SwitchInst refactoring.
[oota-llvm.git] / lib / Transforms / Utils / Local.cpp
1 //===-- Local.cpp - Functions to perform local transformations ------------===//
2 //
3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
4 //
5 // This file is distributed under the University of Illinois Open Source
6 // License. See LICENSE.TXT for details.
7 //
8 //===----------------------------------------------------------------------===//
9 //
10 // This family of functions perform various local transformations to the
11 // program.
12 //
13 //===----------------------------------------------------------------------===//
14
15 #include "llvm/Transforms/Utils/Local.h"
16 #include "llvm/Constants.h"
17 #include "llvm/GlobalAlias.h"
18 #include "llvm/GlobalVariable.h"
19 #include "llvm/DerivedTypes.h"
20 #include "llvm/Instructions.h"
21 #include "llvm/Intrinsics.h"
22 #include "llvm/IntrinsicInst.h"
23 #include "llvm/Metadata.h"
24 #include "llvm/Operator.h"
25 #include "llvm/ADT/DenseMap.h"
26 #include "llvm/ADT/SmallPtrSet.h"
27 #include "llvm/Analysis/DebugInfo.h"
28 #include "llvm/Analysis/DIBuilder.h"
29 #include "llvm/Analysis/Dominators.h"
30 #include "llvm/Analysis/InstructionSimplify.h"
31 #include "llvm/Analysis/MemoryBuiltins.h"
32 #include "llvm/Analysis/ProfileInfo.h"
33 #include "llvm/Analysis/ValueTracking.h"
34 #include "llvm/Target/TargetData.h"
35 #include "llvm/Support/CFG.h"
36 #include "llvm/Support/Debug.h"
37 #include "llvm/Support/GetElementPtrTypeIterator.h"
38 #include "llvm/Support/IRBuilder.h"
39 #include "llvm/Support/MathExtras.h"
40 #include "llvm/Support/ValueHandle.h"
41 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
42 using namespace llvm;
43
44 //===----------------------------------------------------------------------===//
45 //  Local constant propagation.
46 //
47
48 /// ConstantFoldTerminator - If a terminator instruction is predicated on a
49 /// constant value, convert it into an unconditional branch to the constant
50 /// destination.  This is a nontrivial operation because the successors of this
51 /// basic block must have their PHI nodes updated.
52 /// Also calls RecursivelyDeleteTriviallyDeadInstructions() on any branch/switch
53 /// conditions and indirectbr addresses this might make dead if
54 /// DeleteDeadConditions is true.
55 bool llvm::ConstantFoldTerminator(BasicBlock *BB, bool DeleteDeadConditions) {
56   TerminatorInst *T = BB->getTerminator();
57   IRBuilder<> Builder(T);
58
59   // Branch - See if we are conditional jumping on constant
60   if (BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(T)) {
61     if (BI->isUnconditional()) return false;  // Can't optimize uncond branch
62     BasicBlock *Dest1 = BI->getSuccessor(0);
63     BasicBlock *Dest2 = BI->getSuccessor(1);
64
65     if (ConstantInt *Cond = dyn_cast<ConstantInt>(BI->getCondition())) {
66       // Are we branching on constant?
67       // YES.  Change to unconditional branch...
68       BasicBlock *Destination = Cond->getZExtValue() ? Dest1 : Dest2;
69       BasicBlock *OldDest     = Cond->getZExtValue() ? Dest2 : Dest1;
70
71       //cerr << "Function: " << T->getParent()->getParent()
72       //     << "\nRemoving branch from " << T->getParent()
73       //     << "\n\nTo: " << OldDest << endl;
74
75       // Let the basic block know that we are letting go of it.  Based on this,
76       // it will adjust it's PHI nodes.
77       OldDest->removePredecessor(BB);
78
79       // Replace the conditional branch with an unconditional one.
80       Builder.CreateBr(Destination);
81       BI->eraseFromParent();
82       return true;
83     }
84     
85     if (Dest2 == Dest1) {       // Conditional branch to same location?
86       // This branch matches something like this:
87       //     br bool %cond, label %Dest, label %Dest
88       // and changes it into:  br label %Dest
89
90       // Let the basic block know that we are letting go of one copy of it.
91       assert(BI->getParent() && "Terminator not inserted in block!");
92       Dest1->removePredecessor(BI->getParent());
93
94       // Replace the conditional branch with an unconditional one.
95       Builder.CreateBr(Dest1);
96       Value *Cond = BI->getCondition();
97       BI->eraseFromParent();
98       if (DeleteDeadConditions)
99         RecursivelyDeleteTriviallyDeadInstructions(Cond);
100       return true;
101     }
102     return false;
103   }
104   
105   if (SwitchInst *SI = dyn_cast<SwitchInst>(T)) {
106     // If we are switching on a constant, we can convert the switch into a
107     // single branch instruction!
108     ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(SI->getCondition());
109     BasicBlock *TheOnlyDest = SI->getDefaultDest();  // The default dest
110     BasicBlock *DefaultDest = TheOnlyDest;
111
112     // Figure out which case it goes to.
