52ad1ee0704295773683dc8e70688fac384483b7
[oota-llvm.git] / lib / Transforms / Utils / SimplifyCFG.cpp
1 //===- SimplifyCFG.cpp - Code to perform CFG simplification ---------------===//
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 // Peephole optimize the CFG.
11 //
12 //===----------------------------------------------------------------------===//
13
14 #define DEBUG_TYPE "simplifycfg"
15 #include "llvm/Transforms/Utils/Local.h"
16 #include "llvm/Constants.h"
17 #include "llvm/Instructions.h"
18 #include "llvm/IntrinsicInst.h"
19 #include "llvm/Type.h"
20 #include "llvm/DerivedTypes.h"
21 #include "llvm/GlobalVariable.h"
22 #include "llvm/Support/CFG.h"
23 #include "llvm/Support/Debug.h"
24 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
25 #include "llvm/Analysis/ConstantFolding.h"
26 #include "llvm/Target/TargetData.h"
27 #include "llvm/Transforms/Utils/BasicBlockUtils.h"
28 #include "llvm/ADT/DenseMap.h"
29 #include "llvm/ADT/SmallVector.h"
30 #include "llvm/ADT/SmallPtrSet.h"
31 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
32 #include "llvm/ADT/STLExtras.h"
33 #include <algorithm>
34 #include <set>
35 #include <map>
36 using namespace llvm;
37
38 STATISTIC(NumSpeculations, "Number of speculative executed instructions");
39
40 namespace {
41 class SimplifyCFGOpt {
42   const TargetData *const TD;
43
44   Value *isValueEqualityComparison(TerminatorInst *TI);
45   BasicBlock *GetValueEqualityComparisonCases(TerminatorInst *TI,
46     std::vector<std::pair<ConstantInt*, BasicBlock*> > &Cases);
47   bool SimplifyEqualityComparisonWithOnlyPredecessor(TerminatorInst *TI,
48                                                      BasicBlock *Pred);
49   bool FoldValueComparisonIntoPredecessors(TerminatorInst *TI);
50
51 public:
52   explicit SimplifyCFGOpt(const TargetData *td) : TD(td) {}
53   bool run(BasicBlock *BB);
54 };
55 }
56
57 /// SafeToMergeTerminators - Return true if it is safe to merge these two
58 /// terminator instructions together.
59 ///
60 static bool SafeToMergeTerminators(TerminatorInst *SI1, TerminatorInst *SI2) {
61   if (SI1 == SI2) return false;  // Can't merge with self!
62   
63   // It is not safe to merge these two switch instructions if they have a common
64   // successor, and if that successor has a PHI node, and if *that* PHI node has
65   // conflicting incoming values from the two switch blocks.
66   BasicBlock *SI1BB = SI1->getParent();
67   BasicBlock *SI2BB = SI2->getParent();
68   SmallPtrSet<BasicBlock*, 16> SI1Succs(succ_begin(SI1BB), succ_end(SI1BB));
69   
70   for (succ_iterator I = succ_begin(SI2BB), E = succ_end(SI2BB); I != E; ++I)
71     if (SI1Succs.count(*I))
72       for (BasicBlock::iterator BBI = (*I)->begin();
73            isa<PHINode>(BBI); ++BBI) {
74         PHINode *PN = cast<PHINode>(BBI);
75         if (PN->getIncomingValueForBlock(SI1BB) !=
76             PN->getIncomingValueForBlock(SI2BB))
77           return false;
78       }
79         
80   return true;
81 }
82
83 /// AddPredecessorToBlock - Update PHI nodes in Succ to indicate that there will
84 /// now be entries in it from the 'NewPred' block.  The values that will be
85 /// flowing into the PHI nodes will be the same as those coming in from
86 /// ExistPred, an existing predecessor of Succ.
87 static void AddPredecessorToBlock(BasicBlock *Succ, BasicBlock *NewPred,
88                                   BasicBlock *ExistPred) {
89   assert(std::find(succ_begin(ExistPred), succ_end(ExistPred), Succ) !=
90          succ_end(ExistPred) && "ExistPred is not a predecessor of Succ!");
91   if (!isa<PHINode>(Succ->begin())) return; // Quick exit if nothing to do
92   
93   PHINode *PN;
94   for (BasicBlock::iterator I = Succ->begin();
95        (PN = dyn_cast<PHINode>(I)); ++I)
96     PN->addIncoming(PN->getIncomingValueForBlock(ExistPred), NewPred);
97 }
98
99
100 /// GetIfCondition - Given a basic block (BB) with two predecessors (and
101 /// presumably PHI nodes in it), check to see if the merge at this block is due
102 /// to an "if condition".  If so, return the boolean condition that determines
103 /// which entry into BB will be taken.  Also, return by references the block
104 /// that will be entered from if the condition is true, and the block that will
105 /// be entered if the condition is false.
106 ///
107 ///
108 static Value *GetIfCondition(BasicBlock *BB,
109                              BasicBlock *&IfTrue, BasicBlock *&IfFalse) {
110   assert(std::distance(pred_begin(BB), pred_end(BB)) == 2 &&
111          "Function can only handle blocks with 2 predecessors!");
112   BasicBlock *Pred1 = *pred_begin(BB);
113   BasicBlock *Pred2 = *++pred_begin(BB);
114
115   // We can only handle branches.  Other control flow will be lowered to
116   // branches if possible anyway.
117   if (!isa<BranchInst>(Pred1->getTerminator()) ||
118       !isa<BranchInst>(Pred2->getTerminator()))
119     return 0;
120   BranchInst *Pred1Br = cast<BranchInst>(Pred1->getTerminator());
121   BranchInst *Pred2Br = cast<BranchInst>(Pred2->getTerminator());
122
123   // Eliminate code duplication by ensuring that Pred1Br is conditional if
124   // either are.
125   if (Pred2Br->isConditional()) {
126     // If both branches are conditional, we don't have an "if statement".  In
127     // reality, we could transform this case, but since the condition will be
128     // required anyway, we stand no chance of eliminating it, so the xform is
129     // probably not profitable.
130     if (Pred1Br->isConditional())
131       return 0;
132
133     std::swap(Pred1, Pred2);
134     std::swap(Pred1Br, Pred2Br);
135   }
136
137   if (Pred1Br->isConditional()) {
138     // If we found a conditional branch predecessor, make sure that it branches
139     // to BB and Pred2Br.  If it doesn't, this isn't an "if statement".
140     if (Pred1Br->getSuccessor(0) == BB &&
141         Pred1Br->getSuccessor(1) == Pred2) {
142       IfTrue = Pred1;
143       IfFalse = Pred2;
144     } else if (Pred1Br->getSuccessor(0) == Pred2 &&
145                Pred1Br->getSuccessor(1) == BB) {
146       IfTrue = Pred2;
147       IfFalse = Pred1;
148     } else {
149       // We know that one arm of the conditional goes to BB, so the other must
150       // go somewhere unrelated, and this must not be an "if statement".
151       return 0;
152     }
153
154     // The only thing we have to watch out for here is to make sure that Pred2
155     // doesn't have incoming edges from other blocks.  If it does, the condition
156     // doesn't dominate BB.
157     if (++pred_begin(Pred2) != pred_end(Pred2))
158       return 0;
159
160     return Pred1Br->getCondition();
161   }
162
163   // Ok, if we got here, both predecessors end with an unconditional branch to
164   // BB.  Don't panic!  If both blocks only have a single (identical)
165   // predecessor, and THAT is a conditional branch, then we're all ok!
166   if (pred_begin(Pred1) == pred_end(Pred1) ||
167       ++pred_begin(Pred1) != pred_end(Pred1) ||
168       pred_begin(Pred2) == pred_end(Pred2) ||
169       ++pred_begin(Pred2) != pred_end(Pred2) ||
170       *pred_begin(Pred1) != *pred_begin(Pred2))
171     return 0;
172
173   // Otherwise, if this is a conditional branch, then we can use it!
174   BasicBlock *CommonPred = *pred_begin(Pred1);
175   if (BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(CommonPred->getTerminator())) {
176     assert(BI->isConditional() && "Two successors but not conditional?");
177     if (BI->getSuccessor(0) == Pred1) {
178       IfTrue = Pred1;
179       IfFalse = Pred2;
180     } else {
181       IfTrue = Pred2;
182       IfFalse = Pred1;
183     }
184     return BI->getCondition();
185   }
186   return 0;
187 }
188
189 /// DominatesMergePoint - If we have a merge point of an "if condition" as
190 /// accepted above, return true if the specified value dominates the block.  We
191 /// don't handle the true generality of domination here, just a special case
192 /// which works well enough for us.
193 ///
194 /// If AggressiveInsts is non-null, and if V does not dominate BB, we check to
195 /// see if V (which must be an instruction) is cheap to compute and is
196 /// non-trapping.  If both are true, the instruction is inserted into the set
197 /// and true is returned.
198 static bool DominatesMergePoint(Value *V, BasicBlock *BB,
199                                 std::set<Instruction*> *AggressiveInsts) {
200   Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V);
201   if (!I) {
202     // Non-instructions all dominate instructions, but not all constantexprs
203     // can be executed unconditionally.
204     if (ConstantExpr *C = dyn_cast<ConstantExpr>(V))
205       if (C->canTrap())
206         return false;
207     return true;
208   }
209   BasicBlock *PBB = I->getParent();
210
211   // We don't want to allow weird loops that might have the "if condition" in
212   // the bottom of this block.
213   if (PBB == BB) return false;
214
215   // If this instruction is defined in a block that contains an unconditional
216   // branch to BB, then it must be in the 'conditional' part of the "if
217   // statement".
218   if (BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(PBB->getTerminator()))
219     if (BI->isUnconditional() && BI->getSuccessor(0) == BB) {
220       if (!AggressiveInsts) return false;
221       // Okay, it looks like the instruction IS in the "condition".  Check to
222       // see if it's a cheap instruction to unconditionally compute, and if it
223       // only uses stuff defined outside of the condition.  If so, hoist it out.
224       if (!I->isSafeToSpeculativelyExecute())
225         return false;
226
227       switch (I->getOpcode()) {
228       default: return false;  // Cannot hoist this out safely.
229       case Instruction::Load: {
230         // We have to check to make sure there are no instructions before the
231         // load in its basic block, as we are going to hoist the loop out to
232         // its predecessor.
233         BasicBlock::iterator IP = PBB->begin();
234         while (isa<DbgInfoIntrinsic>(IP))
235           IP++;
236         if (IP != BasicBlock::iterator(I))
237           return false;
238         break;
239       }
240       case Instruction::Add:
241       case Instruction::Sub:
242       case Instruction::And:
243       case Instruction::Or:
244       case Instruction::Xor:
245       case Instruction::Shl:
246       case Instruction::LShr:
247       case Instruction::AShr:
248       case Instruction::ICmp:
249         break;   // These are all cheap and non-trapping instructions.
250       }
251
252       // Okay, we can only really hoist these out if their operands are not
253       // defined in the conditional region.
254       for (User::op_iterator i = I->op_begin(), e = I->op_end(); i != e; ++i)
255         if (!DominatesMergePoint(*i, BB, 0))
256           return false;
257       // Okay, it's safe to do this!  Remember this instruction.
258       AggressiveInsts->insert(I);
259     }
260
261   return true;
262 }
263
264 /// GetConstantInt - Extract ConstantInt from value, looking through IntToPtr
265 /// and PointerNullValue. Return NULL if value is not a constant int.
266 static ConstantInt *GetConstantInt(Value *V, const TargetData *TD) {
267   // Normal constant int.
268   ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(V);
269   if (CI || !TD || !isa<Constant>(V) || !V->getType()->isPointerTy())
270     return CI;
271
272   // This is some kind of pointer constant. Turn it into a pointer-sized
273   // ConstantInt if possible.
274   const IntegerType *PtrTy = TD->getIntPtrType(V->getContext());
275
276   // Null pointer means 0, see SelectionDAGBuilder::getValue(const Value*).
277   if (isa<ConstantPointerNull>(V))
278     return ConstantInt::get(PtrTy, 0);
279
280   // IntToPtr const int.
281   if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(V))
282     if (CE->getOpcode() == Instruction::IntToPtr)
283       if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(CE->getOperand(0))) {
284         // The constant is very likely to have the right type already.
285         if (CI->getType() == PtrTy)
286           return CI;
287         else
288           return cast<ConstantInt>
289             (ConstantExpr::getIntegerCast(CI, PtrTy, /*isSigned=*/false));
290       }
291   return 0;
292 }
293
294 /// GatherConstantCompares - Given a potentially 'or'd or 'and'd together
295 /// collection of icmp eq/ne instructions that compare a value against a
296 /// constant, return the value being compared, and stick the constant into the
297 /// Values vector.
298 static Value *
299 GatherConstantCompares(Value *V, std::vector<ConstantInt*> &Vals, Value *&Extra,
300                        const TargetData *TD, bool isEQ) {
301   Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V);
302   if (I == 0) return 0;
303   
304   // If this is an icmp against a constant, handle this as one of the cases.
305   if (ICmpInst *ICI = dyn_cast<ICmpInst>(I)) {
306     if (ICI->getPredicate() == (isEQ ? ICmpInst::ICMP_EQ : ICmpInst::ICMP_NE))
307       if (ConstantInt *C = GetConstantInt(I->getOperand(1), TD)) {
308         Vals.push_back(C);
309         return I->getOperand(0);
310       }
311     return 0;
312   }
313   
314   // Otherwise, we can only handle an | or &, depending on isEQ.
