Remove #include <iostream> and use llvm_* streams instead.
[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 was developed by the LLVM research group and is distributed under
6 // the University of Illinois Open Source License. See LICENSE.TXT for details.
7 //
8 //===----------------------------------------------------------------------===//
9 //
10 // Peephole optimize the CFG.
11 //
12 //===----------------------------------------------------------------------===//
13
14 #define DEBUG_TYPE "simplifycfg"
15 #include "llvm/Transforms/Utils/Local.h"
16 #include "llvm/Constants.h"
17 #include "llvm/Instructions.h"
18 #include "llvm/Type.h"
19 #include "llvm/Support/CFG.h"
20 #include "llvm/Support/Debug.h"
21 #include "llvm/Transforms/Utils/BasicBlockUtils.h"
22 #include <algorithm>
23 #include <functional>
24 #include <set>
25 #include <map>
26 using namespace llvm;
27
28 /// SafeToMergeTerminators - Return true if it is safe to merge these two
29 /// terminator instructions together.
30 ///
31 static bool SafeToMergeTerminators(TerminatorInst *SI1, TerminatorInst *SI2) {
32   if (SI1 == SI2) return false;  // Can't merge with self!
33   
34   // It is not safe to merge these two switch instructions if they have a common
35   // successor, and if that successor has a PHI node, and if *that* PHI node has
36   // conflicting incoming values from the two switch blocks.
37   BasicBlock *SI1BB = SI1->getParent();
38   BasicBlock *SI2BB = SI2->getParent();
39   std::set<BasicBlock*> SI1Succs(succ_begin(SI1BB), succ_end(SI1BB));
40   
41   for (succ_iterator I = succ_begin(SI2BB), E = succ_end(SI2BB); I != E; ++I)
42     if (SI1Succs.count(*I))
43       for (BasicBlock::iterator BBI = (*I)->begin();
44            isa<PHINode>(BBI); ++BBI) {
45         PHINode *PN = cast<PHINode>(BBI);
46         if (PN->getIncomingValueForBlock(SI1BB) !=
47             PN->getIncomingValueForBlock(SI2BB))
48           return false;
49       }
50         
51   return true;
52 }
53
54 /// AddPredecessorToBlock - Update PHI nodes in Succ to indicate that there will
55 /// now be entries in it from the 'NewPred' block.  The values that will be
56 /// flowing into the PHI nodes will be the same as those coming in from
57 /// ExistPred, an existing predecessor of Succ.
58 static void AddPredecessorToBlock(BasicBlock *Succ, BasicBlock *NewPred,
59                                   BasicBlock *ExistPred) {
60   assert(std::find(succ_begin(ExistPred), succ_end(ExistPred), Succ) !=
61          succ_end(ExistPred) && "ExistPred is not a predecessor of Succ!");
62   if (!isa<PHINode>(Succ->begin())) return; // Quick exit if nothing to do
63   
64   for (BasicBlock::iterator I = Succ->begin(); isa<PHINode>(I); ++I) {
65     PHINode *PN = cast<PHINode>(I);
66     Value *V = PN->getIncomingValueForBlock(ExistPred);
67     PN->addIncoming(V, NewPred);
68   }
69 }
70
71 // CanPropagatePredecessorsForPHIs - Return true if we can fold BB, an
72 // almost-empty BB ending in an unconditional branch to Succ, into succ.
73 //
74 // Assumption: Succ is the single successor for BB.
75 //
76 static bool CanPropagatePredecessorsForPHIs(BasicBlock *BB, BasicBlock *Succ) {
77   assert(*succ_begin(BB) == Succ && "Succ is not successor of BB!");
78
79   // Check to see if one of the predecessors of BB is already a predecessor of
80   // Succ.  If so, we cannot do the transformation if there are any PHI nodes
81   // with incompatible values coming in from the two edges!
82   //
83   if (isa<PHINode>(Succ->front())) {
84     std::set<BasicBlock*> BBPreds(pred_begin(BB), pred_end(BB));
85     for (pred_iterator PI = pred_begin(Succ), PE = pred_end(Succ);
86          PI != PE; ++PI)
87       if (std::find(BBPreds.begin(), BBPreds.end(), *PI) != BBPreds.end()) {
88         // Loop over all of the PHI nodes checking to see if there are
89         // incompatible values coming in.
90         for (BasicBlock::iterator I = Succ->begin(); isa<PHINode>(I); ++I) {
91           PHINode *PN = cast<PHINode>(I);
92           // Loop up the entries in the PHI node for BB and for *PI if the
93           // values coming in are non-equal, we cannot merge these two blocks
94           // (instead we should insert a conditional move or something, then
95           // merge the blocks).
96           if (PN->getIncomingValueForBlock(BB) !=
97               PN->getIncomingValueForBlock(*PI))
98             return false;  // Values are not equal...
99         }
100       }
101   }
102     
103   // Finally, if BB has PHI nodes that are used by things other than the PHIs in
104   // Succ and Succ has predecessors that are not Succ and not Pred, we cannot
105   // fold these blocks, as we don't know whether BB dominates Succ or not to
106   // update the PHI nodes correctly.
107   if (!isa<PHINode>(BB->begin()) || Succ->getSinglePredecessor()) return true;
108
109   // If the predecessors of Succ are only BB and Succ itself, we can handle this.
110   bool IsSafe = true;
111   for (pred_iterator PI = pred_begin(Succ), E = pred_end(Succ); PI != E; ++PI)
112     if (*PI != Succ && *PI != BB) {
113       IsSafe = false;
114       break;
115     }
116   if (IsSafe) return true;
117   
118   // If the PHI nodes in BB are only used by instructions in Succ, we are ok if
119   // BB and Succ have no common predecessors.
120   for (BasicBlock::iterator I = BB->begin(); isa<PHINode>(I); ++I) {
121     PHINode *PN = cast<PHINode>(I);
122     for (Value::use_iterator UI = PN->use_begin(), E = PN->use_end(); UI != E;
123          ++UI)
124       if (cast<Instruction>(*UI)->getParent() != Succ)
125         return false;
126   }
127   
128   // Scan the predecessor sets of BB and Succ, making sure there are no common
129   // predecessors.  Common predecessors would cause us to build a phi node with
130   // differing incoming values, which is not legal.
131   std::set<BasicBlock*> BBPreds(pred_begin(BB), pred_end(BB));
132   for (pred_iterator PI = pred_begin(Succ), E = pred_end(Succ); PI != E; ++PI)
133     if (BBPreds.count(*PI))
134       return false;
135     
136   return true;
137 }
138
139 /// TryToSimplifyUncondBranchFromEmptyBlock - BB contains an unconditional
140 /// branch to Succ, and contains no instructions other than PHI nodes and the
141 /// branch.  If possible, eliminate BB.
142 static bool TryToSimplifyUncondBranchFromEmptyBlock(BasicBlock *BB,
143                                                     BasicBlock *Succ) {
144   // If our successor has PHI nodes, then we need to update them to include
145   // entries for BB's predecessors, not for BB itself.  Be careful though,
146   // if this transformation fails (returns true) then we cannot do this
147   // transformation!
148   //
149   if (!CanPropagatePredecessorsForPHIs(BB, Succ)) return false;
150   
151   DOUT << "Killing Trivial BB: \n" << *BB;
152   
153   if (isa<PHINode>(Succ->begin())) {
154     // If there is more than one pred of succ, and there are PHI nodes in
155     // the successor, then we need to add incoming edges for the PHI nodes
156     //
157     const std::vector<BasicBlock*> BBPreds(pred_begin(BB), pred_end(BB));
158     
159     // Loop over all of the PHI nodes in the successor of BB.
160     for (BasicBlock::iterator I = Succ->begin(); isa<PHINode>(I); ++I) {
161       PHINode *PN = cast<PHINode>(I);
162       Value *OldVal = PN->removeIncomingValue(BB, false);
163       assert(OldVal && "No entry in PHI for Pred BB!");
164       
165       // If this incoming value is one of the PHI nodes in BB, the new entries
166       // in the PHI node are the entries from the old PHI.
167       if (isa<PHINode>(OldVal) && cast<PHINode>(OldVal)->getParent() == BB) {
168         PHINode *OldValPN = cast<PHINode>(OldVal);
169         for (unsigned i = 0, e = OldValPN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i)
170           PN->addIncoming(OldValPN->getIncomingValue(i),
171                           OldValPN->getIncomingBlock(i));
172       } else {
173         for (std::vector<BasicBlock*>::const_iterator PredI = BBPreds.begin(),
174              End = BBPreds.end(); PredI != End; ++PredI) {
175           // Add an incoming value for each of the new incoming values...
176           PN->addIncoming(OldVal, *PredI);
177         }
178       }
179     }
180   }
181   
182   if (isa<PHINode>(&BB->front())) {
183     std::vector<BasicBlock*>
184     OldSuccPreds(pred_begin(Succ), pred_end(Succ));
185     
186     // Move all PHI nodes in BB to Succ if they are alive, otherwise
187     // delete them.
188     while (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(&BB->front()))
189       if (PN->use_empty()) {
190         // Just remove the dead phi.  This happens if Succ's PHIs were the only
191         // users of the PHI nodes.
192         PN->eraseFromParent();
193       } else {
194         // The instruction is alive, so this means that Succ must have
195         // *ONLY* had BB as a predecessor, and the PHI node is still valid
196         // now.  Simply move it into Succ, because we know that BB
197         // strictly dominated Succ.
198         Succ->getInstList().splice(Succ->begin(),
199                                    BB->getInstList(), BB->begin());
200         
201         // We need to add new entries for the PHI node to account for
202         // predecessors of Succ that the PHI node does not take into
203         // account.  At this point, since we know that BB dominated succ,
204         // this means that we should any newly added incoming edges should
205         // use the PHI node as the value for these edges, because they are
206         // loop back edges.
207         for (unsigned i = 0, e = OldSuccPreds.size(); i != e; ++i)
208           if (OldSuccPreds[i] != BB)
209             PN->addIncoming(PN, OldSuccPreds[i]);
210       }
211   }
212     
213   // Everything that jumped to BB now goes to Succ.
214   std::string OldName = BB->getName();
215   BB->replaceAllUsesWith(Succ);
216   BB->eraseFromParent();              // Delete the old basic block.
217   
218   if (!OldName.empty() && !Succ->hasName())  // Transfer name if we can
219     Succ->setName(OldName);
220   return true;
221 }
222
223 /// GetIfCondition - Given a basic block (BB) with two predecessors (and
224 /// presumably PHI nodes in it), check to see if the merge at this block is due
225 /// to an "if condition".  If so, return the boolean condition that determines
226 /// which entry into BB will be taken.  Also, return by references the block
227 /// that will be entered from if the condition is true, and the block that will
228 /// be entered if the condition is false.
229 ///
230 ///
231 static Value *GetIfCondition(BasicBlock *BB,
232                              BasicBlock *&IfTrue, BasicBlock *&IfFalse) {
233   assert(std::distance(pred_begin(BB), pred_end(BB)) == 2 &&
234          "Function can only handle blocks with 2 predecessors!");
235   BasicBlock *Pred1 = *pred_begin(BB);
236   BasicBlock *Pred2 = *++pred_begin(BB);
237
238   // We can only handle branches.  Other control flow will be lowered to
239   // branches if possible anyway.
