lib/Transforms/Scalar/JumpThreading.cpp

   1 //===- JumpThreading.cpp - Thread control through conditional blocks ------===//
   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 file implements the Jump Threading pass.
  11 //
  12 //===----------------------------------------------------------------------===//
  13
  14 #include "llvm/Transforms/Scalar.h"
  15 #include "llvm/ADT/DenseMap.h"
  16 #include "llvm/ADT/DenseSet.h"
  17 #include "llvm/ADT/STLExtras.h"
  18 #include "llvm/ADT/SmallPtrSet.h"
  19 #include "llvm/ADT/SmallSet.h"
  20 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
  21 #include "llvm/Analysis/CFG.h"
  22 #include "llvm/Analysis/ConstantFolding.h"
  23 #include "llvm/Analysis/InstructionSimplify.h"
  24 #include "llvm/Analysis/LazyValueInfo.h"
  25 #include "llvm/Analysis/Loads.h"
  26 #include "llvm/IR/DataLayout.h"
  27 #include "llvm/IR/IntrinsicInst.h"
  28 #include "llvm/IR/LLVMContext.h"
  29 #include "llvm/IR/Metadata.h"
  30 #include "llvm/IR/ValueHandle.h"
  31 #include "llvm/Pass.h"
  32 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
  33 #include "llvm/Support/Debug.h"
  34 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
  35 #include "llvm/Target/TargetLibraryInfo.h"
  36 #include "llvm/Transforms/Utils/BasicBlockUtils.h"
  37 #include "llvm/Transforms/Utils/Local.h"
  38 #include "llvm/Transforms/Utils/SSAUpdater.h"
  39 using namespace llvm;
  40
  41 #define DEBUG_TYPE "jump-threading"
  42
  43 STATISTIC(NumThreads, "Number of jumps threaded");
  44 STATISTIC(NumFolds,   "Number of terminators folded");
  45 STATISTIC(NumDupes,   "Number of branch blocks duplicated to eliminate phi");
  46
  47 static cl::opt<unsigned>
  48 BBDuplicateThreshold("jump-threading-threshold",
  49           cl::desc("Max block size to duplicate for jump threading"),
  50           cl::init(6), cl::Hidden);
  51
  52 namespace {
  53   // These are at global scope so static functions can use them too.
  54   typedef SmallVectorImpl<std::pair<Constant*, BasicBlock*> > PredValueInfo;
  55   typedef SmallVector<std::pair<Constant*, BasicBlock*>, 8> PredValueInfoTy;
  56
  57   // This is used to keep track of what kind of constant we're currently hoping
  58   // to find.
  59   enum ConstantPreference {
  60     WantInteger,
  61     WantBlockAddress
  62   };
  63
  64   /// This pass performs 'jump threading', which looks at blocks that have
  65   /// multiple predecessors and multiple successors.  If one or more of the
  66   /// predecessors of the block can be proven to always jump to one of the
  67   /// successors, we forward the edge from the predecessor to the successor by
  68   /// duplicating the contents of this block.
  69   ///
  70   /// An example of when this can occur is code like this:
  71   ///
  72   ///   if () { ...
  73   ///     X = 4;
  74   ///   }
  75   ///   if (X < 3) {
  76   ///
  77   /// In this case, the unconditional branch at the end of the first if can be
  78   /// revectored to the false side of the second if.
  79   ///
  80   class JumpThreading : public FunctionPass {
  81     const DataLayout *DL;
  82     TargetLibraryInfo *TLI;
  83     LazyValueInfo *LVI;
  84 #ifdef NDEBUG
  85     SmallPtrSet<BasicBlock*, 16> LoopHeaders;
  86 #else
  87     SmallSet<AssertingVH<BasicBlock>, 16> LoopHeaders;
  88 #endif
  89     DenseSet<std::pair<Value*, BasicBlock*> > RecursionSet;
  90
  91     unsigned BBDupThreshold;
  92
  93     // RAII helper for updating the recursion stack.
  94     struct RecursionSetRemover {
  95       DenseSet<std::pair<Value*, BasicBlock*> > &TheSet;
  96       std::pair<Value*, BasicBlock*> ThePair;
  97
  98       RecursionSetRemover(DenseSet<std::pair<Value*, BasicBlock*> > &S,
  99                           std::pair<Value*, BasicBlock*> P)
 100         : TheSet(S), ThePair(P) { }
 101
 102       ~RecursionSetRemover() {
 103         TheSet.erase(ThePair);
 104       }
 105     };
 106   public:
 107     static char ID; // Pass identification
 108     JumpThreading(int T = -1) : FunctionPass(ID) {
 109       BBDupThreshold = (T == -1) ? BBDuplicateThreshold : unsigned(T);
 110       initializeJumpThreadingPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
 111     }
 112
 113     bool runOnFunction(Function &F) override;
 114
 115     void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const override {
 116       AU.addRequired<LazyValueInfo>();
 117       AU.addPreserved<LazyValueInfo>();
 118       AU.addRequired<TargetLibraryInfo>();
 119     }
 120
 121     void FindLoopHeaders(Function &F);
 122     bool ProcessBlock(BasicBlock *BB);
 123     bool ThreadEdge(BasicBlock *BB, const SmallVectorImpl<BasicBlock*> &PredBBs,
 124                     BasicBlock *SuccBB);
 125     bool DuplicateCondBranchOnPHIIntoPred(BasicBlock *BB,
 126                                   const SmallVectorImpl<BasicBlock *> &PredBBs);
 127
 128     bool ComputeValueKnownInPredecessors(Value *V, BasicBlock *BB,
 129                                          PredValueInfo &Result,
 130                                          ConstantPreference Preference,
 131                                          Instruction *CxtI = nullptr);
 132     bool ProcessThreadableEdges(Value *Cond, BasicBlock *BB,
 133                                 ConstantPreference Preference,
 134                                 Instruction *CxtI = nullptr);
 135
 136     bool ProcessBranchOnPHI(PHINode *PN);
 137     bool ProcessBranchOnXOR(BinaryOperator *BO);
 138
 139     bool SimplifyPartiallyRedundantLoad(LoadInst *LI);
 140     bool TryToUnfoldSelect(CmpInst *CondCmp, BasicBlock *BB);
 141   };
 142 }
 143
 144 char JumpThreading::ID = 0;
 145 INITIALIZE_PASS_BEGIN(JumpThreading, "jump-threading",
 146                 "Jump Threading", false, false)
 147 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(LazyValueInfo)
 148 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(TargetLibraryInfo)
 149 INITIALIZE_PASS_END(JumpThreading, "jump-threading",
 150                 "Jump Threading", false, false)
 151
 152 // Public interface to the Jump Threading pass
 153 FunctionPass *llvm::createJumpThreadingPass(int Threshold) { return new JumpThreading(Threshold); }
 154
 155 /// runOnFunction - Top level algorithm.
 156 ///
 157 bool JumpThreading::runOnFunction(Function &F) {
 158   if (skipOptnoneFunction(F))
 159     return false;
 160
 161   DEBUG(dbgs() << "Jump threading on function '" << F.getName() << "'\n");
 162   DataLayoutPass *DLP = getAnalysisIfAvailable<DataLayoutPass>();
 163   DL = DLP ? &DLP->getDataLayout() : nullptr;
 164   TLI = &getAnalysis<TargetLibraryInfo>();
 165   LVI = &getAnalysis<LazyValueInfo>();
 166
 167   // Remove unreachable blocks from function as they may result in infinite
 168   // loop. We do threading if we found something profitable. Jump threading a
 169   // branch can create other opportunities. If these opportunities form a cycle
 170   // i.e. if any jump treading is undoing previous threading in the path, then
 171   // we will loop forever. We take care of this issue by not jump threading for
 172   // back edges. This works for normal cases but not for unreachable blocks as
 173   // they may have cycle with no back edge.
 174   removeUnreachableBlocks(F);
 175
 176   FindLoopHeaders(F);
 177
 178   bool Changed, EverChanged = false;
 179   do {
 180     Changed = false;
 181     for (Function::iterator I = F.begin(), E = F.end(); I != E;) {
 182       BasicBlock *BB = I;
 183       // Thread all of the branches we can over this block.
 184       while (ProcessBlock(BB))
 185         Changed = true;
 186
 187       ++I;
 188
 189       // If the block is trivially dead, zap it.  This eliminates the successor
 190       // edges which simplifies the CFG.
 191       if (pred_begin(BB) == pred_end(BB) &&
 192           BB != &BB->getParent()->getEntryBlock()) {
 193         DEBUG(dbgs() << "  JT: Deleting dead block '" << BB->getName()
 194               << "' with terminator: " << *BB->getTerminator() << '\n');
 195         LoopHeaders.erase(BB);
 196         LVI->eraseBlock(BB);
 197         DeleteDeadBlock(BB);
 198         Changed = true;
 199         continue;
 200       }
 201
 202       BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(BB->getTerminator());
 203
 204       // Can't thread an unconditional jump, but if the block is "almost
 205       // empty", we can replace uses of it with uses of the successor and make
 206       // this dead.
 207       if (BI && BI->isUnconditional() &&
 208           BB != &BB->getParent()->getEntryBlock() &&
 209           // If the terminator is the only non-phi instruction, try to nuke it.
 210           BB->getFirstNonPHIOrDbg()->isTerminator()) {
 211         // Since TryToSimplifyUncondBranchFromEmptyBlock may delete the
 212         // block, we have to make sure it isn't in the LoopHeaders set.  We
 213         // reinsert afterward if needed.
 214         bool ErasedFromLoopHeaders = LoopHeaders.erase(BB);
 215         BasicBlock *Succ = BI->getSuccessor(0);
 216
 217         // FIXME: It is always conservatively correct to drop the info
 218         // for a block even if it doesn't get erased.  This isn't totally
 219         // awesome, but it allows us to use AssertingVH to prevent nasty
 220         // dangling pointer issues within LazyValueInfo.
 221         LVI->eraseBlock(BB);
 222         if (TryToSimplifyUncondBranchFromEmptyBlock(BB)) {
 223           Changed = true;
 224           // If we deleted BB and BB was the header of a loop, then the
 225           // successor is now the header of the loop.
