inariant.group handling in GVN
[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 #include "llvm/Transforms/Utils/Local.h"
15 #include "llvm/ADT/DenseMap.h"
16 #include "llvm/ADT/STLExtras.h"
17 #include "llvm/ADT/SetVector.h"
18 #include "llvm/ADT/SmallPtrSet.h"
19 #include "llvm/ADT/SmallVector.h"
20 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
21 #include "llvm/Analysis/ConstantFolding.h"
22 #include "llvm/Analysis/InstructionSimplify.h"
23 #include "llvm/Analysis/TargetTransformInfo.h"
24 #include "llvm/Analysis/ValueTracking.h"
25 #include "llvm/IR/CFG.h"
26 #include "llvm/IR/ConstantRange.h"
27 #include "llvm/IR/Constants.h"
28 #include "llvm/IR/DataLayout.h"
29 #include "llvm/IR/DerivedTypes.h"
30 #include "llvm/IR/GlobalVariable.h"
31 #include "llvm/IR/IRBuilder.h"
32 #include "llvm/IR/Instructions.h"
33 #include "llvm/IR/IntrinsicInst.h"
34 #include "llvm/IR/LLVMContext.h"
35 #include "llvm/IR/MDBuilder.h"
36 #include "llvm/IR/Metadata.h"
37 #include "llvm/IR/Module.h"
38 #include "llvm/IR/NoFolder.h"
39 #include "llvm/IR/Operator.h"
40 #include "llvm/IR/PatternMatch.h"
41 #include "llvm/IR/Type.h"
42 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
43 #include "llvm/Support/Debug.h"
44 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
45 #include "llvm/Transforms/Utils/BasicBlockUtils.h"
46 #include "llvm/Transforms/Utils/Local.h"
47 #include "llvm/Transforms/Utils/ValueMapper.h"
48 #include <algorithm>
49 #include <map>
50 #include <set>
51 using namespace llvm;
52 using namespace PatternMatch;
53
54 #define DEBUG_TYPE "simplifycfg"
55
56 // Chosen as 2 so as to be cheap, but still to have enough power to fold
57 // a select, so the "clamp" idiom (of a min followed by a max) will be caught.
58 // To catch this, we need to fold a compare and a select, hence '2' being the
59 // minimum reasonable default.
60 static cl::opt<unsigned>
61 PHINodeFoldingThreshold("phi-node-folding-threshold", cl::Hidden, cl::init(2),
62    cl::desc("Control the amount of phi node folding to perform (default = 2)"));
63
64 static cl::opt<bool>
65 DupRet("simplifycfg-dup-ret", cl::Hidden, cl::init(false),
66        cl::desc("Duplicate return instructions into unconditional branches"));
67
68 static cl::opt<bool>
69 SinkCommon("simplifycfg-sink-common", cl::Hidden, cl::init(true),
70        cl::desc("Sink common instructions down to the end block"));
71
72 static cl::opt<bool> HoistCondStores(
73     "simplifycfg-hoist-cond-stores", cl::Hidden, cl::init(true),
74     cl::desc("Hoist conditional stores if an unconditional store precedes"));
75
76 STATISTIC(NumBitMaps, "Number of switch instructions turned into bitmaps");
77 STATISTIC(NumLinearMaps, "Number of switch instructions turned into linear mapping");
78 STATISTIC(NumLookupTables, "Number of switch instructions turned into lookup tables");
79 STATISTIC(NumLookupTablesHoles, "Number of switch instructions turned into lookup tables (holes checked)");
80 STATISTIC(NumTableCmpReuses, "Number of reused switch table lookup compares");
81 STATISTIC(NumSinkCommons, "Number of common instructions sunk down to the end block");
82 STATISTIC(NumSpeculations, "Number of speculative executed instructions");
83
84 namespace {
85   // The first field contains the value that the switch produces when a certain
86   // case group is selected, and the second field is a vector containing the
87   // cases composing the case group.
88   typedef SmallVector<std::pair<Constant *, SmallVector<ConstantInt *, 4>>, 2>
89     SwitchCaseResultVectorTy;
90   // The first field contains the phi node that generates a result of the switch
91   // and the second field contains the value generated for a certain case in the
92   // switch for that PHI.
93   typedef SmallVector<std::pair<PHINode *, Constant *>, 4> SwitchCaseResultsTy;
94
95   /// ValueEqualityComparisonCase - Represents a case of a switch.
96   struct ValueEqualityComparisonCase {
97     ConstantInt *Value;
98     BasicBlock *Dest;
99
100     ValueEqualityComparisonCase(ConstantInt *Value, BasicBlock *Dest)
101       : Value(Value), Dest(Dest) {}
102
103     bool operator<(ValueEqualityComparisonCase RHS) const {
104       // Comparing pointers is ok as we only rely on the order for uniquing.
105       return Value < RHS.Value;
106     }
107
108     bool operator==(BasicBlock *RHSDest) const { return Dest == RHSDest; }
109   };
110
111 class SimplifyCFGOpt {
112   const TargetTransformInfo &TTI;
113   const DataLayout &DL;
114   unsigned BonusInstThreshold;
115   AssumptionCache *AC;
116   Value *isValueEqualityComparison(TerminatorInst *TI);
117   BasicBlock *GetValueEqualityComparisonCases(TerminatorInst *TI,
118                                std::vector<ValueEqualityComparisonCase> &Cases);
119   bool SimplifyEqualityComparisonWithOnlyPredecessor(TerminatorInst *TI,
120                                                      BasicBlock *Pred,
121                                                      IRBuilder<> &Builder);
122   bool FoldValueComparisonIntoPredecessors(TerminatorInst *TI,
123                                            IRBuilder<> &Builder);
124
125   bool SimplifyReturn(ReturnInst *RI, IRBuilder<> &Builder);
126   bool SimplifyResume(ResumeInst *RI, IRBuilder<> &Builder);
127   bool SimplifyCleanupReturn(CleanupReturnInst *RI);
128   bool SimplifyUnreachable(UnreachableInst *UI);
129   bool SimplifySwitch(SwitchInst *SI, IRBuilder<> &Builder);
130   bool SimplifyIndirectBr(IndirectBrInst *IBI);
131   bool SimplifyUncondBranch(BranchInst *BI, IRBuilder <> &Builder);
132   bool SimplifyCondBranch(BranchInst *BI, IRBuilder <>&Builder);
133
134 public:
135   SimplifyCFGOpt(const TargetTransformInfo &TTI, const DataLayout &DL,
136                  unsigned BonusInstThreshold, AssumptionCache *AC)
137       : TTI(TTI), DL(DL), BonusInstThreshold(BonusInstThreshold), AC(AC) {}
138   bool run(BasicBlock *BB);
139 };
140 }
141
142 /// Return true if it is safe to merge these two
143 /// terminator instructions together.
144 static bool SafeToMergeTerminators(TerminatorInst *SI1, TerminatorInst *SI2) {
145   if (SI1 == SI2) return false;  // Can't merge with self!
146
147   // It is not safe to merge these two switch instructions if they have a common
148   // successor, and if that successor has a PHI node, and if *that* PHI node has
149   // conflicting incoming values from the two switch blocks.
150   BasicBlock *SI1BB = SI1->getParent();
151   BasicBlock *SI2BB = SI2->getParent();
152   SmallPtrSet<BasicBlock*, 16> SI1Succs(succ_begin(SI1BB), succ_end(SI1BB));
153
154   for (succ_iterator I = succ_begin(SI2BB), E = succ_end(SI2BB); I != E; ++I)
155     if (SI1Succs.count(*I))
156       for (BasicBlock::iterator BBI = (*I)->begin();
157            isa<PHINode>(BBI); ++BBI) {
158         PHINode *PN = cast<PHINode>(BBI);
159         if (PN->getIncomingValueForBlock(SI1BB) !=
160             PN->getIncomingValueForBlock(SI2BB))
161           return false;
162       }
163
164   return true;
165 }
166
167 /// Return true if it is safe and profitable to merge these two terminator
168 /// instructions together, where SI1 is an unconditional branch. PhiNodes will
169 /// store all PHI nodes in common successors.
170 static bool isProfitableToFoldUnconditional(BranchInst *SI1,
171                                           BranchInst *SI2,
172                                           Instruction *Cond,
173                                           SmallVectorImpl<PHINode*> &PhiNodes) {
174   if (SI1 == SI2) return false;  // Can't merge with self!
175   assert(SI1->isUnconditional() && SI2->isConditional());
176
177   // We fold the unconditional branch if we can easily update all PHI nodes in
178   // common successors:
179   // 1> We have a constant incoming value for the conditional branch;
180   // 2> We have "Cond" as the incoming value for the unconditional branch;
181   // 3> SI2->getCondition() and Cond have same operands.
182   CmpInst *Ci2 = dyn_cast<CmpInst>(SI2->getCondition());
183   if (!Ci2) return false;
184   if (!(Cond->getOperand(0) == Ci2->getOperand(0) &&
185         Cond->getOperand(1) == Ci2->getOperand(1)) &&
186       !(Cond->getOperand(0) == Ci2->getOperand(1) &&
187         Cond->getOperand(1) == Ci2->getOperand(0)))
188     return false;
189
190   BasicBlock *SI1BB = SI1->getParent();
191   BasicBlock *SI2BB = SI2->getParent();
192   SmallPtrSet<BasicBlock*, 16> SI1Succs(succ_begin(SI1BB), succ_end(SI1BB));
193   for (succ_iterator I = succ_begin(SI2BB), E = succ_end(SI2BB); I != E; ++I)
194     if (SI1Succs.count(*I))
195       for (BasicBlock::iterator BBI = (*I)->begin();
196            isa<PHINode>(BBI); ++BBI) {
197         PHINode *PN = cast<PHINode>(BBI);
198         if (PN->getIncomingValueForBlock(SI1BB) != Cond ||
199             !isa<ConstantInt>(PN->getIncomingValueForBlock(SI2BB)))
200           return false;
201         PhiNodes.push_back(PN);
202       }
203   return true;
204 }
205
206 /// Update PHI nodes in Succ to indicate that there will now be entries in it
207 /// from the 'NewPred' block. The values that will be flowing into the PHI nodes
208 /// will be the same as those coming in from ExistPred, an existing predecessor
209 /// of Succ.
210 static void AddPredecessorToBlock(BasicBlock *Succ, BasicBlock *NewPred,
211                                   BasicBlock *ExistPred) {
212   if (!isa<PHINode>(Succ->begin())) return; // Quick exit if nothing to do
213
214   PHINode *PN;
215   for (BasicBlock::iterator I = Succ->begin();
216        (PN = dyn_cast<PHINode>(I)); ++I)
217     PN->addIncoming(PN->getIncomingValueForBlock(ExistPred), NewPred);
218 }
219
220 /// Compute an abstract "cost" of speculating the given instruction,
221 /// which is assumed to be safe to speculate. TCC_Free means cheap,
222 /// TCC_Basic means less cheap, and TCC_Expensive means prohibitively
223 /// expensive.
224 static unsigned ComputeSpeculationCost(const User *I,
225                                        const TargetTransformInfo &TTI) {
226   assert(isSafeToSpeculativelyExecute(I) &&
227          "Instruction is not safe to speculatively execute!");
228   return TTI.getUserCost(I);
229 }
230
231 /// If we have a merge point of an "if condition" as accepted above,
232 /// return true if the specified value dominates the block.  We
233 /// don't handle the true generality of domination here, just a special case
234 /// which works well enough for us.
235 ///
236 /// If AggressiveInsts is non-null, and if V does not dominate BB, we check to
237 /// see if V (which must be an instruction) and its recursive operands
238 /// that do not dominate BB have a combined cost lower than CostRemaining and
239 /// are non-trapping.  If both are true, the instruction is inserted into the
240 /// set and true is returned.
241 ///
242 /// The cost for most non-trapping instructions is defined as 1 except for
243 /// Select whose cost is 2.
244 ///
245 /// After this function returns, CostRemaining is decreased by the cost of
246 /// V plus its non-dominating operands.  If that cost is greater than
247 /// CostRemaining, false is returned and CostRemaining is undefined.
248 static bool DominatesMergePoint(Value *V, BasicBlock *BB,
249                                 SmallPtrSetImpl<Instruction*> *AggressiveInsts,
250                                 unsigned &CostRemaining,
251                                 const TargetTransformInfo &TTI) {
252   Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V);
253   if (!I) {
254     // Non-instructions all dominate instructions, but not all constantexprs
255     // can be executed unconditionally.
256     if (ConstantExpr *C = dyn_cast<ConstantExpr>(V))
257       if (C->canTrap())
258         return false;
259     return true;
260   }
261   BasicBlock *PBB = I->getParent();
262
263   // We don't want to allow weird loops that might have the "if condition" in
264   // the bottom of this block.
265   if (PBB == BB) return false;
266
267   // If this instruction is defined in a block that contains an unconditional
268   // branch to BB, then it must be in the 'conditional' part of the "if
269   // statement".  If not, it definitely dominates the region.
270   BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(PBB->getTerminator());
271   if (!BI || BI->isConditional() || BI->getSuccessor(0) != BB)
272     return true;
273
274   // If we aren't allowing aggressive promotion anymore, then don't consider
275   // instructions in the 'if region'.
276   if (!AggressiveInsts) return false;
277
278   // If we have seen this instruction before, don't count it again.
279   if (AggressiveInsts->count(I)) return true;
280
281   // Okay, it looks like the instruction IS in the "condition".  Check to
282   // see if it's a cheap instruction to unconditionally compute, and if it
283   // only uses stuff defined outside of the condition.  If so, hoist it out.
284   if (!isSafeToSpeculativelyExecute(I))
285     return false;
286
287   unsigned Cost = ComputeSpeculationCost(I, TTI);
288
289   if (Cost > CostRemaining)
290     return false;
291
292   CostRemaining -= Cost;
293
294   // Okay, we can only really hoist these out if their operands do
295   // not take us over the cost threshold.
296   for (User::op_iterator i = I->op_begin(), e = I->op_end(); i != e; ++i)
297     if (!DominatesMergePoint(*i, BB, AggressiveInsts, CostRemaining, TTI))
298       return false;
299   // Okay, it's safe to do this!  Remember this instruction.
300   AggressiveInsts->insert(I);
301   return true;
302 }
303
304 /// Extract ConstantInt from value, looking through IntToPtr
305 /// and PointerNullValue. Return NULL if value is not a constant int.
306 static ConstantInt *GetConstantInt(Value *V, const DataLayout &DL) {
307   // Normal constant int.
308   ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(V);
309   if (CI || !isa<Constant>(V) || !V->getType()->isPointerTy())
310     return CI;
311
312   // This is some kind of pointer constant. Turn it into a pointer-sized
313   // ConstantInt if possible.
314   IntegerType *PtrTy = cast<IntegerType>(DL.getIntPtrType(V->getType()));
315
316   // Null pointer means 0, see SelectionDAGBuilder::getValue(const Value*).
317   if (isa<ConstantPointerNull>(V))
318     return ConstantInt::get(PtrTy, 0);
319
320   // IntToPtr const int.
321   if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(V))
322     if (CE->getOpcode() == Instruction::IntToPtr)
323       if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(CE->getOperand(0))) {
324         // The constant is very likely to have the right type already.
325         if (CI->getType() == PtrTy)
326           return CI;
327         else
328           return cast<ConstantInt>
329             (ConstantExpr::getIntegerCast(CI, PtrTy, /*isSigned=*/false));
330       }
331   return nullptr;
332 }
333
334 namespace {
335
336 /// Given a chain of or (||) or and (&&) comparison of a value against a
337 /// constant, this will try to recover the information required for a switch
338 /// structure.
339 /// It will depth-first traverse the chain of comparison, seeking for patterns
340 /// like %a == 12 or %a < 4 and combine them to produce a set of integer
341 /// representing the different cases for the switch.
342 /// Note that if the chain is composed of '||' it will build the set of elements
343 /// that matches the comparisons (i.e. any of this value validate the chain)
344 /// while for a chain of '&&' it will build the set elements that make the test
345 /// fail.
346 struct ConstantComparesGatherer {
347   const DataLayout &DL;
348   Value *CompValue; /// Value found for the switch comparison
349   Value *Extra;     /// Extra clause to be checked before the switch
350   SmallVector<ConstantInt *, 8> Vals; /// Set of integers to match in switch
351   unsigned UsedICmps; /// Number of comparisons matched in the and/or chain
352
353   /// Construct and compute the result for the comparison instruction Cond
354   ConstantComparesGatherer(Instruction *Cond, const DataLayout &DL)
355       : DL(DL), CompValue(nullptr), Extra(nullptr), UsedICmps(0) {
356     gather(Cond);
357   }
358
359   /// Prevent copy
360   ConstantComparesGatherer(const ConstantComparesGatherer &) = delete;
361   ConstantComparesGatherer &
362   operator=(const ConstantComparesGatherer &) = delete;
363
364 private:
365
366   /// Try to set the current value used for the comparison, it succeeds only if
367   /// it wasn't set before or if the new value is the same as the old one
368   bool setValueOnce(Value *NewVal) {
369     if(CompValue && CompValue != NewVal) return false;
370     CompValue = NewVal;
371     return (CompValue != nullptr);
372   }
373
374   /// Try to match Instruction "I" as a comparison against a constant and
375   /// populates the array Vals with the set of values that match (or do not
376   /// match depending on isEQ).
377   /// Return false on failure. On success, the Value the comparison matched
378   /// against is placed in CompValue.
379   /// If CompValue is already set, the function is expected to fail if a match
380   /// is found but the value compared to is different.
381   bool matchInstruction(Instruction *I, bool isEQ) {
382     // If this is an icmp against a constant, handle this as one of the cases.
383     ICmpInst *ICI;
384     ConstantInt *C;
385     if (!((ICI = dyn_cast<ICmpInst>(I)) &&
386              (C = GetConstantInt(I->getOperand(1), DL)))) {
387       return false;
388     }
389
390     Value *RHSVal;
391     ConstantInt *RHSC;
392
393     // Pattern match a special case
394     // (x & ~2^x) == y --> x == y || x == y|2^x
395     // This undoes a transformation done by instcombine to fuse 2 compares.
396     if (ICI->getPredicate() == (isEQ ? ICmpInst::ICMP_EQ:ICmpInst::ICMP_NE)) {
397       if (match(ICI->getOperand(0),
398                 m_And(m_Value(RHSVal), m_ConstantInt(RHSC)))) {
399         APInt Not = ~RHSC->getValue();
400         if (Not.isPowerOf2()) {
401           // If we already have a value for the switch, it has to match!
402           if(!setValueOnce(RHSVal))
403             return false;
404
405           Vals.push_back(C);
406           Vals.push_back(ConstantInt::get(C->getContext(),
407                                           C->getValue() | Not));
408           UsedICmps++;
409           return true;
410         }
411       }
412
413       // If we already have a value for the switch, it has to match!
414       if(!setValueOnce(ICI->getOperand(0)))
415         return false;
416
417       UsedICmps++;
418       Vals.push_back(C);
419       return ICI->getOperand(0);
420     }
421
422     // If we have "x ult 3", for example, then we can add 0,1,2 to the set.
423     ConstantRange Span = ConstantRange::makeAllowedICmpRegion(
424         ICI->getPredicate(), C->getValue());
425
426     // Shift the range if the compare is fed by an add. This is the range
427     // compare idiom as emitted by instcombine.
428     Value *CandidateVal = I->getOperand(0);
429     if(match(I->getOperand(0), m_Add(m_Value(RHSVal), m_ConstantInt(RHSC)))) {
430       Span = Span.subtract(RHSC->getValue());
431       CandidateVal = RHSVal;
432     }
433
434     // If this is an and/!= check, then we are looking to build the set of
435     // value that *don't* pass the and chain. I.e. to turn "x ugt 2" into
436     // x != 0 && x != 1.
437     if (!isEQ)
438       Span = Span.inverse();
439
440     // If there are a ton of values, we don't want to make a ginormous switch.
441     if (Span.getSetSize().ugt(8) || Span.isEmptySet()) {
442       return false;
443     }
444
445     // If we already have a value for the switch, it has to match!
446     if(!setValueOnce(CandidateVal))
447       return false;
448
449     // Add all values from the range to the set
450     for (APInt Tmp = Span.getLower(); Tmp != Span.getUpper(); ++Tmp)
451       Vals.push_back(ConstantInt::get(I->getContext(), Tmp));
452
453     UsedICmps++;
454     return true;
455
456   }
457
458   /// Given a potentially 'or'd or 'and'd together collection of icmp
459   /// eq/ne/lt/gt instructions that compare a value against a constant, extract
460   /// the value being compared, and stick the list constants into the Vals
461   /// vector.
462   /// One "Extra" case is allowed to differ from the other.
463   void gather(Value *V) {
464     Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V);
465     bool isEQ = (I->getOpcode() == Instruction::Or);
466
467     // Keep a stack (SmallVector for efficiency) for depth-first traversal
468     SmallVector<Value *, 8> DFT;
469
470     // Initialize
471     DFT.push_back(V);
472
473     while(!DFT.empty()) {
474       V = DFT.pop_back_val();
475
476       if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V)) {
477         // If it is a || (or && depending on isEQ), process the operands.
478         if (I->getOpcode() == (isEQ ? Instruction::Or : Instruction::And)) {
479           DFT.push_back(I->getOperand(1));
480           DFT.push_back(I->getOperand(0));
481           continue;
482         }
483
484         // Try to match the current instruction
485         if (matchInstruction(I, isEQ))
486           // Match succeed, continue the loop
487           continue;
488       }
489
490       // One element of the sequence of || (or &&) could not be match as a
491       // comparison against the same value as the others.
492       // We allow only one "Extra" case to be checked before the switch
493       if (!Extra) {
494         Extra = V;
495         continue;
496       }
497       // Failed to parse a proper sequence, abort now
498       CompValue = nullptr;
499       break;
500     }
501   }
502 };
503
504 }
505
506 static void EraseTerminatorInstAndDCECond(TerminatorInst *TI) {
507   Instruction *Cond = nullptr;
508   if (SwitchInst *SI = dyn_cast<SwitchInst>(TI)) {
509     Cond = dyn_cast<Instruction>(SI->getCondition());
510   } else if (BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(TI)) {
511     if (BI->isConditional())
512       Cond = dyn_cast<Instruction>(BI->getCondition());
513   } else if (IndirectBrInst *IBI = dyn_cast<IndirectBrInst>(TI)) {
514     Cond = dyn_cast<Instruction>(IBI->getAddress());
515   }
516
517   TI->eraseFromParent();
518   if (Cond) RecursivelyDeleteTriviallyDeadInstructions(Cond);
519 }
520
521 /// Return true if the specified terminator checks
522 /// to see if a value is equal to constant integer value.
523 Value *SimplifyCFGOpt::isValueEqualityComparison(TerminatorInst *TI) {
524   Value *CV = nullptr;
525   if (SwitchInst *SI = dyn_cast<SwitchInst>(TI)) {
526     // Do not permit merging of large switch instructions into their
527     // predecessors unless there is only one predecessor.
528     if (SI->getNumSuccessors()*std::distance(pred_begin(SI->getParent()),
529                                              pred_end(SI->getParent())) <= 128)
530       CV = SI->getCondition();
531   } else if (BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(TI))
532     if (BI->isConditional() && BI->getCondition()->hasOneUse())
533       if (ICmpInst *ICI = dyn_cast<ICmpInst>(BI->getCondition())) {
534         if (ICI->isEquality() && GetConstantInt(ICI->getOperand(1), DL))
535           CV = ICI->getOperand(0);
536       }
537
538   // Unwrap any lossless ptrtoint cast.
539   if (CV) {
540     if (PtrToIntInst *PTII = dyn_cast<PtrToIntInst>(CV)) {
541       Value *Ptr = PTII->getPointerOperand();
542       if (PTII->getType() == DL.getIntPtrType(Ptr->getType()))
543         CV = Ptr;
544     }
545   }
546   return CV;
547 }
548
549 /// Given a value comparison instruction,
550 /// decode all of the 'cases' that it represents and return the 'default' block.
551 BasicBlock *SimplifyCFGOpt::
552 GetValueEqualityComparisonCases(TerminatorInst *TI,
553                                 std::vector<ValueEqualityComparisonCase>
554                                                                        &Cases) {
555   if (SwitchInst *SI = dyn_cast<SwitchInst>(TI)) {
556     Cases.reserve(SI->getNumCases());
557     for (SwitchInst::CaseIt i = SI->case_begin(), e = SI->case_end(); i != e; ++i)
558       Cases.push_back(ValueEqualityComparisonCase(i.getCaseValue(),
559                                                   i.getCaseSuccessor()));
560     return SI->getDefaultDest();
561   }
562
563   BranchInst *BI = cast<BranchInst>(TI);
564   ICmpInst *ICI = cast<ICmpInst>(BI->getCondition());
565   BasicBlock *Succ = BI->getSuccessor(ICI->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE);
566   Cases.push_back(ValueEqualityComparisonCase(GetConstantInt(ICI->getOperand(1),
567                                                              DL),
568                                               Succ));
569   return BI->getSuccessor(ICI->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_EQ);
570 }
571
572
573 /// Given a vector of bb/value pairs, remove any entries
574 /// in the list that match the specified block.
575 static void EliminateBlockCases(BasicBlock *BB,
576                               std::vector<ValueEqualityComparisonCase> &Cases) {
577   Cases.erase(std::remove(Cases.begin(), Cases.end(), BB), Cases.end());
578 }
579
580 /// Return true if there are any keys in C1 that exist in C2 as well.
581 static bool
582 ValuesOverlap(std::vector<ValueEqualityComparisonCase> &C1,
583               std::vector<ValueEqualityComparisonCase > &C2) {
584   std::vector<ValueEqualityComparisonCase> *V1 = &C1, *V2 = &C2;
585
586   // Make V1 be smaller than V2.
587   if (V1->size() > V2->size())
588     std::swap(V1, V2);
589
590   if (V1->size() == 0) return false;
591   if (V1->size() == 1) {
592     // Just scan V2.
593     ConstantInt *TheVal = (*V1)[0].Value;
594     for (unsigned i = 0, e = V2->size(); i != e; ++i)
595       if (TheVal == (*V2)[i].Value)
596         return true;
597   }
598
599   // Otherwise, just sort both lists and compare element by element.
600   array_pod_sort(V1->begin(), V1->end());
601   array_pod_sort(V2->begin(), V2->end());
602   unsigned i1 = 0, i2 = 0, e1 = V1->size(), e2 = V2->size();
603   while (i1 != e1 && i2 != e2) {
604     if ((*V1)[i1].Value == (*V2)[i2].Value)
605       return true;
606     if ((*V1)[i1].Value < (*V2)[i2].Value)
607       ++i1;
608     else
609       ++i2;
610   }
611   return false;
612 }
613
614 /// If TI is known to be a terminator instruction and its block is known to
615 /// only have a single predecessor block, check to see if that predecessor is
616 /// also a value comparison with the same value, and if that comparison
617 /// determines the outcome of this comparison. If so, simplify TI. This does a
618 /// very limited form of jump threading.
619 bool SimplifyCFGOpt::
620 SimplifyEqualityComparisonWithOnlyPredecessor(TerminatorInst *TI,
621                                               BasicBlock *Pred,
622                                               IRBuilder<> &Builder) {
623   Value *PredVal = isValueEqualityComparison(Pred->getTerminator());
624   if (!PredVal) return false;  // Not a value comparison in predecessor.
625
626   Value *ThisVal = isValueEqualityComparison(TI);
627   assert(ThisVal && "This isn't a value comparison!!");
628   if (ThisVal != PredVal) return false;  // Different predicates.
629
630   // TODO: Preserve branch weight metadata, similarly to how
631   // FoldValueComparisonIntoPredecessors preserves it.
632
633   // Find out information about when control will move from Pred to TI's block.
634   std::vector<ValueEqualityComparisonCase> PredCases;
635   BasicBlock *PredDef = GetValueEqualityComparisonCases(Pred->getTerminator(),
636                                                         PredCases);
637   EliminateBlockCases(PredDef, PredCases);  // Remove default from cases.
638
639   // Find information about how control leaves this block.