240   if (!isa<BranchInst>(Pred1->getTerminator()) ||
241       !isa<BranchInst>(Pred2->getTerminator()))
242     return 0;
243   BranchInst *Pred1Br = cast<BranchInst>(Pred1->getTerminator());
244   BranchInst *Pred2Br = cast<BranchInst>(Pred2->getTerminator());
245
246   // Eliminate code duplication by ensuring that Pred1Br is conditional if
247   // either are.
248   if (Pred2Br->isConditional()) {
249     // If both branches are conditional, we don't have an "if statement".  In
250     // reality, we could transform this case, but since the condition will be
251     // required anyway, we stand no chance of eliminating it, so the xform is
252     // probably not profitable.
253     if (Pred1Br->isConditional())
254       return 0;
255
256     std::swap(Pred1, Pred2);
257     std::swap(Pred1Br, Pred2Br);
258   }
259
260   if (Pred1Br->isConditional()) {
261     // If we found a conditional branch predecessor, make sure that it branches
262     // to BB and Pred2Br.  If it doesn't, this isn't an "if statement".
263     if (Pred1Br->getSuccessor(0) == BB &&
264         Pred1Br->getSuccessor(1) == Pred2) {
265       IfTrue = Pred1;
266       IfFalse = Pred2;
267     } else if (Pred1Br->getSuccessor(0) == Pred2 &&
268                Pred1Br->getSuccessor(1) == BB) {
269       IfTrue = Pred2;
270       IfFalse = Pred1;
271     } else {
272       // We know that one arm of the conditional goes to BB, so the other must
273       // go somewhere unrelated, and this must not be an "if statement".
274       return 0;
275     }
276
277     // The only thing we have to watch out for here is to make sure that Pred2
278     // doesn't have incoming edges from other blocks.  If it does, the condition
279     // doesn't dominate BB.
280     if (++pred_begin(Pred2) != pred_end(Pred2))
281       return 0;
282
283     return Pred1Br->getCondition();
284   }
285
286   // Ok, if we got here, both predecessors end with an unconditional branch to
287   // BB.  Don't panic!  If both blocks only have a single (identical)
288   // predecessor, and THAT is a conditional branch, then we're all ok!
289   if (pred_begin(Pred1) == pred_end(Pred1) ||
290       ++pred_begin(Pred1) != pred_end(Pred1) ||
291       pred_begin(Pred2) == pred_end(Pred2) ||
292       ++pred_begin(Pred2) != pred_end(Pred2) ||
293       *pred_begin(Pred1) != *pred_begin(Pred2))
294     return 0;
295
296   // Otherwise, if this is a conditional branch, then we can use it!
297   BasicBlock *CommonPred = *pred_begin(Pred1);
298   if (BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(CommonPred->getTerminator())) {
299     assert(BI->isConditional() && "Two successors but not conditional?");
300     if (BI->getSuccessor(0) == Pred1) {
301       IfTrue = Pred1;
302       IfFalse = Pred2;
303     } else {
304       IfTrue = Pred2;
305       IfFalse = Pred1;
306     }
307     return BI->getCondition();
308   }
309   return 0;
310 }
311
312
313 // If we have a merge point of an "if condition" as accepted above, return true
314 // if the specified value dominates the block.  We don't handle the true
315 // generality of domination here, just a special case which works well enough
316 // for us.
317 //
318 // If AggressiveInsts is non-null, and if V does not dominate BB, we check to
319 // see if V (which must be an instruction) is cheap to compute and is
320 // non-trapping.  If both are true, the instruction is inserted into the set and
321 // true is returned.
322 static bool DominatesMergePoint(Value *V, BasicBlock *BB,
323                                 std::set<Instruction*> *AggressiveInsts) {
324   Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V);
325   if (!I) {
326     // Non-instructions all dominate instructions, but not all constantexprs
327     // can be executed unconditionally.
328     if (ConstantExpr *C = dyn_cast<ConstantExpr>(V))
329       if (C->canTrap())
330         return false;
331     return true;
332   }
333   BasicBlock *PBB = I->getParent();
334
335   // We don't want to allow weird loops that might have the "if condition" in
336   // the bottom of this block.
337   if (PBB == BB) return false;
338
339   // If this instruction is defined in a block that contains an unconditional
340   // branch to BB, then it must be in the 'conditional' part of the "if
341   // statement".
342   if (BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(PBB->getTerminator()))
343     if (BI->isUnconditional() && BI->getSuccessor(0) == BB) {
344       if (!AggressiveInsts) return false;
345       // Okay, it looks like the instruction IS in the "condition".  Check to
346       // see if its a cheap instruction to unconditionally compute, and if it
347       // only uses stuff defined outside of the condition.  If so, hoist it out.
348       switch (I->getOpcode()) {
349       default: return false;  // Cannot hoist this out safely.
350       case Instruction::Load:
351         // We can hoist loads that are non-volatile and obviously cannot trap.
352         if (cast<LoadInst>(I)->isVolatile())
353           return false;
354         if (!isa<AllocaInst>(I->getOperand(0)) &&
355             !isa<Constant>(I->getOperand(0)))
356           return false;
357
358         // Finally, we have to check to make sure there are no instructions
359         // before the load in its basic block, as we are going to hoist the loop
360         // out to its predecessor.
361         if (PBB->begin() != BasicBlock::iterator(I))
362           return false;
363         break;
364       case Instruction::Add:
365       case Instruction::Sub:
366       case Instruction::And:
367       case Instruction::Or:
368       case Instruction::Xor:
369       case Instruction::Shl:
370       case Instruction::LShr:
371       case Instruction::AShr:
372       case Instruction::SetEQ:
373       case Instruction::SetNE:
374       case Instruction::SetLT:
375       case Instruction::SetGT:
376       case Instruction::SetLE:
377       case Instruction::SetGE:
378         break;   // These are all cheap and non-trapping instructions.
379       }
380
381       // Okay, we can only really hoist these out if their operands are not
382       // defined in the conditional region.
383       for (unsigned i = 0, e = I->getNumOperands(); i != e; ++i)
384         if (!DominatesMergePoint(I->getOperand(i), BB, 0))
385           return false;
386       // Okay, it's safe to do this!  Remember this instruction.
387       AggressiveInsts->insert(I);
388     }
389
390   return true;
391 }
392
393 // GatherConstantSetEQs - Given a potentially 'or'd together collection of seteq
394 // instructions that compare a value against a constant, return the value being
395 // compared, and stick the constant into the Values vector.
396 static Value *GatherConstantSetEQs(Value *V, std::vector<ConstantInt*> &Values){
397   if (Instruction *Inst = dyn_cast<Instruction>(V))
398     if (Inst->getOpcode() == Instruction::SetEQ) {
399       if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(Inst->getOperand(1))) {
400         Values.push_back(C);
401         return Inst->getOperand(0);
402       } else if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(Inst->getOperand(0))) {
403         Values.push_back(C);
404         return Inst->getOperand(1);
405       }
406     } else if (Inst->getOpcode() == Instruction::Or) {
407       if (Value *LHS = GatherConstantSetEQs(Inst->getOperand(0), Values))
408         if (Value *RHS = GatherConstantSetEQs(Inst->getOperand(1), Values))
409           if (LHS == RHS)
410             return LHS;
411     }
412   return 0;
413 }
414
415 // GatherConstantSetNEs - Given a potentially 'and'd together collection of
416 // setne instructions that compare a value against a constant, return the value
417 // being compared, and stick the constant into the Values vector.
418 static Value *GatherConstantSetNEs(Value *V, std::vector<ConstantInt*> &Values){
419   if (Instruction *Inst = dyn_cast<Instruction>(V))
420     if (Inst->getOpcode() == Instruction::SetNE) {
421       if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(Inst->getOperand(1))) {
422         Values.push_back(C);
423         return Inst->getOperand(0);
424       } else if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(Inst->getOperand(0))) {
425         Values.push_back(C);
426         return Inst->getOperand(1);
427       }
428     } else if (Inst->getOpcode() == Instruction::Cast) {
429       // Cast of X to bool is really a comparison against zero.
430       assert(Inst->getType() == Type::BoolTy && "Can only handle bool values!");
431       Values.push_back(ConstantInt::get(Inst->getOperand(0)->getType(), 0));
432       return Inst->getOperand(0);
433     } else if (Inst->getOpcode() == Instruction::And) {
434       if (Value *LHS = GatherConstantSetNEs(Inst->getOperand(0), Values))
435         if (Value *RHS = GatherConstantSetNEs(Inst->getOperand(1), Values))
436           if (LHS == RHS)
437             return LHS;
438     }
439   return 0;
440 }
441
442
443
444 /// GatherValueComparisons - If the specified Cond is an 'and' or 'or' of a
445 /// bunch of comparisons of one value against constants, return the value and
446 /// the constants being compared.
447 static bool GatherValueComparisons(Instruction *Cond, Value *&CompVal,
448                                    std::vector<ConstantInt*> &Values) {
449   if (Cond->getOpcode() == Instruction::Or) {
450     CompVal = GatherConstantSetEQs(Cond, Values);
451
452     // Return true to indicate that the condition is true if the CompVal is
453     // equal to one of the constants.
454     return true;
455   } else if (Cond->getOpcode() == Instruction::And) {
456     CompVal = GatherConstantSetNEs(Cond, Values);
457
458     // Return false to indicate that the condition is false if the CompVal is
459     // equal to one of the constants.
460     return false;
461   }
462   return false;
463 }
464
465 /// ErasePossiblyDeadInstructionTree - If the specified instruction is dead and
466 /// has no side effects, nuke it.  If it uses any instructions that become dead
467 /// because the instruction is now gone, nuke them too.
468 static void ErasePossiblyDeadInstructionTree(Instruction *I) {
469   if (!isInstructionTriviallyDead(I)) return;
470   
471   std::vector<Instruction*> InstrsToInspect;
472   InstrsToInspect.push_back(I);
473
474   while (!InstrsToInspect.empty()) {
475     I = InstrsToInspect.back();
476     InstrsToInspect.pop_back();
477
478     if (!isInstructionTriviallyDead(I)) continue;
479
480     // If I is in the work list multiple times, remove previous instances.
481     for (unsigned i = 0, e = InstrsToInspect.size(); i != e; ++i)
482       if (InstrsToInspect[i] == I) {
483         InstrsToInspect.erase(InstrsToInspect.begin()+i);
484         --i, --e;
485       }
486
487     // Add operands of dead instruction to worklist.
488     for (unsigned i = 0, e = I->getNumOperands(); i != e; ++i)
489       if (Instruction *OpI = dyn_cast<Instruction>(I->getOperand(i)))
490         InstrsToInspect.push_back(OpI);
491
492     // Remove dead instruction.
493     I->eraseFromParent();
494   }
495 }
496
497 // isValueEqualityComparison - Return true if the specified terminator checks to
498 // see if a value is equal to constant integer value.
