e54dfb3dc73f862a9a686d1ee7bbdde668895f8e
[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/ADT/DenseMap.h"
24 #include "llvm/ADT/SmallPtrSet.h"
25 #include "llvm/Analysis/DebugInfo.h"
26 #include "llvm/Analysis/DIBuilder.h"
27 #include "llvm/Analysis/Dominators.h"
28 #include "llvm/Analysis/ConstantFolding.h"
29 #include "llvm/Analysis/InstructionSimplify.h"
30 #include "llvm/Analysis/ProfileInfo.h"
31 #include "llvm/Analysis/ValueTracking.h"
32 #include "llvm/Target/TargetData.h"
33 #include "llvm/Support/CFG.h"
34 #include "llvm/Support/Debug.h"
35 #include "llvm/Support/GetElementPtrTypeIterator.h"
36 #include "llvm/Support/MathExtras.h"
37 #include "llvm/Support/ValueHandle.h"
38 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
39 using namespace llvm;
40
41 //===----------------------------------------------------------------------===//
42 //  Local constant propagation.
43 //
44
45 // ConstantFoldTerminator - If a terminator instruction is predicated on a
46 // constant value, convert it into an unconditional branch to the constant
47 // destination.
48 //
49 bool llvm::ConstantFoldTerminator(BasicBlock *BB) {
50   TerminatorInst *T = BB->getTerminator();
51
52   // Branch - See if we are conditional jumping on constant
53   if (BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(T)) {
54     if (BI->isUnconditional()) return false;  // Can't optimize uncond branch
55     BasicBlock *Dest1 = BI->getSuccessor(0);
56     BasicBlock *Dest2 = BI->getSuccessor(1);
57
58     if (ConstantInt *Cond = dyn_cast<ConstantInt>(BI->getCondition())) {
59       // Are we branching on constant?
60       // YES.  Change to unconditional branch...
61       BasicBlock *Destination = Cond->getZExtValue() ? Dest1 : Dest2;
62       BasicBlock *OldDest     = Cond->getZExtValue() ? Dest2 : Dest1;
63
64       //cerr << "Function: " << T->getParent()->getParent()
65       //     << "\nRemoving branch from " << T->getParent()
66       //     << "\n\nTo: " << OldDest << endl;
67
68       // Let the basic block know that we are letting go of it.  Based on this,
69       // it will adjust it's PHI nodes.
70       assert(BI->getParent() && "Terminator not inserted in block!");
71       OldDest->removePredecessor(BI->getParent());
72
73       // Replace the conditional branch with an unconditional one.
74       BranchInst::Create(Destination, BI);
75       BI->eraseFromParent();
76       return true;
77     }
78     
79     if (Dest2 == Dest1) {       // Conditional branch to same location?
80       // This branch matches something like this:
81       //     br bool %cond, label %Dest, label %Dest
82       // and changes it into:  br label %Dest
83
84       // Let the basic block know that we are letting go of one copy of it.
85       assert(BI->getParent() && "Terminator not inserted in block!");
86       Dest1->removePredecessor(BI->getParent());
87
88       // Replace the conditional branch with an unconditional one.
89       BranchInst::Create(Dest1, BI);
90       BI->eraseFromParent();
91       return true;
92     }
93     return false;
94   }
95   
96   if (SwitchInst *SI = dyn_cast<SwitchInst>(T)) {
97     // If we are switching on a constant, we can convert the switch into a
98     // single branch instruction!
99     ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(SI->getCondition());
100     BasicBlock *TheOnlyDest = SI->getSuccessor(0);  // The default dest
101     BasicBlock *DefaultDest = TheOnlyDest;
102     assert(TheOnlyDest == SI->getDefaultDest() &&
103            "Default destination is not successor #0?");
104
105     // Figure out which case it goes to.
106     for (unsigned i = 1, e = SI->getNumSuccessors(); i != e; ++i) {
107       // Found case matching a constant operand?
108       if (SI->getSuccessorValue(i) == CI) {
109         TheOnlyDest = SI->getSuccessor(i);
110         break;
111       }
112
113       // Check to see if this branch is going to the same place as the default
114       // dest.  If so, eliminate it as an explicit compare.
115       if (SI->getSuccessor(i) == DefaultDest) {
116         // Remove this entry.
117         DefaultDest->removePredecessor(SI->getParent());
118         SI->removeCase(i);
119         --i; --e;  // Don't skip an entry...
