) return false;
3272
3273   // By default, all matched instructions stay in place.
3274   if (MovedAway)
3275     *MovedAway = false;
3276
3277   switch (Opcode) {
3278   case Instruction::PtrToInt:
3279     // PtrToInt is always a noop, as we know that the int type is pointer sized.
3280     return matchAddr(AddrInst->getOperand(0), Depth);
3281   case Instruction::IntToPtr: {
3282     auto AS = AddrInst->getType()->getPointerAddressSpace();
3283     auto PtrTy = MVT::getIntegerVT(DL.getPointerSizeInBits(AS));
3284     // This inttoptr is a no-op if the integer type is pointer sized.
3285     if (TLI.getValueType(DL, AddrInst->getOperand(0)->getType()) == PtrTy)
3286       return matchAddr(AddrInst->getOperand(0), Depth);
3287     return false;
3288   }
3289   case Instruction::BitCast:
3290     // BitCast is always a noop, and we can handle it as long as it is
3291     // int->int or pointer->pointer (we don't want int<->fp or something).
3292     if ((AddrInst->getOperand(0)->getType()->isPointerTy() ||
3293          AddrInst->getOperand(0)->getType()->isIntegerTy()) &&
3294         // Don't touch identity bitcasts.  These were probably put here by LSR,
3295         // and we don't want to mess around with them.  Assume it knows what it
3296         // is doing.
3297         AddrInst->getOperand(0)->getType() != AddrInst->getType())
3298       return matchAddr(AddrInst->getOperand(0), Depth);
3299     return false;
3300   case Instruction::AddrSpaceCast: {
3301     unsigned SrcAS
3302       = AddrInst->getOperand(0)->getType()->getPointerAddressSpace();
3303     unsigned DestAS = AddrInst->getType()->getPointerAddressSpace();
3304     if (TLI.isNoopAddrSpaceCast(SrcAS, DestAS))
3305       return matchAddr(AddrInst->getOperand(0), Depth);
3306     return false;
3307   }
3308   case Instruction::Add: {
3309     // Check to see if we can merge in the RHS then the LHS.  If so, we win.
3310     ExtAddrMode BackupAddrMode = AddrMode;
3311     unsigned OldSize = AddrModeInsts.size();
3312     // Start a transaction at this point.
3313     // The LHS may match but not the RHS.
3314     // Therefore, we need a higher level restoration point to undo partially
3315     // matched operation.
3316     TypePromotionTransaction::ConstRestorationPt LastKnownGood =
3317         TPT.getRestorationPoint();
3318
3319     if (matchAddr(AddrInst->getOperand(1), Depth+1) &&
3320         matchAddr(AddrInst->getOperand(0), Depth+1))
3321       return true;
3322
3323     // Restore the old addr mode info.
3324     AddrMode = BackupAddrMode;
3325     AddrModeInsts.resize(OldSize);
3326     TPT.rollback(LastKnownGood);
3327
3328     // Otherwise this was over-aggressive.  Try merging in the LHS then the RHS.
3329     if (matchAddr(AddrInst->getOperand(0), Depth+1) &&
3330         matchAddr(AddrInst->getOperand(1), Depth+1))
3331       return true;
3332
3333     // Otherwise we definitely can't merge the ADD in.
3334     AddrMode = BackupAddrMode;
3335     AddrModeInsts.resize(OldSize);
3336     TPT.rollback(LastKnownGood);
3337     break;
3338   }
3339   //case Instruction::Or:
3340   // TODO: We can handle "Or Val, Imm" iff this OR is equivalent to an ADD.
3341   //break;
3342   case Instruction::Mul:
3343   case Instruction::Shl: {
3344     // Can only handle X*C and X << C.
3345     ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(AddrInst->getOperand(1));
3346     if (!RHS)
3347       return false;
3348     int64_t Scale = RHS->getSExtValue();
3349     if (Opcode == Instruction::Shl)
3350       Scale = 1LL << Scale;
3351
3352     return matchScaledValue(AddrInst->getOperand(0), Scale, Depth);
3353   }
3354   case Instruction::GetElementPtr: {
3355     // Scan the GEP.  We check it if it contains constant offsets and at most
3356     // one variable offset.
3357     int VariableOperand = -1;
3358     unsigned VariableScale = 0;
3359
3360     int64_t ConstantOffset = 0;
3361     gep_type_iterator GTI = gep_type_begin(AddrInst);
3362     for (unsigned i = 1, e = AddrInst->getNumOperands(); i != e; ++i, ++GTI) {
3363       if (StructType *STy = GTI.getStructTypeOrNull()) {
3364         const StructLayout *SL = DL.getStructLayout(STy);
3365         unsigned Idx =
3366           cast<ConstantInt>(AddrInst->getOperand(i))->getZExtValue();
3367         ConstantOffset += SL->getElementOffset(Idx);
3368       } else {
3369         uint64_t TypeSize = DL.getTypeAllocSize(GTI.getIndexedType());
3370         if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(AddrInst->getOperand(i))) {
3371           ConstantOffset += CI->getSExtValue()*TypeSize;
3372         } else if (TypeSize) {  // Scales of zero don't do anything.
3373           // We only allow one variable index at the moment.
3374           if (VariableOperand != -1)
3375             return false;
3376
3377           // Remember the variable index.
3378           VariableOperand = i;
3379           VariableScale = TypeSize;
3380         }
3381       }
3382     }
3383
3384     // A common case is for the GEP to only do a constant offset.  In this case,
3385     // just add it to the disp field and check validity.
3386     if (VariableOperand == -1) {
3387       AddrMode.BaseOffs += ConstantOffset;
3388       if (ConstantOffset == 0 ||
3389           TLI.isLegalAddressingMode(DL, AddrMode, AccessTy, AddrSpace)) {
3390         // Check to see if we can fold the base pointer in too.
3391         if (matchAddr(AddrInst->getOperand(0), Depth+1))
3392           return true;
3393       }
3394       AddrMode.BaseOffs -= ConstantOffset;
3395       return false;
3396     }
3397
3398     // Save the valid addressing mode in case we can't match.
3399     ExtAddrMode BackupAddrMode = AddrMode;
3400     unsigned OldSize = AddrModeInsts.size();
3401
3402     // See if the scale and offset amount is valid for this target.
3403     AddrMode.BaseOffs += ConstantOffset;
3404
3405     // Match the base operand of the GEP.
3406     if (!matchAddr(AddrInst->getOperand(0), Depth+1)) {
3407       // If it couldn't be matched, just stuff the value in a register.
3408       if (AddrMode.HasBaseReg) {
3409         AddrMode = BackupAddrMode;
3410         AddrModeInsts.resize(OldSize);
3411         return false;
3412       }
3413       AddrMode.HasBaseReg = true;
3414       AddrMode.BaseReg = AddrInst->getOperand(0);
3415     }
3416
3417     // Match the remaining variable portion of the GEP.
3418     if (!matchScaledValue(AddrInst->getOperand(VariableOperand), VariableScale,
3419                           Depth)) {
3420       // If it couldn't be matched, try stuffing the base into a register
3421       // instead of matching it, and retrying the match of the scale.
3422       AddrMode = BackupAddrMode;
3423       AddrModeInsts.resize(OldSize);
3424       if (AddrMode.HasBaseReg)
3425         return false;
3426       AddrMode.HasBaseReg = true;
3427       AddrMode.BaseReg = AddrInst->getOperand(0);
3428       AddrMode.BaseOffs += ConstantOffset;
3429       if (!matchScaledValue(AddrInst->getOperand(VariableOperand),
3430                             VariableScale, Depth)) {
3431         // If even that didn't work, bail.
3432         AddrMode = BackupAddrMode;
3433         AddrModeInsts.resize(OldSize);
3434         return false;
3435       }
3436     }
3437
3438     return true;
3439   }
3440   case Instruction::SExt:
3441   case Instruction::ZExt: {
3442     Instruction *Ext = dyn_cast<Instruction>(AddrInst);
3443     if (!Ext)
3444       return false;
3445
3446     // Try to move this ext out of the way of the addressing mode.
3447     // Ask for a method for doing so.
3448     TypePromotionHelper::Action TPH =
3449         TypePromotionHelper::getAction(Ext, InsertedInsts, TLI, PromotedInsts);
3450     if (!TPH)
3451       return false;
3452
3453     TypePromotionTransaction::ConstRestorationPt LastKnownGood =
3454         TPT.getRestorationPoint();
3455     unsigned CreatedInstsCost = 0;
3456     unsigned ExtCost = !TLI.isExtFree(Ext);
3457     Value *PromotedOperand =
3458         TPH(Ext, TPT, PromotedInsts, CreatedInstsCost, nullptr, nullptr, TLI);
3459     // SExt has been moved away.
3460     // Thus either it will be rematched later in the recursive calls or it is
3461     // gone. Anyway, we must not fold it into the addressing mode at this point.
3462     // E.g.,
3463     // op = add opnd, 1
3464     // idx = ext op
3465     // addr = gep base, idx
3466     // is now:
3467     // promotedOpnd = ext opnd            <- no match here
3468     // op = promoted_add promotedOpnd, 1  <- match (later in recursive calls)
3469     // addr = gep base, op                <- match
3470     if (MovedAway)
3471       *MovedAway = true;
3472
3473     assert(PromotedOperand &&
3474            "TypePromotionHelper should have filtered out those cases");
3475
3476     ExtAddrMode BackupAddrMode = AddrMode;
3477     unsigned OldSize = AddrModeInsts.size();
3478
3479     if (!matchAddr(PromotedOperand, Depth) ||
3480         // The total of the new cost is equal to the cost of the created
3481         // instructions.
3482         // The total of the old cost is equal to the cost of the extension plus
3483         // what we have saved in the addressing mode.
3484         !isPromotionProfitable(CreatedInstsCost,
3485                                ExtCost + (AddrModeInsts.size() - OldSize),
3486                                PromotedOperand)) {
3487       AddrMode = BackupAddrMode;
3488       AddrModeInsts.resize(OldSize);
3489       DEBUG(dbgs() << "Sign extension does not pay off: rollback\n");
3490       TPT.rollback(LastKnownGood);
3491       return false;
3492     }
3493     return true;
3494   }
3495   }
3496   return false;
3497 }
3498
3499 /// If we can, try to add the value of 'Addr' into the current addressing mode.
3500 /// If Addr can't be added to AddrMode this returns false and leaves AddrMode
3501 /// unmodified. This assumes that Addr is either a pointer type or intptr_t
3502 /// for the target.
3503 ///
3504 bool AddressingModeMatcher::matchAddr(Value *Addr, unsigned Depth) {
3505   // Start a transaction at this point that we will rollback if the matching
3506   // fails.
3507   TypePromotionTransaction::ConstRestorationPt LastKnownGood =
3508       TPT.getRestorationPoint();
3509   if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Addr)) {
3510     // Fold in immediates if legal for the target.
3511     AddrMode.BaseOffs += CI->getSExtValue();
3512     if (TLI.isLegalAddressingMode(DL, AddrMode, AccessTy, AddrSpace))
3513       return true;
3514     AddrMode.BaseOffs -= CI->getSExtValue();
3515   } else if (GlobalValue *GV = dyn_cast<GlobalValue>(Addr)) {
3516     // If this is a global variable, try to fold it into the addressing mode.
3517     if (!AddrMode.BaseGV) {
3518       AddrMode.BaseGV = GV;
3519       if (TLI.isLegalAddressingMode(DL, AddrMode, AccessTy, AddrSpace))
3520         return true;
3521       AddrMode.BaseGV = nullptr;
3522     }
3523   } else if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(Addr)) {
3524     ExtAddrMode BackupAddrMode = AddrMode;
3525     unsigned OldSize = AddrModeInsts.size();
3526
3527     // Check to see if it is possible to fold this operation.
3528     bool MovedAway = false;
3529     if (matchOperationAddr(I, I->getOpcode(), Depth, &MovedAway)) {
3530       // This instruction may have been moved away. If so, there is nothing
3531       // to check here.
3532       if (MovedAway)
3533         return true;
3534       // Okay, it's possible to fold this.  Check to see if it is actually
3535       // *profitable* to do so.  We use a simple cost model to avoid increasing
3536       // register pressure too much.
3537       if (I->hasOneUse() ||
3538           isProfitableToFoldIntoAddressingMode(I, BackupAddrMode, AddrMode)) {
3539         AddrModeInsts.push_back(I);
3540         return true;
3541       }
3542
3543       // It isn't profitable to do this, roll back.
3544       //cerr << "NOT FOLDING: " << *I;
3545       AddrMode = BackupAddrMode;
3546       AddrModeInsts.resize(OldSize);
3547       TPT.rollback(LastKnownGood);
3548     }
3549   } else if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(Addr)) {
3550     if (matchOperationAddr(CE, CE->getOpcode(), Depth))
3551       return true;
3552     TPT.rollback(LastKnownGood);
3553   } else if (isa<ConstantPointerNull>(Addr)) {
3554     // Null pointer gets folded without affecting the addressing mode.
3555     return true;
3556   }
3557
3558   // Worse case, the target should support [reg] addressing modes. :)
3559   if (!AddrMode.HasBaseReg) {
3560     AddrMode.HasBaseReg = true;
3561     AddrMode.BaseReg = Addr;
3562     // Still check for legality in case the target supports [imm] but not [i+r].
3563     if (TLI.isLegalAddressingMode(DL, AddrMode, AccessTy, AddrSpace))
3564       return true;
3565     AddrMode.HasBaseReg = false;
3566     AddrMode.BaseReg = nullptr;
3567   }
3568
3569   // If the base register is already taken, see if we can do [r+r].
3570   if (AddrMode.Scale == 0) {
3571     AddrMode.Scale = 1;
3572     AddrMode.ScaledReg = Addr;
3573     if (TLI.isLegalAddressingMode(DL, AddrMode, AccessTy, AddrSpace))
3574       return true;
3575     AddrMode.Scale = 0;
3576     AddrMode.ScaledReg = nullptr;
3577   }
3578   // Couldn't match.
3579   TPT.rollback(LastKnownGood);
3580   return false;
3581 }
3582
3583 /// Check to see if all uses of OpVal by the specified inline asm call are due
3584 /// to memory operands. If so, return true, otherwise return false.
3585 static bool IsOperandAMemoryOperand(CallInst *CI, InlineAsm *IA, Value *OpVal,
3586                                     const TargetMachine &TM) {
3587   const Function *F = CI->getParent()->getParent();
3588   const TargetLowering *TLI = TM.getSubtargetImpl(*F)->getTargetLowering();
3589   const TargetRegisterInfo *TRI = TM.getSubtargetImpl(*F)->getRegisterInfo();
3590   TargetLowering::AsmOperandInfoVector TargetConstraints =
3591       TLI->ParseConstraints(F->getParent()->getDataLayout(), TRI,
3592                             ImmutableCallSite(CI));
3593   for (unsigned i = 0, e = TargetConstraints.size(); i != e; ++i) {
3594     TargetLowering::AsmOperandInfo &OpInfo = TargetConstraints[i];
3595
3596     // Compute the constraint code and ConstraintType to use.
3597     TLI->ComputeConstraintToUse(OpInfo, SDValue());
3598
3599     // If this asm operand is our Value*, and if it isn't an indirect memory
3600     // operand, we can't fold it!
