lib/Transforms/Scalar/LoopIndexSplit.cpp

   1 //===- LoopIndexSplit.cpp - Loop Index Splitting Pass ---------------------===//
   2 //
   3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
   4 //
   5 // This file was developed by Devang Patel and is distributed under
   6 // the University of Illinois Open Source License. See LICENSE.TXT for details.
   7 //
   8 //===----------------------------------------------------------------------===//
   9 //
  10 // This file implements Loop Index Splitting Pass.
  11 //
  12 //===----------------------------------------------------------------------===//
  13
  14 #define DEBUG_TYPE "loop-index-split"
  15
  16 #include "llvm/Transforms/Scalar.h"
  17 #include "llvm/Analysis/LoopPass.h"
  18 #include "llvm/Analysis/ScalarEvolutionExpander.h"
  19 #include "llvm/Analysis/Dominators.h"
  20 #include "llvm/Transforms/Utils/BasicBlockUtils.h"
  21 #include "llvm/Transforms/Utils/Cloning.h"
  22 #include "llvm/Support/Compiler.h"
  23 #include "llvm/ADT/DepthFirstIterator.h"
  24 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
  25
  26 using namespace llvm;
  27
  28 STATISTIC(NumIndexSplit, "Number of loops index split");
  29
  30 namespace {
  31
  32   class VISIBILITY_HIDDEN LoopIndexSplit : public LoopPass {
  33
  34   public:
  35     static char ID; // Pass ID, replacement for typeid
  36     LoopIndexSplit() : LoopPass((intptr_t)&ID) {}
  37
  38     // Index split Loop L. Return true if loop is split.
  39     bool runOnLoop(Loop *L, LPPassManager &LPM);
  40
  41     void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
  42       AU.addRequired<ScalarEvolution>();
  43       AU.addPreserved<ScalarEvolution>();
  44       AU.addRequiredID(LCSSAID);
  45       AU.addPreservedID(LCSSAID);
  46       AU.addRequired<LoopInfo>();
  47       AU.addPreserved<LoopInfo>();
  48       AU.addRequiredID(LoopSimplifyID);
  49       AU.addPreservedID(LoopSimplifyID);
  50       AU.addRequired<DominatorTree>();
  51       AU.addRequired<DominanceFrontier>();
  52       AU.addPreserved<DominatorTree>();
  53       AU.addPreserved<DominanceFrontier>();
  54     }
  55
  56   private:
  57
  58     class SplitInfo {
  59     public:
  60       SplitInfo() : SplitValue(NULL), SplitCondition(NULL),
  61                     UseTrueBranchFirst(true), A_ExitValue(NULL),
  62                     B_StartValue(NULL) {}
  63
  64       // Induction variable's range is split at this value.
  65       Value *SplitValue;
  66
  67       // This compare instruction compares IndVar against SplitValue.
  68       ICmpInst *SplitCondition;
  69
  70       // True if after loop index split, first loop will execute split condition's
  71       // true branch.
  72       bool UseTrueBranchFirst;
  73
  74       // Exit value for first loop after loop split.
  75       Value *A_ExitValue;
  76
  77       // Start value for second loop after loop split.
  78       Value *B_StartValue;
  79
  80       // Clear split info.
  81       void clear() {
  82         SplitValue = NULL;
  83         SplitCondition = NULL;
  84         UseTrueBranchFirst = true;
  85         A_ExitValue = NULL;
  86         B_StartValue = NULL;
  87       }
  88
  89     };
  90
  91   private:
  92     /// Find condition inside a loop that is suitable candidate for index split.
  93     void findSplitCondition();
  94
  95     /// Find loop's exit condition.
  96     void findLoopConditionals();
  97
  98     /// Return induction variable associated with value V.
  99     void findIndVar(Value *V, Loop *L);
 100
 101     /// processOneIterationLoop - Current loop L contains compare instruction
 102     /// that compares induction variable, IndVar, agains loop invariant. If
 103     /// entire (i.e. meaningful) loop body is dominated by this compare
 104     /// instruction then loop body is executed only for one iteration. In
 105     /// such case eliminate loop structure surrounding this loop body. For
 106     bool processOneIterationLoop(SplitInfo &SD);
 107
 108     /// If loop header includes loop variant instruction operands then
 109     /// this loop may not be eliminated.
 110     bool safeHeader(SplitInfo &SD,  BasicBlock *BB);
 111
 112     /// If Exiting block includes loop variant instructions then this
 113     /// loop may not be eliminated.
 114     bool safeExitingBlock(SplitInfo &SD, BasicBlock *BB);
 115
 116     /// removeBlocks - Remove basic block DeadBB and all blocks dominated by DeadBB.
 117     /// This routine is used to remove split condition's dead branch, dominated by
 118     /// DeadBB. LiveBB dominates split conidition's other branch.
 119     void removeBlocks(BasicBlock *DeadBB, Loop *LP, BasicBlock *LiveBB);
 120
 121     /// safeSplitCondition - Return true if it is possible to
 122     /// split loop using given split condition.
 123     bool safeSplitCondition(SplitInfo &SD);
 124
 125     /// calculateLoopBounds - ALoop exit value and BLoop start values are calculated
 126     /// based on split value.
 127     void calculateLoopBounds(SplitInfo &SD);
 128
 129     /// updatePHINodes - CFG has been changed.
 130     /// Before
 131     ///   - ExitBB's single predecessor was Latch
 132     ///   - Latch's second successor was Header
 133     /// Now
 134     ///   - ExitBB's single predecessor was Header
 135     ///   - Latch's one and only successor was Header
 136     ///
 137     /// Update ExitBB PHINodes' to reflect this change.
 138     void updatePHINodes(BasicBlock *ExitBB, BasicBlock *Latch,
 139                         BasicBlock *Header,
 140                         PHINode *IV, Instruction *IVIncrement);
 141
 142     /// moveExitCondition - Move exit condition EC into split condition block CondBB.
 143     void moveExitCondition(BasicBlock *CondBB, BasicBlock *ActiveBB,
 144                            BasicBlock *ExitBB, ICmpInst *EC, ICmpInst *SC,
 145                            PHINode *IV, Instruction *IVAdd, Loop *LP);
 146
 147     /// splitLoop - Split current loop L in two loops using split information
 148     /// SD. Update dominator information. Maintain LCSSA form.
 149     bool splitLoop(SplitInfo &SD);
 150
 151     void initialize() {
 152       IndVar = NULL;
 153       IndVarIncrement = NULL;
 154       ExitCondition = NULL;
 155       StartValue = NULL;
 156       ExitValueNum = 0;
 157       SplitData.clear();
 158     }
 159
 160   private:
 161
 162     // Current Loop.