113     for (unsigned i = 0, e = SI->getNumCases(); i != e; ++i) {
114       // Found case matching a constant operand?
115       if (SI->getCaseValue(i) == CI) {
116         TheOnlyDest = SI->getCaseSuccessor(i);
117         break;
118       }
119
120       // Check to see if this branch is going to the same place as the default
121       // dest.  If so, eliminate it as an explicit compare.
122       if (SI->getCaseSuccessor(i) == DefaultDest) {
123         // Remove this entry.
124         DefaultDest->removePredecessor(SI->getParent());
125         SI->removeCase(i);
126         --i; --e;  // Don't skip an entry...
127         continue;
128       }
129
130       // Otherwise, check to see if the switch only branches to one destination.
131       // We do this by reseting "TheOnlyDest" to null when we find two non-equal
132       // destinations.
133       if (SI->getCaseSuccessor(i) != TheOnlyDest) TheOnlyDest = 0;
134     }
135
136     if (CI && !TheOnlyDest) {
137       // Branching on a constant, but not any of the cases, go to the default
138       // successor.
139       TheOnlyDest = SI->getDefaultDest();
140     }
141
142     // If we found a single destination that we can fold the switch into, do so
143     // now.
144     if (TheOnlyDest) {
145       // Insert the new branch.
146       Builder.CreateBr(TheOnlyDest);
147       BasicBlock *BB = SI->getParent();
148
149       // Remove entries from PHI nodes which we no longer branch to...
150       for (unsigned i = 0, e = SI->getNumSuccessors(); i != e; ++i) {
151         // Found case matching a constant operand?
152         BasicBlock *Succ = SI->getSuccessor(i);
153         if (Succ == TheOnlyDest)
154           TheOnlyDest = 0;  // Don't modify the first branch to TheOnlyDest
155         else
156           Succ->removePredecessor(BB);
157       }
158
159       // Delete the old switch.
160       Value *Cond = SI->getCondition();
161       SI->eraseFromParent();
162       if (DeleteDeadConditions)
163         RecursivelyDeleteTriviallyDeadInstructions(Cond);
164       return true;
165     }
166     
167     if (SI->getNumCases() == 1) {
168       // Otherwise, we can fold this switch into a conditional branch
169       // instruction if it has only one non-default destination.
170       Value *Cond = Builder.CreateICmpEQ(SI->getCondition(),
171                                          SI->getCaseValue(0), "cond");
172
173       // Insert the new branch.
174       Builder.CreateCondBr(Cond, SI->getCaseSuccessor(0), SI->getDefaultDest());
175
176       // Delete the old switch.
177       SI->eraseFromParent();
178       return true;
179     }
180     return false;
181   }
182
183   if (IndirectBrInst *IBI = dyn_cast<IndirectBrInst>(T)) {
184     // indirectbr blockaddress(@F, @BB) -> br label @BB
185     if (BlockAddress *BA =
186           dyn_cast<BlockAddress>(IBI->getAddress()->stripPointerCasts())) {
187       BasicBlock *TheOnlyDest = BA->getBasicBlock();
188       // Insert the new branch.
189       Builder.CreateBr(TheOnlyDest);
190       
191       for (unsigned i = 0, e = IBI->getNumDestinations(); i != e; ++i) {
192         if (IBI->getDestination(i) == TheOnlyDest)
193           TheOnlyDest = 0;
194         else
195           IBI->getDestination(i)->removePredecessor(IBI->getParent());
196       }
197       Value *Address = IBI->getAddress();
198       IBI->eraseFromParent();
199       if (DeleteDeadConditions)
200         RecursivelyDeleteTriviallyDeadInstructions(Address);
201       
202       // If we didn't find our destination in the IBI successor list, then we
203       // have undefined behavior.  Replace the unconditional branch with an
204       // 'unreachable' instruction.
205       if (TheOnlyDest) {
206         BB->getTerminator()->eraseFromParent();
207         new UnreachableInst(BB->getContext(), BB);
208       }
209       
210       return true;
211     }
212   }
213   
214   return false;
215 }
216
217
218 //===----------------------------------------------------------------------===//
219 //  Local dead code elimination.
220 //
221
222 /// isInstructionTriviallyDead - Return true if the result produced by the
223 /// instruction is not used, and the instruction has no side effects.
224 ///
225 bool llvm::isInstructionTriviallyDead(Instruction *I) {
226   if (!I->use_empty() || isa<TerminatorInst>(I)) return false;
227
228   // We don't want the landingpad instruction removed by anything this general.
229   if (isa<LandingPadInst>(I))
230     return false;
231
232   // We don't want debug info removed by anything this general, unless
233   // debug info is empty.
234   if (DbgDeclareInst *DDI = dyn_cast<DbgDeclareInst>(I)) {
235     if (DDI->getAddress())
236       return false;
237     return true;
238   }
239   if (DbgValueInst *DVI = dyn_cast<DbgValueInst>(I)) {
240     if (DVI->getValue())
241       return false;
242     return true;
243   }
244
245   if (!I->mayHaveSideEffects()) return true;
246
247   // Special case intrinsics that "may have side effects" but can be deleted
248   // when dead.