3601     if (OpInfo.CallOperandVal == OpVal &&
3602         (OpInfo.ConstraintType != TargetLowering::C_Memory ||
3603          !OpInfo.isIndirect))
3604       return false;
3605   }
3606
3607   return true;
3608 }
3609
3610 /// Recursively walk all the uses of I until we find a memory use.
3611 /// If we find an obviously non-foldable instruction, return true.
3612 /// Add the ultimately found memory instructions to MemoryUses.
3613 static bool FindAllMemoryUses(
3614     Instruction *I,
3615     SmallVectorImpl<std::pair<Instruction *, unsigned>> &MemoryUses,
3616     SmallPtrSetImpl<Instruction *> &ConsideredInsts, const TargetMachine &TM) {
3617   // If we already considered this instruction, we're done.
3618   if (!ConsideredInsts.insert(I).second)
3619     return false;
3620
3621   // If this is an obviously unfoldable instruction, bail out.
3622   if (!MightBeFoldableInst(I))
3623     return true;
3624
3625   const bool OptSize = I->getFunction()->optForSize();
3626
3627   // Loop over all the uses, recursively processing them.
3628   for (Use &U : I->uses()) {
3629     Instruction *UserI = cast<Instruction>(U.getUser());
3630
3631     if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(UserI)) {
3632       MemoryUses.push_back(std::make_pair(LI, U.getOperandNo()));
3633       continue;
3634     }
3635
3636     if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(UserI)) {
3637       unsigned opNo = U.getOperandNo();
3638       if (opNo == 0) return true; // Storing addr, not into addr.
3639       MemoryUses.push_back(std::make_pair(SI, opNo));
3640       continue;
3641     }
3642
3643     if (CallInst *CI = dyn_cast<CallInst>(UserI)) {
3644       // If this is a cold call, we can sink the addressing calculation into
3645       // the cold path.  See optimizeCallInst
3646       if (!OptSize && CI->hasFnAttr(Attribute::Cold))
3647         continue;
3648
3649       InlineAsm *IA = dyn_cast<InlineAsm>(CI->getCalledValue());
3650       if (!IA) return true;
3651
3652       // If this is a memory operand, we're cool, otherwise bail out.
3653       if (!IsOperandAMemoryOperand(CI, IA, I, TM))
3654         return true;
3655       continue;
3656     }
3657
3658     if (FindAllMemoryUses(UserI, MemoryUses, ConsideredInsts, TM))
3659       return true;
3660   }
3661
3662   return false;
3663 }
3664
3665 /// Return true if Val is already known to be live at the use site that we're
3666 /// folding it into. If so, there is no cost to include it in the addressing
3667 /// mode. KnownLive1 and KnownLive2 are two values that we know are live at the
3668 /// instruction already.
3669 bool AddressingModeMatcher::valueAlreadyLiveAtInst(Value *Val,Value *KnownLive1,
3670                                                    Value *KnownLive2) {
3671   // If Val is either of the known-live values, we know it is live!
3672   if (Val == nullptr || Val == KnownLive1 || Val == KnownLive2)
3673     return true;
3674
3675   // All values other than instructions and arguments (e.g. constants) are live.
3676   if (!isa<Instruction>(Val) && !isa<Argument>(Val)) return true;
3677
3678   // If Val is a constant sized alloca in the entry block, it is live, this is
3679   // true because it is just a reference to the stack/frame pointer, which is
3680   // live for the whole function.
3681   if (AllocaInst *AI = dyn_cast<AllocaInst>(Val))
3682     if (AI->isStaticAlloca())
3683       return true;
3684
3685   // Check to see if this value is already used in the memory instruction's
3686   // block.  If so, it's already live into the block at the very least, so we
3687   // can reasonably fold it.
3688   return Val->isUsedInBasicBlock(MemoryInst->getParent());
3689 }
3690
3691 /// It is possible for the addressing mode of the machine to fold the specified
3692 /// instruction into a load or store that ultimately uses it.
3693 /// However, the specified instruction has multiple uses.
3694 /// Given this, it may actually increase register pressure to fold it
3695 /// into the load. For example, consider this code:
3696 ///
3697 ///     X = ...
3698 ///     Y = X+1
3699 ///     use(Y)   -> nonload/store
3700 ///     Z = Y+1
3701 ///     load Z
3702 ///
3703 /// In this case, Y has multiple uses, and can be folded into the load of Z
3704 /// (yielding load [X+2]).  However, doing this will cause both "X" and "X+1" to
3705 /// be live at the use(Y) line.  If we don't fold Y into load Z, we use one
3706 /// fewer register.  Since Y can't be folded into "use(Y)" we don't increase the
3707 /// number of computations either.
3708 ///
3709 /// Note that this (like most of CodeGenPrepare) is just a rough heuristic.  If
3710 /// X was live across 'load Z' for other reasons, we actually *would* want to
3711 /// fold the addressing mode in the Z case.  This would make Y die earlier.
3712 bool AddressingModeMatcher::
3713 isProfitableToFoldIntoAddressingMode(Instruction *I, ExtAddrMode &AMBefore,
3714                                      ExtAddrMode &AMAfter) {
3715   if (IgnoreProfitability) return true;
3716
3717   // AMBefore is the addressing mode before this instruction was folded into it,
3718   // and AMAfter is the addressing mode after the instruction was folded.  Get
3719   // the set of registers referenced by AMAfter and subtract out those
3720   // referenced by AMBefore: this is the set of values which folding in this
3721   // address extends the lifetime of.
3722   //
3723   // Note that there are only two potential values being referenced here,
3724   // BaseReg and ScaleReg (global addresses are always available, as are any
3725   // folded immediates).
3726   Value *BaseReg = AMAfter.BaseReg, *ScaledReg = AMAfter.ScaledReg;
3727
3728   // If the BaseReg or ScaledReg was referenced by the previous addrmode, their
3729   // lifetime wasn't extended by adding this instruction.
3730   if (valueAlreadyLiveAtInst(BaseReg, AMBefore.BaseReg, AMBefore.ScaledReg))
3731     BaseReg = nullptr;
3732   if (valueAlreadyLiveAtInst(ScaledReg, AMBefore.BaseReg, AMBefore.ScaledReg))
3733     ScaledReg = nullptr;
3734
3735   // If folding this instruction (and it's subexprs) didn't extend any live
3736   // ranges, we're ok with it.
3737   if (!BaseReg && !ScaledReg)
3738     return true;
3739
3740   // If all uses of this instruction can have the address mode sunk into them,
3741   // we can remove the addressing mode and effectively trade one live register
3742   // for another (at worst.)  In this context, folding an addressing mode into
3743   // the use is just a particularly nice way of sinking it.
3744   SmallVector<std::pair<Instruction*,unsigned>, 16> MemoryUses;
3745   SmallPtrSet<Instruction*, 16> ConsideredInsts;
3746   if (FindAllMemoryUses(I, MemoryUses, ConsideredInsts, TM))
3747     return false;  // Has a non-memory, non-foldable use!
3748
3749   // Now that we know that all uses of this instruction are part of a chain of
3750   // computation involving only operations that could theoretically be folded
3751   // into a memory use, loop over each of these memory operation uses and see
3752   // if they could  *actually* fold the instruction.  The assumption is that
3753   // addressing modes are cheap and that duplicating the computation involved
3754   // many times is worthwhile, even on a fastpath. For sinking candidates
3755   // (i.e. cold call sites), this serves as a way to prevent excessive code
3756   // growth since most architectures have some reasonable small and fast way to
3757   // compute an effective address.  (i.e LEA on x86)
3758   SmallVector<Instruction*, 32> MatchedAddrModeInsts;
3759   for (unsigned i = 0, e = MemoryUses.size(); i != e; ++i) {
3760     Instruction *User = MemoryUses[i].first;
3761     unsigned OpNo = MemoryUses[i].second;
3762
3763     // Get the access type of this use.  If the use isn't a pointer, we don't
3764     // know what it accesses.
3765     Value *Address = User->getOperand(OpNo);
3766     PointerType *AddrTy = dyn_cast<PointerType>(Address->getType());
3767     if (!AddrTy)
3768       return false;
3769     Type *AddressAccessTy = AddrTy->getElementType();
3770     unsigned AS = AddrTy->getAddressSpace();
3771
3772     // Do a match against the root of this address, ignoring profitability. This
3773     // will tell us if the addressing mode for the memory operation will
3774     // *actually* cover the shared instruction.
3775     ExtAddrMode Result;
3776     TypePromotionTransaction::ConstRestorationPt LastKnownGood =
3777         TPT.getRestorationPoint();
3778     AddressingModeMatcher Matcher(MatchedAddrModeInsts, TM, AddressAccessTy, AS,
3779                                   MemoryInst, Result, InsertedInsts,
3780                                   PromotedInsts, TPT);
3781     Matcher.IgnoreProfitability = true;
3782     bool Success = Matcher.matchAddr(Address, 0);
3783     (void)Success; assert(Success && "Couldn't select *anything*?");
3784
3785     // The match was to check the profitability, the changes made are not
3786     // part of the original matcher. Therefore, they should be dropped
3787     // otherwise the original matcher will not present the right state.
3788     TPT.rollback(LastKnownGood);
3789
3790     // If the match didn't cover I, then it won't be shared by it.
3791     if (!is_contained(MatchedAddrModeInsts, I))
3792       return false;
3793
3794     MatchedAddrModeInsts.clear();
3795   }
3796
3797   return true;
3798 }
3799
3800 } // end anonymous namespace
3801
3802 /// Return true if the specified values are defined in a
3803 /// different basic block than BB.
3804 static bool IsNonLocalValue(Value *V, BasicBlock *BB) {
3805   if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V))
3806     return I->getParent() != BB;
3807   return false;
3808 }
3809
3810 /// Sink addressing mode computation immediate before MemoryInst if doing so
3811 /// can be done without increasing register pressure.  The need for the
3812 /// register pressure constraint means this can end up being an all or nothing
3813 /// decision for all uses of the same addressing computation.
3814 ///
3815 /// Load and Store Instructions often have addressing modes that can do
3816 /// significant amounts of computation. As such, instruction selection will try
3817 /// to get the load or store to do as much computation as possible for the
3818 /// program. The problem is that isel can only see within a single block. As
3819 /// such, we sink as much legal addressing mode work into the block as possible.
3820 ///
3821 /// This method is used to optimize both load/store and inline asms with memory
3822 /// operands.  It's also used to sink addressing computations feeding into cold
3823 /// call sites into their (cold) basic block.
3824 ///
3825 /// The motivation for handling sinking into cold blocks is that doing so can
3826 /// both enable other address mode sinking (by satisfying the register pressure
3827 /// constraint above), and reduce register pressure globally (by removing the
3828 /// addressing mode computation from the fast path entirely.).
3829 bool CodeGenPrepare::optimizeMemoryInst(Instruction *MemoryInst, Value *Addr,
3830                                         Type *AccessTy, unsigned AddrSpace) {
3831   Value *Repl = Addr;
3832
3833   // Try to collapse single-value PHI nodes.  This is necessary to undo
3834   // unprofitable PRE transformations.
3835   SmallVector<Value*, 8> worklist;
3836   SmallPtrSet<Value*, 16> Visited;
3837   worklist.push_back(Addr);
3838
3839   // Use a worklist to iteratively look through PHI nodes, and ensure that
3840   // the addressing mode obtained from the non-PHI roots of the graph
3841   // are equivalent.
3842   Value *Consensus = nullptr;
3843   unsigned NumUsesConsensus = 0;
3844   bool IsNumUsesConsensusValid = false;
3845   SmallVector<Instruction*, 16> AddrModeInsts;
3846   ExtAddrMode AddrMode;
3847   TypePromotionTransaction TPT;
3848   TypePromotionTransaction::ConstRestorationPt LastKnownGood =
3849       TPT.getRestorationPoint();
3850   while (!worklist.empty()) {
3851     Value *V = worklist.back();
3852     worklist.pop_back();
3853
3854     // Break use-def graph loops.
3855     if (!Visited.insert(V).second) {
3856       Consensus = nullptr;
3857       break;
3858     }
3859
3860     // For a PHI node, push all of its incoming values.
3861     if (PHINode *P = dyn_cast<PHINode>(V)) {
3862       for (Value *IncValue : P->incoming_values())
3863         worklist.push_back(IncValue);
3864       continue;
3865     }
3866
3867     // For non-PHIs, determine the addressing mode being computed.  Note that
3868     // the result may differ depending on what other uses our candidate
3869     // addressing instructions might have.
3870     SmallVector<Instruction*, 16> NewAddrModeInsts;
3871     ExtAddrMode NewAddrMode = AddressingModeMatcher::Match(
3872       V, AccessTy, AddrSpace, MemoryInst, NewAddrModeInsts, *TM,
3873       InsertedInsts, PromotedInsts, TPT);
3874
3875     // This check is broken into two cases with very similar code to avoid using
3876     // getNumUses() as much as possible. Some values have a lot of uses, so
3877     // calling getNumUses() unconditionally caused a significant compile-time
3878     // regression.
3879     if (!Consensus) {
3880       Consensus = V;
3881       AddrMode = NewAddrMode;
3882       AddrModeInsts = NewAddrModeInsts;
3883       continue;
3884     } else if (NewAddrMode == AddrMode) {
3885       if (!IsNumUsesConsensusValid) {
3886         NumUsesConsensus = Consensus->getNumUses();
3887         IsNumUsesConsensusValid = true;
3888       }
3889
3890       // Ensure that the obtained addressing mode is equivalent to that obtained
3891       // for all other roots of the PHI traversal.  Also, when choosing one
3892       // such root as representative, select the one with the most uses in order
3893       // to keep the cost modeling heuristics in AddressingModeMatcher
3894       // applicable.
3895       unsigned NumUses = V->getNumUses();
3896       if (NumUses > NumUsesConsensus) {
3897         Consensus = V;
3898         NumUsesConsensus = NumUses;
3899         AddrModeInsts = NewAddrModeInsts;
3900       }
3901       continue;
3902     }
3903
3904     Consensus = nullptr;
3905     break;
3906   }
3907
3908   // If the addressing mode couldn't be determined, or if multiple different
3909   // ones were determined, bail out now.
3910   if (!Consensus) {
3911     TPT.rollback(LastKnownGood);
3912     return false;
3913   }
3914   TPT.commit();
3915
3916   // If all the instructions matched are already in this BB, don't do anything.
3917   if (none_of(AddrModeInsts, [&](Value *V) {
3918         return IsNonLocalValue(V, MemoryInst->getParent());
3919       })) {
3920     DEBUG(dbgs() << "CGP: Found      local addrmode: " << AddrMode << "\n");
3921     return false;
3922   }
3923
3924   // Insert this computation right after this user.  Since our caller is
3925   // scanning from the top of the BB to the bottom, reuse of the expr are
3926   // guaranteed to happen later.
3927   IRBuilder<> Builder(MemoryInst);
3928
3929   // Now that we determined the addressing expression we want to use and know
3930   // that we have to sink it into this block.  Check to see if we have already
3931   // done this for some other load/store instr in this block.  If so, reuse the
3932   // computation.