 163     Loop *L;
 164     LPPassManager *LPM;
 165     LoopInfo *LI;
 166     ScalarEvolution *SE;
 167     DominatorTree *DT;
 168     DominanceFrontier *DF;
 169     SmallVector<SplitInfo, 4> SplitData;
 170
 171     // Induction variable whose range is being split by this transformation.
 172     PHINode *IndVar;
 173     Instruction *IndVarIncrement;
 174
 175     // Loop exit condition.
 176     ICmpInst *ExitCondition;
 177
 178     // Induction variable's initial value.
 179     Value *StartValue;
 180
 181     // Induction variable's final loop exit value operand number in exit condition..
 182     unsigned ExitValueNum;
 183   };
 184
 185   char LoopIndexSplit::ID = 0;
 186   RegisterPass<LoopIndexSplit> X ("loop-index-split", "Index Split Loops");
 187 }
 188
 189 LoopPass *llvm::createLoopIndexSplitPass() {
 190   return new LoopIndexSplit();
 191 }
 192
 193 // Index split Loop L. Return true if loop is split.
 194 bool LoopIndexSplit::runOnLoop(Loop *IncomingLoop, LPPassManager &LPM_Ref) {
 195   bool Changed = false;
 196   L = IncomingLoop;
 197   LPM = &LPM_Ref;
 198
 199   // FIXME - Nested loops make dominator info updates tricky.
 200   if (!L->getSubLoops().empty())
 201     return false;
 202
 203   SE = &getAnalysis<ScalarEvolution>();
 204   DT = &getAnalysis<DominatorTree>();
 205   LI = &getAnalysis<LoopInfo>();
 206   DF = &getAnalysis<DominanceFrontier>();
 207
 208   initialize();
 209
 210   findLoopConditionals();
 211
 212   if (!ExitCondition)
 213     return false;
 214
 215   findSplitCondition();
 216
 217   if (SplitData.empty())
 218     return false;
 219
 220   // First see if it is possible to eliminate loop itself or not.
 221   for (SmallVector<SplitInfo, 4>::iterator SI = SplitData.begin(),
 222          E = SplitData.end(); SI != E;) {
 223     SplitInfo &SD = *SI;
 224     if (SD.SplitCondition->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_EQ) {
 225       Changed = processOneIterationLoop(SD);
 226       if (Changed) {
 227         ++NumIndexSplit;
 228         // If is loop is eliminated then nothing else to do here.
 229         return Changed;
 230       } else {
 231         SmallVector<SplitInfo, 4>::iterator Delete_SI = SI;
 232         ++SI;
 233         SplitData.erase(Delete_SI);
 234       }
 235     } else
 236       ++SI;
 237   }
 238
 239   if (SplitData.empty())
 240     return false;
 241
 242   // Split most profitiable condition.
 243   // FIXME : Implement cost analysis.
 244   unsigned MostProfitableSDIndex = 0;
 245   Changed = splitLoop(SplitData[MostProfitableSDIndex]);
 246
 247   if (Changed)
 248     ++NumIndexSplit;
 249
 250   return Changed;
 251 }
 252
 253 /// Return true if V is a induction variable or induction variable's
 254 /// increment for loop L.
 255 void LoopIndexSplit::findIndVar(Value *V, Loop *L) {
 256
 257   Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V);
 258   if (!I)
 259     return;
 260
 261   // Check if I is a phi node from loop header or not.
 262   if (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(V)) {
 263     if (PN->getParent() == L->getHeader()) {
 264       IndVar = PN;
 265       return;
 266     }
 267   }
 268
 269   // Check if I is a add instruction whose one operand is
 270   // phi node from loop header and second operand is constant.
 271   if (I->getOpcode() != Instruction::Add)
 272     return;
 273
 274   Value *Op0 = I->getOperand(0);
 275   Value *Op1 = I->getOperand(1);
 276
 277   if (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(Op0)) {
 278     if (PN->getParent() == L->getHeader()
 279         && isa<ConstantInt>(Op1)) {
 280       IndVar = PN;
 281       IndVarIncrement = I;
 282       return;
 283     }
 284   }
 285
 286   if (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(Op1)) {
 287     if (PN->getParent() == L->getHeader()
 288         && isa<ConstantInt>(Op0)) {
 289       IndVar = PN;
 290       IndVarIncrement = I;
 291       return;
 292     }
 293   }
 294
 295   return;
 296 }
 297
 298 // Find loop's exit condition and associated induction variable.
 299 void LoopIndexSplit::findLoopConditionals() {
 300
 301   BasicBlock *ExitingBlock = NULL;
 302
 303   for (Loop::block_iterator I = L->block_begin(), E = L->block_end();
 304        I != E; ++I) {
 305     BasicBlock *BB = *I;
 306     if (!L->isLoopExit(BB))
 307       continue;
 308     if (ExitingBlock)
 309       return;
 310     ExitingBlock = BB;
 311   }
 312
 313   if (!ExitingBlock)
 314     return;
 315
 316   // If exiting block is neither loop header nor loop latch then this loop is
 317   // not suitable.
 318   if (ExitingBlock != L->getHeader() && ExitingBlock != L->getLoopLatch())
 319     return;
 320
 321   // If exit block's terminator is conditional branch inst then we have found
 322   // exit condition.
 323   BranchInst *BR = dyn_cast<BranchInst>(ExitingBlock->getTerminator());
 324   if (!BR || BR->isUnconditional())
 325     return;
 326
 327   ICmpInst *CI = dyn_cast<ICmpInst>(BR->getCondition());
 328   if (!CI)
 329     return;
 330
 331   // FIXME
 332   if (CI->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_EQ
 333       || CI->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE)
 334     return;
 335
 336   if (CI->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SGT
 337       || CI->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_UGT
 338       || CI->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SGE
 339       || CI->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_UGE) {
 340
 341     BasicBlock *FirstSuccessor = BR->getSuccessor(0);
 342     // splitLoop() is expecting LT/LE as exit condition predicate.
 343     // Swap operands here if possible to meet this requirement.
 344     if (!L->contains(FirstSuccessor))
 345       CI->swapOperands();
 346     else
 347       return;
 348   }
 349
 350   ExitCondition = CI;
 351
 352   // Exit condition's one operand is loop invariant exit value and second
 353   // operand is SCEVAddRecExpr based on induction variable.
 354   Value *V0 = CI->getOperand(0);
 355   Value *V1 = CI->getOperand(1);
 356
 357   SCEVHandle SH0 = SE->getSCEV(V0);
 358   SCEVHandle SH1 = SE->getSCEV(V1);
 359
 360   if (SH0->isLoopInvariant(L) && isa<SCEVAddRecExpr>(SH1)) {
 361     ExitValueNum = 0;
 362     findIndVar(V1, L);
 363   }
 364   else if (SH1->isLoopInvariant(L) && isa<SCEVAddRecExpr>(SH0)) {
 365     ExitValueNum =  1;
 366     findIndVar(V0, L);
 367   }
 368
 369   if (!IndVar)
 370     ExitCondition = NULL;
 371   else if (IndVar) {
 372     BasicBlock *Preheader = L->getLoopPreheader();
 373     StartValue = IndVar->getIncomingValueForBlock(Preheader);
 374   }
 375 }
 376
 377 /// Find condition inside a loop that is suitable candidate for index split.