640   std::vector<ValueEqualityComparisonCase> ThisCases;
641   BasicBlock *ThisDef = GetValueEqualityComparisonCases(TI, ThisCases);
642   EliminateBlockCases(ThisDef, ThisCases);  // Remove default from cases.
643
644   // If TI's block is the default block from Pred's comparison, potentially
645   // simplify TI based on this knowledge.
646   if (PredDef == TI->getParent()) {
647     // If we are here, we know that the value is none of those cases listed in
648     // PredCases.  If there are any cases in ThisCases that are in PredCases, we
649     // can simplify TI.
650     if (!ValuesOverlap(PredCases, ThisCases))
651       return false;
652
653     if (isa<BranchInst>(TI)) {
654       // Okay, one of the successors of this condbr is dead.  Convert it to a
655       // uncond br.
656       assert(ThisCases.size() == 1 && "Branch can only have one case!");
657       // Insert the new branch.
658       Instruction *NI = Builder.CreateBr(ThisDef);
659       (void) NI;
660
661       // Remove PHI node entries for the dead edge.
662       ThisCases[0].Dest->removePredecessor(TI->getParent());
663
664       DEBUG(dbgs() << "Threading pred instr: " << *Pred->getTerminator()
665            << "Through successor TI: " << *TI << "Leaving: " << *NI << "\n");
666
667       EraseTerminatorInstAndDCECond(TI);
668       return true;
669     }
670
671     SwitchInst *SI = cast<SwitchInst>(TI);
672     // Okay, TI has cases that are statically dead, prune them away.
673     SmallPtrSet<Constant*, 16> DeadCases;
674     for (unsigned i = 0, e = PredCases.size(); i != e; ++i)
675       DeadCases.insert(PredCases[i].Value);
676
677     DEBUG(dbgs() << "Threading pred instr: " << *Pred->getTerminator()
678                  << "Through successor TI: " << *TI);
679
680     // Collect branch weights into a vector.
681     SmallVector<uint32_t, 8> Weights;
682     MDNode *MD = SI->getMetadata(LLVMContext::MD_prof);
683     bool HasWeight = MD && (MD->getNumOperands() == 2 + SI->getNumCases());
684     if (HasWeight)
685       for (unsigned MD_i = 1, MD_e = MD->getNumOperands(); MD_i < MD_e;
686            ++MD_i) {
687         ConstantInt *CI = mdconst::extract<ConstantInt>(MD->getOperand(MD_i));
688         Weights.push_back(CI->getValue().getZExtValue());
689       }
690     for (SwitchInst::CaseIt i = SI->case_end(), e = SI->case_begin(); i != e;) {
691       --i;
692       if (DeadCases.count(i.getCaseValue())) {
693         if (HasWeight) {
694           std::swap(Weights[i.getCaseIndex()+1], Weights.back());
695           Weights.pop_back();
696         }
697         i.getCaseSuccessor()->removePredecessor(TI->getParent());
698         SI->removeCase(i);
699       }
700     }
701     if (HasWeight && Weights.size() >= 2)
702       SI->setMetadata(LLVMContext::MD_prof,
703                       MDBuilder(SI->getParent()->getContext()).
704                       createBranchWeights(Weights));
705
706     DEBUG(dbgs() << "Leaving: " << *TI << "\n");
707     return true;
708   }
709
710   // Otherwise, TI's block must correspond to some matched value.  Find out
711   // which value (or set of values) this is.
712   ConstantInt *TIV = nullptr;
713   BasicBlock *TIBB = TI->getParent();
714   for (unsigned i = 0, e = PredCases.size(); i != e; ++i)
715     if (PredCases[i].Dest == TIBB) {
716       if (TIV)
717         return false;  // Cannot handle multiple values coming to this block.
718       TIV = PredCases[i].Value;
719     }
720   assert(TIV && "No edge from pred to succ?");
721
722   // Okay, we found the one constant that our value can be if we get into TI's
723   // BB.  Find out which successor will unconditionally be branched to.
724   BasicBlock *TheRealDest = nullptr;
725   for (unsigned i = 0, e = ThisCases.size(); i != e; ++i)
726     if (ThisCases[i].Value == TIV) {
727       TheRealDest = ThisCases[i].Dest;
728       break;
729     }
730
731   // If not handled by any explicit cases, it is handled by the default case.
732   if (!TheRealDest) TheRealDest = ThisDef;
733
734   // Remove PHI node entries for dead edges.
735   BasicBlock *CheckEdge = TheRealDest;
736   for (succ_iterator SI = succ_begin(TIBB), e = succ_end(TIBB); SI != e; ++SI)
737     if (*SI != CheckEdge)
738       (*SI)->removePredecessor(TIBB);
739     else
740       CheckEdge = nullptr;
741
742   // Insert the new branch.
743   Instruction *NI = Builder.CreateBr(TheRealDest);
744   (void) NI;
745
746   DEBUG(dbgs() << "Threading pred instr: " << *Pred->getTerminator()
747             << "Through successor TI: " << *TI << "Leaving: " << *NI << "\n");
748
749   EraseTerminatorInstAndDCECond(TI);
750   return true;
751 }
752
753 namespace {
754   /// This class implements a stable ordering of constant
755   /// integers that does not depend on their address.  This is important for
756   /// applications that sort ConstantInt's to ensure uniqueness.
757   struct ConstantIntOrdering {
758     bool operator()(const ConstantInt *LHS, const ConstantInt *RHS) const {
759       return LHS->getValue().ult(RHS->getValue());
760     }
761   };
762 }
763
764 static int ConstantIntSortPredicate(ConstantInt *const *P1,
765                                     ConstantInt *const *P2) {
766   const ConstantInt *LHS = *P1;
767   const ConstantInt *RHS = *P2;
768   if (LHS->getValue().ult(RHS->getValue()))
769     return 1;
770   if (LHS->getValue() == RHS->getValue())
771     return 0;
772   return -1;
773 }
774
775 static inline bool HasBranchWeights(const Instruction* I) {
776   MDNode *ProfMD = I->getMetadata(LLVMContext::MD_prof);
777   if (ProfMD && ProfMD->getOperand(0))
778     if (MDString* MDS = dyn_cast<MDString>(ProfMD->getOperand(0)))
779       return MDS->getString().equals("branch_weights");
780
781   return false;
782 }
783
784 /// Get Weights of a given TerminatorInst, the default weight is at the front
785 /// of the vector. If TI is a conditional eq, we need to swap the branch-weight
786 /// metadata.
787 static void GetBranchWeights(TerminatorInst *TI,
788                              SmallVectorImpl<uint64_t> &Weights) {
789   MDNode *MD = TI->getMetadata(LLVMContext::MD_prof);
790   assert(MD);
791   for (unsigned i = 1, e = MD->getNumOperands(); i < e; ++i) {
792     ConstantInt *CI = mdconst::extract<ConstantInt>(MD->getOperand(i));
793     Weights.push_back(CI->getValue().getZExtValue());
794   }
795
796   // If TI is a conditional eq, the default case is the false case,
797   // and the corresponding branch-weight data is at index 2. We swap the
798   // default weight to be the first entry.
799   if (BranchInst* BI = dyn_cast<BranchInst>(TI)) {
800     assert(Weights.size() == 2);
801     ICmpInst *ICI = cast<ICmpInst>(BI->getCondition());
802     if (ICI->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_EQ)
803       std::swap(Weights.front(), Weights.back());
804   }
805 }
806
807 /// Keep halving the weights until all can fit in uint32_t.
808 static void FitWeights(MutableArrayRef<uint64_t> Weights) {
809   uint64_t Max = *std::max_element(Weights.begin(), Weights.end());
810   if (Max > UINT_MAX) {
811     unsigned Offset = 32 - countLeadingZeros(Max);
812     for (uint64_t &I : Weights)
813       I >>= Offset;
814   }
815 }
816
817 /// The specified terminator is a value equality comparison instruction
818 /// (either a switch or a branch on "X == c").
819 /// See if any of the predecessors of the terminator block are value comparisons
820 /// on the same value.  If so, and if safe to do so, fold them together.
821 bool SimplifyCFGOpt::FoldValueComparisonIntoPredecessors(TerminatorInst *TI,
822                                                          IRBuilder<> &Builder) {
823   BasicBlock *BB = TI->getParent();
824   Value *CV = isValueEqualityComparison(TI);  // CondVal
825   assert(CV && "Not a comparison?");
826   bool Changed = false;
827
828   SmallVector<BasicBlock*, 16> Preds(pred_begin(BB), pred_end(BB));
829   while (!Preds.empty()) {
830     BasicBlock *Pred = Preds.pop_back_val();
831
832     // See if the predecessor is a comparison with the same value.
833     TerminatorInst *PTI = Pred->getTerminator();
834     Value *PCV = isValueEqualityComparison(PTI);  // PredCondVal
835
836     if (PCV == CV && SafeToMergeTerminators(TI, PTI)) {
837       // Figure out which 'cases' to copy from SI to PSI.
838       std::vector<ValueEqualityComparisonCase> BBCases;
839       BasicBlock *BBDefault = GetValueEqualityComparisonCases(TI, BBCases);
840
841       std::vector<ValueEqualityComparisonCase> PredCases;
842       BasicBlock *PredDefault = GetValueEqualityComparisonCases(PTI, PredCases);
843
844       // Based on whether the default edge from PTI goes to BB or not, fill in
845       // PredCases and PredDefault with the new switch cases we would like to
846       // build.
847       SmallVector<BasicBlock*, 8> NewSuccessors;
848
849       // Update the branch weight metadata along the way
850       SmallVector<uint64_t, 8> Weights;
851       bool PredHasWeights = HasBranchWeights(PTI);
852       bool SuccHasWeights = HasBranchWeights(TI);
853
854       if (PredHasWeights) {
855         GetBranchWeights(PTI, Weights);
856         // branch-weight metadata is inconsistent here.
857         if (Weights.size() != 1 + PredCases.size())
858           PredHasWeights = SuccHasWeights = false;
859       } else if (SuccHasWeights)
860         // If there are no predecessor weights but there are successor weights,
861         // populate Weights with 1, which will later be scaled to the sum of
862         // successor's weights
863         Weights.assign(1 + PredCases.size(), 1);
864
865       SmallVector<uint64_t, 8> SuccWeights;
866       if (SuccHasWeights) {
867         GetBranchWeights(TI, SuccWeights);
868         // branch-weight metadata is inconsistent here.
869         if (SuccWeights.size() != 1 + BBCases.size())
870           PredHasWeights = SuccHasWeights = false;
871       } else if (PredHasWeights)
872         SuccWeights.assign(1 + BBCases.size(), 1);
873
874       if (PredDefault == BB) {
875         // If this is the default destination from PTI, only the edges in TI
876         // that don't occur in PTI, or that branch to BB will be activated.
877         std::set<ConstantInt*, ConstantIntOrdering> PTIHandled;
878         for (unsigned i = 0, e = PredCases.size(); i != e; ++i)
879           if (PredCases[i].Dest != BB)
880             PTIHandled.insert(PredCases[i].Value);
881           else {
882             // The default destination is BB, we don't need explicit targets.
883             std::swap(PredCases[i], PredCases.back());
884
885             if (PredHasWeights || SuccHasWeights) {
886               // Increase weight for the default case.
887               Weights[0] += Weights[i+1];
888               std::swap(Weights[i+1], Weights.back());
889               Weights.pop_back();
890             }
891
892             PredCases.pop_back();
893             --i; --e;
894           }
895
896         // Reconstruct the new switch statement we will be building.
897         if (PredDefault != BBDefault) {
898           PredDefault->removePredecessor(Pred);
899           PredDefault = BBDefault;
900           NewSuccessors.push_back(BBDefault);
901         }
902
903         unsigned CasesFromPred = Weights.size();
904         uint64_t ValidTotalSuccWeight = 0;
905         for (unsigned i = 0, e = BBCases.size(); i != e; ++i)
906           if (!PTIHandled.count(BBCases[i].Value) &&
907               BBCases[i].Dest != BBDefault) {
908             PredCases.push_back(BBCases[i]);
909             NewSuccessors.push_back(BBCases[i].Dest);
910             if (SuccHasWeights || PredHasWeights) {
911               // The default weight is at index 0, so weight for the ith case
912               // should be at index i+1. Scale the cases from successor by
913               // PredDefaultWeight (Weights[0]).
914               Weights.push_back(Weights[0] * SuccWeights[i+1]);
915               ValidTotalSuccWeight += SuccWeights[i+1];
916             }
917           }
918
919         if (SuccHasWeights || PredHasWeights) {
920           ValidTotalSuccWeight += SuccWeights[0];
921           // Scale the cases from predecessor by ValidTotalSuccWeight.
922           for (unsigned i = 1; i < CasesFromPred; ++i)
923             Weights[i] *= ValidTotalSuccWeight;
924           // Scale the default weight by SuccDefaultWeight (SuccWeights[0]).
925           Weights[0] *= SuccWeights[0];
926         }
927       } else {
928         // If this is not the default destination from PSI, only the edges
929         // in SI that occur in PSI with a destination of BB will be
930         // activated.
931         std::set<ConstantInt*, ConstantIntOrdering> PTIHandled;
932         std::map<ConstantInt*, uint64_t> WeightsForHandled;
933         for (unsigned i = 0, e = PredCases.size(); i != e; ++i)
934           if (PredCases[i].Dest == BB) {
935             PTIHandled.insert(PredCases[i].Value);
936
937             if (PredHasWeights || SuccHasWeights) {
938               WeightsForHandled[PredCases[i].Value] = Weights[i+1];
939               std::swap(Weights[i+1], Weights.back());
940               Weights.pop_back();
941             }
942
943             std::swap(PredCases[i], PredCases.back());
944             PredCases.pop_back();
945             --i; --e;
946           }
947
948         // Okay, now we know which constants were sent to BB from the
949         // predecessor.  Figure out where they will all go now.
950         for (unsigned i = 0, e = BBCases.size(); i != e; ++i)
951           if (PTIHandled.count(BBCases[i].Value)) {
952             // If this is one we are capable of getting...
953             if (PredHasWeights || SuccHasWeights)
954               Weights.push_back(WeightsForHandled[BBCases[i].Value]);
955             PredCases.push_back(BBCases[i]);
956             NewSuccessors.push_back(BBCases[i].Dest);
957             PTIHandled.erase(BBCases[i].Value);// This constant is taken care of
958           }
959
960         // If there are any constants vectored to BB that TI doesn't handle,
961         // they must go to the default destination of TI.
962         for (std::set<ConstantInt*, ConstantIntOrdering>::iterator I =
963                                     PTIHandled.begin(),
964                E = PTIHandled.end(); I != E; ++I) {
965           if (PredHasWeights || SuccHasWeights)
966             Weights.push_back(WeightsForHandled[*I]);
967           PredCases.push_back(ValueEqualityComparisonCase(*I, BBDefault));
968           NewSuccessors.push_back(BBDefault);
969         }
970       }
971
972       // Okay, at this point, we know which new successor Pred will get.  Make
973       // sure we update the number of entries in the PHI nodes for these
974       // successors.
975       for (BasicBlock *NewSuccessor : NewSuccessors)
976         AddPredecessorToBlock(NewSuccessor, Pred, BB);
977
978       Builder.SetInsertPoint(PTI);
979       // Convert pointer to int before we switch.
980       if (CV->getType()->isPointerTy()) {
981         CV = Builder.CreatePtrToInt(CV, DL.getIntPtrType(CV->getType()),
982                                     "magicptr");
983       }
984
985       // Now that the successors are updated, create the new Switch instruction.
986       SwitchInst *NewSI = Builder.CreateSwitch(CV, PredDefault,
987                                                PredCases.size());
988       NewSI->setDebugLoc(PTI->getDebugLoc());
989       for (ValueEqualityComparisonCase &V : PredCases)
990         NewSI->addCase(V.Value, V.Dest);
991
992       if (PredHasWeights || SuccHasWeights) {
993         // Halve the weights if any of them cannot fit in an uint32_t
994         FitWeights(Weights);
995
996         SmallVector<uint32_t, 8> MDWeights(Weights.begin(), Weights.end());
997
998         NewSI->setMetadata(LLVMContext::MD_prof,
999                            MDBuilder(BB->getContext()).
1000                            createBranchWeights(MDWeights));
1001       }
1002
1003       EraseTerminatorInstAndDCECond(PTI);
1004
1005       // Okay, last check.  If BB is still a successor of PSI, then we must
1006       // have an infinite loop case.  If so, add an infinitely looping block
1007       // to handle the case to preserve the behavior of the code.
1008       BasicBlock *InfLoopBlock = nullptr;
1009       for (unsigned i = 0, e = NewSI->getNumSuccessors(); i != e; ++i)
1010         if (NewSI->getSuccessor(i) == BB) {
1011           if (!InfLoopBlock) {
1012             // Insert it at the end of the function, because it's either code,
1013             // or it won't matter if it's hot. :)
1014             InfLoopBlock = BasicBlock::Create(BB->getContext(),
1015                                               "infloop", BB->getParent());
1016             BranchInst::Create(InfLoopBlock, InfLoopBlock);
1017           }
1018           NewSI->setSuccessor(i, InfLoopBlock);
1019         }
1020
1021       Changed = true;
1022     }
1023   }
1024   return Changed;
1025 }
1026
1027 // If we would need to insert a select that uses the value of this invoke
1028 // (comments in HoistThenElseCodeToIf explain why we would need to do this), we
1029 // can't hoist the invoke, as there is nowhere to put the select in this case.
1030 static bool isSafeToHoistInvoke(BasicBlock *BB1, BasicBlock *BB2,
1031                                 Instruction *I1, Instruction *I2) {
1032   for (succ_iterator SI = succ_begin(BB1), E = succ_end(BB1); SI != E; ++SI) {
1033     PHINode *PN;
1034     for (BasicBlock::iterator BBI = SI->begin();
1035          (PN = dyn_cast<PHINode>(BBI)); ++BBI) {
1036       Value *BB1V = PN->getIncomingValueForBlock(BB1);
1037       Value *BB2V = PN->getIncomingValueForBlock(BB2);
1038       if (BB1V != BB2V && (BB1V==I1 || BB2V==I2)) {
1039         return false;
1040       }
1041     }
1042   }
1043   return true;
1044 }
1045
1046 static bool passingValueIsAlwaysUndefined(Value *V, Instruction *I);
1047
1048 /// Given a conditional branch that goes to BB1 and BB2, hoist any common code
1049 /// in the two blocks up into the branch block. The caller of this function
1050 /// guarantees that BI's block dominates BB1 and BB2.
1051 static bool HoistThenElseCodeToIf(BranchInst *BI,
1052                                   const TargetTransformInfo &TTI) {
1053   // This does very trivial matching, with limited scanning, to find identical
1054   // instructions in the two blocks.  In particular, we don't want to get into
1055   // O(M*N) situations here where M and N are the sizes of BB1 and BB2.  As
1056   // such, we currently just scan for obviously identical instructions in an
1057   // identical order.
1058   BasicBlock *BB1 = BI->getSuccessor(0);  // The true destination.
1059   BasicBlock *BB2 = BI->getSuccessor(1);  // The false destination
1060
1061   BasicBlock::iterator BB1_Itr = BB1->begin();
1062   BasicBlock::iterator BB2_Itr = BB2->begin();
1063
1064   Instruction *I1 = BB1_Itr++, *I2 = BB2_Itr++;
1065   // Skip debug info if it is not identical.
1066   DbgInfoIntrinsic *DBI1 = dyn_cast<DbgInfoIntrinsic>(I1);
1067   DbgInfoIntrinsic *DBI2 = dyn_cast<DbgInfoIntrinsic>(I2);
1068   if (!DBI1 || !DBI2 || !DBI1->isIdenticalToWhenDefined(DBI2)) {
1069     while (isa<DbgInfoIntrinsic>(I1))
1070       I1 = BB1_Itr++;
1071     while (isa<DbgInfoIntrinsic>(I2))
1072       I2 = BB2_Itr++;
1073   }
1074   if (isa<PHINode>(I1) || !I1->isIdenticalToWhenDefined(I2) ||
1075       (isa<InvokeInst>(I1) && !isSafeToHoistInvoke(BB1, BB2, I1, I2)))
1076     return false;
1077
1078   BasicBlock *BIParent = BI->getParent();
1079
1080   bool Changed = false;
1081   do {
1082     // If we are hoisting the terminator instruction, don't move one (making a
1083     // broken BB), instead clone it, and remove BI.
1084     if (isa<TerminatorInst>(I1))
1085       goto HoistTerminator;
1086
1087     if (!TTI.isProfitableToHoist(I1) || !TTI.isProfitableToHoist(I2))
1088       return Changed;
1089
1090     // For a normal instruction, we just move one to right before the branch,
1091     // then replace all uses of the other with the first.  Finally, we remove
1092     // the now redundant second instruction.
1093     BIParent->getInstList().splice(BI, BB1->getInstList(), I1);
1094     if (!I2->use_empty())
1095       I2->replaceAllUsesWith(I1);
1096     I1->intersectOptionalDataWith(I2);
1097     unsigned KnownIDs[] = {
1098         LLVMContext::MD_tbaa,    LLVMContext::MD_range,
1099         LLVMContext::MD_fpmath,  LLVMContext::MD_invariant_load,
1100         LLVMContext::MD_nonnull, LLVMContext::MD_invariant_group};
1101     combineMetadata(I1, I2, KnownIDs);
1102     I2->eraseFromParent();
1103     Changed = true;
1104
1105     I1 = BB1_Itr++;
1106     I2 = BB2_Itr++;
1107     // Skip debug info if it is not identical.
1108     DbgInfoIntrinsic *DBI1 = dyn_cast<DbgInfoIntrinsic>(I1);
1109     DbgInfoIntrinsic *DBI2 = dyn_cast<DbgInfoIntrinsic>(I2);
1110     if (!DBI1 || !DBI2 || !DBI1->isIdenticalToWhenDefined(DBI2)) {
1111       while (isa<DbgInfoIntrinsic>(I1))
1112         I1 = BB1_Itr++;
1113       while (isa<DbgInfoIntrinsic>(I2))
1114         I2 = BB2_Itr++;
1115     }
1116   } while (I1->isIdenticalToWhenDefined(I2));
1117
1118   return true;
1119
1120 HoistTerminator:
1121   // It may not be possible to hoist an invoke.
1122   if (isa<InvokeInst>(I1) && !isSafeToHoistInvoke(BB1, BB2, I1, I2))
1123     return Changed;
1124
1125   for (succ_iterator SI = succ_begin(BB1), E = succ_end(BB1); SI != E; ++SI) {
1126     PHINode *PN;
1127     for (BasicBlock::iterator BBI = SI->begin();
1128          (PN = dyn_cast<PHINode>(BBI)); ++BBI) {
1129       Value *BB1V = PN->getIncomingValueForBlock(BB1);
1130       Value *BB2V = PN->getIncomingValueForBlock(BB2);
1131       if (BB1V == BB2V)
1132         continue;
1133
1134       // Check for passingValueIsAlwaysUndefined here because we would rather
1135       // eliminate undefined control flow then converting it to a select.
1136       if (passingValueIsAlwaysUndefined(BB1V, PN) ||
1137           passingValueIsAlwaysUndefined(BB2V, PN))
1138        return Changed;
1139
1140       if (isa<ConstantExpr>(BB1V) && !isSafeToSpeculativelyExecute(BB1V))
1141         return Changed;
1142       if (isa<ConstantExpr>(BB2V) && !isSafeToSpeculativelyExecute(BB2V))
1143         return Changed;
1144     }
1145   }
1146
1147   // Okay, it is safe to hoist the terminator.
1148   Instruction *NT = I1->clone();
1149   BIParent->getInstList().insert(BI, NT);
1150   if (!NT->getType()->isVoidTy()) {
1151     I1->replaceAllUsesWith(NT);
1152     I2->replaceAllUsesWith(NT);
1153     NT->takeName(I1);
1154   }
1155
1156   IRBuilder<true, NoFolder> Builder(NT);
1157   // Hoisting one of the terminators from our successor is a great thing.
1158   // Unfortunately, the successors of the if/else blocks may have PHI nodes in
1159   // them.  If they do, all PHI entries for BB1/BB2 must agree for all PHI
1160   // nodes, so we insert select instruction to compute the final result.
1161   std::map<std::pair<Value*,Value*>, SelectInst*> InsertedSelects;
1162   for (succ_iterator SI = succ_begin(BB1), E = succ_end(BB1); SI != E; ++SI) {
1163     PHINode *PN;
1164     for (BasicBlock::iterator BBI = SI->begin();
1165          (PN = dyn_cast<PHINode>(BBI)); ++BBI) {
1166       Value *BB1V = PN->getIncomingValueForBlock(BB1);
1167       Value *BB2V = PN->getIncomingValueForBlock(BB2);
1168       if (BB1V == BB2V) continue;
1169
1170       // These values do not agree.  Insert a select instruction before NT
1171       // that determines the right value.
1172       SelectInst *&SI = InsertedSelects[std::make_pair(BB1V, BB2V)];
1173       if (!SI)
1174         SI = cast<SelectInst>
1175           (Builder.CreateSelect(BI->getCondition(), BB1V, BB2V,
1176                                 BB1V->getName()+"."+BB2V->getName()));
1177
1178       // Make the PHI node use the select for all incoming values for BB1/BB2
1179       for (unsigned i = 0, e = PN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i)
1180         if (PN->getIncomingBlock(i) == BB1 || PN->getIncomingBlock(i) == BB2)
1181           PN->setIncomingValue(i, SI);
1182     }
1183   }
1184
1185   // Update any PHI nodes in our new successors.
1186   for (succ_iterator SI = succ_begin(BB1), E = succ_end(BB1); SI != E; ++SI)
1187     AddPredecessorToBlock(*SI, BIParent, BB1);
1188
1189   EraseTerminatorInstAndDCECond(BI);
1190   return true;
1191 }
1192
1193 /// Given an unconditional branch that goes to BBEnd,
1194 /// check whether BBEnd has only two predecessors and the other predecessor
1195 /// ends with an unconditional branch. If it is true, sink any common code
1196 /// in the two predecessors to BBEnd.
1197 static bool SinkThenElseCodeToEnd(BranchInst *BI1) {
1198   assert(BI1->isUnconditional());
1199   BasicBlock *BB1 = BI1->getParent();
1200   BasicBlock *BBEnd = BI1->getSuccessor(0);
1201
1202   // Check that BBEnd has two predecessors and the other predecessor ends with
1203   // an unconditional branch.
1204   pred_iterator PI = pred_begin(BBEnd), PE = pred_end(BBEnd);
1205   BasicBlock *Pred0 = *PI++;
1206   if (PI == PE) // Only one predecessor.
1207     return false;
1208   BasicBlock *Pred1 = *PI++;
1209   if (PI != PE) // More than two predecessors.
1210     return false;
1211   BasicBlock *BB2 = (Pred0 == BB1) ? Pred1 : Pred0;
1212   BranchInst *BI2 = dyn_cast<BranchInst>(BB2->getTerminator());
1213   if (!BI2 || !BI2->isUnconditional())
1214     return false;
1215
1216   // Gather the PHI nodes in BBEnd.
1217   SmallDenseMap<std::pair<Value *, Value *>, PHINode *> JointValueMap;
1218   Instruction *FirstNonPhiInBBEnd = nullptr;
1219   for (BasicBlock::iterator I = BBEnd->begin(), E = BBEnd->end(); I != E; ++I) {
1220     if (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(I)) {
1221       Value *BB1V = PN->getIncomingValueForBlock(BB1);
1222       Value *BB2V = PN->getIncomingValueForBlock(BB2);
1223       JointValueMap[std::make_pair(BB1V, BB2V)] = PN;
1224     } else {
1225       FirstNonPhiInBBEnd = &*I;
1226       break;
1227     }
1228   }
1229   if (!FirstNonPhiInBBEnd)
1230     return false;
1231
1232   // This does very trivial matching, with limited scanning, to find identical
1233   // instructions in the two blocks.  We scan backward for obviously identical
1234   // instructions in an identical order.