3933   Value *&SunkAddr = SunkAddrs[Addr];
3934   if (SunkAddr) {
3935     DEBUG(dbgs() << "CGP: Reusing nonlocal addrmode: " << AddrMode << " for "
3936                  << *MemoryInst << "\n");
3937     if (SunkAddr->getType() != Addr->getType())
3938       SunkAddr = Builder.CreateBitCast(SunkAddr, Addr->getType());
3939   } else if (AddrSinkUsingGEPs ||
3940              (!AddrSinkUsingGEPs.getNumOccurrences() && TM &&
3941               TM->getSubtargetImpl(*MemoryInst->getParent()->getParent())
3942                   ->useAA())) {
3943     // By default, we use the GEP-based method when AA is used later. This
3944     // prevents new inttoptr/ptrtoint pairs from degrading AA capabilities.
3945     DEBUG(dbgs() << "CGP: SINKING nonlocal addrmode: " << AddrMode << " for "
3946                  << *MemoryInst << "\n");
3947     Type *IntPtrTy = DL->getIntPtrType(Addr->getType());
3948     Value *ResultPtr = nullptr, *ResultIndex = nullptr;
3949
3950     // First, find the pointer.
3951     if (AddrMode.BaseReg && AddrMode.BaseReg->getType()->isPointerTy()) {
3952       ResultPtr = AddrMode.BaseReg;
3953       AddrMode.BaseReg = nullptr;
3954     }
3955
3956     if (AddrMode.Scale && AddrMode.ScaledReg->getType()->isPointerTy()) {
3957       // We can't add more than one pointer together, nor can we scale a
3958       // pointer (both of which seem meaningless).
3959       if (ResultPtr || AddrMode.Scale != 1)
3960         return false;
3961
3962       ResultPtr = AddrMode.ScaledReg;
3963       AddrMode.Scale = 0;
3964     }
3965
3966     if (AddrMode.BaseGV) {
3967       if (ResultPtr)
3968         return false;
3969
3970       ResultPtr = AddrMode.BaseGV;
3971     }
3972
3973     // If the real base value actually came from an inttoptr, then the matcher
3974     // will look through it and provide only the integer value. In that case,
3975     // use it here.
3976     if (!ResultPtr && AddrMode.BaseReg) {
3977       ResultPtr =
3978         Builder.CreateIntToPtr(AddrMode.BaseReg, Addr->getType(), "sunkaddr");
3979       AddrMode.BaseReg = nullptr;
3980     } else if (!ResultPtr && AddrMode.Scale == 1) {
3981       ResultPtr =
3982         Builder.CreateIntToPtr(AddrMode.ScaledReg, Addr->getType(), "sunkaddr");
3983       AddrMode.Scale = 0;
3984     }
3985
3986     if (!ResultPtr &&
3987         !AddrMode.BaseReg && !AddrMode.Scale && !AddrMode.BaseOffs) {
3988       SunkAddr = Constant::getNullValue(Addr->getType());
3989     } else if (!ResultPtr) {
3990       return false;
3991     } else {
3992       Type *I8PtrTy =
3993           Builder.getInt8PtrTy(Addr->getType()->getPointerAddressSpace());
3994       Type *I8Ty = Builder.getInt8Ty();
3995
3996       // Start with the base register. Do this first so that subsequent address
3997       // matching finds it last, which will prevent it from trying to match it
3998       // as the scaled value in case it happens to be a mul. That would be
3999       // problematic if we've sunk a different mul for the scale, because then
4000       // we'd end up sinking both muls.
4001       if (AddrMode.BaseReg) {
4002         Value *V = AddrMode.BaseReg;
4003         if (V->getType() != IntPtrTy)
4004           V = Builder.CreateIntCast(V, IntPtrTy, /*isSigned=*/true, "sunkaddr");
4005
4006         ResultIndex = V;
4007       }
4008
4009       // Add the scale value.
4010       if (AddrMode.Scale) {
4011         Value *V = AddrMode.ScaledReg;
4012         if (V->getType() == IntPtrTy) {
4013           // done.
4014         } else if (cast<IntegerType>(IntPtrTy)->getBitWidth() <
4015                    cast<IntegerType>(V->getType())->getBitWidth()) {
4016           V = Builder.CreateTrunc(V, IntPtrTy, "sunkaddr");
4017         } else {
4018           // It is only safe to sign extend the BaseReg if we know that the math
4019           // required to create it did not overflow before we extend it. Since
4020           // the original IR value was tossed in favor of a constant back when
4021           // the AddrMode was created we need to bail out gracefully if widths
4022           // do not match instead of extending it.
4023           Instruction *I = dyn_cast_or_null<Instruction>(ResultIndex);
4024           if (I && (ResultIndex != AddrMode.BaseReg))
4025             I->eraseFromParent();
4026           return false;
4027         }
4028
4029         if (AddrMode.Scale != 1)
4030           V = Builder.CreateMul(V, ConstantInt::get(IntPtrTy, AddrMode.Scale),
4031                                 "sunkaddr");
4032         if (ResultIndex)
4033           ResultIndex = Builder.CreateAdd(ResultIndex, V, "sunkaddr");
4034         else
4035           ResultIndex = V;
4036       }
4037
4038       // Add in the Base Offset if present.
4039       if (AddrMode.BaseOffs) {
4040         Value *V = ConstantInt::get(IntPtrTy, AddrMode.BaseOffs);
4041         if (ResultIndex) {
4042           // We need to add this separately from the scale above to help with
4043           // SDAG consecutive load/store merging.
4044           if (ResultPtr->getType() != I8PtrTy)
4045             ResultPtr = Builder.CreateBitCast(ResultPtr, I8PtrTy);
4046           ResultPtr = Builder.CreateGEP(I8Ty, ResultPtr, ResultIndex, "sunkaddr");
4047         }
4048
4049         ResultIndex = V;
4050       }
4051
4052       if (!ResultIndex) {
4053         SunkAddr = ResultPtr;
4054       } else {
4055         if (ResultPtr->getType() != I8PtrTy)
4056           ResultPtr = Builder.CreateBitCast(ResultPtr, I8PtrTy);
4057         SunkAddr = Builder.CreateGEP(I8Ty, ResultPtr, ResultIndex, "sunkaddr");
4058       }
4059
4060       if (SunkAddr->getType() != Addr->getType())
4061         SunkAddr = Builder.CreateBitCast(SunkAddr, Addr->getType());
4062     }
4063   } else {
4064     DEBUG(dbgs() << "CGP: SINKING nonlocal addrmode: " << AddrMode << " for "
4065                  << *MemoryInst << "\n");
4066     Type *IntPtrTy = DL->getIntPtrType(Addr->getType());
4067     Value *Result = nullptr;
4068
4069     // Start with the base register. Do this first so that subsequent address
4070     // matching finds it last, which will prevent it from trying to match it
4071     // as the scaled value in case it happens to be a mul. That would be
4072     // problematic if we've sunk a different mul for the scale, because then
4073     // we'd end up sinking both muls.
4074     if (AddrMode.BaseReg) {
4075       Value *V = AddrMode.BaseReg;
4076       if (V->getType()->isPointerTy())
4077         V = Builder.CreatePtrToInt(V, IntPtrTy, "sunkaddr");
4078       if (V->getType() != IntPtrTy)
4079         V = Builder.CreateIntCast(V, IntPtrTy, /*isSigned=*/true, "sunkaddr");
4080       Result = V;
4081     }
4082
4083     // Add the scale value.
4084     if (AddrMode.Scale) {
4085       Value *V = AddrMode.ScaledReg;
4086       if (V->getType() == IntPtrTy) {
4087         // done.
4088       } else if (V->getType()->isPointerTy()) {
4089         V = Builder.CreatePtrToInt(V, IntPtrTy, "sunkaddr");
4090       } else if (cast<IntegerType>(IntPtrTy)->getBitWidth() <
4091                  cast<IntegerType>(V->getType())->getBitWidth()) {
4092         V = Builder.CreateTrunc(V, IntPtrTy, "sunkaddr");
4093       } else {
4094         // It is only safe to sign extend the BaseReg if we know that the math
4095         // required to create it did not overflow before we extend it. Since
4096         // the original IR value was tossed in favor of a constant back when
4097         // the AddrMode was created we need to bail out gracefully if widths
4098         // do not match instead of extending it.
4099         Instruction *I = dyn_cast_or_null<Instruction>(Result);
4100         if (I && (Result != AddrMode.BaseReg))
4101           I->eraseFromParent();
4102         return false;
4103       }
4104       if (AddrMode.Scale != 1)
4105         V = Builder.CreateMul(V, ConstantInt::get(IntPtrTy, AddrMode.Scale),
4106                               "sunkaddr");
4107       if (Result)
4108         Result = Builder.CreateAdd(Result, V, "sunkaddr");
4109       else
4110         Result = V;
4111     }
4112
4113     // Add in the BaseGV if present.
4114     if (AddrMode.BaseGV) {
4115       Value *V = Builder.CreatePtrToInt(AddrMode.BaseGV, IntPtrTy, "sunkaddr");
4116       if (Result)
4117         Result = Builder.CreateAdd(Result, V, "sunkaddr");
4118       else
4119         Result = V;
4120     }
4121
4122     // Add in the Base Offset if present.
4123     if (AddrMode.BaseOffs) {
4124       Value *V = ConstantInt::get(IntPtrTy, AddrMode.BaseOffs);
4125       if (Result)
4126         Result = Builder.CreateAdd(Result, V, "sunkaddr");
4127       else
4128         Result = V;
4129     }
4130
4131     if (!Result)
4132       SunkAddr = Constant::getNullValue(Addr->getType());
4133     else
4134       SunkAddr = Builder.CreateIntToPtr(Result, Addr->getType(), "sunkaddr");
4135   }
4136
4137   MemoryInst->replaceUsesOfWith(Repl, SunkAddr);
4138
4139   // If we have no uses, recursively delete the value and all dead instructions
4140   // using it.
4141   if (Repl->use_empty()) {
4142     // This can cause recursive deletion, which can invalidate our iterator.
4143     // Use a WeakVH to hold onto it in case this happens.
4144     Value *CurValue = &*CurInstIterator;
4145     WeakVH IterHandle(CurValue);
4146     BasicBlock *BB = CurInstIterator->getParent();
4147
4148     RecursivelyDeleteTriviallyDeadInstructions(Repl, TLInfo);
4149
4150     if (IterHandle != CurValue) {
4151       // If the iterator instruction was recursively deleted, start over at the
4152       // start of the block.
4153       CurInstIterator = BB->begin();
4154       SunkAddrs.clear();
4155     }
4156   }
4157   ++NumMemoryInsts;
4158   return true;
4159 }
4160
4161 /// If there are any memory operands, use OptimizeMemoryInst to sink their
4162 /// address computing into the block when possible / profitable.
4163 bool CodeGenPrepare::optimizeInlineAsmInst(CallInst *CS) {
4164   bool MadeChange = false;
4165
4166   const TargetRegisterInfo *TRI =
4167       TM->getSubtargetImpl(*CS->getParent()->getParent())->getRegisterInfo();
4168   TargetLowering::AsmOperandInfoVector TargetConstraints =
4169       TLI->ParseConstraints(*DL, TRI, CS);
4170   unsigned ArgNo = 0;
4171   for (unsigned i = 0, e = TargetConstraints.size(); i != e; ++i) {
4172     TargetLowering::AsmOperandInfo &OpInfo = TargetConstraints[i];
4173
4174     // Compute the constraint code and ConstraintType to use.
4175     TLI->ComputeConstraintToUse(OpInfo, SDValue());
4176
4177     if (OpInfo.ConstraintType == TargetLowering::C_Memory &&
4178         OpInfo.isIndirect) {
4179       Value *OpVal = CS->getArgOperand(ArgNo++);
4180       MadeChange |= optimizeMemoryInst(CS, OpVal, OpVal->getType(), ~0u);
4181     } else if (OpInfo.Type == InlineAsm::isInput)
4182       ArgNo++;
4183   }
4184
4185   return MadeChange;
4186 }
4187
4188 /// \brief Check if all the uses of \p Inst are equivalent (or free) zero or
4189 /// sign extensions.
4190 static bool hasSameExtUse(Instruction *Inst, const TargetLowering &TLI) {
4191   assert(!Inst->use_empty() && "Input must have at least one use");
4192   const Instruction *FirstUser = cast<Instruction>(*Inst->user_begin());
4193   bool IsSExt = isa<SExtInst>(FirstUser);
4194   Type *ExtTy = FirstUser->getType();
4195   for (const User *U : Inst->users()) {
4196     const Instruction *UI = cast<Instruction>(U);
4197     if ((IsSExt && !isa<SExtInst>(UI)) || (!IsSExt && !isa<ZExtInst>(UI)))
4198       return false;
4199     Type *CurTy = UI->getType();
4200     // Same input and output types: Same instruction after CSE.
4201     if (CurTy == ExtTy)
4202       continue;
4203
4204     // If IsSExt is true, we are in this situation:
4205     // a = Inst
4206     // b = sext ty1 a to ty2
4207     // c = sext ty1 a to ty3
4208     // Assuming ty2 is shorter than ty3, this could be turned into:
4209     // a = Inst
4210     // b = sext ty1 a to ty2
4211     // c = sext ty2 b to ty3
4212     // However, the last sext is not free.
4213     if (IsSExt)
4214       return false;
4215
4216     // This is a ZExt, maybe this is free to extend from one type to another.
4217     // In that case, we would not account for a different use.
4218     Type *NarrowTy;
4219     Type *LargeTy;
4220     if (ExtTy->getScalarType()->getIntegerBitWidth() >
4221         CurTy->getScalarType()->getIntegerBitWidth()) {
4222       NarrowTy = CurTy;
4223       LargeTy = ExtTy;
4224     } else {
4225       NarrowTy = ExtTy;
4226       LargeTy = CurTy;
4227     }
4228
4229     if (!TLI.isZExtFree(NarrowTy, LargeTy))
4230       return false;
4231   }
4232   // All uses are the same or can be derived from one another for free.
4233   return true;
4234 }
4235
4236 /// \brief Try to form ExtLd by promoting \p Exts until they reach a
4237 /// load instruction.
4238 /// If an ext(load) can be formed, it is returned via \p LI for the load
4239 /// and \p Inst for the extension.
4240 /// Otherwise LI == nullptr and Inst == nullptr.
4241 /// When some promotion happened, \p TPT contains the proper state to
4242 /// revert them.
4243 ///
4244 /// \return true when promoting was necessary to expose the ext(load)
4245 /// opportunity, false otherwise.
4246 ///
4247 /// Example:
4248 /// \code
4249 /// %ld = load i32* %addr
4250 /// %add = add nuw i32 %ld, 4
4251 /// %zext = zext i32 %add to i64
4252 /// \endcode
4253 /// =>
4254 /// \code
4255 /// %ld = load i32* %addr
4256 /// %zext = zext i32 %ld to i64
4257 /// %add = add nuw i64 %zext, 4
4258 /// \encode
4259 /// Thanks to the promotion, we can match zext(load i32*) to i64.
4260 bool CodeGenPrepare::extLdPromotion(TypePromotionTransaction &TPT,
4261                                     LoadInst *&LI, Instruction *&Inst,
4262                                     const SmallVectorImpl<Instruction *> &Exts,
4263                                     unsigned CreatedInstsCost = 0) {
4264   // Iterate over all the extensions to see if one form an ext(load).