315   if (I->getOpcode() != (isEQ ? Instruction::Or : Instruction::And))
316     return 0;
317   
318   unsigned NumValsBeforeLHS = Vals.size();
319   if (Value *LHS = GatherConstantCompares(I->getOperand(0), Vals, Extra, TD,
320                                           isEQ)) {
321     unsigned NumVals = Vals.size();
322     if (Value *RHS = GatherConstantCompares(I->getOperand(1), Vals, Extra, TD,
323                                             isEQ)) {
324       if (LHS == RHS)
325         return LHS;
326     }
327     Vals.resize(NumVals);
328
329     // The RHS of the or/and can't be folded in and we haven't used "Extra" yet,
330     // set it and return success.
331     if (Extra == 0 || Extra == I->getOperand(1)) {
332       Extra = I->getOperand(1);
333       return LHS;
334     }
335     
336     Vals.resize(NumValsBeforeLHS);
337     return 0;
338   }
339   
340   // If the LHS can't be folded in, but Extra is available and RHS can, try to
341   // use LHS as Extra.
342   if (Extra == 0 || Extra == I->getOperand(0)) {
343     Extra = I->getOperand(0);
344     if (Value *RHS = GatherConstantCompares(I->getOperand(1), Vals, Extra, TD,
345                                             isEQ))
346       return RHS;
347     Vals.resize(NumValsBeforeLHS);
348     Extra = 0;
349   }
350   
351   return 0;
352 }
353       
354 static void EraseTerminatorInstAndDCECond(TerminatorInst *TI) {
355   Instruction* Cond = 0;
356   if (SwitchInst *SI = dyn_cast<SwitchInst>(TI)) {
357     Cond = dyn_cast<Instruction>(SI->getCondition());
358   } else if (BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(TI)) {
359     if (BI->isConditional())
360       Cond = dyn_cast<Instruction>(BI->getCondition());
361   } else if (IndirectBrInst *IBI = dyn_cast<IndirectBrInst>(TI)) {
362     Cond = dyn_cast<Instruction>(IBI->getAddress());
363   }
364
365   TI->eraseFromParent();
366   if (Cond) RecursivelyDeleteTriviallyDeadInstructions(Cond);
367 }
368
369 /// isValueEqualityComparison - Return true if the specified terminator checks
370 /// to see if a value is equal to constant integer value.
371 Value *SimplifyCFGOpt::isValueEqualityComparison(TerminatorInst *TI) {
372   Value *CV = 0;
373   if (SwitchInst *SI = dyn_cast<SwitchInst>(TI)) {
374     // Do not permit merging of large switch instructions into their
375     // predecessors unless there is only one predecessor.
376     if (SI->getNumSuccessors()*std::distance(pred_begin(SI->getParent()),
377                                              pred_end(SI->getParent())) <= 128)
378       CV = SI->getCondition();
379   } else if (BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(TI))
380     if (BI->isConditional() && BI->getCondition()->hasOneUse())
381       if (ICmpInst *ICI = dyn_cast<ICmpInst>(BI->getCondition()))
382         if ((ICI->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_EQ ||
383              ICI->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE) &&
384             GetConstantInt(ICI->getOperand(1), TD))
385           CV = ICI->getOperand(0);
386
387   // Unwrap any lossless ptrtoint cast.
388   if (TD && CV && CV->getType() == TD->getIntPtrType(CV->getContext()))
389     if (PtrToIntInst *PTII = dyn_cast<PtrToIntInst>(CV))
390       CV = PTII->getOperand(0);
391   return CV;
392 }
393
394 /// GetValueEqualityComparisonCases - Given a value comparison instruction,
395 /// decode all of the 'cases' that it represents and return the 'default' block.
396 BasicBlock *SimplifyCFGOpt::
397 GetValueEqualityComparisonCases(TerminatorInst *TI,
398                                 std::vector<std::pair<ConstantInt*,
399                                                       BasicBlock*> > &Cases) {
400   if (SwitchInst *SI = dyn_cast<SwitchInst>(TI)) {
401     Cases.reserve(SI->getNumCases());
402     for (unsigned i = 1, e = SI->getNumCases(); i != e; ++i)
403       Cases.push_back(std::make_pair(SI->getCaseValue(i), SI->getSuccessor(i)));
404     return SI->getDefaultDest();
405   }
406
407   BranchInst *BI = cast<BranchInst>(TI);
408   ICmpInst *ICI = cast<ICmpInst>(BI->getCondition());
409   Cases.push_back(std::make_pair(GetConstantInt(ICI->getOperand(1), TD),
410                                  BI->getSuccessor(ICI->getPredicate() ==
411                                                   ICmpInst::ICMP_NE)));
412   return BI->getSuccessor(ICI->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_EQ);
413 }
414
415
416 /// EliminateBlockCases - Given a vector of bb/value pairs, remove any entries
417 /// in the list that match the specified block.
418 static void EliminateBlockCases(BasicBlock *BB,
419                std::vector<std::pair<ConstantInt*, BasicBlock*> > &Cases) {
420   for (unsigned i = 0, e = Cases.size(); i != e; ++i)
421     if (Cases[i].second == BB) {
422       Cases.erase(Cases.begin()+i);
423       --i; --e;
424     }
425 }
426
427 /// ValuesOverlap - Return true if there are any keys in C1 that exist in C2 as
428 /// well.
429 static bool
430 ValuesOverlap(std::vector<std::pair<ConstantInt*, BasicBlock*> > &C1,
431               std::vector<std::pair<ConstantInt*, BasicBlock*> > &C2) {
432   std::vector<std::pair<ConstantInt*, BasicBlock*> > *V1 = &C1, *V2 = &C2;
433
434   // Make V1 be smaller than V2.
435   if (V1->size() > V2->size())
436     std::swap(V1, V2);
437
438   if (V1->size() == 0) return false;
439   if (V1->size() == 1) {
440     // Just scan V2.
441     ConstantInt *TheVal = (*V1)[0].first;
442     for (unsigned i = 0, e = V2->size(); i != e; ++i)
443       if (TheVal == (*V2)[i].first)
444         return true;
445   }
446
447   // Otherwise, just sort both lists and compare element by element.
448   array_pod_sort(V1->begin(), V1->end());
449   array_pod_sort(V2->begin(), V2->end());
450   unsigned i1 = 0, i2 = 0, e1 = V1->size(), e2 = V2->size();
451   while (i1 != e1 && i2 != e2) {
452     if ((*V1)[i1].first == (*V2)[i2].first)
453       return true;
454     if ((*V1)[i1].first < (*V2)[i2].first)
455       ++i1;
456     else
457       ++i2;
458   }
459   return false;
460 }
461
462 /// SimplifyEqualityComparisonWithOnlyPredecessor - If TI is known to be a
463 /// terminator instruction and its block is known to only have a single
464 /// predecessor block, check to see if that predecessor is also a value
465 /// comparison with the same value, and if that comparison determines the
466 /// outcome of this comparison.  If so, simplify TI.  This does a very limited
467 /// form of jump threading.
468 bool SimplifyCFGOpt::
469 SimplifyEqualityComparisonWithOnlyPredecessor(TerminatorInst *TI,
470                                               BasicBlock *Pred) {
471   Value *PredVal = isValueEqualityComparison(Pred->getTerminator());
472   if (!PredVal) return false;  // Not a value comparison in predecessor.
473
474   Value *ThisVal = isValueEqualityComparison(TI);
475   assert(ThisVal && "This isn't a value comparison!!");
476   if (ThisVal != PredVal) return false;  // Different predicates.
477
478   // Find out information about when control will move from Pred to TI's block.
479   std::vector<std::pair<ConstantInt*, BasicBlock*> > PredCases;
480   BasicBlock *PredDef = GetValueEqualityComparisonCases(Pred->getTerminator(),
481                                                         PredCases);
482   EliminateBlockCases(PredDef, PredCases);  // Remove default from cases.
483
484   // Find information about how control leaves this block.
485   std::vector<std::pair<ConstantInt*, BasicBlock*> > ThisCases;
486   BasicBlock *ThisDef = GetValueEqualityComparisonCases(TI, ThisCases);
487   EliminateBlockCases(ThisDef, ThisCases);  // Remove default from cases.
488
489   // If TI's block is the default block from Pred's comparison, potentially
490   // simplify TI based on this knowledge.
491   if (PredDef == TI->getParent()) {
492     // If we are here, we know that the value is none of those cases listed in
493     // PredCases.  If there are any cases in ThisCases that are in PredCases, we
494     // can simplify TI.
495     if (!ValuesOverlap(PredCases, ThisCases))
496       return false;
497     
498     if (isa<BranchInst>(TI)) {
499       // Okay, one of the successors of this condbr is dead.  Convert it to a
500       // uncond br.
501       assert(ThisCases.size() == 1 && "Branch can only have one case!");
502       // Insert the new branch.
503       Instruction *NI = BranchInst::Create(ThisDef, TI);
504       (void) NI;
505
506       // Remove PHI node entries for the dead edge.
507       ThisCases[0].second->removePredecessor(TI->getParent());
508
509       DEBUG(dbgs() << "Threading pred instr: " << *Pred->getTerminator()
510            << "Through successor TI: " << *TI << "Leaving: " << *NI << "\n");
511
512       EraseTerminatorInstAndDCECond(TI);
513       return true;
514     }
515       
516     SwitchInst *SI = cast<SwitchInst>(TI);
517     // Okay, TI has cases that are statically dead, prune them away.
518     SmallPtrSet<Constant*, 16> DeadCases;
519     for (unsigned i = 0, e = PredCases.size(); i != e; ++i)
520       DeadCases.insert(PredCases[i].first);
521
522     DEBUG(dbgs() << "Threading pred instr: " << *Pred->getTerminator()
523                  << "Through successor TI: " << *TI);
524
525     for (unsigned i = SI->getNumCases()-1; i != 0; --i)
526       if (DeadCases.count(SI->getCaseValue(i))) {
527         SI->getSuccessor(i)->removePredecessor(TI->getParent());
528         SI->removeCase(i);
529       }
530
531     DEBUG(dbgs() << "Leaving: " << *TI << "\n");
532     return true;
533   }
534   
535   // Otherwise, TI's block must correspond to some matched value.  Find out
536   // which value (or set of values) this is.
537   ConstantInt *TIV = 0;
538   BasicBlock *TIBB = TI->getParent();
539   for (unsigned i = 0, e = PredCases.size(); i != e; ++i)
540     if (PredCases[i].second == TIBB) {
541       if (TIV != 0)
542         return false;  // Cannot handle multiple values coming to this block.
543       TIV = PredCases[i].first;
544     }
545   assert(TIV && "No edge from pred to succ?");
546
547   // Okay, we found the one constant that our value can be if we get into TI's
548   // BB.  Find out which successor will unconditionally be branched to.
549   BasicBlock *TheRealDest = 0;
550   for (unsigned i = 0, e = ThisCases.size(); i != e; ++i)
551     if (ThisCases[i].first == TIV) {
552       TheRealDest = ThisCases[i].second;
553       break;
554     }
555
556   // If not handled by any explicit cases, it is handled by the default case.
557   if (TheRealDest == 0) TheRealDest = ThisDef;
558
559   // Remove PHI node entries for dead edges.
560   BasicBlock *CheckEdge = TheRealDest;
561   for (succ_iterator SI = succ_begin(TIBB), e = succ_end(TIBB); SI != e; ++SI)
562     if (*SI != CheckEdge)
563       (*SI)->removePredecessor(TIBB);
564     else
565       CheckEdge = 0;
566
567   // Insert the new branch.
568   Instruction *NI = BranchInst::Create(TheRealDest, TI);
569   (void) NI;
570
571   DEBUG(dbgs() << "Threading pred instr: " << *Pred->getTerminator()
572             << "Through successor TI: " << *TI << "Leaving: " << *NI << "\n");
573
574   EraseTerminatorInstAndDCECond(TI);
575   return true;
576 }
577
578 namespace {
579   /// ConstantIntOrdering - This class implements a stable ordering of constant
580   /// integers that does not depend on their address.  This is important for
581   /// applications that sort ConstantInt's to ensure uniqueness.
582   struct ConstantIntOrdering {
583     bool operator()(const ConstantInt *LHS, const ConstantInt *RHS) const {
584       return LHS->getValue().ult(RHS->getValue());
585     }
586   };
587 }
588
589 static int ConstantIntSortPredicate(const void *P1, const void *P2) {
590   const ConstantInt *LHS = *(const ConstantInt**)P1;
591   const ConstantInt *RHS = *(const ConstantInt**)P2;
592   return LHS->getValue().ult(RHS->getValue());
593 }
594
595 /// FoldValueComparisonIntoPredecessors - The specified terminator is a value
596 /// equality comparison instruction (either a switch or a branch on "X == c").
597 /// See if any of the predecessors of the terminator block are value comparisons
598 /// on the same value.  If so, and if safe to do so, fold them together.
599 bool SimplifyCFGOpt::FoldValueComparisonIntoPredecessors(TerminatorInst *TI) {
600   BasicBlock *BB = TI->getParent();
601   Value *CV = isValueEqualityComparison(TI);  // CondVal
602   assert(CV && "Not a comparison?");
603   bool Changed = false;
604
605   SmallVector<BasicBlock*, 16> Preds(pred_begin(BB), pred_end(BB));
606   while (!Preds.empty()) {
607     BasicBlock *Pred = Preds.pop_back_val();
608
609     // See if the predecessor is a comparison with the same value.
610     TerminatorInst *PTI = Pred->getTerminator();
611     Value *PCV = isValueEqualityComparison(PTI);  // PredCondVal
612
613     if (PCV == CV && SafeToMergeTerminators(TI, PTI)) {
614       // Figure out which 'cases' to copy from SI to PSI.