120         continue;
121       }
122
123       // Otherwise, check to see if the switch only branches to one destination.
124       // We do this by reseting "TheOnlyDest" to null when we find two non-equal
125       // destinations.
126       if (SI->getSuccessor(i) != TheOnlyDest) TheOnlyDest = 0;
127     }
128
129     if (CI && !TheOnlyDest) {
130       // Branching on a constant, but not any of the cases, go to the default
131       // successor.
132       TheOnlyDest = SI->getDefaultDest();
133     }
134
135     // If we found a single destination that we can fold the switch into, do so
136     // now.
137     if (TheOnlyDest) {
138       // Insert the new branch.
139       BranchInst::Create(TheOnlyDest, SI);
140       BasicBlock *BB = SI->getParent();
141
142       // Remove entries from PHI nodes which we no longer branch to...
143       for (unsigned i = 0, e = SI->getNumSuccessors(); i != e; ++i) {
144         // Found case matching a constant operand?
145         BasicBlock *Succ = SI->getSuccessor(i);
146         if (Succ == TheOnlyDest)
147           TheOnlyDest = 0;  // Don't modify the first branch to TheOnlyDest
148         else
149           Succ->removePredecessor(BB);
150       }
151
152       // Delete the old switch.
153       BB->getInstList().erase(SI);
154       return true;
155     }
156     
157     if (SI->getNumSuccessors() == 2) {
158       // Otherwise, we can fold this switch into a conditional branch
159       // instruction if it has only one non-default destination.
160       Value *Cond = new ICmpInst(SI, ICmpInst::ICMP_EQ, SI->getCondition(),
161                                  SI->getSuccessorValue(1), "cond");
162       // Insert the new branch.
163       BranchInst::Create(SI->getSuccessor(1), SI->getSuccessor(0), Cond, SI);
164
165       // Delete the old switch.
166       SI->eraseFromParent();
167       return true;
168     }
169     return false;
170   }
171
172   if (IndirectBrInst *IBI = dyn_cast<IndirectBrInst>(T)) {
173     // indirectbr blockaddress(@F, @BB) -> br label @BB
174     if (BlockAddress *BA =
175           dyn_cast<BlockAddress>(IBI->getAddress()->stripPointerCasts())) {
176       BasicBlock *TheOnlyDest = BA->getBasicBlock();
177       // Insert the new branch.
178       BranchInst::Create(TheOnlyDest, IBI);
179       
180       for (unsigned i = 0, e = IBI->getNumDestinations(); i != e; ++i) {
181         if (IBI->getDestination(i) == TheOnlyDest)
182           TheOnlyDest = 0;
183         else
184           IBI->getDestination(i)->removePredecessor(IBI->getParent());
185       }
186       IBI->eraseFromParent();
187       
188       // If we didn't find our destination in the IBI successor list, then we
189       // have undefined behavior.  Replace the unconditional branch with an
190       // 'unreachable' instruction.
191       if (TheOnlyDest) {
192         BB->getTerminator()->eraseFromParent();
193         new UnreachableInst(BB->getContext(), BB);
194       }
195       
196       return true;
197     }
198   }
199   
200   return false;
201 }
202
203
204 //===----------------------------------------------------------------------===//
205 //  Local dead code elimination.
206 //
207
208 /// isInstructionTriviallyDead - Return true if the result produced by the
209 /// instruction is not used, and the instruction has no side effects.
210 ///
211 bool llvm::isInstructionTriviallyDead(Instruction *I) {
212   if (!I->use_empty() || isa<TerminatorInst>(I)) return false;
213
214   // We don't want debug info removed by anything this general.
215   if (isa<DbgInfoIntrinsic>(I)) return false;
216
217   if (!I->mayHaveSideEffects()) return true;
218
219   // Special case intrinsics that "may have side effects" but can be deleted
220   // when dead.
221   if (IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(I))
222     // Safe to delete llvm.stacksave if dead.
223     if (II->getIntrinsicID() == Intrinsic::stacksave)
224       return true;
225   return false;
226 }
227
228 /// RecursivelyDeleteTriviallyDeadInstructions - If the specified value is a
229 /// trivially dead instruction, delete it.  If that makes any of its operands
230 /// trivially dead, delete them too, recursively.  Return true if any
231 /// instructions were deleted.