249   if (IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(I)) {
250     // Safe to delete llvm.stacksave if dead.
251     if (II->getIntrinsicID() == Intrinsic::stacksave)
252       return true;
253
254     // Lifetime intrinsics are dead when their right-hand is undef.
255     if (II->getIntrinsicID() == Intrinsic::lifetime_start ||
256         II->getIntrinsicID() == Intrinsic::lifetime_end)
257       return isa<UndefValue>(II->getArgOperand(1));
258   }
259
260   if (extractMallocCall(I)) return true;
261
262   if (CallInst *CI = isFreeCall(I))
263     if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(CI->getArgOperand(0)))
264       return C->isNullValue() || isa<UndefValue>(C);
265
266   return false;
267 }
268
269 /// RecursivelyDeleteTriviallyDeadInstructions - If the specified value is a
270 /// trivially dead instruction, delete it.  If that makes any of its operands
271 /// trivially dead, delete them too, recursively.  Return true if any
272 /// instructions were deleted.
273 bool llvm::RecursivelyDeleteTriviallyDeadInstructions(Value *V) {
274   Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V);
275   if (!I || !I->use_empty() || !isInstructionTriviallyDead(I))
276     return false;
277   
278   SmallVector<Instruction*, 16> DeadInsts;
279   DeadInsts.push_back(I);
280   
281   do {
282     I = DeadInsts.pop_back_val();
283
284     // Null out all of the instruction's operands to see if any operand becomes
285     // dead as we go.
286     for (unsigned i = 0, e = I->getNumOperands(); i != e; ++i) {
287       Value *OpV = I->getOperand(i);
288       I->setOperand(i, 0);
289       
290       if (!OpV->use_empty()) continue;
291     
292       // If the operand is an instruction that became dead as we nulled out the
293       // operand, and if it is 'trivially' dead, delete it in a future loop
294       // iteration.
295       if (Instruction *OpI = dyn_cast<Instruction>(OpV))
296         if (isInstructionTriviallyDead(OpI))
297           DeadInsts.push_back(OpI);
298     }
299     
300     I->eraseFromParent();
301   } while (!DeadInsts.empty());
302
303   return true;
304 }
305
306 /// areAllUsesEqual - Check whether the uses of a value are all the same.
307 /// This is similar to Instruction::hasOneUse() except this will also return
308 /// true when there are no uses or multiple uses that all refer to the same
309 /// value.
310 static bool areAllUsesEqual(Instruction *I) {
311   Value::use_iterator UI = I->use_begin();
312   Value::use_iterator UE = I->use_end();
313   if (UI == UE)
314     return true;
315
316   User *TheUse = *UI;
317   for (++UI; UI != UE; ++UI) {
318     if (*UI != TheUse)
319       return false;
320   }
321   return true;
322 }
323
324 /// RecursivelyDeleteDeadPHINode - If the specified value is an effectively
325 /// dead PHI node, due to being a def-use chain of single-use nodes that
326 /// either forms a cycle or is terminated by a trivially dead instruction,
327 /// delete it.  If that makes any of its operands trivially dead, delete them
328 /// too, recursively.  Return true if a change was made.
329 bool llvm::RecursivelyDeleteDeadPHINode(PHINode *PN) {
330   SmallPtrSet<Instruction*, 4> Visited;
331   for (Instruction *I = PN; areAllUsesEqual(I) && !I->mayHaveSideEffects();
332        I = cast<Instruction>(*I->use_begin())) {
333     if (I->use_empty())
334       return RecursivelyDeleteTriviallyDeadInstructions(I);
335
336     // If we find an instruction more than once, we're on a cycle that
337     // won't prove fruitful.
338     if (!Visited.insert(I)) {
339       // Break the cycle and delete the instruction and its operands.
340       I->replaceAllUsesWith(UndefValue::get(I->getType()));
341       (void)RecursivelyDeleteTriviallyDeadInstructions(I);
342       return true;
343     }
344   }
345   return false;
346 }
347
348 /// SimplifyInstructionsInBlock - Scan the specified basic block and try to
349 /// simplify any instructions in it and recursively delete dead instructions.
350 ///
351 /// This returns true if it changed the code, note that it can delete
352 /// instructions in other blocks as well in this block.
353 bool llvm::SimplifyInstructionsInBlock(BasicBlock *BB, const TargetData *TD) {
354   bool MadeChange = false;
355   for (BasicBlock::iterator BI = BB->begin(), E = BB->end(); BI != E; ) {
356     Instruction *Inst = BI++;
357     
358     if (Value *V = SimplifyInstruction(Inst, TD)) {
359       WeakVH BIHandle(BI);
360       ReplaceAndSimplifyAllUses(Inst, V, TD);
361       MadeChange = true;
362       if (BIHandle != BI)
363         BI = BB->begin();
364       continue;
365     }
366
367     if (Inst->isTerminator())
368       break;
369
370     WeakVH BIHandle(BI);
371     MadeChange |= RecursivelyDeleteTriviallyDeadInstructions(Inst);
372     if (BIHandle != BI)
373       BI = BB->begin();
374   }
375   return MadeChange;
376 }
377
378 //===----------------------------------------------------------------------===//
379 //  Control Flow Graph Restructuring.