615       std::vector<std::pair<ConstantInt*, BasicBlock*> > BBCases;
616       BasicBlock *BBDefault = GetValueEqualityComparisonCases(TI, BBCases);
617
618       std::vector<std::pair<ConstantInt*, BasicBlock*> > PredCases;
619       BasicBlock *PredDefault = GetValueEqualityComparisonCases(PTI, PredCases);
620
621       // Based on whether the default edge from PTI goes to BB or not, fill in
622       // PredCases and PredDefault with the new switch cases we would like to
623       // build.
624       SmallVector<BasicBlock*, 8> NewSuccessors;
625
626       if (PredDefault == BB) {
627         // If this is the default destination from PTI, only the edges in TI
628         // that don't occur in PTI, or that branch to BB will be activated.
629         std::set<ConstantInt*, ConstantIntOrdering> PTIHandled;
630         for (unsigned i = 0, e = PredCases.size(); i != e; ++i)
631           if (PredCases[i].second != BB)
632             PTIHandled.insert(PredCases[i].first);
633           else {
634             // The default destination is BB, we don't need explicit targets.
635             std::swap(PredCases[i], PredCases.back());
636             PredCases.pop_back();
637             --i; --e;
638           }
639
640         // Reconstruct the new switch statement we will be building.
641         if (PredDefault != BBDefault) {
642           PredDefault->removePredecessor(Pred);
643           PredDefault = BBDefault;
644           NewSuccessors.push_back(BBDefault);
645         }
646         for (unsigned i = 0, e = BBCases.size(); i != e; ++i)
647           if (!PTIHandled.count(BBCases[i].first) &&
648               BBCases[i].second != BBDefault) {
649             PredCases.push_back(BBCases[i]);
650             NewSuccessors.push_back(BBCases[i].second);
651           }
652
653       } else {
654         // If this is not the default destination from PSI, only the edges
655         // in SI that occur in PSI with a destination of BB will be
656         // activated.
657         std::set<ConstantInt*, ConstantIntOrdering> PTIHandled;
658         for (unsigned i = 0, e = PredCases.size(); i != e; ++i)
659           if (PredCases[i].second == BB) {
660             PTIHandled.insert(PredCases[i].first);
661             std::swap(PredCases[i], PredCases.back());
662             PredCases.pop_back();
663             --i; --e;
664           }
665
666         // Okay, now we know which constants were sent to BB from the
667         // predecessor.  Figure out where they will all go now.
668         for (unsigned i = 0, e = BBCases.size(); i != e; ++i)
669           if (PTIHandled.count(BBCases[i].first)) {
670             // If this is one we are capable of getting...
671             PredCases.push_back(BBCases[i]);
672             NewSuccessors.push_back(BBCases[i].second);
673             PTIHandled.erase(BBCases[i].first);// This constant is taken care of
674           }
675
676         // If there are any constants vectored to BB that TI doesn't handle,
677         // they must go to the default destination of TI.
678         for (std::set<ConstantInt*, ConstantIntOrdering>::iterator I = 
679                                     PTIHandled.begin(),
680                E = PTIHandled.end(); I != E; ++I) {
681           PredCases.push_back(std::make_pair(*I, BBDefault));
682           NewSuccessors.push_back(BBDefault);
683         }
684       }
685
686       // Okay, at this point, we know which new successor Pred will get.  Make
687       // sure we update the number of entries in the PHI nodes for these
688       // successors.
689       for (unsigned i = 0, e = NewSuccessors.size(); i != e; ++i)
690         AddPredecessorToBlock(NewSuccessors[i], Pred, BB);
691
692       // Convert pointer to int before we switch.
693       if (CV->getType()->isPointerTy()) {
694         assert(TD && "Cannot switch on pointer without TargetData");
695         CV = new PtrToIntInst(CV, TD->getIntPtrType(CV->getContext()),
696                               "magicptr", PTI);
697       }
698
699       // Now that the successors are updated, create the new Switch instruction.
700       SwitchInst *NewSI = SwitchInst::Create(CV, PredDefault,
701                                              PredCases.size(), PTI);
702       for (unsigned i = 0, e = PredCases.size(); i != e; ++i)
703         NewSI->addCase(PredCases[i].first, PredCases[i].second);
704
705       EraseTerminatorInstAndDCECond(PTI);
706
707       // Okay, last check.  If BB is still a successor of PSI, then we must
708       // have an infinite loop case.  If so, add an infinitely looping block
709       // to handle the case to preserve the behavior of the code.
710       BasicBlock *InfLoopBlock = 0;
711       for (unsigned i = 0, e = NewSI->getNumSuccessors(); i != e; ++i)
712         if (NewSI->getSuccessor(i) == BB) {
713           if (InfLoopBlock == 0) {
714             // Insert it at the end of the function, because it's either code,
715             // or it won't matter if it's hot. :)
716             InfLoopBlock = BasicBlock::Create(BB->getContext(),
717                                               "infloop", BB->getParent());
718             BranchInst::Create(InfLoopBlock, InfLoopBlock);
719           }
720           NewSI->setSuccessor(i, InfLoopBlock);
721         }
722
723       Changed = true;
724     }
725   }
726   return Changed;
727 }
728
729 // isSafeToHoistInvoke - If we would need to insert a select that uses the
730 // value of this invoke (comments in HoistThenElseCodeToIf explain why we
731 // would need to do this), we can't hoist the invoke, as there is nowhere
732 // to put the select in this case.
733 static bool isSafeToHoistInvoke(BasicBlock *BB1, BasicBlock *BB2,
734                                 Instruction *I1, Instruction *I2) {
735   for (succ_iterator SI = succ_begin(BB1), E = succ_end(BB1); SI != E; ++SI) {
736     PHINode *PN;
737     for (BasicBlock::iterator BBI = SI->begin();
738          (PN = dyn_cast<PHINode>(BBI)); ++BBI) {
739       Value *BB1V = PN->getIncomingValueForBlock(BB1);
740       Value *BB2V = PN->getIncomingValueForBlock(BB2);
741       if (BB1V != BB2V && (BB1V==I1 || BB2V==I2)) {
742         return false;
743       }
744     }
745   }
746   return true;
747 }
748
749 /// HoistThenElseCodeToIf - Given a conditional branch that goes to BB1 and
750 /// BB2, hoist any common code in the two blocks up into the branch block.  The
751 /// caller of this function guarantees that BI's block dominates BB1 and BB2.
752 static bool HoistThenElseCodeToIf(BranchInst *BI) {
753   // This does very trivial matching, with limited scanning, to find identical
754   // instructions in the two blocks.  In particular, we don't want to get into
755   // O(M*N) situations here where M and N are the sizes of BB1 and BB2.  As
756   // such, we currently just scan for obviously identical instructions in an
757   // identical order.
758   BasicBlock *BB1 = BI->getSuccessor(0);  // The true destination.
759   BasicBlock *BB2 = BI->getSuccessor(1);  // The false destination
760
761   BasicBlock::iterator BB1_Itr = BB1->begin();
762   BasicBlock::iterator BB2_Itr = BB2->begin();
763
764   Instruction *I1 = BB1_Itr++, *I2 = BB2_Itr++;
765   while (isa<DbgInfoIntrinsic>(I1))
766     I1 = BB1_Itr++;
767   while (isa<DbgInfoIntrinsic>(I2))
768     I2 = BB2_Itr++;
769   if (I1->getOpcode() != I2->getOpcode() || isa<PHINode>(I1) ||
770       !I1->isIdenticalToWhenDefined(I2) ||
771       (isa<InvokeInst>(I1) && !isSafeToHoistInvoke(BB1, BB2, I1, I2)))
772     return false;
773
774   // If we get here, we can hoist at least one instruction.
775   BasicBlock *BIParent = BI->getParent();
776
777   do {
778     // If we are hoisting the terminator instruction, don't move one (making a
779     // broken BB), instead clone it, and remove BI.
780     if (isa<TerminatorInst>(I1))
781       goto HoistTerminator;
782
783     // For a normal instruction, we just move one to right before the branch,
784     // then replace all uses of the other with the first.  Finally, we remove
785     // the now redundant second instruction.
786     BIParent->getInstList().splice(BI, BB1->getInstList(), I1);
787     if (!I2->use_empty())
788       I2->replaceAllUsesWith(I1);
789     I1->intersectOptionalDataWith(I2);
790     BB2->getInstList().erase(I2);
791
792     I1 = BB1_Itr++;
793     while (isa<DbgInfoIntrinsic>(I1))
794       I1 = BB1_Itr++;
795     I2 = BB2_Itr++;
796     while (isa<DbgInfoIntrinsic>(I2))
797       I2 = BB2_Itr++;
798   } while (I1->getOpcode() == I2->getOpcode() &&
799            I1->isIdenticalToWhenDefined(I2));
800
801   return true;
802
803 HoistTerminator:
804   // It may not be possible to hoist an invoke.
805   if (isa<InvokeInst>(I1) && !isSafeToHoistInvoke(BB1, BB2, I1, I2))
806     return true;
807
808   // Okay, it is safe to hoist the terminator.
809   Instruction *NT = I1->clone();
810   BIParent->getInstList().insert(BI, NT);
811   if (!NT->getType()->isVoidTy()) {
812     I1->replaceAllUsesWith(NT);
813     I2->replaceAllUsesWith(NT);
814     NT->takeName(I1);
815   }
816
817   // Hoisting one of the terminators from our successor is a great thing.
818   // Unfortunately, the successors of the if/else blocks may have PHI nodes in
819   // them.  If they do, all PHI entries for BB1/BB2 must agree for all PHI
820   // nodes, so we insert select instruction to compute the final result.
821   std::map<std::pair<Value*,Value*>, SelectInst*> InsertedSelects;
822   for (succ_iterator SI = succ_begin(BB1), E = succ_end(BB1); SI != E; ++SI) {
823     PHINode *PN;
824     for (BasicBlock::iterator BBI = SI->begin();
825          (PN = dyn_cast<PHINode>(BBI)); ++BBI) {
826       Value *BB1V = PN->getIncomingValueForBlock(BB1);
827       Value *BB2V = PN->getIncomingValueForBlock(BB2);
828       if (BB1V == BB2V) continue;
829       
830       // These values do not agree.  Insert a select instruction before NT
831       // that determines the right value.
832       SelectInst *&SI = InsertedSelects[std::make_pair(BB1V, BB2V)];
833       if (SI == 0)
834         SI = SelectInst::Create(BI->getCondition(), BB1V, BB2V,
835                                 BB1V->getName()+"."+BB2V->getName(), NT);
836       // Make the PHI node use the select for all incoming values for BB1/BB2
837       for (unsigned i = 0, e = PN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i)
838         if (PN->getIncomingBlock(i) == BB1 || PN->getIncomingBlock(i) == BB2)
839           PN->setIncomingValue(i, SI);
840     }
841   }
842
843   // Update any PHI nodes in our new successors.
844   for (succ_iterator SI = succ_begin(BB1), E = succ_end(BB1); SI != E; ++SI)
845     AddPredecessorToBlock(*SI, BIParent, BB1);
846
847   EraseTerminatorInstAndDCECond(BI);
848   return true;
849 }
850
851 /// SpeculativelyExecuteBB - Given a conditional branch that goes to BB1
852 /// and an BB2 and the only successor of BB1 is BB2, hoist simple code
853 /// (for now, restricted to a single instruction that's side effect free) from
854 /// the BB1 into the branch block to speculatively execute it.
855 static bool SpeculativelyExecuteBB(BranchInst *BI, BasicBlock *BB1) {
856   // Only speculatively execution a single instruction (not counting the
857   // terminator) for now.
858   Instruction *HInst = NULL;
859   Instruction *Term = BB1->getTerminator();
860   for (BasicBlock::iterator BBI = BB1->begin(), BBE = BB1->end();
861        BBI != BBE; ++BBI) {
862     Instruction *I = BBI;
863     // Skip debug info.
864     if (isa<DbgInfoIntrinsic>(I)) continue;
865     if (I == Term) break;
866
867     if (HInst)
868       return false;
869     HInst = I;
870   }
871   if (!HInst)
872     return false;
873
874   // Be conservative for now. FP select instruction can often be expensive.
875   Value *BrCond = BI->getCondition();
876   if (isa<FCmpInst>(BrCond))
877     return false;
878
879   // If BB1 is actually on the false edge of the conditional branch, remember
880   // to swap the select operands later.
881   bool Invert = false;
882   if (BB1 != BI->getSuccessor(0)) {
883     assert(BB1 == BI->getSuccessor(1) && "No edge from 'if' block?");
884     Invert = true;
885   }
886
887   // Turn
888   // BB:
889   //     %t1 = icmp
890   //     br i1 %t1, label %BB1, label %BB2
891   // BB1:
892   //     %t3 = add %t2, c
893   //     br label BB2
894   // BB2:
895   // =>
896   // BB:
897   //     %t1 = icmp
898   //     %t4 = add %t2, c
899   //     %t3 = select i1 %t1, %t2, %t3
900   switch (HInst->getOpcode()) {
901   default: return false;  // Not safe / profitable to hoist.
902   case Instruction::Add:
903   case Instruction::Sub:
904     // Not worth doing for vector ops.
905     if (HInst->getType()->isVectorTy())
906       return false;
907     break;
908   case Instruction::And:
909   case Instruction::Or:
910   case Instruction::Xor:
911   case Instruction::Shl:
912   case Instruction::LShr:
913   case Instruction::AShr:
914     // Don't mess with vector operations.
915     if (HInst->getType()->isVectorTy())
916       return false;
917     break;   // These are all cheap and non-trapping instructions.
918   }
919   
920   // If the instruction is obviously dead, don't try to predicate it.