232 bool llvm::RecursivelyDeleteTriviallyDeadInstructions(Value *V) {
233   Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V);
234   if (!I || !I->use_empty() || !isInstructionTriviallyDead(I))
235     return false;
236   
237   SmallVector<Instruction*, 16> DeadInsts;
238   DeadInsts.push_back(I);
239   
240   do {
241     I = DeadInsts.pop_back_val();
242
243     // Null out all of the instruction's operands to see if any operand becomes
244     // dead as we go.
245     for (unsigned i = 0, e = I->getNumOperands(); i != e; ++i) {
246       Value *OpV = I->getOperand(i);
247       I->setOperand(i, 0);
248       
249       if (!OpV->use_empty()) continue;
250     
251       // If the operand is an instruction that became dead as we nulled out the
252       // operand, and if it is 'trivially' dead, delete it in a future loop
253       // iteration.
254       if (Instruction *OpI = dyn_cast<Instruction>(OpV))
255         if (isInstructionTriviallyDead(OpI))
256           DeadInsts.push_back(OpI);
257     }
258     
259     I->eraseFromParent();
260   } while (!DeadInsts.empty());
261
262   return true;
263 }
264
265 /// areAllUsesEqual - Check whether the uses of a value are all the same.
266 /// This is similar to Instruction::hasOneUse() except this will also return
267 /// true when there are no uses or multiple uses that all refer to the same
268 /// value.
269 static bool areAllUsesEqual(Instruction *I) {
270   Value::use_iterator UI = I->use_begin();
271   Value::use_iterator UE = I->use_end();
272   if (UI == UE)
273     return true;
274
275   User *TheUse = *UI;
276   for (++UI; UI != UE; ++UI) {
277     if (*UI != TheUse)
278       return false;
279   }
280   return true;
281 }
282
283 /// RecursivelyDeleteDeadPHINode - If the specified value is an effectively
284 /// dead PHI node, due to being a def-use chain of single-use nodes that
285 /// either forms a cycle or is terminated by a trivially dead instruction,
286 /// delete it.  If that makes any of its operands trivially dead, delete them
287 /// too, recursively.  Return true if a change was made.
288 bool llvm::RecursivelyDeleteDeadPHINode(PHINode *PN) {
289   SmallPtrSet<Instruction*, 4> Visited;
290   for (Instruction *I = PN; areAllUsesEqual(I) && !I->mayHaveSideEffects();
291        I = cast<Instruction>(*I->use_begin())) {
292     if (I->use_empty())
293       return RecursivelyDeleteTriviallyDeadInstructions(I);
294
295     // If we find an instruction more than once, we're on a cycle that
296     // won't prove fruitful.
297     if (!Visited.insert(I)) {
298       // Break the cycle and delete the instruction and its operands.
299       I->replaceAllUsesWith(UndefValue::get(I->getType()));
300       (void)RecursivelyDeleteTriviallyDeadInstructions(I);
301       return true;
302     }
303   }
304   return false;
305 }
306
307 /// SimplifyInstructionsInBlock - Scan the specified basic block and try to
308 /// simplify any instructions in it and recursively delete dead instructions.
309 ///
310 /// This returns true if it changed the code, note that it can delete
311 /// instructions in other blocks as well in this block.
312 bool llvm::SimplifyInstructionsInBlock(BasicBlock *BB, const TargetData *TD) {
313   bool MadeChange = false;
314   for (BasicBlock::iterator BI = BB->begin(), E = BB->end(); BI != E; ) {
315     Instruction *Inst = BI++;
316     
317     if (Value *V = SimplifyInstruction(Inst, TD)) {
318       WeakVH BIHandle(BI);
319       ReplaceAndSimplifyAllUses(Inst, V, TD);
320       MadeChange = true;
321       if (BIHandle != BI)
322         BI = BB->begin();
323       continue;
324     }
325     
326     MadeChange |= RecursivelyDeleteTriviallyDeadInstructions(Inst);
327   }
328   return MadeChange;
329 }
330
331 //===----------------------------------------------------------------------===//
332 //  Control Flow Graph Restructuring.
333 //
334
335
336 /// RemovePredecessorAndSimplify - Like BasicBlock::removePredecessor, this
337 /// method is called when we're about to delete Pred as a predecessor of BB.  If
338 /// BB contains any PHI nodes, this drops the entries in the PHI nodes for Pred.