 226           BB = Succ;
 227         }
 228
 229         if (ErasedFromLoopHeaders)
 230           LoopHeaders.insert(BB);
 231       }
 232     }
 233     EverChanged |= Changed;
 234   } while (Changed);
 235
 236   LoopHeaders.clear();
 237   return EverChanged;
 238 }
 239
 240 /// getJumpThreadDuplicationCost - Return the cost of duplicating this block to
 241 /// thread across it. Stop scanning the block when passing the threshold.
 242 static unsigned getJumpThreadDuplicationCost(const BasicBlock *BB,
 243                                              unsigned Threshold) {
 244   /// Ignore PHI nodes, these will be flattened when duplication happens.
 245   BasicBlock::const_iterator I = BB->getFirstNonPHI();
 246
 247   // FIXME: THREADING will delete values that are just used to compute the
 248   // branch, so they shouldn't count against the duplication cost.
 249
 250   // Sum up the cost of each instruction until we get to the terminator.  Don't
 251   // include the terminator because the copy won't include it.
 252   unsigned Size = 0;
 253   for (; !isa<TerminatorInst>(I); ++I) {
 254
 255     // Stop scanning the block if we've reached the threshold.
 256     if (Size > Threshold)
 257       return Size;
 258
 259     // Debugger intrinsics don't incur code size.
 260     if (isa<DbgInfoIntrinsic>(I)) continue;
 261
 262     // If this is a pointer->pointer bitcast, it is free.
 263     if (isa<BitCastInst>(I) && I->getType()->isPointerTy())
 264       continue;
 265
 266     // All other instructions count for at least one unit.
 267     ++Size;
 268
 269     // Calls are more expensive.  If they are non-intrinsic calls, we model them
 270     // as having cost of 4.  If they are a non-vector intrinsic, we model them
 271     // as having cost of 2 total, and if they are a vector intrinsic, we model
 272     // them as having cost 1.
 273     if (const CallInst *CI = dyn_cast<CallInst>(I)) {
 274       if (CI->cannotDuplicate())
 275         // Blocks with NoDuplicate are modelled as having infinite cost, so they
 276         // are never duplicated.
 277         return ~0U;
 278       else if (!isa<IntrinsicInst>(CI))
 279         Size += 3;
 280       else if (!CI->getType()->isVectorTy())
 281         Size += 1;
 282     }
 283   }
 284
 285   // Threading through a switch statement is particularly profitable.  If this
 286   // block ends in a switch, decrease its cost to make it more likely to happen.
 287   if (isa<SwitchInst>(I))
 288     Size = Size > 6 ? Size-6 : 0;
 289
 290   // The same holds for indirect branches, but slightly more so.
 291   if (isa<IndirectBrInst>(I))
 292     Size = Size > 8 ? Size-8 : 0;
 293
 294   return Size;
 295 }
 296
 297 /// FindLoopHeaders - We do not want jump threading to turn proper loop
 298 /// structures into irreducible loops.  Doing this breaks up the loop nesting
 299 /// hierarchy and pessimizes later transformations.  To prevent this from
 300 /// happening, we first have to find the loop headers.  Here we approximate this
 301 /// by finding targets of backedges in the CFG.
 302 ///
 303 /// Note that there definitely are cases when we want to allow threading of
 304 /// edges across a loop header.  For example, threading a jump from outside the
 305 /// loop (the preheader) to an exit block of the loop is definitely profitable.
 306 /// It is also almost always profitable to thread backedges from within the loop
 307 /// to exit blocks, and is often profitable to thread backedges to other blocks
 308 /// within the loop (forming a nested loop).  This simple analysis is not rich
 309 /// enough to track all of these properties and keep it up-to-date as the CFG
 310 /// mutates, so we don't allow any of these transformations.
 311 ///
 312 void JumpThreading::FindLoopHeaders(Function &F) {
 313   SmallVector<std::pair<const BasicBlock*,const BasicBlock*>, 32> Edges;
 314   FindFunctionBackedges(F, Edges);
 315
 316   for (unsigned i = 0, e = Edges.size(); i != e; ++i)
 317     LoopHeaders.insert(const_cast<BasicBlock*>(Edges[i].second));
 318 }
 319
 320 /// getKnownConstant - Helper method to determine if we can thread over a
 321 /// terminator with the given value as its condition, and if so what value to
 322 /// use for that. What kind of value this is depends on whether we want an
 323 /// integer or a block address, but an undef is always accepted.
 324 /// Returns null if Val is null or not an appropriate constant.
 325 static Constant *getKnownConstant(Value *Val, ConstantPreference Preference) {
 326   if (!Val)
 327     return nullptr;
 328
 329   // Undef is "known" enough.
 330   if (UndefValue *U = dyn_cast<UndefValue>(Val))
 331     return U;
 332
 333   if (Preference == WantBlockAddress)
 334     return dyn_cast<BlockAddress>(Val->stripPointerCasts());
 335
 336   return dyn_cast<ConstantInt>(Val);
 337 }
 338
 339 /// ComputeValueKnownInPredecessors - Given a basic block BB and a value V, see
 340 /// if we can infer that the value is a known ConstantInt/BlockAddress or undef
 341 /// in any of our predecessors.  If so, return the known list of value and pred
 342 /// BB in the result vector.
 343 ///
 344 /// This returns true if there were any known values.
 345 ///
 346 bool JumpThreading::
 347 ComputeValueKnownInPredecessors(Value *V, BasicBlock *BB, PredValueInfo &Result,
 348                                 ConstantPreference Preference,
 349                                 Instruction *CxtI) {
 350   // This method walks up use-def chains recursively.  Because of this, we could
 351   // get into an infinite loop going around loops in the use-def chain.  To
 352   // prevent this, keep track of what (value, block) pairs we've already visited
 353   // and terminate the search if we loop back to them
 354   if (!RecursionSet.insert(std::make_pair(V, BB)).second)
 355     return false;
 356
 357   // An RAII help to remove this pair from the recursion set once the recursion
 358   // stack pops back out again.
 359   RecursionSetRemover remover(RecursionSet, std::make_pair(V, BB));
 360
 361   // If V is a constant, then it is known in all predecessors.
 362   if (Constant *KC = getKnownConstant(V, Preference)) {
 363     for (pred_iterator PI = pred_begin(BB), E = pred_end(BB); PI != E; ++PI)
 364       Result.push_back(std::make_pair(KC, *PI));
 365
 366     return true;
 367   }
 368
 369   // If V is a non-instruction value, or an instruction in a different block,
 370   // then it can't be derived from a PHI.
 371   Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V);
 372   if (!I || I->getParent() != BB) {
 373
 374     // Okay, if this is a live-in value, see if it has a known value at the end
 375     // of any of our predecessors.
 376     //
 377     // FIXME: This should be an edge property, not a block end property.
 378     /// TODO: Per PR2563, we could infer value range information about a
 379     /// predecessor based on its terminator.
 380     //
 381     // FIXME: change this to use the more-rich 'getPredicateOnEdge' method if
 382     // "I" is a non-local compare-with-a-constant instruction.  This would be
 383     // able to handle value inequalities better, for example if the compare is
 384     // "X < 4" and "X < 3" is known true but "X < 4" itself is not available.
 385     // Perhaps getConstantOnEdge should be smart enough to do this?
 386
 387     for (pred_iterator PI = pred_begin(BB), E = pred_end(BB); PI != E; ++PI) {
 388       BasicBlock *P = *PI;
 389       // If the value is known by LazyValueInfo to be a constant in a
 390       // predecessor, use that information to try to thread this block.
 391       Constant *PredCst = LVI->getConstantOnEdge(V, P, BB, CxtI);
 392       if (Constant *KC = getKnownConstant(PredCst, Preference))
 393         Result.push_back(std::make_pair(KC, P));
 394     }
 395
 396     return !Result.empty();
 397   }
 398
 399   /// If I is a PHI node, then we know the incoming values for any constants.
 400   if (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(I)) {
 401     for (unsigned i = 0, e = PN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
 402       Value *InVal = PN->getIncomingValue(i);
 403       if (Constant *KC = getKnownConstant(InVal, Preference)) {
 404         Result.push_back(std::make_pair(KC, PN->getIncomingBlock(i)));
 405       } else {
 406         Constant *CI = LVI->getConstantOnEdge(InVal,
 407                                               PN->getIncomingBlock(i),
 408                                               BB, CxtI);
 409         if (Constant *KC = getKnownConstant(CI, Preference))
 410           Result.push_back(std::make_pair(KC, PN->getIncomingBlock(i)));
 411       }
 412     }
 413
 414     return !Result.empty();
 415   }
 416
 417   PredValueInfoTy LHSVals, RHSVals;
 418
 419   // Handle some boolean conditions.
 420   if (I->getType()->getPrimitiveSizeInBits() == 1) {
 421     assert(Preference == WantInteger && "One-bit non-integer type?");
 422     // X | true -> true
 423     // X & false -> false
 424     if (I->getOpcode() == Instruction::Or ||
 425         I->getOpcode() == Instruction::And) {
 426       ComputeValueKnownInPredecessors(I->getOperand(0), BB, LHSVals,
 427                                       WantInteger, CxtI);
 428       ComputeValueKnownInPredecessors(I->getOperand(1), BB, RHSVals,
 429                                       WantInteger, CxtI);
 430
 431       if (LHSVals.empty() && RHSVals.empty())
 432         return false;
 433
 434       ConstantInt *InterestingVal;
 435       if (I->getOpcode() == Instruction::Or)
 436         InterestingVal = ConstantInt::getTrue(I->getContext());
 437       else
 438         InterestingVal = ConstantInt::getFalse(I->getContext());
 439
 440       SmallPtrSet<BasicBlock*, 4> LHSKnownBBs;
 441
 442       // Scan for the sentinel.  If we find an undef, force it to the
 443       // interesting value: x|undef -> true and x&undef -> false.