499 static Value *isValueEqualityComparison(TerminatorInst *TI) {
500   if (SwitchInst *SI = dyn_cast<SwitchInst>(TI)) {
501     // Do not permit merging of large switch instructions into their
502     // predecessors unless there is only one predecessor.
503     if (SI->getNumSuccessors() * std::distance(pred_begin(SI->getParent()),
504                                                pred_end(SI->getParent())) > 128)
505       return 0;
506
507     return SI->getCondition();
508   }
509   if (BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(TI))
510     if (BI->isConditional() && BI->getCondition()->hasOneUse())
511       if (SetCondInst *SCI = dyn_cast<SetCondInst>(BI->getCondition()))
512         if ((SCI->getOpcode() == Instruction::SetEQ ||
513              SCI->getOpcode() == Instruction::SetNE) &&
514             isa<ConstantInt>(SCI->getOperand(1)))
515           return SCI->getOperand(0);
516   return 0;
517 }
518
519 // Given a value comparison instruction, decode all of the 'cases' that it
520 // represents and return the 'default' block.
521 static BasicBlock *
522 GetValueEqualityComparisonCases(TerminatorInst *TI,
523                                 std::vector<std::pair<ConstantInt*,
524                                                       BasicBlock*> > &Cases) {
525   if (SwitchInst *SI = dyn_cast<SwitchInst>(TI)) {
526     Cases.reserve(SI->getNumCases());
527     for (unsigned i = 1, e = SI->getNumCases(); i != e; ++i)
528       Cases.push_back(std::make_pair(SI->getCaseValue(i), SI->getSuccessor(i)));
529     return SI->getDefaultDest();
530   }
531
532   BranchInst *BI = cast<BranchInst>(TI);
533   SetCondInst *SCI = cast<SetCondInst>(BI->getCondition());
534   Cases.push_back(std::make_pair(cast<ConstantInt>(SCI->getOperand(1)),
535                                  BI->getSuccessor(SCI->getOpcode() ==
536                                                         Instruction::SetNE)));
537   return BI->getSuccessor(SCI->getOpcode() == Instruction::SetEQ);
538 }
539
540
541 // EliminateBlockCases - Given an vector of bb/value pairs, remove any entries
542 // in the list that match the specified block.
543 static void EliminateBlockCases(BasicBlock *BB,
544                std::vector<std::pair<ConstantInt*, BasicBlock*> > &Cases) {
545   for (unsigned i = 0, e = Cases.size(); i != e; ++i)
546     if (Cases[i].second == BB) {
547       Cases.erase(Cases.begin()+i);
548       --i; --e;
549     }
550 }
551
552 // ValuesOverlap - Return true if there are any keys in C1 that exist in C2 as
553 // well.
554 static bool
555 ValuesOverlap(std::vector<std::pair<ConstantInt*, BasicBlock*> > &C1,
556               std::vector<std::pair<ConstantInt*, BasicBlock*> > &C2) {
557   std::vector<std::pair<ConstantInt*, BasicBlock*> > *V1 = &C1, *V2 = &C2;
558
559   // Make V1 be smaller than V2.
560   if (V1->size() > V2->size())
561     std::swap(V1, V2);
562
563   if (V1->size() == 0) return false;
564   if (V1->size() == 1) {
565     // Just scan V2.
566     ConstantInt *TheVal = (*V1)[0].first;
567     for (unsigned i = 0, e = V2->size(); i != e; ++i)
568       if (TheVal == (*V2)[i].first)
569         return true;
570   }
571
572   // Otherwise, just sort both lists and compare element by element.
573   std::sort(V1->begin(), V1->end());
574   std::sort(V2->begin(), V2->end());
575   unsigned i1 = 0, i2 = 0, e1 = V1->size(), e2 = V2->size();
576   while (i1 != e1 && i2 != e2) {
577     if ((*V1)[i1].first == (*V2)[i2].first)
578       return true;
579     if ((*V1)[i1].first < (*V2)[i2].first)
580       ++i1;
581     else
582       ++i2;
583   }
584   return false;
585 }
586
587 // SimplifyEqualityComparisonWithOnlyPredecessor - If TI is known to be a
588 // terminator instruction and its block is known to only have a single
589 // predecessor block, check to see if that predecessor is also a value
590 // comparison with the same value, and if that comparison determines the outcome
591 // of this comparison.  If so, simplify TI.  This does a very limited form of
592 // jump threading.
593 static bool SimplifyEqualityComparisonWithOnlyPredecessor(TerminatorInst *TI,
594                                                           BasicBlock *Pred) {
595   Value *PredVal = isValueEqualityComparison(Pred->getTerminator());
596   if (!PredVal) return false;  // Not a value comparison in predecessor.
597
598   Value *ThisVal = isValueEqualityComparison(TI);
599   assert(ThisVal && "This isn't a value comparison!!");
600   if (ThisVal != PredVal) return false;  // Different predicates.
601
602   // Find out information about when control will move from Pred to TI's block.
603   std::vector<std::pair<ConstantInt*, BasicBlock*> > PredCases;
604   BasicBlock *PredDef = GetValueEqualityComparisonCases(Pred->getTerminator(),
605                                                         PredCases);
606   EliminateBlockCases(PredDef, PredCases);  // Remove default from cases.
607
608   // Find information about how control leaves this block.
609   std::vector<std::pair<ConstantInt*, BasicBlock*> > ThisCases;
610   BasicBlock *ThisDef = GetValueEqualityComparisonCases(TI, ThisCases);
611   EliminateBlockCases(ThisDef, ThisCases);  // Remove default from cases.
612
613   // If TI's block is the default block from Pred's comparison, potentially
614   // simplify TI based on this knowledge.
615   if (PredDef == TI->getParent()) {
616     // If we are here, we know that the value is none of those cases listed in
617     // PredCases.  If there are any cases in ThisCases that are in PredCases, we
618     // can simplify TI.
619     if (ValuesOverlap(PredCases, ThisCases)) {
620       if (BranchInst *BTI = dyn_cast<BranchInst>(TI)) {
621         // Okay, one of the successors of this condbr is dead.  Convert it to a
622         // uncond br.
623         assert(ThisCases.size() == 1 && "Branch can only have one case!");
624         Value *Cond = BTI->getCondition();
625         // Insert the new branch.
626         Instruction *NI = new BranchInst(ThisDef, TI);
627
628         // Remove PHI node entries for the dead edge.
629         ThisCases[0].second->removePredecessor(TI->getParent());
630
631         DOUT << "Threading pred instr: " << *Pred->getTerminator()
632              << "Through successor TI: " << *TI << "Leaving: " << *NI << "\n";
633
634         TI->eraseFromParent();   // Nuke the old one.
635         // If condition is now dead, nuke it.
636         if (Instruction *CondI = dyn_cast<Instruction>(Cond))
637           ErasePossiblyDeadInstructionTree(CondI);
638         return true;
639
640       } else {
641         SwitchInst *SI = cast<SwitchInst>(TI);
642         // Okay, TI has cases that are statically dead, prune them away.
643         std::set<Constant*> DeadCases;
644         for (unsigned i = 0, e = PredCases.size(); i != e; ++i)
645           DeadCases.insert(PredCases[i].first);
646
647         DOUT << "Threading pred instr: " << *Pred->getTerminator()
648              << "Through successor TI: " << *TI;
649
650         for (unsigned i = SI->getNumCases()-1; i != 0; --i)
651           if (DeadCases.count(SI->getCaseValue(i))) {
652             SI->getSuccessor(i)->removePredecessor(TI->getParent());
653             SI->removeCase(i);
654           }
655
656         DOUT << "Leaving: " << *TI << "\n";
657         return true;
658       }
659     }
660
661   } else {
662     // Otherwise, TI's block must correspond to some matched value.  Find out
663     // which value (or set of values) this is.
664     ConstantInt *TIV = 0;
665     BasicBlock *TIBB = TI->getParent();
666     for (unsigned i = 0, e = PredCases.size(); i != e; ++i)
667       if (PredCases[i].second == TIBB)
668         if (TIV == 0)
669           TIV = PredCases[i].first;
670         else
671           return false;  // Cannot handle multiple values coming to this block.
672     assert(TIV && "No edge from pred to succ?");
673
674     // Okay, we found the one constant that our value can be if we get into TI's
675     // BB.  Find out which successor will unconditionally be branched to.
676     BasicBlock *TheRealDest = 0;
677     for (unsigned i = 0, e = ThisCases.size(); i != e; ++i)
678       if (ThisCases[i].first == TIV) {
679         TheRealDest = ThisCases[i].second;
680         break;
681       }
682
683     // If not handled by any explicit cases, it is handled by the default case.
684     if (TheRealDest == 0) TheRealDest = ThisDef;
685
686     // Remove PHI node entries for dead edges.
687     BasicBlock *CheckEdge = TheRealDest;
688     for (succ_iterator SI = succ_begin(TIBB), e = succ_end(TIBB); SI != e; ++SI)
689       if (*SI != CheckEdge)
690         (*SI)->removePredecessor(TIBB);
691       else
692         CheckEdge = 0;
693
694     // Insert the new branch.
695     Instruction *NI = new BranchInst(TheRealDest, TI);
696
697     DOUT << "Threading pred instr: " << *Pred->getTerminator()
698          << "Through successor TI: " << *TI << "Leaving: " << *NI << "\n";
699     Instruction *Cond = 0;
700     if (BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(TI))
701       Cond = dyn_cast<Instruction>(BI->getCondition());
702     TI->eraseFromParent();   // Nuke the old one.
703
704     if (Cond) ErasePossiblyDeadInstructionTree(Cond);
705     return true;
706   }
707   return false;
708 }
709
710 // FoldValueComparisonIntoPredecessors - The specified terminator is a value
711 // equality comparison instruction (either a switch or a branch on "X == c").
712 // See if any of the predecessors of the terminator block are value comparisons
713 // on the same value.  If so, and if safe to do so, fold them together.
714 static bool FoldValueComparisonIntoPredecessors(TerminatorInst *TI) {
715   BasicBlock *BB = TI->getParent();
716   Value *CV = isValueEqualityComparison(TI);  // CondVal
717   assert(CV && "Not a comparison?");
718   bool Changed = false;
719
720   std::vector<BasicBlock*> Preds(pred_begin(BB), pred_end(BB));
721   while (!Preds.empty()) {
722     BasicBlock *Pred = Preds.back();
723     Preds.pop_back();
724
725     // See if the predecessor is a comparison with the same value.
726     TerminatorInst *PTI = Pred->getTerminator();
727     Value *PCV = isValueEqualityComparison(PTI);  // PredCondVal
728
729     if (PCV == CV && SafeToMergeTerminators(TI, PTI)) {
730       // Figure out which 'cases' to copy from SI to PSI.
731       std::vector<std::pair<ConstantInt*, BasicBlock*> > BBCases;
732       BasicBlock *BBDefault = GetValueEqualityComparisonCases(TI, BBCases);
733
734       std::vector<std::pair<ConstantInt*, BasicBlock*> > PredCases;
735       BasicBlock *PredDefault = GetValueEqualityComparisonCases(PTI, PredCases);
736
737       // Based on whether the default edge from PTI goes to BB or not, fill in
738       // PredCases and PredDefault with the new switch cases we would like to
739       // build.