 378 void LoopIndexSplit::findSplitCondition() {
 379
 380   SplitInfo SD;
 381   // Check all basic block's terminators.
 382   for (Loop::block_iterator I = L->block_begin(), E = L->block_end();
 383        I != E; ++I) {
 384     BasicBlock *BB = *I;
 385
 386     // If this basic block does not terminate in a conditional branch
 387     // then terminator is not a suitable split condition.
 388     BranchInst *BR = dyn_cast<BranchInst>(BB->getTerminator());
 389     if (!BR)
 390       continue;
 391
 392     if (BR->isUnconditional())
 393       continue;
 394
 395     ICmpInst *CI = dyn_cast<ICmpInst>(BR->getCondition());
 396     if (!CI || CI == ExitCondition)
 397       continue;
 398
 399     if (CI->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE)
 400       continue;
 401
 402     // If split condition predicate is GT or GE then first execute
 403     // false branch of split condition.
 404     if (CI->getPredicate() != ICmpInst::ICMP_ULT
 405         && CI->getPredicate() != ICmpInst::ICMP_SLT
 406         && CI->getPredicate() != ICmpInst::ICMP_ULE
 407         && CI->getPredicate() != ICmpInst::ICMP_SLE)
 408       SD.UseTrueBranchFirst = false;
 409
 410     // If one operand is loop invariant and second operand is SCEVAddRecExpr
 411     // based on induction variable then CI is a candidate split condition.
 412     Value *V0 = CI->getOperand(0);
 413     Value *V1 = CI->getOperand(1);
 414
 415     SCEVHandle SH0 = SE->getSCEV(V0);
 416     SCEVHandle SH1 = SE->getSCEV(V1);
 417
 418     if (SH0->isLoopInvariant(L) && isa<SCEVAddRecExpr>(SH1)) {
 419       SD.SplitValue = V0;
 420       SD.SplitCondition = CI;
 421       if (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(V1)) {
 422         if (PN == IndVar)
 423           SplitData.push_back(SD);
 424       }
 425       else  if (Instruction *Insn = dyn_cast<Instruction>(V1)) {
 426         if (IndVarIncrement && IndVarIncrement == Insn)
 427           SplitData.push_back(SD);
 428       }
 429     }
 430     else if (SH1->isLoopInvariant(L) && isa<SCEVAddRecExpr>(SH0)) {
 431       SD.SplitValue =  V1;
 432       SD.SplitCondition = CI;
 433       if (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(V0)) {
 434         if (PN == IndVar)
 435           SplitData.push_back(SD);
 436       }
 437       else  if (Instruction *Insn = dyn_cast<Instruction>(V0)) {
 438         if (IndVarIncrement && IndVarIncrement == Insn)
 439           SplitData.push_back(SD);
 440       }
 441     }
 442   }
 443 }
 444
 445 /// processOneIterationLoop - Current loop L contains compare instruction
 446 /// that compares induction variable, IndVar, against loop invariant. If
 447 /// entire (i.e. meaningful) loop body is dominated by this compare
 448 /// instruction then loop body is executed only once. In such case eliminate
 449 /// loop structure surrounding this loop body. For example,
 450 ///     for (int i = start; i < end; ++i) {
 451 ///         if ( i == somevalue) {
 452 ///           loop_body
 453 ///         }
 454 ///     }
 455 /// can be transformed into
 456 ///     if (somevalue >= start && somevalue < end) {
 457 ///        i = somevalue;
 458 ///        loop_body
 459 ///     }
 460 bool LoopIndexSplit::processOneIterationLoop(SplitInfo &SD) {
 461
 462   BasicBlock *Header = L->getHeader();
 463
 464   // First of all, check if SplitCondition dominates entire loop body
 465   // or not.
 466
 467   // If SplitCondition is not in loop header then this loop is not suitable
 468   // for this transformation.
 469   if (SD.SplitCondition->getParent() != Header)
 470     return false;
 471
 472   // If loop header includes loop variant instruction operands then
 473   // this loop may not be eliminated.
 474   if (!safeHeader(SD, Header))
 475     return false;
 476
 477   // If Exiting block includes loop variant instructions then this
 478   // loop may not be eliminated.
 479   if (!safeExitingBlock(SD, ExitCondition->getParent()))
 480     return false;
 481
 482   // Update CFG.
 483
 484   // Replace index variable with split value in loop body. Loop body is executed
 485   // only when index variable is equal to split value.
 486   IndVar->replaceAllUsesWith(SD.SplitValue);
 487
 488   // Remove Latch to Header edge.
 489   BasicBlock *Latch = L->getLoopLatch();
 490   BasicBlock *LatchSucc = NULL;
 491   BranchInst *BR = dyn_cast<BranchInst>(Latch->getTerminator());
 492   if (!BR)
 493     return false;
 494   Header->removePredecessor(Latch);
 495   for (succ_iterator SI = succ_begin(Latch), E = succ_end(Latch);
 496        SI != E; ++SI) {
 497     if (Header != *SI)
 498       LatchSucc = *SI;
 499   }
 500   BR->setUnconditionalDest(LatchSucc);
 501
 502   Instruction *Terminator = Header->getTerminator();
 503   Value *ExitValue = ExitCondition->getOperand(ExitValueNum);
 504
 505   // Replace split condition in header.
 506   // Transform
 507   //      SplitCondition : icmp eq i32 IndVar, SplitValue
 508   // into
 509   //      c1 = icmp uge i32 SplitValue, StartValue
 510   //      c2 = icmp ult i32 SplitValue, ExitValue
 511   //      and i32 c1, c2
 512   bool SignedPredicate = ExitCondition->isSignedPredicate();
 513   Instruction *C1 = new ICmpInst(SignedPredicate ?
 514                                  ICmpInst::ICMP_SGE : ICmpInst::ICMP_UGE,
 515                                  SD.SplitValue, StartValue, "lisplit",
 516                                  Terminator);
 517   Instruction *C2 = new ICmpInst(SignedPredicate ?
 518                                  ICmpInst::ICMP_SLT : ICmpInst::ICMP_ULT,
 519                                  SD.SplitValue, ExitValue, "lisplit",
 520                                  Terminator);
 521   Instruction *NSplitCond = BinaryOperator::createAnd(C1, C2, "lisplit",
 522                                                       Terminator);
 523   SD.SplitCondition->replaceAllUsesWith(NSplitCond);
 524   SD.SplitCondition->eraseFromParent();
 525
 526   // Now, clear latch block. Remove instructions that are responsible
 527   // to increment induction variable.