 444       for (unsigned i = 0, e = LHSVals.size(); i != e; ++i)
 445         if (LHSVals[i].first == InterestingVal ||
 446             isa<UndefValue>(LHSVals[i].first)) {
 447           Result.push_back(LHSVals[i]);
 448           Result.back().first = InterestingVal;
 449           LHSKnownBBs.insert(LHSVals[i].second);
 450         }
 451       for (unsigned i = 0, e = RHSVals.size(); i != e; ++i)
 452         if (RHSVals[i].first == InterestingVal ||
 453             isa<UndefValue>(RHSVals[i].first)) {
 454           // If we already inferred a value for this block on the LHS, don't
 455           // re-add it.
 456           if (!LHSKnownBBs.count(RHSVals[i].second)) {
 457             Result.push_back(RHSVals[i]);
 458             Result.back().first = InterestingVal;
 459           }
 460         }
 461
 462       return !Result.empty();
 463     }
 464
 465     // Handle the NOT form of XOR.
 466     if (I->getOpcode() == Instruction::Xor &&
 467         isa<ConstantInt>(I->getOperand(1)) &&
 468         cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))->isOne()) {
 469       ComputeValueKnownInPredecessors(I->getOperand(0), BB, Result,
 470                                       WantInteger, CxtI);
 471       if (Result.empty())
 472         return false;
 473
 474       // Invert the known values.
 475       for (unsigned i = 0, e = Result.size(); i != e; ++i)
 476         Result[i].first = ConstantExpr::getNot(Result[i].first);
 477
 478       return true;
 479     }
 480
 481   // Try to simplify some other binary operator values.
 482   } else if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(I)) {
 483     assert(Preference != WantBlockAddress
 484             && "A binary operator creating a block address?");
 485     if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(BO->getOperand(1))) {
 486       PredValueInfoTy LHSVals;
 487       ComputeValueKnownInPredecessors(BO->getOperand(0), BB, LHSVals,
 488                                       WantInteger, CxtI);
 489
 490       // Try to use constant folding to simplify the binary operator.
 491       for (unsigned i = 0, e = LHSVals.size(); i != e; ++i) {
 492         Constant *V = LHSVals[i].first;
 493         Constant *Folded = ConstantExpr::get(BO->getOpcode(), V, CI);
 494
 495         if (Constant *KC = getKnownConstant(Folded, WantInteger))
 496           Result.push_back(std::make_pair(KC, LHSVals[i].second));
 497       }
 498     }
 499
 500     return !Result.empty();
 501   }
 502
 503   // Handle compare with phi operand, where the PHI is defined in this block.
 504   if (CmpInst *Cmp = dyn_cast<CmpInst>(I)) {
 505     assert(Preference == WantInteger && "Compares only produce integers");
 506     PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(Cmp->getOperand(0));
 507     if (PN && PN->getParent() == BB) {
 508       // We can do this simplification if any comparisons fold to true or false.
 509       // See if any do.
 510       for (unsigned i = 0, e = PN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
 511         BasicBlock *PredBB = PN->getIncomingBlock(i);
 512         Value *LHS = PN->getIncomingValue(i);
 513         Value *RHS = Cmp->getOperand(1)->DoPHITranslation(BB, PredBB);
 514
 515         Value *Res = SimplifyCmpInst(Cmp->getPredicate(), LHS, RHS, DL);
 516         if (!Res) {
 517           if (!isa<Constant>(RHS))
 518             continue;
 519
 520           LazyValueInfo::Tristate
 521             ResT = LVI->getPredicateOnEdge(Cmp->getPredicate(), LHS,
 522                                            cast<Constant>(RHS), PredBB, BB,
 523                                            CxtI ? CxtI : Cmp);
 524           if (ResT == LazyValueInfo::Unknown)
 525             continue;
 526           Res = ConstantInt::get(Type::getInt1Ty(LHS->getContext()), ResT);
 527         }
 528
 529         if (Constant *KC = getKnownConstant(Res, WantInteger))
 530           Result.push_back(std::make_pair(KC, PredBB));
 531       }
 532
 533       return !Result.empty();
 534     }
 535
 536     // If comparing a live-in value against a constant, see if we know the
 537     // live-in value on any predecessors.
 538     if (isa<Constant>(Cmp->getOperand(1)) && Cmp->getType()->isIntegerTy()) {
 539       if (!isa<Instruction>(Cmp->getOperand(0)) ||
 540           cast<Instruction>(Cmp->getOperand(0))->getParent() != BB) {
 541         Constant *RHSCst = cast<Constant>(Cmp->getOperand(1));
 542
 543         for (pred_iterator PI = pred_begin(BB), E = pred_end(BB);PI != E; ++PI){
 544           BasicBlock *P = *PI;
 545           // If the value is known by LazyValueInfo to be a constant in a
 546           // predecessor, use that information to try to thread this block.
 547           LazyValueInfo::Tristate Res =
 548             LVI->getPredicateOnEdge(Cmp->getPredicate(), Cmp->getOperand(0),
 549                                     RHSCst, P, BB, CxtI ? CxtI : Cmp);
 550           if (Res == LazyValueInfo::Unknown)
 551             continue;
 552
 553           Constant *ResC = ConstantInt::get(Cmp->getType(), Res);
 554           Result.push_back(std::make_pair(ResC, P));
 555         }
 556
 557         return !Result.empty();
 558       }
 559
 560       // Try to find a constant value for the LHS of a comparison,
 561       // and evaluate it statically if we can.
 562       if (Constant *CmpConst = dyn_cast<Constant>(Cmp->getOperand(1))) {
 563         PredValueInfoTy LHSVals;
 564         ComputeValueKnownInPredecessors(I->getOperand(0), BB, LHSVals,
 565                                         WantInteger, CxtI);
 566
 567         for (unsigned i = 0, e = LHSVals.size(); i != e; ++i) {
 568           Constant *V = LHSVals[i].first;
 569           Constant *Folded = ConstantExpr::getCompare(Cmp->getPredicate(),
 570                                                       V, CmpConst);
 571           if (Constant *KC = getKnownConstant(Folded, WantInteger))
 572             Result.push_back(std::make_pair(KC, LHSVals[i].second));
 573         }
 574
 575         return !Result.empty();
 576       }
 577     }
 578   }
 579
 580   if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(I)) {
 581     // Handle select instructions where at least one operand is a known constant
 582     // and we can figure out the condition value for any predecessor block.
 583     Constant *TrueVal = getKnownConstant(SI->getTrueValue(), Preference);
 584     Constant *FalseVal = getKnownConstant(SI->getFalseValue(), Preference);
 585     PredValueInfoTy Conds;
 586     if ((TrueVal || FalseVal) &&
 587         ComputeValueKnownInPredecessors(SI->getCondition(), BB, Conds,
 588                                         WantInteger, CxtI)) {
 589       for (unsigned i = 0, e = Conds.size(); i != e; ++i) {
 590         Constant *Cond = Conds[i].first;
 591
 592         // Figure out what value to use for the condition.
 593         bool KnownCond;
 594         if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Cond)) {
 595           // A known boolean.
 596           KnownCond = CI->isOne();
 597         } else {
 598           assert(isa<UndefValue>(Cond) && "Unexpected condition value");
 599           // Either operand will do, so be sure to pick the one that's a known
 600           // constant.
 601           // FIXME: Do this more cleverly if both values are known constants?
 602           KnownCond = (TrueVal != nullptr);
 603         }
 604
 605         // See if the select has a known constant value for this predecessor.
 606         if (Constant *Val = KnownCond ? TrueVal : FalseVal)
 607           Result.push_back(std::make_pair(Val, Conds[i].second));
 608       }
 609
 610       return !Result.empty();
 611     }
 612   }
 613
 614   // If all else fails, see if LVI can figure out a constant value for us.
 615   Constant *CI = LVI->getConstant(V, BB, CxtI);
 616   if (Constant *KC = getKnownConstant(CI, Preference)) {
 617     for (pred_iterator PI = pred_begin(BB), E = pred_end(BB); PI != E; ++PI)
 618       Result.push_back(std::make_pair(KC, *PI));
 619   }
 620
 621   return !Result.empty();
 622 }
 623
 624
 625
 626 /// GetBestDestForBranchOnUndef - If we determine that the specified block ends
 627 /// in an undefined jump, decide which block is best to revector to.
 628 ///
 629 /// Since we can pick an arbitrary destination, we pick the successor with the
 630 /// fewest predecessors.  This should reduce the in-degree of the others.
 631 ///
 632 static unsigned GetBestDestForJumpOnUndef(BasicBlock *BB) {
 633   TerminatorInst *BBTerm = BB->getTerminator();
 634   unsigned MinSucc = 0;
 635   BasicBlock *TestBB = BBTerm->getSuccessor(MinSucc);
 636   // Compute the successor with the minimum number of predecessors.
 637   unsigned MinNumPreds = std::distance(pred_begin(TestBB), pred_end(TestBB));
 638   for (unsigned i = 1, e = BBTerm->getNumSuccessors(); i != e; ++i) {
 639     TestBB = BBTerm->getSuccessor(i);
 640     unsigned NumPreds = std::distance(pred_begin(TestBB), pred_end(TestBB));
 641     if (NumPreds < MinNumPreds) {
 642       MinSucc = i;
 643       MinNumPreds = NumPreds;
 644     }
 645   }
 646
 647   return MinSucc;
 648 }
 649
 650 static bool hasAddressTakenAndUsed(BasicBlock *BB) {
 651   if (!BB->hasAddressTaken()) return false;
 652
 653   // If the block has its address taken, it may be a tree of dead constants
 654   // hanging off of it.  These shouldn't keep the block alive.
 655   BlockAddress *BA = BlockAddress::get(BB);
 656   BA->removeDeadConstantUsers();
 657   return !BA->use_empty();
 658 }
 659
 660 /// ProcessBlock - If there are any predecessors whose control can be threaded
 661 /// through to a successor, transform them now.
 662 bool JumpThreading::ProcessBlock(BasicBlock *BB) {
 663   // If the block is trivially dead, just return and let the caller nuke it.
 664   // This simplifies other transformations.
 665   if (pred_begin(BB) == pred_end(BB) &&
 666       BB != &BB->getParent()->getEntryBlock())
 667     return false;
 668
 669   // If this block has a single predecessor, and if that pred has a single
 670   // successor, merge the blocks.  This encourages recursive jump threading
 671   // because now the condition in this block can be threaded through
 672   // predecessors of our predecessor block.