339 ///
340 /// Unlike the removePredecessor method, this attempts to simplify uses of PHI
341 /// nodes that collapse into identity values.  For example, if we have:
342 ///   x = phi(1, 0, 0, 0)
343 ///   y = and x, z
344 ///
345 /// .. and delete the predecessor corresponding to the '1', this will attempt to
346 /// recursively fold the and to 0.
347 void llvm::RemovePredecessorAndSimplify(BasicBlock *BB, BasicBlock *Pred,
348                                         TargetData *TD) {
349   // This only adjusts blocks with PHI nodes.
350   if (!isa<PHINode>(BB->begin()))
351     return;
352   
353   // Remove the entries for Pred from the PHI nodes in BB, but do not simplify
354   // them down.  This will leave us with single entry phi nodes and other phis
355   // that can be removed.
356   BB->removePredecessor(Pred, true);
357   
358   WeakVH PhiIt = &BB->front();
359   while (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(PhiIt)) {
360     PhiIt = &*++BasicBlock::iterator(cast<Instruction>(PhiIt));
361
362     Value *PNV = SimplifyInstruction(PN, TD);
363     if (PNV == 0) continue;
364
365     // If we're able to simplify the phi to a single value, substitute the new
366     // value into all of its uses.
367     assert(PNV != PN && "SimplifyInstruction broken!");
368     
369     Value *OldPhiIt = PhiIt;
370     ReplaceAndSimplifyAllUses(PN, PNV, TD);
371     
372     // If recursive simplification ended up deleting the next PHI node we would
373     // iterate to, then our iterator is invalid, restart scanning from the top
374     // of the block.
375     if (PhiIt != OldPhiIt) PhiIt = &BB->front();
376   }
377 }
378
379
380 /// MergeBasicBlockIntoOnlyPred - DestBB is a block with one predecessor and its
381 /// predecessor is known to have one successor (DestBB!).  Eliminate the edge
382 /// between them, moving the instructions in the predecessor into DestBB and
383 /// deleting the predecessor block.
384 ///
385 void llvm::MergeBasicBlockIntoOnlyPred(BasicBlock *DestBB, Pass *P) {
386   // If BB has single-entry PHI nodes, fold them.
387   while (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(DestBB->begin())) {
388     Value *NewVal = PN->getIncomingValue(0);
389     // Replace self referencing PHI with undef, it must be dead.
390     if (NewVal == PN) NewVal = UndefValue::get(PN->getType());
391     PN->replaceAllUsesWith(NewVal);
392     PN->eraseFromParent();
393   }
394   
395   BasicBlock *PredBB = DestBB->getSinglePredecessor();
396   assert(PredBB && "Block doesn't have a single predecessor!");
397   
398   // Splice all the instructions from PredBB to DestBB.
399   PredBB->getTerminator()->eraseFromParent();
400   DestBB->getInstList().splice(DestBB->begin(), PredBB->getInstList());
401
402   // Zap anything that took the address of DestBB.  Not doing this will give the
403   // address an invalid value.
404   if (DestBB->hasAddressTaken()) {
405     BlockAddress *BA = BlockAddress::get(DestBB);
406     Constant *Replacement =
407       ConstantInt::get(llvm::Type::getInt32Ty(BA->getContext()), 1);
408     BA->replaceAllUsesWith(ConstantExpr::getIntToPtr(Replacement,
409                                                      BA->getType()));
410     BA->destroyConstant();
411   }
412   
413   // Anything that branched to PredBB now branches to DestBB.
414   PredBB->replaceAllUsesWith(DestBB);
415   
416   if (P) {
417     DominatorTree *DT = P->getAnalysisIfAvailable<DominatorTree>();
418     if (DT) {
419       BasicBlock *PredBBIDom = DT->getNode(PredBB)->getIDom()->getBlock();
420       DT->changeImmediateDominator(DestBB, PredBBIDom);
421       DT->eraseNode(PredBB);
422     }
423     ProfileInfo *PI = P->getAnalysisIfAvailable<ProfileInfo>();
424     if (PI) {
425       PI->replaceAllUses(PredBB, DestBB);
426       PI->removeEdge(ProfileInfo::getEdge(PredBB, DestBB));
427     }
428   }
429   // Nuke BB.
430   PredBB->eraseFromParent();
431 }
432
433 /// CanPropagatePredecessorsForPHIs - Return true if we can fold BB, an
434 /// almost-empty BB ending in an unconditional branch to Succ, into succ.
435 ///
436 /// Assumption: Succ is the single successor for BB.