1235   BasicBlock::InstListType::reverse_iterator RI1 = BB1->getInstList().rbegin(),
1236                                              RE1 = BB1->getInstList().rend(),
1237                                              RI2 = BB2->getInstList().rbegin(),
1238                                              RE2 = BB2->getInstList().rend();
1239   // Skip debug info.
1240   while (RI1 != RE1 && isa<DbgInfoIntrinsic>(&*RI1)) ++RI1;
1241   if (RI1 == RE1)
1242     return false;
1243   while (RI2 != RE2 && isa<DbgInfoIntrinsic>(&*RI2)) ++RI2;
1244   if (RI2 == RE2)
1245     return false;
1246   // Skip the unconditional branches.
1247   ++RI1;
1248   ++RI2;
1249
1250   bool Changed = false;
1251   while (RI1 != RE1 && RI2 != RE2) {
1252     // Skip debug info.
1253     while (RI1 != RE1 && isa<DbgInfoIntrinsic>(&*RI1)) ++RI1;
1254     if (RI1 == RE1)
1255       return Changed;
1256     while (RI2 != RE2 && isa<DbgInfoIntrinsic>(&*RI2)) ++RI2;
1257     if (RI2 == RE2)
1258       return Changed;
1259
1260     Instruction *I1 = &*RI1, *I2 = &*RI2;
1261     auto InstPair = std::make_pair(I1, I2);
1262     // I1 and I2 should have a single use in the same PHI node, and they
1263     // perform the same operation.
1264     // Cannot move control-flow-involving, volatile loads, vaarg, etc.
1265     if (isa<PHINode>(I1) || isa<PHINode>(I2) ||
1266         isa<TerminatorInst>(I1) || isa<TerminatorInst>(I2) ||
1267         I1->isEHPad() || I2->isEHPad() ||
1268         isa<AllocaInst>(I1) || isa<AllocaInst>(I2) ||
1269         I1->mayHaveSideEffects() || I2->mayHaveSideEffects() ||
1270         I1->mayReadOrWriteMemory() || I2->mayReadOrWriteMemory() ||
1271         !I1->hasOneUse() || !I2->hasOneUse() ||
1272         !JointValueMap.count(InstPair))
1273       return Changed;
1274
1275     // Check whether we should swap the operands of ICmpInst.
1276     // TODO: Add support of communativity.
1277     ICmpInst *ICmp1 = dyn_cast<ICmpInst>(I1), *ICmp2 = dyn_cast<ICmpInst>(I2);
1278     bool SwapOpnds = false;
1279     if (ICmp1 && ICmp2 &&
1280         ICmp1->getOperand(0) != ICmp2->getOperand(0) &&
1281         ICmp1->getOperand(1) != ICmp2->getOperand(1) &&
1282         (ICmp1->getOperand(0) == ICmp2->getOperand(1) ||
1283          ICmp1->getOperand(1) == ICmp2->getOperand(0))) {
1284       ICmp2->swapOperands();
1285       SwapOpnds = true;
1286     }
1287     if (!I1->isSameOperationAs(I2)) {
1288       if (SwapOpnds)
1289         ICmp2->swapOperands();
1290       return Changed;
1291     }
1292
1293     // The operands should be either the same or they need to be generated
1294     // with a PHI node after sinking. We only handle the case where there is
1295     // a single pair of different operands.
1296     Value *DifferentOp1 = nullptr, *DifferentOp2 = nullptr;
1297     unsigned Op1Idx = ~0U;
1298     for (unsigned I = 0, E = I1->getNumOperands(); I != E; ++I) {
1299       if (I1->getOperand(I) == I2->getOperand(I))
1300         continue;
1301       // Early exit if we have more-than one pair of different operands or if
1302       // we need a PHI node to replace a constant.
1303       if (Op1Idx != ~0U ||
1304           isa<Constant>(I1->getOperand(I)) ||
1305           isa<Constant>(I2->getOperand(I))) {
1306         // If we can't sink the instructions, undo the swapping.
1307         if (SwapOpnds)
1308           ICmp2->swapOperands();
1309         return Changed;
1310       }
1311       DifferentOp1 = I1->getOperand(I);
1312       Op1Idx = I;
1313       DifferentOp2 = I2->getOperand(I);
1314     }
1315
1316     DEBUG(dbgs() << "SINK common instructions " << *I1 << "\n");
1317     DEBUG(dbgs() << "                         " << *I2 << "\n");
1318
1319     // We insert the pair of different operands to JointValueMap and
1320     // remove (I1, I2) from JointValueMap.
1321     if (Op1Idx != ~0U) {
1322       auto &NewPN = JointValueMap[std::make_pair(DifferentOp1, DifferentOp2)];
1323       if (!NewPN) {
1324         NewPN =
1325             PHINode::Create(DifferentOp1->getType(), 2,
1326                             DifferentOp1->getName() + ".sink", BBEnd->begin());
1327         NewPN->addIncoming(DifferentOp1, BB1);
1328         NewPN->addIncoming(DifferentOp2, BB2);
1329         DEBUG(dbgs() << "Create PHI node " << *NewPN << "\n";);
1330       }
1331       // I1 should use NewPN instead of DifferentOp1.
1332       I1->setOperand(Op1Idx, NewPN);
1333     }
1334     PHINode *OldPN = JointValueMap[InstPair];
1335     JointValueMap.erase(InstPair);
1336
1337     // We need to update RE1 and RE2 if we are going to sink the first
1338     // instruction in the basic block down.
1339     bool UpdateRE1 = (I1 == BB1->begin()), UpdateRE2 = (I2 == BB2->begin());
1340     // Sink the instruction.
1341     BBEnd->getInstList().splice(FirstNonPhiInBBEnd, BB1->getInstList(), I1);
1342     if (!OldPN->use_empty())
1343       OldPN->replaceAllUsesWith(I1);
1344     OldPN->eraseFromParent();
1345
1346     if (!I2->use_empty())
1347       I2->replaceAllUsesWith(I1);
1348     I1->intersectOptionalDataWith(I2);
1349     // TODO: Use combineMetadata here to preserve what metadata we can
1350     // (analogous to the hoisting case above).
1351     I2->eraseFromParent();
1352
1353     if (UpdateRE1)
1354       RE1 = BB1->getInstList().rend();
1355     if (UpdateRE2)
1356       RE2 = BB2->getInstList().rend();
1357     FirstNonPhiInBBEnd = I1;
1358     NumSinkCommons++;
1359     Changed = true;
1360   }
1361   return Changed;
1362 }
1363
1364 /// \brief Determine if we can hoist sink a sole store instruction out of a
1365 /// conditional block.
1366 ///
1367 /// We are looking for code like the following:
1368 ///   BrBB:
1369 ///     store i32 %add, i32* %arrayidx2
1370 ///     ... // No other stores or function calls (we could be calling a memory
1371 ///     ... // function).
1372 ///     %cmp = icmp ult %x, %y
1373 ///     br i1 %cmp, label %EndBB, label %ThenBB
1374 ///   ThenBB:
1375 ///     store i32 %add5, i32* %arrayidx2
1376 ///     br label EndBB
1377 ///   EndBB:
1378 ///     ...
1379 ///   We are going to transform this into:
1380 ///   BrBB:
1381 ///     store i32 %add, i32* %arrayidx2
1382 ///     ... //
1383 ///     %cmp = icmp ult %x, %y
1384 ///     %add.add5 = select i1 %cmp, i32 %add, %add5
1385 ///     store i32 %add.add5, i32* %arrayidx2
1386 ///     ...
1387 ///
1388 /// \return The pointer to the value of the previous store if the store can be
1389 ///         hoisted into the predecessor block. 0 otherwise.
1390 static Value *isSafeToSpeculateStore(Instruction *I, BasicBlock *BrBB,
1391                                      BasicBlock *StoreBB, BasicBlock *EndBB) {
1392   StoreInst *StoreToHoist = dyn_cast<StoreInst>(I);
1393   if (!StoreToHoist)
1394     return nullptr;
1395
1396   // Volatile or atomic.
1397   if (!StoreToHoist->isSimple())
1398     return nullptr;
1399
1400   Value *StorePtr = StoreToHoist->getPointerOperand();
1401
1402   // Look for a store to the same pointer in BrBB.
1403   unsigned MaxNumInstToLookAt = 10;
1404   for (BasicBlock::reverse_iterator RI = BrBB->rbegin(),
1405        RE = BrBB->rend(); RI != RE && (--MaxNumInstToLookAt); ++RI) {
1406     Instruction *CurI = &*RI;
1407
1408     // Could be calling an instruction that effects memory like free().
1409     if (CurI->mayHaveSideEffects() && !isa<StoreInst>(CurI))
1410       return nullptr;
1411
1412     StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(CurI);
1413     // Found the previous store make sure it stores to the same location.
1414     if (SI && SI->getPointerOperand() == StorePtr)
1415       // Found the previous store, return its value operand.
1416       return SI->getValueOperand();
1417     else if (SI)
1418       return nullptr; // Unknown store.
1419   }
1420
1421   return nullptr;
1422 }
1423
1424 /// \brief Speculate a conditional basic block flattening the CFG.
1425 ///
1426 /// Note that this is a very risky transform currently. Speculating
1427 /// instructions like this is most often not desirable. Instead, there is an MI
1428 /// pass which can do it with full awareness of the resource constraints.
1429 /// However, some cases are "obvious" and we should do directly. An example of
1430 /// this is speculating a single, reasonably cheap instruction.
1431 ///
1432 /// There is only one distinct advantage to flattening the CFG at the IR level:
1433 /// it makes very common but simplistic optimizations such as are common in
1434 /// instcombine and the DAG combiner more powerful by removing CFG edges and
1435 /// modeling their effects with easier to reason about SSA value graphs.
1436 ///
1437 ///
1438 /// An illustration of this transform is turning this IR:
1439 /// \code
1440 ///   BB:
1441 ///     %cmp = icmp ult %x, %y
1442 ///     br i1 %cmp, label %EndBB, label %ThenBB
1443 ///   ThenBB:
1444 ///     %sub = sub %x, %y
1445 ///     br label BB2
1446 ///   EndBB:
1447 ///     %phi = phi [ %sub, %ThenBB ], [ 0, %EndBB ]
1448 ///     ...
1449 /// \endcode
1450 ///
1451 /// Into this IR:
1452 /// \code
1453 ///   BB:
1454 ///     %cmp = icmp ult %x, %y
1455 ///     %sub = sub %x, %y
1456 ///     %cond = select i1 %cmp, 0, %sub
1457 ///     ...
1458 /// \endcode
1459 ///
1460 /// \returns true if the conditional block is removed.
1461 static bool SpeculativelyExecuteBB(BranchInst *BI, BasicBlock *ThenBB,
1462                                    const TargetTransformInfo &TTI) {
1463   // Be conservative for now. FP select instruction can often be expensive.
1464   Value *BrCond = BI->getCondition();
1465   if (isa<FCmpInst>(BrCond))
1466     return false;
1467
1468   BasicBlock *BB = BI->getParent();
1469   BasicBlock *EndBB = ThenBB->getTerminator()->getSuccessor(0);
1470
1471   // If ThenBB is actually on the false edge of the conditional branch, remember
1472   // to swap the select operands later.
1473   bool Invert = false;
1474   if (ThenBB != BI->getSuccessor(0)) {
1475     assert(ThenBB == BI->getSuccessor(1) && "No edge from 'if' block?");
1476     Invert = true;
1477   }
1478   assert(EndBB == BI->getSuccessor(!Invert) && "No edge from to end block");
1479
1480   // Keep a count of how many times instructions are used within CondBB when
1481   // they are candidates for sinking into CondBB. Specifically:
1482   // - They are defined in BB, and
1483   // - They have no side effects, and
1484   // - All of their uses are in CondBB.
1485   SmallDenseMap<Instruction *, unsigned, 4> SinkCandidateUseCounts;
1486
1487   unsigned SpeculationCost = 0;
1488   Value *SpeculatedStoreValue = nullptr;
1489   StoreInst *SpeculatedStore = nullptr;
1490   for (BasicBlock::iterator BBI = ThenBB->begin(),
1491                             BBE = std::prev(ThenBB->end());
1492        BBI != BBE; ++BBI) {
1493     Instruction *I = BBI;
1494     // Skip debug info.
1495     if (isa<DbgInfoIntrinsic>(I))
1496       continue;
1497
1498     // Only speculatively execute a single instruction (not counting the
1499     // terminator) for now.
1500     ++SpeculationCost;
1501     if (SpeculationCost > 1)
1502       return false;
1503
1504     // Don't hoist the instruction if it's unsafe or expensive.
1505     if (!isSafeToSpeculativelyExecute(I) &&
1506         !(HoistCondStores && (SpeculatedStoreValue = isSafeToSpeculateStore(
1507                                   I, BB, ThenBB, EndBB))))
1508       return false;
1509     if (!SpeculatedStoreValue &&
1510         ComputeSpeculationCost(I, TTI) >
1511             PHINodeFoldingThreshold * TargetTransformInfo::TCC_Basic)
1512       return false;
1513
1514     // Store the store speculation candidate.
1515     if (SpeculatedStoreValue)
1516       SpeculatedStore = cast<StoreInst>(I);
1517
1518     // Do not hoist the instruction if any of its operands are defined but not
1519     // used in BB. The transformation will prevent the operand from
1520     // being sunk into the use block.
1521     for (User::op_iterator i = I->op_begin(), e = I->op_end();
1522          i != e; ++i) {
1523       Instruction *OpI = dyn_cast<Instruction>(*i);
1524       if (!OpI || OpI->getParent() != BB ||
1525           OpI->mayHaveSideEffects())
1526         continue; // Not a candidate for sinking.
1527
1528       ++SinkCandidateUseCounts[OpI];
1529     }
1530   }
1531
1532   // Consider any sink candidates which are only used in CondBB as costs for
1533   // speculation. Note, while we iterate over a DenseMap here, we are summing
1534   // and so iteration order isn't significant.
1535   for (SmallDenseMap<Instruction *, unsigned, 4>::iterator I =
1536            SinkCandidateUseCounts.begin(), E = SinkCandidateUseCounts.end();
1537        I != E; ++I)
1538     if (I->first->getNumUses() == I->second) {
1539       ++SpeculationCost;
1540       if (SpeculationCost > 1)
1541         return false;
1542     }
1543
1544   // Check that the PHI nodes can be converted to selects.
1545   bool HaveRewritablePHIs = false;
1546   for (BasicBlock::iterator I = EndBB->begin();
1547        PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(I); ++I) {
1548     Value *OrigV = PN->getIncomingValueForBlock(BB);
1549     Value *ThenV = PN->getIncomingValueForBlock(ThenBB);
1550
1551     // FIXME: Try to remove some of the duplication with HoistThenElseCodeToIf.
1552     // Skip PHIs which are trivial.
1553     if (ThenV == OrigV)
1554       continue;
1555
1556     // Don't convert to selects if we could remove undefined behavior instead.
1557     if (passingValueIsAlwaysUndefined(OrigV, PN) ||
1558         passingValueIsAlwaysUndefined(ThenV, PN))
1559       return false;
1560
1561     HaveRewritablePHIs = true;
1562     ConstantExpr *OrigCE = dyn_cast<ConstantExpr>(OrigV);
1563     ConstantExpr *ThenCE = dyn_cast<ConstantExpr>(ThenV);
1564     if (!OrigCE && !ThenCE)
1565       continue; // Known safe and cheap.
1566
1567     if ((ThenCE && !isSafeToSpeculativelyExecute(ThenCE)) ||
1568         (OrigCE && !isSafeToSpeculativelyExecute(OrigCE)))
1569       return false;
1570     unsigned OrigCost = OrigCE ? ComputeSpeculationCost(OrigCE, TTI) : 0;
1571     unsigned ThenCost = ThenCE ? ComputeSpeculationCost(ThenCE, TTI) : 0;
1572     unsigned MaxCost = 2 * PHINodeFoldingThreshold *
1573       TargetTransformInfo::TCC_Basic;
1574     if (OrigCost + ThenCost > MaxCost)
1575       return false;
1576
1577     // Account for the cost of an unfolded ConstantExpr which could end up
1578     // getting expanded into Instructions.
1579     // FIXME: This doesn't account for how many operations are combined in the
1580     // constant expression.
1581     ++SpeculationCost;
1582     if (SpeculationCost > 1)
1583       return false;
1584   }
1585
1586   // If there are no PHIs to process, bail early. This helps ensure idempotence
1587   // as well.
1588   if (!HaveRewritablePHIs && !(HoistCondStores && SpeculatedStoreValue))
1589     return false;
1590
1591   // If we get here, we can hoist the instruction and if-convert.
1592   DEBUG(dbgs() << "SPECULATIVELY EXECUTING BB" << *ThenBB << "\n";);
1593
1594   // Insert a select of the value of the speculated store.
1595   if (SpeculatedStoreValue) {
1596     IRBuilder<true, NoFolder> Builder(BI);
1597     Value *TrueV = SpeculatedStore->getValueOperand();
1598     Value *FalseV = SpeculatedStoreValue;
1599     if (Invert)
1600       std::swap(TrueV, FalseV);
1601     Value *S = Builder.CreateSelect(BrCond, TrueV, FalseV, TrueV->getName() +
1602                                     "." + FalseV->getName());
1603     SpeculatedStore->setOperand(0, S);
1604   }
1605
1606   // Hoist the instructions.
1607   BB->getInstList().splice(BI, ThenBB->getInstList(), ThenBB->begin(),
1608                            std::prev(ThenBB->end()));
1609
1610   // Insert selects and rewrite the PHI operands.
1611   IRBuilder<true, NoFolder> Builder(BI);
1612   for (BasicBlock::iterator I = EndBB->begin();
1613        PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(I); ++I) {
1614     unsigned OrigI = PN->getBasicBlockIndex(BB);
1615     unsigned ThenI = PN->getBasicBlockIndex(ThenBB);
1616     Value *OrigV = PN->getIncomingValue(OrigI);
1617     Value *ThenV = PN->getIncomingValue(ThenI);
1618
1619     // Skip PHIs which are trivial.
1620     if (OrigV == ThenV)
1621       continue;
1622
1623     // Create a select whose true value is the speculatively executed value and
1624     // false value is the preexisting value. Swap them if the branch
1625     // destinations were inverted.
1626     Value *TrueV = ThenV, *FalseV = OrigV;
1627     if (Invert)
1628       std::swap(TrueV, FalseV);
1629     Value *V = Builder.CreateSelect(BrCond, TrueV, FalseV,
1630                                     TrueV->getName() + "." + FalseV->getName());
1631     PN->setIncomingValue(OrigI, V);
1632     PN->setIncomingValue(ThenI, V);
1633   }
1634
1635   ++NumSpeculations;
1636   return true;
1637 }
1638
1639 /// \returns True if this block contains a CallInst with the NoDuplicate
1640 /// attribute.
1641 static bool HasNoDuplicateCall(const BasicBlock *BB) {
1642   for (BasicBlock::const_iterator I = BB->begin(), E = BB->end(); I != E; ++I) {
1643     const CallInst *CI = dyn_cast<CallInst>(I);
1644     if (!CI)
1645       continue;
1646     if (CI->cannotDuplicate())
1647       return true;
1648   }
1649   return false;
1650 }
1651
1652 /// Return true if we can thread a branch across this block.
1653 static bool BlockIsSimpleEnoughToThreadThrough(BasicBlock *BB) {
1654   BranchInst *BI = cast<BranchInst>(BB->getTerminator());
1655   unsigned Size = 0;
1656
1657   for (BasicBlock::iterator BBI = BB->begin(); &*BBI != BI; ++BBI) {
1658     if (isa<DbgInfoIntrinsic>(BBI))
1659       continue;
1660     if (Size > 10) return false;  // Don't clone large BB's.
1661     ++Size;
1662
1663     // We can only support instructions that do not define values that are
1664     // live outside of the current basic block.
1665     for (User *U : BBI->users()) {
1666       Instruction *UI = cast<Instruction>(U);
1667       if (UI->getParent() != BB || isa<PHINode>(UI)) return false;
1668     }
1669
1670     // Looks ok, continue checking.
1671   }
1672
1673   return true;
1674 }
1675
1676 /// If we have a conditional branch on a PHI node value that is defined in the
1677 /// same block as the branch and if any PHI entries are constants, thread edges
1678 /// corresponding to that entry to be branches to their ultimate destination.
1679 static bool FoldCondBranchOnPHI(BranchInst *BI, const DataLayout &DL) {
1680   BasicBlock *BB = BI->getParent();
1681   PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(BI->getCondition());
1682   // NOTE: we currently cannot transform this case if the PHI node is used
1683   // outside of the block.
1684   if (!PN || PN->getParent() != BB || !PN->hasOneUse())
1685     return false;
1686
1687   // Degenerate case of a single entry PHI.
1688   if (PN->getNumIncomingValues() == 1) {
1689     FoldSingleEntryPHINodes(PN->getParent());
1690     return true;
1691   }
1692
1693   // Now we know that this block has multiple preds and two succs.
1694   if (!BlockIsSimpleEnoughToThreadThrough(BB)) return false;
1695
1696   if (HasNoDuplicateCall(BB)) return false;
1697
1698   // Okay, this is a simple enough basic block.  See if any phi values are
1699   // constants.
1700   for (unsigned i = 0, e = PN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
1701     ConstantInt *CB = dyn_cast<ConstantInt>(PN->getIncomingValue(i));
1702     if (!CB || !CB->getType()->isIntegerTy(1)) continue;
1703
1704     // Okay, we now know that all edges from PredBB should be revectored to
1705     // branch to RealDest.
1706     BasicBlock *PredBB = PN->getIncomingBlock(i);
1707     BasicBlock *RealDest = BI->getSuccessor(!CB->getZExtValue());
1708
1709     if (RealDest == BB) continue;  // Skip self loops.
1710     // Skip if the predecessor's terminator is an indirect branch.
1711     if (isa<IndirectBrInst>(PredBB->getTerminator())) continue;
1712
1713     // The dest block might have PHI nodes, other predecessors and other
1714     // difficult cases.  Instead of being smart about this, just insert a new
1715     // block that jumps to the destination block, effectively splitting
1716     // the edge we are about to create.
1717     BasicBlock *EdgeBB = BasicBlock::Create(BB->getContext(),
1718                                             RealDest->getName()+".critedge",
1719                                             RealDest->getParent(), RealDest);
1720     BranchInst::Create(RealDest, EdgeBB);
1721
1722     // Update PHI nodes.
1723     AddPredecessorToBlock(RealDest, EdgeBB, BB);
1724
1725     // BB may have instructions that are being threaded over.  Clone these
1726     // instructions into EdgeBB.  We know that there will be no uses of the
1727     // cloned instructions outside of EdgeBB.
1728     BasicBlock::iterator InsertPt = EdgeBB->begin();
1729     DenseMap<Value*, Value*> TranslateMap;  // Track translated values.
1730     for (BasicBlock::iterator BBI = BB->begin(); &*BBI != BI; ++BBI) {
1731       if (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(BBI)) {
1732         TranslateMap[PN] = PN->getIncomingValueForBlock(PredBB);
1733         continue;
1734       }
1735       // Clone the instruction.
1736       Instruction *N = BBI->clone();
1737       if (BBI->hasName()) N->setName(BBI->getName()+".c");
1738
1739       // Update operands due to translation.
1740       for (User::op_iterator i = N->op_begin(), e = N->op_end();
1741            i != e; ++i) {
1742         DenseMap<Value*, Value*>::iterator PI = TranslateMap.find(*i);
1743         if (PI != TranslateMap.end())
1744           *i = PI->second;
1745       }
1746
1747       // Check for trivial simplification.
1748       if (Value *V = SimplifyInstruction(N, DL)) {
1749         TranslateMap[BBI] = V;
1750         delete N;   // Instruction folded away, don't need actual inst
1751       } else {
1752         // Insert the new instruction into its new home.
1753         EdgeBB->getInstList().insert(InsertPt, N);
1754         if (!BBI->use_empty())
1755           TranslateMap[BBI] = N;
1756       }
1757     }
1758
1759     // Loop over all of the edges from PredBB to BB, changing them to branch
1760     // to EdgeBB instead.
1761     TerminatorInst *PredBBTI = PredBB->getTerminator();
1762     for (unsigned i = 0, e = PredBBTI->getNumSuccessors(); i != e; ++i)
1763       if (PredBBTI->getSuccessor(i) == BB) {
1764         BB->removePredecessor(PredBB);
1765         PredBBTI->setSuccessor(i, EdgeBB);
1766       }
1767
1768     // Recurse, simplifying any other constants.
1769     return FoldCondBranchOnPHI(BI, DL) | true;
1770   }
1771
1772   return false;
1773 }
1774
1775 /// Given a BB that starts with the specified two-entry PHI node,
1776 /// see if we can eliminate it.
1777 static bool FoldTwoEntryPHINode(PHINode *PN, const TargetTransformInfo &TTI,
1778                                 const DataLayout &DL) {
1779   // Ok, this is a two entry PHI node.  Check to see if this is a simple "if
1780   // statement", which has a very simple dominance structure.  Basically, we
1781   // are trying to find the condition that is being branched on, which
1782   // subsequently causes this merge to happen.  We really want control
1783   // dependence information for this check, but simplifycfg can't keep it up
1784   // to date, and this catches most of the cases we care about anyway.
1785   BasicBlock *BB = PN->getParent();
1786   BasicBlock *IfTrue, *IfFalse;
1787   Value *IfCond = GetIfCondition(BB, IfTrue, IfFalse);
1788   if (!IfCond ||
1789       // Don't bother if the branch will be constant folded trivially.
1790       isa<ConstantInt>(IfCond))
1791     return false;
1792
1793   // Okay, we found that we can merge this two-entry phi node into a select.
1794   // Doing so would require us to fold *all* two entry phi nodes in this block.
1795   // At some point this becomes non-profitable (particularly if the target
1796   // doesn't support cmov's).  Only do this transformation if there are two or
1797   // fewer PHI nodes in this block.
1798   unsigned NumPhis = 0;
1799   for (BasicBlock::iterator I = BB->begin(); isa<PHINode>(I); ++NumPhis, ++I)
1800     if (NumPhis > 2)
1801       return false;
1802
1803   // Loop over the PHI's seeing if we can promote them all to select
1804   // instructions.  While we are at it, keep track of the instructions
1805   // that need to be moved to the dominating block.
1806   SmallPtrSet<Instruction*, 4> AggressiveInsts;
1807   unsigned MaxCostVal0 = PHINodeFoldingThreshold,
1808            MaxCostVal1 = PHINodeFoldingThreshold;
1809   MaxCostVal0 *= TargetTransformInfo::TCC_Basic;
1810   MaxCostVal1 *= TargetTransformInfo::TCC_Basic;
1811
1812   for (BasicBlock::iterator II = BB->begin(); isa<PHINode>(II);) {
1813     PHINode *PN = cast<PHINode>(II++);
1814     if (Value *V = SimplifyInstruction(PN, DL)) {
1815       PN->replaceAllUsesWith(V);
1816       PN->eraseFromParent();
1817       continue;
1818     }
1819
1820     if (!DominatesMergePoint(PN->getIncomingValue(0), BB, &AggressiveInsts,
1821                              MaxCostVal0, TTI) ||
1822         !DominatesMergePoint(PN->getIncomingValue(1), BB, &AggressiveInsts,
1823                              MaxCostVal1, TTI))
1824       return false;
1825   }
1826
1827   // If we folded the first phi, PN dangles at this point.  Refresh it.  If
1828   // we ran out of PHIs then we simplified them all.
1829   PN = dyn_cast<PHINode>(BB->begin());
1830   if (!PN) return true;
1831
1832   // Don't fold i1 branches on PHIs which contain binary operators.  These can
1833   // often be turned into switches and other things.