 673   if (BasicBlock *SinglePred = BB->getSinglePredecessor()) {
 674     if (SinglePred->getTerminator()->getNumSuccessors() == 1 &&
 675         SinglePred != BB && !hasAddressTakenAndUsed(BB)) {
 676       // If SinglePred was a loop header, BB becomes one.
 677       if (LoopHeaders.erase(SinglePred))
 678         LoopHeaders.insert(BB);
 679
 680       LVI->eraseBlock(SinglePred);
 681       MergeBasicBlockIntoOnlyPred(BB);
 682
 683       return true;
 684     }
 685   }
 686
 687   // What kind of constant we're looking for.
 688   ConstantPreference Preference = WantInteger;
 689
 690   // Look to see if the terminator is a conditional branch, switch or indirect
 691   // branch, if not we can't thread it.
 692   Value *Condition;
 693   Instruction *Terminator = BB->getTerminator();
 694   if (BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(Terminator)) {
 695     // Can't thread an unconditional jump.
 696     if (BI->isUnconditional()) return false;
 697     Condition = BI->getCondition();
 698   } else if (SwitchInst *SI = dyn_cast<SwitchInst>(Terminator)) {
 699     Condition = SI->getCondition();
 700   } else if (IndirectBrInst *IB = dyn_cast<IndirectBrInst>(Terminator)) {
 701     // Can't thread indirect branch with no successors.
 702     if (IB->getNumSuccessors() == 0) return false;
 703     Condition = IB->getAddress()->stripPointerCasts();
 704     Preference = WantBlockAddress;
 705   } else {
 706     return false; // Must be an invoke.
 707   }
 708
 709   // Run constant folding to see if we can reduce the condition to a simple
 710   // constant.
 711   if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(Condition)) {
 712     Value *SimpleVal = ConstantFoldInstruction(I, DL, TLI);
 713     if (SimpleVal) {
 714       I->replaceAllUsesWith(SimpleVal);
 715       I->eraseFromParent();
 716       Condition = SimpleVal;
 717     }
 718   }
 719
 720   // If the terminator is branching on an undef, we can pick any of the
 721   // successors to branch to.  Let GetBestDestForJumpOnUndef decide.
 722   if (isa<UndefValue>(Condition)) {
 723     unsigned BestSucc = GetBestDestForJumpOnUndef(BB);
 724
 725     // Fold the branch/switch.
 726     TerminatorInst *BBTerm = BB->getTerminator();
 727     for (unsigned i = 0, e = BBTerm->getNumSuccessors(); i != e; ++i) {
 728       if (i == BestSucc) continue;
 729       BBTerm->getSuccessor(i)->removePredecessor(BB, true);
 730     }
 731
 732     DEBUG(dbgs() << "  In block '" << BB->getName()
 733           << "' folding undef terminator: " << *BBTerm << '\n');
 734     BranchInst::Create(BBTerm->getSuccessor(BestSucc), BBTerm);
 735     BBTerm->eraseFromParent();
 736     return true;
 737   }
 738
 739   // If the terminator of this block is branching on a constant, simplify the
 740   // terminator to an unconditional branch.  This can occur due to threading in
 741   // other blocks.
 742   if (getKnownConstant(Condition, Preference)) {
 743     DEBUG(dbgs() << "  In block '" << BB->getName()
 744           << "' folding terminator: " << *BB->getTerminator() << '\n');
 745     ++NumFolds;
 746     ConstantFoldTerminator(BB, true);
 747     return true;
 748   }
 749
 750   Instruction *CondInst = dyn_cast<Instruction>(Condition);
 751
 752   // All the rest of our checks depend on the condition being an instruction.
 753   if (!CondInst) {
 754     // FIXME: Unify this with code below.
 755     if (ProcessThreadableEdges(Condition, BB, Preference, Terminator))
 756       return true;
 757     return false;
 758   }
 759
 760
 761   if (CmpInst *CondCmp = dyn_cast<CmpInst>(CondInst)) {
 762     // For a comparison where the LHS is outside this block, it's possible
 763     // that we've branched on it before.  Used LVI to see if we can simplify
 764     // the branch based on that.
 765     BranchInst *CondBr = dyn_cast<BranchInst>(BB->getTerminator());
 766     Constant *CondConst = dyn_cast<Constant>(CondCmp->getOperand(1));
 767     pred_iterator PI = pred_begin(BB), PE = pred_end(BB);
 768     if (CondBr && CondConst && CondBr->isConditional() && PI != PE &&
 769         (!isa<Instruction>(CondCmp->getOperand(0)) ||
 770          cast<Instruction>(CondCmp->getOperand(0))->getParent() != BB)) {
 771       // For predecessor edge, determine if the comparison is true or false
 772       // on that edge.  If they're all true or all false, we can simplify the
 773       // branch.
 774       // FIXME: We could handle mixed true/false by duplicating code.
 775       LazyValueInfo::Tristate Baseline =
 776         LVI->getPredicateOnEdge(CondCmp->getPredicate(), CondCmp->getOperand(0),
 777                                 CondConst, *PI, BB, CondCmp);
 778       if (Baseline != LazyValueInfo::Unknown) {
 779         // Check that all remaining incoming values match the first one.
 780         while (++PI != PE) {
 781           LazyValueInfo::Tristate Ret =
 782             LVI->getPredicateOnEdge(CondCmp->getPredicate(),
 783                                     CondCmp->getOperand(0), CondConst, *PI, BB,
 784                                     CondCmp);
 785           if (Ret != Baseline) break;
 786         }
 787
 788         // If we terminated early, then one of the values didn't match.
 789         if (PI == PE) {
 790           unsigned ToRemove = Baseline == LazyValueInfo::True ? 1 : 0;
 791           unsigned ToKeep = Baseline == LazyValueInfo::True ? 0 : 1;
 792           CondBr->getSuccessor(ToRemove)->removePredecessor(BB, true);
 793           BranchInst::Create(CondBr->getSuccessor(ToKeep), CondBr);
 794           CondBr->eraseFromParent();
 795           return true;
 796         }
 797       }
 798
 799     } else if (CondBr && CondConst && CondBr->isConditional()) {
 800       // There might be an invairant in the same block with the conditional
 801       // that can determine the predicate.
 802
 803       LazyValueInfo::Tristate Ret =
 804         LVI->getPredicateAt(CondCmp->getPredicate(), CondCmp->getOperand(0),
 805                             CondConst, CondCmp);
 806       if (Ret != LazyValueInfo::Unknown) {
 807         unsigned ToRemove = Ret == LazyValueInfo::True ? 1 : 0;
 808         unsigned ToKeep = Ret == LazyValueInfo::True ? 0 : 1;
 809         CondBr->getSuccessor(ToRemove)->removePredecessor(BB, true);
 810         BranchInst::Create(CondBr->getSuccessor(ToKeep), CondBr);
 811         CondBr->eraseFromParent();
 812         return true;
 813       }
 814     }
 815
 816     if (CondBr && CondConst && TryToUnfoldSelect(CondCmp, BB))
 817       return true;
 818   }
 819
 820   // Check for some cases that are worth simplifying.  Right now we want to look
 821   // for loads that are used by a switch or by the condition for the branch.  If
 822   // we see one, check to see if it's partially redundant.  If so, insert a PHI
 823   // which can then be used to thread the values.
 824   //
 825   Value *SimplifyValue = CondInst;
 826   if (CmpInst *CondCmp = dyn_cast<CmpInst>(SimplifyValue))
 827     if (isa<Constant>(CondCmp->getOperand(1)))
 828       SimplifyValue = CondCmp->getOperand(0);
 829
 830   // TODO: There are other places where load PRE would be profitable, such as
 831   // more complex comparisons.
 832   if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(SimplifyValue))
 833     if (SimplifyPartiallyRedundantLoad(LI))
 834       return true;
 835
 836
 837   // Handle a variety of cases where we are branching on something derived from
 838   // a PHI node in the current block.  If we can prove that any predecessors
 839   // compute a predictable value based on a PHI node, thread those predecessors.
 840   //
 841   if (ProcessThreadableEdges(CondInst, BB, Preference, Terminator))
 842     return true;
 843
 844   // If this is an otherwise-unfoldable branch on a phi node in the current
 845   // block, see if we can simplify.
 846   if (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(CondInst))
 847     if (PN->getParent() == BB && isa<BranchInst>(BB->getTerminator()))
 848       return ProcessBranchOnPHI(PN);
 849
 850
 851   // If this is an otherwise-unfoldable branch on a XOR, see if we can simplify.
 852   if (CondInst->getOpcode() == Instruction::Xor &&
 853       CondInst->getParent() == BB && isa<BranchInst>(BB->getTerminator()))
 854     return ProcessBranchOnXOR(cast<BinaryOperator>(CondInst));
 855
 856
 857   // TODO: If we have: "br (X > 0)"  and we have a predecessor where we know
 858   // "(X == 4)", thread through this block.
 859
 860   return false;
 861 }
 862
 863 /// SimplifyPartiallyRedundantLoad - If LI is an obviously partially redundant
 864 /// load instruction, eliminate it by replacing it with a PHI node.  This is an
 865 /// important optimization that encourages jump threading, and needs to be run
 866 /// interlaced with other jump threading tasks.
 867 bool JumpThreading::SimplifyPartiallyRedundantLoad(LoadInst *LI) {
 868   // Don't hack volatile/atomic loads.
 869   if (!LI->isSimple()) return false;
 870
 871   // If the load is defined in a block with exactly one predecessor, it can't be
 872   // partially redundant.
 873   BasicBlock *LoadBB = LI->getParent();
 874   if (LoadBB->getSinglePredecessor())
 875     return false;
 876
 877   // If the load is defined in a landing pad, it can't be partially redundant,
 878   // because the edges between the invoke and the landing pad cannot have other
 879   // instructions between them.
 880   if (LoadBB->isLandingPad())
 881     return false;
 882
 883   Value *LoadedPtr = LI->getOperand(0);
 884
 885   // If the loaded operand is defined in the LoadBB, it can't be available.
 886   // TODO: Could do simple PHI translation, that would be fun :)
 887   if (Instruction *PtrOp = dyn_cast<Instruction>(LoadedPtr))
 888     if (PtrOp->getParent() == LoadBB)
 889       return false;
 890
 891   // Scan a few instructions up from the load, to see if it is obviously live at
 892   // the entry to its block.