437 ///
438 static bool CanPropagatePredecessorsForPHIs(BasicBlock *BB, BasicBlock *Succ) {
439   assert(*succ_begin(BB) == Succ && "Succ is not successor of BB!");
440
441   DEBUG(dbgs() << "Looking to fold " << BB->getName() << " into " 
442         << Succ->getName() << "\n");
443   // Shortcut, if there is only a single predecessor it must be BB and merging
444   // is always safe
445   if (Succ->getSinglePredecessor()) return true;
446
447   // Make a list of the predecessors of BB
448   typedef SmallPtrSet<BasicBlock*, 16> BlockSet;
449   BlockSet BBPreds(pred_begin(BB), pred_end(BB));
450
451   // Use that list to make another list of common predecessors of BB and Succ
452   BlockSet CommonPreds;
453   for (pred_iterator PI = pred_begin(Succ), PE = pred_end(Succ);
454        PI != PE; ++PI) {
455     BasicBlock *P = *PI;
456     if (BBPreds.count(P))
457       CommonPreds.insert(P);
458   }
459
460   // Shortcut, if there are no common predecessors, merging is always safe
461   if (CommonPreds.empty())
462     return true;
463   
464   // Look at all the phi nodes in Succ, to see if they present a conflict when
465   // merging these blocks
466   for (BasicBlock::iterator I = Succ->begin(); isa<PHINode>(I); ++I) {
467     PHINode *PN = cast<PHINode>(I);
468
469     // If the incoming value from BB is again a PHINode in
470     // BB which has the same incoming value for *PI as PN does, we can
471     // merge the phi nodes and then the blocks can still be merged
472     PHINode *BBPN = dyn_cast<PHINode>(PN->getIncomingValueForBlock(BB));
473     if (BBPN && BBPN->getParent() == BB) {
474       for (BlockSet::iterator PI = CommonPreds.begin(), PE = CommonPreds.end();
475             PI != PE; PI++) {
476         if (BBPN->getIncomingValueForBlock(*PI) 
477               != PN->getIncomingValueForBlock(*PI)) {
478           DEBUG(dbgs() << "Can't fold, phi node " << PN->getName() << " in " 
479                 << Succ->getName() << " is conflicting with " 
480                 << BBPN->getName() << " with regard to common predecessor "
481                 << (*PI)->getName() << "\n");
482           return false;
483         }
484       }
485     } else {
486       Value* Val = PN->getIncomingValueForBlock(BB);
487       for (BlockSet::iterator PI = CommonPreds.begin(), PE = CommonPreds.end();
488             PI != PE; PI++) {
489         // See if the incoming value for the common predecessor is equal to the
490         // one for BB, in which case this phi node will not prevent the merging
491         // of the block.
492         if (Val != PN->getIncomingValueForBlock(*PI)) {
493           DEBUG(dbgs() << "Can't fold, phi node " << PN->getName() << " in " 
494                 << Succ->getName() << " is conflicting with regard to common "
495                 << "predecessor " << (*PI)->getName() << "\n");
496           return false;
497         }
498       }
499     }
500   }
501
502   return true;
503 }
504
505 /// TryToSimplifyUncondBranchFromEmptyBlock - BB is known to contain an
506 /// unconditional branch, and contains no instructions other than PHI nodes,
507 /// potential debug intrinsics and the branch.  If possible, eliminate BB by
508 /// rewriting all the predecessors to branch to the successor block and return
509 /// true.  If we can't transform, return false.
510 bool llvm::TryToSimplifyUncondBranchFromEmptyBlock(BasicBlock *BB) {
511   assert(BB != &BB->getParent()->getEntryBlock() &&
512          "TryToSimplifyUncondBranchFromEmptyBlock called on entry block!");
513
514   // We can't eliminate infinite loops.
515   BasicBlock *Succ = cast<BranchInst>(BB->getTerminator())->getSuccessor(0);
516   if (BB == Succ) return false;
517   
518   // Check to see if merging these blocks would cause conflicts for any of the
519   // phi nodes in BB or Succ. If not, we can safely merge.
520   if (!CanPropagatePredecessorsForPHIs(BB, Succ)) return false;
521
522   // Check for cases where Succ has multiple predecessors and a PHI node in BB
523   // has uses which will not disappear when the PHI nodes are merged.  It is
524   // possible to handle such cases, but difficult: it requires checking whether
525   // BB dominates Succ, which is non-trivial to calculate in the case where
526   // Succ has multiple predecessors.  Also, it requires checking whether
527   // constructing the necessary self-referential PHI node doesn't intoduce any
528   // conflicts; this isn't too difficult, but the previous code for doing this
529   // was incorrect.