1834   if (PN->getType()->isIntegerTy(1) &&
1835       (isa<BinaryOperator>(PN->getIncomingValue(0)) ||
1836        isa<BinaryOperator>(PN->getIncomingValue(1)) ||
1837        isa<BinaryOperator>(IfCond)))
1838     return false;
1839
1840   // If we all PHI nodes are promotable, check to make sure that all
1841   // instructions in the predecessor blocks can be promoted as well.  If
1842   // not, we won't be able to get rid of the control flow, so it's not
1843   // worth promoting to select instructions.
1844   BasicBlock *DomBlock = nullptr;
1845   BasicBlock *IfBlock1 = PN->getIncomingBlock(0);
1846   BasicBlock *IfBlock2 = PN->getIncomingBlock(1);
1847   if (cast<BranchInst>(IfBlock1->getTerminator())->isConditional()) {
1848     IfBlock1 = nullptr;
1849   } else {
1850     DomBlock = *pred_begin(IfBlock1);
1851     for (BasicBlock::iterator I = IfBlock1->begin();!isa<TerminatorInst>(I);++I)
1852       if (!AggressiveInsts.count(I) && !isa<DbgInfoIntrinsic>(I)) {
1853         // This is not an aggressive instruction that we can promote.
1854         // Because of this, we won't be able to get rid of the control
1855         // flow, so the xform is not worth it.
1856         return false;
1857       }
1858   }
1859
1860   if (cast<BranchInst>(IfBlock2->getTerminator())->isConditional()) {
1861     IfBlock2 = nullptr;
1862   } else {
1863     DomBlock = *pred_begin(IfBlock2);
1864     for (BasicBlock::iterator I = IfBlock2->begin();!isa<TerminatorInst>(I);++I)
1865       if (!AggressiveInsts.count(I) && !isa<DbgInfoIntrinsic>(I)) {
1866         // This is not an aggressive instruction that we can promote.
1867         // Because of this, we won't be able to get rid of the control
1868         // flow, so the xform is not worth it.
1869         return false;
1870       }
1871   }
1872
1873   DEBUG(dbgs() << "FOUND IF CONDITION!  " << *IfCond << "  T: "
1874                << IfTrue->getName() << "  F: " << IfFalse->getName() << "\n");
1875
1876   // If we can still promote the PHI nodes after this gauntlet of tests,
1877   // do all of the PHI's now.
1878   Instruction *InsertPt = DomBlock->getTerminator();
1879   IRBuilder<true, NoFolder> Builder(InsertPt);
1880
1881   // Move all 'aggressive' instructions, which are defined in the
1882   // conditional parts of the if's up to the dominating block.
1883   if (IfBlock1)
1884     DomBlock->getInstList().splice(InsertPt,
1885                                    IfBlock1->getInstList(), IfBlock1->begin(),
1886                                    IfBlock1->getTerminator());
1887   if (IfBlock2)
1888     DomBlock->getInstList().splice(InsertPt,
1889                                    IfBlock2->getInstList(), IfBlock2->begin(),
1890                                    IfBlock2->getTerminator());
1891
1892   while (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(BB->begin())) {
1893     // Change the PHI node into a select instruction.
1894     Value *TrueVal  = PN->getIncomingValue(PN->getIncomingBlock(0) == IfFalse);
1895     Value *FalseVal = PN->getIncomingValue(PN->getIncomingBlock(0) == IfTrue);
1896
1897     SelectInst *NV =
1898       cast<SelectInst>(Builder.CreateSelect(IfCond, TrueVal, FalseVal, ""));
1899     PN->replaceAllUsesWith(NV);
1900     NV->takeName(PN);
1901     PN->eraseFromParent();
1902   }
1903
1904   // At this point, IfBlock1 and IfBlock2 are both empty, so our if statement
1905   // has been flattened.  Change DomBlock to jump directly to our new block to
1906   // avoid other simplifycfg's kicking in on the diamond.
1907   TerminatorInst *OldTI = DomBlock->getTerminator();
1908   Builder.SetInsertPoint(OldTI);
1909   Builder.CreateBr(BB);
1910   OldTI->eraseFromParent();
1911   return true;
1912 }
1913
1914 /// If we found a conditional branch that goes to two returning blocks,
1915 /// try to merge them together into one return,
1916 /// introducing a select if the return values disagree.
1917 static bool SimplifyCondBranchToTwoReturns(BranchInst *BI,
1918                                            IRBuilder<> &Builder) {
1919   assert(BI->isConditional() && "Must be a conditional branch");
1920   BasicBlock *TrueSucc = BI->getSuccessor(0);
1921   BasicBlock *FalseSucc = BI->getSuccessor(1);
1922   ReturnInst *TrueRet = cast<ReturnInst>(TrueSucc->getTerminator());
1923   ReturnInst *FalseRet = cast<ReturnInst>(FalseSucc->getTerminator());
1924
1925   // Check to ensure both blocks are empty (just a return) or optionally empty
1926   // with PHI nodes.  If there are other instructions, merging would cause extra
1927   // computation on one path or the other.
1928   if (!TrueSucc->getFirstNonPHIOrDbg()->isTerminator())
1929     return false;
1930   if (!FalseSucc->getFirstNonPHIOrDbg()->isTerminator())
1931     return false;
1932
1933   Builder.SetInsertPoint(BI);
1934   // Okay, we found a branch that is going to two return nodes.  If
1935   // there is no return value for this function, just change the
1936   // branch into a return.
1937   if (FalseRet->getNumOperands() == 0) {
1938     TrueSucc->removePredecessor(BI->getParent());
1939     FalseSucc->removePredecessor(BI->getParent());
1940     Builder.CreateRetVoid();
1941     EraseTerminatorInstAndDCECond(BI);
1942     return true;
1943   }
1944
1945   // Otherwise, figure out what the true and false return values are
1946   // so we can insert a new select instruction.
1947   Value *TrueValue = TrueRet->getReturnValue();
1948   Value *FalseValue = FalseRet->getReturnValue();
1949
1950   // Unwrap any PHI nodes in the return blocks.
1951   if (PHINode *TVPN = dyn_cast_or_null<PHINode>(TrueValue))
1952     if (TVPN->getParent() == TrueSucc)
1953       TrueValue = TVPN->getIncomingValueForBlock(BI->getParent());
1954   if (PHINode *FVPN = dyn_cast_or_null<PHINode>(FalseValue))
1955     if (FVPN->getParent() == FalseSucc)
1956       FalseValue = FVPN->getIncomingValueForBlock(BI->getParent());
1957
1958   // In order for this transformation to be safe, we must be able to
1959   // unconditionally execute both operands to the return.  This is
1960   // normally the case, but we could have a potentially-trapping
1961   // constant expression that prevents this transformation from being
1962   // safe.
1963   if (ConstantExpr *TCV = dyn_cast_or_null<ConstantExpr>(TrueValue))
1964     if (TCV->canTrap())
1965       return false;
1966   if (ConstantExpr *FCV = dyn_cast_or_null<ConstantExpr>(FalseValue))
1967     if (FCV->canTrap())
1968       return false;
1969
1970   // Okay, we collected all the mapped values and checked them for sanity, and
1971   // defined to really do this transformation.  First, update the CFG.
1972   TrueSucc->removePredecessor(BI->getParent());
1973   FalseSucc->removePredecessor(BI->getParent());
1974
1975   // Insert select instructions where needed.
1976   Value *BrCond = BI->getCondition();
1977   if (TrueValue) {
1978     // Insert a select if the results differ.
1979     if (TrueValue == FalseValue || isa<UndefValue>(FalseValue)) {
1980     } else if (isa<UndefValue>(TrueValue)) {
1981       TrueValue = FalseValue;
1982     } else {
1983       TrueValue = Builder.CreateSelect(BrCond, TrueValue,
1984                                        FalseValue, "retval");
1985     }
1986   }
1987
1988   Value *RI = !TrueValue ?
1989     Builder.CreateRetVoid() : Builder.CreateRet(TrueValue);
1990
1991   (void) RI;
1992
1993   DEBUG(dbgs() << "\nCHANGING BRANCH TO TWO RETURNS INTO SELECT:"
1994                << "\n  " << *BI << "NewRet = " << *RI
1995                << "TRUEBLOCK: " << *TrueSucc << "FALSEBLOCK: "<< *FalseSucc);
1996
1997   EraseTerminatorInstAndDCECond(BI);
1998
1999   return true;
2000 }
2001
2002 /// Given a conditional BranchInstruction, retrieve the probabilities of the
2003 /// branch taking each edge. Fills in the two APInt parameters and returns true,
2004 /// or returns false if no or invalid metadata was found.
2005 static bool ExtractBranchMetadata(BranchInst *BI,
2006                                   uint64_t &ProbTrue, uint64_t &ProbFalse) {
2007   assert(BI->isConditional() &&
2008          "Looking for probabilities on unconditional branch?");
2009   MDNode *ProfileData = BI->getMetadata(LLVMContext::MD_prof);
2010   if (!ProfileData || ProfileData->getNumOperands() != 3) return false;
2011   ConstantInt *CITrue =
2012       mdconst::dyn_extract<ConstantInt>(ProfileData->getOperand(1));
2013   ConstantInt *CIFalse =
2014       mdconst::dyn_extract<ConstantInt>(ProfileData->getOperand(2));
2015   if (!CITrue || !CIFalse) return false;
2016   ProbTrue = CITrue->getValue().getZExtValue();
2017   ProbFalse = CIFalse->getValue().getZExtValue();
2018   return true;
2019 }
2020
2021 /// Return true if the given instruction is available
2022 /// in its predecessor block. If yes, the instruction will be removed.
2023 static bool checkCSEInPredecessor(Instruction *Inst, BasicBlock *PB) {
2024   if (!isa<BinaryOperator>(Inst) && !isa<CmpInst>(Inst))
2025     return false;
2026   for (BasicBlock::iterator I = PB->begin(), E = PB->end(); I != E; I++) {
2027     Instruction *PBI = &*I;
2028     // Check whether Inst and PBI generate the same value.
2029     if (Inst->isIdenticalTo(PBI)) {
2030       Inst->replaceAllUsesWith(PBI);
2031       Inst->eraseFromParent();
2032       return true;
2033     }
2034   }
2035   return false;
2036 }
2037
2038 /// If this basic block is simple enough, and if a predecessor branches to us
2039 /// and one of our successors, fold the block into the predecessor and use
2040 /// logical operations to pick the right destination.
2041 bool llvm::FoldBranchToCommonDest(BranchInst *BI, unsigned BonusInstThreshold) {
2042   BasicBlock *BB = BI->getParent();
2043
2044   Instruction *Cond = nullptr;
2045   if (BI->isConditional())
2046     Cond = dyn_cast<Instruction>(BI->getCondition());
2047   else {
2048     // For unconditional branch, check for a simple CFG pattern, where
2049     // BB has a single predecessor and BB's successor is also its predecessor's
2050     // successor. If such pattern exisits, check for CSE between BB and its
2051     // predecessor.
2052     if (BasicBlock *PB = BB->getSinglePredecessor())
2053       if (BranchInst *PBI = dyn_cast<BranchInst>(PB->getTerminator()))
2054         if (PBI->isConditional() &&
2055             (BI->getSuccessor(0) == PBI->getSuccessor(0) ||
2056              BI->getSuccessor(0) == PBI->getSuccessor(1))) {
2057           for (BasicBlock::iterator I = BB->begin(), E = BB->end();
2058                I != E; ) {
2059             Instruction *Curr = I++;
2060             if (isa<CmpInst>(Curr)) {
2061               Cond = Curr;
2062               break;
2063             }
2064             // Quit if we can't remove this instruction.
2065             if (!checkCSEInPredecessor(Curr, PB))
2066               return false;
2067           }
2068         }
2069
2070     if (!Cond)
2071       return false;
2072   }
2073
2074   if (!Cond || (!isa<CmpInst>(Cond) && !isa<BinaryOperator>(Cond)) ||
2075       Cond->getParent() != BB || !Cond->hasOneUse())
2076   return false;
2077
2078   // Make sure the instruction after the condition is the cond branch.
2079   BasicBlock::iterator CondIt = Cond; ++CondIt;
2080
2081   // Ignore dbg intrinsics.
2082   while (isa<DbgInfoIntrinsic>(CondIt)) ++CondIt;
2083
2084   if (&*CondIt != BI)
2085     return false;
2086
2087   // Only allow this transformation if computing the condition doesn't involve
2088   // too many instructions and these involved instructions can be executed
2089   // unconditionally. We denote all involved instructions except the condition
2090   // as "bonus instructions", and only allow this transformation when the
2091   // number of the bonus instructions does not exceed a certain threshold.
2092   unsigned NumBonusInsts = 0;
2093   for (auto I = BB->begin(); Cond != I; ++I) {
2094     // Ignore dbg intrinsics.
2095     if (isa<DbgInfoIntrinsic>(I))
2096       continue;
2097     if (!I->hasOneUse() || !isSafeToSpeculativelyExecute(I))
2098       return false;
2099     // I has only one use and can be executed unconditionally.
2100     Instruction *User = dyn_cast<Instruction>(I->user_back());
2101     if (User == nullptr || User->getParent() != BB)
2102       return false;
2103     // I is used in the same BB. Since BI uses Cond and doesn't have more slots
2104     // to use any other instruction, User must be an instruction between next(I)
2105     // and Cond.
2106     ++NumBonusInsts;
2107     // Early exits once we reach the limit.
2108     if (NumBonusInsts > BonusInstThreshold)
2109       return false;
2110   }
2111
2112   // Cond is known to be a compare or binary operator.  Check to make sure that
2113   // neither operand is a potentially-trapping constant expression.
2114   if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(Cond->getOperand(0)))
2115     if (CE->canTrap())
2116       return false;
2117   if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(Cond->getOperand(1)))
2118     if (CE->canTrap())
2119       return false;
2120
2121   // Finally, don't infinitely unroll conditional loops.
2122   BasicBlock *TrueDest  = BI->getSuccessor(0);
2123   BasicBlock *FalseDest = (BI->isConditional()) ? BI->getSuccessor(1) : nullptr;
2124   if (TrueDest == BB || FalseDest == BB)
2125     return false;
2126
2127   for (pred_iterator PI = pred_begin(BB), E = pred_end(BB); PI != E; ++PI) {
2128     BasicBlock *PredBlock = *PI;
2129     BranchInst *PBI = dyn_cast<BranchInst>(PredBlock->getTerminator());
2130
2131     // Check that we have two conditional branches.  If there is a PHI node in
2132     // the common successor, verify that the same value flows in from both
2133     // blocks.
2134     SmallVector<PHINode*, 4> PHIs;
2135     if (!PBI || PBI->isUnconditional() ||
2136         (BI->isConditional() &&
2137          !SafeToMergeTerminators(BI, PBI)) ||
2138         (!BI->isConditional() &&
2139          !isProfitableToFoldUnconditional(BI, PBI, Cond, PHIs)))
2140       continue;
2141
2142     // Determine if the two branches share a common destination.
2143     Instruction::BinaryOps Opc = Instruction::BinaryOpsEnd;
2144     bool InvertPredCond = false;
2145
2146     if (BI->isConditional()) {
2147       if (PBI->getSuccessor(0) == TrueDest)
2148         Opc = Instruction::Or;
2149       else if (PBI->getSuccessor(1) == FalseDest)
2150         Opc = Instruction::And;
2151       else if (PBI->getSuccessor(0) == FalseDest)
2152         Opc = Instruction::And, InvertPredCond = true;
2153       else if (PBI->getSuccessor(1) == TrueDest)
2154         Opc = Instruction::Or, InvertPredCond = true;
2155       else
2156         continue;
2157     } else {
2158       if (PBI->getSuccessor(0) != TrueDest && PBI->getSuccessor(1) != TrueDest)
2159         continue;
2160     }
2161
2162     DEBUG(dbgs() << "FOLDING BRANCH TO COMMON DEST:\n" << *PBI << *BB);
2163     IRBuilder<> Builder(PBI);
2164
2165     // If we need to invert the condition in the pred block to match, do so now.
2166     if (InvertPredCond) {
2167       Value *NewCond = PBI->getCondition();
2168
2169       if (NewCond->hasOneUse() && isa<CmpInst>(NewCond)) {
2170         CmpInst *CI = cast<CmpInst>(NewCond);
2171         CI->setPredicate(CI->getInversePredicate());
2172       } else {
2173         NewCond = Builder.CreateNot(NewCond,
2174                                     PBI->getCondition()->getName()+".not");
2175       }
2176
2177       PBI->setCondition(NewCond);
2178       PBI->swapSuccessors();
2179     }
2180
2181     // If we have bonus instructions, clone them into the predecessor block.
2182     // Note that there may be multiple predecessor blocks, so we cannot move
2183     // bonus instructions to a predecessor block.
2184     ValueToValueMapTy VMap; // maps original values to cloned values
2185     // We already make sure Cond is the last instruction before BI. Therefore,
2186     // all instructions before Cond other than DbgInfoIntrinsic are bonus
2187     // instructions.
2188     for (auto BonusInst = BB->begin(); Cond != BonusInst; ++BonusInst) {
2189       if (isa<DbgInfoIntrinsic>(BonusInst))
2190         continue;
2191       Instruction *NewBonusInst = BonusInst->clone();
2192       RemapInstruction(NewBonusInst, VMap,
2193                        RF_NoModuleLevelChanges | RF_IgnoreMissingEntries);
2194       VMap[BonusInst] = NewBonusInst;
2195
2196       // If we moved a load, we cannot any longer claim any knowledge about
2197       // its potential value. The previous information might have been valid
2198       // only given the branch precondition.
2199       // For an analogous reason, we must also drop all the metadata whose
2200       // semantics we don't understand.
2201       NewBonusInst->dropUnknownNonDebugMetadata();
2202
2203       PredBlock->getInstList().insert(PBI, NewBonusInst);
2204       NewBonusInst->takeName(BonusInst);
2205       BonusInst->setName(BonusInst->getName() + ".old");
2206     }
2207
2208     // Clone Cond into the predecessor basic block, and or/and the
2209     // two conditions together.
2210     Instruction *New = Cond->clone();
2211     RemapInstruction(New, VMap,
2212                      RF_NoModuleLevelChanges | RF_IgnoreMissingEntries);
2213     PredBlock->getInstList().insert(PBI, New);
2214     New->takeName(Cond);
2215     Cond->setName(New->getName() + ".old");
2216
2217     if (BI->isConditional()) {
2218       Instruction *NewCond =
2219         cast<Instruction>(Builder.CreateBinOp(Opc, PBI->getCondition(),
2220                                             New, "or.cond"));
2221       PBI->setCondition(NewCond);
2222
2223       uint64_t PredTrueWeight, PredFalseWeight, SuccTrueWeight, SuccFalseWeight;
2224       bool PredHasWeights = ExtractBranchMetadata(PBI, PredTrueWeight,
2225                                                   PredFalseWeight);
2226       bool SuccHasWeights = ExtractBranchMetadata(BI, SuccTrueWeight,
2227                                                   SuccFalseWeight);
2228       SmallVector<uint64_t, 8> NewWeights;
2229
2230       if (PBI->getSuccessor(0) == BB) {
2231         if (PredHasWeights && SuccHasWeights) {
2232           // PBI: br i1 %x, BB, FalseDest
2233           // BI:  br i1 %y, TrueDest, FalseDest
2234           //TrueWeight is TrueWeight for PBI * TrueWeight for BI.
2235           NewWeights.push_back(PredTrueWeight * SuccTrueWeight);
2236           //FalseWeight is FalseWeight for PBI * TotalWeight for BI +
2237           //               TrueWeight for PBI * FalseWeight for BI.
2238           // We assume that total weights of a BranchInst can fit into 32 bits.
2239           // Therefore, we will not have overflow using 64-bit arithmetic.
2240           NewWeights.push_back(PredFalseWeight * (SuccFalseWeight +
2241                SuccTrueWeight) + PredTrueWeight * SuccFalseWeight);
2242         }
2243         AddPredecessorToBlock(TrueDest, PredBlock, BB);
2244         PBI->setSuccessor(0, TrueDest);
2245       }
2246       if (PBI->getSuccessor(1) == BB) {
2247         if (PredHasWeights && SuccHasWeights) {
2248           // PBI: br i1 %x, TrueDest, BB
2249           // BI:  br i1 %y, TrueDest, FalseDest
2250           //TrueWeight is TrueWeight for PBI * TotalWeight for BI +
2251           //              FalseWeight for PBI * TrueWeight for BI.
2252           NewWeights.push_back(PredTrueWeight * (SuccFalseWeight +
2253               SuccTrueWeight) + PredFalseWeight * SuccTrueWeight);
2254           //FalseWeight is FalseWeight for PBI * FalseWeight for BI.
2255           NewWeights.push_back(PredFalseWeight * SuccFalseWeight);
2256         }
2257         AddPredecessorToBlock(FalseDest, PredBlock, BB);
2258         PBI->setSuccessor(1, FalseDest);
2259       }
2260       if (NewWeights.size() == 2) {
2261         // Halve the weights if any of them cannot fit in an uint32_t
2262         FitWeights(NewWeights);
2263
2264         SmallVector<uint32_t, 8> MDWeights(NewWeights.begin(),NewWeights.end());
2265         PBI->setMetadata(LLVMContext::MD_prof,
2266                          MDBuilder(BI->getContext()).
2267                          createBranchWeights(MDWeights));
2268       } else
2269         PBI->setMetadata(LLVMContext::MD_prof, nullptr);
2270     } else {
2271       // Update PHI nodes in the common successors.
2272       for (unsigned i = 0, e = PHIs.size(); i != e; ++i) {
2273         ConstantInt *PBI_C = cast<ConstantInt>(
2274           PHIs[i]->getIncomingValueForBlock(PBI->getParent()));
2275         assert(PBI_C->getType()->isIntegerTy(1));
2276         Instruction *MergedCond = nullptr;
2277         if (PBI->getSuccessor(0) == TrueDest) {
2278           // Create (PBI_Cond and PBI_C) or (!PBI_Cond and BI_Value)
2279           // PBI_C is true: PBI_Cond or (!PBI_Cond and BI_Value)
2280           //       is false: !PBI_Cond and BI_Value
2281           Instruction *NotCond =
2282             cast<Instruction>(Builder.CreateNot(PBI->getCondition(),
2283                                 "not.cond"));
2284           MergedCond =
2285             cast<Instruction>(Builder.CreateBinOp(Instruction::And,
2286                                 NotCond, New,
2287                                 "and.cond"));
2288           if (PBI_C->isOne())
2289             MergedCond =
2290               cast<Instruction>(Builder.CreateBinOp(Instruction::Or,
2291                                   PBI->getCondition(), MergedCond,
2292                                   "or.cond"));
2293         } else {
2294           // Create (PBI_Cond and BI_Value) or (!PBI_Cond and PBI_C)
2295           // PBI_C is true: (PBI_Cond and BI_Value) or (!PBI_Cond)
2296           //       is false: PBI_Cond and BI_Value
2297           MergedCond =
2298             cast<Instruction>(Builder.CreateBinOp(Instruction::And,
2299                                 PBI->getCondition(), New,
2300                                 "and.cond"));
2301           if (PBI_C->isOne()) {
2302             Instruction *NotCond =
2303               cast<Instruction>(Builder.CreateNot(PBI->getCondition(),
2304                                   "not.cond"));
2305             MergedCond =
2306               cast<Instruction>(Builder.CreateBinOp(Instruction::Or,
2307                                   NotCond, MergedCond,
2308                                   "or.cond"));
2309           }
2310         }
2311         // Update PHI Node.
2312         PHIs[i]->setIncomingValue(PHIs[i]->getBasicBlockIndex(PBI->getParent()),
2313                                   MergedCond);
2314       }
2315       // Change PBI from Conditional to Unconditional.
2316       BranchInst *New_PBI = BranchInst::Create(TrueDest, PBI);
2317       EraseTerminatorInstAndDCECond(PBI);
2318       PBI = New_PBI;
2319     }
2320
2321     // TODO: If BB is reachable from all paths through PredBlock, then we
2322     // could replace PBI's branch probabilities with BI's.
2323
2324     // Copy any debug value intrinsics into the end of PredBlock.
2325     for (BasicBlock::iterator I = BB->begin(), E = BB->end(); I != E; ++I)
2326       if (isa<DbgInfoIntrinsic>(*I))
2327         I->clone()->insertBefore(PBI);
2328
2329     return true;
2330   }
2331   return false;
2332 }
2333
2334 /// If we have a conditional branch as a predecessor of another block,
2335 /// this function tries to simplify it.  We know
2336 /// that PBI and BI are both conditional branches, and BI is in one of the
2337 /// successor blocks of PBI - PBI branches to BI.
2338 static bool SimplifyCondBranchToCondBranch(BranchInst *PBI, BranchInst *BI) {
2339   assert(PBI->isConditional() && BI->isConditional());
2340   BasicBlock *BB = BI->getParent();
2341
2342   // If this block ends with a branch instruction, and if there is a
2343   // predecessor that ends on a branch of the same condition, make
2344   // this conditional branch redundant.
2345   if (PBI->getCondition() == BI->getCondition() &&
2346       PBI->getSuccessor(0) != PBI->getSuccessor(1)) {
2347     // Okay, the outcome of this conditional branch is statically
2348     // knowable.  If this block had a single pred, handle specially.
2349     if (BB->getSinglePredecessor()) {
2350       // Turn this into a branch on constant.
2351       bool CondIsTrue = PBI->getSuccessor(0) == BB;
2352       BI->setCondition(ConstantInt::get(Type::getInt1Ty(BB->getContext()),
2353                                         CondIsTrue));
2354       return true;  // Nuke the branch on constant.
2355     }
2356
2357     // Otherwise, if there are multiple predecessors, insert a PHI that merges
2358     // in the constant and simplify the block result.  Subsequent passes of
2359     // simplifycfg will thread the block.
2360     if (BlockIsSimpleEnoughToThreadThrough(BB)) {
2361       pred_iterator PB = pred_begin(BB), PE = pred_end(BB);
2362       PHINode *NewPN = PHINode::Create(Type::getInt1Ty(BB->getContext()),
2363                                        std::distance(PB, PE),
2364                                        BI->getCondition()->getName() + ".pr",
2365                                        BB->begin());
2366       // Okay, we're going to insert the PHI node.  Since PBI is not the only
2367       // predecessor, compute the PHI'd conditional value for all of the preds.
2368       // Any predecessor where the condition is not computable we keep symbolic.
2369       for (pred_iterator PI = PB; PI != PE; ++PI) {
2370         BasicBlock *P = *PI;
2371         if ((PBI = dyn_cast<BranchInst>(P->getTerminator())) &&
2372             PBI != BI && PBI->isConditional() &&
2373             PBI->getCondition() == BI->getCondition() &&
2374             PBI->getSuccessor(0) != PBI->getSuccessor(1)) {
2375           bool CondIsTrue = PBI->getSuccessor(0) == BB;
2376           NewPN->addIncoming(ConstantInt::get(Type::getInt1Ty(BB->getContext()),
2377                                               CondIsTrue), P);
2378         } else {
2379           NewPN->addIncoming(BI->getCondition(), P);
2380         }
2381       }
2382
2383       BI->setCondition(NewPN);
2384       return true;
2385     }
2386   }
2387
2388   // If this is a conditional branch in an empty block, and if any
2389   // predecessors are a conditional branch to one of our destinations,
2390   // fold the conditions into logical ops and one cond br.
2391   BasicBlock::iterator BBI = BB->begin();
2392   // Ignore dbg intrinsics.