 893   BasicBlock::iterator BBIt = LI;
 894
 895   if (Value *AvailableVal =
 896         FindAvailableLoadedValue(LoadedPtr, LoadBB, BBIt, 6)) {
 897     // If the value if the load is locally available within the block, just use
 898     // it.  This frequently occurs for reg2mem'd allocas.
 899     //cerr << "LOAD ELIMINATED:\n" << *BBIt << *LI << "\n";
 900
 901     // If the returned value is the load itself, replace with an undef. This can
 902     // only happen in dead loops.
 903     if (AvailableVal == LI) AvailableVal = UndefValue::get(LI->getType());
 904     if (AvailableVal->getType() != LI->getType())
 905       AvailableVal = CastInst::Create(CastInst::BitCast, AvailableVal,
 906                                       LI->getType(), "", LI);
 907     LI->replaceAllUsesWith(AvailableVal);
 908     LI->eraseFromParent();
 909     return true;
 910   }
 911
 912   // Otherwise, if we scanned the whole block and got to the top of the block,
 913   // we know the block is locally transparent to the load.  If not, something
 914   // might clobber its value.
 915   if (BBIt != LoadBB->begin())
 916     return false;
 917
 918   // If all of the loads and stores that feed the value have the same AA tags,
 919   // then we can propagate them onto any newly inserted loads.
 920   AAMDNodes AATags;
 921   LI->getAAMetadata(AATags);
 922
 923   SmallPtrSet<BasicBlock*, 8> PredsScanned;
 924   typedef SmallVector<std::pair<BasicBlock*, Value*>, 8> AvailablePredsTy;
 925   AvailablePredsTy AvailablePreds;
 926   BasicBlock *OneUnavailablePred = nullptr;
 927
 928   // If we got here, the loaded value is transparent through to the start of the
 929   // block.  Check to see if it is available in any of the predecessor blocks.
 930   for (pred_iterator PI = pred_begin(LoadBB), PE = pred_end(LoadBB);
 931        PI != PE; ++PI) {
 932     BasicBlock *PredBB = *PI;
 933
 934     // If we already scanned this predecessor, skip it.
 935     if (!PredsScanned.insert(PredBB))
 936       continue;
 937
 938     // Scan the predecessor to see if the value is available in the pred.
 939     BBIt = PredBB->end();
 940     AAMDNodes ThisAATags;
 941     Value *PredAvailable = FindAvailableLoadedValue(LoadedPtr, PredBB, BBIt, 6,
 942                                                     nullptr, &ThisAATags);
 943     if (!PredAvailable) {
 944       OneUnavailablePred = PredBB;
 945       continue;
 946     }
 947
 948     // If AA tags disagree or are not present, forget about them.
 949     if (AATags != ThisAATags) AATags = AAMDNodes();
 950
 951     // If so, this load is partially redundant.  Remember this info so that we
 952     // can create a PHI node.
 953     AvailablePreds.push_back(std::make_pair(PredBB, PredAvailable));
 954   }
 955
 956   // If the loaded value isn't available in any predecessor, it isn't partially
 957   // redundant.
 958   if (AvailablePreds.empty()) return false;
 959
 960   // Okay, the loaded value is available in at least one (and maybe all!)
 961   // predecessors.  If the value is unavailable in more than one unique
 962   // predecessor, we want to insert a merge block for those common predecessors.
 963   // This ensures that we only have to insert one reload, thus not increasing
 964   // code size.
 965   BasicBlock *UnavailablePred = nullptr;
 966
 967   // If there is exactly one predecessor where the value is unavailable, the
 968   // already computed 'OneUnavailablePred' block is it.  If it ends in an
 969   // unconditional branch, we know that it isn't a critical edge.
 970   if (PredsScanned.size() == AvailablePreds.size()+1 &&
 971       OneUnavailablePred->getTerminator()->getNumSuccessors() == 1) {
 972     UnavailablePred = OneUnavailablePred;
 973   } else if (PredsScanned.size() != AvailablePreds.size()) {
 974     // Otherwise, we had multiple unavailable predecessors or we had a critical
 975     // edge from the one.
 976     SmallVector<BasicBlock*, 8> PredsToSplit;
 977     SmallPtrSet<BasicBlock*, 8> AvailablePredSet;
 978
 979     for (unsigned i = 0, e = AvailablePreds.size(); i != e; ++i)
 980       AvailablePredSet.insert(AvailablePreds[i].first);
 981
 982     // Add all the unavailable predecessors to the PredsToSplit list.
 983     for (pred_iterator PI = pred_begin(LoadBB), PE = pred_end(LoadBB);
 984          PI != PE; ++PI) {
 985       BasicBlock *P = *PI;
 986       // If the predecessor is an indirect goto, we can't split the edge.
 987       if (isa<IndirectBrInst>(P->getTerminator()))
 988         return false;
 989
 990       if (!AvailablePredSet.count(P))
 991         PredsToSplit.push_back(P);
 992     }
 993
 994     // Split them out to their own block.
 995     UnavailablePred =
 996       SplitBlockPredecessors(LoadBB, PredsToSplit, "thread-pre-split", this);
 997   }
 998
 999   // If the value isn't available in all predecessors, then there will be
1000   // exactly one where it isn't available.  Insert a load on that edge and add
1001   // it to the AvailablePreds list.
1002   if (UnavailablePred) {
1003     assert(UnavailablePred->getTerminator()->getNumSuccessors() == 1 &&
1004            "Can't handle critical edge here!");
1005     LoadInst *NewVal = new LoadInst(LoadedPtr, LI->getName()+".pr", false,
1006                                  LI->getAlignment(),
1007                                  UnavailablePred->getTerminator());
1008     NewVal->setDebugLoc(LI->getDebugLoc());
1009     if (AATags)
1010       NewVal->setAAMetadata(AATags);
1011
1012     AvailablePreds.push_back(std::make_pair(UnavailablePred, NewVal));
1013   }
1014
1015   // Now we know that each predecessor of this block has a value in
1016   // AvailablePreds, sort them for efficient access as we're walking the preds.
1017   array_pod_sort(AvailablePreds.begin(), AvailablePreds.end());
1018
1019   // Create a PHI node at the start of the block for the PRE'd load value.
1020   pred_iterator PB = pred_begin(LoadBB), PE = pred_end(LoadBB);
1021   PHINode *PN = PHINode::Create(LI->getType(), std::distance(PB, PE), "",
1022                                 LoadBB->begin());
1023   PN->takeName(LI);
1024   PN->setDebugLoc(LI->getDebugLoc());
1025
1026   // Insert new entries into the PHI for each predecessor.  A single block may
1027   // have multiple entries here.
1028   for (pred_iterator PI = PB; PI != PE; ++PI) {
1029     BasicBlock *P = *PI;
1030     AvailablePredsTy::iterator I =
1031       std::lower_bound(AvailablePreds.begin(), AvailablePreds.end(),
1032                        std::make_pair(P, (Value*)nullptr));
1033
1034     assert(I != AvailablePreds.end() && I->first == P &&
1035            "Didn't find entry for predecessor!");
1036
1037     // If we have an available predecessor but it requires casting, insert the
1038     // cast in the predecessor and use the cast.
1039     Value *PredV = I->second;
1040     if (PredV->getType() != LI->getType())
1041       PredV = CastInst::Create(CastInst::BitCast, PredV, LI->getType(), "", P);
1042
1043     PN->addIncoming(PredV, I->first);
1044   }
1045
1046   //cerr << "PRE: " << *LI << *PN << "\n";
1047
1048   LI->replaceAllUsesWith(PN);
1049   LI->eraseFromParent();
1050
1051   return true;
1052 }
1053
1054 /// FindMostPopularDest - The specified list contains multiple possible
1055 /// threadable destinations.  Pick the one that occurs the most frequently in
1056 /// the list.
1057 static BasicBlock *
1058 FindMostPopularDest(BasicBlock *BB,
1059                     const SmallVectorImpl<std::pair<BasicBlock*,
1060                                   BasicBlock*> > &PredToDestList) {
1061   assert(!PredToDestList.empty());
1062
1063   // Determine popularity.  If there are multiple possible destinations, we
1064   // explicitly choose to ignore 'undef' destinations.  We prefer to thread
1065   // blocks with known and real destinations to threading undef.  We'll handle
1066   // them later if interesting.
1067   DenseMap<BasicBlock*, unsigned> DestPopularity;
1068   for (unsigned i = 0, e = PredToDestList.size(); i != e; ++i)
1069     if (PredToDestList[i].second)
1070       DestPopularity[PredToDestList[i].second]++;
1071
1072   // Find the most popular dest.
1073   DenseMap<BasicBlock*, unsigned>::iterator DPI = DestPopularity.begin();
1074   BasicBlock *MostPopularDest = DPI->first;
1075   unsigned Popularity = DPI->second;
1076   SmallVector<BasicBlock*, 4> SamePopularity;
1077
1078   for (++DPI; DPI != DestPopularity.end(); ++DPI) {
1079     // If the popularity of this entry isn't higher than the popularity we've
1080     // seen so far, ignore it.
1081     if (DPI->second < Popularity)
1082       ; // ignore.
1083     else if (DPI->second == Popularity) {
1084       // If it is the same as what we've seen so far, keep track of it.
1085       SamePopularity.push_back(DPI->first);
1086     } else {
1087       // If it is more popular, remember it.
1088       SamePopularity.clear();
1089       MostPopularDest = DPI->first;
1090       Popularity = DPI->second;
1091     }
1092   }
1093
1094   // Okay, now we know the most popular destination.  If there is more than one
1095   // destination, we need to determine one.  This is arbitrary, but we need
1096   // to make a deterministic decision.  Pick the first one that appears in the
1097   // successor list.