921   if (HInst->use_empty()) {
922     HInst->eraseFromParent();
923     return true;
924   }
925
926   // Can we speculatively execute the instruction? And what is the value 
927   // if the condition is false? Consider the phi uses, if the incoming value
928   // from the "if" block are all the same V, then V is the value of the
929   // select if the condition is false.
930   BasicBlock *BIParent = BI->getParent();
931   SmallVector<PHINode*, 4> PHIUses;
932   Value *FalseV = NULL;
933   
934   BasicBlock *BB2 = BB1->getTerminator()->getSuccessor(0);
935   for (Value::use_iterator UI = HInst->use_begin(), E = HInst->use_end();
936        UI != E; ++UI) {
937     // Ignore any user that is not a PHI node in BB2.  These can only occur in
938     // unreachable blocks, because they would not be dominated by the instr.
939     PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(*UI);
940     if (!PN || PN->getParent() != BB2)
941       return false;
942     PHIUses.push_back(PN);
943     
944     Value *PHIV = PN->getIncomingValueForBlock(BIParent);
945     if (!FalseV)
946       FalseV = PHIV;
947     else if (FalseV != PHIV)
948       return false;  // Inconsistent value when condition is false.
949   }
950   
951   assert(FalseV && "Must have at least one user, and it must be a PHI");
952
953   // Do not hoist the instruction if any of its operands are defined but not
954   // used in this BB. The transformation will prevent the operand from
955   // being sunk into the use block.
956   for (User::op_iterator i = HInst->op_begin(), e = HInst->op_end(); 
957        i != e; ++i) {
958     Instruction *OpI = dyn_cast<Instruction>(*i);
959     if (OpI && OpI->getParent() == BIParent &&
960         !OpI->isUsedInBasicBlock(BIParent))
961       return false;
962   }
963
964   // If we get here, we can hoist the instruction. Try to place it
965   // before the icmp instruction preceding the conditional branch.
966   BasicBlock::iterator InsertPos = BI;
967   if (InsertPos != BIParent->begin())
968     --InsertPos;
969   // Skip debug info between condition and branch.
970   while (InsertPos != BIParent->begin() && isa<DbgInfoIntrinsic>(InsertPos))
971     --InsertPos;
972   if (InsertPos == BrCond && !isa<PHINode>(BrCond)) {
973     SmallPtrSet<Instruction *, 4> BB1Insns;
974     for(BasicBlock::iterator BB1I = BB1->begin(), BB1E = BB1->end(); 
975         BB1I != BB1E; ++BB1I) 
976       BB1Insns.insert(BB1I);
977     for(Value::use_iterator UI = BrCond->use_begin(), UE = BrCond->use_end();
978         UI != UE; ++UI) {
979       Instruction *Use = cast<Instruction>(*UI);
980       if (!BB1Insns.count(Use)) continue;
981       
982       // If BrCond uses the instruction that place it just before
983       // branch instruction.
984       InsertPos = BI;
985       break;
986     }
987   } else
988     InsertPos = BI;
989   BIParent->getInstList().splice(InsertPos, BB1->getInstList(), HInst);
990
991   // Create a select whose true value is the speculatively executed value and
992   // false value is the previously determined FalseV.
993   SelectInst *SI;
994   if (Invert)
995     SI = SelectInst::Create(BrCond, FalseV, HInst,
996                             FalseV->getName() + "." + HInst->getName(), BI);
997   else
998     SI = SelectInst::Create(BrCond, HInst, FalseV,
999                             HInst->getName() + "." + FalseV->getName(), BI);
1000
1001   // Make the PHI node use the select for all incoming values for "then" and
1002   // "if" blocks.
1003   for (unsigned i = 0, e = PHIUses.size(); i != e; ++i) {
1004     PHINode *PN = PHIUses[i];
1005     for (unsigned j = 0, ee = PN->getNumIncomingValues(); j != ee; ++j)
1006       if (PN->getIncomingBlock(j) == BB1 || PN->getIncomingBlock(j) == BIParent)
1007         PN->setIncomingValue(j, SI);
1008   }
1009
1010   ++NumSpeculations;
1011   return true;
1012 }
1013
1014 /// BlockIsSimpleEnoughToThreadThrough - Return true if we can thread a branch
1015 /// across this block.
1016 static bool BlockIsSimpleEnoughToThreadThrough(BasicBlock *BB) {
1017   BranchInst *BI = cast<BranchInst>(BB->getTerminator());
1018   unsigned Size = 0;
1019   
1020   for (BasicBlock::iterator BBI = BB->begin(); &*BBI != BI; ++BBI) {
1021     if (isa<DbgInfoIntrinsic>(BBI))
1022       continue;
1023     if (Size > 10) return false;  // Don't clone large BB's.
1024     ++Size;
1025     
1026     // We can only support instructions that do not define values that are
1027     // live outside of the current basic block.
1028     for (Value::use_iterator UI = BBI->use_begin(), E = BBI->use_end();
1029          UI != E; ++UI) {
1030       Instruction *U = cast<Instruction>(*UI);
1031       if (U->getParent() != BB || isa<PHINode>(U)) return false;
1032     }
1033     
1034     // Looks ok, continue checking.
1035   }
1036
1037   return true;
1038 }
1039
1040 /// FoldCondBranchOnPHI - If we have a conditional branch on a PHI node value
1041 /// that is defined in the same block as the branch and if any PHI entries are
1042 /// constants, thread edges corresponding to that entry to be branches to their
1043 /// ultimate destination.
1044 static bool FoldCondBranchOnPHI(BranchInst *BI) {
1045   BasicBlock *BB = BI->getParent();
1046   PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(BI->getCondition());
1047   // NOTE: we currently cannot transform this case if the PHI node is used
1048   // outside of the block.
1049   if (!PN || PN->getParent() != BB || !PN->hasOneUse())
1050     return false;
1051   
1052   // Degenerate case of a single entry PHI.
1053   if (PN->getNumIncomingValues() == 1) {
1054     FoldSingleEntryPHINodes(PN->getParent());
1055     return true;    
1056   }
1057
1058   // Now we know that this block has multiple preds and two succs.
1059   if (!BlockIsSimpleEnoughToThreadThrough(BB)) return false;
1060   
1061   // Okay, this is a simple enough basic block.  See if any phi values are
1062   // constants.
1063   for (unsigned i = 0, e = PN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
1064     ConstantInt *CB = dyn_cast<ConstantInt>(PN->getIncomingValue(i));
1065     if (CB == 0 || !CB->getType()->isIntegerTy(1)) continue;
1066     
1067     // Okay, we now know that all edges from PredBB should be revectored to
1068     // branch to RealDest.
1069     BasicBlock *PredBB = PN->getIncomingBlock(i);
1070     BasicBlock *RealDest = BI->getSuccessor(!CB->getZExtValue());
1071     
1072     if (RealDest == BB) continue;  // Skip self loops.
1073     
1074     // The dest block might have PHI nodes, other predecessors and other
1075     // difficult cases.  Instead of being smart about this, just insert a new
1076     // block that jumps to the destination block, effectively splitting
1077     // the edge we are about to create.
1078     BasicBlock *EdgeBB = BasicBlock::Create(BB->getContext(),
1079                                             RealDest->getName()+".critedge",
1080                                             RealDest->getParent(), RealDest);
1081     BranchInst::Create(RealDest, EdgeBB);
1082     PHINode *PN;
1083     for (BasicBlock::iterator BBI = RealDest->begin();
1084          (PN = dyn_cast<PHINode>(BBI)); ++BBI) {
1085       Value *V = PN->getIncomingValueForBlock(BB);
1086       PN->addIncoming(V, EdgeBB);
1087     }
1088
1089     // BB may have instructions that are being threaded over.  Clone these
1090     // instructions into EdgeBB.  We know that there will be no uses of the
1091     // cloned instructions outside of EdgeBB.
1092     BasicBlock::iterator InsertPt = EdgeBB->begin();
1093     DenseMap<Value*, Value*> TranslateMap;  // Track translated values.
1094     for (BasicBlock::iterator BBI = BB->begin(); &*BBI != BI; ++BBI) {
1095       if (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(BBI)) {
1096         TranslateMap[PN] = PN->getIncomingValueForBlock(PredBB);
1097         continue;
1098       }
1099       // Clone the instruction.
1100       Instruction *N = BBI->clone();
1101       if (BBI->hasName()) N->setName(BBI->getName()+".c");
1102       
1103       // Update operands due to translation.
1104       for (User::op_iterator i = N->op_begin(), e = N->op_end();
1105            i != e; ++i) {
1106         DenseMap<Value*, Value*>::iterator PI = TranslateMap.find(*i);
1107         if (PI != TranslateMap.end())
1108           *i = PI->second;
1109       }
1110       
1111       // Check for trivial simplification.
1112       if (Constant *C = ConstantFoldInstruction(N)) {
1113         TranslateMap[BBI] = C;
1114         delete N;   // Constant folded away, don't need actual inst
1115       } else {
1116         // Insert the new instruction into its new home.
1117         EdgeBB->getInstList().insert(InsertPt, N);
1118         if (!BBI->use_empty())
1119           TranslateMap[BBI] = N;
1120       }
1121     }
1122
1123     // Loop over all of the edges from PredBB to BB, changing them to branch
1124     // to EdgeBB instead.
1125     TerminatorInst *PredBBTI = PredBB->getTerminator();
1126     for (unsigned i = 0, e = PredBBTI->getNumSuccessors(); i != e; ++i)
1127       if (PredBBTI->getSuccessor(i) == BB) {
1128         BB->removePredecessor(PredBB);
1129         PredBBTI->setSuccessor(i, EdgeBB);
1130       }
1131     
1132     // Recurse, simplifying any other constants.
1133     return FoldCondBranchOnPHI(BI) | true;
1134   }
1135
1136   return false;
1137 }
1138
1139 /// FoldTwoEntryPHINode - Given a BB that starts with the specified two-entry
1140 /// PHI node, see if we can eliminate it.
1141 static bool FoldTwoEntryPHINode(PHINode *PN) {
1142   // Ok, this is a two entry PHI node.  Check to see if this is a simple "if
1143   // statement", which has a very simple dominance structure.  Basically, we
1144   // are trying to find the condition that is being branched on, which
1145   // subsequently causes this merge to happen.  We really want control
1146   // dependence information for this check, but simplifycfg can't keep it up
1147   // to date, and this catches most of the cases we care about anyway.
1148   //
1149   BasicBlock *BB = PN->getParent();
1150   BasicBlock *IfTrue, *IfFalse;
1151   Value *IfCond = GetIfCondition(BB, IfTrue, IfFalse);
1152   if (!IfCond) return false;
1153   
1154   // Okay, we found that we can merge this two-entry phi node into a select.
1155   // Doing so would require us to fold *all* two entry phi nodes in this block.
1156   // At some point this becomes non-profitable (particularly if the target
1157   // doesn't support cmov's).  Only do this transformation if there are two or
1158   // fewer PHI nodes in this block.
1159   unsigned NumPhis = 0;
1160   for (BasicBlock::iterator I = BB->begin(); isa<PHINode>(I); ++NumPhis, ++I)
1161     if (NumPhis > 2)
1162       return false;
1163   
1164   DEBUG(dbgs() << "FOUND IF CONDITION!  " << *IfCond << "  T: "
1165         << IfTrue->getName() << "  F: " << IfFalse->getName() << "\n");
1166   
1167   // Loop over the PHI's seeing if we can promote them all to select
1168   // instructions.  While we are at it, keep track of the instructions
1169   // that need to be moved to the dominating block.
1170   std::set<Instruction*> AggressiveInsts;
1171   
1172   BasicBlock::iterator AfterPHIIt = BB->begin();
1173   while (isa<PHINode>(AfterPHIIt)) {
1174     PHINode *PN = cast<PHINode>(AfterPHIIt++);
1175     if (PN->getIncomingValue(0) == PN->getIncomingValue(1)) {
1176       if (PN->getIncomingValue(0) != PN)
1177         PN->replaceAllUsesWith(PN->getIncomingValue(0));
1178       else
1179         PN->replaceAllUsesWith(UndefValue::get(PN->getType()));
1180     } else if (!DominatesMergePoint(PN->getIncomingValue(0), BB,
1181                                     &AggressiveInsts) ||
1182                !DominatesMergePoint(PN->getIncomingValue(1), BB,
1183                                     &AggressiveInsts)) {
1184       return false;
1185     }
1186   }
1187   
1188   // If we all PHI nodes are promotable, check to make sure that all
1189   // instructions in the predecessor blocks can be promoted as well.  If
1190   // not, we won't be able to get rid of the control flow, so it's not
1191   // worth promoting to select instructions.
1192   BasicBlock *DomBlock = 0, *IfBlock1 = 0, *IfBlock2 = 0;
1193   PN = cast<PHINode>(BB->begin());
1194   BasicBlock *Pred = PN->getIncomingBlock(0);
1195   if (cast<BranchInst>(Pred->getTerminator())->isUnconditional()) {
1196     IfBlock1 = Pred;
1197     DomBlock = *pred_begin(Pred);
1198     for (BasicBlock::iterator I = Pred->begin();
1199          !isa<TerminatorInst>(I); ++I)
1200       if (!AggressiveInsts.count(I) && !isa<DbgInfoIntrinsic>(I)) {
1201         // This is not an aggressive instruction that we can promote.
1202         // Because of this, we won't be able to get rid of the control
1203         // flow, so the xform is not worth it.