4265   for (auto I : Exts) {
4266     // Check if we directly have ext(load).
4267     if ((LI = dyn_cast<LoadInst>(I->getOperand(0)))) {
4268       Inst = I;
4269       // No promotion happened here.
4270       return false;
4271     }
4272     // Check whether or not we want to do any promotion.
4273     if (!TLI || !TLI->enableExtLdPromotion() || DisableExtLdPromotion)
4274       continue;
4275     // Get the action to perform the promotion.
4276     TypePromotionHelper::Action TPH = TypePromotionHelper::getAction(
4277         I, InsertedInsts, *TLI, PromotedInsts);
4278     // Check if we can promote.
4279     if (!TPH)
4280       continue;
4281     // Save the current state.
4282     TypePromotionTransaction::ConstRestorationPt LastKnownGood =
4283         TPT.getRestorationPoint();
4284     SmallVector<Instruction *, 4> NewExts;
4285     unsigned NewCreatedInstsCost = 0;
4286     unsigned ExtCost = !TLI->isExtFree(I);
4287     // Promote.
4288     Value *PromotedVal = TPH(I, TPT, PromotedInsts, NewCreatedInstsCost,
4289                              &NewExts, nullptr, *TLI);
4290     assert(PromotedVal &&
4291            "TypePromotionHelper should have filtered out those cases");
4292
4293     // We would be able to merge only one extension in a load.
4294     // Therefore, if we have more than 1 new extension we heuristically
4295     // cut this search path, because it means we degrade the code quality.
4296     // With exactly 2, the transformation is neutral, because we will merge
4297     // one extension but leave one. However, we optimistically keep going,
4298     // because the new extension may be removed too.
4299     long long TotalCreatedInstsCost = CreatedInstsCost + NewCreatedInstsCost;
4300     TotalCreatedInstsCost -= ExtCost;
4301     if (!StressExtLdPromotion &&
4302         (TotalCreatedInstsCost > 1 ||
4303          !isPromotedInstructionLegal(*TLI, *DL, PromotedVal))) {
4304       // The promotion is not profitable, rollback to the previous state.
4305       TPT.rollback(LastKnownGood);
4306       continue;
4307     }
4308     // The promotion is profitable.
4309     // Check if it exposes an ext(load).
4310     (void)extLdPromotion(TPT, LI, Inst, NewExts, TotalCreatedInstsCost);
4311     if (LI && (StressExtLdPromotion || NewCreatedInstsCost <= ExtCost ||
4312                // If we have created a new extension, i.e., now we have two
4313                // extensions. We must make sure one of them is merged with
4314                // the load, otherwise we may degrade the code quality.
4315                (LI->hasOneUse() || hasSameExtUse(LI, *TLI))))
4316       // Promotion happened.
4317       return true;
4318     // If this does not help to expose an ext(load) then, rollback.
4319     TPT.rollback(LastKnownGood);
4320   }
4321   // None of the extension can form an ext(load).
4322   LI = nullptr;
4323   Inst = nullptr;
4324   return false;
4325 }
4326
4327 /// Move a zext or sext fed by a load into the same basic block as the load,
4328 /// unless conditions are unfavorable. This allows SelectionDAG to fold the
4329 /// extend into the load.
4330 /// \p I[in/out] the extension may be modified during the process if some
4331 /// promotions apply.
4332 ///
4333 bool CodeGenPrepare::moveExtToFormExtLoad(Instruction *&I) {
4334   // ExtLoad formation infrastructure requires TLI to be effective.
4335   if (!TLI)
4336     return false;
4337
4338   // Try to promote a chain of computation if it allows to form
4339   // an extended load.
4340   TypePromotionTransaction TPT;
4341   TypePromotionTransaction::ConstRestorationPt LastKnownGood =
4342     TPT.getRestorationPoint();
4343   SmallVector<Instruction *, 1> Exts;
4344   Exts.push_back(I);
4345   // Look for a load being extended.
4346   LoadInst *LI = nullptr;
4347   Instruction *OldExt = I;
4348   bool HasPromoted = extLdPromotion(TPT, LI, I, Exts);
4349   if (!LI || !I) {
4350     assert(!HasPromoted && !LI && "If we did not match any load instruction "
4351                                   "the code must remain the same");
4352     I = OldExt;
4353     return false;
4354   }
4355
4356   // If they're already in the same block, there's nothing to do.
4357   // Make the cheap checks first if we did not promote.
4358   // If we promoted, we need to check if it is indeed profitable.
4359   if (!HasPromoted && LI->getParent() == I->getParent())
4360     return false;
4361
4362   EVT VT = TLI->getValueType(*DL, I->getType());
4363   EVT LoadVT = TLI->getValueType(*DL, LI->getType());
4364
4365   // If the load has other users and the truncate is not free, this probably
4366   // isn't worthwhile.
4367   if (!LI->hasOneUse() &&
4368       (TLI->isTypeLegal(LoadVT) || !TLI->isTypeLegal(VT)) &&
4369       !TLI->isTruncateFree(I->getType(), LI->getType())) {
4370     I = OldExt;
4371     TPT.rollback(LastKnownGood);
4372     return false;
4373   }
4374
4375   // Check whether the target supports casts folded into loads.
4376   unsigned LType;
4377   if (isa<ZExtInst>(I))
4378     LType = ISD::ZEXTLOAD;
4379   else {
4380     assert(isa<SExtInst>(I) && "Unexpected ext type!");
4381     LType = ISD::SEXTLOAD;
4382   }
4383   if (!TLI->isLoadExtLegal(LType, VT, LoadVT)) {
4384     I = OldExt;
4385     TPT.rollback(LastKnownGood);
4386     return false;
4387   }
4388
4389   // Move the extend into the same block as the load, so that SelectionDAG
4390   // can fold it.
4391   TPT.commit();
4392   I->removeFromParent();
4393   I->insertAfter(LI);
4394   // CGP does not check if the zext would be speculatively executed when moved
4395   // to the same basic block as the load. Preserving its original location would
4396   // pessimize the debugging experience, as well as negatively impact the 
4397   // quality of sample pgo. We don't want to use "line 0" as that has a
4398   // size cost in the line-table section and logically the zext can be seen as
4399   // part of the load. Therefore we conservatively reuse the same debug location
4400   // for the load and the zext.
4401   I->setDebugLoc(LI->getDebugLoc());
4402   ++NumExtsMoved;
4403   return true;
4404 }
4405
4406 bool CodeGenPrepare::optimizeExtUses(Instruction *I) {
4407   BasicBlock *DefBB = I->getParent();
4408
4409   // If the result of a {s|z}ext and its source are both live out, rewrite all
4410   // other uses of the source with result of extension.
4411   Value *Src = I->getOperand(0);
4412   if (Src->hasOneUse())
4413     return false;
4414
4415   // Only do this xform if truncating is free.
4416   if (TLI && !TLI->isTruncateFree(I->getType(), Src->getType()))
4417     return false;
4418
4419   // Only safe to perform the optimization if the source is also defined in
4420   // this block.
4421   if (!isa<Instruction>(Src) || DefBB != cast<Instruction>(Src)->getParent())
4422     return false;
4423
4424   bool DefIsLiveOut = false;
4425   for (User *U : I->users()) {
4426     Instruction *UI = cast<Instruction>(U);
4427
4428     // Figure out which BB this ext is used in.
4429     BasicBlock *UserBB = UI->getParent();
4430     if (UserBB == DefBB) continue;
4431     DefIsLiveOut = true;
4432     break;
4433   }
4434   if (!DefIsLiveOut)
4435     return false;
4436
4437   // Make sure none of the uses are PHI nodes.
4438   for (User *U : Src->users()) {
4439     Instruction *UI = cast<Instruction>(U);
4440     BasicBlock *UserBB = UI->getParent();
4441     if (UserBB == DefBB) continue;
4442     // Be conservative. We don't want this xform to end up introducing
4443     // reloads just before load / store instructions.
4444     if (isa<PHINode>(UI) || isa<LoadInst>(UI) || isa<StoreInst>(UI))
4445       return false;
4446   }
4447
4448   // InsertedTruncs - Only insert one trunc in each block once.
4449   DenseMap<BasicBlock*, Instruction*> InsertedTruncs;
4450
4451   bool MadeChange = false;
4452   for (Use &U : Src->uses()) {
4453     Instruction *User = cast<Instruction>(U.getUser());
4454
4455     // Figure out which BB this ext is used in.
4456     BasicBlock *UserBB = User->getParent();
4457     if (UserBB == DefBB) continue;
4458
4459     // Both src and def are live in this block. Rewrite the use.
4460     Instruction *&InsertedTrunc = InsertedTruncs[UserBB];
4461
4462     if (!InsertedTrunc) {
4463       BasicBlock::iterator InsertPt = UserBB->getFirstInsertionPt();
4464       assert(InsertPt != UserBB->end());
4465       InsertedTrunc = new TruncInst(I, Src->getType(), "", &*InsertPt);
4466       InsertedInsts.insert(InsertedTrunc);
4467     }
4468
4469     // Replace a use of the {s|z}ext source with a use of the result.
4470     U = InsertedTrunc;
4471     ++NumExtUses;
4472     MadeChange = true;
4473   }
4474
4475   return MadeChange;
4476 }
4477
4478 // Find loads whose uses only use some of the loaded value's bits.  Add an "and"
4479 // just after the load if the target can fold this into one extload instruction,
4480 // with the hope of eliminating some of the other later "and" instructions using
4481 // the loaded value.  "and"s that are made trivially redundant by the insertion
4482 // of the new "and" are removed by this function, while others (e.g. those whose
4483 // path from the load goes through a phi) are left for isel to potentially
4484 // remove.
4485 //
4486 // For example:
4487 //
4488 // b0:
4489 //   x = load i32
4490 //   ...
4491 // b1:
4492 //   y = and x, 0xff
4493 //   z = use y
4494 //
4495 // becomes:
4496 //
4497 // b0:
4498 //   x = load i32
4499 //   x' = and x, 0xff
4500 //   ...
4501 // b1:
4502 //   z = use x'
4503 //
4504 // whereas:
4505 //
4506 // b0:
4507 //   x1 = load i32
4508 //   ...
4509 // b1:
4510 //   x2 = load i32
4511 //   ...
4512 // b2:
4513 //   x = phi x1, x2
4514 //   y = and x, 0xff
4515 //
4516 // becomes (after a call to optimizeLoadExt for each load):
4517 //
4518 // b0:
4519 //   x1 = load i32
4520 //   x1' = and x1, 0xff
4521 //   ...
4522 // b1:
4523 //   x2 = load i32
4524 //   x2' = and x2, 0xff
4525 //   ...
4526 // b2:
4527 //   x = phi x1', x2'
4528 //   y = and x, 0xff
4529 //
4530
4531 bool CodeGenPrepare::optimizeLoadExt(LoadInst *Load) {
4532
4533   if (!Load->isSimple() ||
4534       !(Load->getType()->isIntegerTy() || Load->getType()->isPointerTy()))
4535     return false;
4536
4537   // Skip loads we've already transformed or have no reason to transform.
4538   if (Load->hasOneUse()) {
4539     User *LoadUser = *Load->user_begin();
4540     if (cast<Instruction>(LoadUser)->getParent() == Load->getParent() &&
4541         !dyn_cast<PHINode>(LoadUser))
4542       return false;
4543   }
4544
4545   // Look at all uses of Load, looking through phis, to determine how many bits
4546   // of the loaded value are needed.
4547   SmallVector<Instruction *, 8> WorkList;
4548   SmallPtrSet<Instruction *, 16> Visited;
4549   SmallVector<Instruction *, 8> AndsToMaybeRemove;
4550   for (auto *U : Load->users())
4551     WorkList.push_back(cast<Instruction>(U));
4552
4553   EVT LoadResultVT = TLI->getValueType(*DL, Load->getType());
4554   unsigned BitWidth = LoadResultVT.getSizeInBits();
4555   APInt DemandBits(BitWidth, 0);
4556   APInt WidestAndBits(BitWidth, 0);
4557
4558   while (!WorkList.empty()) {
4559     Instruction *I = WorkList.back();
4560     WorkList.pop_back();
4561
4562     // Break use-def graph loops.
4563     if (!Visited.insert(I).second)
4564       continue;
4565
4566     // For a PHI node, push all of its users.
4567     if (auto *Phi = dyn_cast<PHINode>(I)) {
4568       for (auto *U : Phi->users())
4569         WorkList.push_back(cast<Instruction>(U));
4570       continue;
4571     }
4572
4573     switch (I->getOpcode()) {
4574     case llvm::Instruction::And: {
4575       auto *AndC = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1));
4576       if (!AndC)
4577         return false;
4578       APInt AndBits = AndC->getValue();
4579       DemandBits |= AndBits;
4580       // Keep track of the widest and mask we see.
4581       if (AndBits.ugt(WidestAndBits))
4582         WidestAndBits = AndBits;
4583       if (AndBits == WidestAndBits && I->getOperand(0) == Load)
4584         AndsToMaybeRemove.push_back(I);
4585       break;
4586     }
4587
4588     case llvm::Instruction::Shl: {
4589       auto *ShlC = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1));
4590       if (!ShlC)
4591         return false;
4592       uint64_t ShiftAmt = ShlC->getLimitedValue(BitWidth - 1);
4593       auto ShlDemandBits = APInt::getAllOnesValue(BitWidth).lshr(ShiftAmt);
4594       DemandBits |= ShlDemandBits;
4595       break;
4596     }
4597
4598     case llvm::Instruction::Trunc: {
4599       EVT TruncVT = TLI->getValueType(*DL, I->getType());
4600       unsigned TruncBitWidth = TruncVT.getSizeInBits();
4601       auto TruncBits = APInt::getAllOnesValue(TruncBitWidth).zext(BitWidth);
4602       DemandBits |= TruncBits;
4603       break;
4604     }
4605
4606     default:
4607       return false;
4608     }
4609   }
4610
4611   uint32_t ActiveBits = DemandBits.getActiveBits();
4612   // Avoid hoisting (and (load x) 1) since it is unlikely to be folded by the
4613   // target even if isLoadExtLegal says an i1 EXTLOAD is valid.  For example,
4614   // for the AArch64 target isLoadExtLegal(ZEXTLOAD, i32, i1) returns true, but
4615   // (and (load x) 1) is not matched as a single instruction, rather as a LDR
4616   // followed by an AND.
4617   // TODO: Look into removing this restriction by fixing backends to either
4618   // return false for isLoadExtLegal for i1 or have them select this pattern to
4619   // a single instruction.
4620   //
4621   // Also avoid hoisting if we didn't see any ands with the exact DemandBits
4622   // mask, since these are the only ands that will be removed by isel.
4623   if (ActiveBits <= 1 || !APIntOps::isMask(ActiveBits, DemandBits) ||
4624       WidestAndBits != DemandBits)
4625     return false;
4626
4627   LLVMContext &Ctx = Load->getType()->getContext();
4628   Type *TruncTy = Type::getIntNTy(Ctx, ActiveBits);
4629   EVT TruncVT = TLI->getValueType(*DL, TruncTy);
4630
4631   // Reject cases that won't be matched as extloads.