1098   if (!SamePopularity.empty()) {
1099     SamePopularity.push_back(MostPopularDest);
1100     TerminatorInst *TI = BB->getTerminator();
1101     for (unsigned i = 0; ; ++i) {
1102       assert(i != TI->getNumSuccessors() && "Didn't find any successor!");
1103
1104       if (std::find(SamePopularity.begin(), SamePopularity.end(),
1105                     TI->getSuccessor(i)) == SamePopularity.end())
1106         continue;
1107
1108       MostPopularDest = TI->getSuccessor(i);
1109       break;
1110     }
1111   }
1112
1113   // Okay, we have finally picked the most popular destination.
1114   return MostPopularDest;
1115 }
1116
1117 bool JumpThreading::ProcessThreadableEdges(Value *Cond, BasicBlock *BB,
1118                                            ConstantPreference Preference,
1119                                            Instruction *CxtI) {
1120   // If threading this would thread across a loop header, don't even try to
1121   // thread the edge.
1122   if (LoopHeaders.count(BB))
1123     return false;
1124
1125   PredValueInfoTy PredValues;
1126   if (!ComputeValueKnownInPredecessors(Cond, BB, PredValues, Preference, CxtI))
1127     return false;
1128
1129   assert(!PredValues.empty() &&
1130          "ComputeValueKnownInPredecessors returned true with no values");
1131
1132   DEBUG(dbgs() << "IN BB: " << *BB;
1133         for (unsigned i = 0, e = PredValues.size(); i != e; ++i) {
1134           dbgs() << "  BB '" << BB->getName() << "': FOUND condition = "
1135             << *PredValues[i].first
1136             << " for pred '" << PredValues[i].second->getName() << "'.\n";
1137         });
1138
1139   // Decide what we want to thread through.  Convert our list of known values to
1140   // a list of known destinations for each pred.  This also discards duplicate
1141   // predecessors and keeps track of the undefined inputs (which are represented
1142   // as a null dest in the PredToDestList).
1143   SmallPtrSet<BasicBlock*, 16> SeenPreds;
1144   SmallVector<std::pair<BasicBlock*, BasicBlock*>, 16> PredToDestList;
1145
1146   BasicBlock *OnlyDest = nullptr;
1147   BasicBlock *MultipleDestSentinel = (BasicBlock*)(intptr_t)~0ULL;
1148
1149   for (unsigned i = 0, e = PredValues.size(); i != e; ++i) {
1150     BasicBlock *Pred = PredValues[i].second;
1151     if (!SeenPreds.insert(Pred))
1152       continue;  // Duplicate predecessor entry.
1153
1154     // If the predecessor ends with an indirect goto, we can't change its
1155     // destination.
1156     if (isa<IndirectBrInst>(Pred->getTerminator()))
1157       continue;
1158
1159     Constant *Val = PredValues[i].first;
1160
1161     BasicBlock *DestBB;
1162     if (isa<UndefValue>(Val))
1163       DestBB = nullptr;
1164     else if (BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(BB->getTerminator()))
1165       DestBB = BI->getSuccessor(cast<ConstantInt>(Val)->isZero());
1166     else if (SwitchInst *SI = dyn_cast<SwitchInst>(BB->getTerminator())) {
1167       DestBB = SI->findCaseValue(cast<ConstantInt>(Val)).getCaseSuccessor();
1168     } else {
1169       assert(isa<IndirectBrInst>(BB->getTerminator())
1170               && "Unexpected terminator");
1171       DestBB = cast<BlockAddress>(Val)->getBasicBlock();
1172     }
1173
1174     // If we have exactly one destination, remember it for efficiency below.
1175     if (PredToDestList.empty())
1176       OnlyDest = DestBB;
1177     else if (OnlyDest != DestBB)
1178       OnlyDest = MultipleDestSentinel;
1179
1180     PredToDestList.push_back(std::make_pair(Pred, DestBB));
1181   }
1182
1183   // If all edges were unthreadable, we fail.
1184   if (PredToDestList.empty())
1185     return false;
1186
1187   // Determine which is the most common successor.  If we have many inputs and
1188   // this block is a switch, we want to start by threading the batch that goes
1189   // to the most popular destination first.  If we only know about one
1190   // threadable destination (the common case) we can avoid this.
1191   BasicBlock *MostPopularDest = OnlyDest;
1192
1193   if (MostPopularDest == MultipleDestSentinel)
1194     MostPopularDest = FindMostPopularDest(BB, PredToDestList);
1195
1196   // Now that we know what the most popular destination is, factor all
1197   // predecessors that will jump to it into a single predecessor.
1198   SmallVector<BasicBlock*, 16> PredsToFactor;
1199   for (unsigned i = 0, e = PredToDestList.size(); i != e; ++i)
1200     if (PredToDestList[i].second == MostPopularDest) {
1201       BasicBlock *Pred = PredToDestList[i].first;
1202
1203       // This predecessor may be a switch or something else that has multiple
1204       // edges to the block.  Factor each of these edges by listing them
1205       // according to # occurrences in PredsToFactor.
1206       TerminatorInst *PredTI = Pred->getTerminator();
1207       for (unsigned i = 0, e = PredTI->getNumSuccessors(); i != e; ++i)
1208         if (PredTI->getSuccessor(i) == BB)
1209           PredsToFactor.push_back(Pred);
1210     }
1211
1212   // If the threadable edges are branching on an undefined value, we get to pick
1213   // the destination that these predecessors should get to.
1214   if (!MostPopularDest)
1215     MostPopularDest = BB->getTerminator()->
1216                             getSuccessor(GetBestDestForJumpOnUndef(BB));
1217
1218   // Ok, try to thread it!
1219   return ThreadEdge(BB, PredsToFactor, MostPopularDest);
1220 }
1221
1222 /// ProcessBranchOnPHI - We have an otherwise unthreadable conditional branch on
1223 /// a PHI node in the current block.  See if there are any simplifications we
1224 /// can do based on inputs to the phi node.
1225 ///
1226 bool JumpThreading::ProcessBranchOnPHI(PHINode *PN) {
1227   BasicBlock *BB = PN->getParent();
1228
1229   // TODO: We could make use of this to do it once for blocks with common PHI
1230   // values.
1231   SmallVector<BasicBlock*, 1> PredBBs;
1232   PredBBs.resize(1);
1233
1234   // If any of the predecessor blocks end in an unconditional branch, we can
1235   // *duplicate* the conditional branch into that block in order to further
1236   // encourage jump threading and to eliminate cases where we have branch on a
1237   // phi of an icmp (branch on icmp is much better).
1238   for (unsigned i = 0, e = PN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
1239     BasicBlock *PredBB = PN->getIncomingBlock(i);
1240     if (BranchInst *PredBr = dyn_cast<BranchInst>(PredBB->getTerminator()))
1241       if (PredBr->isUnconditional()) {
1242         PredBBs[0] = PredBB;
1243         // Try to duplicate BB into PredBB.
1244         if (DuplicateCondBranchOnPHIIntoPred(BB, PredBBs))
1245           return true;
1246       }
1247   }
1248
1249   return false;
1250 }
1251
1252 /// ProcessBranchOnXOR - We have an otherwise unthreadable conditional branch on
1253 /// a xor instruction in the current block.  See if there are any
1254 /// simplifications we can do based on inputs to the xor.
1255 ///
1256 bool JumpThreading::ProcessBranchOnXOR(BinaryOperator *BO) {
1257   BasicBlock *BB = BO->getParent();
1258
1259   // If either the LHS or RHS of the xor is a constant, don't do this
1260   // optimization.
1261   if (isa<ConstantInt>(BO->getOperand(0)) ||
1262       isa<ConstantInt>(BO->getOperand(1)))
1263     return false;
1264
1265   // If the first instruction in BB isn't a phi, we won't be able to infer
1266   // anything special about any particular predecessor.
1267   if (!isa<PHINode>(BB->front()))
1268     return false;
1269
1270   // If we have a xor as the branch input to this block, and we know that the
1271   // LHS or RHS of the xor in any predecessor is true/false, then we can clone
1272   // the condition into the predecessor and fix that value to true, saving some
1273   // logical ops on that path and encouraging other paths to simplify.
1274   //
1275   // This copies something like this:
1276   //
1277   //  BB:
1278   //    %X = phi i1 [1],  [%X']
1279   //    %Y = icmp eq i32 %A, %B
1280   //    %Z = xor i1 %X, %Y
1281   //    br i1 %Z, ...
1282   //
1283   // Into:
1284   //  BB':
1285   //    %Y = icmp ne i32 %A, %B
1286   //    br i1 %Z, ...
1287
1288   PredValueInfoTy XorOpValues;
1289   bool isLHS = true;
1290   if (!ComputeValueKnownInPredecessors(BO->getOperand(0), BB, XorOpValues,
1291                                        WantInteger, BO)) {
1292     assert(XorOpValues.empty());
1293     if (!ComputeValueKnownInPredecessors(BO->getOperand(1), BB, XorOpValues,
1294                                          WantInteger, BO))
1295       return false;
1296     isLHS = false;
1297   }
1298
1299   assert(!XorOpValues.empty() &&
1300          "ComputeValueKnownInPredecessors returned true with no values");
1301
1302   // Scan the information to see which is most popular: true or false.  The
1303   // predecessors can be of the set true, false, or undef.
1304   unsigned NumTrue = 0, NumFalse = 0;
1305   for (unsigned i = 0, e = XorOpValues.size(); i != e; ++i) {
1306     if (isa<UndefValue>(XorOpValues[i].first))
1307       // Ignore undefs for the count.
1308       continue;
1309     if (cast<ConstantInt>(XorOpValues[i].first)->isZero())
1310       ++NumFalse;
1311     else
1312       ++NumTrue;
1313   }
1314
1315   // Determine which value to split on, true, false, or undef if neither.
1316   ConstantInt *SplitVal = nullptr;
1317   if (NumTrue > NumFalse)
1318     SplitVal = ConstantInt::getTrue(BB->getContext());
1319   else if (NumTrue != 0 || NumFalse != 0)
1320     SplitVal = ConstantInt::getFalse(BB->getContext());
1321
1322   // Collect all of the blocks that this can be folded into so that we can
1323   // factor this once and clone it once.