2393   while (isa<DbgInfoIntrinsic>(BBI))
2394     ++BBI;
2395   if (&*BBI != BI)
2396     return false;
2397
2398
2399   if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(BI->getCondition()))
2400     if (CE->canTrap())
2401       return false;
2402
2403   int PBIOp, BIOp;
2404   if (PBI->getSuccessor(0) == BI->getSuccessor(0))
2405     PBIOp = BIOp = 0;
2406   else if (PBI->getSuccessor(0) == BI->getSuccessor(1))
2407     PBIOp = 0, BIOp = 1;
2408   else if (PBI->getSuccessor(1) == BI->getSuccessor(0))
2409     PBIOp = 1, BIOp = 0;
2410   else if (PBI->getSuccessor(1) == BI->getSuccessor(1))
2411     PBIOp = BIOp = 1;
2412   else
2413     return false;
2414
2415   // Check to make sure that the other destination of this branch
2416   // isn't BB itself.  If so, this is an infinite loop that will
2417   // keep getting unwound.
2418   if (PBI->getSuccessor(PBIOp) == BB)
2419     return false;
2420
2421   // Do not perform this transformation if it would require
2422   // insertion of a large number of select instructions. For targets
2423   // without predication/cmovs, this is a big pessimization.
2424
2425   // Also do not perform this transformation if any phi node in the common
2426   // destination block can trap when reached by BB or PBB (PR17073). In that
2427   // case, it would be unsafe to hoist the operation into a select instruction.
2428
2429   BasicBlock *CommonDest = PBI->getSuccessor(PBIOp);
2430   unsigned NumPhis = 0;
2431   for (BasicBlock::iterator II = CommonDest->begin();
2432        isa<PHINode>(II); ++II, ++NumPhis) {
2433     if (NumPhis > 2) // Disable this xform.
2434       return false;
2435
2436     PHINode *PN = cast<PHINode>(II);
2437     Value *BIV = PN->getIncomingValueForBlock(BB);
2438     if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(BIV))
2439       if (CE->canTrap())
2440         return false;
2441
2442     unsigned PBBIdx = PN->getBasicBlockIndex(PBI->getParent());
2443     Value *PBIV = PN->getIncomingValue(PBBIdx);
2444     if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(PBIV))
2445       if (CE->canTrap())
2446         return false;
2447   }
2448
2449   // Finally, if everything is ok, fold the branches to logical ops.
2450   BasicBlock *OtherDest = BI->getSuccessor(BIOp ^ 1);
2451
2452   DEBUG(dbgs() << "FOLDING BRs:" << *PBI->getParent()
2453                << "AND: " << *BI->getParent());
2454
2455
2456   // If OtherDest *is* BB, then BB is a basic block with a single conditional
2457   // branch in it, where one edge (OtherDest) goes back to itself but the other
2458   // exits.  We don't *know* that the program avoids the infinite loop
2459   // (even though that seems likely).  If we do this xform naively, we'll end up
2460   // recursively unpeeling the loop.  Since we know that (after the xform is
2461   // done) that the block *is* infinite if reached, we just make it an obviously
2462   // infinite loop with no cond branch.
2463   if (OtherDest == BB) {
2464     // Insert it at the end of the function, because it's either code,
2465     // or it won't matter if it's hot. :)
2466     BasicBlock *InfLoopBlock = BasicBlock::Create(BB->getContext(),
2467                                                   "infloop", BB->getParent());
2468     BranchInst::Create(InfLoopBlock, InfLoopBlock);
2469     OtherDest = InfLoopBlock;
2470   }
2471
2472   DEBUG(dbgs() << *PBI->getParent()->getParent());
2473
2474   // BI may have other predecessors.  Because of this, we leave
2475   // it alone, but modify PBI.
2476
2477   // Make sure we get to CommonDest on True&True directions.
2478   Value *PBICond = PBI->getCondition();
2479   IRBuilder<true, NoFolder> Builder(PBI);
2480   if (PBIOp)
2481     PBICond = Builder.CreateNot(PBICond, PBICond->getName()+".not");
2482
2483   Value *BICond = BI->getCondition();
2484   if (BIOp)
2485     BICond = Builder.CreateNot(BICond, BICond->getName()+".not");
2486
2487   // Merge the conditions.
2488   Value *Cond = Builder.CreateOr(PBICond, BICond, "brmerge");
2489
2490   // Modify PBI to branch on the new condition to the new dests.
2491   PBI->setCondition(Cond);
2492   PBI->setSuccessor(0, CommonDest);
2493   PBI->setSuccessor(1, OtherDest);
2494
2495   // Update branch weight for PBI.
2496   uint64_t PredTrueWeight, PredFalseWeight, SuccTrueWeight, SuccFalseWeight;
2497   bool PredHasWeights = ExtractBranchMetadata(PBI, PredTrueWeight,
2498                                               PredFalseWeight);
2499   bool SuccHasWeights = ExtractBranchMetadata(BI, SuccTrueWeight,
2500                                               SuccFalseWeight);
2501   if (PredHasWeights && SuccHasWeights) {
2502     uint64_t PredCommon = PBIOp ? PredFalseWeight : PredTrueWeight;
2503     uint64_t PredOther = PBIOp ?PredTrueWeight : PredFalseWeight;
2504     uint64_t SuccCommon = BIOp ? SuccFalseWeight : SuccTrueWeight;
2505     uint64_t SuccOther = BIOp ? SuccTrueWeight : SuccFalseWeight;
2506     // The weight to CommonDest should be PredCommon * SuccTotal +
2507     //                                    PredOther * SuccCommon.
2508     // The weight to OtherDest should be PredOther * SuccOther.
2509     uint64_t NewWeights[2] = {PredCommon * (SuccCommon + SuccOther) +
2510                                   PredOther * SuccCommon,
2511                               PredOther * SuccOther};
2512     // Halve the weights if any of them cannot fit in an uint32_t
2513     FitWeights(NewWeights);
2514
2515     PBI->setMetadata(LLVMContext::MD_prof,
2516                      MDBuilder(BI->getContext())
2517                          .createBranchWeights(NewWeights[0], NewWeights[1]));
2518   }
2519
2520   // OtherDest may have phi nodes.  If so, add an entry from PBI's
2521   // block that are identical to the entries for BI's block.
2522   AddPredecessorToBlock(OtherDest, PBI->getParent(), BB);
2523
2524   // We know that the CommonDest already had an edge from PBI to
2525   // it.  If it has PHIs though, the PHIs may have different
2526   // entries for BB and PBI's BB.  If so, insert a select to make
2527   // them agree.
2528   PHINode *PN;
2529   for (BasicBlock::iterator II = CommonDest->begin();
2530        (PN = dyn_cast<PHINode>(II)); ++II) {
2531     Value *BIV = PN->getIncomingValueForBlock(BB);
2532     unsigned PBBIdx = PN->getBasicBlockIndex(PBI->getParent());
2533     Value *PBIV = PN->getIncomingValue(PBBIdx);
2534     if (BIV != PBIV) {
2535       // Insert a select in PBI to pick the right value.
2536       Value *NV = cast<SelectInst>
2537         (Builder.CreateSelect(PBICond, PBIV, BIV, PBIV->getName()+".mux"));
2538       PN->setIncomingValue(PBBIdx, NV);
2539     }
2540   }
2541
2542   DEBUG(dbgs() << "INTO: " << *PBI->getParent());
2543   DEBUG(dbgs() << *PBI->getParent()->getParent());
2544
2545   // This basic block is probably dead.  We know it has at least
2546   // one fewer predecessor.
2547   return true;
2548 }
2549
2550 // Simplifies a terminator by replacing it with a branch to TrueBB if Cond is
2551 // true or to FalseBB if Cond is false.
2552 // Takes care of updating the successors and removing the old terminator.
2553 // Also makes sure not to introduce new successors by assuming that edges to
2554 // non-successor TrueBBs and FalseBBs aren't reachable.
2555 static bool SimplifyTerminatorOnSelect(TerminatorInst *OldTerm, Value *Cond,
2556                                        BasicBlock *TrueBB, BasicBlock *FalseBB,
2557                                        uint32_t TrueWeight,
2558                                        uint32_t FalseWeight){
2559   // Remove any superfluous successor edges from the CFG.
2560   // First, figure out which successors to preserve.
2561   // If TrueBB and FalseBB are equal, only try to preserve one copy of that
2562   // successor.
2563   BasicBlock *KeepEdge1 = TrueBB;
2564   BasicBlock *KeepEdge2 = TrueBB != FalseBB ? FalseBB : nullptr;
2565
2566   // Then remove the rest.
2567   for (BasicBlock *Succ : OldTerm->successors()) {
2568     // Make sure only to keep exactly one copy of each edge.
2569     if (Succ == KeepEdge1)
2570       KeepEdge1 = nullptr;
2571     else if (Succ == KeepEdge2)
2572       KeepEdge2 = nullptr;
2573     else
2574       Succ->removePredecessor(OldTerm->getParent());
2575   }
2576
2577   IRBuilder<> Builder(OldTerm);
2578   Builder.SetCurrentDebugLocation(OldTerm->getDebugLoc());
2579
2580   // Insert an appropriate new terminator.
2581   if (!KeepEdge1 && !KeepEdge2) {
2582     if (TrueBB == FalseBB)
2583       // We were only looking for one successor, and it was present.
2584       // Create an unconditional branch to it.
2585       Builder.CreateBr(TrueBB);
2586     else {
2587       // We found both of the successors we were looking for.
2588       // Create a conditional branch sharing the condition of the select.
2589       BranchInst *NewBI = Builder.CreateCondBr(Cond, TrueBB, FalseBB);
2590       if (TrueWeight != FalseWeight)
2591         NewBI->setMetadata(LLVMContext::MD_prof,
2592                            MDBuilder(OldTerm->getContext()).
2593                            createBranchWeights(TrueWeight, FalseWeight));
2594     }
2595   } else if (KeepEdge1 && (KeepEdge2 || TrueBB == FalseBB)) {
2596     // Neither of the selected blocks were successors, so this
2597     // terminator must be unreachable.
2598     new UnreachableInst(OldTerm->getContext(), OldTerm);
2599   } else {
2600     // One of the selected values was a successor, but the other wasn't.
2601     // Insert an unconditional branch to the one that was found;
2602     // the edge to the one that wasn't must be unreachable.
2603     if (!KeepEdge1)
2604       // Only TrueBB was found.
2605       Builder.CreateBr(TrueBB);
2606     else
2607       // Only FalseBB was found.
2608       Builder.CreateBr(FalseBB);
2609   }
2610
2611   EraseTerminatorInstAndDCECond(OldTerm);
2612   return true;
2613 }
2614
2615 // Replaces
2616 //   (switch (select cond, X, Y)) on constant X, Y
2617 // with a branch - conditional if X and Y lead to distinct BBs,
2618 // unconditional otherwise.
2619 static bool SimplifySwitchOnSelect(SwitchInst *SI, SelectInst *Select) {
2620   // Check for constant integer values in the select.
2621   ConstantInt *TrueVal = dyn_cast<ConstantInt>(Select->getTrueValue());
2622   ConstantInt *FalseVal = dyn_cast<ConstantInt>(Select->getFalseValue());
2623   if (!TrueVal || !FalseVal)
2624     return false;
2625
2626   // Find the relevant condition and destinations.
2627   Value *Condition = Select->getCondition();
2628   BasicBlock *TrueBB = SI->findCaseValue(TrueVal).getCaseSuccessor();
2629   BasicBlock *FalseBB = SI->findCaseValue(FalseVal).getCaseSuccessor();
2630
2631   // Get weight for TrueBB and FalseBB.
2632   uint32_t TrueWeight = 0, FalseWeight = 0;
2633   SmallVector<uint64_t, 8> Weights;
2634   bool HasWeights = HasBranchWeights(SI);
2635   if (HasWeights) {
2636     GetBranchWeights(SI, Weights);
2637     if (Weights.size() == 1 + SI->getNumCases()) {
2638       TrueWeight = (uint32_t)Weights[SI->findCaseValue(TrueVal).
2639                                      getSuccessorIndex()];
2640       FalseWeight = (uint32_t)Weights[SI->findCaseValue(FalseVal).
2641                                       getSuccessorIndex()];
2642     }
2643   }
2644
2645   // Perform the actual simplification.
2646   return SimplifyTerminatorOnSelect(SI, Condition, TrueBB, FalseBB,
2647                                     TrueWeight, FalseWeight);
2648 }
2649
2650 // Replaces
2651 //   (indirectbr (select cond, blockaddress(@fn, BlockA),
2652 //                             blockaddress(@fn, BlockB)))
2653 // with
2654 //   (br cond, BlockA, BlockB).
2655 static bool SimplifyIndirectBrOnSelect(IndirectBrInst *IBI, SelectInst *SI) {
2656   // Check that both operands of the select are block addresses.
2657   BlockAddress *TBA = dyn_cast<BlockAddress>(SI->getTrueValue());
2658   BlockAddress *FBA = dyn_cast<BlockAddress>(SI->getFalseValue());
2659   if (!TBA || !FBA)
2660     return false;
2661
2662   // Extract the actual blocks.
2663   BasicBlock *TrueBB = TBA->getBasicBlock();
2664   BasicBlock *FalseBB = FBA->getBasicBlock();
2665
2666   // Perform the actual simplification.
2667   return SimplifyTerminatorOnSelect(IBI, SI->getCondition(), TrueBB, FalseBB,
2668                                     0, 0);
2669 }
2670
2671 /// This is called when we find an icmp instruction
2672 /// (a seteq/setne with a constant) as the only instruction in a
2673 /// block that ends with an uncond branch.  We are looking for a very specific
2674 /// pattern that occurs when "A == 1 || A == 2 || A == 3" gets simplified.  In
2675 /// this case, we merge the first two "or's of icmp" into a switch, but then the
2676 /// default value goes to an uncond block with a seteq in it, we get something
2677 /// like:
2678 ///
2679 ///   switch i8 %A, label %DEFAULT [ i8 1, label %end    i8 2, label %end ]
2680 /// DEFAULT:
2681 ///   %tmp = icmp eq i8 %A, 92
2682 ///   br label %end
2683 /// end:
2684 ///   ... = phi i1 [ true, %entry ], [ %tmp, %DEFAULT ], [ true, %entry ]
2685 ///
2686 /// We prefer to split the edge to 'end' so that there is a true/false entry to
2687 /// the PHI, merging the third icmp into the switch.
2688 static bool TryToSimplifyUncondBranchWithICmpInIt(
2689     ICmpInst *ICI, IRBuilder<> &Builder, const DataLayout &DL,
2690     const TargetTransformInfo &TTI, unsigned BonusInstThreshold,
2691     AssumptionCache *AC) {
2692   BasicBlock *BB = ICI->getParent();
2693
2694   // If the block has any PHIs in it or the icmp has multiple uses, it is too
2695   // complex.
2696   if (isa<PHINode>(BB->begin()) || !ICI->hasOneUse()) return false;
2697
2698   Value *V = ICI->getOperand(0);
2699   ConstantInt *Cst = cast<ConstantInt>(ICI->getOperand(1));
2700
2701   // The pattern we're looking for is where our only predecessor is a switch on
2702   // 'V' and this block is the default case for the switch.  In this case we can
2703   // fold the compared value into the switch to simplify things.
2704   BasicBlock *Pred = BB->getSinglePredecessor();
2705   if (!Pred || !isa<SwitchInst>(Pred->getTerminator())) return false;
2706
2707   SwitchInst *SI = cast<SwitchInst>(Pred->getTerminator());
2708   if (SI->getCondition() != V)
2709     return false;
2710
2711   // If BB is reachable on a non-default case, then we simply know the value of
2712   // V in this block.  Substitute it and constant fold the icmp instruction
2713   // away.
2714   if (SI->getDefaultDest() != BB) {
2715     ConstantInt *VVal = SI->findCaseDest(BB);
2716     assert(VVal && "Should have a unique destination value");
2717     ICI->setOperand(0, VVal);
2718
2719     if (Value *V = SimplifyInstruction(ICI, DL)) {
2720       ICI->replaceAllUsesWith(V);
2721       ICI->eraseFromParent();
2722     }
2723     // BB is now empty, so it is likely to simplify away.
2724     return SimplifyCFG(BB, TTI, BonusInstThreshold, AC) | true;
2725   }
2726
2727   // Ok, the block is reachable from the default dest.  If the constant we're
2728   // comparing exists in one of the other edges, then we can constant fold ICI
2729   // and zap it.
2730   if (SI->findCaseValue(Cst) != SI->case_default()) {
2731     Value *V;
2732     if (ICI->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_EQ)
2733       V = ConstantInt::getFalse(BB->getContext());
2734     else
2735       V = ConstantInt::getTrue(BB->getContext());
2736
2737     ICI->replaceAllUsesWith(V);
2738     ICI->eraseFromParent();
2739     // BB is now empty, so it is likely to simplify away.
2740     return SimplifyCFG(BB, TTI, BonusInstThreshold, AC) | true;
2741   }
2742
2743   // The use of the icmp has to be in the 'end' block, by the only PHI node in
2744   // the block.
2745   BasicBlock *SuccBlock = BB->getTerminator()->getSuccessor(0);
2746   PHINode *PHIUse = dyn_cast<PHINode>(ICI->user_back());
2747   if (PHIUse == nullptr || PHIUse != &SuccBlock->front() ||
2748       isa<PHINode>(++BasicBlock::iterator(PHIUse)))
2749     return false;
2750
2751   // If the icmp is a SETEQ, then the default dest gets false, the new edge gets
2752   // true in the PHI.
2753   Constant *DefaultCst = ConstantInt::getTrue(BB->getContext());
2754   Constant *NewCst     = ConstantInt::getFalse(BB->getContext());
2755
2756   if (ICI->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_EQ)
2757     std::swap(DefaultCst, NewCst);
2758
2759   // Replace ICI (which is used by the PHI for the default value) with true or
2760   // false depending on if it is EQ or NE.
2761   ICI->replaceAllUsesWith(DefaultCst);
2762   ICI->eraseFromParent();
2763
2764   // Okay, the switch goes to this block on a default value.  Add an edge from
2765   // the switch to the merge point on the compared value.
2766   BasicBlock *NewBB = BasicBlock::Create(BB->getContext(), "switch.edge",
2767                                          BB->getParent(), BB);
2768   SmallVector<uint64_t, 8> Weights;
2769   bool HasWeights = HasBranchWeights(SI);
2770   if (HasWeights) {
2771     GetBranchWeights(SI, Weights);
2772     if (Weights.size() == 1 + SI->getNumCases()) {
2773       // Split weight for default case to case for "Cst".
2774       Weights[0] = (Weights[0]+1) >> 1;
2775       Weights.push_back(Weights[0]);
2776
2777       SmallVector<uint32_t, 8> MDWeights(Weights.begin(), Weights.end());
2778       SI->setMetadata(LLVMContext::MD_prof,
2779                       MDBuilder(SI->getContext()).
2780                       createBranchWeights(MDWeights));
2781     }
2782   }
2783   SI->addCase(Cst, NewBB);
2784
2785   // NewBB branches to the phi block, add the uncond branch and the phi entry.
2786   Builder.SetInsertPoint(NewBB);
2787   Builder.SetCurrentDebugLocation(SI->getDebugLoc());
2788   Builder.CreateBr(SuccBlock);
2789   PHIUse->addIncoming(NewCst, NewBB);
2790   return true;
2791 }
2792
2793 /// The specified branch is a conditional branch.
2794 /// Check to see if it is branching on an or/and chain of icmp instructions, and
2795 /// fold it into a switch instruction if so.
2796 static bool SimplifyBranchOnICmpChain(BranchInst *BI, IRBuilder<> &Builder,
2797                                       const DataLayout &DL) {
2798   Instruction *Cond = dyn_cast<Instruction>(BI->getCondition());
2799   if (!Cond) return false;
2800
2801   // Change br (X == 0 | X == 1), T, F into a switch instruction.
2802   // If this is a bunch of seteq's or'd together, or if it's a bunch of
2803   // 'setne's and'ed together, collect them.
2804
2805   // Try to gather values from a chain of and/or to be turned into a switch
2806   ConstantComparesGatherer ConstantCompare(Cond, DL);
2807   // Unpack the result
2808   SmallVectorImpl<ConstantInt*> &Values = ConstantCompare.Vals;
2809   Value *CompVal = ConstantCompare.CompValue;
2810   unsigned UsedICmps = ConstantCompare.UsedICmps;
2811   Value *ExtraCase = ConstantCompare.Extra;
2812
2813   // If we didn't have a multiply compared value, fail.
2814   if (!CompVal) return false;
2815
2816   // Avoid turning single icmps into a switch.
2817   if (UsedICmps <= 1)
2818     return false;
2819
2820   bool TrueWhenEqual = (Cond->getOpcode() == Instruction::Or);
2821
2822   // There might be duplicate constants in the list, which the switch
2823   // instruction can't handle, remove them now.
2824   array_pod_sort(Values.begin(), Values.end(), ConstantIntSortPredicate);
2825   Values.erase(std::unique(Values.begin(), Values.end()), Values.end());
2826
2827   // If Extra was used, we require at least two switch values to do the
2828   // transformation.  A switch with one value is just a conditional branch.
2829   if (ExtraCase && Values.size() < 2) return false;
2830
2831   // TODO: Preserve branch weight metadata, similarly to how
2832   // FoldValueComparisonIntoPredecessors preserves it.
2833
2834   // Figure out which block is which destination.
2835   BasicBlock *DefaultBB = BI->getSuccessor(1);
2836   BasicBlock *EdgeBB    = BI->getSuccessor(0);
2837   if (!TrueWhenEqual) std::swap(DefaultBB, EdgeBB);
2838
2839   BasicBlock *BB = BI->getParent();
2840
2841   DEBUG(dbgs() << "Converting 'icmp' chain with " << Values.size()
2842                << " cases into SWITCH.  BB is:\n" << *BB);
2843
2844   // If there are any extra values that couldn't be folded into the switch
2845   // then we evaluate them with an explicit branch first.  Split the block
2846   // right before the condbr to handle it.
2847   if (ExtraCase) {
2848     BasicBlock *NewBB = BB->splitBasicBlock(BI, "switch.early.test");
2849     // Remove the uncond branch added to the old block.
2850     TerminatorInst *OldTI = BB->getTerminator();
2851     Builder.SetInsertPoint(OldTI);
2852
2853     if (TrueWhenEqual)
2854       Builder.CreateCondBr(ExtraCase, EdgeBB, NewBB);
2855     else
2856       Builder.CreateCondBr(ExtraCase, NewBB, EdgeBB);
2857
2858     OldTI->eraseFromParent();
2859
2860     // If there are PHI nodes in EdgeBB, then we need to add a new entry to them
2861     // for the edge we just added.
2862     AddPredecessorToBlock(EdgeBB, BB, NewBB);
2863
2864     DEBUG(dbgs() << "  ** 'icmp' chain unhandled condition: " << *ExtraCase
2865           << "\nEXTRABB = " << *BB);
2866     BB = NewBB;
2867   }
2868
2869   Builder.SetInsertPoint(BI);
2870   // Convert pointer to int before we switch.
2871   if (CompVal->getType()->isPointerTy()) {
2872     CompVal = Builder.CreatePtrToInt(
2873         CompVal, DL.getIntPtrType(CompVal->getType()), "magicptr");
2874   }
2875
2876   // Create the new switch instruction now.
2877   SwitchInst *New = Builder.CreateSwitch(CompVal, DefaultBB, Values.size());
2878
2879   // Add all of the 'cases' to the switch instruction.
2880   for (unsigned i = 0, e = Values.size(); i != e; ++i)
2881     New->addCase(Values[i], EdgeBB);
2882
2883   // We added edges from PI to the EdgeBB.  As such, if there were any
2884   // PHI nodes in EdgeBB, they need entries to be added corresponding to
2885   // the number of edges added.
2886   for (BasicBlock::iterator BBI = EdgeBB->begin();
2887        isa<PHINode>(BBI); ++BBI) {
2888     PHINode *PN = cast<PHINode>(BBI);
2889     Value *InVal = PN->getIncomingValueForBlock(BB);
2890     for (unsigned i = 0, e = Values.size()-1; i != e; ++i)
2891       PN->addIncoming(InVal, BB);
2892   }
2893
2894   // Erase the old branch instruction.
2895   EraseTerminatorInstAndDCECond(BI);
2896
2897   DEBUG(dbgs() << "  ** 'icmp' chain result is:\n" << *BB << '\n');
2898   return true;
2899 }
2900
2901 bool SimplifyCFGOpt::SimplifyResume(ResumeInst *RI, IRBuilder<> &Builder) {
2902   // If this is a trivial landing pad that just continues unwinding the caught
2903   // exception then zap the landing pad, turning its invokes into calls.
2904   BasicBlock *BB = RI->getParent();
2905   LandingPadInst *LPInst = dyn_cast<LandingPadInst>(BB->getFirstNonPHI());
2906   if (RI->getValue() != LPInst)
2907     // Not a landing pad, or the resume is not unwinding the exception that
2908     // caused control to branch here.
2909     return false;
2910
2911   // Check that there are no other instructions except for debug intrinsics.
2912   BasicBlock::iterator I = LPInst, E = RI;
2913   while (++I != E)
2914     if (!isa<DbgInfoIntrinsic>(I))
2915       return false;
2916
2917   // Turn all invokes that unwind here into calls and delete the basic block.
2918   for (pred_iterator PI = pred_begin(BB), PE = pred_end(BB); PI != PE;) {
2919     BasicBlock *Pred = *PI++;
2920     removeUnwindEdge(Pred);
2921   }
2922
2923   // The landingpad is now unreachable.  Zap it.
2924   BB->eraseFromParent();
2925   return true;
2926 }
2927
2928 bool SimplifyCFGOpt::SimplifyCleanupReturn(CleanupReturnInst *RI) {
2929   // If this is a trivial cleanup pad that executes no instructions, it can be
2930   // eliminated.  If the cleanup pad continues to the caller, any predecessor
2931   // that is an EH pad will be updated to continue to the caller and any
2932   // predecessor that terminates with an invoke instruction will have its invoke
2933   // instruction converted to a call instruction.  If the cleanup pad being
2934   // simplified does not continue to the caller, each predecessor will be
2935   // updated to continue to the unwind destination of the cleanup pad being
2936   // simplified.
2937   BasicBlock *BB = RI->getParent();
2938   Instruction *CPInst = dyn_cast<CleanupPadInst>(BB->getFirstNonPHI());
2939   if (!CPInst)
2940     // This isn't an empty cleanup.
2941     return false;
2942
2943   // Check that there are no other instructions except for debug intrinsics.
2944   BasicBlock::iterator I = CPInst, E = RI;
2945   while (++I != E)
2946     if (!isa<DbgInfoIntrinsic>(I))
2947       return false;
2948
2949   // If the cleanup return we are simplifying unwinds to the caller, this
2950   // will set UnwindDest to nullptr.
2951   BasicBlock *UnwindDest = RI->getUnwindDest();
2952
2953   // We're about to remove BB from the control flow.  Before we do, sink any
2954   // PHINodes into the unwind destination.  Doing this before changing the
2955   // control flow avoids some potentially slow checks, since we can currently
2956   // be certain that UnwindDest and BB have no common predecessors (since they
2957   // are both EH pads).
2958   if (UnwindDest) {
2959     // First, go through the PHI nodes in UnwindDest and update any nodes that
2960     // reference the block we are removing
2961     for (BasicBlock::iterator I = UnwindDest->begin(), 
2962            IE = UnwindDest->getFirstNonPHI();
2963          I != IE; ++I) {
2964       PHINode *DestPN = cast<PHINode>(I);
2965  
2966       int Idx = DestPN->getBasicBlockIndex(BB);
2967       // Since BB unwinds to UnwindDest, it has to be in the PHI node.
2968       assert(Idx != -1);
2969       // This PHI node has an incoming value that corresponds to a control
2970       // path through the cleanup pad we are removing.  If the incoming
2971       // value is in the cleanup pad, it must be a PHINode (because we
2972       // verified above that the block is otherwise empty).  Otherwise, the
2973       // value is either a constant or a value that dominates the cleanup
2974       // pad being removed.
2975       //
2976       // Because BB and UnwindDest are both EH pads, all of their
2977       // predecessors must unwind to these blocks, and since no instruction
2978       // can have multiple unwind destinations, there will be no overlap in
2979       // incoming blocks between SrcPN and DestPN.