 528   Instruction *LTerminator = Latch->getTerminator();
 529   for (BasicBlock::iterator LB = Latch->begin(), LE = Latch->end();
 530        LB != LE; ) {
 531     Instruction *I = LB;
 532     ++LB;
 533     if (isa<PHINode>(I) || I == LTerminator)
 534       continue;
 535
 536     if (I == IndVarIncrement)
 537       I->replaceAllUsesWith(ExitValue);
 538     else
 539       I->replaceAllUsesWith(UndefValue::get(I->getType()));
 540     I->eraseFromParent();
 541   }
 542
 543   LPM->deleteLoopFromQueue(L);
 544
 545   // Update Dominator Info.
 546   // Only CFG change done is to remove Latch to Header edge. This
 547   // does not change dominator tree because Latch did not dominate
 548   // Header.
 549   if (DF) {
 550     DominanceFrontier::iterator HeaderDF = DF->find(Header);
 551     if (HeaderDF != DF->end())
 552       DF->removeFromFrontier(HeaderDF, Header);
 553
 554     DominanceFrontier::iterator LatchDF = DF->find(Latch);
 555     if (LatchDF != DF->end())
 556       DF->removeFromFrontier(LatchDF, Header);
 557   }
 558   return true;
 559 }
 560
 561 // If loop header includes loop variant instruction operands then
 562 // this loop can not be eliminated. This is used by processOneIterationLoop().
 563 bool LoopIndexSplit::safeHeader(SplitInfo &SD, BasicBlock *Header) {
 564
 565   Instruction *Terminator = Header->getTerminator();
 566   for(BasicBlock::iterator BI = Header->begin(), BE = Header->end();
 567       BI != BE; ++BI) {
 568     Instruction *I = BI;
 569
 570     // PHI Nodes are OK.
 571     if (isa<PHINode>(I))
 572       continue;
 573
 574     // SplitCondition itself is OK.
 575     if (I == SD.SplitCondition)
 576       continue;
 577
 578     // Induction variable is OK.
 579     if (I == IndVar)
 580       continue;
 581
 582     // Induction variable increment is OK.
 583     if (I == IndVarIncrement)
 584       continue;
 585
 586     // Terminator is also harmless.
 587     if (I == Terminator)
 588       continue;
 589
 590     // Otherwise we have a instruction that may not be safe.
 591     return false;
 592   }
 593
 594   return true;
 595 }
 596
 597 // If Exiting block includes loop variant instructions then this
 598 // loop may not be eliminated. This is used by processOneIterationLoop().
 599 bool LoopIndexSplit::safeExitingBlock(SplitInfo &SD,
 600                                        BasicBlock *ExitingBlock) {
 601
 602   for (BasicBlock::iterator BI = ExitingBlock->begin(),
 603          BE = ExitingBlock->end(); BI != BE; ++BI) {
 604     Instruction *I = BI;
 605
 606     // PHI Nodes are OK.
 607     if (isa<PHINode>(I))
 608       continue;
 609
 610     // Induction variable increment is OK.
 611     if (IndVarIncrement && IndVarIncrement == I)
 612       continue;
 613
 614     // Check if I is induction variable increment instruction.
 615     if (!IndVarIncrement && I->getOpcode() == Instruction::Add) {
 616
 617       Value *Op0 = I->getOperand(0);
 618       Value *Op1 = I->getOperand(1);
 619       PHINode *PN = NULL;
 620       ConstantInt *CI = NULL;
 621
 622       if ((PN = dyn_cast<PHINode>(Op0))) {
 623         if ((CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)))
 624           IndVarIncrement = I;
 625       } else
 626         if ((PN = dyn_cast<PHINode>(Op1))) {
 627           if ((CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op0)))
 628             IndVarIncrement = I;
 629       }
 630
 631       if (IndVarIncrement && PN == IndVar && CI->isOne())
 632         continue;
 633     }
 634
 635     // I is an Exit condition if next instruction is block terminator.
 636     // Exit condition is OK if it compares loop invariant exit value,
 637     // which is checked below.
 638     else if (ICmpInst *EC = dyn_cast<ICmpInst>(I)) {
 639       if (EC == ExitCondition)
 640         continue;
 641     }
 642
 643     if (I == ExitingBlock->getTerminator())
 644       continue;
 645
 646     // Otherwise we have instruction that may not be safe.
 647     return false;
 648   }
 649
 650   // We could not find any reason to consider ExitingBlock unsafe.
 651   return true;
 652 }
 653
 654 /// removeBlocks - Remove basic block DeadBB and all blocks dominated by DeadBB.
 655 /// This routine is used to remove split condition's dead branch, dominated by
 656 /// DeadBB. LiveBB dominates split conidition's other branch.
 657 void LoopIndexSplit::removeBlocks(BasicBlock *DeadBB, Loop *LP,
 658                                   BasicBlock *LiveBB) {
 659
 660   // First update DeadBB's dominance frontier.
 661   SmallVector<BasicBlock *, 8> FrontierBBs;
 662   DominanceFrontier::iterator DeadBBDF = DF->find(DeadBB);
 663   if (DeadBBDF != DF->end()) {
 664     SmallVector<BasicBlock *, 8> PredBlocks;
 665
 666     DominanceFrontier::DomSetType DeadBBSet = DeadBBDF->second;
 667     for (DominanceFrontier::DomSetType::iterator DeadBBSetI = DeadBBSet.begin(),
 668            DeadBBSetE = DeadBBSet.end(); DeadBBSetI != DeadBBSetE; ++DeadBBSetI) {
 669       BasicBlock *FrontierBB = *DeadBBSetI;
 670       FrontierBBs.push_back(FrontierBB);
 671
 672       // Rremove any PHI incoming edge from blocks dominated by DeadBB.
 673       PredBlocks.clear();
 674       for(pred_iterator PI = pred_begin(FrontierBB), PE = pred_end(FrontierBB);
 675           PI != PE; ++PI) {
 676         BasicBlock *P = *PI;
 677         if (P == DeadBB || DT->dominates(DeadBB, P))
 678           PredBlocks.push_back(P);
 679       }
 680
 681       for(BasicBlock::iterator FBI = FrontierBB->begin(), FBE = FrontierBB->end();
 682           FBI != FBE; ++FBI) {
 683         if (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(FBI)) {
 684           for(SmallVector<BasicBlock *, 8>::iterator PI = PredBlocks.begin(),
 685                 PE = PredBlocks.end(); PI != PE; ++PI) {
 686             BasicBlock *P = *PI;
 687             PN->removeIncomingValue(P);
 688           }
 689         }
 690         else
 691           break;
 692       }
 693     }
 694   }
 695
 696   // Now remove DeadBB and all nodes dominated by DeadBB in df order.