4632   if (!LoadResultVT.bitsGT(TruncVT) || !TruncVT.isRound() ||
4633       !TLI->isLoadExtLegal(ISD::ZEXTLOAD, LoadResultVT, TruncVT))
4634     return false;
4635
4636   IRBuilder<> Builder(Load->getNextNode());
4637   auto *NewAnd = dyn_cast<Instruction>(
4638       Builder.CreateAnd(Load, ConstantInt::get(Ctx, DemandBits)));
4639
4640   // Replace all uses of load with new and (except for the use of load in the
4641   // new and itself).
4642   Load->replaceAllUsesWith(NewAnd);
4643   NewAnd->setOperand(0, Load);
4644
4645   // Remove any and instructions that are now redundant.
4646   for (auto *And : AndsToMaybeRemove)
4647     // Check that the and mask is the same as the one we decided to put on the
4648     // new and.
4649     if (cast<ConstantInt>(And->getOperand(1))->getValue() == DemandBits) {
4650       And->replaceAllUsesWith(NewAnd);
4651       if (&*CurInstIterator == And)
4652         CurInstIterator = std::next(And->getIterator());
4653       And->eraseFromParent();
4654       ++NumAndUses;
4655     }
4656
4657   ++NumAndsAdded;
4658   return true;
4659 }
4660
4661 /// Check if V (an operand of a select instruction) is an expensive instruction
4662 /// that is only used once.
4663 static bool sinkSelectOperand(const TargetTransformInfo *TTI, Value *V) {
4664   auto *I = dyn_cast<Instruction>(V);
4665   // If it's safe to speculatively execute, then it should not have side
4666   // effects; therefore, it's safe to sink and possibly *not* execute.
4667   return I && I->hasOneUse() && isSafeToSpeculativelyExecute(I) &&
4668          TTI->getUserCost(I) >= TargetTransformInfo::TCC_Expensive;
4669 }
4670
4671 /// Returns true if a SelectInst should be turned into an explicit branch.
4672 static bool isFormingBranchFromSelectProfitable(const TargetTransformInfo *TTI,
4673                                                 const TargetLowering *TLI,
4674                                                 SelectInst *SI) {
4675   // If even a predictable select is cheap, then a branch can't be cheaper.
4676   if (!TLI->isPredictableSelectExpensive())
4677     return false;
4678
4679   // FIXME: This should use the same heuristics as IfConversion to determine
4680   // whether a select is better represented as a branch.
4681
4682   // If metadata tells us that the select condition is obviously predictable,
4683   // then we want to replace the select with a branch.
4684   uint64_t TrueWeight, FalseWeight;
4685   if (SI->extractProfMetadata(TrueWeight, FalseWeight)) {
4686     uint64_t Max = std::max(TrueWeight, FalseWeight);
4687     uint64_t Sum = TrueWeight + FalseWeight;
4688     if (Sum != 0) {
4689       auto Probability = BranchProbability::getBranchProbability(Max, Sum);
4690       if (Probability > TLI->getPredictableBranchThreshold())
4691         return true;
4692     }
4693   }
4694
4695   CmpInst *Cmp = dyn_cast<CmpInst>(SI->getCondition());
4696
4697   // If a branch is predictable, an out-of-order CPU can avoid blocking on its
4698   // comparison condition. If the compare has more than one use, there's
4699   // probably another cmov or setcc around, so it's not worth emitting a branch.
4700   if (!Cmp || !Cmp->hasOneUse())
4701     return false;
4702
4703   // If either operand of the select is expensive and only needed on one side
4704   // of the select, we should form a branch.
4705   if (sinkSelectOperand(TTI, SI->getTrueValue()) ||
4706       sinkSelectOperand(TTI, SI->getFalseValue()))
4707     return true;
4708
4709   return false;
4710 }
4711
4712 /// If \p isTrue is true, return the true value of \p SI, otherwise return
4713 /// false value of \p SI. If the true/false value of \p SI is defined by any
4714 /// select instructions in \p Selects, look through the defining select
4715 /// instruction until the true/false value is not defined in \p Selects.
4716 static Value *getTrueOrFalseValue(
4717     SelectInst *SI, bool isTrue,
4718     const SmallPtrSet<const Instruction *, 2> &Selects) {
4719   Value *V;
4720
4721   for (SelectInst *DefSI = SI; DefSI != nullptr && Selects.count(DefSI);
4722        DefSI = dyn_cast<SelectInst>(V)) {
4723     assert(DefSI->getCondition() == SI->getCondition() &&
4724            "The condition of DefSI does not match with SI");
4725     V = (isTrue ? DefSI->getTrueValue() : DefSI->getFalseValue());
4726   }
4727   return V;
4728 }
4729
4730 /// If we have a SelectInst that will likely profit from branch prediction,
4731 /// turn it into a branch.
4732 bool CodeGenPrepare::optimizeSelectInst(SelectInst *SI) {
4733   // Find all consecutive select instructions that share the same condition.
4734   SmallVector<SelectInst *, 2> ASI;
4735   ASI.push_back(SI);
4736   for (BasicBlock::iterator It = ++BasicBlock::iterator(SI);
4737        It != SI->getParent()->end(); ++It) {
4738     SelectInst *I = dyn_cast<SelectInst>(&*It);
4739     if (I && SI->getCondition() == I->getCondition()) {
4740       ASI.push_back(I);
4741     } else {
4742       break;
4743     }
4744   }
4745
4746   SelectInst *LastSI = ASI.back();
4747   // Increment the current iterator to skip all the rest of select instructions
4748   // because they will be either "not lowered" or "all lowered" to branch.
4749   CurInstIterator = std::next(LastSI->getIterator());
4750
4751   bool VectorCond = !SI->getCondition()->getType()->isIntegerTy(1);
4752
4753   // Can we convert the 'select' to CF ?
4754   if (DisableSelectToBranch || OptSize || !TLI || VectorCond ||
4755       SI->getMetadata(LLVMContext::MD_unpredictable))
4756     return false;
4757
4758   TargetLowering::SelectSupportKind SelectKind;
4759   if (VectorCond)
4760     SelectKind = TargetLowering::VectorMaskSelect;
4761   else if (SI->getType()->isVectorTy())
4762     SelectKind = TargetLowering::ScalarCondVectorVal;
4763   else
4764     SelectKind = TargetLowering::ScalarValSelect;
4765
4766   if (TLI->isSelectSupported(SelectKind) &&
4767       !isFormingBranchFromSelectProfitable(TTI, TLI, SI))
4768     return false;
4769
4770   ModifiedDT = true;
4771
4772   // Transform a sequence like this:
4773   //    start:
4774   //       %cmp = cmp uge i32 %a, %b
4775   //       %sel = select i1 %cmp, i32 %c, i32 %d
4776   //
4777   // Into:
4778   //    start:
4779   //       %cmp = cmp uge i32 %a, %b
4780   //       br i1 %cmp, label %select.true, label %select.false
4781   //    select.true:
4782   //       br label %select.end
4783   //    select.false:
4784   //       br label %select.end
4785   //    select.end:
4786   //       %sel = phi i32 [ %c, %select.true ], [ %d, %select.false ]
4787   //
4788   // In addition, we may sink instructions that produce %c or %d from
4789   // the entry block into the destination(s) of the new branch.
4790   // If the true or false blocks do not contain a sunken instruction, that
4791   // block and its branch may be optimized away. In that case, one side of the
4792   // first branch will point directly to select.end, and the corresponding PHI
4793   // predecessor block will be the start block.
4794
4795   // First, we split the block containing the select into 2 blocks.
4796   BasicBlock *StartBlock = SI->getParent();
4797   BasicBlock::iterator SplitPt = ++(BasicBlock::iterator(LastSI));
4798   BasicBlock *EndBlock = StartBlock->splitBasicBlock(SplitPt, "select.end");
4799
4800   // Delete the unconditional branch that was just created by the split.
4801   StartBlock->getTerminator()->eraseFromParent();
4802
4803   // These are the new basic blocks for the conditional branch.
4804   // At least one will become an actual new basic block.
4805   BasicBlock *TrueBlock = nullptr;
4806   BasicBlock *FalseBlock = nullptr;
4807   BranchInst *TrueBranch = nullptr;
4808   BranchInst *FalseBranch = nullptr;
4809
4810   // Sink expensive instructions into the conditional blocks to avoid executing
4811   // them speculatively.
4812   for (SelectInst *SI : ASI) {
4813     if (sinkSelectOperand(TTI, SI->getTrueValue())) {
4814       if (TrueBlock == nullptr) {
4815         TrueBlock = BasicBlock::Create(SI->getContext(), "select.true.sink",
4816                                        EndBlock->getParent(), EndBlock);
4817         TrueBranch = BranchInst::Create(EndBlock, TrueBlock);
4818       }
4819       auto *TrueInst = cast<Instruction>(SI->getTrueValue());
4820       TrueInst->moveBefore(TrueBranch);
4821     }
4822     if (sinkSelectOperand(TTI, SI->getFalseValue())) {
4823       if (FalseBlock == nullptr) {
4824         FalseBlock = BasicBlock::Create(SI->getContext(), "select.false.sink",
4825                                         EndBlock->getParent(), EndBlock);
4826         FalseBranch = BranchInst::Create(EndBlock, FalseBlock);
4827       }
4828       auto *FalseInst = cast<Instruction>(SI->getFalseValue());
4829       FalseInst->moveBefore(FalseBranch);
4830     }
4831   }
4832
4833   // If there was nothing to sink, then arbitrarily choose the 'false' side
4834   // for a new input value to the PHI.
4835   if (TrueBlock == FalseBlock) {
4836     assert(TrueBlock == nullptr &&
4837            "Unexpected basic block transform while optimizing select");
4838
4839     FalseBlock = BasicBlock::Create(SI->getContext(), "select.false",
4840                                     EndBlock->getParent(), EndBlock);
4841     BranchInst::Create(EndBlock, FalseBlock);
4842   }
4843
4844   // Insert the real conditional branch based on the original condition.
4845   // If we did not create a new block for one of the 'true' or 'false' paths
4846   // of the condition, it means that side of the branch goes to the end block
4847   // directly and the path originates from the start block from the point of
4848   // view of the new PHI.
4849   BasicBlock *TT, *FT;
4850   if (TrueBlock == nullptr) {
4851     TT = EndBlock;
4852     FT = FalseBlock;
4853     TrueBlock = StartBlock;
4854   } else if (FalseBlock == nullptr) {
4855     TT = TrueBlock;
4856     FT = EndBlock;
4857     FalseBlock = StartBlock;
4858   } else {
4859     TT = TrueBlock;
4860     FT = FalseBlock;
4861   }
4862   IRBuilder<>(SI).CreateCondBr(SI->getCondition(), TT, FT, SI);
4863
4864   SmallPtrSet<const Instruction *, 2> INS;
4865   INS.insert(ASI.begin(), ASI.end());
4866   // Use reverse iterator because later select may use the value of the
4867   // earlier select, and we need to propagate value through earlier select
4868   // to get the PHI operand.
4869   for (auto It = ASI.rbegin(); It != ASI.rend(); ++It) {
4870     SelectInst *SI = *It;
4871     // The select itself is replaced with a PHI Node.
4872     PHINode *PN = PHINode::Create(SI->getType(), 2, "", &EndBlock->front());
4873     PN->takeName(SI);
4874     PN->addIncoming(getTrueOrFalseValue(SI, true, INS), TrueBlock);
4875     PN->addIncoming(getTrueOrFalseValue(SI, false, INS), FalseBlock);
4876
4877     SI->replaceAllUsesWith(PN);
4878     SI->eraseFromParent();
4879     INS.erase(SI);
4880     ++NumSelectsExpanded;
4881   }
4882
4883   // Instruct OptimizeBlock to skip to the next block.
4884   CurInstIterator = StartBlock->end();
4885   return true;
4886 }
4887
4888 static bool isBroadcastShuffle(ShuffleVectorInst *SVI) {
4889   SmallVector<int, 16> Mask(SVI->getShuffleMask());
4890   int SplatElem = -1;
4891   for (unsigned i = 0; i < Mask.size(); ++i) {
4892     if (SplatElem != -1 && Mask[i] != -1 && Mask[i] != SplatElem)
4893       return false;
4894     SplatElem = Mask[i];
4895   }
4896
4897   return true;
4898 }
4899
4900 /// Some targets have expensive vector shifts if the lanes aren't all the same
4901 /// (e.g. x86 only introduced "vpsllvd" and friends with AVX2). In these cases
4902 /// it's often worth sinking a shufflevector splat down to its use so that
4903 /// codegen can spot all lanes are identical.
4904 bool CodeGenPrepare::optimizeShuffleVectorInst(ShuffleVectorInst *SVI) {
4905   BasicBlock *DefBB = SVI->getParent();
4906
4907   // Only do this xform if variable vector shifts are particularly expensive.
4908   if (!TLI || !TLI->isVectorShiftByScalarCheap(SVI->getType()))
4909     return false;
4910
4911   // We only expect better codegen by sinking a shuffle if we can recognise a
4912   // constant splat.
4913   if (!isBroadcastShuffle(SVI))
4914     return false;
4915
4916   // InsertedShuffles - Only insert a shuffle in each block once.
4917   DenseMap<BasicBlock*, Instruction*> InsertedShuffles;
4918
4919   bool MadeChange = false;
4920   for (User *U : SVI->users()) {
4921     Instruction *UI = cast<Instruction>(U);
4922
4923     // Figure out which BB this ext is used in.
4924     BasicBlock *UserBB = UI->getParent();
4925     if (UserBB == DefBB) continue;
4926
4927     // For now only apply this when the splat is used by a shift instruction.
4928     if (!UI->isShift()) continue;
4929
4930     // Everything checks out, sink the shuffle if the user's block doesn't
4931     // already have a copy.
4932     Instruction *&InsertedShuffle = InsertedShuffles[UserBB];
4933
4934     if (!InsertedShuffle) {
4935       BasicBlock::iterator InsertPt = UserBB->getFirstInsertionPt();
4936       assert(InsertPt != UserBB->end());
4937       InsertedShuffle =
4938           new ShuffleVectorInst(SVI->getOperand(0), SVI->getOperand(1),
4939                                 SVI->getOperand(2), "", &*InsertPt);
4940     }
4941
4942     UI->replaceUsesOfWith(SVI, InsertedShuffle);
4943     MadeChange = true;
4944   }
4945
4946   // If we removed all uses, nuke the shuffle.
4947   if (SVI->use_empty()) {
4948     SVI->eraseFromParent();
4949     MadeChange = true;
4950   }
4951
4952   return MadeChange;
4953 }
4954
4955 bool CodeGenPrepare::optimizeSwitchInst(SwitchInst *SI) {
4956   if (!TLI || !DL)
4957     return false;
4958
4959   Value *Cond = SI->getCondition();
4960   Type *OldType = Cond->getType();
4961   LLVMContext &Context = Cond->getContext();
4962   MVT RegType = TLI->getRegisterType(Context, TLI->getValueType(*DL, OldType));
4963   unsigned RegWidth = RegType.getSizeInBits();
4964
4965   if (RegWidth <= cast<IntegerType>(OldType)->getBitWidth())
4966     return false;
4967
4968   // If the register width is greater than the type width, expand the condition
4969   // of the switch instruction and each case constant to the width of the
4970   // register. By widening the type of the switch condition, subsequent
4971   // comparisons (for case comparisons) will not need to be extended to the
4972   // preferred register width, so we will potentially eliminate N-1 extends,
4973   // where N is the number of cases in the switch.