1324   SmallVector<BasicBlock*, 8> BlocksToFoldInto;
1325   for (unsigned i = 0, e = XorOpValues.size(); i != e; ++i) {
1326     if (XorOpValues[i].first != SplitVal &&
1327         !isa<UndefValue>(XorOpValues[i].first))
1328       continue;
1329
1330     BlocksToFoldInto.push_back(XorOpValues[i].second);
1331   }
1332
1333   // If we inferred a value for all of the predecessors, then duplication won't
1334   // help us.  However, we can just replace the LHS or RHS with the constant.
1335   if (BlocksToFoldInto.size() ==
1336       cast<PHINode>(BB->front()).getNumIncomingValues()) {
1337     if (!SplitVal) {
1338       // If all preds provide undef, just nuke the xor, because it is undef too.
1339       BO->replaceAllUsesWith(UndefValue::get(BO->getType()));
1340       BO->eraseFromParent();
1341     } else if (SplitVal->isZero()) {
1342       // If all preds provide 0, replace the xor with the other input.
1343       BO->replaceAllUsesWith(BO->getOperand(isLHS));
1344       BO->eraseFromParent();
1345     } else {
1346       // If all preds provide 1, set the computed value to 1.
1347       BO->setOperand(!isLHS, SplitVal);
1348     }
1349
1350     return true;
1351   }
1352
1353   // Try to duplicate BB into PredBB.
1354   return DuplicateCondBranchOnPHIIntoPred(BB, BlocksToFoldInto);
1355 }
1356
1357
1358 /// AddPHINodeEntriesForMappedBlock - We're adding 'NewPred' as a new
1359 /// predecessor to the PHIBB block.  If it has PHI nodes, add entries for
1360 /// NewPred using the entries from OldPred (suitably mapped).
1361 static void AddPHINodeEntriesForMappedBlock(BasicBlock *PHIBB,
1362                                             BasicBlock *OldPred,
1363                                             BasicBlock *NewPred,
1364                                      DenseMap<Instruction*, Value*> &ValueMap) {
1365   for (BasicBlock::iterator PNI = PHIBB->begin();
1366        PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(PNI); ++PNI) {
1367     // Ok, we have a PHI node.  Figure out what the incoming value was for the
1368     // DestBlock.
1369     Value *IV = PN->getIncomingValueForBlock(OldPred);
1370
1371     // Remap the value if necessary.
1372     if (Instruction *Inst = dyn_cast<Instruction>(IV)) {
1373       DenseMap<Instruction*, Value*>::iterator I = ValueMap.find(Inst);
1374       if (I != ValueMap.end())
1375         IV = I->second;
1376     }
1377
1378     PN->addIncoming(IV, NewPred);
1379   }
1380 }
1381
1382 /// ThreadEdge - We have decided that it is safe and profitable to factor the
1383 /// blocks in PredBBs to one predecessor, then thread an edge from it to SuccBB
1384 /// across BB.  Transform the IR to reflect this change.
1385 bool JumpThreading::ThreadEdge(BasicBlock *BB,
1386                                const SmallVectorImpl<BasicBlock*> &PredBBs,
1387                                BasicBlock *SuccBB) {
1388   // If threading to the same block as we come from, we would infinite loop.
1389   if (SuccBB == BB) {
1390     DEBUG(dbgs() << "  Not threading across BB '" << BB->getName()
1391           << "' - would thread to self!\n");
1392     return false;
1393   }
1394
1395   // If threading this would thread across a loop header, don't thread the edge.
1396   // See the comments above FindLoopHeaders for justifications and caveats.
1397   if (LoopHeaders.count(BB)) {
1398     DEBUG(dbgs() << "  Not threading across loop header BB '" << BB->getName()
1399           << "' to dest BB '" << SuccBB->getName()
1400           << "' - it might create an irreducible loop!\n");
1401     return false;
1402   }
1403
1404   unsigned JumpThreadCost = getJumpThreadDuplicationCost(BB, BBDupThreshold);
1405   if (JumpThreadCost > BBDupThreshold) {
1406     DEBUG(dbgs() << "  Not threading BB '" << BB->getName()
1407           << "' - Cost is too high: " << JumpThreadCost << "\n");
1408     return false;
1409   }
1410
1411   // And finally, do it!  Start by factoring the predecessors is needed.
1412   BasicBlock *PredBB;
1413   if (PredBBs.size() == 1)
1414     PredBB = PredBBs[0];
1415   else {
1416     DEBUG(dbgs() << "  Factoring out " << PredBBs.size()
1417           << " common predecessors.\n");
1418     PredBB = SplitBlockPredecessors(BB, PredBBs, ".thr_comm", this);
1419   }
1420
1421   // And finally, do it!
1422   DEBUG(dbgs() << "  Threading edge from '" << PredBB->getName() << "' to '"
1423         << SuccBB->getName() << "' with cost: " << JumpThreadCost
1424         << ", across block:\n    "
1425         << *BB << "\n");
1426
1427   LVI->threadEdge(PredBB, BB, SuccBB);
1428
1429   // We are going to have to map operands from the original BB block to the new
1430   // copy of the block 'NewBB'.  If there are PHI nodes in BB, evaluate them to
1431   // account for entry from PredBB.
1432   DenseMap<Instruction*, Value*> ValueMapping;
1433
1434   BasicBlock *NewBB = BasicBlock::Create(BB->getContext(),
1435                                          BB->getName()+".thread",
1436                                          BB->getParent(), BB);
1437   NewBB->moveAfter(PredBB);
1438
1439   BasicBlock::iterator BI = BB->begin();
1440   for (; PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(BI); ++BI)
1441     ValueMapping[PN] = PN->getIncomingValueForBlock(PredBB);
1442
1443   // Clone the non-phi instructions of BB into NewBB, keeping track of the
1444   // mapping and using it to remap operands in the cloned instructions.
1445   for (; !isa<TerminatorInst>(BI); ++BI) {
1446     Instruction *New = BI->clone();
1447     New->setName(BI->getName());
1448     NewBB->getInstList().push_back(New);
1449     ValueMapping[BI] = New;
1450
1451     // Remap operands to patch up intra-block references.
1452     for (unsigned i = 0, e = New->getNumOperands(); i != e; ++i)
1453       if (Instruction *Inst = dyn_cast<Instruction>(New->getOperand(i))) {
1454         DenseMap<Instruction*, Value*>::iterator I = ValueMapping.find(Inst);
1455         if (I != ValueMapping.end())
1456           New->setOperand(i, I->second);
1457       }
1458   }
1459
1460   // We didn't copy the terminator from BB over to NewBB, because there is now
1461   // an unconditional jump to SuccBB.  Insert the unconditional jump.
1462   BranchInst *NewBI =BranchInst::Create(SuccBB, NewBB);
1463   NewBI->setDebugLoc(BB->getTerminator()->getDebugLoc());
1464
1465   // Check to see if SuccBB has PHI nodes. If so, we need to add entries to the
1466   // PHI nodes for NewBB now.
1467   AddPHINodeEntriesForMappedBlock(SuccBB, BB, NewBB, ValueMapping);
1468
1469   // If there were values defined in BB that are used outside the block, then we
1470   // now have to update all uses of the value to use either the original value,
1471   // the cloned value, or some PHI derived value.  This can require arbitrary
1472   // PHI insertion, of which we are prepared to do, clean these up now.
1473   SSAUpdater SSAUpdate;
1474   SmallVector<Use*, 16> UsesToRename;
1475   for (BasicBlock::iterator I = BB->begin(); I != BB->end(); ++I) {
1476     // Scan all uses of this instruction to see if it is used outside of its
1477     // block, and if so, record them in UsesToRename.
1478     for (Use &U : I->uses()) {
1479       Instruction *User = cast<Instruction>(U.getUser());
1480       if (PHINode *UserPN = dyn_cast<PHINode>(User)) {
1481         if (UserPN->getIncomingBlock(U) == BB)
1482           continue;
1483       } else if (User->getParent() == BB)
1484         continue;
1485
1486       UsesToRename.push_back(&U);
1487     }
1488
1489     // If there are no uses outside the block, we're done with this instruction.
1490     if (UsesToRename.empty())
1491       continue;
1492
1493     DEBUG(dbgs() << "JT: Renaming non-local uses of: " << *I << "\n");
1494
1495     // We found a use of I outside of BB.  Rename all uses of I that are outside
1496     // its block to be uses of the appropriate PHI node etc.  See ValuesInBlocks
1497     // with the two values we know.
1498     SSAUpdate.Initialize(I->getType(), I->getName());
1499     SSAUpdate.AddAvailableValue(BB, I);
1500     SSAUpdate.AddAvailableValue(NewBB, ValueMapping[I]);
1501
1502     while (!UsesToRename.empty())
1503       SSAUpdate.RewriteUse(*UsesToRename.pop_back_val());
1504     DEBUG(dbgs() << "\n");
1505   }
1506
1507
1508   // Ok, NewBB is good to go.  Update the terminator of PredBB to jump to
1509   // NewBB instead of BB.  This eliminates predecessors from BB, which requires
1510   // us to simplify any PHI nodes in BB.
1511   TerminatorInst *PredTerm = PredBB->getTerminator();
1512   for (unsigned i = 0, e = PredTerm->getNumSuccessors(); i != e; ++i)
1513     if (PredTerm->getSuccessor(i) == BB) {
1514       BB->removePredecessor(PredBB, true);
1515       PredTerm->setSuccessor(i, NewBB);
1516     }
1517
1518   // At this point, the IR is fully up to date and consistent.  Do a quick scan
1519   // over the new instructions and zap any that are constants or dead.  This
1520   // frequently happens because of phi translation.
1521   SimplifyInstructionsInBlock(NewBB, DL, TLI);
1522
1523   // Threaded an edge!
1524   ++NumThreads;
1525   return true;
1526 }
1527
1528 /// DuplicateCondBranchOnPHIIntoPred - PredBB contains an unconditional branch
1529 /// to BB which contains an i1 PHI node and a conditional branch on that PHI.
1530 /// If we can duplicate the contents of BB up into PredBB do so now, this
1531 /// improves the odds that the branch will be on an analyzable instruction like
1532 /// a compare.
1533 bool JumpThreading::DuplicateCondBranchOnPHIIntoPred(BasicBlock *BB,
1534                                  const SmallVectorImpl<BasicBlock *> &PredBBs) {
1535   assert(!PredBBs.empty() && "Can't handle an empty set");
1536
1537   // If BB is a loop header, then duplicating this block outside the loop would
1538   // cause us to transform this into an irreducible loop, don't do this.