530   //
531   // Note that if this check finds a live use, BB dominates Succ, so BB is
532   // something like a loop pre-header (or rarely, a part of an irreducible CFG);
533   // folding the branch isn't profitable in that case anyway.
534   if (!Succ->getSinglePredecessor()) {
535     BasicBlock::iterator BBI = BB->begin();
536     while (isa<PHINode>(*BBI)) {
537       for (Value::use_iterator UI = BBI->use_begin(), E = BBI->use_end();
538            UI != E; ++UI) {
539         if (PHINode* PN = dyn_cast<PHINode>(*UI)) {
540           if (PN->getIncomingBlock(UI) != BB)
541             return false;
542         } else {
543           return false;
544         }
545       }
546       ++BBI;
547     }
548   }
549
550   DEBUG(dbgs() << "Killing Trivial BB: \n" << *BB);
551   
552   if (isa<PHINode>(Succ->begin())) {
553     // If there is more than one pred of succ, and there are PHI nodes in
554     // the successor, then we need to add incoming edges for the PHI nodes
555     //
556     const SmallVector<BasicBlock*, 16> BBPreds(pred_begin(BB), pred_end(BB));
557     
558     // Loop over all of the PHI nodes in the successor of BB.
559     for (BasicBlock::iterator I = Succ->begin(); isa<PHINode>(I); ++I) {
560       PHINode *PN = cast<PHINode>(I);
561       Value *OldVal = PN->removeIncomingValue(BB, false);
562       assert(OldVal && "No entry in PHI for Pred BB!");
563       
564       // If this incoming value is one of the PHI nodes in BB, the new entries
565       // in the PHI node are the entries from the old PHI.
566       if (isa<PHINode>(OldVal) && cast<PHINode>(OldVal)->getParent() == BB) {
567         PHINode *OldValPN = cast<PHINode>(OldVal);
568         for (unsigned i = 0, e = OldValPN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i)
569           // Note that, since we are merging phi nodes and BB and Succ might
570           // have common predecessors, we could end up with a phi node with
571           // identical incoming branches. This will be cleaned up later (and
572           // will trigger asserts if we try to clean it up now, without also
573           // simplifying the corresponding conditional branch).
574           PN->addIncoming(OldValPN->getIncomingValue(i),
575                           OldValPN->getIncomingBlock(i));
576       } else {
577         // Add an incoming value for each of the new incoming values.
578         for (unsigned i = 0, e = BBPreds.size(); i != e; ++i)
579           PN->addIncoming(OldVal, BBPreds[i]);
580       }
581     }
582   }
583   
584   while (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(&BB->front())) {
585     if (Succ->getSinglePredecessor()) {
586       // BB is the only predecessor of Succ, so Succ will end up with exactly
587       // the same predecessors BB had.
588       Succ->getInstList().splice(Succ->begin(),
589                                  BB->getInstList(), BB->begin());
590     } else {
591       // We explicitly check for such uses in CanPropagatePredecessorsForPHIs.
592       assert(PN->use_empty() && "There shouldn't be any uses here!");
593       PN->eraseFromParent();
594     }
595   }
596     
597   // Everything that jumped to BB now goes to Succ.
598   BB->replaceAllUsesWith(Succ);
599   if (!Succ->hasName()) Succ->takeName(BB);
600   BB->eraseFromParent();              // Delete the old basic block.
601   return true;
602 }
603
604 /// EliminateDuplicatePHINodes - Check for and eliminate duplicate PHI
605 /// nodes in this block. This doesn't try to be clever about PHI nodes
606 /// which differ only in the order of the incoming values, but instcombine
607 /// orders them so it usually won't matter.
608 ///
609 bool llvm::EliminateDuplicatePHINodes(BasicBlock *BB) {
610   bool Changed = false;
611
612   // This implementation doesn't currently consider undef operands
613   // specially. Theroetically, two phis which are identical except for
614   // one having an undef where the other doesn't could be collapsed.
615
616   // Map from PHI hash values to PHI nodes. If multiple PHIs have
617   // the same hash value, the element is the first PHI in the
618   // linked list in CollisionMap.
619   DenseMap<uintptr_t, PHINode *> HashMap;
620
621   // Maintain linked lists of PHI nodes with common hash values.