2980       Value *SrcVal = DestPN->getIncomingValue(Idx);
2981       PHINode *SrcPN = dyn_cast<PHINode>(SrcVal);
2982
2983       // Remove the entry for the block we are deleting.
2984       DestPN->removeIncomingValue(Idx, false);
2985
2986       if (SrcPN && SrcPN->getParent() == BB) {
2987         // If the incoming value was a PHI node in the cleanup pad we are
2988         // removing, we need to merge that PHI node's incoming values into
2989         // DestPN.
2990         for (unsigned SrcIdx = 0, SrcE = SrcPN->getNumIncomingValues(); 
2991               SrcIdx != SrcE; ++SrcIdx) {
2992           DestPN->addIncoming(SrcPN->getIncomingValue(SrcIdx),
2993                               SrcPN->getIncomingBlock(SrcIdx));
2994         }
2995       } else {
2996         // Otherwise, the incoming value came from above BB and
2997         // so we can just reuse it.  We must associate all of BB's
2998         // predecessors with this value.
2999         for (auto *pred : predecessors(BB)) {
3000           DestPN->addIncoming(SrcVal, pred);
3001         }
3002       }
3003     }
3004
3005     // Sink any remaining PHI nodes directly into UnwindDest.
3006     Instruction *InsertPt = UnwindDest->getFirstNonPHI();
3007     for (BasicBlock::iterator I = BB->begin(), IE = BB->getFirstNonPHI();
3008          I != IE;) {
3009       // The iterator must be incremented here because the instructions are
3010       // being moved to another block.
3011       PHINode *PN = cast<PHINode>(I++);
3012       if (PN->use_empty())
3013         // If the PHI node has no uses, just leave it.  It will be erased
3014         // when we erase BB below.
3015         continue;
3016
3017       // Otherwise, sink this PHI node into UnwindDest.
3018       // Any predecessors to UnwindDest which are not already represented
3019       // must be back edges which inherit the value from the path through
3020       // BB.  In this case, the PHI value must reference itself.
3021       for (auto *pred : predecessors(UnwindDest))
3022         if (pred != BB)
3023           PN->addIncoming(PN, pred);
3024       PN->moveBefore(InsertPt);
3025     }
3026   }
3027
3028   for (pred_iterator PI = pred_begin(BB), PE = pred_end(BB); PI != PE;) {
3029     // The iterator must be updated here because we are removing this pred.
3030     BasicBlock *PredBB = *PI++;
3031     if (UnwindDest == nullptr) {
3032       removeUnwindEdge(PredBB);
3033     } else {
3034       TerminatorInst *TI = PredBB->getTerminator();
3035       TI->replaceUsesOfWith(BB, UnwindDest);
3036     }
3037   }
3038
3039   // The cleanup pad is now unreachable.  Zap it.
3040   BB->eraseFromParent();
3041   return true;
3042 }
3043
3044 bool SimplifyCFGOpt::SimplifyReturn(ReturnInst *RI, IRBuilder<> &Builder) {
3045   BasicBlock *BB = RI->getParent();
3046   if (!BB->getFirstNonPHIOrDbg()->isTerminator()) return false;
3047
3048   // Find predecessors that end with branches.
3049   SmallVector<BasicBlock*, 8> UncondBranchPreds;
3050   SmallVector<BranchInst*, 8> CondBranchPreds;
3051   for (pred_iterator PI = pred_begin(BB), E = pred_end(BB); PI != E; ++PI) {
3052     BasicBlock *P = *PI;
3053     TerminatorInst *PTI = P->getTerminator();
3054     if (BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(PTI)) {
3055       if (BI->isUnconditional())
3056         UncondBranchPreds.push_back(P);
3057       else
3058         CondBranchPreds.push_back(BI);
3059     }
3060   }
3061
3062   // If we found some, do the transformation!
3063   if (!UncondBranchPreds.empty() && DupRet) {
3064     while (!UncondBranchPreds.empty()) {
3065       BasicBlock *Pred = UncondBranchPreds.pop_back_val();
3066       DEBUG(dbgs() << "FOLDING: " << *BB
3067             << "INTO UNCOND BRANCH PRED: " << *Pred);
3068       (void)FoldReturnIntoUncondBranch(RI, BB, Pred);
3069     }
3070
3071     // If we eliminated all predecessors of the block, delete the block now.
3072     if (pred_empty(BB))
3073       // We know there are no successors, so just nuke the block.
3074       BB->eraseFromParent();
3075
3076     return true;
3077   }
3078
3079   // Check out all of the conditional branches going to this return
3080   // instruction.  If any of them just select between returns, change the
3081   // branch itself into a select/return pair.
3082   while (!CondBranchPreds.empty()) {
3083     BranchInst *BI = CondBranchPreds.pop_back_val();
3084
3085     // Check to see if the non-BB successor is also a return block.
3086     if (isa<ReturnInst>(BI->getSuccessor(0)->getTerminator()) &&
3087         isa<ReturnInst>(BI->getSuccessor(1)->getTerminator()) &&
3088         SimplifyCondBranchToTwoReturns(BI, Builder))
3089       return true;
3090   }
3091   return false;
3092 }
3093
3094 bool SimplifyCFGOpt::SimplifyUnreachable(UnreachableInst *UI) {
3095   BasicBlock *BB = UI->getParent();
3096
3097   bool Changed = false;
3098
3099   // If there are any instructions immediately before the unreachable that can
3100   // be removed, do so.
3101   while (UI != BB->begin()) {
3102     BasicBlock::iterator BBI = UI;
3103     --BBI;
3104     // Do not delete instructions that can have side effects which might cause
3105     // the unreachable to not be reachable; specifically, calls and volatile
3106     // operations may have this effect.
3107     if (isa<CallInst>(BBI) && !isa<DbgInfoIntrinsic>(BBI)) break;
3108
3109     if (BBI->mayHaveSideEffects()) {
3110       if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(BBI)) {
3111         if (SI->isVolatile())
3112           break;
3113       } else if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(BBI)) {
3114         if (LI->isVolatile())
3115           break;
3116       } else if (AtomicRMWInst *RMWI = dyn_cast<AtomicRMWInst>(BBI)) {
3117         if (RMWI->isVolatile())
3118           break;
3119       } else if (AtomicCmpXchgInst *CXI = dyn_cast<AtomicCmpXchgInst>(BBI)) {
3120         if (CXI->isVolatile())
3121           break;
3122       } else if (!isa<FenceInst>(BBI) && !isa<VAArgInst>(BBI) &&
3123                  !isa<LandingPadInst>(BBI)) {
3124         break;
3125       }
3126       // Note that deleting LandingPad's here is in fact okay, although it
3127       // involves a bit of subtle reasoning. If this inst is a LandingPad,
3128       // all the predecessors of this block will be the unwind edges of Invokes,
3129       // and we can therefore guarantee this block will be erased.
3130     }
3131
3132     // Delete this instruction (any uses are guaranteed to be dead)
3133     if (!BBI->use_empty())
3134       BBI->replaceAllUsesWith(UndefValue::get(BBI->getType()));
3135     BBI->eraseFromParent();
3136     Changed = true;
3137   }
3138
3139   // If the unreachable instruction is the first in the block, take a gander
3140   // at all of the predecessors of this instruction, and simplify them.
3141   if (&BB->front() != UI) return Changed;
3142
3143   SmallVector<BasicBlock*, 8> Preds(pred_begin(BB), pred_end(BB));
3144   for (unsigned i = 0, e = Preds.size(); i != e; ++i) {
3145     TerminatorInst *TI = Preds[i]->getTerminator();
3146     IRBuilder<> Builder(TI);
3147     if (BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(TI)) {
3148       if (BI->isUnconditional()) {
3149         if (BI->getSuccessor(0) == BB) {
3150           new UnreachableInst(TI->getContext(), TI);
3151           TI->eraseFromParent();
3152           Changed = true;
3153         }
3154       } else {
3155         if (BI->getSuccessor(0) == BB) {
3156           Builder.CreateBr(BI->getSuccessor(1));
3157           EraseTerminatorInstAndDCECond(BI);
3158         } else if (BI->getSuccessor(1) == BB) {
3159           Builder.CreateBr(BI->getSuccessor(0));
3160           EraseTerminatorInstAndDCECond(BI);
3161           Changed = true;
3162         }
3163       }
3164     } else if (SwitchInst *SI = dyn_cast<SwitchInst>(TI)) {
3165       for (SwitchInst::CaseIt i = SI->case_begin(), e = SI->case_end();
3166            i != e; ++i)
3167         if (i.getCaseSuccessor() == BB) {
3168           BB->removePredecessor(SI->getParent());
3169           SI->removeCase(i);
3170           --i; --e;
3171           Changed = true;
3172         }
3173     } else if ((isa<InvokeInst>(TI) &&
3174                 cast<InvokeInst>(TI)->getUnwindDest() == BB) ||
3175                isa<CatchEndPadInst>(TI) || isa<TerminatePadInst>(TI)) {
3176       removeUnwindEdge(TI->getParent());
3177       Changed = true;
3178     } else if (isa<CleanupReturnInst>(TI) || isa<CleanupEndPadInst>(TI) ||
3179                isa<CatchReturnInst>(TI)) {
3180       new UnreachableInst(TI->getContext(), TI);
3181       TI->eraseFromParent();
3182       Changed = true;
3183     }
3184     // TODO: If TI is a CatchPadInst, then (BB must be its normal dest and)
3185     // we can eliminate it, redirecting its preds to its unwind successor,
3186     // or to the next outer handler if the removed catch is the last for its
3187     // catchendpad.
3188   }
3189
3190   // If this block is now dead, remove it.
3191   if (pred_empty(BB) &&
3192       BB != &BB->getParent()->getEntryBlock()) {
3193     // We know there are no successors, so just nuke the block.
3194     BB->eraseFromParent();
3195     return true;
3196   }
3197
3198   return Changed;
3199 }
3200
3201 static bool CasesAreContiguous(SmallVectorImpl<ConstantInt *> &Cases) {
3202   assert(Cases.size() >= 1);
3203
3204   array_pod_sort(Cases.begin(), Cases.end(), ConstantIntSortPredicate);
3205   for (size_t I = 1, E = Cases.size(); I != E; ++I) {
3206     if (Cases[I - 1]->getValue() != Cases[I]->getValue() + 1)
3207       return false;
3208   }
3209   return true;
3210 }
3211
3212 /// Turn a switch with two reachable destinations into an integer range
3213 /// comparison and branch.
3214 static bool TurnSwitchRangeIntoICmp(SwitchInst *SI, IRBuilder<> &Builder) {
3215   assert(SI->getNumCases() > 1 && "Degenerate switch?");
3216
3217   bool HasDefault =
3218       !isa<UnreachableInst>(SI->getDefaultDest()->getFirstNonPHIOrDbg());
3219
3220   // Partition the cases into two sets with different destinations.
3221   BasicBlock *DestA = HasDefault ? SI->getDefaultDest() : nullptr;
3222   BasicBlock *DestB = nullptr;
3223   SmallVector <ConstantInt *, 16> CasesA;
3224   SmallVector <ConstantInt *, 16> CasesB;
3225
3226   for (SwitchInst::CaseIt I : SI->cases()) {
3227     BasicBlock *Dest = I.getCaseSuccessor();
3228     if (!DestA) DestA = Dest;
3229     if (Dest == DestA) {
3230       CasesA.push_back(I.getCaseValue());
3231       continue;
3232     }
3233     if (!DestB) DestB = Dest;
3234     if (Dest == DestB) {
3235       CasesB.push_back(I.getCaseValue());
3236       continue;
3237     }
3238     return false;  // More than two destinations.
3239   }
3240
3241   assert(DestA && DestB && "Single-destination switch should have been folded.");
3242   assert(DestA != DestB);
3243   assert(DestB != SI->getDefaultDest());
3244   assert(!CasesB.empty() && "There must be non-default cases.");
3245   assert(!CasesA.empty() || HasDefault);
3246
3247   // Figure out if one of the sets of cases form a contiguous range.
3248   SmallVectorImpl<ConstantInt *> *ContiguousCases = nullptr;
3249   BasicBlock *ContiguousDest = nullptr;
3250   BasicBlock *OtherDest = nullptr;
3251   if (!CasesA.empty() && CasesAreContiguous(CasesA)) {
3252     ContiguousCases = &CasesA;
3253     ContiguousDest = DestA;
3254     OtherDest = DestB;
3255   } else if (CasesAreContiguous(CasesB)) {
3256     ContiguousCases = &CasesB;
3257     ContiguousDest = DestB;
3258     OtherDest = DestA;
3259   } else
3260     return false;
3261
3262   // Start building the compare and branch.
3263
3264   Constant *Offset = ConstantExpr::getNeg(ContiguousCases->back());
3265   Constant *NumCases = ConstantInt::get(Offset->getType(), ContiguousCases->size());
3266
3267   Value *Sub = SI->getCondition();
3268   if (!Offset->isNullValue())
3269     Sub = Builder.CreateAdd(Sub, Offset, Sub->getName() + ".off");
3270
3271   Value *Cmp;
3272   // If NumCases overflowed, then all possible values jump to the successor.
3273   if (NumCases->isNullValue() && !ContiguousCases->empty())
3274     Cmp = ConstantInt::getTrue(SI->getContext());
3275   else
3276     Cmp = Builder.CreateICmpULT(Sub, NumCases, "switch");
3277   BranchInst *NewBI = Builder.CreateCondBr(Cmp, ContiguousDest, OtherDest);
3278
3279   // Update weight for the newly-created conditional branch.
3280   if (HasBranchWeights(SI)) {
3281     SmallVector<uint64_t, 8> Weights;
3282     GetBranchWeights(SI, Weights);
3283     if (Weights.size() == 1 + SI->getNumCases()) {
3284       uint64_t TrueWeight = 0;
3285       uint64_t FalseWeight = 0;
3286       for (size_t I = 0, E = Weights.size(); I != E; ++I) {
3287         if (SI->getSuccessor(I) == ContiguousDest)
3288           TrueWeight += Weights[I];
3289         else
3290           FalseWeight += Weights[I];
3291       }
3292       while (TrueWeight > UINT32_MAX || FalseWeight > UINT32_MAX) {
3293         TrueWeight /= 2;
3294         FalseWeight /= 2;
3295       }
3296       NewBI->setMetadata(LLVMContext::MD_prof,
3297                          MDBuilder(SI->getContext()).createBranchWeights(
3298                              (uint32_t)TrueWeight, (uint32_t)FalseWeight));
3299     }
3300   }
3301
3302   // Prune obsolete incoming values off the successors' PHI nodes.
3303   for (auto BBI = ContiguousDest->begin(); isa<PHINode>(BBI); ++BBI) {
3304     unsigned PreviousEdges = ContiguousCases->size();
3305     if (ContiguousDest == SI->getDefaultDest()) ++PreviousEdges;
3306     for (unsigned I = 0, E = PreviousEdges - 1; I != E; ++I)
3307       cast<PHINode>(BBI)->removeIncomingValue(SI->getParent());
3308   }
3309   for (auto BBI = OtherDest->begin(); isa<PHINode>(BBI); ++BBI) {
3310     unsigned PreviousEdges = SI->getNumCases() - ContiguousCases->size();
3311     if (OtherDest == SI->getDefaultDest()) ++PreviousEdges;
3312     for (unsigned I = 0, E = PreviousEdges - 1; I != E; ++I)
3313       cast<PHINode>(BBI)->removeIncomingValue(SI->getParent());
3314   }
3315
3316   // Drop the switch.
3317   SI->eraseFromParent();
3318
3319   return true;
3320 }
3321
3322 /// Compute masked bits for the condition of a switch
3323 /// and use it to remove dead cases.
3324 static bool EliminateDeadSwitchCases(SwitchInst *SI, AssumptionCache *AC,
3325                                      const DataLayout &DL) {
3326   Value *Cond = SI->getCondition();
3327   unsigned Bits = Cond->getType()->getIntegerBitWidth();
3328   APInt KnownZero(Bits, 0), KnownOne(Bits, 0);
3329   computeKnownBits(Cond, KnownZero, KnownOne, DL, 0, AC, SI);
3330
3331   // Gather dead cases.
3332   SmallVector<ConstantInt*, 8> DeadCases;
3333   for (SwitchInst::CaseIt I = SI->case_begin(), E = SI->case_end(); I != E; ++I) {
3334     if ((I.getCaseValue()->getValue() & KnownZero) != 0 ||
3335         (I.getCaseValue()->getValue() & KnownOne) != KnownOne) {
3336       DeadCases.push_back(I.getCaseValue());
3337       DEBUG(dbgs() << "SimplifyCFG: switch case '"
3338                    << I.getCaseValue() << "' is dead.\n");
3339     }
3340   }
3341
3342   // If we can prove that the cases must cover all possible values, the 
3343   // default destination becomes dead and we can remove it.  If we know some 
3344   // of the bits in the value, we can use that to more precisely compute the
3345   // number of possible unique case values.
3346   bool HasDefault =
3347     !isa<UnreachableInst>(SI->getDefaultDest()->getFirstNonPHIOrDbg());
3348   const unsigned NumUnknownBits = Bits - 
3349     (KnownZero.Or(KnownOne)).countPopulation();
3350   assert(NumUnknownBits <= Bits);
3351   if (HasDefault && DeadCases.empty() &&
3352       NumUnknownBits < 64 /* avoid overflow */ &&  
3353       SI->getNumCases() == (1ULL << NumUnknownBits)) {
3354     DEBUG(dbgs() << "SimplifyCFG: switch default is dead.\n");
3355     BasicBlock *NewDefault = SplitBlockPredecessors(SI->getDefaultDest(),
3356                                                     SI->getParent(), "");
3357     SI->setDefaultDest(NewDefault);
3358     SplitBlock(NewDefault, NewDefault->begin());
3359     auto *OldTI = NewDefault->getTerminator();
3360     new UnreachableInst(SI->getContext(), OldTI);
3361     EraseTerminatorInstAndDCECond(OldTI);
3362     return true;
3363   }
3364
3365   SmallVector<uint64_t, 8> Weights;
3366   bool HasWeight = HasBranchWeights(SI);
3367   if (HasWeight) {
3368     GetBranchWeights(SI, Weights);
3369     HasWeight = (Weights.size() == 1 + SI->getNumCases());
3370   }
3371
3372   // Remove dead cases from the switch.
3373   for (unsigned I = 0, E = DeadCases.size(); I != E; ++I) {
3374     SwitchInst::CaseIt Case = SI->findCaseValue(DeadCases[I]);
3375     assert(Case != SI->case_default() &&
3376            "Case was not found. Probably mistake in DeadCases forming.");
3377     if (HasWeight) {
3378       std::swap(Weights[Case.getCaseIndex()+1], Weights.back());
3379       Weights.pop_back();
3380     }
3381
3382     // Prune unused values from PHI nodes.
3383     Case.getCaseSuccessor()->removePredecessor(SI->getParent());
3384     SI->removeCase(Case);
3385   }
3386   if (HasWeight && Weights.size() >= 2) {
3387     SmallVector<uint32_t, 8> MDWeights(Weights.begin(), Weights.end());
3388     SI->setMetadata(LLVMContext::MD_prof,
3389                     MDBuilder(SI->getParent()->getContext()).
3390                     createBranchWeights(MDWeights));
3391   }
3392
3393   return !DeadCases.empty();
3394 }
3395
3396 /// If BB would be eligible for simplification by
3397 /// TryToSimplifyUncondBranchFromEmptyBlock (i.e. it is empty and terminated
3398 /// by an unconditional branch), look at the phi node for BB in the successor
3399 /// block and see if the incoming value is equal to CaseValue. If so, return
3400 /// the phi node, and set PhiIndex to BB's index in the phi node.
3401 static PHINode *FindPHIForConditionForwarding(ConstantInt *CaseValue,
3402                                               BasicBlock *BB,
3403                                               int *PhiIndex) {
3404   if (BB->getFirstNonPHIOrDbg() != BB->getTerminator())
3405     return nullptr; // BB must be empty to be a candidate for simplification.
3406   if (!BB->getSinglePredecessor())
3407     return nullptr; // BB must be dominated by the switch.
3408
3409   BranchInst *Branch = dyn_cast<BranchInst>(BB->getTerminator());
3410   if (!Branch || !Branch->isUnconditional())
3411     return nullptr; // Terminator must be unconditional branch.
3412
3413   BasicBlock *Succ = Branch->getSuccessor(0);
3414
3415   BasicBlock::iterator I = Succ->begin();
3416   while (PHINode *PHI = dyn_cast<PHINode>(I++)) {
3417     int Idx = PHI->getBasicBlockIndex(BB);
3418     assert(Idx >= 0 && "PHI has no entry for predecessor?");
3419
3420     Value *InValue = PHI->getIncomingValue(Idx);
3421     if (InValue != CaseValue) continue;
3422
3423     *PhiIndex = Idx;
3424     return PHI;
3425   }
3426
3427   return nullptr;
3428 }
3429
3430 /// Try to forward the condition of a switch instruction to a phi node
3431 /// dominated by the switch, if that would mean that some of the destination
3432 /// blocks of the switch can be folded away.
3433 /// Returns true if a change is made.
3434 static bool ForwardSwitchConditionToPHI(SwitchInst *SI) {
3435   typedef DenseMap<PHINode*, SmallVector<int,4> > ForwardingNodesMap;
3436   ForwardingNodesMap ForwardingNodes;
3437
3438   for (SwitchInst::CaseIt I = SI->case_begin(), E = SI->case_end(); I != E; ++I) {
3439     ConstantInt *CaseValue = I.getCaseValue();
3440     BasicBlock *CaseDest = I.getCaseSuccessor();
3441
3442     int PhiIndex;
3443     PHINode *PHI = FindPHIForConditionForwarding(CaseValue, CaseDest,
3444                                                  &PhiIndex);
3445     if (!PHI) continue;
3446
3447     ForwardingNodes[PHI].push_back(PhiIndex);
3448   }
3449
3450   bool Changed = false;
3451
3452   for (ForwardingNodesMap::iterator I = ForwardingNodes.begin(),
3453        E = ForwardingNodes.end(); I != E; ++I) {
3454     PHINode *Phi = I->first;
3455     SmallVectorImpl<int> &Indexes = I->second;
3456
3457     if (Indexes.size() < 2) continue;
3458
3459     for (size_t I = 0, E = Indexes.size(); I != E; ++I)
3460       Phi->setIncomingValue(Indexes[I], SI->getCondition());
3461     Changed = true;
3462   }
3463
3464   return Changed;
3465 }
3466
3467 /// Return true if the backend will be able to handle
3468 /// initializing an array of constants like C.
3469 static bool ValidLookupTableConstant(Constant *C) {
3470   if (C->isThreadDependent())
3471     return false;
3472   if (C->isDLLImportDependent())
3473     return false;
3474
3475   if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(C))
3476     return CE->isGEPWithNoNotionalOverIndexing();
3477
3478   return isa<ConstantFP>(C) ||
3479       isa<ConstantInt>(C) ||
3480       isa<ConstantPointerNull>(C) ||
3481       isa<GlobalValue>(C) ||
3482       isa<UndefValue>(C);
3483 }
3484
3485 /// If V is a Constant, return it. Otherwise, try to look up
3486 /// its constant value in ConstantPool, returning 0 if it's not there.
3487 static Constant *LookupConstant(Value *V,
3488                          const SmallDenseMap<Value*, Constant*>& ConstantPool) {
3489   if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(V))
3490     return C;
3491   return ConstantPool.lookup(V);
3492 }
3493
3494 /// Try to fold instruction I into a constant. This works for
3495 /// simple instructions such as binary operations where both operands are
3496 /// constant or can be replaced by constants from the ConstantPool. Returns the
3497 /// resulting constant on success, 0 otherwise.
3498 static Constant *
3499 ConstantFold(Instruction *I, const DataLayout &DL,
3500              const SmallDenseMap<Value *, Constant *> &ConstantPool) {
3501   if (SelectInst *Select = dyn_cast<SelectInst>(I)) {
3502     Constant *A = LookupConstant(Select->getCondition(), ConstantPool);
3503     if (!A)
3504       return nullptr;
3505     if (A->isAllOnesValue())
3506       return LookupConstant(Select->getTrueValue(), ConstantPool);
3507     if (A->isNullValue())
3508       return LookupConstant(Select->getFalseValue(), ConstantPool);
3509     return nullptr;
3510   }
3511
3512   SmallVector<Constant *, 4> COps;
3513   for (unsigned N = 0, E = I->getNumOperands(); N != E; ++N) {
3514     if (Constant *A = LookupConstant(I->getOperand(N), ConstantPool))
3515       COps.push_back(A);
3516     else
3517       return nullptr;
3518   }
3519
3520   if (CmpInst *Cmp = dyn_cast<CmpInst>(I)) {
3521     return ConstantFoldCompareInstOperands(Cmp->getPredicate(), COps[0],
3522                                            COps[1], DL);
3523   }
3524
3525   return ConstantFoldInstOperands(I->getOpcode(), I->getType(), COps, DL);
3526 }
3527
3528 /// Try to determine the resulting constant values in phi nodes
3529 /// at the common destination basic block, *CommonDest, for one of the case
3530 /// destionations CaseDest corresponding to value CaseVal (0 for the default
3531 /// case), of a switch instruction SI.
3532 static bool
3533 GetCaseResults(SwitchInst *SI, ConstantInt *CaseVal, BasicBlock *CaseDest,
3534                BasicBlock **CommonDest,
3535                SmallVectorImpl<std::pair<PHINode *, Constant *>> &Res,
3536                const DataLayout &DL) {
3537   // The block from which we enter the common destination.
3538   BasicBlock *Pred = SI->getParent();
3539
3540   // If CaseDest is empty except for some side-effect free instructions through
3541   // which we can constant-propagate the CaseVal, continue to its successor.
3542   SmallDenseMap<Value*, Constant*> ConstantPool;
3543   ConstantPool.insert(std::make_pair(SI->getCondition(), CaseVal));
3544   for (BasicBlock::iterator I = CaseDest->begin(), E = CaseDest->end(); I != E;
3545        ++I) {
3546     if (TerminatorInst *T = dyn_cast<TerminatorInst>(I)) {
3547       // If the terminator is a simple branch, continue to the next block.
3548       if (T->getNumSuccessors() != 1)
3549         return false;
3550       Pred = CaseDest;
3551       CaseDest = T->getSuccessor(0);
3552     } else if (isa<DbgInfoIntrinsic>(I)) {
3553       // Skip debug intrinsic.
3554       continue;
3555     } else if (Constant *C = ConstantFold(I, DL, ConstantPool)) {
3556       // Instruction is side-effect free and constant.
3557
3558       // If the instruction has uses outside this block or a phi node slot for
3559       // the block, it is not safe to bypass the instruction since it would then
3560       // no longer dominate all its uses.
3561       for (auto &Use : I->uses()) {
3562         User *User = Use.getUser();
3563         if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(User))
3564           if (I->getParent() == CaseDest)
3565             continue;
3566         if (PHINode *Phi = dyn_cast<PHINode>(User))
3567           if (Phi->getIncomingBlock(Use) == CaseDest)
3568             continue;
3569         return false;
3570       }
3571
3572       ConstantPool.insert(std::make_pair(I, C));
3573     } else {
3574       break;
3575     }
3576   }
3577
3578   // If we did not have a CommonDest before, use the current one.
3579   if (!*CommonDest)
3580     *CommonDest = CaseDest;
3581   // If the destination isn't the common one, abort.
3582   if (CaseDest != *CommonDest)
3583     return false;
3584
3585   // Get the values for this case from phi nodes in the destination block.
3586   BasicBlock::iterator I = (*CommonDest)->begin();
3587   while (PHINode *PHI = dyn_cast<PHINode>(I++)) {
3588     int Idx = PHI->getBasicBlockIndex(Pred);
3589     if (Idx == -1)
3590       continue;
3591
3592     Constant *ConstVal = LookupConstant(PHI->getIncomingValue(Idx),
3593                                         ConstantPool);
3594     if (!ConstVal)
3595       return false;
3596
3597     // Be conservative about which kinds of constants we support.