740       std::vector<BasicBlock*> NewSuccessors;
741
742       if (PredDefault == BB) {
743         // If this is the default destination from PTI, only the edges in TI
744         // that don't occur in PTI, or that branch to BB will be activated.
745         std::set<ConstantInt*> PTIHandled;
746         for (unsigned i = 0, e = PredCases.size(); i != e; ++i)
747           if (PredCases[i].second != BB)
748             PTIHandled.insert(PredCases[i].first);
749           else {
750             // The default destination is BB, we don't need explicit targets.
751             std::swap(PredCases[i], PredCases.back());
752             PredCases.pop_back();
753             --i; --e;
754           }
755
756         // Reconstruct the new switch statement we will be building.
757         if (PredDefault != BBDefault) {
758           PredDefault->removePredecessor(Pred);
759           PredDefault = BBDefault;
760           NewSuccessors.push_back(BBDefault);
761         }
762         for (unsigned i = 0, e = BBCases.size(); i != e; ++i)
763           if (!PTIHandled.count(BBCases[i].first) &&
764               BBCases[i].second != BBDefault) {
765             PredCases.push_back(BBCases[i]);
766             NewSuccessors.push_back(BBCases[i].second);
767           }
768
769       } else {
770         // If this is not the default destination from PSI, only the edges
771         // in SI that occur in PSI with a destination of BB will be
772         // activated.
773         std::set<ConstantInt*> PTIHandled;
774         for (unsigned i = 0, e = PredCases.size(); i != e; ++i)
775           if (PredCases[i].second == BB) {
776             PTIHandled.insert(PredCases[i].first);
777             std::swap(PredCases[i], PredCases.back());
778             PredCases.pop_back();
779             --i; --e;
780           }
781
782         // Okay, now we know which constants were sent to BB from the
783         // predecessor.  Figure out where they will all go now.
784         for (unsigned i = 0, e = BBCases.size(); i != e; ++i)
785           if (PTIHandled.count(BBCases[i].first)) {
786             // If this is one we are capable of getting...
787             PredCases.push_back(BBCases[i]);
788             NewSuccessors.push_back(BBCases[i].second);
789             PTIHandled.erase(BBCases[i].first);// This constant is taken care of
790           }
791
792         // If there are any constants vectored to BB that TI doesn't handle,
793         // they must go to the default destination of TI.
794         for (std::set<ConstantInt*>::iterator I = PTIHandled.begin(),
795                E = PTIHandled.end(); I != E; ++I) {
796           PredCases.push_back(std::make_pair(*I, BBDefault));
797           NewSuccessors.push_back(BBDefault);
798         }
799       }
800
801       // Okay, at this point, we know which new successor Pred will get.  Make
802       // sure we update the number of entries in the PHI nodes for these
803       // successors.
804       for (unsigned i = 0, e = NewSuccessors.size(); i != e; ++i)
805         AddPredecessorToBlock(NewSuccessors[i], Pred, BB);
806
807       // Now that the successors are updated, create the new Switch instruction.
808       SwitchInst *NewSI = new SwitchInst(CV, PredDefault, PredCases.size(),PTI);
809       for (unsigned i = 0, e = PredCases.size(); i != e; ++i)
810         NewSI->addCase(PredCases[i].first, PredCases[i].second);
811
812       Instruction *DeadCond = 0;
813       if (BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(PTI))
814         // If PTI is a branch, remember the condition.
815         DeadCond = dyn_cast<Instruction>(BI->getCondition());
816       Pred->getInstList().erase(PTI);
817
818       // If the condition is dead now, remove the instruction tree.
819       if (DeadCond) ErasePossiblyDeadInstructionTree(DeadCond);
820
821       // Okay, last check.  If BB is still a successor of PSI, then we must
822       // have an infinite loop case.  If so, add an infinitely looping block
823       // to handle the case to preserve the behavior of the code.
824       BasicBlock *InfLoopBlock = 0;
825       for (unsigned i = 0, e = NewSI->getNumSuccessors(); i != e; ++i)
826         if (NewSI->getSuccessor(i) == BB) {
827           if (InfLoopBlock == 0) {
828             // Insert it at the end of the loop, because it's either code,
829             // or it won't matter if it's hot. :)
830             InfLoopBlock = new BasicBlock("infloop", BB->getParent());
831             new BranchInst(InfLoopBlock, InfLoopBlock);
832           }
833           NewSI->setSuccessor(i, InfLoopBlock);
834         }
835
836       Changed = true;
837     }
838   }
839   return Changed;
840 }
841
842 /// HoistThenElseCodeToIf - Given a conditional branch that goes to BB1 and
843 /// BB2, hoist any common code in the two blocks up into the branch block.  The
844 /// caller of this function guarantees that BI's block dominates BB1 and BB2.
845 static bool HoistThenElseCodeToIf(BranchInst *BI) {
846   // This does very trivial matching, with limited scanning, to find identical
847   // instructions in the two blocks.  In particular, we don't want to get into
848   // O(M*N) situations here where M and N are the sizes of BB1 and BB2.  As
849   // such, we currently just scan for obviously identical instructions in an
850   // identical order.
851   BasicBlock *BB1 = BI->getSuccessor(0);  // The true destination.
852   BasicBlock *BB2 = BI->getSuccessor(1);  // The false destination
853
854   Instruction *I1 = BB1->begin(), *I2 = BB2->begin();
855   if (I1->getOpcode() != I2->getOpcode() || !I1->isIdenticalTo(I2) ||
856       isa<PHINode>(I1) || isa<InvokeInst>(I1))
857     return false;
858
859   // If we get here, we can hoist at least one instruction.
860   BasicBlock *BIParent = BI->getParent();
861
862   do {
863     // If we are hoisting the terminator instruction, don't move one (making a
864     // broken BB), instead clone it, and remove BI.
865     if (isa<TerminatorInst>(I1))
866       goto HoistTerminator;
867
868     // For a normal instruction, we just move one to right before the branch,
869     // then replace all uses of the other with the first.  Finally, we remove
870     // the now redundant second instruction.
871     BIParent->getInstList().splice(BI, BB1->getInstList(), I1);
872     if (!I2->use_empty())
873       I2->replaceAllUsesWith(I1);
874     BB2->getInstList().erase(I2);
875
876     I1 = BB1->begin();
877     I2 = BB2->begin();
878   } while (I1->getOpcode() == I2->getOpcode() && I1->isIdenticalTo(I2));
879
880   return true;
881
882 HoistTerminator:
883   // Okay, it is safe to hoist the terminator.
884   Instruction *NT = I1->clone();
885   BIParent->getInstList().insert(BI, NT);
886   if (NT->getType() != Type::VoidTy) {
887     I1->replaceAllUsesWith(NT);
888     I2->replaceAllUsesWith(NT);
889     NT->setName(I1->getName());
890   }
891
892   // Hoisting one of the terminators from our successor is a great thing.
893   // Unfortunately, the successors of the if/else blocks may have PHI nodes in
894   // them.  If they do, all PHI entries for BB1/BB2 must agree for all PHI
895   // nodes, so we insert select instruction to compute the final result.
896   std::map<std::pair<Value*,Value*>, SelectInst*> InsertedSelects;
897   for (succ_iterator SI = succ_begin(BB1), E = succ_end(BB1); SI != E; ++SI) {
898     PHINode *PN;
899     for (BasicBlock::iterator BBI = SI->begin();
900          (PN = dyn_cast<PHINode>(BBI)); ++BBI) {
901       Value *BB1V = PN->getIncomingValueForBlock(BB1);
902       Value *BB2V = PN->getIncomingValueForBlock(BB2);
903       if (BB1V != BB2V) {
904         // These values do not agree.  Insert a select instruction before NT
905         // that determines the right value.
906         SelectInst *&SI = InsertedSelects[std::make_pair(BB1V, BB2V)];
907         if (SI == 0)
908           SI = new SelectInst(BI->getCondition(), BB1V, BB2V,
909                               BB1V->getName()+"."+BB2V->getName(), NT);
910         // Make the PHI node use the select for all incoming values for BB1/BB2
911         for (unsigned i = 0, e = PN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i)
912           if (PN->getIncomingBlock(i) == BB1 || PN->getIncomingBlock(i) == BB2)
913             PN->setIncomingValue(i, SI);
914       }
915     }
916   }
917
918   // Update any PHI nodes in our new successors.
919   for (succ_iterator SI = succ_begin(BB1), E = succ_end(BB1); SI != E; ++SI)
920     AddPredecessorToBlock(*SI, BIParent, BB1);
921
922   BI->eraseFromParent();
923   return true;
924 }
925
926 /// BlockIsSimpleEnoughToThreadThrough - Return true if we can thread a branch
927 /// across this block.
928 static bool BlockIsSimpleEnoughToThreadThrough(BasicBlock *BB) {
929   BranchInst *BI = cast<BranchInst>(BB->getTerminator());
930   unsigned Size = 0;
931   
932   // If this basic block contains anything other than a PHI (which controls the
933   // branch) and branch itself, bail out.  FIXME: improve this in the future.
934   for (BasicBlock::iterator BBI = BB->begin(); &*BBI != BI; ++BBI, ++Size) {
935     if (Size > 10) return false;  // Don't clone large BB's.
936     
937     // We can only support instructions that are do not define values that are
938     // live outside of the current basic block.
939     for (Value::use_iterator UI = BBI->use_begin(), E = BBI->use_end();
940          UI != E; ++UI) {
941       Instruction *U = cast<Instruction>(*UI);
942       if (U->getParent() != BB || isa<PHINode>(U)) return false;
943     }
944     
945     // Looks ok, continue checking.
946   }
947
948   return true;
949 }
950
951 /// FoldCondBranchOnPHI - If we have a conditional branch on a PHI node value
952 /// that is defined in the same block as the branch and if any PHI entries are
953 /// constants, thread edges corresponding to that entry to be branches to their
954 /// ultimate destination.
955 static bool FoldCondBranchOnPHI(BranchInst *BI) {
956   BasicBlock *BB = BI->getParent();
957   PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(BI->getCondition());
958   // NOTE: we currently cannot transform this case if the PHI node is used
959   // outside of the block.
960   if (!PN || PN->getParent() != BB || !PN->hasOneUse())
961     return false;
962   
963   // Degenerate case of a single entry PHI.
964   if (PN->getNumIncomingValues() == 1) {
965     if (PN->getIncomingValue(0) != PN)
966       PN->replaceAllUsesWith(PN->getIncomingValue(0));
967     else
968       PN->replaceAllUsesWith(UndefValue::get(PN->getType()));
969     PN->eraseFromParent();
970     return true;    
971   }
972
973   // Now we know that this block has multiple preds and two succs.
974   if (!BlockIsSimpleEnoughToThreadThrough(BB)) return false;
975   
976   // Okay, this is a simple enough basic block.  See if any phi values are
977   // constants.