622   DenseMap<PHINode *, PHINode *> CollisionMap;
623
624   // Examine each PHI.
625   for (BasicBlock::iterator I = BB->begin();
626        PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(I++); ) {
627     // Compute a hash value on the operands. Instcombine will likely have sorted
628     // them, which helps expose duplicates, but we have to check all the
629     // operands to be safe in case instcombine hasn't run.
630     uintptr_t Hash = 0;
631     for (User::op_iterator I = PN->op_begin(), E = PN->op_end(); I != E; ++I) {
632       // This hash algorithm is quite weak as hash functions go, but it seems
633       // to do a good enough job for this particular purpose, and is very quick.
634       Hash ^= reinterpret_cast<uintptr_t>(static_cast<Value *>(*I));
635       Hash = (Hash << 7) | (Hash >> (sizeof(uintptr_t) * CHAR_BIT - 7));
636     }
637     // Avoid colliding with the DenseMap sentinels ~0 and ~0-1.
638     Hash >>= 1;
639     // If we've never seen this hash value before, it's a unique PHI.
640     std::pair<DenseMap<uintptr_t, PHINode *>::iterator, bool> Pair =
641       HashMap.insert(std::make_pair(Hash, PN));
642     if (Pair.second) continue;
643     // Otherwise it's either a duplicate or a hash collision.
644     for (PHINode *OtherPN = Pair.first->second; ; ) {
645       if (OtherPN->isIdenticalTo(PN)) {
646         // A duplicate. Replace this PHI with its duplicate.
647         PN->replaceAllUsesWith(OtherPN);
648         PN->eraseFromParent();
649         Changed = true;
650         break;
651       }
652       // A non-duplicate hash collision.
653       DenseMap<PHINode *, PHINode *>::iterator I = CollisionMap.find(OtherPN);
654       if (I == CollisionMap.end()) {
655         // Set this PHI to be the head of the linked list of colliding PHIs.
656         PHINode *Old = Pair.first->second;
657         Pair.first->second = PN;
658         CollisionMap[PN] = Old;
659         break;
660       }
661       // Procede to the next PHI in the list.
662       OtherPN = I->second;
663     }
664   }
665
666   return Changed;
667 }
668
669 /// enforceKnownAlignment - If the specified pointer points to an object that
670 /// we control, modify the object's alignment to PrefAlign. This isn't
671 /// often possible though. If alignment is important, a more reliable approach
672 /// is to simply align all global variables and allocation instructions to
673 /// their preferred alignment from the beginning.
674 ///
675 static unsigned enforceKnownAlignment(Value *V, unsigned Align,
676                                       unsigned PrefAlign) {
677
678   User *U = dyn_cast<User>(V);
679   if (!U) return Align;
680
681   switch (Operator::getOpcode(U)) {
682   default: break;
683   case Instruction::BitCast:
684     return enforceKnownAlignment(U->getOperand(0), Align, PrefAlign);
685   case Instruction::GetElementPtr: {
686     // If all indexes are zero, it is just the alignment of the base pointer.
687     bool AllZeroOperands = true;
688     for (User::op_iterator i = U->op_begin() + 1, e = U->op_end(); i != e; ++i)
689       if (!isa<Constant>(*i) ||
690           !cast<Constant>(*i)->isNullValue()) {
691         AllZeroOperands = false;
692         break;
693       }
694
695     if (AllZeroOperands) {
696       // Treat this like a bitcast.
697       return enforceKnownAlignment(U->getOperand(0), Align, PrefAlign);
698     }
699     return Align;
700   }
701   case Instruction::Alloca: {
702     AllocaInst *AI = cast<AllocaInst>(V);
703     // If there is a requested alignment and if this is an alloca, round up.
704     if (AI->getAlignment() >= PrefAlign)
705       return AI->getAlignment();
706     AI->setAlignment(PrefAlign);
707     return PrefAlign;
708   }
709   }
710
711   if (GlobalValue *GV = dyn_cast<GlobalValue>(V)) {
712     // If there is a large requested alignment and we can, bump up the alignment
713     // of the global.
714     if (GV->isDeclaration()) return Align;
715     
716     if (GV->getAlignment() >= PrefAlign)
717       return GV->getAlignment();
718     // We can only increase the alignment of the global if it has no alignment
719     // specified or if it is not assigned a section.  If it is assigned a
720     // section, the global could be densely packed with other objects in the
721     // section, increasing the alignment could cause padding issues.