380 //
381
382
383 /// RemovePredecessorAndSimplify - Like BasicBlock::removePredecessor, this
384 /// method is called when we're about to delete Pred as a predecessor of BB.  If
385 /// BB contains any PHI nodes, this drops the entries in the PHI nodes for Pred.
386 ///
387 /// Unlike the removePredecessor method, this attempts to simplify uses of PHI
388 /// nodes that collapse into identity values.  For example, if we have:
389 ///   x = phi(1, 0, 0, 0)
390 ///   y = and x, z
391 ///
392 /// .. and delete the predecessor corresponding to the '1', this will attempt to
393 /// recursively fold the and to 0.
394 void llvm::RemovePredecessorAndSimplify(BasicBlock *BB, BasicBlock *Pred,
395                                         TargetData *TD) {
396   // This only adjusts blocks with PHI nodes.
397   if (!isa<PHINode>(BB->begin()))
398     return;
399   
400   // Remove the entries for Pred from the PHI nodes in BB, but do not simplify
401   // them down.  This will leave us with single entry phi nodes and other phis
402   // that can be removed.
403   BB->removePredecessor(Pred, true);
404   
405   WeakVH PhiIt = &BB->front();
406   while (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(PhiIt)) {
407     PhiIt = &*++BasicBlock::iterator(cast<Instruction>(PhiIt));
408
409     Value *PNV = SimplifyInstruction(PN, TD);
410     if (PNV == 0) continue;
411
412     // If we're able to simplify the phi to a single value, substitute the new
413     // value into all of its uses.
414     assert(PNV != PN && "SimplifyInstruction broken!");
415     
416     Value *OldPhiIt = PhiIt;
417     ReplaceAndSimplifyAllUses(PN, PNV, TD);
418     
419     // If recursive simplification ended up deleting the next PHI node we would
420     // iterate to, then our iterator is invalid, restart scanning from the top
421     // of the block.
422     if (PhiIt != OldPhiIt) PhiIt = &BB->front();
423   }
424 }
425
426
427 /// MergeBasicBlockIntoOnlyPred - DestBB is a block with one predecessor and its
428 /// predecessor is known to have one successor (DestBB!).  Eliminate the edge
429 /// between them, moving the instructions in the predecessor into DestBB and
430 /// deleting the predecessor block.
431 ///
432 void llvm::MergeBasicBlockIntoOnlyPred(BasicBlock *DestBB, Pass *P) {
433   // If BB has single-entry PHI nodes, fold them.
434   while (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(DestBB->begin())) {
435     Value *NewVal = PN->getIncomingValue(0);
436     // Replace self referencing PHI with undef, it must be dead.
437     if (NewVal == PN) NewVal = UndefValue::get(PN->getType());
438     PN->replaceAllUsesWith(NewVal);
439     PN->eraseFromParent();
440   }
441   
442   BasicBlock *PredBB = DestBB->getSinglePredecessor();
443   assert(PredBB && "Block doesn't have a single predecessor!");
444   
445   // Zap anything that took the address of DestBB.  Not doing this will give the
446   // address an invalid value.
447   if (DestBB->hasAddressTaken()) {
448     BlockAddress *BA = BlockAddress::get(DestBB);
449     Constant *Replacement =
450       ConstantInt::get(llvm::Type::getInt32Ty(BA->getContext()), 1);
451     BA->replaceAllUsesWith(ConstantExpr::getIntToPtr(Replacement,
452                                                      BA->getType()));
453     BA->destroyConstant();
454   }
455   
456   // Anything that branched to PredBB now branches to DestBB.
457   PredBB->replaceAllUsesWith(DestBB);
458   
459   // Splice all the instructions from PredBB to DestBB.
460   PredBB->getTerminator()->eraseFromParent();
461   DestBB->getInstList().splice(DestBB->begin(), PredBB->getInstList());
462
463   if (P) {
464     DominatorTree *DT = P->getAnalysisIfAvailable<DominatorTree>();
465     if (DT) {
466       BasicBlock *PredBBIDom = DT->getNode(PredBB)->getIDom()->getBlock();
467       DT->changeImmediateDominator(DestBB, PredBBIDom);
468       DT->eraseNode(PredBB);
469     }
470     ProfileInfo *PI = P->getAnalysisIfAvailable<ProfileInfo>();
471     if (PI) {
472       PI->replaceAllUses(PredBB, DestBB);
473       PI->removeEdge(ProfileInfo::getEdge(PredBB, DestBB));
474     }
475   }
476   // Nuke BB.