1539   // See the comments above FindLoopHeaders for justifications and caveats.
1540   if (LoopHeaders.count(BB)) {
1541     DEBUG(dbgs() << "  Not duplicating loop header '" << BB->getName()
1542           << "' into predecessor block '" << PredBBs[0]->getName()
1543           << "' - it might create an irreducible loop!\n");
1544     return false;
1545   }
1546
1547   unsigned DuplicationCost = getJumpThreadDuplicationCost(BB, BBDupThreshold);
1548   if (DuplicationCost > BBDupThreshold) {
1549     DEBUG(dbgs() << "  Not duplicating BB '" << BB->getName()
1550           << "' - Cost is too high: " << DuplicationCost << "\n");
1551     return false;
1552   }
1553
1554   // And finally, do it!  Start by factoring the predecessors is needed.
1555   BasicBlock *PredBB;
1556   if (PredBBs.size() == 1)
1557     PredBB = PredBBs[0];
1558   else {
1559     DEBUG(dbgs() << "  Factoring out " << PredBBs.size()
1560           << " common predecessors.\n");
1561     PredBB = SplitBlockPredecessors(BB, PredBBs, ".thr_comm", this);
1562   }
1563
1564   // Okay, we decided to do this!  Clone all the instructions in BB onto the end
1565   // of PredBB.
1566   DEBUG(dbgs() << "  Duplicating block '" << BB->getName() << "' into end of '"
1567         << PredBB->getName() << "' to eliminate branch on phi.  Cost: "
1568         << DuplicationCost << " block is:" << *BB << "\n");
1569
1570   // Unless PredBB ends with an unconditional branch, split the edge so that we
1571   // can just clone the bits from BB into the end of the new PredBB.
1572   BranchInst *OldPredBranch = dyn_cast<BranchInst>(PredBB->getTerminator());
1573
1574   if (!OldPredBranch || !OldPredBranch->isUnconditional()) {
1575     PredBB = SplitEdge(PredBB, BB, this);
1576     OldPredBranch = cast<BranchInst>(PredBB->getTerminator());
1577   }
1578
1579   // We are going to have to map operands from the original BB block into the
1580   // PredBB block.  Evaluate PHI nodes in BB.
1581   DenseMap<Instruction*, Value*> ValueMapping;
1582
1583   BasicBlock::iterator BI = BB->begin();
1584   for (; PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(BI); ++BI)
1585     ValueMapping[PN] = PN->getIncomingValueForBlock(PredBB);
1586
1587   // Clone the non-phi instructions of BB into PredBB, keeping track of the
1588   // mapping and using it to remap operands in the cloned instructions.
1589   for (; BI != BB->end(); ++BI) {
1590     Instruction *New = BI->clone();
1591
1592     // Remap operands to patch up intra-block references.
1593     for (unsigned i = 0, e = New->getNumOperands(); i != e; ++i)
1594       if (Instruction *Inst = dyn_cast<Instruction>(New->getOperand(i))) {
1595         DenseMap<Instruction*, Value*>::iterator I = ValueMapping.find(Inst);
1596         if (I != ValueMapping.end())
1597           New->setOperand(i, I->second);
1598       }
1599
1600     // If this instruction can be simplified after the operands are updated,
1601     // just use the simplified value instead.  This frequently happens due to
1602     // phi translation.
1603     if (Value *IV = SimplifyInstruction(New, DL)) {
1604       delete New;
1605       ValueMapping[BI] = IV;
1606     } else {
1607       // Otherwise, insert the new instruction into the block.
1608       New->setName(BI->getName());
1609       PredBB->getInstList().insert(OldPredBranch, New);
1610       ValueMapping[BI] = New;
1611     }
1612   }
1613
1614   // Check to see if the targets of the branch had PHI nodes. If so, we need to
1615   // add entries to the PHI nodes for branch from PredBB now.
1616   BranchInst *BBBranch = cast<BranchInst>(BB->getTerminator());
1617   AddPHINodeEntriesForMappedBlock(BBBranch->getSuccessor(0), BB, PredBB,
1618                                   ValueMapping);
1619   AddPHINodeEntriesForMappedBlock(BBBranch->getSuccessor(1), BB, PredBB,
1620                                   ValueMapping);
1621
1622   // If there were values defined in BB that are used outside the block, then we
1623   // now have to update all uses of the value to use either the original value,
1624   // the cloned value, or some PHI derived value.  This can require arbitrary
1625   // PHI insertion, of which we are prepared to do, clean these up now.
1626   SSAUpdater SSAUpdate;
1627   SmallVector<Use*, 16> UsesToRename;
1628   for (BasicBlock::iterator I = BB->begin(); I != BB->end(); ++I) {
1629     // Scan all uses of this instruction to see if it is used outside of its
1630     // block, and if so, record them in UsesToRename.
1631     for (Use &U : I->uses()) {
1632       Instruction *User = cast<Instruction>(U.getUser());
1633       if (PHINode *UserPN = dyn_cast<PHINode>(User)) {
1634         if (UserPN->getIncomingBlock(U) == BB)
1635           continue;
1636       } else if (User->getParent() == BB)
1637         continue;
1638
1639       UsesToRename.push_back(&U);
1640     }
1641
1642     // If there are no uses outside the block, we're done with this instruction.
1643     if (UsesToRename.empty())
1644       continue;
1645
1646     DEBUG(dbgs() << "JT: Renaming non-local uses of: " << *I << "\n");
1647
1648     // We found a use of I outside of BB.  Rename all uses of I that are outside
1649     // its block to be uses of the appropriate PHI node etc.  See ValuesInBlocks
1650     // with the two values we know.
1651     SSAUpdate.Initialize(I->getType(), I->getName());
1652     SSAUpdate.AddAvailableValue(BB, I);
1653     SSAUpdate.AddAvailableValue(PredBB, ValueMapping[I]);
1654
1655     while (!UsesToRename.empty())
1656       SSAUpdate.RewriteUse(*UsesToRename.pop_back_val());
1657     DEBUG(dbgs() << "\n");
1658   }
1659
1660   // PredBB no longer jumps to BB, remove entries in the PHI node for the edge
1661   // that we nuked.
1662   BB->removePredecessor(PredBB, true);
1663
1664   // Remove the unconditional branch at the end of the PredBB block.
1665   OldPredBranch->eraseFromParent();
1666
1667   ++NumDupes;
1668   return true;
1669 }
1670
1671 /// TryToUnfoldSelect - Look for blocks of the form
1672 /// bb1:
1673 ///   %a = select
1674 ///   br bb
1675 ///
1676 /// bb2:
1677 ///   %p = phi [%a, %bb] ...
1678 ///   %c = icmp %p
1679 ///   br i1 %c
1680 ///
1681 /// And expand the select into a branch structure if one of its arms allows %c
1682 /// to be folded. This later enables threading from bb1 over bb2.
1683 bool JumpThreading::TryToUnfoldSelect(CmpInst *CondCmp, BasicBlock *BB) {
1684   BranchInst *CondBr = dyn_cast<BranchInst>(BB->getTerminator());
1685   PHINode *CondLHS = dyn_cast<PHINode>(CondCmp->getOperand(0));
1686   Constant *CondRHS = cast<Constant>(CondCmp->getOperand(1));
1687
1688   if (!CondBr || !CondBr->isConditional() || !CondLHS ||
1689       CondLHS->getParent() != BB)
1690     return false;
1691
1692   for (unsigned I = 0, E = CondLHS->getNumIncomingValues(); I != E; ++I) {
1693     BasicBlock *Pred = CondLHS->getIncomingBlock(I);
1694     SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(CondLHS->getIncomingValue(I));
1695
1696     // Look if one of the incoming values is a select in the corresponding
1697     // predecessor.
1698     if (!SI || SI->getParent() != Pred || !SI->hasOneUse())
1699       continue;
1700
1701     BranchInst *PredTerm = dyn_cast<BranchInst>(Pred->getTerminator());
1702     if (!PredTerm || !PredTerm->isUnconditional())
1703       continue;
1704
1705     // Now check if one of the select values would allow us to constant fold the
1706     // terminator in BB. We don't do the transform if both sides fold, those
1707     // cases will be threaded in any case.
1708     LazyValueInfo::Tristate LHSFolds =
1709         LVI->getPredicateOnEdge(CondCmp->getPredicate(), SI->getOperand(1),
1710                                 CondRHS, Pred, BB, CondCmp);
1711     LazyValueInfo::Tristate RHSFolds =
1712         LVI->getPredicateOnEdge(CondCmp->getPredicate(), SI->getOperand(2),
1713                                 CondRHS, Pred, BB, CondCmp);
1714     if ((LHSFolds != LazyValueInfo::Unknown ||
1715          RHSFolds != LazyValueInfo::Unknown) &&
1716         LHSFolds != RHSFolds) {
1717       // Expand the select.
1718       //
1719       // Pred --
1720       //  |    v
1721       //  |  NewBB
1722       //  |    |
1723       //  |-----
1724       //  v
1725       // BB
1726       BasicBlock *NewBB = BasicBlock::Create(BB->getContext(), "select.unfold",
1727                                              BB->getParent(), BB);
1728       // Move the unconditional branch to NewBB.
1729       PredTerm->removeFromParent();
1730       NewBB->getInstList().insert(NewBB->end(), PredTerm);
1731       // Create a conditional branch and update PHI nodes.
1732       BranchInst::Create(NewBB, BB, SI->getCondition(), Pred);
1733       CondLHS->setIncomingValue(I, SI->getFalseValue());
1734       CondLHS->addIncoming(SI->getTrueValue(), NewBB);
1735       // The select is now dead.
1736       SI->eraseFromParent();
1737
1738       // Update any other PHI nodes in BB.
1739       for (BasicBlock::iterator BI = BB->begin();
1740            PHINode *Phi = dyn_cast<PHINode>(BI); ++BI)
1741         if (Phi != CondLHS)
1742           Phi->addIncoming(Phi->getIncomingValueForBlock(Pred), NewBB);
1743       return true;
1744     }
1745   }
1746   return false;
1747 }