722     if (!GV->hasSection() || GV->getAlignment() == 0)
723       GV->setAlignment(PrefAlign);
724     return GV->getAlignment();
725   }
726
727   return Align;
728 }
729
730 /// getOrEnforceKnownAlignment - If the specified pointer has an alignment that
731 /// we can determine, return it, otherwise return 0.  If PrefAlign is specified,
732 /// and it is more than the alignment of the ultimate object, see if we can
733 /// increase the alignment of the ultimate object, making this check succeed.
734 unsigned llvm::getOrEnforceKnownAlignment(Value *V, unsigned PrefAlign,
735                                           const TargetData *TD) {
736   assert(V->getType()->isPointerTy() &&
737          "getOrEnforceKnownAlignment expects a pointer!");
738   unsigned BitWidth = TD ? TD->getPointerSizeInBits() : 64;
739   APInt Mask = APInt::getAllOnesValue(BitWidth);
740   APInt KnownZero(BitWidth, 0), KnownOne(BitWidth, 0);
741   ComputeMaskedBits(V, Mask, KnownZero, KnownOne, TD);
742   unsigned TrailZ = KnownZero.countTrailingOnes();
743   
744   // Avoid trouble with rediculously large TrailZ values, such as
745   // those computed from a null pointer.
746   TrailZ = std::min(TrailZ, unsigned(sizeof(unsigned) * CHAR_BIT - 1));
747   
748   unsigned Align = 1u << std::min(BitWidth - 1, TrailZ);
749   
750   // LLVM doesn't support alignments larger than this currently.
751   Align = std::min(Align, +Value::MaximumAlignment);
752   
753   if (PrefAlign > Align)
754     Align = enforceKnownAlignment(V, Align, PrefAlign);
755     
756   // We don't need to make any adjustment.
757   return Align;
758 }
759
760 ///===---------------------------------------------------------------------===//
761 ///  Dbg Intrinsic utilities
762 ///
763
764 /// Inserts a llvm.dbg.value instrinsic before the stores to an alloca'd value
765 /// that has an associated llvm.dbg.decl intrinsic.
766 bool llvm::ConvertDebugDeclareToDebugValue(DbgDeclareInst *DDI,
767                                            StoreInst *SI, DIBuilder &Builder) {
768   DIVariable DIVar(DDI->getVariable());
769   if (!DIVar.Verify())
770     return false;
771
772   Instruction *DbgVal = 
773     Builder.insertDbgValueIntrinsic(SI->getOperand(0), 0,
774                                     DIVar, SI);
775   
776   // Propagate any debug metadata from the store onto the dbg.value.
777   DebugLoc SIDL = SI->getDebugLoc();
778   if (!SIDL.isUnknown())
779     DbgVal->setDebugLoc(SIDL);
780   // Otherwise propagate debug metadata from dbg.declare.
781   else
782     DbgVal->setDebugLoc(DDI->getDebugLoc());
783   return true;
784 }
785
786 /// LowerDbgDeclare - Lowers llvm.dbg.declare intrinsics into appropriate set
787 /// of llvm.dbg.value intrinsics.
788 bool llvm::LowerDbgDeclare(Function &F) {
789   DIBuilder DIB(*F.getParent());
790   SmallVector<DbgDeclareInst *, 4> Dbgs;
791   for (Function::iterator FI = F.begin(), FE = F.end(); FI != FE; ++FI)
792     for (BasicBlock::iterator BI = FI->begin(), BE = FI->end(); BI != BE; ++BI) {
793       if (DbgDeclareInst *DDI = dyn_cast<DbgDeclareInst>(BI))
794         Dbgs.push_back(DDI);
795     }
796   if (Dbgs.empty())
797     return false;
798
799   for (SmallVector<DbgDeclareInst *, 4>::iterator I = Dbgs.begin(),
800          E = Dbgs.end(); I != E; ++I) {
801     DbgDeclareInst *DDI = *I;
802     if (AllocaInst *AI = dyn_cast_or_null<AllocaInst>(DDI->getAddress())) {
803       for (Value::use_iterator UI = AI->use_begin(), E = AI->use_end();
804            UI != E; ++UI)
805         if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(*UI))
806           ConvertDebugDeclareToDebugValue(DDI, SI, DIB);
807     }
808     DDI->eraseFromParent();
809   }
810   return true;
811 }