477   PredBB->eraseFromParent();
478 }
479
480 /// CanPropagatePredecessorsForPHIs - Return true if we can fold BB, an
481 /// almost-empty BB ending in an unconditional branch to Succ, into succ.
482 ///
483 /// Assumption: Succ is the single successor for BB.
484 ///
485 static bool CanPropagatePredecessorsForPHIs(BasicBlock *BB, BasicBlock *Succ) {
486   assert(*succ_begin(BB) == Succ && "Succ is not successor of BB!");
487
488   DEBUG(dbgs() << "Looking to fold " << BB->getName() << " into " 
489         << Succ->getName() << "\n");
490   // Shortcut, if there is only a single predecessor it must be BB and merging
491   // is always safe
492   if (Succ->getSinglePredecessor()) return true;
493
494   // Make a list of the predecessors of BB
495   SmallPtrSet<BasicBlock*, 16> BBPreds(pred_begin(BB), pred_end(BB));
496
497   // Look at all the phi nodes in Succ, to see if they present a conflict when
498   // merging these blocks
499   for (BasicBlock::iterator I = Succ->begin(); isa<PHINode>(I); ++I) {
500     PHINode *PN = cast<PHINode>(I);
501
502     // If the incoming value from BB is again a PHINode in
503     // BB which has the same incoming value for *PI as PN does, we can
504     // merge the phi nodes and then the blocks can still be merged
505     PHINode *BBPN = dyn_cast<PHINode>(PN->getIncomingValueForBlock(BB));
506     if (BBPN && BBPN->getParent() == BB) {
507       for (unsigned PI = 0, PE = PN->getNumIncomingValues(); PI != PE; ++PI) {
508         BasicBlock *IBB = PN->getIncomingBlock(PI);
509         if (BBPreds.count(IBB) &&
510             BBPN->getIncomingValueForBlock(IBB) != PN->getIncomingValue(PI)) {
511           DEBUG(dbgs() << "Can't fold, phi node " << PN->getName() << " in " 
512                 << Succ->getName() << " is conflicting with " 
513                 << BBPN->getName() << " with regard to common predecessor "
514                 << IBB->getName() << "\n");
515           return false;
516         }
517       }
518     } else {
519       Value* Val = PN->getIncomingValueForBlock(BB);
520       for (unsigned PI = 0, PE = PN->getNumIncomingValues(); PI != PE; ++PI) {
521         // See if the incoming value for the common predecessor is equal to the
522         // one for BB, in which case this phi node will not prevent the merging
523         // of the block.
524         BasicBlock *IBB = PN->getIncomingBlock(PI);
525         if (BBPreds.count(IBB) && Val != PN->getIncomingValue(PI)) {
526           DEBUG(dbgs() << "Can't fold, phi node " << PN->getName() << " in " 
527                 << Succ->getName() << " is conflicting with regard to common "
528                 << "predecessor " << IBB->getName() << "\n");
529           return false;
530         }
531       }
532     }
533   }
534
535   return true;
536 }
537
538 /// TryToSimplifyUncondBranchFromEmptyBlock - BB is known to contain an
539 /// unconditional branch, and contains no instructions other than PHI nodes,
540 /// potential side-effect free intrinsics and the branch.  If possible,
541 /// eliminate BB by rewriting all the predecessors to branch to the successor
542 /// block and return true.  If we can't transform, return false.
543 bool llvm::TryToSimplifyUncondBranchFromEmptyBlock(BasicBlock *BB) {
544   assert(BB != &BB->getParent()->getEntryBlock() &&
545          "TryToSimplifyUncondBranchFromEmptyBlock called on entry block!");
546
547   // We can't eliminate infinite loops.
548   BasicBlock *Succ = cast<BranchInst>(BB->getTerminator())->getSuccessor(0);
549   if (BB == Succ) return false;
550   
551   // Check to see if merging these blocks would cause conflicts for any of the
552   // phi nodes in BB or Succ. If not, we can safely merge.
553   if (!CanPropagatePredecessorsForPHIs(BB, Succ)) return false;
554
555   // Check for cases where Succ has multiple predecessors and a PHI node in BB
556   // has uses which will not disappear when the PHI nodes are merged.  It is
557   // possible to handle such cases, but difficult: it requires checking whether
558   // BB dominates Succ, which is non-trivial to calculate in the case where
559   // Succ has multiple predecessors.  Also, it requires checking whether
560   // constructing the necessary self-referential PHI node doesn't intoduce any
561   // conflicts; this isn't too difficult, but the previous code for doing this
562   // was incorrect.
563   //
564   // Note that if this check finds a live use, BB dominates Succ, so BB is
565   // something like a loop pre-header (or rarely, a part of an irreducible CFG);
566   // folding the branch isn't profitable in that case anyway.