978   for (unsigned i = 0, e = PN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i)
979     if (ConstantBool *CB = dyn_cast<ConstantBool>(PN->getIncomingValue(i))) {
980       // Okay, we now know that all edges from PredBB should be revectored to
981       // branch to RealDest.
982       BasicBlock *PredBB = PN->getIncomingBlock(i);
983       BasicBlock *RealDest = BI->getSuccessor(!CB->getValue());
984       
985       if (RealDest == BB) continue;  // Skip self loops.
986       
987       // The dest block might have PHI nodes, other predecessors and other
988       // difficult cases.  Instead of being smart about this, just insert a new
989       // block that jumps to the destination block, effectively splitting
990       // the edge we are about to create.
991       BasicBlock *EdgeBB = new BasicBlock(RealDest->getName()+".critedge",
992                                           RealDest->getParent(), RealDest);
993       new BranchInst(RealDest, EdgeBB);
994       PHINode *PN;
995       for (BasicBlock::iterator BBI = RealDest->begin();
996            (PN = dyn_cast<PHINode>(BBI)); ++BBI) {
997         Value *V = PN->getIncomingValueForBlock(BB);
998         PN->addIncoming(V, EdgeBB);
999       }
1000
1001       // BB may have instructions that are being threaded over.  Clone these
1002       // instructions into EdgeBB.  We know that there will be no uses of the
1003       // cloned instructions outside of EdgeBB.
1004       BasicBlock::iterator InsertPt = EdgeBB->begin();
1005       std::map<Value*, Value*> TranslateMap;  // Track translated values.
1006       for (BasicBlock::iterator BBI = BB->begin(); &*BBI != BI; ++BBI) {
1007         if (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(BBI)) {
1008           TranslateMap[PN] = PN->getIncomingValueForBlock(PredBB);
1009         } else {
1010           // Clone the instruction.
1011           Instruction *N = BBI->clone();
1012           if (BBI->hasName()) N->setName(BBI->getName()+".c");
1013           
1014           // Update operands due to translation.
1015           for (unsigned i = 0, e = N->getNumOperands(); i != e; ++i) {
1016             std::map<Value*, Value*>::iterator PI =
1017               TranslateMap.find(N->getOperand(i));
1018             if (PI != TranslateMap.end())
1019               N->setOperand(i, PI->second);
1020           }
1021           
1022           // Check for trivial simplification.
1023           if (Constant *C = ConstantFoldInstruction(N)) {
1024             TranslateMap[BBI] = C;
1025             delete N;   // Constant folded away, don't need actual inst
1026           } else {
1027             // Insert the new instruction into its new home.
1028             EdgeBB->getInstList().insert(InsertPt, N);
1029             if (!BBI->use_empty())
1030               TranslateMap[BBI] = N;
1031           }
1032         }
1033       }
1034
1035       // Loop over all of the edges from PredBB to BB, changing them to branch
1036       // to EdgeBB instead.
1037       TerminatorInst *PredBBTI = PredBB->getTerminator();
1038       for (unsigned i = 0, e = PredBBTI->getNumSuccessors(); i != e; ++i)
1039         if (PredBBTI->getSuccessor(i) == BB) {
1040           BB->removePredecessor(PredBB);
1041           PredBBTI->setSuccessor(i, EdgeBB);
1042         }
1043       
1044       // Recurse, simplifying any other constants.
1045       return FoldCondBranchOnPHI(BI) | true;
1046     }
1047
1048   return false;
1049 }
1050
1051 /// FoldTwoEntryPHINode - Given a BB that starts with the specified two-entry
1052 /// PHI node, see if we can eliminate it.
1053 static bool FoldTwoEntryPHINode(PHINode *PN) {
1054   // Ok, this is a two entry PHI node.  Check to see if this is a simple "if
1055   // statement", which has a very simple dominance structure.  Basically, we
1056   // are trying to find the condition that is being branched on, which
1057   // subsequently causes this merge to happen.  We really want control
1058   // dependence information for this check, but simplifycfg can't keep it up
1059   // to date, and this catches most of the cases we care about anyway.
1060   //
1061   BasicBlock *BB = PN->getParent();
1062   BasicBlock *IfTrue, *IfFalse;
1063   Value *IfCond = GetIfCondition(BB, IfTrue, IfFalse);
1064   if (!IfCond) return false;
1065   
1066   // Okay, we found that we can merge this two-entry phi node into a select.
1067   // Doing so would require us to fold *all* two entry phi nodes in this block.
1068   // At some point this becomes non-profitable (particularly if the target
1069   // doesn't support cmov's).  Only do this transformation if there are two or
1070   // fewer PHI nodes in this block.
1071   unsigned NumPhis = 0;
1072   for (BasicBlock::iterator I = BB->begin(); isa<PHINode>(I); ++NumPhis, ++I)
1073     if (NumPhis > 2)
1074       return false;
1075   
1076   DOUT << "FOUND IF CONDITION!  " << *IfCond << "  T: "
1077        << IfTrue->getName() << "  F: " << IfFalse->getName() << "\n";
1078   
1079   // Loop over the PHI's seeing if we can promote them all to select
1080   // instructions.  While we are at it, keep track of the instructions
1081   // that need to be moved to the dominating block.
1082   std::set<Instruction*> AggressiveInsts;
1083   
1084   BasicBlock::iterator AfterPHIIt = BB->begin();
1085   while (isa<PHINode>(AfterPHIIt)) {
1086     PHINode *PN = cast<PHINode>(AfterPHIIt++);
1087     if (PN->getIncomingValue(0) == PN->getIncomingValue(1)) {
1088       if (PN->getIncomingValue(0) != PN)
1089         PN->replaceAllUsesWith(PN->getIncomingValue(0));
1090       else
1091         PN->replaceAllUsesWith(UndefValue::get(PN->getType()));
1092     } else if (!DominatesMergePoint(PN->getIncomingValue(0), BB,
1093                                     &AggressiveInsts) ||
1094                !DominatesMergePoint(PN->getIncomingValue(1), BB,
1095                                     &AggressiveInsts)) {
1096       return false;
1097     }
1098   }
1099   
1100   // If we all PHI nodes are promotable, check to make sure that all
1101   // instructions in the predecessor blocks can be promoted as well.  If
1102   // not, we won't be able to get rid of the control flow, so it's not
1103   // worth promoting to select instructions.
1104   BasicBlock *DomBlock = 0, *IfBlock1 = 0, *IfBlock2 = 0;
1105   PN = cast<PHINode>(BB->begin());
1106   BasicBlock *Pred = PN->getIncomingBlock(0);
1107   if (cast<BranchInst>(Pred->getTerminator())->isUnconditional()) {
1108     IfBlock1 = Pred;
1109     DomBlock = *pred_begin(Pred);
1110     for (BasicBlock::iterator I = Pred->begin();
1111          !isa<TerminatorInst>(I); ++I)
1112       if (!AggressiveInsts.count(I)) {
1113         // This is not an aggressive instruction that we can promote.
1114         // Because of this, we won't be able to get rid of the control
1115         // flow, so the xform is not worth it.
1116         return false;
1117       }
1118   }
1119     
1120   Pred = PN->getIncomingBlock(1);
1121   if (cast<BranchInst>(Pred->getTerminator())->isUnconditional()) {
1122     IfBlock2 = Pred;
1123     DomBlock = *pred_begin(Pred);
1124     for (BasicBlock::iterator I = Pred->begin();
1125          !isa<TerminatorInst>(I); ++I)
1126       if (!AggressiveInsts.count(I)) {
1127         // This is not an aggressive instruction that we can promote.
1128         // Because of this, we won't be able to get rid of the control
1129         // flow, so the xform is not worth it.
1130         return false;
1131       }
1132   }
1133       
1134   // If we can still promote the PHI nodes after this gauntlet of tests,
1135   // do all of the PHI's now.
1136
1137   // Move all 'aggressive' instructions, which are defined in the
1138   // conditional parts of the if's up to the dominating block.
1139   if (IfBlock1) {
1140     DomBlock->getInstList().splice(DomBlock->getTerminator(),
1141                                    IfBlock1->getInstList(),
1142                                    IfBlock1->begin(),
1143                                    IfBlock1->getTerminator());
1144   }
1145   if (IfBlock2) {
1146     DomBlock->getInstList().splice(DomBlock->getTerminator(),
1147                                    IfBlock2->getInstList(),
1148                                    IfBlock2->begin(),
1149                                    IfBlock2->getTerminator());
1150   }
1151   
1152   while (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(BB->begin())) {
1153     // Change the PHI node into a select instruction.
1154     Value *TrueVal =
1155       PN->getIncomingValue(PN->getIncomingBlock(0) == IfFalse);
1156     Value *FalseVal =
1157       PN->getIncomingValue(PN->getIncomingBlock(0) == IfTrue);
1158     
1159     std::string Name = PN->getName(); PN->setName("");
1160     PN->replaceAllUsesWith(new SelectInst(IfCond, TrueVal, FalseVal,
1161                                           Name, AfterPHIIt));
1162     BB->getInstList().erase(PN);
1163   }
1164   return true;
1165 }
1166
1167 namespace {
1168   /// ConstantIntOrdering - This class implements a stable ordering of constant
1169   /// integers that does not depend on their address.  This is important for
1170   /// applications that sort ConstantInt's to ensure uniqueness.
1171   struct ConstantIntOrdering {
1172     bool operator()(const ConstantInt *LHS, const ConstantInt *RHS) const {
1173       return LHS->getZExtValue() < RHS->getZExtValue();
1174     }
1175   };
1176 }
1177
1178 // SimplifyCFG - This function is used to do simplification of a CFG.  For
1179 // example, it adjusts branches to branches to eliminate the extra hop, it
1180 // eliminates unreachable basic blocks, and does other "peephole" optimization
1181 // of the CFG.  It returns true if a modification was made.
1182 //
1183 // WARNING:  The entry node of a function may not be simplified.
1184 //
1185 bool llvm::SimplifyCFG(BasicBlock *BB) {
1186   bool Changed = false;
1187   Function *M = BB->getParent();
1188
1189   assert(BB && BB->getParent() && "Block not embedded in function!");
1190   assert(BB->getTerminator() && "Degenerate basic block encountered!");
1191   assert(&BB->getParent()->front() != BB && "Can't Simplify entry block!");
1192
1193   // Remove basic blocks that have no predecessors... which are unreachable.
1194   if (pred_begin(BB) == pred_end(BB) ||
1195       *pred_begin(BB) == BB && ++pred_begin(BB) == pred_end(BB)) {
1196     DOUT << "Removing BB: \n" << *BB;
1197
1198     // Loop through all of our successors and make sure they know that one
1199     // of their predecessors is going away.
1200     for (succ_iterator SI = succ_begin(BB), E = succ_end(BB); SI != E; ++SI)
1201       SI->removePredecessor(BB);
1202
1203     while (!BB->empty()) {
1204       Instruction &I = BB->back();
1205       // If this instruction is used, replace uses with an arbitrary
1206       // value.  Because control flow can't get here, we don't care
1207       // what we replace the value with.  Note that since this block is
1208       // unreachable, and all values contained within it must dominate their
1209       // uses, that all uses will eventually be removed.