1204         return false;
1205       }
1206   }
1207     
1208   Pred = PN->getIncomingBlock(1);
1209   if (cast<BranchInst>(Pred->getTerminator())->isUnconditional()) {
1210     IfBlock2 = Pred;
1211     DomBlock = *pred_begin(Pred);
1212     for (BasicBlock::iterator I = Pred->begin();
1213          !isa<TerminatorInst>(I); ++I)
1214       if (!AggressiveInsts.count(I) && !isa<DbgInfoIntrinsic>(I)) {
1215         // This is not an aggressive instruction that we can promote.
1216         // Because of this, we won't be able to get rid of the control
1217         // flow, so the xform is not worth it.
1218         return false;
1219       }
1220   }
1221       
1222   // If we can still promote the PHI nodes after this gauntlet of tests,
1223   // do all of the PHI's now.
1224
1225   // Move all 'aggressive' instructions, which are defined in the
1226   // conditional parts of the if's up to the dominating block.
1227   if (IfBlock1)
1228     DomBlock->getInstList().splice(DomBlock->getTerminator(),
1229                                    IfBlock1->getInstList(), IfBlock1->begin(),
1230                                    IfBlock1->getTerminator());
1231   if (IfBlock2)
1232     DomBlock->getInstList().splice(DomBlock->getTerminator(),
1233                                    IfBlock2->getInstList(), IfBlock2->begin(),
1234                                    IfBlock2->getTerminator());
1235   
1236   while (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(BB->begin())) {
1237     // Change the PHI node into a select instruction.
1238     Value *TrueVal  = PN->getIncomingValue(PN->getIncomingBlock(0) == IfFalse);
1239     Value *FalseVal = PN->getIncomingValue(PN->getIncomingBlock(0) == IfTrue);
1240     
1241     Value *NV = SelectInst::Create(IfCond, TrueVal, FalseVal, "", AfterPHIIt);
1242     PN->replaceAllUsesWith(NV);
1243     NV->takeName(PN);
1244     
1245     BB->getInstList().erase(PN);
1246   }
1247   return true;
1248 }
1249
1250 /// SimplifyCondBranchToTwoReturns - If we found a conditional branch that goes
1251 /// to two returning blocks, try to merge them together into one return,
1252 /// introducing a select if the return values disagree.
1253 static bool SimplifyCondBranchToTwoReturns(BranchInst *BI) {
1254   assert(BI->isConditional() && "Must be a conditional branch");
1255   BasicBlock *TrueSucc = BI->getSuccessor(0);
1256   BasicBlock *FalseSucc = BI->getSuccessor(1);
1257   ReturnInst *TrueRet = cast<ReturnInst>(TrueSucc->getTerminator());
1258   ReturnInst *FalseRet = cast<ReturnInst>(FalseSucc->getTerminator());
1259   
1260   // Check to ensure both blocks are empty (just a return) or optionally empty
1261   // with PHI nodes.  If there are other instructions, merging would cause extra
1262   // computation on one path or the other.
1263   if (!TrueSucc->getFirstNonPHIOrDbg()->isTerminator())
1264     return false;
1265   if (!FalseSucc->getFirstNonPHIOrDbg()->isTerminator())
1266     return false;
1267
1268   // Okay, we found a branch that is going to two return nodes.  If
1269   // there is no return value for this function, just change the
1270   // branch into a return.
1271   if (FalseRet->getNumOperands() == 0) {
1272     TrueSucc->removePredecessor(BI->getParent());
1273     FalseSucc->removePredecessor(BI->getParent());
1274     ReturnInst::Create(BI->getContext(), 0, BI);
1275     EraseTerminatorInstAndDCECond(BI);
1276     return true;
1277   }
1278     
1279   // Otherwise, figure out what the true and false return values are
1280   // so we can insert a new select instruction.
1281   Value *TrueValue = TrueRet->getReturnValue();
1282   Value *FalseValue = FalseRet->getReturnValue();
1283   
1284   // Unwrap any PHI nodes in the return blocks.
1285   if (PHINode *TVPN = dyn_cast_or_null<PHINode>(TrueValue))
1286     if (TVPN->getParent() == TrueSucc)
1287       TrueValue = TVPN->getIncomingValueForBlock(BI->getParent());
1288   if (PHINode *FVPN = dyn_cast_or_null<PHINode>(FalseValue))
1289     if (FVPN->getParent() == FalseSucc)
1290       FalseValue = FVPN->getIncomingValueForBlock(BI->getParent());
1291   
1292   // In order for this transformation to be safe, we must be able to
1293   // unconditionally execute both operands to the return.  This is
1294   // normally the case, but we could have a potentially-trapping
1295   // constant expression that prevents this transformation from being
1296   // safe.
1297   if (ConstantExpr *TCV = dyn_cast_or_null<ConstantExpr>(TrueValue))
1298     if (TCV->canTrap())
1299       return false;
1300   if (ConstantExpr *FCV = dyn_cast_or_null<ConstantExpr>(FalseValue))
1301     if (FCV->canTrap())
1302       return false;
1303   
1304   // Okay, we collected all the mapped values and checked them for sanity, and
1305   // defined to really do this transformation.  First, update the CFG.
1306   TrueSucc->removePredecessor(BI->getParent());
1307   FalseSucc->removePredecessor(BI->getParent());
1308   
1309   // Insert select instructions where needed.
1310   Value *BrCond = BI->getCondition();
1311   if (TrueValue) {
1312     // Insert a select if the results differ.
1313     if (TrueValue == FalseValue || isa<UndefValue>(FalseValue)) {
1314     } else if (isa<UndefValue>(TrueValue)) {
1315       TrueValue = FalseValue;
1316     } else {
1317       TrueValue = SelectInst::Create(BrCond, TrueValue,
1318                                      FalseValue, "retval", BI);
1319     }
1320   }
1321
1322   Value *RI = !TrueValue ?
1323               ReturnInst::Create(BI->getContext(), BI) :
1324               ReturnInst::Create(BI->getContext(), TrueValue, BI);
1325   (void) RI;
1326       
1327   DEBUG(dbgs() << "\nCHANGING BRANCH TO TWO RETURNS INTO SELECT:"
1328                << "\n  " << *BI << "NewRet = " << *RI
1329                << "TRUEBLOCK: " << *TrueSucc << "FALSEBLOCK: "<< *FalseSucc);
1330       
1331   EraseTerminatorInstAndDCECond(BI);
1332
1333   return true;
1334 }
1335
1336 /// FoldBranchToCommonDest - If this basic block is ONLY a setcc and a branch,
1337 /// and if a predecessor branches to us and one of our successors, fold the
1338 /// setcc into the predecessor and use logical operations to pick the right
1339 /// destination.
1340 bool llvm::FoldBranchToCommonDest(BranchInst *BI) {
1341   BasicBlock *BB = BI->getParent();
1342   Instruction *Cond = dyn_cast<Instruction>(BI->getCondition());
1343   if (Cond == 0 || (!isa<CmpInst>(Cond) && !isa<BinaryOperator>(Cond)) ||
1344     Cond->getParent() != BB || !Cond->hasOneUse())
1345   return false;
1346   
1347   // Only allow this if the condition is a simple instruction that can be
1348   // executed unconditionally.  It must be in the same block as the branch, and
1349   // must be at the front of the block.
1350   BasicBlock::iterator FrontIt = BB->front();
1351   // Ignore dbg intrinsics.
1352   while(isa<DbgInfoIntrinsic>(FrontIt))
1353     ++FrontIt;
1354     
1355   // Allow a single instruction to be hoisted in addition to the compare
1356   // that feeds the branch.  We later ensure that any values that _it_ uses
1357   // were also live in the predecessor, so that we don't unnecessarily create
1358   // register pressure or inhibit out-of-order execution.
1359   Instruction *BonusInst = 0;
1360   if (&*FrontIt != Cond &&
1361       FrontIt->hasOneUse() && *FrontIt->use_begin() == Cond &&
1362       FrontIt->isSafeToSpeculativelyExecute()) {
1363     BonusInst = &*FrontIt;
1364     ++FrontIt;
1365   }
1366   
1367   // Only a single bonus inst is allowed.
1368   if (&*FrontIt != Cond)
1369     return false;
1370   
1371   // Make sure the instruction after the condition is the cond branch.
1372   BasicBlock::iterator CondIt = Cond; ++CondIt;
1373   // Ingore dbg intrinsics.
1374   while(isa<DbgInfoIntrinsic>(CondIt))
1375     ++CondIt;
1376   if (&*CondIt != BI) {
1377     assert (!isa<DbgInfoIntrinsic>(CondIt) && "Hey do not forget debug info!");
1378     return false;
1379   }
1380
1381   // Cond is known to be a compare or binary operator.  Check to make sure that
1382   // neither operand is a potentially-trapping constant expression.
1383   if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(Cond->getOperand(0)))
1384     if (CE->canTrap())
1385       return false;
1386   if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(Cond->getOperand(1)))
1387     if (CE->canTrap())
1388       return false;
1389   
1390   
1391   // Finally, don't infinitely unroll conditional loops.
1392   BasicBlock *TrueDest  = BI->getSuccessor(0);
1393   BasicBlock *FalseDest = BI->getSuccessor(1);
1394   if (TrueDest == BB || FalseDest == BB)
1395     return false;
1396   
1397   for (pred_iterator PI = pred_begin(BB), E = pred_end(BB); PI != E; ++PI) {
1398     BasicBlock *PredBlock = *PI;
1399     BranchInst *PBI = dyn_cast<BranchInst>(PredBlock->getTerminator());
1400     
1401     // Check that we have two conditional branches.  If there is a PHI node in
1402     // the common successor, verify that the same value flows in from both
1403     // blocks.
1404     if (PBI == 0 || PBI->isUnconditional() ||
1405         !SafeToMergeTerminators(BI, PBI))
1406       continue;
1407     
1408     // Ensure that any values used in the bonus instruction are also used
1409     // by the terminator of the predecessor.  This means that those values
1410     // must already have been resolved, so we won't be inhibiting the 
1411     // out-of-order core by speculating them earlier.
1412     if (BonusInst) {
1413       // Collect the values used by the bonus inst
1414       SmallPtrSet<Value*, 4> UsedValues;
1415       for (Instruction::op_iterator OI = BonusInst->op_begin(),
1416            OE = BonusInst->op_end(); OI != OE; ++OI) {
1417         Value* V = *OI;
1418         if (!isa<Constant>(V))
1419           UsedValues.insert(V);
1420       }
1421
1422       SmallVector<std::pair<Value*, unsigned>, 4> Worklist;
1423       Worklist.push_back(std::make_pair(PBI->getOperand(0), 0));
1424       
1425       // Walk up to four levels back up the use-def chain of the predecessor's
1426       // terminator to see if all those values were used.  The choice of four
1427       // levels is arbitrary, to provide a compile-time-cost bound.
1428       while (!Worklist.empty()) {
1429         std::pair<Value*, unsigned> Pair = Worklist.back();
1430         Worklist.pop_back();
1431         
1432         if (Pair.second >= 4) continue;
1433         UsedValues.erase(Pair.first);
1434         if (UsedValues.empty()) break;
1435         
1436         if (Instruction* I = dyn_cast<Instruction>(Pair.first)) {
1437           for (Instruction::op_iterator OI = I->op_begin(), OE = I->op_end();
1438                OI != OE; ++OI)
1439             Worklist.push_back(std::make_pair(OI->get(), Pair.second+1));
1440         }       
1441       }
1442       
1443       if (!UsedValues.empty()) return false;
1444     }
1445     
1446     Instruction::BinaryOps Opc;
1447     bool InvertPredCond = false;
1448
1449     if (PBI->getSuccessor(0) == TrueDest)
1450       Opc = Instruction::Or;
1451     else if (PBI->getSuccessor(1) == FalseDest)
1452       Opc = Instruction::And;
1453     else if (PBI->getSuccessor(0) == FalseDest)
1454       Opc = Instruction::And, InvertPredCond = true;
1455     else if (PBI->getSuccessor(1) == TrueDest)
1456       Opc = Instruction::Or, InvertPredCond = true;
1457     else
1458       continue;
1459
1460     DEBUG(dbgs() << "FOLDING BRANCH TO COMMON DEST:\n" << *PBI << *BB);
1461     
1462     // If we need to invert the condition in the pred block to match, do so now.
1463     if (InvertPredCond) {
1464       Value *NewCond =
1465         BinaryOperator::CreateNot(PBI->getCondition(),
1466                                   PBI->getCondition()->getName()+".not", PBI);
1467       PBI->setCondition(NewCond);
1468       BasicBlock *OldTrue = PBI->getSuccessor(0);
1469       BasicBlock *OldFalse = PBI->getSuccessor(1);
1470       PBI->setSuccessor(0, OldFalse);
1471       PBI->setSuccessor(1, OldTrue);
1472     }
1473     
1474     // If we have a bonus inst, clone it into the predecessor block.
1475     Instruction *NewBonus = 0;
1476     if (BonusInst) {
1477       NewBonus = BonusInst->clone();
1478       PredBlock->getInstList().insert(PBI, NewBonus);
1479       NewBonus->takeName(BonusInst);
1480       BonusInst->setName(BonusInst->getName()+".old");
1481     }
1482     
1483     // Clone Cond into the predecessor basic block, and or/and the
1484     // two conditions together.