567   if (!Succ->getSinglePredecessor()) {
568     BasicBlock::iterator BBI = BB->begin();
569     while (isa<PHINode>(*BBI)) {
570       for (Value::use_iterator UI = BBI->use_begin(), E = BBI->use_end();
571            UI != E; ++UI) {
572         if (PHINode* PN = dyn_cast<PHINode>(*UI)) {
573           if (PN->getIncomingBlock(UI) != BB)
574             return false;
575         } else {
576           return false;
577         }
578       }
579       ++BBI;
580     }
581   }
582
583   DEBUG(dbgs() << "Killing Trivial BB: \n" << *BB);
584   
585   if (isa<PHINode>(Succ->begin())) {
586     // If there is more than one pred of succ, and there are PHI nodes in
587     // the successor, then we need to add incoming edges for the PHI nodes
588     //
589     const SmallVector<BasicBlock*, 16> BBPreds(pred_begin(BB), pred_end(BB));
590     
591     // Loop over all of the PHI nodes in the successor of BB.
592     for (BasicBlock::iterator I = Succ->begin(); isa<PHINode>(I); ++I) {
593       PHINode *PN = cast<PHINode>(I);
594       Value *OldVal = PN->removeIncomingValue(BB, false);
595       assert(OldVal && "No entry in PHI for Pred BB!");
596       
597       // If this incoming value is one of the PHI nodes in BB, the new entries
598       // in the PHI node are the entries from the old PHI.
599       if (isa<PHINode>(OldVal) && cast<PHINode>(OldVal)->getParent() == BB) {
600         PHINode *OldValPN = cast<PHINode>(OldVal);
601         for (unsigned i = 0, e = OldValPN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i)
602           // Note that, since we are merging phi nodes and BB and Succ might
603           // have common predecessors, we could end up with a phi node with
604           // identical incoming branches. This will be cleaned up later (and
605           // will trigger asserts if we try to clean it up now, without also
606           // simplifying the corresponding conditional branch).
607           PN->addIncoming(OldValPN->getIncomingValue(i),
608                           OldValPN->getIncomingBlock(i));
609       } else {
610         // Add an incoming value for each of the new incoming values.
611         for (unsigned i = 0, e = BBPreds.size(); i != e; ++i)
612           PN->addIncoming(OldVal, BBPreds[i]);
613       }
614     }
615   }
616   
617   if (Succ->getSinglePredecessor()) {
618     // BB is the only predecessor of Succ, so Succ will end up with exactly
619     // the same predecessors BB had.
620
621     // Copy over any phi, debug or lifetime instruction.
622     BB->getTerminator()->eraseFromParent();
623     Succ->getInstList().splice(Succ->getFirstNonPHI(), BB->getInstList());
624   } else {
625     while (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(&BB->front())) {
626       // We explicitly check for such uses in CanPropagatePredecessorsForPHIs.
627       assert(PN->use_empty() && "There shouldn't be any uses here!");
628       PN->eraseFromParent();
629     }
630   }
631     
632   // Everything that jumped to BB now goes to Succ.
633   BB->replaceAllUsesWith(Succ);
634   if (!Succ->hasName()) Succ->takeName(BB);
635   BB->eraseFromParent();              // Delete the old basic block.
636   return true;
637 }
638
639 /// EliminateDuplicatePHINodes - Check for and eliminate duplicate PHI
640 /// nodes in this block. This doesn't try to be clever about PHI nodes
641 /// which differ only in the order of the incoming values, but instcombine
642 /// orders them so it usually won't matter.
643 ///
644 bool llvm::EliminateDuplicatePHINodes(BasicBlock *BB) {
645   bool Changed = false;
646
647   // This implementation doesn't currently consider undef operands
648   // specially. Theoretically, two phis which are identical except for
649   // one having an undef where the other doesn't could be collapsed.
650
651   // Map from PHI hash values to PHI nodes. If multiple PHIs have
652   // the same hash value, the element is the first PHI in the
653   // linked list in CollisionMap.
654   DenseMap<uintptr_t, PHINode *> HashMap;
655
656   // Maintain linked lists of PHI nodes with common hash values.
657   DenseMap<PHINode *, PHINode *> CollisionMap;
658
659   // Examine each PHI.
660   for (BasicBlock::iterator I = BB->begin();
661        PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(I++); ) {
662     // Compute a hash value on the operands. Instcombine will likely have sorted
663     // them, which helps expose duplicates, but we have to check all the
664     // operands to be safe in case instcombine hasn't run.
665     uintptr_t Hash = 0;
666     // This hash algorithm is quite weak as hash functions go, but it seems
667     // to do a good enough job for this particular purpose, and is very quick.
668     for (User::op_iterator I = PN->op_begin(), E = PN->op_end(); I != E; ++I) {
669       Hash ^= reinterpret_cast<uintptr_t>(static_cast<Value *>(*I));
670       Hash = (Hash << 7) | (Hash >> (sizeof(uintptr_t) * CHAR_BIT - 7));
671     }
672     for (PHINode::block_iterator I = PN->block_begin(), E = PN->block_end();
673          I != E; ++I) {
674       Hash ^= reinterpret_cast<uintptr_t>(static_cast<BasicBlock *>(*I));
675       Hash = (Hash << 7) | (Hash >> (sizeof(uintptr_t) * CHAR_BIT - 7));
676     }
677     // Avoid colliding with the DenseMap sentinels ~0 and ~0-1.