1210       if (!I.use_empty())
1211         // Make all users of this instruction use undef instead
1212         I.replaceAllUsesWith(UndefValue::get(I.getType()));
1213
1214       // Remove the instruction from the basic block
1215       BB->getInstList().pop_back();
1216     }
1217     M->getBasicBlockList().erase(BB);
1218     return true;
1219   }
1220
1221   // Check to see if we can constant propagate this terminator instruction
1222   // away...
1223   Changed |= ConstantFoldTerminator(BB);
1224
1225   // If this is a returning block with only PHI nodes in it, fold the return
1226   // instruction into any unconditional branch predecessors.
1227   //
1228   // If any predecessor is a conditional branch that just selects among
1229   // different return values, fold the replace the branch/return with a select
1230   // and return.
1231   if (ReturnInst *RI = dyn_cast<ReturnInst>(BB->getTerminator())) {
1232     BasicBlock::iterator BBI = BB->getTerminator();
1233     if (BBI == BB->begin() || isa<PHINode>(--BBI)) {
1234       // Find predecessors that end with branches.
1235       std::vector<BasicBlock*> UncondBranchPreds;
1236       std::vector<BranchInst*> CondBranchPreds;
1237       for (pred_iterator PI = pred_begin(BB), E = pred_end(BB); PI != E; ++PI) {
1238         TerminatorInst *PTI = (*PI)->getTerminator();
1239         if (BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(PTI))
1240           if (BI->isUnconditional())
1241             UncondBranchPreds.push_back(*PI);
1242           else
1243             CondBranchPreds.push_back(BI);
1244       }
1245
1246       // If we found some, do the transformation!
1247       if (!UncondBranchPreds.empty()) {
1248         while (!UncondBranchPreds.empty()) {
1249           BasicBlock *Pred = UncondBranchPreds.back();
1250           DOUT << "FOLDING: " << *BB
1251                << "INTO UNCOND BRANCH PRED: " << *Pred;
1252           UncondBranchPreds.pop_back();
1253           Instruction *UncondBranch = Pred->getTerminator();
1254           // Clone the return and add it to the end of the predecessor.
1255           Instruction *NewRet = RI->clone();
1256           Pred->getInstList().push_back(NewRet);
1257
1258           // If the return instruction returns a value, and if the value was a
1259           // PHI node in "BB", propagate the right value into the return.
1260           if (NewRet->getNumOperands() == 1)
1261             if (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(NewRet->getOperand(0)))
1262               if (PN->getParent() == BB)
1263                 NewRet->setOperand(0, PN->getIncomingValueForBlock(Pred));
1264           // Update any PHI nodes in the returning block to realize that we no
1265           // longer branch to them.
1266           BB->removePredecessor(Pred);
1267           Pred->getInstList().erase(UncondBranch);
1268         }
1269
1270         // If we eliminated all predecessors of the block, delete the block now.
1271         if (pred_begin(BB) == pred_end(BB))
1272           // We know there are no successors, so just nuke the block.
1273           M->getBasicBlockList().erase(BB);
1274
1275         return true;
1276       }
1277
1278       // Check out all of the conditional branches going to this return
1279       // instruction.  If any of them just select between returns, change the
1280       // branch itself into a select/return pair.
1281       while (!CondBranchPreds.empty()) {
1282         BranchInst *BI = CondBranchPreds.back();
1283         CondBranchPreds.pop_back();
1284         BasicBlock *TrueSucc = BI->getSuccessor(0);
1285         BasicBlock *FalseSucc = BI->getSuccessor(1);
1286         BasicBlock *OtherSucc = TrueSucc == BB ? FalseSucc : TrueSucc;
1287
1288         // Check to see if the non-BB successor is also a return block.
1289         if (isa<ReturnInst>(OtherSucc->getTerminator())) {
1290           // Check to see if there are only PHI instructions in this block.
1291           BasicBlock::iterator OSI = OtherSucc->getTerminator();
1292           if (OSI == OtherSucc->begin() || isa<PHINode>(--OSI)) {
1293             // Okay, we found a branch that is going to two return nodes.  If
1294             // there is no return value for this function, just change the
1295             // branch into a return.
1296             if (RI->getNumOperands() == 0) {
1297               TrueSucc->removePredecessor(BI->getParent());
1298               FalseSucc->removePredecessor(BI->getParent());
1299               new ReturnInst(0, BI);
1300               BI->getParent()->getInstList().erase(BI);
1301               return true;
1302             }
1303
1304             // Otherwise, figure out what the true and false return values are
1305             // so we can insert a new select instruction.
1306             Value *TrueValue = TrueSucc->getTerminator()->getOperand(0);
1307             Value *FalseValue = FalseSucc->getTerminator()->getOperand(0);
1308
1309             // Unwrap any PHI nodes in the return blocks.
1310             if (PHINode *TVPN = dyn_cast<PHINode>(TrueValue))
1311               if (TVPN->getParent() == TrueSucc)
1312                 TrueValue = TVPN->getIncomingValueForBlock(BI->getParent());
1313             if (PHINode *FVPN = dyn_cast<PHINode>(FalseValue))
1314               if (FVPN->getParent() == FalseSucc)
1315                 FalseValue = FVPN->getIncomingValueForBlock(BI->getParent());
1316
1317             // In order for this transformation to be safe, we must be able to
1318             // unconditionally execute both operands to the return.  This is
1319             // normally the case, but we could have a potentially-trapping
1320             // constant expression that prevents this transformation from being
1321             // safe.
1322             if ((!isa<ConstantExpr>(TrueValue) ||
1323                  !cast<ConstantExpr>(TrueValue)->canTrap()) &&
1324                 (!isa<ConstantExpr>(TrueValue) ||
1325                  !cast<ConstantExpr>(TrueValue)->canTrap())) {
1326               TrueSucc->removePredecessor(BI->getParent());
1327               FalseSucc->removePredecessor(BI->getParent());
1328
1329               // Insert a new select instruction.
1330               Value *NewRetVal;
1331               Value *BrCond = BI->getCondition();
1332               if (TrueValue != FalseValue)
1333                 NewRetVal = new SelectInst(BrCond, TrueValue,
1334                                            FalseValue, "retval", BI);
1335               else
1336                 NewRetVal = TrueValue;
1337               
1338               DOUT << "\nCHANGING BRANCH TO TWO RETURNS INTO SELECT:"
1339                    << "\n  " << *BI << "Select = " << *NewRetVal
1340                    << "TRUEBLOCK: " << *TrueSucc << "FALSEBLOCK: "<< *FalseSucc;
1341
1342               new ReturnInst(NewRetVal, BI);
1343               BI->eraseFromParent();
1344               if (Instruction *BrCondI = dyn_cast<Instruction>(BrCond))
1345                 if (isInstructionTriviallyDead(BrCondI))
1346                   BrCondI->eraseFromParent();
1347               return true;
1348             }
1349           }
1350         }
1351       }
1352     }
1353   } else if (isa<UnwindInst>(BB->begin())) {
1354     // Check to see if the first instruction in this block is just an unwind.
1355     // If so, replace any invoke instructions which use this as an exception
1356     // destination with call instructions, and any unconditional branch
1357     // predecessor with an unwind.
1358     //
1359     std::vector<BasicBlock*> Preds(pred_begin(BB), pred_end(BB));
1360     while (!Preds.empty()) {
1361       BasicBlock *Pred = Preds.back();
1362       if (BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(Pred->getTerminator())) {
1363         if (BI->isUnconditional()) {
1364           Pred->getInstList().pop_back();  // nuke uncond branch
1365           new UnwindInst(Pred);            // Use unwind.
1366           Changed = true;
1367         }
1368       } else if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(Pred->getTerminator()))
1369         if (II->getUnwindDest() == BB) {
1370           // Insert a new branch instruction before the invoke, because this
1371           // is now a fall through...
1372           BranchInst *BI = new BranchInst(II->getNormalDest(), II);
1373           Pred->getInstList().remove(II);   // Take out of symbol table
1374
1375           // Insert the call now...
1376           std::vector<Value*> Args(II->op_begin()+3, II->op_end());
1377           CallInst *CI = new CallInst(II->getCalledValue(), Args,
1378                                       II->getName(), BI);
1379           CI->setCallingConv(II->getCallingConv());
1380           // If the invoke produced a value, the Call now does instead
1381           II->replaceAllUsesWith(CI);
1382           delete II;
1383           Changed = true;
1384         }
1385
1386       Preds.pop_back();
1387     }
1388
1389     // If this block is now dead, remove it.
1390     if (pred_begin(BB) == pred_end(BB)) {
1391       // We know there are no successors, so just nuke the block.
1392       M->getBasicBlockList().erase(BB);
1393       return true;
1394     }
1395
1396   } else if (SwitchInst *SI = dyn_cast<SwitchInst>(BB->getTerminator())) {
1397     if (isValueEqualityComparison(SI)) {
1398       // If we only have one predecessor, and if it is a branch on this value,
1399       // see if that predecessor totally determines the outcome of this switch.
1400       if (BasicBlock *OnlyPred = BB->getSinglePredecessor())
1401         if (SimplifyEqualityComparisonWithOnlyPredecessor(SI, OnlyPred))
1402           return SimplifyCFG(BB) || 1;
1403
1404       // If the block only contains the switch, see if we can fold the block
1405       // away into any preds.
1406       if (SI == &BB->front())
1407         if (FoldValueComparisonIntoPredecessors(SI))
1408           return SimplifyCFG(BB) || 1;
1409     }
1410   } else if (BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(BB->getTerminator())) {
1411     if (BI->isUnconditional()) {
1412       BasicBlock::iterator BBI = BB->begin();  // Skip over phi nodes...
1413       while (isa<PHINode>(*BBI)) ++BBI;
1414
1415       BasicBlock *Succ = BI->getSuccessor(0);
1416       if (BBI->isTerminator() &&  // Terminator is the only non-phi instruction!
1417           Succ != BB)             // Don't hurt infinite loops!
1418         if (TryToSimplifyUncondBranchFromEmptyBlock(BB, Succ))
1419           return 1;
1420       
1421     } else {  // Conditional branch
1422       if (isValueEqualityComparison(BI)) {
1423         // If we only have one predecessor, and if it is a branch on this value,
1424         // see if that predecessor totally determines the outcome of this
1425         // switch.
1426         if (BasicBlock *OnlyPred = BB->getSinglePredecessor())
1427           if (SimplifyEqualityComparisonWithOnlyPredecessor(BI, OnlyPred))
1428             return SimplifyCFG(BB) || 1;
1429
1430         // This block must be empty, except for the setcond inst, if it exists.
1431         BasicBlock::iterator I = BB->begin();
1432         if (&*I == BI ||
1433             (&*I == cast<Instruction>(BI->getCondition()) &&
1434              &*++I == BI))
1435           if (FoldValueComparisonIntoPredecessors(BI))
1436             return SimplifyCFG(BB) | true;
1437       }
1438       
1439       // If this is a branch on a phi node in the current block, thread control
1440       // through this block if any PHI node entries are constants.