1485     Instruction *New = Cond->clone();
1486     if (BonusInst) New->replaceUsesOfWith(BonusInst, NewBonus);
1487     PredBlock->getInstList().insert(PBI, New);
1488     New->takeName(Cond);
1489     Cond->setName(New->getName()+".old");
1490     
1491     Value *NewCond = BinaryOperator::Create(Opc, PBI->getCondition(),
1492                                             New, "or.cond", PBI);
1493     PBI->setCondition(NewCond);
1494     if (PBI->getSuccessor(0) == BB) {
1495       AddPredecessorToBlock(TrueDest, PredBlock, BB);
1496       PBI->setSuccessor(0, TrueDest);
1497     }
1498     if (PBI->getSuccessor(1) == BB) {
1499       AddPredecessorToBlock(FalseDest, PredBlock, BB);
1500       PBI->setSuccessor(1, FalseDest);
1501     }
1502     return true;
1503   }
1504   return false;
1505 }
1506
1507 /// SimplifyCondBranchToCondBranch - If we have a conditional branch as a
1508 /// predecessor of another block, this function tries to simplify it.  We know
1509 /// that PBI and BI are both conditional branches, and BI is in one of the
1510 /// successor blocks of PBI - PBI branches to BI.
1511 static bool SimplifyCondBranchToCondBranch(BranchInst *PBI, BranchInst *BI) {
1512   assert(PBI->isConditional() && BI->isConditional());
1513   BasicBlock *BB = BI->getParent();
1514
1515   // If this block ends with a branch instruction, and if there is a
1516   // predecessor that ends on a branch of the same condition, make 
1517   // this conditional branch redundant.
1518   if (PBI->getCondition() == BI->getCondition() &&
1519       PBI->getSuccessor(0) != PBI->getSuccessor(1)) {
1520     // Okay, the outcome of this conditional branch is statically
1521     // knowable.  If this block had a single pred, handle specially.
1522     if (BB->getSinglePredecessor()) {
1523       // Turn this into a branch on constant.
1524       bool CondIsTrue = PBI->getSuccessor(0) == BB;
1525       BI->setCondition(ConstantInt::get(Type::getInt1Ty(BB->getContext()), 
1526                                         CondIsTrue));
1527       return true;  // Nuke the branch on constant.
1528     }
1529     
1530     // Otherwise, if there are multiple predecessors, insert a PHI that merges
1531     // in the constant and simplify the block result.  Subsequent passes of
1532     // simplifycfg will thread the block.
1533     if (BlockIsSimpleEnoughToThreadThrough(BB)) {
1534       PHINode *NewPN = PHINode::Create(Type::getInt1Ty(BB->getContext()),
1535                                        BI->getCondition()->getName() + ".pr",
1536                                        BB->begin());
1537       // Okay, we're going to insert the PHI node.  Since PBI is not the only
1538       // predecessor, compute the PHI'd conditional value for all of the preds.
1539       // Any predecessor where the condition is not computable we keep symbolic.
1540       for (pred_iterator PI = pred_begin(BB), E = pred_end(BB); PI != E; ++PI) {
1541         BasicBlock *P = *PI;
1542         if ((PBI = dyn_cast<BranchInst>(P->getTerminator())) &&
1543             PBI != BI && PBI->isConditional() &&
1544             PBI->getCondition() == BI->getCondition() &&
1545             PBI->getSuccessor(0) != PBI->getSuccessor(1)) {
1546           bool CondIsTrue = PBI->getSuccessor(0) == BB;
1547           NewPN->addIncoming(ConstantInt::get(Type::getInt1Ty(BB->getContext()), 
1548                                               CondIsTrue), P);
1549         } else {
1550           NewPN->addIncoming(BI->getCondition(), P);
1551         }
1552       }
1553       
1554       BI->setCondition(NewPN);
1555       return true;
1556     }
1557   }
1558   
1559   // If this is a conditional branch in an empty block, and if any
1560   // predecessors is a conditional branch to one of our destinations,
1561   // fold the conditions into logical ops and one cond br.
1562   BasicBlock::iterator BBI = BB->begin();
1563   // Ignore dbg intrinsics.
1564   while (isa<DbgInfoIntrinsic>(BBI))
1565     ++BBI;
1566   if (&*BBI != BI)
1567     return false;
1568
1569   
1570   if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(BI->getCondition()))
1571     if (CE->canTrap())
1572       return false;
1573   
1574   int PBIOp, BIOp;
1575   if (PBI->getSuccessor(0) == BI->getSuccessor(0))
1576     PBIOp = BIOp = 0;
1577   else if (PBI->getSuccessor(0) == BI->getSuccessor(1))
1578     PBIOp = 0, BIOp = 1;
1579   else if (PBI->getSuccessor(1) == BI->getSuccessor(0))
1580     PBIOp = 1, BIOp = 0;
1581   else if (PBI->getSuccessor(1) == BI->getSuccessor(1))
1582     PBIOp = BIOp = 1;
1583   else
1584     return false;
1585     
1586   // Check to make sure that the other destination of this branch
1587   // isn't BB itself.  If so, this is an infinite loop that will
1588   // keep getting unwound.
1589   if (PBI->getSuccessor(PBIOp) == BB)
1590     return false;
1591     
1592   // Do not perform this transformation if it would require 
1593   // insertion of a large number of select instructions. For targets
1594   // without predication/cmovs, this is a big pessimization.
1595   BasicBlock *CommonDest = PBI->getSuccessor(PBIOp);
1596       
1597   unsigned NumPhis = 0;
1598   for (BasicBlock::iterator II = CommonDest->begin();
1599        isa<PHINode>(II); ++II, ++NumPhis)
1600     if (NumPhis > 2) // Disable this xform.
1601       return false;
1602     
1603   // Finally, if everything is ok, fold the branches to logical ops.
1604   BasicBlock *OtherDest  = BI->getSuccessor(BIOp ^ 1);
1605   
1606   DEBUG(dbgs() << "FOLDING BRs:" << *PBI->getParent()
1607                << "AND: " << *BI->getParent());
1608   
1609   
1610   // If OtherDest *is* BB, then BB is a basic block with a single conditional
1611   // branch in it, where one edge (OtherDest) goes back to itself but the other
1612   // exits.  We don't *know* that the program avoids the infinite loop
1613   // (even though that seems likely).  If we do this xform naively, we'll end up
1614   // recursively unpeeling the loop.  Since we know that (after the xform is
1615   // done) that the block *is* infinite if reached, we just make it an obviously
1616   // infinite loop with no cond branch.
1617   if (OtherDest == BB) {
1618     // Insert it at the end of the function, because it's either code,
1619     // or it won't matter if it's hot. :)
1620     BasicBlock *InfLoopBlock = BasicBlock::Create(BB->getContext(),
1621                                                   "infloop", BB->getParent());
1622     BranchInst::Create(InfLoopBlock, InfLoopBlock);
1623     OtherDest = InfLoopBlock;
1624   }  
1625   
1626   DEBUG(dbgs() << *PBI->getParent()->getParent());
1627   
1628   // BI may have other predecessors.  Because of this, we leave
1629   // it alone, but modify PBI.
1630   
1631   // Make sure we get to CommonDest on True&True directions.
1632   Value *PBICond = PBI->getCondition();
1633   if (PBIOp)
1634     PBICond = BinaryOperator::CreateNot(PBICond,
1635                                         PBICond->getName()+".not",
1636                                         PBI);
1637   Value *BICond = BI->getCondition();
1638   if (BIOp)
1639     BICond = BinaryOperator::CreateNot(BICond,
1640                                        BICond->getName()+".not",
1641                                        PBI);
1642   // Merge the conditions.
1643   Value *Cond = BinaryOperator::CreateOr(PBICond, BICond, "brmerge", PBI);
1644   
1645   // Modify PBI to branch on the new condition to the new dests.
1646   PBI->setCondition(Cond);
1647   PBI->setSuccessor(0, CommonDest);
1648   PBI->setSuccessor(1, OtherDest);
1649   
1650   // OtherDest may have phi nodes.  If so, add an entry from PBI's
1651   // block that are identical to the entries for BI's block.
1652   PHINode *PN;
1653   for (BasicBlock::iterator II = OtherDest->begin();
1654        (PN = dyn_cast<PHINode>(II)); ++II) {
1655     Value *V = PN->getIncomingValueForBlock(BB);
1656     PN->addIncoming(V, PBI->getParent());
1657   }
1658   
1659   // We know that the CommonDest already had an edge from PBI to
1660   // it.  If it has PHIs though, the PHIs may have different
1661   // entries for BB and PBI's BB.  If so, insert a select to make
1662   // them agree.
1663   for (BasicBlock::iterator II = CommonDest->begin();
1664        (PN = dyn_cast<PHINode>(II)); ++II) {
1665     Value *BIV = PN->getIncomingValueForBlock(BB);
1666     unsigned PBBIdx = PN->getBasicBlockIndex(PBI->getParent());
1667     Value *PBIV = PN->getIncomingValue(PBBIdx);
1668     if (BIV != PBIV) {
1669       // Insert a select in PBI to pick the right value.
1670       Value *NV = SelectInst::Create(PBICond, PBIV, BIV,
1671                                      PBIV->getName()+".mux", PBI);
1672       PN->setIncomingValue(PBBIdx, NV);
1673     }
1674   }
1675   
1676   DEBUG(dbgs() << "INTO: " << *PBI->getParent());
1677   DEBUG(dbgs() << *PBI->getParent()->getParent());
1678   
1679   // This basic block is probably dead.  We know it has at least
1680   // one fewer predecessor.
1681   return true;
1682 }
1683
1684 // SimplifyIndirectBrOnSelect - Replaces
1685 //   (indirectbr (select cond, blockaddress(@fn, BlockA),
1686 //                             blockaddress(@fn, BlockB)))
1687 // with
1688 //   (br cond, BlockA, BlockB).
1689 static bool SimplifyIndirectBrOnSelect(IndirectBrInst *IBI, SelectInst *SI) {
1690   // Check that both operands of the select are block addresses.
1691   BlockAddress *TBA = dyn_cast<BlockAddress>(SI->getTrueValue());
1692   BlockAddress *FBA = dyn_cast<BlockAddress>(SI->getFalseValue());
1693   if (!TBA || !FBA)
1694     return false;
1695
1696   // Extract the actual blocks.
1697   BasicBlock *TrueBB = TBA->getBasicBlock();
1698   BasicBlock *FalseBB = FBA->getBasicBlock();
1699
1700   // Remove any superfluous successor edges from the CFG.
1701   // First, figure out which successors to preserve.
1702   // If TrueBB and FalseBB are equal, only try to preserve one copy of that
1703   // successor.
1704   BasicBlock *KeepEdge1 = TrueBB;
1705   BasicBlock *KeepEdge2 = TrueBB != FalseBB ? FalseBB : 0;
1706
1707   // Then remove the rest.
1708   for (unsigned I = 0, E = IBI->getNumSuccessors(); I != E; ++I) {
1709     BasicBlock *Succ = IBI->getSuccessor(I);
1710     // Make sure only to keep exactly one copy of each edge.
1711     if (Succ == KeepEdge1)
1712       KeepEdge1 = 0;
1713     else if (Succ == KeepEdge2)
1714       KeepEdge2 = 0;
1715     else
1716       Succ->removePredecessor(IBI->getParent());
1717   }
1718
1719   // Insert an appropriate new terminator.
1720   if ((KeepEdge1 == 0) && (KeepEdge2 == 0)) {
1721     if (TrueBB == FalseBB)
1722       // We were only looking for one successor, and it was present.
1723       // Create an unconditional branch to it.
1724       BranchInst::Create(TrueBB, IBI);
1725     else
1726       // We found both of the successors we were looking for.
1727       // Create a conditional branch sharing the condition of the select.
1728       BranchInst::Create(TrueBB, FalseBB, SI->getCondition(), IBI);
1729   } else if (KeepEdge1 && (KeepEdge2 || TrueBB == FalseBB)) {
1730     // Neither of the selected blocks were successors, so this
1731     // indirectbr must be unreachable.
1732     new UnreachableInst(IBI->getContext(), IBI);
1733   } else {
1734     // One of the selected values was a successor, but the other wasn't.
1735     // Insert an unconditional branch to the one that was found;
1736     // the edge to the one that wasn't must be unreachable.
1737     if (KeepEdge1 == 0)
1738       // Only TrueBB was found.
1739       BranchInst::Create(TrueBB, IBI);
1740     else
1741       // Only FalseBB was found.
1742       BranchInst::Create(FalseBB, IBI);
1743   }
1744
1745   EraseTerminatorInstAndDCECond(IBI);
1746   return true;
1747 }
1748
1749 /// TryToSimplifyUncondBranchWithICmpInIt - This is called when we find an icmp
1750 /// instruction (a seteq/setne with a constant) as the only instruction in a
1751 /// block that ends with an uncond branch.  We are looking for a very specific
1752 /// pattern that occurs when "A == 1 || A == 2 || A == 3" gets simplified.  In
1753 /// this case, we merge the first two "or's of icmp" into a switch, but then the
1754 /// default value goes to an uncond block with a seteq in it, we get something
1755 /// like:
1756 ///
1757 ///   switch i8 %A, label %DEFAULT [ i8 1, label %end    i8 2, label %end ]
1758 /// DEFAULT:
1759 ///   %tmp = icmp eq i8 %A, 92
1760 ///   br label %end
1761 /// end:
1762 ///   ... = phi i1 [ true, %entry ], [ %tmp, %DEFAULT ], [ true, %entry ]
1763 /// 
1764 /// We prefer to split the edge to 'end' so that there is a true/false entry to
1765 /// the PHI, merging the third icmp into the switch.
1766 static bool TryToSimplifyUncondBranchWithICmpInIt(ICmpInst *ICI) {
1767   BasicBlock *BB = ICI->getParent();
1768   // If the block has any PHIs in it or the icmp has multiple uses, it is too
1769   // complex.
1770   if (isa<PHINode>(BB->begin()) || !ICI->hasOneUse()) return false;
1771
1772   Value *V = ICI->getOperand(0);
1773   ConstantInt *Cst = cast<ConstantInt>(ICI->getOperand(1));
1774   
1775   // The pattern we're looking for is where our only predecessor is a switch on
1776   // 'V' and this block is the default case for the switch.  In this case we can
1777   // fold the compared value into the switch to simplify things.