678     Hash >>= 1;
679     // If we've never seen this hash value before, it's a unique PHI.
680     std::pair<DenseMap<uintptr_t, PHINode *>::iterator, bool> Pair =
681       HashMap.insert(std::make_pair(Hash, PN));
682     if (Pair.second) continue;
683     // Otherwise it's either a duplicate or a hash collision.
684     for (PHINode *OtherPN = Pair.first->second; ; ) {
685       if (OtherPN->isIdenticalTo(PN)) {
686         // A duplicate. Replace this PHI with its duplicate.
687         PN->replaceAllUsesWith(OtherPN);
688         PN->eraseFromParent();
689         Changed = true;
690         break;
691       }
692       // A non-duplicate hash collision.
693       DenseMap<PHINode *, PHINode *>::iterator I = CollisionMap.find(OtherPN);
694       if (I == CollisionMap.end()) {
695         // Set this PHI to be the head of the linked list of colliding PHIs.
696         PHINode *Old = Pair.first->second;
697         Pair.first->second = PN;
698         CollisionMap[PN] = Old;
699         break;
700       }
701       // Procede to the next PHI in the list.
702       OtherPN = I->second;
703     }
704   }
705
706   return Changed;
707 }
708
709 /// enforceKnownAlignment - If the specified pointer points to an object that
710 /// we control, modify the object's alignment to PrefAlign. This isn't
711 /// often possible though. If alignment is important, a more reliable approach
712 /// is to simply align all global variables and allocation instructions to
713 /// their preferred alignment from the beginning.
714 ///
715 static unsigned enforceKnownAlignment(Value *V, unsigned Align,
716                                       unsigned PrefAlign, const TargetData *TD) {
717   V = V->stripPointerCasts();
718
719   if (AllocaInst *AI = dyn_cast<AllocaInst>(V)) {
720     // If the preferred alignment is greater than the natural stack alignment
721     // then don't round up. This avoids dynamic stack realignment.
722     if (TD && TD->exceedsNaturalStackAlignment(PrefAlign))
723       return Align;
724     // If there is a requested alignment and if this is an alloca, round up.
725     if (AI->getAlignment() >= PrefAlign)
726       return AI->getAlignment();
727     AI->setAlignment(PrefAlign);
728     return PrefAlign;
729   }
730
731   if (GlobalValue *GV = dyn_cast<GlobalValue>(V)) {
732     // If there is a large requested alignment and we can, bump up the alignment
733     // of the global.
734     if (GV->isDeclaration()) return Align;
735     // If the memory we set aside for the global may not be the memory used by
736     // the final program then it is impossible for us to reliably enforce the
737     // preferred alignment.
738     if (GV->isWeakForLinker()) return Align;
739     
740     if (GV->getAlignment() >= PrefAlign)
741       return GV->getAlignment();
742     // We can only increase the alignment of the global if it has no alignment
743     // specified or if it is not assigned a section.  If it is assigned a
744     // section, the global could be densely packed with other objects in the
745     // section, increasing the alignment could cause padding issues.
746     if (!GV->hasSection() || GV->getAlignment() == 0)
747       GV->setAlignment(PrefAlign);
748     return GV->getAlignment();
749   }
750
751   return Align;
752 }
753
754 /// getOrEnforceKnownAlignment - If the specified pointer has an alignment that
755 /// we can determine, return it, otherwise return 0.  If PrefAlign is specified,
756 /// and it is more than the alignment of the ultimate object, see if we can
757 /// increase the alignment of the ultimate object, making this check succeed.
758 unsigned llvm::getOrEnforceKnownAlignment(Value *V, unsigned PrefAlign,
759                                           const TargetData *TD) {
760   assert(V->getType()->isPointerTy() &&
761          "getOrEnforceKnownAlignment expects a pointer!");
762   unsigned BitWidth = TD ? TD->getPointerSizeInBits() : 64;
763   APInt Mask = APInt::getAllOnesValue(BitWidth);
764   APInt KnownZero(BitWidth, 0), KnownOne(BitWidth, 0);
765   ComputeMaskedBits(V, Mask, KnownZero, KnownOne, TD);
766   unsigned TrailZ = KnownZero.countTrailingOnes();
767   
768   // Avoid trouble with rediculously large TrailZ values, such as
769   // those computed from a null pointer.
770   TrailZ = std::min(TrailZ, unsigned(sizeof(unsigned) * CHAR_BIT - 1));
771   
772   unsigned Align = 1u << std::min(BitWidth - 1, TrailZ);
773   
774   // LLVM doesn't support alignments larger than this currently.
775   Align = std::min(Align, +Value::MaximumAlignment);
776   
777   if (PrefAlign > Align)
778     Align = enforceKnownAlignment(V, Align, PrefAlign, TD);
779     
780   // We don't need to make any adjustment.