 697   SmallVector<BasicBlock *, 32> WorkList;
 698   DomTreeNode *DN = DT->getNode(DeadBB);
 699   for (df_iterator<DomTreeNode*> DI = df_begin(DN),
 700          E = df_end(DN); DI != E; ++DI) {
 701     BasicBlock *BB = DI->getBlock();
 702     WorkList.push_back(BB);
 703     BB->replaceAllUsesWith(UndefValue::get(Type::LabelTy));
 704   }
 705
 706   while (!WorkList.empty()) {
 707     BasicBlock *BB = WorkList.back(); WorkList.pop_back();
 708     for(BasicBlock::iterator BBI = BB->begin(), BBE = BB->end();
 709         BBI != BBE; ++BBI) {
 710       Instruction *I = BBI;
 711       I->replaceAllUsesWith(UndefValue::get(I->getType()));
 712       I->eraseFromParent();
 713     }
 714     LPM->deleteSimpleAnalysisValue(BB, LP);
 715     DT->eraseNode(BB);
 716     DF->removeBlock(BB);
 717     LI->removeBlock(BB);
 718     BB->eraseFromParent();
 719   }
 720
 721   // Update Frontier BBs' dominator info.
 722   while (!FrontierBBs.empty()) {
 723     BasicBlock *FBB = FrontierBBs.back(); FrontierBBs.pop_back();
 724     BasicBlock *NewDominator = FBB->getSinglePredecessor();
 725     if (!NewDominator) {
 726       pred_iterator PI = pred_begin(FBB), PE = pred_end(FBB);
 727       NewDominator = *PI;
 728       ++PI;
 729       if (NewDominator != LiveBB) {
 730         for(; PI != PE; ++PI) {
 731           BasicBlock *P = *PI;
 732           if (P == LiveBB) {
 733             NewDominator = LiveBB;
 734             break;
 735           }
 736           NewDominator = DT->findNearestCommonDominator(NewDominator, P);
 737         }
 738       }
 739     }
 740     assert (NewDominator && "Unable to fix dominator info.");
 741     DT->changeImmediateDominator(FBB, NewDominator);
 742     DF->changeImmediateDominator(FBB, NewDominator, DT);
 743   }
 744
 745 }
 746
 747 /// safeSplitCondition - Return true if it is possible to
 748 /// split loop using given split condition.
 749 bool LoopIndexSplit::safeSplitCondition(SplitInfo &SD) {
 750
 751   BasicBlock *SplitCondBlock = SD.SplitCondition->getParent();
 752
 753   // Unable to handle triange loops at the moment.
 754   // In triangle loop, split condition is in header and one of the
 755   // the split destination is loop latch. If split condition is EQ
 756   // then such loops are already handle in processOneIterationLoop().
 757   BasicBlock *Latch = L->getLoopLatch();
 758   BranchInst *SplitTerminator =
 759     cast<BranchInst>(SplitCondBlock->getTerminator());
 760   BasicBlock *Succ0 = SplitTerminator->getSuccessor(0);
 761   BasicBlock *Succ1 = SplitTerminator->getSuccessor(1);
 762   if (L->getHeader() == SplitCondBlock
 763       && (Latch == Succ0 || Latch == Succ1))
 764     return false;
 765
 766   // If split condition branches heads do not have single predecessor,
 767   // SplitCondBlock, then is not possible to remove inactive branch.
 768   if (!Succ0->getSinglePredecessor() || !Succ1->getSinglePredecessor())
 769     return false;
 770
 771   // Finally this split condition is safe only if merge point for
 772   // split condition branch is loop latch. This check along with previous
 773   // check, to ensure that exit condition is in either loop latch or header,
 774   // filters all loops with non-empty loop body between merge point
 775   // and exit condition.
 776   DominanceFrontier::iterator Succ0DF = DF->find(Succ0);
 777   assert (Succ0DF != DF->end() && "Unable to find Succ0 dominance frontier");
 778   if (Succ0DF->second.count(Latch))
 779     return true;
 780
 781   DominanceFrontier::iterator Succ1DF = DF->find(Succ1);
 782   assert (Succ1DF != DF->end() && "Unable to find Succ1 dominance frontier");
 783   if (Succ1DF->second.count(Latch))
 784     return true;
 785
 786   return false;
 787 }
 788
 789 /// calculateLoopBounds - ALoop exit value and BLoop start values are calculated
 790 /// based on split value.
 791 void LoopIndexSplit::calculateLoopBounds(SplitInfo &SD) {
 792
 793   ICmpInst::Predicate SP = SD.SplitCondition->getPredicate();
 794   const Type *Ty = SD.SplitValue->getType();
 795   bool Sign = ExitCondition->isSignedPredicate();
 796   BasicBlock *Preheader = L->getLoopPreheader();
 797   Instruction *PHTerminator = Preheader->getTerminator();
 798
 799   // Initially use split value as upper loop bound for first loop and lower loop
 800   // bound for second loop.