4974   auto *NewType = Type::getIntNTy(Context, RegWidth);
4975
4976   // Zero-extend the switch condition and case constants unless the switch
4977   // condition is a function argument that is already being sign-extended.
4978   // In that case, we can avoid an unnecessary mask/extension by sign-extending
4979   // everything instead.
4980   Instruction::CastOps ExtType = Instruction::ZExt;
4981   if (auto *Arg = dyn_cast<Argument>(Cond))
4982     if (Arg->hasSExtAttr())
4983       ExtType = Instruction::SExt;
4984
4985   auto *ExtInst = CastInst::Create(ExtType, Cond, NewType);
4986   ExtInst->insertBefore(SI);
4987   SI->setCondition(ExtInst);
4988   for (SwitchInst::CaseIt Case : SI->cases()) {
4989     APInt NarrowConst = Case.getCaseValue()->getValue();
4990     APInt WideConst = (ExtType == Instruction::ZExt) ?
4991                       NarrowConst.zext(RegWidth) : NarrowConst.sext(RegWidth);
4992     Case.setValue(ConstantInt::get(Context, WideConst));
4993   }
4994
4995   return true;
4996 }
4997
4998 namespace {
4999 /// \brief Helper class to promote a scalar operation to a vector one.
5000 /// This class is used to move downward extractelement transition.
5001 /// E.g.,
5002 /// a = vector_op <2 x i32>
5003 /// b = extractelement <2 x i32> a, i32 0
5004 /// c = scalar_op b
5005 /// store c
5006 ///
5007 /// =>
5008 /// a = vector_op <2 x i32>
5009 /// c = vector_op a (equivalent to scalar_op on the related lane)
5010 /// * d = extractelement <2 x i32> c, i32 0
5011 /// * store d
5012 /// Assuming both extractelement and store can be combine, we get rid of the
5013 /// transition.
5014 class VectorPromoteHelper {
5015   /// DataLayout associated with the current module.
5016   const DataLayout &DL;
5017
5018   /// Used to perform some checks on the legality of vector operations.
5019   const TargetLowering &TLI;
5020
5021   /// Used to estimated the cost of the promoted chain.
5022   const TargetTransformInfo &TTI;
5023
5024   /// The transition being moved downwards.
5025   Instruction *Transition;
5026   /// The sequence of instructions to be promoted.
5027   SmallVector<Instruction *, 4> InstsToBePromoted;
5028   /// Cost of combining a store and an extract.
5029   unsigned StoreExtractCombineCost;
5030   /// Instruction that will be combined with the transition.
5031   Instruction *CombineInst;
5032
5033   /// \brief The instruction that represents the current end of the transition.
5034   /// Since we are faking the promotion until we reach the end of the chain
5035   /// of computation, we need a way to get the current end of the transition.
5036   Instruction *getEndOfTransition() const {
5037     if (InstsToBePromoted.empty())
5038       return Transition;
5039     return InstsToBePromoted.back();
5040   }
5041
5042   /// \brief Return the index of the original value in the transition.
5043   /// E.g., for "extractelement <2 x i32> c, i32 1" the original value,
5044   /// c, is at index 0.
5045   unsigned getTransitionOriginalValueIdx() const {
5046     assert(isa<ExtractElementInst>(Transition) &&
5047            "Other kind of transitions are not supported yet");
5048     return 0;
5049   }
5050
5051   /// \brief Return the index of the index in the transition.
5052   /// E.g., for "extractelement <2 x i32> c, i32 0" the index
5053   /// is at index 1.
5054   unsigned getTransitionIdx() const {
5055     assert(isa<ExtractElementInst>(Transition) &&
5056            "Other kind of transitions are not supported yet");
5057     return 1;
5058   }
5059
5060   /// \brief Get the type of the transition.
5061   /// This is the type of the original value.
5062   /// E.g., for "extractelement <2 x i32> c, i32 1" the type of the
5063   /// transition is <2 x i32>.
5064   Type *getTransitionType() const {
5065     return Transition->getOperand(getTransitionOriginalValueIdx())->getType();
5066   }
5067
5068   /// \brief Promote \p ToBePromoted by moving \p Def downward through.
5069   /// I.e., we have the following sequence:
5070   /// Def = Transition <ty1> a to <ty2>
5071   /// b = ToBePromoted <ty2> Def, ...
5072   /// =>
5073   /// b = ToBePromoted <ty1> a, ...
5074   /// Def = Transition <ty1> ToBePromoted to <ty2>
5075   void promoteImpl(Instruction *ToBePromoted);
5076
5077   /// \brief Check whether or not it is profitable to promote all the
5078   /// instructions enqueued to be promoted.
5079   bool isProfitableToPromote() {
5080     Value *ValIdx = Transition->getOperand(getTransitionOriginalValueIdx());
5081     unsigned Index = isa<ConstantInt>(ValIdx)
5082                          ? cast<ConstantInt>(ValIdx)->getZExtValue()
5083                          : -1;
5084     Type *PromotedType = getTransitionType();
5085
5086     StoreInst *ST = cast<StoreInst>(CombineInst);
5087     unsigned AS = ST->getPointerAddressSpace();
5088     unsigned Align = ST->getAlignment();
5089     // Check if this store is supported.
5090     if (!TLI.allowsMisalignedMemoryAccesses(
5091             TLI.getValueType(DL, ST->getValueOperand()->getType()), AS,
5092             Align)) {
5093       // If this is not supported, there is no way we can combine
5094       // the extract with the store.
5095       return false;
5096     }
5097
5098     // The scalar chain of computation has to pay for the transition
5099     // scalar to vector.
5100     // The vector chain has to account for the combining cost.
5101     uint64_t ScalarCost =
5102         TTI.getVectorInstrCost(Transition->getOpcode(), PromotedType, Index);
5103     uint64_t VectorCost = StoreExtractCombineCost;
5104     for (const auto &Inst : InstsToBePromoted) {
5105       // Compute the cost.
5106       // By construction, all instructions being promoted are arithmetic ones.
5107       // Moreover, one argument is a constant that can be viewed as a splat
5108       // constant.
5109       Value *Arg0 = Inst->getOperand(0);
5110       bool IsArg0Constant = isa<UndefValue>(Arg0) || isa<ConstantInt>(Arg0) ||
5111                             isa<ConstantFP>(Arg0);
5112       TargetTransformInfo::OperandValueKind Arg0OVK =
5113           IsArg0Constant ? TargetTransformInfo::OK_UniformConstantValue
5114                          : TargetTransformInfo::OK_AnyValue;
5115       TargetTransformInfo::OperandValueKind Arg1OVK =
5116           !IsArg0Constant ? TargetTransformInfo::OK_UniformConstantValue
5117                           : TargetTransformInfo::OK_AnyValue;
5118       ScalarCost += TTI.getArithmeticInstrCost(
5119           Inst->getOpcode(), Inst->getType(), Arg0OVK, Arg1OVK);
5120       VectorCost += TTI.getArithmeticInstrCost(Inst->getOpcode(), PromotedType,
5121                                                Arg0OVK, Arg1OVK);
5122     }
5123     DEBUG(dbgs() << "Estimated cost of computation to be promoted:\nScalar: "
5124                  << ScalarCost << "\nVector: " << VectorCost << '\n');
5125     return ScalarCost > VectorCost;
5126   }
5127
5128   /// \brief Generate a constant vector with \p Val with the same
5129   /// number of elements as the transition.
5130   /// \p UseSplat defines whether or not \p Val should be replicated
5131   /// across the whole vector.
5132   /// In other words, if UseSplat == true, we generate <Val, Val, ..., Val>,
5133   /// otherwise we generate a vector with as many undef as possible:
5134   /// <undef, ..., undef, Val, undef, ..., undef> where \p Val is only
5135   /// used at the index of the extract.
5136   Value *getConstantVector(Constant *Val, bool UseSplat) const {
5137     unsigned ExtractIdx = UINT_MAX;
5138     if (!UseSplat) {
5139       // If we cannot determine where the constant must be, we have to
5140       // use a splat constant.
5141       Value *ValExtractIdx = Transition->getOperand(getTransitionIdx());
5142       if (ConstantInt *CstVal = dyn_cast<ConstantInt>(ValExtractIdx))
5143         ExtractIdx = CstVal->getSExtValue();
5144       else
5145         UseSplat = true;
5146     }
5147
5148     unsigned End = getTransitionType()->getVectorNumElements();
5149     if (UseSplat)
5150       return ConstantVector::getSplat(End, Val);
5151
5152     SmallVector<Constant *, 4> ConstVec;
5153     UndefValue *UndefVal = UndefValue::get(Val->getType());
5154     for (unsigned Idx = 0; Idx != End; ++Idx) {
5155       if (Idx == ExtractIdx)
5156         ConstVec.push_back(Val);
5157       else
5158         ConstVec.push_back(UndefVal);
5159     }
5160     return ConstantVector::get(ConstVec);
5161   }
5162
5163   /// \brief Check if promoting to a vector type an operand at \p OperandIdx
5164   /// in \p Use can trigger undefined behavior.
5165   static bool canCauseUndefinedBehavior(const Instruction *Use,
5166                                         unsigned OperandIdx) {
5167     // This is not safe to introduce undef when the operand is on
5168     // the right hand side of a division-like instruction.
5169     if (OperandIdx != 1)
5170       return false;
5171     switch (Use->getOpcode()) {
5172     default:
5173       return false;
5174     case Instruction::SDiv:
5175     case Instruction::UDiv:
5176     case Instruction::SRem:
5177     case Instruction::URem:
5178       return true;
5179     case Instruction::FDiv:
5180     case Instruction::FRem:
5181       return !Use->hasNoNaNs();
5182     }
5183     llvm_unreachable(nullptr);
5184   }
5185
5186 public:
5187   VectorPromoteHelper(const DataLayout &DL, const TargetLowering &TLI,
5188                       const TargetTransformInfo &TTI, Instruction *Transition,
5189                       unsigned CombineCost)
5190       : DL(DL), TLI(TLI), TTI(TTI), Transition(Transition),
5191         StoreExtractCombineCost(CombineCost), CombineInst(nullptr) {
5192     assert(Transition && "Do not know how to promote null");
5193   }
5194
5195   /// \brief Check if we can promote \p ToBePromoted to \p Type.
5196   bool canPromote(const Instruction *ToBePromoted) const {
5197     // We could support CastInst too.
5198     return isa<BinaryOperator>(ToBePromoted);
5199   }
5200
5201   /// \brief Check if it is profitable to promote \p ToBePromoted
5202   /// by moving downward the transition through.
5203   bool shouldPromote(const Instruction *ToBePromoted) const {
5204     // Promote only if all the operands can be statically expanded.
5205     // Indeed, we do not want to introduce any new kind of transitions.
5206     for (const Use &U : ToBePromoted->operands()) {
5207       const Value *Val = U.get();
5208       if (Val == getEndOfTransition()) {
5209         // If the use is a division and the transition is on the rhs,
5210         // we cannot promote the operation, otherwise we may create a
5211         // division by zero.
5212         if (canCauseUndefinedBehavior(ToBePromoted, U.getOperandNo()))
5213           return false;
5214         continue;
5215       }
5216       if (!isa<ConstantInt>(Val) && !isa<UndefValue>(Val) &&
5217           !isa<ConstantFP>(Val))
5218         return false;
5219     }
5220     // Check that the resulting operation is legal.
5221     int ISDOpcode = TLI.InstructionOpcodeToISD(ToBePromoted->getOpcode());
5222     if (!ISDOpcode)
5223       return false;
5224     return StressStoreExtract ||
5225            TLI.isOperationLegalOrCustom(
5226                ISDOpcode, TLI.getValueType(DL, getTransitionType(), true));
5227   }
5228
5229   /// \brief Check whether or not \p Use can be combined
5230   /// with the transition.
5231   /// I.e., is it possible to do Use(Transition) => AnotherUse?
5232   bool canCombine(const Instruction *Use) { return isa<StoreInst>(Use); }
5233
5234   /// \brief Record \p ToBePromoted as part of the chain to be promoted.
5235   void enqueueForPromotion(Instruction *ToBePromoted) {
5236     InstsToBePromoted.push_back(ToBePromoted);
5237   }
5238
5239   /// \brief Set the instruction that will be combined with the transition.
5240   void recordCombineInstruction(Instruction *ToBeCombined) {
5241     assert(canCombine(ToBeCombined) && "Unsupported instruction to combine");
5242     CombineInst = ToBeCombined;
5243   }
5244
5245   /// \brief Promote all the instructions enqueued for promotion if it is
5246   /// is profitable.
5247   /// \return True if the promotion happened, false otherwise.
5248   bool promote() {
5249     // Check if there is something to promote.
5250     // Right now, if we do not have anything to combine with,
5251     // we assume the promotion is not profitable.
5252     if (InstsToBePromoted.empty() || !CombineInst)
5253       return false;
5254
5255     // Check cost.
5256     if (!StressStoreExtract && !isProfitableToPromote())
5257       return false;
5258
5259     // Promote.
5260     for (auto &ToBePromoted : InstsToBePromoted)
5261       promoteImpl(ToBePromoted);
5262     InstsToBePromoted.clear();
5263     return true;
5264   }
5265 };
5266 } // End of anonymous namespace.
5267
5268 void VectorPromoteHelper::promoteImpl(Instruction *ToBePromoted) {
5269   // At this point, we know that all the operands of ToBePromoted but Def
5270   // can be statically promoted.
5271   // For Def, we need to use its parameter in ToBePromoted:
5272   // b = ToBePromoted ty1 a
5273   // Def = Transition ty1 b to ty2
5274   // Move the transition down.
5275   // 1. Replace all uses of the promoted operation by the transition.
5276   // = ... b => = ... Def.
5277   assert(ToBePromoted->getType() == Transition->getType() &&
5278          "The type of the result of the transition does not match "
5279          "the final type");
5280   ToBePromoted->replaceAllUsesWith(Transition);
5281   // 2. Update the type of the uses.
5282   // b = ToBePromoted ty2 Def => b = ToBePromoted ty1 Def.
5283   Type *TransitionTy = getTransitionType();
5284   ToBePromoted->mutateType(TransitionTy);
5285   // 3. Update all the operands of the promoted operation with promoted
5286   // operands.
5287   // b = ToBePromoted ty1 Def => b = ToBePromoted ty1 a.
5288   for (Use &U : ToBePromoted->operands()) {
5289     Value *Val = U.get();
5290     Value *NewVal = nullptr;
5291     if (Val == Transition)
5292       NewVal = Transition->getOperand(getTransitionOriginalValueIdx());
5293     else if (isa<UndefValue>(Val) || isa<ConstantInt>(Val) ||
5294              isa<ConstantFP>(Val)) {
5295       // Use a splat constant if it is not safe to use undef.