1778   BasicBlock *Pred = BB->getSinglePredecessor();
1779   if (Pred == 0 || !isa<SwitchInst>(Pred->getTerminator())) return false;
1780   
1781   SwitchInst *SI = cast<SwitchInst>(Pred->getTerminator());
1782   if (SI->getCondition() != V)
1783     return false;
1784   
1785   // If BB is reachable on a non-default case, then we simply know the value of
1786   // V in this block.  Substitute it and constant fold the icmp instruction
1787   // away.
1788   if (SI->getDefaultDest() != BB) {
1789     ConstantInt *VVal = SI->findCaseDest(BB);
1790     assert(VVal && "Should have a unique destination value");
1791     ICI->setOperand(0, VVal);
1792     
1793     if (Constant *C = ConstantFoldInstruction(ICI)) {
1794       ICI->replaceAllUsesWith(C);
1795       ICI->eraseFromParent();
1796     }
1797     // BB is now empty, so it is likely to simplify away.
1798     return SimplifyCFG(BB) | true;
1799   }
1800   
1801   // Ok, the block is reachable from the default dest.  If the constant we're
1802   // comparing exists in one of the other edges, then we can constant fold ICI
1803   // and zap it.
1804   if (SI->findCaseValue(Cst) != 0) {
1805     Value *V;
1806     if (ICI->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_EQ)
1807       V = ConstantInt::getFalse(BB->getContext());
1808     else
1809       V = ConstantInt::getTrue(BB->getContext());
1810     
1811     ICI->replaceAllUsesWith(V);
1812     ICI->eraseFromParent();
1813     // BB is now empty, so it is likely to simplify away.
1814     return SimplifyCFG(BB) | true;
1815   }
1816   
1817   // The use of the icmp has to be in the 'end' block, by the only PHI node in
1818   // the block.
1819   BasicBlock *SuccBlock = BB->getTerminator()->getSuccessor(0);
1820   PHINode *PHIUse = dyn_cast<PHINode>(ICI->use_back());
1821   if (PHIUse == 0 || PHIUse != &SuccBlock->front() ||
1822       isa<PHINode>(++BasicBlock::iterator(PHIUse)))
1823     return false;
1824
1825   // If the icmp is a SETEQ, then the default dest gets false, the new edge gets
1826   // true in the PHI.
1827   Constant *DefaultCst = ConstantInt::getTrue(BB->getContext());
1828   Constant *NewCst     = ConstantInt::getFalse(BB->getContext());
1829
1830   if (ICI->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_EQ)
1831     std::swap(DefaultCst, NewCst);
1832
1833   // Replace ICI (which is used by the PHI for the default value) with true or
1834   // false depending on if it is EQ or NE.
1835   ICI->replaceAllUsesWith(DefaultCst);
1836   ICI->eraseFromParent();
1837
1838   // Okay, the switch goes to this block on a default value.  Add an edge from
1839   // the switch to the merge point on the compared value.
1840   BasicBlock *NewBB = BasicBlock::Create(BB->getContext(), "switch.edge",
1841                                          BB->getParent(), BB);
1842   SI->addCase(Cst, NewBB);
1843   
1844   // NewBB branches to the phi block, add the uncond branch and the phi entry.
1845   BranchInst::Create(SuccBlock, NewBB);
1846   PHIUse->addIncoming(NewCst, NewBB);
1847   return true;
1848 }
1849
1850 /// SimplifyBranchOnICmpChain - The specified branch is a conditional branch.
1851 /// Check to see if it is branching on an or/and chain of icmp instructions, and
1852 /// fold it into a switch instruction if so.
1853 static bool SimplifyBranchOnICmpChain(BranchInst *BI, const TargetData *TD) {
1854   Instruction *Cond = dyn_cast<Instruction>(BI->getCondition());
1855   if (Cond == 0) return false;
1856   
1857   
1858   // Change br (X == 0 | X == 1), T, F into a switch instruction.
1859   // If this is a bunch of seteq's or'd together, or if it's a bunch of
1860   // 'setne's and'ed together, collect them.
1861   Value *CompVal = 0;
1862   std::vector<ConstantInt*> Values;
1863   bool TrueWhenEqual = true;
1864   Value *ExtraCase = 0;
1865   
1866   if (Cond->getOpcode() == Instruction::Or) {
1867     CompVal = GatherConstantCompares(Cond, Values, ExtraCase, TD, true);
1868   } else if (Cond->getOpcode() == Instruction::And) {
1869     CompVal = GatherConstantCompares(Cond, Values, ExtraCase, TD, false);
1870     TrueWhenEqual = false;
1871   }
1872   
1873   // If we didn't have a multiply compared value, fail.
1874   if (CompVal == 0) return false;
1875
1876   // There might be duplicate constants in the list, which the switch
1877   // instruction can't handle, remove them now.
1878   array_pod_sort(Values.begin(), Values.end(), ConstantIntSortPredicate);
1879   Values.erase(std::unique(Values.begin(), Values.end()), Values.end());
1880   
1881   // If Extra was used, we require at least two switch values to do the
1882   // transformation.  A switch with one value is just an cond branch.
1883   if (ExtraCase && Values.size() < 2) return false;
1884   
1885   // Figure out which block is which destination.
1886   BasicBlock *DefaultBB = BI->getSuccessor(1);
1887   BasicBlock *EdgeBB    = BI->getSuccessor(0);
1888   if (!TrueWhenEqual) std::swap(DefaultBB, EdgeBB);
1889   
1890   BasicBlock *BB = BI->getParent();
1891   
1892   // If there are any extra values that couldn't be folded into the switch
1893   // then we evaluate them with an explicit branch first.  Split the block
1894   // right before the condbr to handle it.
1895   if (ExtraCase) {
1896     BasicBlock *NewBB = BB->splitBasicBlock(BI, "switch.early.test");
1897     // Remove the uncond branch added to the old block.
1898     TerminatorInst *OldTI = BB->getTerminator();
1899     
1900     BranchInst::Create(EdgeBB, NewBB, ExtraCase, OldTI);
1901     OldTI->eraseFromParent();
1902     BB = NewBB;
1903   }
1904   
1905   // Convert pointer to int before we switch.
1906   if (CompVal->getType()->isPointerTy()) {
1907     assert(TD && "Cannot switch on pointer without TargetData");
1908     CompVal = new PtrToIntInst(CompVal,
1909                                TD->getIntPtrType(CompVal->getContext()),
1910                                "magicptr", BI);
1911   }
1912   
1913   // Create the new switch instruction now.
1914   SwitchInst *New =
1915   SwitchInst::Create(CompVal, DefaultBB, Values.size(), BI);
1916   
1917   // Add all of the 'cases' to the switch instruction.
1918   for (unsigned i = 0, e = Values.size(); i != e; ++i)
1919     New->addCase(Values[i], EdgeBB);
1920   
1921   // We added edges from PI to the EdgeBB.  As such, if there were any
1922   // PHI nodes in EdgeBB, they need entries to be added corresponding to
1923   // the number of edges added.
1924   for (BasicBlock::iterator BBI = EdgeBB->begin();
1925        isa<PHINode>(BBI); ++BBI) {
1926     PHINode *PN = cast<PHINode>(BBI);
1927     Value *InVal = PN->getIncomingValueForBlock(BB);
1928     for (unsigned i = 0, e = Values.size()-1; i != e; ++i)
1929       PN->addIncoming(InVal, BB);
1930   }
1931   
1932   // Erase the old branch instruction.
1933   EraseTerminatorInstAndDCECond(BI);
1934   return true;
1935 }
1936
1937 bool SimplifyCFGOpt::run(BasicBlock *BB) {
1938   bool Changed = false;
1939   Function *Fn = BB->getParent();
1940
1941   assert(BB && Fn && "Block not embedded in function!");
1942   assert(BB->getTerminator() && "Degenerate basic block encountered!");
1943
1944   // Remove basic blocks that have no predecessors (except the entry block)...
1945   // or that just have themself as a predecessor.  These are unreachable.
1946   if ((pred_begin(BB) == pred_end(BB) && BB != &Fn->getEntryBlock()) ||
1947       BB->getSinglePredecessor() == BB) {
1948     DEBUG(dbgs() << "Removing BB: \n" << *BB);
1949     DeleteDeadBlock(BB);
1950     return true;
1951   }
1952
1953   // Check to see if we can constant propagate this terminator instruction
1954   // away...
1955   Changed |= ConstantFoldTerminator(BB);
1956
1957   // Check for and eliminate duplicate PHI nodes in this block.
1958   Changed |= EliminateDuplicatePHINodes(BB);
1959
1960   // Merge basic blocks into their predecessor if there is only one distinct
1961   // pred, and if there is only one distinct successor of the predecessor, and
1962   // if there are no PHI nodes.
1963   //
1964   if (MergeBlockIntoPredecessor(BB))
1965     return true;
1966   
1967   // If there is a trivial two-entry PHI node in this basic block, and we can
1968   // eliminate it, do so now.
1969   if (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(BB->begin()))
1970     if (PN->getNumIncomingValues() == 2)
1971       Changed |= FoldTwoEntryPHINode(PN); 
1972
1973   // If this is a returning block with only PHI nodes in it, fold the return
1974   // instruction into any unconditional branch predecessors.
1975   //
1976   // If any predecessor is a conditional branch that just selects among
1977   // different return values, fold the replace the branch/return with a select
1978   // and return.
1979   if (ReturnInst *RI = dyn_cast<ReturnInst>(BB->getTerminator())) {
1980     if (BB->getFirstNonPHIOrDbg()->isTerminator()) {
1981       // Find predecessors that end with branches.
1982       SmallVector<BasicBlock*, 8> UncondBranchPreds;
1983       SmallVector<BranchInst*, 8> CondBranchPreds;
1984       for (pred_iterator PI = pred_begin(BB), E = pred_end(BB); PI != E; ++PI) {
1985         BasicBlock *P = *PI;
1986         TerminatorInst *PTI = P->getTerminator();
1987         if (BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(PTI)) {
1988           if (BI->isUnconditional())
1989             UncondBranchPreds.push_back(P);
1990           else
1991             CondBranchPreds.push_back(BI);
1992         }
1993       }
1994
1995       // If we found some, do the transformation!
1996       if (!UncondBranchPreds.empty()) {
1997         while (!UncondBranchPreds.empty()) {
1998           BasicBlock *Pred = UncondBranchPreds.pop_back_val();
1999           DEBUG(dbgs() << "FOLDING: " << *BB
2000                        << "INTO UNCOND BRANCH PRED: " << *Pred);
2001           Instruction *UncondBranch = Pred->getTerminator();
2002           // Clone the return and add it to the end of the predecessor.
2003           Instruction *NewRet = RI->clone();
2004           Pred->getInstList().push_back(NewRet);
2005
2006           // If the return instruction returns a value, and if the value was a
2007           // PHI node in "BB", propagate the right value into the return.
2008           for (User::op_iterator i = NewRet->op_begin(), e = NewRet->op_end();
2009                i != e; ++i)
2010             if (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(*i))
2011               if (PN->getParent() == BB)
2012                 *i = PN->getIncomingValueForBlock(Pred);
2013           
2014           // Update any PHI nodes in the returning block to realize that we no
2015           // longer branch to them.
2016           BB->removePredecessor(Pred);
2017           Pred->getInstList().erase(UncondBranch);
2018         }
2019
2020         // If we eliminated all predecessors of the block, delete the block now.
2021         if (pred_begin(BB) == pred_end(BB))
2022           // We know there are no successors, so just nuke the block.
2023           Fn->getBasicBlockList().erase(BB);
2024
2025         return true;
2026       }
2027
2028       // Check out all of the conditional branches going to this return
2029       // instruction.  If any of them just select between returns, change the
2030       // branch itself into a select/return pair.
2031       while (!CondBranchPreds.empty()) {
2032         BranchInst *BI = CondBranchPreds.pop_back_val();
2033
2034         // Check to see if the non-BB successor is also a return block.
2035         if (isa<ReturnInst>(BI->getSuccessor(0)->getTerminator()) &&
2036             isa<ReturnInst>(BI->getSuccessor(1)->getTerminator()) &&
2037             SimplifyCondBranchToTwoReturns(BI))
2038           return true;
2039       }
2040     }
2041   } else if (isa<UnwindInst>(BB->begin())) {
2042     // Check to see if the first instruction in this block is just an unwind.
2043     // If so, replace any invoke instructions which use this as an exception
2044     // destination with call instructions.
2045     //
2046     SmallVector<BasicBlock*, 8> Preds(pred_begin(BB), pred_end(BB));
2047     while (!Preds.empty()) {
2048       BasicBlock *Pred = Preds.back();
2049       InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(Pred->getTerminator());
2050       if (II && II->getUnwindDest() == BB) {
2051         // Insert a new branch instruction before the invoke, because this
2052         // is now a fall through.
2053         BranchInst *BI = BranchInst::Create(II->getNormalDest(), II);
2054         Pred->getInstList().remove(II);   // Take out of symbol table
2055
2056         // Insert the call now.
2057         SmallVector<Value*,8> Args(II->op_begin(), II->op_end()-3);
2058         CallInst *CI = CallInst::Create(II->getCalledValue(),
2059                                         Args.begin(), Args.end(),
2060                                         II->getName(), BI);
2061         CI->setCallingConv(II->getCallingConv());
2062         CI->setAttributes(II->getAttributes());
2063         // If the invoke produced a value, the Call now does instead.