1441       if (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(BI->getCondition()))
1442         if (PN->getParent() == BI->getParent())
1443           if (FoldCondBranchOnPHI(BI))
1444             return SimplifyCFG(BB) | true;
1445
1446       // If this basic block is ONLY a setcc and a branch, and if a predecessor
1447       // branches to us and one of our successors, fold the setcc into the
1448       // predecessor and use logical operations to pick the right destination.
1449       BasicBlock *TrueDest  = BI->getSuccessor(0);
1450       BasicBlock *FalseDest = BI->getSuccessor(1);
1451       if (BinaryOperator *Cond = dyn_cast<BinaryOperator>(BI->getCondition()))
1452         if (Cond->getParent() == BB && &BB->front() == Cond &&
1453             Cond->getNext() == BI && Cond->hasOneUse() &&
1454             TrueDest != BB && FalseDest != BB)
1455           for (pred_iterator PI = pred_begin(BB), E = pred_end(BB); PI!=E; ++PI)
1456             if (BranchInst *PBI = dyn_cast<BranchInst>((*PI)->getTerminator()))
1457               if (PBI->isConditional() && SafeToMergeTerminators(BI, PBI)) {
1458                 BasicBlock *PredBlock = *PI;
1459                 if (PBI->getSuccessor(0) == FalseDest ||
1460                     PBI->getSuccessor(1) == TrueDest) {
1461                   // Invert the predecessors condition test (xor it with true),
1462                   // which allows us to write this code once.
1463                   Value *NewCond =
1464                     BinaryOperator::createNot(PBI->getCondition(),
1465                                     PBI->getCondition()->getName()+".not", PBI);
1466                   PBI->setCondition(NewCond);
1467                   BasicBlock *OldTrue = PBI->getSuccessor(0);
1468                   BasicBlock *OldFalse = PBI->getSuccessor(1);
1469                   PBI->setSuccessor(0, OldFalse);
1470                   PBI->setSuccessor(1, OldTrue);
1471                 }
1472
1473                 if ((PBI->getSuccessor(0) == TrueDest && FalseDest != BB) ||
1474                     (PBI->getSuccessor(1) == FalseDest && TrueDest != BB)) {
1475                   // Clone Cond into the predecessor basic block, and or/and the
1476                   // two conditions together.
1477                   Instruction *New = Cond->clone();
1478                   New->setName(Cond->getName());
1479                   Cond->setName(Cond->getName()+".old");
1480                   PredBlock->getInstList().insert(PBI, New);
1481                   Instruction::BinaryOps Opcode =
1482                     PBI->getSuccessor(0) == TrueDest ?
1483                     Instruction::Or : Instruction::And;
1484                   Value *NewCond =
1485                     BinaryOperator::create(Opcode, PBI->getCondition(),
1486                                            New, "bothcond", PBI);
1487                   PBI->setCondition(NewCond);
1488                   if (PBI->getSuccessor(0) == BB) {
1489                     AddPredecessorToBlock(TrueDest, PredBlock, BB);
1490                     PBI->setSuccessor(0, TrueDest);
1491                   }
1492                   if (PBI->getSuccessor(1) == BB) {
1493                     AddPredecessorToBlock(FalseDest, PredBlock, BB);
1494                     PBI->setSuccessor(1, FalseDest);
1495                   }
1496                   return SimplifyCFG(BB) | 1;
1497                 }
1498               }
1499
1500       // Scan predessor blocks for conditional branchs.
1501       for (pred_iterator PI = pred_begin(BB), E = pred_end(BB); PI != E; ++PI)
1502         if (BranchInst *PBI = dyn_cast<BranchInst>((*PI)->getTerminator()))
1503           if (PBI != BI && PBI->isConditional()) {
1504               
1505             // If this block ends with a branch instruction, and if there is a
1506             // predecessor that ends on a branch of the same condition, make this 
1507             // conditional branch redundant.
1508             if (PBI->getCondition() == BI->getCondition() &&
1509                 PBI->getSuccessor(0) != PBI->getSuccessor(1)) {
1510               // Okay, the outcome of this conditional branch is statically
1511               // knowable.  If this block had a single pred, handle specially.
1512               if (BB->getSinglePredecessor()) {
1513                 // Turn this into a branch on constant.
1514                 bool CondIsTrue = PBI->getSuccessor(0) == BB;
1515                 BI->setCondition(ConstantBool::get(CondIsTrue));
1516                 return SimplifyCFG(BB);  // Nuke the branch on constant.
1517               }
1518               
1519               // Otherwise, if there are multiple predecessors, insert a PHI that
1520               // merges in the constant and simplify the block result.
1521               if (BlockIsSimpleEnoughToThreadThrough(BB)) {
1522                 PHINode *NewPN = new PHINode(Type::BoolTy,
1523                                              BI->getCondition()->getName()+".pr",
1524                                              BB->begin());
1525                 for (PI = pred_begin(BB), E = pred_end(BB); PI != E; ++PI)
1526                   if ((PBI = dyn_cast<BranchInst>((*PI)->getTerminator())) &&
1527                       PBI != BI && PBI->isConditional() &&
1528                       PBI->getCondition() == BI->getCondition() &&
1529                       PBI->getSuccessor(0) != PBI->getSuccessor(1)) {
1530                     bool CondIsTrue = PBI->getSuccessor(0) == BB;
1531                     NewPN->addIncoming(ConstantBool::get(CondIsTrue), *PI);
1532                   } else {
1533                     NewPN->addIncoming(BI->getCondition(), *PI);
1534                   }
1535                 
1536                 BI->setCondition(NewPN);
1537                 // This will thread the branch.
1538                 return SimplifyCFG(BB) | true;
1539               }
1540             }
1541             
1542             // If this is a conditional branch in an empty block, and if any
1543             // predecessors is a conditional branch to one of our destinations,
1544             // fold the conditions into logical ops and one cond br.
1545             if (&BB->front() == BI) {
1546               int PBIOp, BIOp;
1547               if (PBI->getSuccessor(0) == BI->getSuccessor(0)) {
1548                 PBIOp = BIOp = 0;
1549               } else if (PBI->getSuccessor(0) == BI->getSuccessor(1)) {
1550                 PBIOp = 0; BIOp = 1;
1551               } else if (PBI->getSuccessor(1) == BI->getSuccessor(0)) {
1552                 PBIOp = 1; BIOp = 0;
1553               } else if (PBI->getSuccessor(1) == BI->getSuccessor(1)) {
1554                 PBIOp = BIOp = 1;
1555               } else {
1556                 PBIOp = BIOp = -1;
1557               }
1558               
1559               // Check to make sure that the other destination of this branch
1560               // isn't BB itself.  If so, this is an infinite loop that will
1561               // keep getting unwound.
1562               if (PBIOp != -1 && PBI->getSuccessor(PBIOp) == BB)
1563                 PBIOp = BIOp = -1;
1564               
1565               // Do not perform this transformation if it would require 
1566               // insertion of a large number of select instructions. For targets
1567               // without predication/cmovs, this is a big pessimization.
1568               if (PBIOp != -1) {
1569                 BasicBlock *CommonDest = PBI->getSuccessor(PBIOp);
1570            
1571                 unsigned NumPhis = 0;
1572                 for (BasicBlock::iterator II = CommonDest->begin();
1573                      isa<PHINode>(II); ++II, ++NumPhis) {
1574                   if (NumPhis > 2) {
1575                     // Disable this xform.
1576                     PBIOp = -1;
1577                     break;
1578                   }
1579                 }
1580               }
1581
1582               // Finally, if everything is ok, fold the branches to logical ops.
1583               if (PBIOp != -1) {
1584                 BasicBlock *CommonDest = PBI->getSuccessor(PBIOp);
1585                 BasicBlock *OtherDest  = BI->getSuccessor(BIOp ^ 1);
1586
1587                 // If OtherDest *is* BB, then this is a basic block with just
1588                 // a conditional branch in it, where one edge (OtherDesg) goes
1589                 // back to the block.  We know that the program doesn't get
1590                 // stuck in the infinite loop, so the condition must be such
1591                 // that OtherDest isn't branched through. Forward to CommonDest,
1592                 // and avoid an infinite loop at optimizer time.
1593                 if (OtherDest == BB)
1594                   OtherDest = CommonDest;
1595                 
1596                 DOUT << "FOLDING BRs:" << *PBI->getParent()
1597                      << "AND: " << *BI->getParent();
1598                                 
1599                 // BI may have other predecessors.  Because of this, we leave
1600                 // it alone, but modify PBI.
1601                 
1602                 // Make sure we get to CommonDest on True&True directions.
1603                 Value *PBICond = PBI->getCondition();
1604                 if (PBIOp)
1605                   PBICond = BinaryOperator::createNot(PBICond,
1606                                                       PBICond->getName()+".not",
1607                                                       PBI);
1608                 Value *BICond = BI->getCondition();
1609                 if (BIOp)
1610                   BICond = BinaryOperator::createNot(BICond,
1611                                                      BICond->getName()+".not",
1612                                                      PBI);
1613                 // Merge the conditions.
1614                 Value *Cond =
1615                   BinaryOperator::createOr(PBICond, BICond, "brmerge", PBI);
1616                 
1617                 // Modify PBI to branch on the new condition to the new dests.
1618                 PBI->setCondition(Cond);
1619                 PBI->setSuccessor(0, CommonDest);
1620                 PBI->setSuccessor(1, OtherDest);
1621
1622                 // OtherDest may have phi nodes.  If so, add an entry from PBI's
1623                 // block that are identical to the entries for BI's block.
1624                 PHINode *PN;
1625                 for (BasicBlock::iterator II = OtherDest->begin();
1626                      (PN = dyn_cast<PHINode>(II)); ++II) {
1627                   Value *V = PN->getIncomingValueForBlock(BB);
1628                   PN->addIncoming(V, PBI->getParent());
1629                 }
1630                 
1631                 // We know that the CommonDest already had an edge from PBI to
1632                 // it.  If it has PHIs though, the PHIs may have different
1633                 // entries for BB and PBI's BB.  If so, insert a select to make
1634                 // them agree.
1635                 for (BasicBlock::iterator II = CommonDest->begin();
1636                      (PN = dyn_cast<PHINode>(II)); ++II) {
1637                   Value * BIV = PN->getIncomingValueForBlock(BB);
1638                   unsigned PBBIdx = PN->getBasicBlockIndex(PBI->getParent());
1639                   Value *PBIV = PN->getIncomingValue(PBBIdx);
1640                   if (BIV != PBIV) {
1641                     // Insert a select in PBI to pick the right value.
1642                     Value *NV = new SelectInst(PBICond, PBIV, BIV,
1643                                                PBIV->getName()+".mux", PBI);
1644                     PN->setIncomingValue(PBBIdx, NV);
1645                   }
1646                 }
1647
1648                 DOUT << "INTO: " << *PBI->getParent();
1649
1650                 // This basic block is probably dead.  We know it has at least
1651                 // one fewer predecessor.