5296       NewVal = getConstantVector(
5297           cast<Constant>(Val),
5298           isa<UndefValue>(Val) ||
5299               canCauseUndefinedBehavior(ToBePromoted, U.getOperandNo()));
5300     } else
5301       llvm_unreachable("Did you modified shouldPromote and forgot to update "
5302                        "this?");
5303     ToBePromoted->setOperand(U.getOperandNo(), NewVal);
5304   }
5305   Transition->removeFromParent();
5306   Transition->insertAfter(ToBePromoted);
5307   Transition->setOperand(getTransitionOriginalValueIdx(), ToBePromoted);
5308 }
5309
5310 /// Some targets can do store(extractelement) with one instruction.
5311 /// Try to push the extractelement towards the stores when the target
5312 /// has this feature and this is profitable.
5313 bool CodeGenPrepare::optimizeExtractElementInst(Instruction *Inst) {
5314   unsigned CombineCost = UINT_MAX;
5315   if (DisableStoreExtract || !TLI ||
5316       (!StressStoreExtract &&
5317        !TLI->canCombineStoreAndExtract(Inst->getOperand(0)->getType(),
5318                                        Inst->getOperand(1), CombineCost)))
5319     return false;
5320
5321   // At this point we know that Inst is a vector to scalar transition.
5322   // Try to move it down the def-use chain, until:
5323   // - We can combine the transition with its single use
5324   //   => we got rid of the transition.
5325   // - We escape the current basic block
5326   //   => we would need to check that we are moving it at a cheaper place and
5327   //      we do not do that for now.
5328   BasicBlock *Parent = Inst->getParent();
5329   DEBUG(dbgs() << "Found an interesting transition: " << *Inst << '\n');
5330   VectorPromoteHelper VPH(*DL, *TLI, *TTI, Inst, CombineCost);
5331   // If the transition has more than one use, assume this is not going to be
5332   // beneficial.
5333   while (Inst->hasOneUse()) {
5334     Instruction *ToBePromoted = cast<Instruction>(*Inst->user_begin());
5335     DEBUG(dbgs() << "Use: " << *ToBePromoted << '\n');
5336
5337     if (ToBePromoted->getParent() != Parent) {
5338       DEBUG(dbgs() << "Instruction to promote is in a different block ("
5339                    << ToBePromoted->getParent()->getName()
5340                    << ") than the transition (" << Parent->getName() << ").\n");
5341       return false;
5342     }
5343
5344     if (VPH.canCombine(ToBePromoted)) {
5345       DEBUG(dbgs() << "Assume " << *Inst << '\n'
5346                    << "will be combined with: " << *ToBePromoted << '\n');
5347       VPH.recordCombineInstruction(ToBePromoted);
5348       bool Changed = VPH.promote();
5349       NumStoreExtractExposed += Changed;
5350       return Changed;
5351     }
5352
5353     DEBUG(dbgs() << "Try promoting.\n");
5354     if (!VPH.canPromote(ToBePromoted) || !VPH.shouldPromote(ToBePromoted))
5355       return false;
5356
5357     DEBUG(dbgs() << "Promoting is possible... Enqueue for promotion!\n");
5358
5359     VPH.enqueueForPromotion(ToBePromoted);
5360     Inst = ToBePromoted;
5361   }
5362   return false;
5363 }
5364
5365 /// For the instruction sequence of store below, F and I values
5366 /// are bundled together as an i64 value before being stored into memory.
5367 /// Sometimes it is more efficent to generate separate stores for F and I,
5368 /// which can remove the bitwise instructions or sink them to colder places.
5369 ///
5370 ///   (store (or (zext (bitcast F to i32) to i64),
5371 ///              (shl (zext I to i64), 32)), addr)  -->
5372 ///   (store F, addr) and (store I, addr+4)
5373 ///
5374 /// Similarly, splitting for other merged store can also be beneficial, like:
5375 /// For pair of {i32, i32}, i64 store --> two i32 stores.
5376 /// For pair of {i32, i16}, i64 store --> two i32 stores.
5377 /// For pair of {i16, i16}, i32 store --> two i16 stores.
5378 /// For pair of {i16, i8},  i32 store --> two i16 stores.
5379 /// For pair of {i8, i8},   i16 store --> two i8 stores.
5380 ///
5381 /// We allow each target to determine specifically which kind of splitting is
5382 /// supported.
5383 ///
5384 /// The store patterns are commonly seen from the simple code snippet below
5385 /// if only std::make_pair(...) is sroa transformed before inlined into hoo.
5386 ///   void goo(const std::pair<int, float> &);
5387 ///   hoo() {
5388 ///     ...
5389 ///     goo(std::make_pair(tmp, ftmp));
5390 ///     ...
5391 ///   }
5392 ///
5393 /// Although we already have similar splitting in DAG Combine, we duplicate
5394 /// it in CodeGenPrepare to catch the case in which pattern is across
5395 /// multiple BBs. The logic in DAG Combine is kept to catch case generated
5396 /// during code expansion.
5397 static bool splitMergedValStore(StoreInst &SI, const DataLayout &DL,
5398                                 const TargetLowering &TLI) {
5399   // Handle simple but common cases only.
5400   Type *StoreType = SI.getValueOperand()->getType();
5401   if (DL.getTypeStoreSizeInBits(StoreType) != DL.getTypeSizeInBits(StoreType) ||
5402       DL.getTypeSizeInBits(StoreType) == 0)
5403     return false;
5404
5405   unsigned HalfValBitSize = DL.getTypeSizeInBits(StoreType) / 2;
5406   Type *SplitStoreType = Type::getIntNTy(SI.getContext(), HalfValBitSize);
5407   if (DL.getTypeStoreSizeInBits(SplitStoreType) !=
5408       DL.getTypeSizeInBits(SplitStoreType))
5409     return false;
5410
5411   // Match the following patterns:
5412   // (store (or (zext LValue to i64),
5413   //            (shl (zext HValue to i64), 32)), HalfValBitSize)
5414   //  or
5415   // (store (or (shl (zext HValue to i64), 32)), HalfValBitSize)
5416   //            (zext LValue to i64),
5417   // Expect both operands of OR and the first operand of SHL have only
5418   // one use.
5419   Value *LValue, *HValue;
5420   if (!match(SI.getValueOperand(),
5421              m_c_Or(m_OneUse(m_ZExt(m_Value(LValue))),
5422                     m_OneUse(m_Shl(m_OneUse(m_ZExt(m_Value(HValue))),
5423                                    m_SpecificInt(HalfValBitSize))))))
5424     return false;
5425
5426   // Check LValue and HValue are int with size less or equal than 32.
5427   if (!LValue->getType()->isIntegerTy() ||
5428       DL.getTypeSizeInBits(LValue->getType()) > HalfValBitSize ||
5429       !HValue->getType()->isIntegerTy() ||
5430       DL.getTypeSizeInBits(HValue->getType()) > HalfValBitSize)
5431     return false;
5432
5433   // If LValue/HValue is a bitcast instruction, use the EVT before bitcast
5434   // as the input of target query.
5435   auto *LBC = dyn_cast<BitCastInst>(LValue);
5436   auto *HBC = dyn_cast<BitCastInst>(HValue);
5437   EVT LowTy = LBC ? EVT::getEVT(LBC->getOperand(0)->getType())
5438                   : EVT::getEVT(LValue->getType());
5439   EVT HighTy = HBC ? EVT::getEVT(HBC->getOperand(0)->getType())
5440                    : EVT::getEVT(HValue->getType());
5441   if (!ForceSplitStore && !TLI.isMultiStoresCheaperThanBitsMerge(LowTy, HighTy))
5442     return false;
5443
5444   // Start to split store.
5445   IRBuilder<> Builder(SI.getContext());
5446   Builder.SetInsertPoint(&SI);
5447
5448   // If LValue/HValue is a bitcast in another BB, create a new one in current
5449   // BB so it may be merged with the splitted stores by dag combiner.
5450   if (LBC && LBC->getParent() != SI.getParent())
5451     LValue = Builder.CreateBitCast(LBC->getOperand(0), LBC->getType());
5452   if (HBC && HBC->getParent() != SI.getParent())
5453     HValue = Builder.CreateBitCast(HBC->getOperand(0), HBC->getType());
5454
5455   auto CreateSplitStore = [&](Value *V, bool Upper) {
5456     V = Builder.CreateZExtOrBitCast(V, SplitStoreType);
5457     Value *Addr = Builder.CreateBitCast(
5458         SI.getOperand(1),
5459         SplitStoreType->getPointerTo(SI.getPointerAddressSpace()));
5460     if (Upper)
5461       Addr = Builder.CreateGEP(
5462           SplitStoreType, Addr,
5463           ConstantInt::get(Type::getInt32Ty(SI.getContext()), 1));
5464     Builder.CreateAlignedStore(
5465         V, Addr, Upper ? SI.getAlignment() / 2 : SI.getAlignment());
5466   };
5467
5468   CreateSplitStore(LValue, false);
5469   CreateSplitStore(HValue, true);
5470
5471   // Delete the old store.
5472   SI.eraseFromParent();
5473   return true;
5474 }
5475
5476 bool CodeGenPrepare::optimizeInst(Instruction *I, bool& ModifiedDT) {
5477   // Bail out if we inserted the instruction to prevent optimizations from
5478   // stepping on each other's toes.
5479   if (InsertedInsts.count(I))
5480     return false;
5481
5482   if (PHINode *P = dyn_cast<PHINode>(I)) {
5483     // It is possible for very late stage optimizations (such as SimplifyCFG)
5484     // to introduce PHI nodes too late to be cleaned up.  If we detect such a
5485     // trivial PHI, go ahead and zap it here.
5486     if (Value *V = SimplifyInstruction(P, *DL, TLInfo, nullptr)) {
5487       P->replaceAllUsesWith(V);
5488       P->eraseFromParent();
5489       ++NumPHIsElim;
5490       return true;
5491     }
5492     return false;
5493   }
5494
5495   if (CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(I)) {
5496     // If the source of the cast is a constant, then this should have
5497     // already been constant folded.  The only reason NOT to constant fold
5498     // it is if something (e.g. LSR) was careful to place the constant
5499     // evaluation in a block other than then one that uses it (e.g. to hoist
5500     // the address of globals out of a loop).  If this is the case, we don't
5501     // want to forward-subst the cast.
5502     if (isa<Constant>(CI->getOperand(0)))
5503       return false;
5504
5505     if (TLI && OptimizeNoopCopyExpression(CI, *TLI, *DL))
5506       return true;
5507
5508     if (isa<ZExtInst>(I) || isa<SExtInst>(I)) {
5509       /// Sink a zext or sext into its user blocks if the target type doesn't
5510       /// fit in one register
5511       if (TLI &&
5512           TLI->getTypeAction(CI->getContext(),
5513                              TLI->getValueType(*DL, CI->getType())) ==
5514               TargetLowering::TypeExpandInteger) {
5515         return SinkCast(CI);
5516       } else {
5517         bool MadeChange = moveExtToFormExtLoad(I);
5518         return MadeChange | optimizeExtUses(I);
5519       }
5520     }
5521     return false;
5522   }
5523
5524   if (CmpInst *CI = dyn_cast<CmpInst>(I))
5525     if (!TLI || !TLI->hasMultipleConditionRegisters())
5526       return OptimizeCmpExpression(CI, TLI);
5527
5528   if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(I)) {
5529     LI->setMetadata(LLVMContext::MD_invariant_group, nullptr);
5530     if (TLI) {
5531       bool Modified = optimizeLoadExt(LI);
5532       unsigned AS = LI->getPointerAddressSpace();
5533       Modified |= optimizeMemoryInst(I, I->getOperand(0), LI->getType(), AS);
5534       return Modified;
5535     }
5536     return false;
5537   }
5538
5539   if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(I)) {
5540     if (TLI && splitMergedValStore(*SI, *DL, *TLI))
5541       return true;
5542     SI->setMetadata(LLVMContext::MD_invariant_group, nullptr);
5543     if (TLI) {
5544       unsigned AS = SI->getPointerAddressSpace();
5545       return optimizeMemoryInst(I, SI->getOperand(1),
5546                                 SI->getOperand(0)->getType(), AS);
5547     }
5548     return false;
5549   }
5550
5551   BinaryOperator *BinOp = dyn_cast<BinaryOperator>(I);
5552
5553   if (BinOp && (BinOp->getOpcode() == Instruction::AShr ||
5554                 BinOp->getOpcode() == Instruction::LShr)) {
5555     ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(BinOp->getOperand(1));
5556     if (TLI && CI && TLI->hasExtractBitsInsn())
5557       return OptimizeExtractBits(BinOp, CI, *TLI, *DL);
5558
5559     return false;
5560   }
5561
5562   if (GetElementPtrInst *GEPI = dyn_cast<GetElementPtrInst>(I)) {
5563     if (GEPI->hasAllZeroIndices()) {
5564       /// The GEP operand must be a pointer, so must its result -> BitCast
5565       Instruction *NC = new BitCastInst(GEPI->getOperand(0), GEPI->getType(),
5566                                         GEPI->getName(), GEPI);
5567       GEPI->replaceAllUsesWith(NC);
5568       GEPI->eraseFromParent();
5569       ++NumGEPsElim;
5570       optimizeInst(NC, ModifiedDT);
5571       return true;
5572     }
5573     return false;
5574   }
5575
5576   if (CallInst *CI = dyn_cast<CallInst>(I))
5577     return optimizeCallInst(CI, ModifiedDT);
5578
5579   if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(I))
5580     return optimizeSelectInst(SI);
5581
5582   if (ShuffleVectorInst *SVI = dyn_cast<ShuffleVectorInst>(I))
5583     return optimizeShuffleVectorInst(SVI);
5584
5585   if (auto *Switch = dyn_cast<SwitchInst>(I))
5586     return optimizeSwitchInst(Switch);
5587
5588   if (isa<ExtractElementInst>(I))
5589     return optimizeExtractElementInst(I);
5590
5591   return false;
5592 }
5593
5594 /// Given an OR instruction, check to see if this is a bitreverse
5595 /// idiom. If so, insert the new intrinsic and return true.
5596 static bool makeBitReverse(Instruction &I, const DataLayout &DL,
5597                            const TargetLowering &TLI) {
5598   if (!I.getType()->isIntegerTy() ||
5599       !TLI.isOperationLegalOrCustom(ISD::BITREVERSE,
5600                                     TLI.getValueType(DL, I.getType(), true)))
5601     return false;
5602
5603   SmallVector<Instruction*, 4> Insts;
5604   if (!recognizeBSwapOrBitReverseIdiom(&I, false, true, Insts))
5605     return false;
5606   Instruction *LastInst = Insts.back();
5607   I.replaceAllUsesWith(LastInst);
5608   RecursivelyDeleteTriviallyDeadInstructions(&I);
5609   return true;
5610 }
5611
5612 // In this pass we look for GEP and cast instructions that are used
5613 // across basic blocks and rewrite them to improve basic-block-at-a-time
5614 // selection.