3598     if (!ValidLookupTableConstant(ConstVal))
3599       return false;
3600
3601     Res.push_back(std::make_pair(PHI, ConstVal));
3602   }
3603
3604   return Res.size() > 0;
3605 }
3606
3607 // Helper function used to add CaseVal to the list of cases that generate
3608 // Result.
3609 static void MapCaseToResult(ConstantInt *CaseVal,
3610     SwitchCaseResultVectorTy &UniqueResults,
3611     Constant *Result) {
3612   for (auto &I : UniqueResults) {
3613     if (I.first == Result) {
3614       I.second.push_back(CaseVal);
3615       return;
3616     }
3617   }
3618   UniqueResults.push_back(std::make_pair(Result,
3619         SmallVector<ConstantInt*, 4>(1, CaseVal)));
3620 }
3621
3622 // Helper function that initializes a map containing
3623 // results for the PHI node of the common destination block for a switch
3624 // instruction. Returns false if multiple PHI nodes have been found or if
3625 // there is not a common destination block for the switch.
3626 static bool InitializeUniqueCases(SwitchInst *SI, PHINode *&PHI,
3627                                   BasicBlock *&CommonDest,
3628                                   SwitchCaseResultVectorTy &UniqueResults,
3629                                   Constant *&DefaultResult,
3630                                   const DataLayout &DL) {
3631   for (auto &I : SI->cases()) {
3632     ConstantInt *CaseVal = I.getCaseValue();
3633
3634     // Resulting value at phi nodes for this case value.
3635     SwitchCaseResultsTy Results;
3636     if (!GetCaseResults(SI, CaseVal, I.getCaseSuccessor(), &CommonDest, Results,
3637                         DL))
3638       return false;
3639
3640     // Only one value per case is permitted
3641     if (Results.size() > 1)
3642       return false;
3643     MapCaseToResult(CaseVal, UniqueResults, Results.begin()->second);
3644
3645     // Check the PHI consistency.
3646     if (!PHI)
3647       PHI = Results[0].first;
3648     else if (PHI != Results[0].first)
3649       return false;
3650   }
3651   // Find the default result value.
3652   SmallVector<std::pair<PHINode *, Constant *>, 1> DefaultResults;
3653   BasicBlock *DefaultDest = SI->getDefaultDest();
3654   GetCaseResults(SI, nullptr, SI->getDefaultDest(), &CommonDest, DefaultResults,
3655                  DL);
3656   // If the default value is not found abort unless the default destination
3657   // is unreachable.
3658   DefaultResult =
3659       DefaultResults.size() == 1 ? DefaultResults.begin()->second : nullptr;
3660   if ((!DefaultResult &&
3661         !isa<UnreachableInst>(DefaultDest->getFirstNonPHIOrDbg())))
3662     return false;
3663
3664   return true;
3665 }
3666
3667 // Helper function that checks if it is possible to transform a switch with only
3668 // two cases (or two cases + default) that produces a result into a select.
3669 // Example:
3670 // switch (a) {
3671 //   case 10:                %0 = icmp eq i32 %a, 10
3672 //     return 10;            %1 = select i1 %0, i32 10, i32 4
3673 //   case 20:        ---->   %2 = icmp eq i32 %a, 20
3674 //     return 2;             %3 = select i1 %2, i32 2, i32 %1
3675 //   default:
3676 //     return 4;
3677 // }
3678 static Value *
3679 ConvertTwoCaseSwitch(const SwitchCaseResultVectorTy &ResultVector,
3680                      Constant *DefaultResult, Value *Condition,
3681                      IRBuilder<> &Builder) {
3682   assert(ResultVector.size() == 2 &&
3683       "We should have exactly two unique results at this point");
3684   // If we are selecting between only two cases transform into a simple
3685   // select or a two-way select if default is possible.
3686   if (ResultVector[0].second.size() == 1 &&
3687       ResultVector[1].second.size() == 1) {
3688     ConstantInt *const FirstCase = ResultVector[0].second[0];
3689     ConstantInt *const SecondCase = ResultVector[1].second[0];
3690
3691     bool DefaultCanTrigger = DefaultResult;
3692     Value *SelectValue = ResultVector[1].first;
3693     if (DefaultCanTrigger) {
3694       Value *const ValueCompare =
3695           Builder.CreateICmpEQ(Condition, SecondCase, "switch.selectcmp");
3696       SelectValue = Builder.CreateSelect(ValueCompare, ResultVector[1].first,
3697                                          DefaultResult, "switch.select");
3698     }
3699     Value *const ValueCompare =
3700         Builder.CreateICmpEQ(Condition, FirstCase, "switch.selectcmp");
3701     return Builder.CreateSelect(ValueCompare, ResultVector[0].first, SelectValue,
3702                                 "switch.select");
3703   }
3704
3705   return nullptr;
3706 }
3707
3708 // Helper function to cleanup a switch instruction that has been converted into
3709 // a select, fixing up PHI nodes and basic blocks.
3710 static void RemoveSwitchAfterSelectConversion(SwitchInst *SI, PHINode *PHI,
3711                                               Value *SelectValue,
3712                                               IRBuilder<> &Builder) {
3713   BasicBlock *SelectBB = SI->getParent();
3714   while (PHI->getBasicBlockIndex(SelectBB) >= 0)
3715     PHI->removeIncomingValue(SelectBB);
3716   PHI->addIncoming(SelectValue, SelectBB);
3717
3718   Builder.CreateBr(PHI->getParent());
3719
3720   // Remove the switch.
3721   for (unsigned i = 0, e = SI->getNumSuccessors(); i < e; ++i) {
3722     BasicBlock *Succ = SI->getSuccessor(i);
3723
3724     if (Succ == PHI->getParent())
3725       continue;
3726     Succ->removePredecessor(SelectBB);
3727   }
3728   SI->eraseFromParent();
3729 }
3730
3731 /// If the switch is only used to initialize one or more
3732 /// phi nodes in a common successor block with only two different
3733 /// constant values, replace the switch with select.
3734 static bool SwitchToSelect(SwitchInst *SI, IRBuilder<> &Builder,
3735                            AssumptionCache *AC, const DataLayout &DL) {
3736   Value *const Cond = SI->getCondition();
3737   PHINode *PHI = nullptr;
3738   BasicBlock *CommonDest = nullptr;
3739   Constant *DefaultResult;
3740   SwitchCaseResultVectorTy UniqueResults;
3741   // Collect all the cases that will deliver the same value from the switch.
3742   if (!InitializeUniqueCases(SI, PHI, CommonDest, UniqueResults, DefaultResult,
3743                              DL))
3744     return false;
3745   // Selects choose between maximum two values.
3746   if (UniqueResults.size() != 2)
3747     return false;
3748   assert(PHI != nullptr && "PHI for value select not found");
3749
3750   Builder.SetInsertPoint(SI);
3751   Value *SelectValue = ConvertTwoCaseSwitch(
3752       UniqueResults,
3753       DefaultResult, Cond, Builder);
3754   if (SelectValue) {
3755     RemoveSwitchAfterSelectConversion(SI, PHI, SelectValue, Builder);
3756     return true;
3757   }
3758   // The switch couldn't be converted into a select.
3759   return false;
3760 }
3761
3762 namespace {
3763   /// This class represents a lookup table that can be used to replace a switch.
3764   class SwitchLookupTable {
3765   public:
3766     /// Create a lookup table to use as a switch replacement with the contents
3767     /// of Values, using DefaultValue to fill any holes in the table.
3768     SwitchLookupTable(
3769         Module &M, uint64_t TableSize, ConstantInt *Offset,
3770         const SmallVectorImpl<std::pair<ConstantInt *, Constant *>> &Values,
3771         Constant *DefaultValue, const DataLayout &DL);
3772
3773     /// Build instructions with Builder to retrieve the value at
3774     /// the position given by Index in the lookup table.
3775     Value *BuildLookup(Value *Index, IRBuilder<> &Builder);
3776
3777     /// Return true if a table with TableSize elements of
3778     /// type ElementType would fit in a target-legal register.
3779     static bool WouldFitInRegister(const DataLayout &DL, uint64_t TableSize,
3780                                    Type *ElementType);
3781
3782   private:
3783     // Depending on the contents of the table, it can be represented in
3784     // different ways.
3785     enum {
3786       // For tables where each element contains the same value, we just have to
3787       // store that single value and return it for each lookup.
3788       SingleValueKind,
3789
3790       // For tables where there is a linear relationship between table index
3791       // and values. We calculate the result with a simple multiplication
3792       // and addition instead of a table lookup.
3793       LinearMapKind,
3794
3795       // For small tables with integer elements, we can pack them into a bitmap
3796       // that fits into a target-legal register. Values are retrieved by
3797       // shift and mask operations.
3798       BitMapKind,
3799
3800       // The table is stored as an array of values. Values are retrieved by load
3801       // instructions from the table.
3802       ArrayKind
3803     } Kind;
3804
3805     // For SingleValueKind, this is the single value.
3806     Constant *SingleValue;
3807
3808     // For BitMapKind, this is the bitmap.
3809     ConstantInt *BitMap;
3810     IntegerType *BitMapElementTy;
3811
3812     // For LinearMapKind, these are the constants used to derive the value.
3813     ConstantInt *LinearOffset;
3814     ConstantInt *LinearMultiplier;
3815
3816     // For ArrayKind, this is the array.
3817     GlobalVariable *Array;
3818   };
3819 }
3820
3821 SwitchLookupTable::SwitchLookupTable(
3822     Module &M, uint64_t TableSize, ConstantInt *Offset,
3823     const SmallVectorImpl<std::pair<ConstantInt *, Constant *>> &Values,
3824     Constant *DefaultValue, const DataLayout &DL)
3825     : SingleValue(nullptr), BitMap(nullptr), BitMapElementTy(nullptr),
3826       LinearOffset(nullptr), LinearMultiplier(nullptr), Array(nullptr) {
3827   assert(Values.size() && "Can't build lookup table without values!");
3828   assert(TableSize >= Values.size() && "Can't fit values in table!");
3829
3830   // If all values in the table are equal, this is that value.
3831   SingleValue = Values.begin()->second;
3832
3833   Type *ValueType = Values.begin()->second->getType();
3834
3835   // Build up the table contents.
3836   SmallVector<Constant*, 64> TableContents(TableSize);
3837   for (size_t I = 0, E = Values.size(); I != E; ++I) {
3838     ConstantInt *CaseVal = Values[I].first;
3839     Constant *CaseRes = Values[I].second;
3840     assert(CaseRes->getType() == ValueType);
3841
3842     uint64_t Idx = (CaseVal->getValue() - Offset->getValue())
3843                    .getLimitedValue();
3844     TableContents[Idx] = CaseRes;
3845
3846     if (CaseRes != SingleValue)
3847       SingleValue = nullptr;
3848   }
3849
3850   // Fill in any holes in the table with the default result.
3851   if (Values.size() < TableSize) {
3852     assert(DefaultValue &&
3853            "Need a default value to fill the lookup table holes.");
3854     assert(DefaultValue->getType() == ValueType);
3855     for (uint64_t I = 0; I < TableSize; ++I) {
3856       if (!TableContents[I])
3857         TableContents[I] = DefaultValue;
3858     }
3859
3860     if (DefaultValue != SingleValue)
3861       SingleValue = nullptr;
3862   }
3863
3864   // If each element in the table contains the same value, we only need to store
3865   // that single value.
3866   if (SingleValue) {
3867     Kind = SingleValueKind;
3868     return;
3869   }
3870
3871   // Check if we can derive the value with a linear transformation from the
3872   // table index.
3873   if (isa<IntegerType>(ValueType)) {
3874     bool LinearMappingPossible = true;
3875     APInt PrevVal;
3876     APInt DistToPrev;
3877     assert(TableSize >= 2 && "Should be a SingleValue table.");
3878     // Check if there is the same distance between two consecutive values.
3879     for (uint64_t I = 0; I < TableSize; ++I) {
3880       ConstantInt *ConstVal = dyn_cast<ConstantInt>(TableContents[I]);
3881       if (!ConstVal) {
3882         // This is an undef. We could deal with it, but undefs in lookup tables
3883         // are very seldom. It's probably not worth the additional complexity.
3884         LinearMappingPossible = false;
3885         break;
3886       }
3887       APInt Val = ConstVal->getValue();
3888       if (I != 0) {
3889         APInt Dist = Val - PrevVal;
3890         if (I == 1) {
3891           DistToPrev = Dist;
3892         } else if (Dist != DistToPrev) {
3893           LinearMappingPossible = false;
3894           break;
3895         }
3896       }
3897       PrevVal = Val;
3898     }
3899     if (LinearMappingPossible) {
3900       LinearOffset = cast<ConstantInt>(TableContents[0]);
3901       LinearMultiplier = ConstantInt::get(M.getContext(), DistToPrev);
3902       Kind = LinearMapKind;
3903       ++NumLinearMaps;
3904       return;
3905     }
3906   }
3907
3908   // If the type is integer and the table fits in a register, build a bitmap.
3909   if (WouldFitInRegister(DL, TableSize, ValueType)) {
3910     IntegerType *IT = cast<IntegerType>(ValueType);
3911     APInt TableInt(TableSize * IT->getBitWidth(), 0);
3912     for (uint64_t I = TableSize; I > 0; --I) {
3913       TableInt <<= IT->getBitWidth();
3914       // Insert values into the bitmap. Undef values are set to zero.
3915       if (!isa<UndefValue>(TableContents[I - 1])) {
3916         ConstantInt *Val = cast<ConstantInt>(TableContents[I - 1]);
3917         TableInt |= Val->getValue().zext(TableInt.getBitWidth());
3918       }
3919     }
3920     BitMap = ConstantInt::get(M.getContext(), TableInt);
3921     BitMapElementTy = IT;
3922     Kind = BitMapKind;
3923     ++NumBitMaps;
3924     return;
3925   }
3926
3927   // Store the table in an array.
3928   ArrayType *ArrayTy = ArrayType::get(ValueType, TableSize);
3929   Constant *Initializer = ConstantArray::get(ArrayTy, TableContents);
3930
3931   Array = new GlobalVariable(M, ArrayTy, /*constant=*/ true,
3932                              GlobalVariable::PrivateLinkage,
3933                              Initializer,
3934                              "switch.table");
3935   Array->setUnnamedAddr(true);
3936   Kind = ArrayKind;
3937 }
3938
3939 Value *SwitchLookupTable::BuildLookup(Value *Index, IRBuilder<> &Builder) {
3940   switch (Kind) {
3941     case SingleValueKind:
3942       return SingleValue;
3943     case LinearMapKind: {
3944       // Derive the result value from the input value.
3945       Value *Result = Builder.CreateIntCast(Index, LinearMultiplier->getType(),
3946                                             false, "switch.idx.cast");
3947       if (!LinearMultiplier->isOne())
3948         Result = Builder.CreateMul(Result, LinearMultiplier, "switch.idx.mult");
3949       if (!LinearOffset->isZero())
3950         Result = Builder.CreateAdd(Result, LinearOffset, "switch.offset");
3951       return Result;
3952     }
3953     case BitMapKind: {
3954       // Type of the bitmap (e.g. i59).
3955       IntegerType *MapTy = BitMap->getType();
3956
3957       // Cast Index to the same type as the bitmap.
3958       // Note: The Index is <= the number of elements in the table, so
3959       // truncating it to the width of the bitmask is safe.
3960       Value *ShiftAmt = Builder.CreateZExtOrTrunc(Index, MapTy, "switch.cast");
3961
3962       // Multiply the shift amount by the element width.
3963       ShiftAmt = Builder.CreateMul(ShiftAmt,
3964                       ConstantInt::get(MapTy, BitMapElementTy->getBitWidth()),
3965                                    "switch.shiftamt");
3966
3967       // Shift down.
3968       Value *DownShifted = Builder.CreateLShr(BitMap, ShiftAmt,
3969                                               "switch.downshift");
3970       // Mask off.
3971       return Builder.CreateTrunc(DownShifted, BitMapElementTy,
3972                                  "switch.masked");
3973     }
3974     case ArrayKind: {
3975       // Make sure the table index will not overflow when treated as signed.
3976       IntegerType *IT = cast<IntegerType>(Index->getType());
3977       uint64_t TableSize = Array->getInitializer()->getType()
3978                                 ->getArrayNumElements();
3979       if (TableSize > (1ULL << (IT->getBitWidth() - 1)))
3980         Index = Builder.CreateZExt(Index,
3981                                    IntegerType::get(IT->getContext(),
3982                                                     IT->getBitWidth() + 1),
3983                                    "switch.tableidx.zext");
3984
3985       Value *GEPIndices[] = { Builder.getInt32(0), Index };
3986       Value *GEP = Builder.CreateInBoundsGEP(Array->getValueType(), Array,
3987                                              GEPIndices, "switch.gep");
3988       return Builder.CreateLoad(GEP, "switch.load");
3989     }
3990   }
3991   llvm_unreachable("Unknown lookup table kind!");
3992 }
3993
3994 bool SwitchLookupTable::WouldFitInRegister(const DataLayout &DL,
3995                                            uint64_t TableSize,
3996                                            Type *ElementType) {
3997   auto *IT = dyn_cast<IntegerType>(ElementType);
3998   if (!IT)
3999     return false;
4000   // FIXME: If the type is wider than it needs to be, e.g. i8 but all values
4001   // are <= 15, we could try to narrow the type.
4002
4003   // Avoid overflow, fitsInLegalInteger uses unsigned int for the width.
4004   if (TableSize >= UINT_MAX/IT->getBitWidth())
4005     return false;
4006   return DL.fitsInLegalInteger(TableSize * IT->getBitWidth());
4007 }
4008
4009 /// Determine whether a lookup table should be built for this switch, based on
4010 /// the number of cases, size of the table, and the types of the results.
4011 static bool
4012 ShouldBuildLookupTable(SwitchInst *SI, uint64_t TableSize,
4013                        const TargetTransformInfo &TTI, const DataLayout &DL,
4014                        const SmallDenseMap<PHINode *, Type *> &ResultTypes) {
4015   if (SI->getNumCases() > TableSize || TableSize >= UINT64_MAX / 10)
4016     return false; // TableSize overflowed, or mul below might overflow.
4017
4018   bool AllTablesFitInRegister = true;
4019   bool HasIllegalType = false;
4020   for (const auto &I : ResultTypes) {
4021     Type *Ty = I.second;
4022
4023     // Saturate this flag to true.
4024     HasIllegalType = HasIllegalType || !TTI.isTypeLegal(Ty);
4025
4026     // Saturate this flag to false.
4027     AllTablesFitInRegister = AllTablesFitInRegister &&
4028       SwitchLookupTable::WouldFitInRegister(DL, TableSize, Ty);
4029
4030     // If both flags saturate, we're done. NOTE: This *only* works with
4031     // saturating flags, and all flags have to saturate first due to the
4032     // non-deterministic behavior of iterating over a dense map.
4033     if (HasIllegalType && !AllTablesFitInRegister)
4034       break;
4035   }
4036
4037   // If each table would fit in a register, we should build it anyway.
4038   if (AllTablesFitInRegister)
4039     return true;
4040
4041   // Don't build a table that doesn't fit in-register if it has illegal types.
4042   if (HasIllegalType)
4043     return false;
4044
4045   // The table density should be at least 40%. This is the same criterion as for
4046   // jump tables, see SelectionDAGBuilder::handleJTSwitchCase.
4047   // FIXME: Find the best cut-off.
4048   return SI->getNumCases() * 10 >= TableSize * 4;
4049 }
4050
4051 /// Try to reuse the switch table index compare. Following pattern:
4052 /// \code
4053 ///     if (idx < tablesize)
4054 ///        r = table[idx]; // table does not contain default_value
4055 ///     else
4056 ///        r = default_value;
4057 ///     if (r != default_value)
4058 ///        ...
4059 /// \endcode
4060 /// Is optimized to:
4061 /// \code
4062 ///     cond = idx < tablesize;
4063 ///     if (cond)
4064 ///        r = table[idx];
4065 ///     else
4066 ///        r = default_value;
4067 ///     if (cond)
4068 ///        ...
4069 /// \endcode
4070 /// Jump threading will then eliminate the second if(cond).
4071 static void reuseTableCompare(User *PhiUser, BasicBlock *PhiBlock,
4072           BranchInst *RangeCheckBranch, Constant *DefaultValue,
4073           const SmallVectorImpl<std::pair<ConstantInt*, Constant*> >& Values) {
4074
4075   ICmpInst *CmpInst = dyn_cast<ICmpInst>(PhiUser);
4076   if (!CmpInst)
4077     return;
4078
4079   // We require that the compare is in the same block as the phi so that jump
4080   // threading can do its work afterwards.
4081   if (CmpInst->getParent() != PhiBlock)
4082     return;
4083
4084   Constant *CmpOp1 = dyn_cast<Constant>(CmpInst->getOperand(1));
4085   if (!CmpOp1)
4086     return;
4087
4088   Value *RangeCmp = RangeCheckBranch->getCondition();
4089   Constant *TrueConst = ConstantInt::getTrue(RangeCmp->getType());
4090   Constant *FalseConst = ConstantInt::getFalse(RangeCmp->getType());
4091
4092   // Check if the compare with the default value is constant true or false.
4093   Constant *DefaultConst = ConstantExpr::getICmp(CmpInst->getPredicate(),
4094                                                  DefaultValue, CmpOp1, true);
4095   if (DefaultConst != TrueConst && DefaultConst != FalseConst)
4096     return;
4097
4098   // Check if the compare with the case values is distinct from the default
4099   // compare result.
4100   for (auto ValuePair : Values) {
4101     Constant *CaseConst = ConstantExpr::getICmp(CmpInst->getPredicate(),
4102                               ValuePair.second, CmpOp1, true);
4103     if (!CaseConst || CaseConst == DefaultConst)
4104       return;
4105     assert((CaseConst == TrueConst || CaseConst == FalseConst) &&
4106            "Expect true or false as compare result.");
4107   }
4108  
4109   // Check if the branch instruction dominates the phi node. It's a simple
4110   // dominance check, but sufficient for our needs.
4111   // Although this check is invariant in the calling loops, it's better to do it
4112   // at this late stage. Practically we do it at most once for a switch.
4113   BasicBlock *BranchBlock = RangeCheckBranch->getParent();
4114   for (auto PI = pred_begin(PhiBlock), E = pred_end(PhiBlock); PI != E; ++PI) {
4115     BasicBlock *Pred = *PI;
4116     if (Pred != BranchBlock && Pred->getUniquePredecessor() != BranchBlock)
4117       return;
4118   }
4119
4120   if (DefaultConst == FalseConst) {
4121     // The compare yields the same result. We can replace it.
4122     CmpInst->replaceAllUsesWith(RangeCmp);
4123     ++NumTableCmpReuses;
4124   } else {
4125     // The compare yields the same result, just inverted. We can replace it.
4126     Value *InvertedTableCmp = BinaryOperator::CreateXor(RangeCmp,
4127                 ConstantInt::get(RangeCmp->getType(), 1), "inverted.cmp",
4128                 RangeCheckBranch);
4129     CmpInst->replaceAllUsesWith(InvertedTableCmp);
4130     ++NumTableCmpReuses;
4131   }
4132 }
4133
4134 /// If the switch is only used to initialize one or more phi nodes in a common
4135 /// successor block with different constant values, replace the switch with
4136 /// lookup tables.
4137 static bool SwitchToLookupTable(SwitchInst *SI, IRBuilder<> &Builder,
4138                                 const DataLayout &DL,
4139                                 const TargetTransformInfo &TTI) {
4140   assert(SI->getNumCases() > 1 && "Degenerate switch?");
4141
4142   // Only build lookup table when we have a target that supports it.
4143   if (!TTI.shouldBuildLookupTables())
4144     return false;
4145
4146   // FIXME: If the switch is too sparse for a lookup table, perhaps we could
4147   // split off a dense part and build a lookup table for that.
4148
4149   // FIXME: This creates arrays of GEPs to constant strings, which means each
4150   // GEP needs a runtime relocation in PIC code. We should just build one big
4151   // string and lookup indices into that.
4152
4153   // Ignore switches with less than three cases. Lookup tables will not make them
4154   // faster, so we don't analyze them.
4155   if (SI->getNumCases() < 3)
4156     return false;
4157
4158   // Figure out the corresponding result for each case value and phi node in the
4159   // common destination, as well as the min and max case values.
4160   assert(SI->case_begin() != SI->case_end());
4161   SwitchInst::CaseIt CI = SI->case_begin();
4162   ConstantInt *MinCaseVal = CI.getCaseValue();
4163   ConstantInt *MaxCaseVal = CI.getCaseValue();
4164
4165   BasicBlock *CommonDest = nullptr;
4166   typedef SmallVector<std::pair<ConstantInt*, Constant*>, 4> ResultListTy;
4167   SmallDenseMap<PHINode*, ResultListTy> ResultLists;
4168   SmallDenseMap<PHINode*, Constant*> DefaultResults;
4169   SmallDenseMap<PHINode*, Type*> ResultTypes;
4170   SmallVector<PHINode*, 4> PHIs;
4171
4172   for (SwitchInst::CaseIt E = SI->case_end(); CI != E; ++CI) {
4173     ConstantInt *CaseVal = CI.getCaseValue();
4174     if (CaseVal->getValue().slt(MinCaseVal->getValue()))
4175       MinCaseVal = CaseVal;
4176     if (CaseVal->getValue().sgt(MaxCaseVal->getValue()))
4177       MaxCaseVal = CaseVal;
4178
4179     // Resulting value at phi nodes for this case value.
4180     typedef SmallVector<std::pair<PHINode*, Constant*>, 4> ResultsTy;
4181     ResultsTy Results;
4182     if (!GetCaseResults(SI, CaseVal, CI.getCaseSuccessor(), &CommonDest,
4183                         Results, DL))
4184       return false;
4185
4186     // Append the result from this case to the list for each phi.
4187     for (const auto &I : Results) {
4188       PHINode *PHI = I.first;
4189       Constant *Value = I.second;
4190       if (!ResultLists.count(PHI))
4191         PHIs.push_back(PHI);
4192       ResultLists[PHI].push_back(std::make_pair(CaseVal, Value));
4193     }
4194   }
4195
4196   // Keep track of the result types.
4197   for (PHINode *PHI : PHIs) {
4198     ResultTypes[PHI] = ResultLists[PHI][0].second->getType();
4199   }
4200
4201   uint64_t NumResults = ResultLists[PHIs[0]].size();
4202   APInt RangeSpread = MaxCaseVal->getValue() - MinCaseVal->getValue();
4203   uint64_t TableSize = RangeSpread.getLimitedValue() + 1;
4204   bool TableHasHoles = (NumResults < TableSize);
4205
4206   // If the table has holes, we need a constant result for the default case
4207   // or a bitmask that fits in a register.
4208   SmallVector<std::pair<PHINode*, Constant*>, 4> DefaultResultsList;
4209   bool HasDefaultResults = GetCaseResults(SI, nullptr, SI->getDefaultDest(),
4210                                           &CommonDest, DefaultResultsList, DL);
4211
4212   bool NeedMask = (TableHasHoles && !HasDefaultResults);
4213   if (NeedMask) {
4214     // As an extra penalty for the validity test we require more cases.
4215     if (SI->getNumCases() < 4)  // FIXME: Find best threshold value (benchmark).
4216       return false;
4217     if (!DL.fitsInLegalInteger(TableSize))
4218       return false;
4219   }
4220
4221   for (const auto &I : DefaultResultsList) {
4222     PHINode *PHI = I.first;
4223     Constant *Result = I.second;
4224     DefaultResults[PHI] = Result;
4225   }
4226
4227   if (!ShouldBuildLookupTable(SI, TableSize, TTI, DL, ResultTypes))
4228     return false;
4229
4230   // Create the BB that does the lookups.