2064         II->replaceAllUsesWith(CI);
2065         delete II;
2066         Changed = true;
2067       }
2068
2069       Preds.pop_back();
2070     }
2071
2072     // If this block is now dead (and isn't the entry block), remove it.
2073     if (pred_begin(BB) == pred_end(BB) && BB != &Fn->getEntryBlock()) {
2074       // We know there are no successors, so just nuke the block.
2075       Fn->getBasicBlockList().erase(BB);
2076       return true;
2077     }
2078
2079   } else if (SwitchInst *SI = dyn_cast<SwitchInst>(BB->getTerminator())) {
2080     if (isValueEqualityComparison(SI)) {
2081       // If we only have one predecessor, and if it is a branch on this value,
2082       // see if that predecessor totally determines the outcome of this switch.
2083       if (BasicBlock *OnlyPred = BB->getSinglePredecessor())
2084         if (SimplifyEqualityComparisonWithOnlyPredecessor(SI, OnlyPred))
2085           return SimplifyCFG(BB) || 1;
2086
2087       // If the block only contains the switch, see if we can fold the block
2088       // away into any preds.
2089       BasicBlock::iterator BBI = BB->begin();
2090       // Ignore dbg intrinsics.
2091       while (isa<DbgInfoIntrinsic>(BBI))
2092         ++BBI;
2093       if (SI == &*BBI)
2094         if (FoldValueComparisonIntoPredecessors(SI))
2095           return SimplifyCFG(BB) || 1;
2096     }
2097   } else if (BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(BB->getTerminator())) {
2098     if (BI->isUnconditional()) {
2099       // If the Terminator is the only non-phi instruction, simplify the block.
2100       BasicBlock::iterator I = BB->getFirstNonPHIOrDbg();
2101       if (I->isTerminator() && BB != &Fn->getEntryBlock() &&
2102           TryToSimplifyUncondBranchFromEmptyBlock(BB))
2103         return true;
2104       
2105       // If the only instruction in the block is a seteq/setne comparison
2106       // against a constant, try to simplify the block.
2107       if (ICmpInst *ICI = dyn_cast<ICmpInst>(I))
2108         if (ICI->isEquality() && isa<ConstantInt>(ICI->getOperand(1))) {
2109           for (++I; isa<DbgInfoIntrinsic>(I); ++I)
2110             ;
2111           if (I->isTerminator() &&
2112               TryToSimplifyUncondBranchWithICmpInIt(ICI))
2113             return true;
2114         }
2115       
2116     } else {  // Conditional branch
2117       if (isValueEqualityComparison(BI)) {
2118         // If we only have one predecessor, and if it is a branch on this value,
2119         // see if that predecessor totally determines the outcome of this
2120         // switch.
2121         if (BasicBlock *OnlyPred = BB->getSinglePredecessor())
2122           if (SimplifyEqualityComparisonWithOnlyPredecessor(BI, OnlyPred))
2123             return SimplifyCFG(BB) | true;
2124
2125         // This block must be empty, except for the setcond inst, if it exists.
2126         // Ignore dbg intrinsics.
2127         BasicBlock::iterator I = BB->begin();
2128         // Ignore dbg intrinsics.
2129         while (isa<DbgInfoIntrinsic>(I))
2130           ++I;
2131         if (&*I == BI) {
2132           if (FoldValueComparisonIntoPredecessors(BI))
2133             return SimplifyCFG(BB) | true;
2134         } else if (&*I == cast<Instruction>(BI->getCondition())){
2135           ++I;
2136           // Ignore dbg intrinsics.
2137           while (isa<DbgInfoIntrinsic>(I))
2138             ++I;
2139           if (&*I == BI && FoldValueComparisonIntoPredecessors(BI))
2140             return SimplifyCFG(BB) | true;
2141         }
2142       }
2143
2144       // Try to turn "br (X == 0 | X == 1), T, F" into a switch instruction.
2145       if (SimplifyBranchOnICmpChain(BI, TD))
2146         return true;
2147       
2148       // If this is a branch on a phi node in the current block, thread control
2149       // through this block if any PHI node entries are constants.
2150       if (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(BI->getCondition()))
2151         if (PN->getParent() == BI->getParent())
2152           if (FoldCondBranchOnPHI(BI))
2153             return SimplifyCFG(BB) | true;
2154
2155       // If this basic block is ONLY a setcc and a branch, and if a predecessor
2156       // branches to us and one of our successors, fold the setcc into the
2157       // predecessor and use logical operations to pick the right destination.
2158       if (FoldBranchToCommonDest(BI))
2159         return SimplifyCFG(BB) | true;
2160
2161       // Scan predecessor blocks for conditional branches.
2162       for (pred_iterator PI = pred_begin(BB), E = pred_end(BB); PI != E; ++PI)
2163         if (BranchInst *PBI = dyn_cast<BranchInst>((*PI)->getTerminator()))
2164           if (PBI != BI && PBI->isConditional())
2165             if (SimplifyCondBranchToCondBranch(PBI, BI))
2166               return SimplifyCFG(BB) | true;
2167     }
2168   } else if (isa<UnreachableInst>(BB->getTerminator())) {
2169     // If there are any instructions immediately before the unreachable that can
2170     // be removed, do so.
2171     Instruction *Unreachable = BB->getTerminator();
2172     while (Unreachable != BB->begin()) {
2173       BasicBlock::iterator BBI = Unreachable;
2174       --BBI;
2175       // Do not delete instructions that can have side effects, like calls
2176       // (which may never return) and volatile loads and stores.
2177       if (isa<CallInst>(BBI) && !isa<DbgInfoIntrinsic>(BBI)) break;
2178
2179       if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(BBI))
2180         if (SI->isVolatile())
2181           break;
2182
2183       if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(BBI))
2184         if (LI->isVolatile())
2185           break;
2186
2187       // Delete this instruction
2188       BB->getInstList().erase(BBI);
2189       Changed = true;
2190     }
2191
2192     // If the unreachable instruction is the first in the block, take a gander
2193     // at all of the predecessors of this instruction, and simplify them.
2194     if (&BB->front() == Unreachable) {
2195       SmallVector<BasicBlock*, 8> Preds(pred_begin(BB), pred_end(BB));
2196       for (unsigned i = 0, e = Preds.size(); i != e; ++i) {
2197         TerminatorInst *TI = Preds[i]->getTerminator();
2198
2199         if (BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(TI)) {
2200           if (BI->isUnconditional()) {
2201             if (BI->getSuccessor(0) == BB) {
2202               new UnreachableInst(TI->getContext(), TI);
2203               TI->eraseFromParent();
2204               Changed = true;
2205             }
2206           } else {
2207             if (BI->getSuccessor(0) == BB) {
2208               BranchInst::Create(BI->getSuccessor(1), BI);
2209               EraseTerminatorInstAndDCECond(BI);
2210             } else if (BI->getSuccessor(1) == BB) {
2211               BranchInst::Create(BI->getSuccessor(0), BI);
2212               EraseTerminatorInstAndDCECond(BI);
2213               Changed = true;
2214             }
2215           }
2216         } else if (SwitchInst *SI = dyn_cast<SwitchInst>(TI)) {
2217           for (unsigned i = 1, e = SI->getNumCases(); i != e; ++i)
2218             if (SI->getSuccessor(i) == BB) {
2219               BB->removePredecessor(SI->getParent());
2220               SI->removeCase(i);
2221               --i; --e;
2222               Changed = true;
2223             }
2224           // If the default value is unreachable, figure out the most popular
2225           // destination and make it the default.
2226           if (SI->getSuccessor(0) == BB) {
2227             std::map<BasicBlock*, unsigned> Popularity;
2228             for (unsigned i = 1, e = SI->getNumCases(); i != e; ++i)
2229               Popularity[SI->getSuccessor(i)]++;
2230
2231             // Find the most popular block.
2232             unsigned MaxPop = 0;
2233             BasicBlock *MaxBlock = 0;
2234             for (std::map<BasicBlock*, unsigned>::iterator
2235                    I = Popularity.begin(), E = Popularity.end(); I != E; ++I) {
2236               if (I->second > MaxPop) {
2237                 MaxPop = I->second;
2238                 MaxBlock = I->first;
2239               }
2240             }
2241             if (MaxBlock) {
2242               // Make this the new default, allowing us to delete any explicit
2243               // edges to it.
2244               SI->setSuccessor(0, MaxBlock);
2245               Changed = true;
2246
2247               // If MaxBlock has phinodes in it, remove MaxPop-1 entries from
2248               // it.
2249               if (isa<PHINode>(MaxBlock->begin()))
2250                 for (unsigned i = 0; i != MaxPop-1; ++i)
2251                   MaxBlock->removePredecessor(SI->getParent());
2252
2253               for (unsigned i = 1, e = SI->getNumCases(); i != e; ++i)
2254                 if (SI->getSuccessor(i) == MaxBlock) {
2255                   SI->removeCase(i);
2256                   --i; --e;
2257                 }
2258             }
2259           }
2260         } else if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(TI)) {
2261           if (II->getUnwindDest() == BB) {
2262             // Convert the invoke to a call instruction.  This would be a good
2263             // place to note that the call does not throw though.
2264             BranchInst *BI = BranchInst::Create(II->getNormalDest(), II);
2265             II->removeFromParent();   // Take out of symbol table
2266
2267             // Insert the call now...
2268             SmallVector<Value*, 8> Args(II->op_begin(), II->op_end()-3);
2269             CallInst *CI = CallInst::Create(II->getCalledValue(),
2270                                             Args.begin(), Args.end(),
2271                                             II->getName(), BI);
2272             CI->setCallingConv(II->getCallingConv());
2273             CI->setAttributes(II->getAttributes());
2274             // If the invoke produced a value, the call does now instead.
2275             II->replaceAllUsesWith(CI);
2276             delete II;
2277             Changed = true;
2278           }
2279         }
2280       }
2281
2282       // If this block is now dead, remove it.
2283       if (pred_begin(BB) == pred_end(BB) && BB != &Fn->getEntryBlock()) {
2284         // We know there are no successors, so just nuke the block.
2285         Fn->getBasicBlockList().erase(BB);
2286         return true;
2287       }
2288     }
2289   } else if (IndirectBrInst *IBI =
2290                dyn_cast<IndirectBrInst>(BB->getTerminator())) {
2291     // Eliminate redundant destinations.
2292     SmallPtrSet<Value *, 8> Succs;
2293     for (unsigned i = 0, e = IBI->getNumDestinations(); i != e; ++i) {
2294       BasicBlock *Dest = IBI->getDestination(i);
2295       if (!Dest->hasAddressTaken() || !Succs.insert(Dest)) {
2296         Dest->removePredecessor(BB);
2297         IBI->removeDestination(i);
2298         --i; --e;
2299         Changed = true;
2300       }
2301     } 
2302
2303     if (IBI->getNumDestinations() == 0) {
2304       // If the indirectbr has no successors, change it to unreachable.
2305       new UnreachableInst(IBI->getContext(), IBI);
2306       EraseTerminatorInstAndDCECond(IBI);
2307       Changed = true;
2308     } else if (IBI->getNumDestinations() == 1) {
2309       // If the indirectbr has one successor, change it to a direct branch.
2310       BranchInst::Create(IBI->getDestination(0), IBI);
2311       EraseTerminatorInstAndDCECond(IBI);
2312       Changed = true;
2313     } else if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(IBI->getAddress())) {
2314       if (SimplifyIndirectBrOnSelect(IBI, SI))
2315         return SimplifyCFG(BB) | true;
2316     }
2317   }
2318
2319   // Otherwise, if this block only has a single predecessor, and if that block
2320   // is a conditional branch, see if we can hoist any code from this block up
2321   // into our predecessor.
2322   if (BasicBlock *OnlyPred = BB->getSinglePredecessor()) {
2323     BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(OnlyPred->getTerminator());
2324     if (BI && BI->isConditional()) {
2325       // Get the other block.
2326       BasicBlock *OtherBB = BI->getSuccessor(BI->getSuccessor(0) == BB);
2327       pred_iterator PI = pred_begin(OtherBB);
2328       ++PI;
2329       
2330       if (PI == pred_end(OtherBB)) {
2331         // We have a conditional branch to two blocks that are only reachable
2332         // from the condbr.  We know that the condbr dominates the two blocks,
2333         // so see if there is any identical code in the "then" and "else"
2334         // blocks.  If so, we can hoist it up to the branching block.
2335         Changed |= HoistThenElseCodeToIf(BI);
2336       } else {
2337         BasicBlock* OnlySucc = NULL;
2338         for (succ_iterator SI = succ_begin(BB), SE = succ_end(BB);
2339              SI != SE; ++SI) {
2340           if (!OnlySucc)
2341             OnlySucc = *SI;
2342           else if (*SI != OnlySucc) {
2343             OnlySucc = 0;     // There are multiple distinct successors!
2344             break;
2345           }
2346         }
2347
2348         if (OnlySucc == OtherBB) {
2349           // If BB's only successor is the other successor of the predecessor,
2350           // i.e. a triangle, see if we can hoist any code from this block up
2351           // to the "if" block.
2352           Changed |= SpeculativelyExecuteBB(BI, BB);
2353         }
2354       }
2355     }
2356   }
2357   
2358   return Changed;
2359 }
2360
2361 /// SimplifyCFG - This function is used to do simplification of a CFG.  For
2362 /// example, it adjusts branches to branches to eliminate the extra hop, it
2363 /// eliminates unreachable basic blocks, and does other "peephole" optimization
2364 /// of the CFG.  It returns true if a modification was made.
2365 ///
2366 bool llvm::SimplifyCFG(BasicBlock *BB, const TargetData *TD) {
2367   return SimplifyCFGOpt(TD).run(BB);
2368 }