781   return Align;
782 }
783
784 ///===---------------------------------------------------------------------===//
785 ///  Dbg Intrinsic utilities
786 ///
787
788 /// Inserts a llvm.dbg.value instrinsic before the stores to an alloca'd value
789 /// that has an associated llvm.dbg.decl intrinsic.
790 bool llvm::ConvertDebugDeclareToDebugValue(DbgDeclareInst *DDI,
791                                            StoreInst *SI, DIBuilder &Builder) {
792   DIVariable DIVar(DDI->getVariable());
793   if (!DIVar.Verify())
794     return false;
795
796   Instruction *DbgVal = NULL;
797   // If an argument is zero extended then use argument directly. The ZExt
798   // may be zapped by an optimization pass in future.
799   Argument *ExtendedArg = NULL;
800   if (ZExtInst *ZExt = dyn_cast<ZExtInst>(SI->getOperand(0)))
801     ExtendedArg = dyn_cast<Argument>(ZExt->getOperand(0));
802   if (SExtInst *SExt = dyn_cast<SExtInst>(SI->getOperand(0)))
803     ExtendedArg = dyn_cast<Argument>(SExt->getOperand(0));
804   if (ExtendedArg)
805     DbgVal = Builder.insertDbgValueIntrinsic(ExtendedArg, 0, DIVar, SI);
806   else
807     DbgVal = Builder.insertDbgValueIntrinsic(SI->getOperand(0), 0, DIVar, SI);
808
809   // Propagate any debug metadata from the store onto the dbg.value.
810   DebugLoc SIDL = SI->getDebugLoc();
811   if (!SIDL.isUnknown())
812     DbgVal->setDebugLoc(SIDL);
813   // Otherwise propagate debug metadata from dbg.declare.
814   else
815     DbgVal->setDebugLoc(DDI->getDebugLoc());
816   return true;
817 }
818
819 /// Inserts a llvm.dbg.value instrinsic before the stores to an alloca'd value
820 /// that has an associated llvm.dbg.decl intrinsic.
821 bool llvm::ConvertDebugDeclareToDebugValue(DbgDeclareInst *DDI,
822                                            LoadInst *LI, DIBuilder &Builder) {
823   DIVariable DIVar(DDI->getVariable());
824   if (!DIVar.Verify())
825     return false;
826
827   Instruction *DbgVal = 
828     Builder.insertDbgValueIntrinsic(LI->getOperand(0), 0,
829                                     DIVar, LI);
830   
831   // Propagate any debug metadata from the store onto the dbg.value.
832   DebugLoc LIDL = LI->getDebugLoc();
833   if (!LIDL.isUnknown())
834     DbgVal->setDebugLoc(LIDL);
835   // Otherwise propagate debug metadata from dbg.declare.
836   else
837     DbgVal->setDebugLoc(DDI->getDebugLoc());
838   return true;
839 }
840
841 /// LowerDbgDeclare - Lowers llvm.dbg.declare intrinsics into appropriate set
842 /// of llvm.dbg.value intrinsics.
843 bool llvm::LowerDbgDeclare(Function &F) {
844   DIBuilder DIB(*F.getParent());
845   SmallVector<DbgDeclareInst *, 4> Dbgs;
846   for (Function::iterator FI = F.begin(), FE = F.end(); FI != FE; ++FI)
847     for (BasicBlock::iterator BI = FI->begin(), BE = FI->end(); BI != BE; ++BI) {
848       if (DbgDeclareInst *DDI = dyn_cast<DbgDeclareInst>(BI))
849         Dbgs.push_back(DDI);
850     }
851   if (Dbgs.empty())
852     return false;
853
854   for (SmallVector<DbgDeclareInst *, 4>::iterator I = Dbgs.begin(),
855          E = Dbgs.end(); I != E; ++I) {
856     DbgDeclareInst *DDI = *I;
857     if (AllocaInst *AI = dyn_cast_or_null<AllocaInst>(DDI->getAddress())) {
858       bool RemoveDDI = true;
859       for (Value::use_iterator UI = AI->use_begin(), E = AI->use_end();
860            UI != E; ++UI)
861         if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(*UI))
862           ConvertDebugDeclareToDebugValue(DDI, SI, DIB);
863         else if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(*UI))
864           ConvertDebugDeclareToDebugValue(DDI, LI, DIB);
865         else
866           RemoveDDI = false;
867       if (RemoveDDI)
868         DDI->eraseFromParent();
869     }
870   }
871   return true;
872 }
873
874 /// FindAllocaDbgDeclare - Finds the llvm.dbg.declare intrinsic describing the
875 /// alloca 'V', if any.
876 DbgDeclareInst *llvm::FindAllocaDbgDeclare(Value *V) {
877   if (MDNode *DebugNode = MDNode::getIfExists(V->getContext(), V))
878     for (Value::use_iterator UI = DebugNode->use_begin(),
879          E = DebugNode->use_end(); UI != E; ++UI)
880       if (DbgDeclareInst *DDI = dyn_cast<DbgDeclareInst>(*UI))
881         return DDI;
882
883   return 0;
884 }