1652                 return SimplifyCFG(BB) | true;
1653               }
1654             }
1655           }
1656     }
1657   } else if (isa<UnreachableInst>(BB->getTerminator())) {
1658     // If there are any instructions immediately before the unreachable that can
1659     // be removed, do so.
1660     Instruction *Unreachable = BB->getTerminator();
1661     while (Unreachable != BB->begin()) {
1662       BasicBlock::iterator BBI = Unreachable;
1663       --BBI;
1664       if (isa<CallInst>(BBI)) break;
1665       // Delete this instruction
1666       BB->getInstList().erase(BBI);
1667       Changed = true;
1668     }
1669
1670     // If the unreachable instruction is the first in the block, take a gander
1671     // at all of the predecessors of this instruction, and simplify them.
1672     if (&BB->front() == Unreachable) {
1673       std::vector<BasicBlock*> Preds(pred_begin(BB), pred_end(BB));
1674       for (unsigned i = 0, e = Preds.size(); i != e; ++i) {
1675         TerminatorInst *TI = Preds[i]->getTerminator();
1676
1677         if (BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(TI)) {
1678           if (BI->isUnconditional()) {
1679             if (BI->getSuccessor(0) == BB) {
1680               new UnreachableInst(TI);
1681               TI->eraseFromParent();
1682               Changed = true;
1683             }
1684           } else {
1685             if (BI->getSuccessor(0) == BB) {
1686               new BranchInst(BI->getSuccessor(1), BI);
1687               BI->eraseFromParent();
1688             } else if (BI->getSuccessor(1) == BB) {
1689               new BranchInst(BI->getSuccessor(0), BI);
1690               BI->eraseFromParent();
1691               Changed = true;
1692             }
1693           }
1694         } else if (SwitchInst *SI = dyn_cast<SwitchInst>(TI)) {
1695           for (unsigned i = 1, e = SI->getNumCases(); i != e; ++i)
1696             if (SI->getSuccessor(i) == BB) {
1697               BB->removePredecessor(SI->getParent());
1698               SI->removeCase(i);
1699               --i; --e;
1700               Changed = true;
1701             }
1702           // If the default value is unreachable, figure out the most popular
1703           // destination and make it the default.
1704           if (SI->getSuccessor(0) == BB) {
1705             std::map<BasicBlock*, unsigned> Popularity;
1706             for (unsigned i = 1, e = SI->getNumCases(); i != e; ++i)
1707               Popularity[SI->getSuccessor(i)]++;
1708
1709             // Find the most popular block.
1710             unsigned MaxPop = 0;
1711             BasicBlock *MaxBlock = 0;
1712             for (std::map<BasicBlock*, unsigned>::iterator
1713                    I = Popularity.begin(), E = Popularity.end(); I != E; ++I) {
1714               if (I->second > MaxPop) {
1715                 MaxPop = I->second;
1716                 MaxBlock = I->first;
1717               }
1718             }
1719             if (MaxBlock) {
1720               // Make this the new default, allowing us to delete any explicit
1721               // edges to it.
1722               SI->setSuccessor(0, MaxBlock);
1723               Changed = true;
1724
1725               // If MaxBlock has phinodes in it, remove MaxPop-1 entries from
1726               // it.
1727               if (isa<PHINode>(MaxBlock->begin()))
1728                 for (unsigned i = 0; i != MaxPop-1; ++i)
1729                   MaxBlock->removePredecessor(SI->getParent());
1730
1731               for (unsigned i = 1, e = SI->getNumCases(); i != e; ++i)
1732                 if (SI->getSuccessor(i) == MaxBlock) {
1733                   SI->removeCase(i);
1734                   --i; --e;
1735                 }
1736             }
1737           }
1738         } else if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(TI)) {
1739           if (II->getUnwindDest() == BB) {
1740             // Convert the invoke to a call instruction.  This would be a good
1741             // place to note that the call does not throw though.
1742             BranchInst *BI = new BranchInst(II->getNormalDest(), II);
1743             II->removeFromParent();   // Take out of symbol table
1744
1745             // Insert the call now...
1746             std::vector<Value*> Args(II->op_begin()+3, II->op_end());
1747             CallInst *CI = new CallInst(II->getCalledValue(), Args,
1748                                         II->getName(), BI);
1749             CI->setCallingConv(II->getCallingConv());
1750             // If the invoke produced a value, the Call does now instead.
1751             II->replaceAllUsesWith(CI);
1752             delete II;
1753             Changed = true;
1754           }
1755         }
1756       }
1757
1758       // If this block is now dead, remove it.
1759       if (pred_begin(BB) == pred_end(BB)) {
1760         // We know there are no successors, so just nuke the block.
1761         M->getBasicBlockList().erase(BB);
1762         return true;
1763       }
1764     }
1765   }
1766
1767   // Merge basic blocks into their predecessor if there is only one distinct
1768   // pred, and if there is only one distinct successor of the predecessor, and
1769   // if there are no PHI nodes.
1770   //
1771   pred_iterator PI(pred_begin(BB)), PE(pred_end(BB));
1772   BasicBlock *OnlyPred = *PI++;
1773   for (; PI != PE; ++PI)  // Search all predecessors, see if they are all same
1774     if (*PI != OnlyPred) {
1775       OnlyPred = 0;       // There are multiple different predecessors...
1776       break;
1777     }
1778
1779   BasicBlock *OnlySucc = 0;
1780   if (OnlyPred && OnlyPred != BB &&    // Don't break self loops
1781       OnlyPred->getTerminator()->getOpcode() != Instruction::Invoke) {
1782     // Check to see if there is only one distinct successor...
1783     succ_iterator SI(succ_begin(OnlyPred)), SE(succ_end(OnlyPred));
1784     OnlySucc = BB;
1785     for (; SI != SE; ++SI)
1786       if (*SI != OnlySucc) {
1787         OnlySucc = 0;     // There are multiple distinct successors!
1788         break;
1789       }
1790   }
1791
1792   if (OnlySucc) {
1793     DOUT << "Merging: " << *BB << "into: " << *OnlyPred;
1794
1795     // Resolve any PHI nodes at the start of the block.  They are all
1796     // guaranteed to have exactly one entry if they exist, unless there are
1797     // multiple duplicate (but guaranteed to be equal) entries for the
1798     // incoming edges.  This occurs when there are multiple edges from
1799     // OnlyPred to OnlySucc.
1800     //
1801     while (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(&BB->front())) {
1802       PN->replaceAllUsesWith(PN->getIncomingValue(0));
1803       BB->getInstList().pop_front();  // Delete the phi node...
1804     }
1805
1806     // Delete the unconditional branch from the predecessor...
1807     OnlyPred->getInstList().pop_back();
1808
1809     // Move all definitions in the successor to the predecessor...
1810     OnlyPred->getInstList().splice(OnlyPred->end(), BB->getInstList());
1811
1812     // Make all PHI nodes that referred to BB now refer to Pred as their
1813     // source...
1814     BB->replaceAllUsesWith(OnlyPred);
1815
1816     std::string OldName = BB->getName();
1817
1818     // Erase basic block from the function...
1819     M->getBasicBlockList().erase(BB);
1820
1821     // Inherit predecessors name if it exists...
1822     if (!OldName.empty() && !OnlyPred->hasName())
1823       OnlyPred->setName(OldName);
1824
1825     return true;
1826   }
1827
1828   // Otherwise, if this block only has a single predecessor, and if that block
1829   // is a conditional branch, see if we can hoist any code from this block up
1830   // into our predecessor.
1831   if (OnlyPred)
1832     if (BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(OnlyPred->getTerminator()))
1833       if (BI->isConditional()) {
1834         // Get the other block.
1835         BasicBlock *OtherBB = BI->getSuccessor(BI->getSuccessor(0) == BB);
1836         PI = pred_begin(OtherBB);
1837         ++PI;
1838         if (PI == pred_end(OtherBB)) {
1839           // We have a conditional branch to two blocks that are only reachable
1840           // from the condbr.  We know that the condbr dominates the two blocks,
1841           // so see if there is any identical code in the "then" and "else"
1842           // blocks.  If so, we can hoist it up to the branching block.
1843           Changed |= HoistThenElseCodeToIf(BI);
1844         }
1845       }
1846
1847   for (pred_iterator PI = pred_begin(BB), E = pred_end(BB); PI != E; ++PI)
1848     if (BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>((*PI)->getTerminator()))
1849       // Change br (X == 0 | X == 1), T, F into a switch instruction.
1850       if (BI->isConditional() && isa<Instruction>(BI->getCondition())) {
1851         Instruction *Cond = cast<Instruction>(BI->getCondition());
1852         // If this is a bunch of seteq's or'd together, or if it's a bunch of
1853         // 'setne's and'ed together, collect them.
1854         Value *CompVal = 0;
1855         std::vector<ConstantInt*> Values;
1856         bool TrueWhenEqual = GatherValueComparisons(Cond, CompVal, Values);
1857         if (CompVal && CompVal->getType()->isInteger()) {
1858           // There might be duplicate constants in the list, which the switch
1859           // instruction can't handle, remove them now.
1860           std::sort(Values.begin(), Values.end(), ConstantIntOrdering());
1861           Values.erase(std::unique(Values.begin(), Values.end()), Values.end());
1862
1863           // Figure out which block is which destination.
1864           BasicBlock *DefaultBB = BI->getSuccessor(1);
1865           BasicBlock *EdgeBB    = BI->getSuccessor(0);
1866           if (!TrueWhenEqual) std::swap(DefaultBB, EdgeBB);
1867
1868           // Create the new switch instruction now.
1869           SwitchInst *New = new SwitchInst(CompVal, DefaultBB,Values.size(),BI);
1870
1871           // Add all of the 'cases' to the switch instruction.
1872           for (unsigned i = 0, e = Values.size(); i != e; ++i)
1873             New->addCase(Values[i], EdgeBB);
1874
1875           // We added edges from PI to the EdgeBB.  As such, if there were any
1876           // PHI nodes in EdgeBB, they need entries to be added corresponding to
1877           // the number of edges added.
1878           for (BasicBlock::iterator BBI = EdgeBB->begin();
1879                isa<PHINode>(BBI); ++BBI) {
1880             PHINode *PN = cast<PHINode>(BBI);
1881             Value *InVal = PN->getIncomingValueForBlock(*PI);
1882             for (unsigned i = 0, e = Values.size()-1; i != e; ++i)
1883               PN->addIncoming(InVal, *PI);
1884           }
1885
1886           // Erase the old branch instruction.
1887           (*PI)->getInstList().erase(BI);
1888
1889           // Erase the potentially condition tree that was used to computed the
1890           // branch condition.
1891           ErasePossiblyDeadInstructionTree(Cond);
1892           return true;
1893         }
1894       }
1895
1896   // If there is a trivial two-entry PHI node in this basic block, and we can
1897   // eliminate it, do so now.
1898   if (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(BB->begin()))
1899     if (PN->getNumIncomingValues() == 2)
1900       Changed |= FoldTwoEntryPHINode(PN); 
1901
1902   return Changed;
1903 }