4231   Module &Mod = *CommonDest->getParent()->getParent();
4232   BasicBlock *LookupBB = BasicBlock::Create(Mod.getContext(),
4233                                             "switch.lookup",
4234                                             CommonDest->getParent(),
4235                                             CommonDest);
4236
4237   // Compute the table index value.
4238   Builder.SetInsertPoint(SI);
4239   Value *TableIndex = Builder.CreateSub(SI->getCondition(), MinCaseVal,
4240                                         "switch.tableidx");
4241
4242   // Compute the maximum table size representable by the integer type we are
4243   // switching upon.
4244   unsigned CaseSize = MinCaseVal->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
4245   uint64_t MaxTableSize = CaseSize > 63 ? UINT64_MAX : 1ULL << CaseSize;
4246   assert(MaxTableSize >= TableSize &&
4247          "It is impossible for a switch to have more entries than the max "
4248          "representable value of its input integer type's size.");
4249
4250   // If the default destination is unreachable, or if the lookup table covers
4251   // all values of the conditional variable, branch directly to the lookup table
4252   // BB. Otherwise, check that the condition is within the case range.
4253   const bool DefaultIsReachable =
4254       !isa<UnreachableInst>(SI->getDefaultDest()->getFirstNonPHIOrDbg());
4255   const bool GeneratingCoveredLookupTable = (MaxTableSize == TableSize);
4256   BranchInst *RangeCheckBranch = nullptr;
4257
4258   if (!DefaultIsReachable || GeneratingCoveredLookupTable) {
4259     Builder.CreateBr(LookupBB);
4260     // Note: We call removeProdecessor later since we need to be able to get the
4261     // PHI value for the default case in case we're using a bit mask.
4262   } else {
4263     Value *Cmp = Builder.CreateICmpULT(TableIndex, ConstantInt::get(
4264                                        MinCaseVal->getType(), TableSize));
4265     RangeCheckBranch = Builder.CreateCondBr(Cmp, LookupBB, SI->getDefaultDest());
4266   }
4267
4268   // Populate the BB that does the lookups.
4269   Builder.SetInsertPoint(LookupBB);
4270
4271   if (NeedMask) {
4272     // Before doing the lookup we do the hole check.
4273     // The LookupBB is therefore re-purposed to do the hole check
4274     // and we create a new LookupBB.
4275     BasicBlock *MaskBB = LookupBB;
4276     MaskBB->setName("switch.hole_check");
4277     LookupBB = BasicBlock::Create(Mod.getContext(),
4278                                   "switch.lookup",
4279                                   CommonDest->getParent(),
4280                                   CommonDest);
4281
4282     // Make the mask's bitwidth at least 8bit and a power-of-2 to avoid
4283     // unnecessary illegal types.
4284     uint64_t TableSizePowOf2 = NextPowerOf2(std::max(7ULL, TableSize - 1ULL));
4285     APInt MaskInt(TableSizePowOf2, 0);
4286     APInt One(TableSizePowOf2, 1);
4287     // Build bitmask; fill in a 1 bit for every case.
4288     const ResultListTy &ResultList = ResultLists[PHIs[0]];
4289     for (size_t I = 0, E = ResultList.size(); I != E; ++I) {
4290       uint64_t Idx = (ResultList[I].first->getValue() -
4291                       MinCaseVal->getValue()).getLimitedValue();
4292       MaskInt |= One << Idx;
4293     }
4294     ConstantInt *TableMask = ConstantInt::get(Mod.getContext(), MaskInt);
4295
4296     // Get the TableIndex'th bit of the bitmask.
4297     // If this bit is 0 (meaning hole) jump to the default destination,
4298     // else continue with table lookup.
4299     IntegerType *MapTy = TableMask->getType();
4300     Value *MaskIndex = Builder.CreateZExtOrTrunc(TableIndex, MapTy,
4301                                                  "switch.maskindex");
4302     Value *Shifted = Builder.CreateLShr(TableMask, MaskIndex,
4303                                         "switch.shifted");
4304     Value *LoBit = Builder.CreateTrunc(Shifted,
4305                                        Type::getInt1Ty(Mod.getContext()),
4306                                        "switch.lobit");
4307     Builder.CreateCondBr(LoBit, LookupBB, SI->getDefaultDest());
4308
4309     Builder.SetInsertPoint(LookupBB);
4310     AddPredecessorToBlock(SI->getDefaultDest(), MaskBB, SI->getParent());
4311   }
4312
4313   if (!DefaultIsReachable || GeneratingCoveredLookupTable) {
4314     // We cached PHINodes in PHIs, to avoid accessing deleted PHINodes later,
4315     // do not delete PHINodes here.
4316     SI->getDefaultDest()->removePredecessor(SI->getParent(),
4317                                             /*DontDeleteUselessPHIs=*/true);
4318   }
4319
4320   bool ReturnedEarly = false;
4321   for (size_t I = 0, E = PHIs.size(); I != E; ++I) {
4322     PHINode *PHI = PHIs[I];
4323     const ResultListTy &ResultList = ResultLists[PHI];
4324
4325     // If using a bitmask, use any value to fill the lookup table holes.
4326     Constant *DV = NeedMask ? ResultLists[PHI][0].second : DefaultResults[PHI];
4327     SwitchLookupTable Table(Mod, TableSize, MinCaseVal, ResultList, DV, DL);
4328
4329     Value *Result = Table.BuildLookup(TableIndex, Builder);
4330
4331     // If the result is used to return immediately from the function, we want to
4332     // do that right here.
4333     if (PHI->hasOneUse() && isa<ReturnInst>(*PHI->user_begin()) &&
4334         PHI->user_back() == CommonDest->getFirstNonPHIOrDbg()) {
4335       Builder.CreateRet(Result);
4336       ReturnedEarly = true;
4337       break;
4338     }
4339
4340     // Do a small peephole optimization: re-use the switch table compare if
4341     // possible.
4342     if (!TableHasHoles && HasDefaultResults && RangeCheckBranch) {
4343       BasicBlock *PhiBlock = PHI->getParent();
4344       // Search for compare instructions which use the phi.
4345       for (auto *User : PHI->users()) {
4346         reuseTableCompare(User, PhiBlock, RangeCheckBranch, DV, ResultList);
4347       }
4348     }
4349
4350     PHI->addIncoming(Result, LookupBB);
4351   }
4352
4353   if (!ReturnedEarly)
4354     Builder.CreateBr(CommonDest);
4355
4356   // Remove the switch.
4357   for (unsigned i = 0, e = SI->getNumSuccessors(); i < e; ++i) {
4358     BasicBlock *Succ = SI->getSuccessor(i);
4359
4360     if (Succ == SI->getDefaultDest())
4361       continue;
4362     Succ->removePredecessor(SI->getParent());
4363   }
4364   SI->eraseFromParent();
4365
4366   ++NumLookupTables;
4367   if (NeedMask)
4368     ++NumLookupTablesHoles;
4369   return true;
4370 }
4371
4372 bool SimplifyCFGOpt::SimplifySwitch(SwitchInst *SI, IRBuilder<> &Builder) {
4373   BasicBlock *BB = SI->getParent();
4374
4375   if (isValueEqualityComparison(SI)) {
4376     // If we only have one predecessor, and if it is a branch on this value,
4377     // see if that predecessor totally determines the outcome of this switch.
4378     if (BasicBlock *OnlyPred = BB->getSinglePredecessor())
4379       if (SimplifyEqualityComparisonWithOnlyPredecessor(SI, OnlyPred, Builder))
4380         return SimplifyCFG(BB, TTI, BonusInstThreshold, AC) | true;
4381
4382     Value *Cond = SI->getCondition();
4383     if (SelectInst *Select = dyn_cast<SelectInst>(Cond))
4384       if (SimplifySwitchOnSelect(SI, Select))
4385         return SimplifyCFG(BB, TTI, BonusInstThreshold, AC) | true;
4386
4387     // If the block only contains the switch, see if we can fold the block
4388     // away into any preds.
4389     BasicBlock::iterator BBI = BB->begin();
4390     // Ignore dbg intrinsics.
4391     while (isa<DbgInfoIntrinsic>(BBI))
4392       ++BBI;
4393     if (SI == &*BBI)
4394       if (FoldValueComparisonIntoPredecessors(SI, Builder))
4395         return SimplifyCFG(BB, TTI, BonusInstThreshold, AC) | true;
4396   }
4397
4398   // Try to transform the switch into an icmp and a branch.
4399   if (TurnSwitchRangeIntoICmp(SI, Builder))
4400     return SimplifyCFG(BB, TTI, BonusInstThreshold, AC) | true;
4401
4402   // Remove unreachable cases.
4403   if (EliminateDeadSwitchCases(SI, AC, DL))
4404     return SimplifyCFG(BB, TTI, BonusInstThreshold, AC) | true;
4405
4406   if (SwitchToSelect(SI, Builder, AC, DL))
4407     return SimplifyCFG(BB, TTI, BonusInstThreshold, AC) | true;
4408
4409   if (ForwardSwitchConditionToPHI(SI))
4410     return SimplifyCFG(BB, TTI, BonusInstThreshold, AC) | true;
4411
4412   if (SwitchToLookupTable(SI, Builder, DL, TTI))
4413     return SimplifyCFG(BB, TTI, BonusInstThreshold, AC) | true;
4414
4415   return false;
4416 }
4417
4418 bool SimplifyCFGOpt::SimplifyIndirectBr(IndirectBrInst *IBI) {
4419   BasicBlock *BB = IBI->getParent();
4420   bool Changed = false;
4421
4422   // Eliminate redundant destinations.
4423   SmallPtrSet<Value *, 8> Succs;
4424   for (unsigned i = 0, e = IBI->getNumDestinations(); i != e; ++i) {
4425     BasicBlock *Dest = IBI->getDestination(i);
4426     if (!Dest->hasAddressTaken() || !Succs.insert(Dest).second) {
4427       Dest->removePredecessor(BB);
4428       IBI->removeDestination(i);
4429       --i; --e;
4430       Changed = true;
4431     }
4432   }
4433
4434   if (IBI->getNumDestinations() == 0) {
4435     // If the indirectbr has no successors, change it to unreachable.
4436     new UnreachableInst(IBI->getContext(), IBI);
4437     EraseTerminatorInstAndDCECond(IBI);
4438     return true;
4439   }
4440
4441   if (IBI->getNumDestinations() == 1) {
4442     // If the indirectbr has one successor, change it to a direct branch.
4443     BranchInst::Create(IBI->getDestination(0), IBI);
4444     EraseTerminatorInstAndDCECond(IBI);
4445     return true;
4446   }
4447
4448   if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(IBI->getAddress())) {
4449     if (SimplifyIndirectBrOnSelect(IBI, SI))
4450       return SimplifyCFG(BB, TTI, BonusInstThreshold, AC) | true;
4451   }
4452   return Changed;
4453 }
4454
4455 /// Given an block with only a single landing pad and a unconditional branch
4456 /// try to find another basic block which this one can be merged with.  This
4457 /// handles cases where we have multiple invokes with unique landing pads, but
4458 /// a shared handler.
4459 ///
4460 /// We specifically choose to not worry about merging non-empty blocks
4461 /// here.  That is a PRE/scheduling problem and is best solved elsewhere.  In
4462 /// practice, the optimizer produces empty landing pad blocks quite frequently
4463 /// when dealing with exception dense code.  (see: instcombine, gvn, if-else
4464 /// sinking in this file)
4465 ///
4466 /// This is primarily a code size optimization.  We need to avoid performing
4467 /// any transform which might inhibit optimization (such as our ability to
4468 /// specialize a particular handler via tail commoning).  We do this by not
4469 /// merging any blocks which require us to introduce a phi.  Since the same
4470 /// values are flowing through both blocks, we don't loose any ability to
4471 /// specialize.  If anything, we make such specialization more likely.
4472 ///
4473 /// TODO - This transformation could remove entries from a phi in the target
4474 /// block when the inputs in the phi are the same for the two blocks being
4475 /// merged.  In some cases, this could result in removal of the PHI entirely.
4476 static bool TryToMergeLandingPad(LandingPadInst *LPad, BranchInst *BI,
4477                                  BasicBlock *BB) {
4478   auto Succ = BB->getUniqueSuccessor();
4479   assert(Succ);
4480   // If there's a phi in the successor block, we'd likely have to introduce
4481   // a phi into the merged landing pad block.
4482   if (isa<PHINode>(*Succ->begin()))
4483     return false;
4484
4485   for (BasicBlock *OtherPred : predecessors(Succ)) {
4486     if (BB == OtherPred)
4487       continue;
4488     BasicBlock::iterator I = OtherPred->begin();
4489     LandingPadInst *LPad2 = dyn_cast<LandingPadInst>(I);
4490     if (!LPad2 || !LPad2->isIdenticalTo(LPad))
4491       continue;
4492     for (++I; isa<DbgInfoIntrinsic>(I); ++I) {}
4493     BranchInst *BI2 = dyn_cast<BranchInst>(I);
4494     if (!BI2 || !BI2->isIdenticalTo(BI))
4495       continue;
4496
4497     // We've found an identical block.  Update our predeccessors to take that
4498     // path instead and make ourselves dead.
4499     SmallSet<BasicBlock *, 16> Preds;
4500     Preds.insert(pred_begin(BB), pred_end(BB));
4501     for (BasicBlock *Pred : Preds) {
4502       InvokeInst *II = cast<InvokeInst>(Pred->getTerminator());
4503       assert(II->getNormalDest() != BB &&
4504              II->getUnwindDest() == BB && "unexpected successor");
4505       II->setUnwindDest(OtherPred);
4506     }
4507
4508     // The debug info in OtherPred doesn't cover the merged control flow that
4509     // used to go through BB.  We need to delete it or update it.
4510     for (auto I = OtherPred->begin(), E = OtherPred->end();
4511          I != E;) {
4512       Instruction &Inst = *I; I++;
4513       if (isa<DbgInfoIntrinsic>(Inst))
4514         Inst.eraseFromParent();
4515     }
4516
4517     SmallSet<BasicBlock *, 16> Succs;
4518     Succs.insert(succ_begin(BB), succ_end(BB));
4519     for (BasicBlock *Succ : Succs) {
4520       Succ->removePredecessor(BB);
4521     }
4522
4523     IRBuilder<> Builder(BI);
4524     Builder.CreateUnreachable();
4525     BI->eraseFromParent();
4526     return true;
4527   }
4528   return false;
4529 }
4530
4531 bool SimplifyCFGOpt::SimplifyUncondBranch(BranchInst *BI, IRBuilder<> &Builder){
4532   BasicBlock *BB = BI->getParent();
4533
4534   if (SinkCommon && SinkThenElseCodeToEnd(BI))
4535     return true;
4536
4537   // If the Terminator is the only non-phi instruction, simplify the block.
4538   BasicBlock::iterator I = BB->getFirstNonPHIOrDbg();
4539   if (I->isTerminator() && BB != &BB->getParent()->getEntryBlock() &&
4540       TryToSimplifyUncondBranchFromEmptyBlock(BB))
4541     return true;
4542
4543   // If the only instruction in the block is a seteq/setne comparison
4544   // against a constant, try to simplify the block.
4545   if (ICmpInst *ICI = dyn_cast<ICmpInst>(I))
4546     if (ICI->isEquality() && isa<ConstantInt>(ICI->getOperand(1))) {
4547       for (++I; isa<DbgInfoIntrinsic>(I); ++I)
4548         ;
4549       if (I->isTerminator() &&
4550           TryToSimplifyUncondBranchWithICmpInIt(ICI, Builder, DL, TTI,
4551                                                 BonusInstThreshold, AC))
4552         return true;
4553     }
4554
4555   // See if we can merge an empty landing pad block with another which is
4556   // equivalent.
4557   if (LandingPadInst *LPad = dyn_cast<LandingPadInst>(I)) {
4558     for (++I; isa<DbgInfoIntrinsic>(I); ++I) {}
4559     if (I->isTerminator() &&
4560         TryToMergeLandingPad(LPad, BI, BB))
4561       return true;
4562   }
4563
4564   // If this basic block is ONLY a compare and a branch, and if a predecessor
4565   // branches to us and our successor, fold the comparison into the
4566   // predecessor and use logical operations to update the incoming value
4567   // for PHI nodes in common successor.
4568   if (FoldBranchToCommonDest(BI, BonusInstThreshold))
4569     return SimplifyCFG(BB, TTI, BonusInstThreshold, AC) | true;
4570   return false;
4571 }
4572
4573
4574 bool SimplifyCFGOpt::SimplifyCondBranch(BranchInst *BI, IRBuilder<> &Builder) {
4575   BasicBlock *BB = BI->getParent();
4576
4577   // Conditional branch
4578   if (isValueEqualityComparison(BI)) {
4579     // If we only have one predecessor, and if it is a branch on this value,
4580     // see if that predecessor totally determines the outcome of this
4581     // switch.
4582     if (BasicBlock *OnlyPred = BB->getSinglePredecessor())
4583       if (SimplifyEqualityComparisonWithOnlyPredecessor(BI, OnlyPred, Builder))
4584         return SimplifyCFG(BB, TTI, BonusInstThreshold, AC) | true;
4585
4586     // This block must be empty, except for the setcond inst, if it exists.
4587     // Ignore dbg intrinsics.
4588     BasicBlock::iterator I = BB->begin();
4589     // Ignore dbg intrinsics.
4590     while (isa<DbgInfoIntrinsic>(I))
4591       ++I;
4592     if (&*I == BI) {
4593       if (FoldValueComparisonIntoPredecessors(BI, Builder))
4594         return SimplifyCFG(BB, TTI, BonusInstThreshold, AC) | true;
4595     } else if (&*I == cast<Instruction>(BI->getCondition())){
4596       ++I;
4597       // Ignore dbg intrinsics.
4598       while (isa<DbgInfoIntrinsic>(I))
4599         ++I;
4600       if (&*I == BI && FoldValueComparisonIntoPredecessors(BI, Builder))
4601         return SimplifyCFG(BB, TTI, BonusInstThreshold, AC) | true;
4602     }
4603   }
4604
4605   // Try to turn "br (X == 0 | X == 1), T, F" into a switch instruction.
4606   if (SimplifyBranchOnICmpChain(BI, Builder, DL))
4607     return true;
4608
4609   // If this basic block is ONLY a compare and a branch, and if a predecessor
4610   // branches to us and one of our successors, fold the comparison into the
4611   // predecessor and use logical operations to pick the right destination.
4612   if (FoldBranchToCommonDest(BI, BonusInstThreshold))
4613     return SimplifyCFG(BB, TTI, BonusInstThreshold, AC) | true;
4614
4615   // We have a conditional branch to two blocks that are only reachable
4616   // from BI.  We know that the condbr dominates the two blocks, so see if
4617   // there is any identical code in the "then" and "else" blocks.  If so, we
4618   // can hoist it up to the branching block.
4619   if (BI->getSuccessor(0)->getSinglePredecessor()) {
4620     if (BI->getSuccessor(1)->getSinglePredecessor()) {
4621       if (HoistThenElseCodeToIf(BI, TTI))
4622         return SimplifyCFG(BB, TTI, BonusInstThreshold, AC) | true;
4623     } else {
4624       // If Successor #1 has multiple preds, we may be able to conditionally
4625       // execute Successor #0 if it branches to Successor #1.
4626       TerminatorInst *Succ0TI = BI->getSuccessor(0)->getTerminator();
4627       if (Succ0TI->getNumSuccessors() == 1 &&
4628           Succ0TI->getSuccessor(0) == BI->getSuccessor(1))
4629         if (SpeculativelyExecuteBB(BI, BI->getSuccessor(0), TTI))
4630           return SimplifyCFG(BB, TTI, BonusInstThreshold, AC) | true;
4631     }
4632   } else if (BI->getSuccessor(1)->getSinglePredecessor()) {
4633     // If Successor #0 has multiple preds, we may be able to conditionally
4634     // execute Successor #1 if it branches to Successor #0.
4635     TerminatorInst *Succ1TI = BI->getSuccessor(1)->getTerminator();
4636     if (Succ1TI->getNumSuccessors() == 1 &&
4637         Succ1TI->getSuccessor(0) == BI->getSuccessor(0))
4638       if (SpeculativelyExecuteBB(BI, BI->getSuccessor(1), TTI))
4639         return SimplifyCFG(BB, TTI, BonusInstThreshold, AC) | true;
4640   }
4641
4642   // If this is a branch on a phi node in the current block, thread control
4643   // through this block if any PHI node entries are constants.
4644   if (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(BI->getCondition()))
4645     if (PN->getParent() == BI->getParent())
4646       if (FoldCondBranchOnPHI(BI, DL))
4647         return SimplifyCFG(BB, TTI, BonusInstThreshold, AC) | true;
4648
4649   // Scan predecessor blocks for conditional branches.
4650   for (pred_iterator PI = pred_begin(BB), E = pred_end(BB); PI != E; ++PI)
4651     if (BranchInst *PBI = dyn_cast<BranchInst>((*PI)->getTerminator()))
4652       if (PBI != BI && PBI->isConditional())
4653         if (SimplifyCondBranchToCondBranch(PBI, BI))
4654           return SimplifyCFG(BB, TTI, BonusInstThreshold, AC) | true;
4655
4656   return false;
4657 }
4658
4659 /// Check if passing a value to an instruction will cause undefined behavior.
4660 static bool passingValueIsAlwaysUndefined(Value *V, Instruction *I) {
4661   Constant *C = dyn_cast<Constant>(V);
4662   if (!C)
4663     return false;
4664
4665   if (I->use_empty())
4666     return false;
4667
4668   if (C->isNullValue()) {
4669     // Only look at the first use, avoid hurting compile time with long uselists
4670     User *Use = *I->user_begin();
4671
4672     // Now make sure that there are no instructions in between that can alter
4673     // control flow (eg. calls)
4674     for (BasicBlock::iterator i = ++BasicBlock::iterator(I); &*i != Use; ++i)
4675       if (i == I->getParent()->end() || i->mayHaveSideEffects())
4676         return false;
4677
4678     // Look through GEPs. A load from a GEP derived from NULL is still undefined
4679     if (GetElementPtrInst *GEP = dyn_cast<GetElementPtrInst>(Use))
4680       if (GEP->getPointerOperand() == I)
4681         return passingValueIsAlwaysUndefined(V, GEP);
4682
4683     // Look through bitcasts.
4684     if (BitCastInst *BC = dyn_cast<BitCastInst>(Use))
4685       return passingValueIsAlwaysUndefined(V, BC);
4686
4687     // Load from null is undefined.
4688     if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(Use))
4689       if (!LI->isVolatile())
4690         return LI->getPointerAddressSpace() == 0;
4691
4692     // Store to null is undefined.
4693     if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(Use))
4694       if (!SI->isVolatile())
4695         return SI->getPointerAddressSpace() == 0 && SI->getPointerOperand() == I;
4696   }
4697   return false;
4698 }
4699
4700 /// If BB has an incoming value that will always trigger undefined behavior
4701 /// (eg. null pointer dereference), remove the branch leading here.
4702 static bool removeUndefIntroducingPredecessor(BasicBlock *BB) {
4703   for (BasicBlock::iterator i = BB->begin();
4704        PHINode *PHI = dyn_cast<PHINode>(i); ++i)
4705     for (unsigned i = 0, e = PHI->getNumIncomingValues(); i != e; ++i)
4706       if (passingValueIsAlwaysUndefined(PHI->getIncomingValue(i), PHI)) {
4707         TerminatorInst *T = PHI->getIncomingBlock(i)->getTerminator();
4708         IRBuilder<> Builder(T);
4709         if (BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(T)) {
4710           BB->removePredecessor(PHI->getIncomingBlock(i));
4711           // Turn uncoditional branches into unreachables and remove the dead
4712           // destination from conditional branches.
4713           if (BI->isUnconditional())
4714             Builder.CreateUnreachable();
4715           else
4716             Builder.CreateBr(BI->getSuccessor(0) == BB ? BI->getSuccessor(1) :
4717                                                          BI->getSuccessor(0));
4718           BI->eraseFromParent();
4719           return true;
4720         }
4721         // TODO: SwitchInst.
4722       }
4723
4724   return false;
4725 }
4726
4727 bool SimplifyCFGOpt::run(BasicBlock *BB) {
4728   bool Changed = false;
4729
4730   assert(BB && BB->getParent() && "Block not embedded in function!");
4731   assert(BB->getTerminator() && "Degenerate basic block encountered!");
4732
4733   // Remove basic blocks that have no predecessors (except the entry block)...
4734   // or that just have themself as a predecessor.  These are unreachable.
4735   if ((pred_empty(BB) &&
4736        BB != &BB->getParent()->getEntryBlock()) ||
4737       BB->getSinglePredecessor() == BB) {
4738     DEBUG(dbgs() << "Removing BB: \n" << *BB);
4739     DeleteDeadBlock(BB);
4740     return true;
4741   }
4742
4743   // Check to see if we can constant propagate this terminator instruction
4744   // away...
4745   Changed |= ConstantFoldTerminator(BB, true);
4746
4747   // Check for and eliminate duplicate PHI nodes in this block.
4748   Changed |= EliminateDuplicatePHINodes(BB);
4749
4750   // Check for and remove branches that will always cause undefined behavior.
4751   Changed |= removeUndefIntroducingPredecessor(BB);
4752
4753   // Merge basic blocks into their predecessor if there is only one distinct
4754   // pred, and if there is only one distinct successor of the predecessor, and
4755   // if there are no PHI nodes.
4756   //
4757   if (MergeBlockIntoPredecessor(BB))
4758     return true;
4759
4760   IRBuilder<> Builder(BB);
4761
4762   // If there is a trivial two-entry PHI node in this basic block, and we can
4763   // eliminate it, do so now.
4764   if (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(BB->begin()))
4765     if (PN->getNumIncomingValues() == 2)
4766       Changed |= FoldTwoEntryPHINode(PN, TTI, DL);
4767
4768   Builder.SetInsertPoint(BB->getTerminator());
4769   if (BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(BB->getTerminator())) {
4770     if (BI->isUnconditional()) {
4771       if (SimplifyUncondBranch(BI, Builder)) return true;
4772     } else {
4773       if (SimplifyCondBranch(BI, Builder)) return true;
4774     }
4775   } else if (ReturnInst *RI = dyn_cast<ReturnInst>(BB->getTerminator())) {
4776     if (SimplifyReturn(RI, Builder)) return true;
4777   } else if (ResumeInst *RI = dyn_cast<ResumeInst>(BB->getTerminator())) {
4778     if (SimplifyResume(RI, Builder)) return true;
4779   } else if (CleanupReturnInst *RI =
4780                dyn_cast<CleanupReturnInst>(BB->getTerminator())) {
4781     if (SimplifyCleanupReturn(RI)) return true;
4782   } else if (SwitchInst *SI = dyn_cast<SwitchInst>(BB->getTerminator())) {
4783     if (SimplifySwitch(SI, Builder)) return true;
4784   } else if (UnreachableInst *UI =
4785                dyn_cast<UnreachableInst>(BB->getTerminator())) {
4786     if (SimplifyUnreachable(UI)) return true;
4787   } else if (IndirectBrInst *IBI =
4788                dyn_cast<IndirectBrInst>(BB->getTerminator())) {
4789     if (SimplifyIndirectBr(IBI)) return true;
4790   }
4791
4792   return Changed;
4793 }
4794
4795 /// This function is used to do simplification of a CFG.
4796 /// For example, it adjusts branches to branches to eliminate the extra hop,
4797 /// eliminates unreachable basic blocks, and does other "peephole" optimization
4798 /// of the CFG.  It returns true if a modification was made.
4799 ///
4800 bool llvm::SimplifyCFG(BasicBlock *BB, const TargetTransformInfo &TTI,
4801                        unsigned BonusInstThreshold, AssumptionCache *AC) {
4802   return SimplifyCFGOpt(TTI, BB->getModule()->getDataLayout(),
4803                         BonusInstThreshold, AC).run(BB);
4804 }