 801   Value *AEV = SD.SplitValue;
 802   Value *BSV = SD.SplitValue;
 803
 804   switch (ExitCondition->getPredicate()) {
 805   case ICmpInst::ICMP_SGT:
 806   case ICmpInst::ICMP_UGT:
 807   case ICmpInst::ICMP_SGE:
 808   case ICmpInst::ICMP_UGE:
 809   default:
 810     assert (0 && "Unexpected exit condition predicate");
 811
 812   case ICmpInst::ICMP_SLT:
 813   case ICmpInst::ICMP_ULT:
 814     {
 815       switch (SP) {
 816       case ICmpInst::ICMP_SLT:
 817       case ICmpInst::ICMP_ULT:
 818         //
 819         // for (i = LB; i < UB; ++i) { if (i < SV) A; else B; }
 820         //
 821         // is transformed into
 822         // AEV = BSV = SV
 823         // for (i = LB; i < min(UB, AEV); ++i)
 824         //    A;
 825         // for (i = max(LB, BSV); i < UB; ++i);
 826         //    B;
 827         break;
 828       case ICmpInst::ICMP_SLE:
 829       case ICmpInst::ICMP_ULE:
 830         {
 831           //
 832           // for (i = LB; i < UB; ++i) { if (i <= SV) A; else B; }
 833           //
 834           // is transformed into
 835           //
 836           // AEV = SV + 1
 837           // BSV = SV + 1
 838           // for (i = LB; i < min(UB, AEV); ++i)
 839           //       A;
 840           // for (i = max(LB, BSV); i < UB; ++i)
 841           //       B;
 842           BSV = BinaryOperator::createAdd(SD.SplitValue,
 843                                           ConstantInt::get(Ty, 1, Sign),
 844                                           "lsplit.add", PHTerminator);
 845           AEV = BSV;
 846         }
 847         break;
 848       case ICmpInst::ICMP_SGE:
 849       case ICmpInst::ICMP_UGE:
 850         //
 851         // for (i = LB; i < UB; ++i) { if (i >= SV) A; else B; }
 852         //
 853         // is transformed into
 854         // AEV = BSV = SV
 855         // for (i = LB; i < min(UB, AEV); ++i)
 856         //    B;
 857         // for (i = max(BSV, LB); i < UB; ++i)
 858         //    A;
 859         break;
 860       case ICmpInst::ICMP_SGT:
 861       case ICmpInst::ICMP_UGT:
 862         {
 863           //
 864           // for (i = LB; i < UB; ++i) { if (i > SV) A; else B; }
 865           //
 866           // is transformed into
 867           //
 868           // BSV = AEV = SV + 1
 869           // for (i = LB; i < min(UB, AEV); ++i)
 870           //       B;
 871           // for (i = max(LB, BSV); i < UB; ++i)
 872           //       A;
 873           BSV = BinaryOperator::createAdd(SD.SplitValue,
 874                                           ConstantInt::get(Ty, 1, Sign),
 875                                           "lsplit.add", PHTerminator);
 876           AEV = BSV;
 877         }
 878         break;
 879       default:
 880         assert (0 && "Unexpected split condition predicate");
 881         break;
 882       } // end switch (SP)
 883     }
 884     break;
 885   case ICmpInst::ICMP_SLE:
 886   case ICmpInst::ICMP_ULE:
 887     {
 888       switch (SP) {
 889       case ICmpInst::ICMP_SLT:
 890       case ICmpInst::ICMP_ULT:
 891         //
 892         // for (i = LB; i <= UB; ++i) { if (i < SV) A; else B; }
 893         //
 894         // is transformed into
 895         // AEV = SV - 1;
 896         // BSV = SV;
 897         // for (i = LB; i <= min(UB, AEV); ++i)
 898         //       A;
 899         // for (i = max(LB, BSV); i <= UB; ++i)
 900         //       B;
 901         AEV = BinaryOperator::createSub(SD.SplitValue,
 902                                         ConstantInt::get(Ty, 1, Sign),
 903                                         "lsplit.sub", PHTerminator);
 904         break;
 905       case ICmpInst::ICMP_SLE:
 906       case ICmpInst::ICMP_ULE:
 907         //
 908         // for (i = LB; i <= UB; ++i) { if (i <= SV) A; else B; }
 909         //
 910         // is transformed into
 911         // AEV = SV;
 912         // BSV = SV + 1;
 913         // for (i = LB; i <= min(UB, AEV); ++i)
 914         //       A;
 915         // for (i = max(LB, BSV); i <= UB; ++i)
 916         //       B;
 917         BSV = BinaryOperator::createAdd(SD.SplitValue,
 918                                         ConstantInt::get(Ty, 1, Sign),
 919                                         "lsplit.add", PHTerminator);
 920         break;
 921       case ICmpInst::ICMP_SGT:
 922       case ICmpInst::ICMP_UGT:
 923         //
 924         // for (i = LB; i <= UB; ++i) { if (i > SV) A; else B; }
 925         //
 926         // is transformed into
 927         // AEV = SV;
 928         // BSV = SV + 1;
 929         // for (i = LB; i <= min(AEV, UB); ++i)
 930         //      B;
 931         // for (i = max(LB, BSV); i <= UB; ++i)
 932         //      A;
 933         BSV = BinaryOperator::createAdd(SD.SplitValue,
 934                                         ConstantInt::get(Ty, 1, Sign),
 935                                         "lsplit.add", PHTerminator);
 936         break;
 937       case ICmpInst::ICMP_SGE:
 938       case ICmpInst::ICMP_UGE:
 939         // ** TODO **
 940         //
 941         // for (i = LB; i <= UB; ++i) { if (i >= SV) A; else B; }
 942         //
 943         // is transformed into
 944         // AEV = SV - 1;
 945         // BSV = SV;
 946         // for (i = LB; i <= min(AEV, UB); ++i)
 947         //      B;
 948         // for (i = max(LB, BSV); i <= UB; ++i)
 949         //      A;
 950         AEV = BinaryOperator::createSub(SD.SplitValue,
 951                                         ConstantInt::get(Ty, 1, Sign),
 952                                         "lsplit.sub", PHTerminator);
 953         break;
 954       default:
 955         assert (0 && "Unexpected split condition predicate");
 956         break;
 957       } // end switch (SP)
 958     }
 959     break;
 960   }
 961
 962   // Calculate ALoop induction variable's new exiting value and
 963   // BLoop induction variable's new starting value. Calculuate these
 964   // values in original loop's preheader.
 965   //      A_ExitValue = min(SplitValue, OrignalLoopExitValue)
 966   //      B_StartValue = max(SplitValue, OriginalLoopStartValue)
 967   Value *C1 = new ICmpInst(Sign ?
 968                            ICmpInst::ICMP_SLT : ICmpInst::ICMP_ULT,
 969                            AEV,
 970                            ExitCondition->getOperand(ExitValueNum),
 971                            "lsplit.ev", PHTerminator);
 972   SD.A_ExitValue = new SelectInst(C1, AEV,
 973                                   ExitCondition->getOperand(ExitValueNum),
 974                                   "lsplit.ev", PHTerminator);
 975
 976   Value *C2 = new ICmpInst(Sign ?
 977                            ICmpInst::ICMP_SLT : ICmpInst::ICMP_ULT,
 978                            BSV, StartValue, "lsplit.sv",
 979                            PHTerminator);
 980   SD.B_StartValue = new SelectInst(C2, StartValue, BSV,
 981                                    "lsplit.sv", PHTerminator);
 982 }
 983
 984 /// splitLoop - Split current loop L in two loops using split information
 985 /// SD. Update dominator information. Maintain LCSSA form.
 986 bool LoopIndexSplit::splitLoop(SplitInfo &SD) {
 987
 988   if (!safeSplitCondition(SD))
 989     return false;
 990
 991   // After loop is cloned there are two loops.
 992   //
 993   // First loop, referred as ALoop, executes first part of loop's iteration
 994   // space split.  Second loop, referred as BLoop, executes remaining
 995   // part of loop's iteration space.
 996   //
 997   // ALoop's exit edge enters BLoop's header through a forwarding block which
 998   // acts as a BLoop's preheader.
 999   BasicBlock *Preheader = L->getLoopPreheader();
1000
1001   // Calculate ALoop induction variable's new exiting value and
1002   // BLoop induction variable's new starting value.
1003   calculateLoopBounds(SD);
1004
1005   //[*] Clone loop.