5615 bool CodeGenPrepare::optimizeBlock(BasicBlock &BB, bool& ModifiedDT) {
5616   SunkAddrs.clear();
5617   bool MadeChange = false;
5618
5619   CurInstIterator = BB.begin();
5620   while (CurInstIterator != BB.end()) {
5621     MadeChange |= optimizeInst(&*CurInstIterator++, ModifiedDT);
5622     if (ModifiedDT)
5623       return true;
5624   }
5625
5626   bool MadeBitReverse = true;
5627   while (TLI && MadeBitReverse) {
5628     MadeBitReverse = false;
5629     for (auto &I : reverse(BB)) {
5630       if (makeBitReverse(I, *DL, *TLI)) {
5631         MadeBitReverse = MadeChange = true;
5632         ModifiedDT = true;
5633         break;
5634       }
5635     }
5636   }
5637   MadeChange |= dupRetToEnableTailCallOpts(&BB);
5638
5639   return MadeChange;
5640 }
5641
5642 // llvm.dbg.value is far away from the value then iSel may not be able
5643 // handle it properly. iSel will drop llvm.dbg.value if it can not
5644 // find a node corresponding to the value.
5645 bool CodeGenPrepare::placeDbgValues(Function &F) {
5646   bool MadeChange = false;
5647   for (BasicBlock &BB : F) {
5648     Instruction *PrevNonDbgInst = nullptr;
5649     for (BasicBlock::iterator BI = BB.begin(), BE = BB.end(); BI != BE;) {
5650       Instruction *Insn = &*BI++;
5651       DbgValueInst *DVI = dyn_cast<DbgValueInst>(Insn);
5652       // Leave dbg.values that refer to an alloca alone. These
5653       // instrinsics describe the address of a variable (= the alloca)
5654       // being taken.  They should not be moved next to the alloca
5655       // (and to the beginning of the scope), but rather stay close to
5656       // where said address is used.
5657       if (!DVI || (DVI->getValue() && isa<AllocaInst>(DVI->getValue()))) {
5658         PrevNonDbgInst = Insn;
5659         continue;
5660       }
5661
5662       Instruction *VI = dyn_cast_or_null<Instruction>(DVI->getValue());
5663       if (VI && VI != PrevNonDbgInst && !VI->isTerminator()) {
5664         // If VI is a phi in a block with an EHPad terminator, we can't insert
5665         // after it.
5666         if (isa<PHINode>(VI) && VI->getParent()->getTerminator()->isEHPad())
5667           continue;
5668         DEBUG(dbgs() << "Moving Debug Value before :\n" << *DVI << ' ' << *VI);
5669         DVI->removeFromParent();
5670         if (isa<PHINode>(VI))
5671           DVI->insertBefore(&*VI->getParent()->getFirstInsertionPt());
5672         else
5673           DVI->insertAfter(VI);
5674         MadeChange = true;
5675         ++NumDbgValueMoved;
5676       }
5677     }
5678   }
5679   return MadeChange;
5680 }
5681
5682 // If there is a sequence that branches based on comparing a single bit
5683 // against zero that can be combined into a single instruction, and the
5684 // target supports folding these into a single instruction, sink the
5685 // mask and compare into the branch uses. Do this before OptimizeBlock ->
5686 // OptimizeInst -> OptimizeCmpExpression, which perturbs the pattern being
5687 // searched for.
5688 bool CodeGenPrepare::sinkAndCmp(Function &F) {
5689   if (!EnableAndCmpSinking)
5690     return false;
5691   if (!TLI || !TLI->isMaskAndBranchFoldingLegal())
5692     return false;
5693   bool MadeChange = false;
5694   for (BasicBlock &BB : F) {
5695     // Does this BB end with the following?
5696     //   %andVal = and %val, #single-bit-set
5697     //   %icmpVal = icmp %andResult, 0
5698     //   br i1 %cmpVal label %dest1, label %dest2"
5699     BranchInst *Brcc = dyn_cast<BranchInst>(BB.getTerminator());
5700     if (!Brcc || !Brcc->isConditional())
5701       continue;
5702     ICmpInst *Cmp = dyn_cast<ICmpInst>(Brcc->getOperand(0));
5703     if (!Cmp || Cmp->getParent() != &BB)
5704       continue;
5705     ConstantInt *Zero = dyn_cast<ConstantInt>(Cmp->getOperand(1));
5706     if (!Zero || !Zero->isZero())
5707       continue;
5708     Instruction *And = dyn_cast<Instruction>(Cmp->getOperand(0));
5709     if (!And || And->getOpcode() != Instruction::And || And->getParent() != &BB)
5710       continue;
5711     ConstantInt* Mask = dyn_cast<ConstantInt>(And->getOperand(1));
5712     if (!Mask || !Mask->getUniqueInteger().isPowerOf2())
5713       continue;
5714     DEBUG(dbgs() << "found and; icmp ?,0; brcc\n"); DEBUG(BB.dump());
5715
5716     // Push the "and; icmp" for any users that are conditional branches.
5717     // Since there can only be one branch use per BB, we don't need to keep
5718     // track of which BBs we insert into.
5719     for (Use &TheUse : Cmp->uses()) {
5720       // Find brcc use.
5721       BranchInst *BrccUser = dyn_cast<BranchInst>(TheUse);
5722       if (!BrccUser || !BrccUser->isConditional())
5723         continue;
5724       BasicBlock *UserBB = BrccUser->getParent();
5725       if (UserBB == &BB) continue;
5726       DEBUG(dbgs() << "found Brcc use\n");
5727
5728       // Sink the "and; icmp" to use.
5729       MadeChange = true;
5730       BinaryOperator *NewAnd =
5731         BinaryOperator::CreateAnd(And->getOperand(0), And->getOperand(1), "",
5732                                   BrccUser);
5733       CmpInst *NewCmp =
5734         CmpInst::Create(Cmp->getOpcode(), Cmp->getPredicate(), NewAnd, Zero,
5735                         "", BrccUser);
5736       TheUse = NewCmp;
5737       ++NumAndCmpsMoved;
5738       DEBUG(BrccUser->getParent()->dump());
5739     }
5740   }
5741   return MadeChange;
5742 }
5743
5744 /// \brief Scale down both weights to fit into uint32_t.
5745 static void scaleWeights(uint64_t &NewTrue, uint64_t &NewFalse) {
5746   uint64_t NewMax = (NewTrue > NewFalse) ? NewTrue : NewFalse;
5747   uint32_t Scale = (NewMax / UINT32_MAX) + 1;
5748   NewTrue = NewTrue / Scale;
5749   NewFalse = NewFalse / Scale;
5750 }
5751
5752 /// \brief Some targets prefer to split a conditional branch like:
5753 /// \code
5754 ///   %0 = icmp ne i32 %a, 0
5755 ///   %1 = icmp ne i32 %b, 0
5756 ///   %or.cond = or i1 %0, %1
5757 ///   br i1 %or.cond, label %TrueBB, label %FalseBB
5758 /// \endcode
5759 /// into multiple branch instructions like:
5760 /// \code
5761 ///   bb1:
5762 ///     %0 = icmp ne i32 %a, 0
5763 ///     br i1 %0, label %TrueBB, label %bb2
5764 ///   bb2:
5765 ///     %1 = icmp ne i32 %b, 0
5766 ///     br i1 %1, label %TrueBB, label %FalseBB
5767 /// \endcode
5768 /// This usually allows instruction selection to do even further optimizations
5769 /// and combine the compare with the branch instruction. Currently this is
5770 /// applied for targets which have "cheap" jump instructions.
5771 ///
5772 /// FIXME: Remove the (equivalent?) implementation in SelectionDAG.
5773 ///
5774 bool CodeGenPrepare::splitBranchCondition(Function &F) {
5775   if (!TM || !TM->Options.EnableFastISel || !TLI || TLI->isJumpExpensive())
5776     return false;
5777
5778   bool MadeChange = false;
5779   for (auto &BB : F) {
5780     // Does this BB end with the following?
5781     //   %cond1 = icmp|fcmp|binary instruction ...
5782     //   %cond2 = icmp|fcmp|binary instruction ...
5783     //   %cond.or = or|and i1 %cond1, cond2
5784     //   br i1 %cond.or label %dest1, label %dest2"
5785     BinaryOperator *LogicOp;
5786     BasicBlock *TBB, *FBB;
5787     if (!match(BB.getTerminator(), m_Br(m_OneUse(m_BinOp(LogicOp)), TBB, FBB)))
5788       continue;
5789
5790     auto *Br1 = cast<BranchInst>(BB.getTerminator());
5791     if (Br1->getMetadata(LLVMContext::MD_unpredictable))
5792       continue;
5793
5794     unsigned Opc;
5795     Value *Cond1, *Cond2;
5796     if (match(LogicOp, m_And(m_OneUse(m_Value(Cond1)),
5797                              m_OneUse(m_Value(Cond2)))))
5798       Opc = Instruction::And;
5799     else if (match(LogicOp, m_Or(m_OneUse(m_Value(Cond1)),
5800                                  m_OneUse(m_Value(Cond2)))))
5801       Opc = Instruction::Or;
5802     else
5803       continue;
5804
5805     if (!match(Cond1, m_CombineOr(m_Cmp(), m_BinOp())) ||
5806         !match(Cond2, m_CombineOr(m_Cmp(), m_BinOp()))   )
5807       continue;
5808
5809     DEBUG(dbgs() << "Before branch condition splitting\n"; BB.dump());
5810
5811     // Create a new BB.
5812     auto TmpBB =
5813         BasicBlock::Create(BB.getContext(), BB.getName() + ".cond.split",
5814                            BB.getParent(), BB.getNextNode());
5815
5816     // Update original basic block by using the first condition directly by the
5817     // branch instruction and removing the no longer needed and/or instruction.
5818     Br1->setCondition(Cond1);
5819     LogicOp->eraseFromParent();
5820
5821     // Depending on the conditon we have to either replace the true or the false
5822     // successor of the original branch instruction.
5823     if (Opc == Instruction::And)
5824       Br1->setSuccessor(0, TmpBB);
5825     else
5826       Br1->setSuccessor(1, TmpBB);
5827
5828     // Fill in the new basic block.
5829     auto *Br2 = IRBuilder<>(TmpBB).CreateCondBr(Cond2, TBB, FBB);
5830     if (auto *I = dyn_cast<Instruction>(Cond2)) {
5831       I->removeFromParent();
5832       I->insertBefore(Br2);
5833     }
5834
5835     // Update PHI nodes in both successors. The original BB needs to be
5836     // replaced in one succesor's PHI nodes, because the branch comes now from
5837     // the newly generated BB (NewBB). In the other successor we need to add one
5838     // incoming edge to the PHI nodes, because both branch instructions target
5839     // now the same successor. Depending on the original branch condition
5840     // (and/or) we have to swap the successors (TrueDest, FalseDest), so that
5841     // we perform the correct update for the PHI nodes.
5842     // This doesn't change the successor order of the just created branch
5843     // instruction (or any other instruction).
5844     if (Opc == Instruction::Or)
5845       std::swap(TBB, FBB);
5846
5847     // Replace the old BB with the new BB.
5848     for (auto &I : *TBB) {
5849       PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(&I);
5850       if (!PN)
5851         break;
5852       int i;
5853       while ((i = PN->getBasicBlockIndex(&BB)) >= 0)
5854         PN->setIncomingBlock(i, TmpBB);
5855     }
5856
5857     // Add another incoming edge form the new BB.
5858     for (auto &I : *FBB) {
5859       PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(&I);
5860       if (!PN)
5861         break;
5862       auto *Val = PN->getIncomingValueForBlock(&BB);
5863       PN->addIncoming(Val, TmpBB);
5864     }
5865
5866     // Update the branch weights (from SelectionDAGBuilder::
5867     // FindMergedConditions).
5868     if (Opc == Instruction::Or) {
5869       // Codegen X | Y as:
5870       // BB1:
5871       //   jmp_if_X TBB
5872       //   jmp TmpBB
5873       // TmpBB:
5874       //   jmp_if_Y TBB
5875       //   jmp FBB
5876       //
5877
5878       // We have flexibility in setting Prob for BB1 and Prob for NewBB.
5879       // The requirement is that
5880       //   TrueProb for BB1 + (FalseProb for BB1 * TrueProb for TmpBB)
5881       //     = TrueProb for orignal BB.
5882       // Assuming the orignal weights are A and B, one choice is to set BB1's
5883       // weights to A and A+2B, and set TmpBB's weights to A and 2B. This choice
5884       // assumes that
5885       //   TrueProb for BB1 == FalseProb for BB1 * TrueProb for TmpBB.
5886       // Another choice is to assume TrueProb for BB1 equals to TrueProb for
5887       // TmpBB, but the math is more complicated.
5888       uint64_t TrueWeight, FalseWeight;
5889       if (Br1->extractProfMetadata(TrueWeight, FalseWeight)) {
5890         uint64_t NewTrueWeight = TrueWeight;
5891         uint64_t NewFalseWeight = TrueWeight + 2 * FalseWeight;
5892         scaleWeights(NewTrueWeight, NewFalseWeight);
5893         Br1->setMetadata(LLVMContext::MD_prof, MDBuilder(Br1->getContext())
5894                          .createBranchWeights(TrueWeight, FalseWeight));
5895
5896         NewTrueWeight = TrueWeight;
5897         NewFalseWeight = 2 * FalseWeight;
5898         scaleWeights(NewTrueWeight, NewFalseWeight);
5899         Br2->setMetadata(LLVMContext::MD_prof, MDBuilder(Br2->getContext())
5900                          .createBranchWeights(TrueWeight, FalseWeight));
5901       }
5902     } else {
5903       // Codegen X & Y as:
5904       // BB1:
5905       //   jmp_if_X TmpBB
5906       //   jmp FBB
5907       // TmpBB:
5908       //   jmp_if_Y TBB
5909       //   jmp FBB
5910       //
5911       //  This requires creation of TmpBB after CurBB.
5912
5913       // We have flexibility in setting Prob for BB1 and Prob for TmpBB.
5914       // The requirement is that
5915       //   FalseProb for BB1 + (TrueProb for BB1 * FalseProb for TmpBB)
5916       //     = FalseProb for orignal BB.
5917       // Assuming the orignal weights are A and B, one choice is to set BB1's
5918       // weights to 2A+B and B, and set TmpBB's weights to 2A and B. This choice
5919       // assumes that
5920       //   FalseProb for BB1 == TrueProb for BB1 * FalseProb for TmpBB.
5921       uint64_t TrueWeight, FalseWeight;
5922       if (Br1->extractProfMetadata(TrueWeight, FalseWeight)) {
5923         uint64_t NewTrueWeight = 2 * TrueWeight + FalseWeight;
5924         uint64_t NewFalseWeight = FalseWeight;
5925         scaleWeights(NewTrueWeight, NewFalseWeight);
5926         Br1->setMetadata(LLVMContext::MD_prof, MDBuilder(Br1->getContext())
5927                          .createBranchWeights(TrueWeight, FalseWeight));
5928
5929         NewTrueWeight = 2 * TrueWeight;
5930         NewFalseWeight = FalseWeight;
5931         scaleWeights(NewTrueWeight, NewFalseWeight);
5932         Br2->setMetadata(LLVMContext::MD_prof, MDBuilder(Br2->getContext())
5933                          .createBranchWeights(TrueWeight, FalseWeight));
5934       }
5935     }
5936
5937     // Note: No point in getting fancy here, since the DT info is never
5938     // available to CodeGenPrepare.
5939     ModifiedDT = true;
5940
5941     MadeChange = true;
5942
5943     DEBUG(dbgs() << "After branch condition splitting\n"; BB.dump();
5944           TmpBB->dump());
5945   }
5946   return MadeChange;
5947 }