1006   DenseMap<const Value *, Value *> ValueMap;
1007   Loop *BLoop = CloneLoop(L, LPM, LI, ValueMap, this);
1008   Loop *ALoop = L;
1009   BasicBlock *B_Header = BLoop->getHeader();
1010
1011   //[*] ALoop's exiting edge BLoop's header.
1012   //    ALoop's original exit block becomes BLoop's exit block.
1013   PHINode *B_IndVar = cast<PHINode>(ValueMap[IndVar]);
1014   BasicBlock *A_ExitingBlock = ExitCondition->getParent();
1015   BranchInst *A_ExitInsn =
1016     dyn_cast<BranchInst>(A_ExitingBlock->getTerminator());
1017   assert (A_ExitInsn && "Unable to find suitable loop exit branch");
1018   BasicBlock *B_ExitBlock = A_ExitInsn->getSuccessor(1);
1019   if (L->contains(B_ExitBlock)) {
1020     B_ExitBlock = A_ExitInsn->getSuccessor(0);
1021     A_ExitInsn->setSuccessor(0, B_Header);
1022   } else
1023     A_ExitInsn->setSuccessor(1, B_Header);
1024
1025   //[*] Update ALoop's exit value using new exit value.
1026   ExitCondition->setOperand(ExitValueNum, SD.A_ExitValue);
1027
1028   // [*] Update BLoop's header phi nodes. Remove incoming PHINode's from
1029   //     original loop's preheader. Add incoming PHINode values from
1030   //     ALoop's exiting block. Update BLoop header's domiantor info.
1031
1032   // Collect inverse map of Header PHINodes.
1033   DenseMap<Value *, Value *> InverseMap;
1034   for (BasicBlock::iterator BI = L->getHeader()->begin(),
1035          BE = L->getHeader()->end(); BI != BE; ++BI) {
1036     if (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(BI)) {
1037       PHINode *PNClone = cast<PHINode>(ValueMap[PN]);
1038       InverseMap[PNClone] = PN;
1039     } else
1040       break;
1041   }
1042
1043   for (BasicBlock::iterator BI = B_Header->begin(), BE = B_Header->end();
1044        BI != BE; ++BI) {
1045     if (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(BI)) {
1046       // Remove incoming value from original preheader.
1047       PN->removeIncomingValue(Preheader);
1048
1049       // Add incoming value from A_ExitingBlock.
1050       if (PN == B_IndVar)
1051         PN->addIncoming(SD.B_StartValue, A_ExitingBlock);
1052       else {
1053         PHINode *OrigPN = cast<PHINode>(InverseMap[PN]);
1054         Value *V2 = OrigPN->getIncomingValueForBlock(A_ExitingBlock);
1055         PN->addIncoming(V2, A_ExitingBlock);
1056       }
1057     } else
1058       break;
1059   }
1060   DT->changeImmediateDominator(B_Header, A_ExitingBlock);
1061   DF->changeImmediateDominator(B_Header, A_ExitingBlock, DT);
1062
1063   // [*] Update BLoop's exit block. Its new predecessor is BLoop's exit
1064   //     block. Remove incoming PHINode values from ALoop's exiting block.
1065   //     Add new incoming values from BLoop's incoming exiting value.
1066   //     Update BLoop exit block's dominator info..
1067   BasicBlock *B_ExitingBlock = cast<BasicBlock>(ValueMap[A_ExitingBlock]);
1068   for (BasicBlock::iterator BI = B_ExitBlock->begin(), BE = B_ExitBlock->end();
1069        BI != BE; ++BI) {
1070     if (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(BI)) {
1071       PN->addIncoming(ValueMap[PN->getIncomingValueForBlock(A_ExitingBlock)],
1072                                                             B_ExitingBlock);
1073       PN->removeIncomingValue(A_ExitingBlock);
1074     } else
1075       break;
1076   }
1077
1078   DT->changeImmediateDominator(B_ExitBlock, B_ExitingBlock);
1079   DF->changeImmediateDominator(B_ExitBlock, B_ExitingBlock, DT);
1080
1081   //[*] Split ALoop's exit edge. This creates a new block which
1082   //    serves two purposes. First one is to hold PHINode defnitions
1083   //    to ensure that ALoop's LCSSA form. Second use it to act
1084   //    as a preheader for BLoop.
1085   BasicBlock *A_ExitBlock = SplitEdge(A_ExitingBlock, B_Header, this);
1086
1087   //[*] Preserve ALoop's LCSSA form. Create new forwarding PHINodes
1088   //    in A_ExitBlock to redefine outgoing PHI definitions from ALoop.
1089   for(BasicBlock::iterator BI = B_Header->begin(), BE = B_Header->end();
1090       BI != BE; ++BI) {
1091     if (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(BI)) {
1092       Value *V1 = PN->getIncomingValueForBlock(A_ExitBlock);
1093       PHINode *newPHI = new PHINode(PN->getType(), PN->getName());
1094       newPHI->addIncoming(V1, A_ExitingBlock);
1095       A_ExitBlock->getInstList().push_front(newPHI);
1096       PN->removeIncomingValue(A_ExitBlock);
1097       PN->addIncoming(newPHI, A_ExitBlock);
1098     } else
1099       break;
1100   }
1101
1102   //[*] Eliminate split condition's inactive branch from ALoop.
1103   BasicBlock *A_SplitCondBlock = SD.SplitCondition->getParent();
1104   BranchInst *A_BR = cast<BranchInst>(A_SplitCondBlock->getTerminator());
1105   BasicBlock *A_InactiveBranch = NULL;
1106   BasicBlock *A_ActiveBranch = NULL;
1107   if (SD.UseTrueBranchFirst) {
1108     A_ActiveBranch = A_BR->getSuccessor(0);
1109     A_InactiveBranch = A_BR->getSuccessor(1);
1110   } else {
1111     A_ActiveBranch = A_BR->getSuccessor(1);
1112     A_InactiveBranch = A_BR->getSuccessor(0);
1113   }
1114   A_BR->setUnconditionalDest(A_ActiveBranch);
1115   removeBlocks(A_InactiveBranch, L, A_ActiveBranch);
1116
1117   //[*] Eliminate split condition's inactive branch in from BLoop.
1118   BasicBlock *B_SplitCondBlock = cast<BasicBlock>(ValueMap[A_SplitCondBlock]);
1119   BranchInst *B_BR = cast<BranchInst>(B_SplitCondBlock->getTerminator());
1120   BasicBlock *B_InactiveBranch = NULL;
1121   BasicBlock *B_ActiveBranch = NULL;
1122   if (SD.UseTrueBranchFirst) {
1123     B_ActiveBranch = B_BR->getSuccessor(1);
1124     B_InactiveBranch = B_BR->getSuccessor(0);
1125   } else {
1126     B_ActiveBranch = B_BR->getSuccessor(0);
1127     B_InactiveBranch = B_BR->getSuccessor(1);
1128   }
1129   B_BR->setUnconditionalDest(B_ActiveBranch);
1130   removeBlocks(B_InactiveBranch, BLoop, B_ActiveBranch);
1131
1132   BasicBlock *A_Header = L->getHeader();
1133   if (A_ExitingBlock == A_Header)
1134     return true;
1135
1136   //[*] Move exit condition into split condition block to avoid
1137   //    executing dead loop iteration.
1138   ICmpInst *B_ExitCondition = cast<ICmpInst>(ValueMap[ExitCondition]);
1139   Instruction *B_IndVarIncrement = cast<Instruction>(ValueMap[IndVarIncrement]);
1140   ICmpInst *B_SplitCondition = cast<ICmpInst>(ValueMap[SD.SplitCondition]);
1141
1142   moveExitCondition(A_SplitCondBlock, A_ActiveBranch, A_ExitBlock, ExitCondition,
1143                     SD.SplitCondition, IndVar, IndVarIncrement, ALoop);
1144
1145   moveExitCondition(B_SplitCondBlock, B_ActiveBranch, B_ExitBlock, B_ExitCondition,
1146                     B_SplitCondition, B_IndVar, B_IndVarIncrement, BLoop);
1147
1148   return true;
1149 }
1150
1151 // moveExitCondition - Move exit condition EC into split condition block CondBB.
1152 void LoopIndexSplit::moveExitCondition(BasicBlock *CondBB, BasicBlock *ActiveBB,
1153                                        BasicBlock *ExitBB, ICmpInst *EC, ICmpInst *SC,
1154                                        PHINode *IV, Instruction *IVAdd, Loop *LP) {
1155
1156   BasicBlock *ExitingBB = EC->getParent();
1157   Instruction *CurrentBR = CondBB->getTerminator();
1158
1159   // Move exit condition into split condition block.
1160   EC->moveBefore(CurrentBR);
1161   EC->setOperand(ExitValueNum == 0 ? 1 : 0, IV);
1162
1163   // Move exiting block's branch into split condition block. Update its branch
1164   // destination.
1165   BranchInst *ExitingBR = cast<BranchInst>(ExitingBB->getTerminator());
1166   ExitingBR->moveBefore(CurrentBR);
1167   if (ExitingBR->getSuccessor(0) == ExitBB)
1168     ExitingBR->setSuccessor(1, ActiveBB);
1169   else
1170     ExitingBR->setSuccessor(0, ActiveBB);
1171
1172   // Remove split condition and current split condition branch.
1173   SC->eraseFromParent();
1174   CurrentBR->eraseFromParent();
1175
1176   // Connect exiting block to split condition block.
1177   new BranchInst(CondBB, ExitingBB);
1178
1179   // Update PHINodes
1180   updatePHINodes(ExitBB, ExitingBB, CondBB, IV, IVAdd);
1181
1182   // Fix dominator info.
1183   // ExitBB is now dominated by CondBB
1184   DT->changeImmediateDominator(ExitBB, CondBB);
1185   DF->changeImmediateDominator(ExitBB, CondBB, DT);
1186
1187   // Basicblocks dominated by ActiveBB may have ExitingBB or
1188   // a basic block outside the loop in their DF list. If so,
1189   // replace it with CondBB.
1190   DomTreeNode *Node = DT->getNode(ActiveBB);
1191   for (df_iterator<DomTreeNode *> DI = df_begin(Node), DE = df_end(Node);
1192        DI != DE; ++DI) {
1193     BasicBlock *BB = DI->getBlock();
1194     DominanceFrontier::iterator BBDF = DF->find(BB);
1195     DominanceFrontier::DomSetType::iterator DomSetI = BBDF->second.begin();
1196     DominanceFrontier::DomSetType::iterator DomSetE = BBDF->second.end();
1197     while (DomSetI != DomSetE) {
1198       DominanceFrontier::DomSetType::iterator CurrentItr = DomSetI;
1199       ++DomSetI;
1200       BasicBlock *DFBB = *CurrentItr;
1201       if (DFBB == ExitingBB || !L->contains(DFBB)) {
1202         BBDF->second.erase(DFBB);
1203         BBDF->second.insert(CondBB);
1204       }
1205     }
1206   }
1207 }
1208
1209 /// updatePHINodes - CFG has been changed.
1210 /// Before
1211 ///   - ExitBB's single predecessor was Latch
1212 ///   - Latch's second successor was Header
1213 /// Now
1214 ///   - ExitBB's single predecessor was Header
1215 ///   - Latch's one and only successor was Header
1216 ///
1217 /// Update ExitBB PHINodes' to reflect this change.
1218 void LoopIndexSplit::updatePHINodes(BasicBlock *ExitBB, BasicBlock *Latch,
1219                                     BasicBlock *Header,
1220                                     PHINode *IV, Instruction *IVIncrement) {
1221
1222   for (BasicBlock::iterator BI = ExitBB->begin(), BE = ExitBB->end();
1223        BI != BE; ++BI) {
1224     PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(BI);
1225     if (!PN)
1226       break;
1227
1228     Value *V = PN->getIncomingValueForBlock(Latch);
1229     if (PHINode *PHV = dyn_cast<PHINode>(V)) {
1230       // PHV is in Latch. PHV has two uses, one use is in ExitBB PHINode
1231       // (i.e. PN :)).
1232       // The second use is in Header and it is new incoming value for PN.
1233       PHINode *U1 = NULL;
1234       PHINode *U2 = NULL;
1235       Value *NewV = NULL;
1236       for (Value::use_iterator UI = PHV->use_begin(), E = PHV->use_end();
1237            UI != E; ++UI) {
1238         if (!U1)
1239           U1 = cast<PHINode>(*UI);
1240         else if (!U2)
1241           U2 = cast<PHINode>(*UI);
1242         else
1243           assert ( 0 && "Unexpected third use of this PHINode");
1244       }
1245       assert (U1 && U2 && "Unable to find two uses");
1246
1247       if (U1->getParent() == Header)
1248         NewV = U1;
1249       else
1250         NewV = U2;
1251       PN->addIncoming(NewV, Header);
1252
1253     } else if (Instruction *PHI = dyn_cast<Instruction>(V)) {
1254       // If this instruction is IVIncrement then IV is new incoming value
1255       // from header otherwise this instruction must be incoming value from
1256       // header because loop is in LCSSA form.
1257       if (PHI == IVIncrement)
1258         PN->addIncoming(IV, Header);
1259       else
1260         PN->addIncoming(V, Header);
1261     } else
1262       // Otherwise this is an incoming value from header because loop is in
1263       // LCSSA form.
1264       PN->addIncoming(V, Header);
1265
1266     // Remove incoming value from Latch.
1267     PN->removeIncomingValue(Latch);
1268   }
1269 }