Remove attribution from file headers, per discussion on llvmdev.
[oota-llvm.git] / lib / Transforms / Utils / SimplifyCFG.cpp
1 //===- SimplifyCFG.cpp - Code to perform CFG simplification ---------------===//
2 //
3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
4 //
5 // This file is distributed under the University of Illinois Open Source
6 // License. See LICENSE.TXT for details.
7 //
8 //===----------------------------------------------------------------------===//
9 //
10 // Peephole optimize the CFG.
11 //
12 //===----------------------------------------------------------------------===//
13
14 #define DEBUG_TYPE "simplifycfg"
15 #include "llvm/Transforms/Utils/Local.h"
16 #include "llvm/Constants.h"
17 #include "llvm/Instructions.h"
18 #include "llvm/Type.h"
19 #include "llvm/DerivedTypes.h"
20 #include "llvm/Support/CFG.h"
21 #include "llvm/Support/Debug.h"
22 #include "llvm/Analysis/ConstantFolding.h"
23 #include "llvm/Transforms/Utils/BasicBlockUtils.h"
24 #include "llvm/ADT/SmallVector.h"
25 #include "llvm/ADT/SmallPtrSet.h"
26 #include <algorithm>
27 #include <functional>
28 #include <set>
29 #include <map>
30 using namespace llvm;
31
32 /// SafeToMergeTerminators - Return true if it is safe to merge these two
33 /// terminator instructions together.
34 ///
35 static bool SafeToMergeTerminators(TerminatorInst *SI1, TerminatorInst *SI2) {
36   if (SI1 == SI2) return false;  // Can't merge with self!
37   
38   // It is not safe to merge these two switch instructions if they have a common
39   // successor, and if that successor has a PHI node, and if *that* PHI node has
40   // conflicting incoming values from the two switch blocks.
41   BasicBlock *SI1BB = SI1->getParent();
42   BasicBlock *SI2BB = SI2->getParent();
43   SmallPtrSet<BasicBlock*, 16> SI1Succs(succ_begin(SI1BB), succ_end(SI1BB));
44   
45   for (succ_iterator I = succ_begin(SI2BB), E = succ_end(SI2BB); I != E; ++I)
46     if (SI1Succs.count(*I))
47       for (BasicBlock::iterator BBI = (*I)->begin();
48            isa<PHINode>(BBI); ++BBI) {
49         PHINode *PN = cast<PHINode>(BBI);
50         if (PN->getIncomingValueForBlock(SI1BB) !=
51             PN->getIncomingValueForBlock(SI2BB))
52           return false;
53       }
54         
55   return true;
56 }
57
58 /// AddPredecessorToBlock - Update PHI nodes in Succ to indicate that there will
59 /// now be entries in it from the 'NewPred' block.  The values that will be
60 /// flowing into the PHI nodes will be the same as those coming in from
61 /// ExistPred, an existing predecessor of Succ.
62 static void AddPredecessorToBlock(BasicBlock *Succ, BasicBlock *NewPred,
63                                   BasicBlock *ExistPred) {
64   assert(std::find(succ_begin(ExistPred), succ_end(ExistPred), Succ) !=
65          succ_end(ExistPred) && "ExistPred is not a predecessor of Succ!");
66   if (!isa<PHINode>(Succ->begin())) return; // Quick exit if nothing to do
67   
68   for (BasicBlock::iterator I = Succ->begin(); isa<PHINode>(I); ++I) {
69     PHINode *PN = cast<PHINode>(I);
70     Value *V = PN->getIncomingValueForBlock(ExistPred);
71     PN->addIncoming(V, NewPred);
72   }
73 }
74
75 // CanPropagatePredecessorsForPHIs - Return true if we can fold BB, an
76 // almost-empty BB ending in an unconditional branch to Succ, into succ.
77 //
78 // Assumption: Succ is the single successor for BB.
79 //
80 static bool CanPropagatePredecessorsForPHIs(BasicBlock *BB, BasicBlock *Succ) {
81   assert(*succ_begin(BB) == Succ && "Succ is not successor of BB!");
82
83   // Check to see if one of the predecessors of BB is already a predecessor of
84   // Succ.  If so, we cannot do the transformation if there are any PHI nodes
85   // with incompatible values coming in from the two edges!
86   //
87   if (isa<PHINode>(Succ->front())) {
88     SmallPtrSet<BasicBlock*, 16> BBPreds(pred_begin(BB), pred_end(BB));
89     for (pred_iterator PI = pred_begin(Succ), PE = pred_end(Succ);
90          PI != PE; ++PI)
91       if (BBPreds.count(*PI)) {
92         // Loop over all of the PHI nodes checking to see if there are
93         // incompatible values coming in.
94         for (BasicBlock::iterator I = Succ->begin(); isa<PHINode>(I); ++I) {
95           PHINode *PN = cast<PHINode>(I);
96           // Loop up the entries in the PHI node for BB and for *PI if the
97           // values coming in are non-equal, we cannot merge these two blocks
98           // (instead we should insert a conditional move or something, then
99           // merge the blocks).
100           if (PN->getIncomingValueForBlock(BB) !=
101               PN->getIncomingValueForBlock(*PI))
102             return false;  // Values are not equal...
103         }
104       }
105   }
106     
107   // Finally, if BB has PHI nodes that are used by things other than the PHIs in
108   // Succ and Succ has predecessors that are not Succ and not Pred, we cannot
109   // fold these blocks, as we don't know whether BB dominates Succ or not to
110   // update the PHI nodes correctly.
111   if (!isa<PHINode>(BB->begin()) || Succ->getSinglePredecessor()) return true;
112
113   // If the predecessors of Succ are only BB, handle it.
114   bool IsSafe = true;
115   for (pred_iterator PI = pred_begin(Succ), E = pred_end(Succ); PI != E; ++PI)
116     if (*PI != BB) {
117       IsSafe = false;
118       break;
119     }
120   if (IsSafe) return true;
121   
122   // If the PHI nodes in BB are only used by instructions in Succ, we are ok if
123   // BB and Succ have no common predecessors.
124   for (BasicBlock::iterator I = BB->begin(); isa<PHINode>(I); ++I) {
125     PHINode *PN = cast<PHINode>(I);
126     for (Value::use_iterator UI = PN->use_begin(), E = PN->use_end(); UI != E;
127          ++UI)
128       if (cast<Instruction>(*UI)->getParent() != Succ)
129         return false;
130   }
131   
132   // Scan the predecessor sets of BB and Succ, making sure there are no common
133   // predecessors.  Common predecessors would cause us to build a phi node with
134   // differing incoming values, which is not legal.
135   SmallPtrSet<BasicBlock*, 16> BBPreds(pred_begin(BB), pred_end(BB));
136   for (pred_iterator PI = pred_begin(Succ), E = pred_end(Succ); PI != E; ++PI)
137     if (BBPreds.count(*PI))
138       return false;
139     
140   return true;
141 }
142
143 /// TryToSimplifyUncondBranchFromEmptyBlock - BB contains an unconditional
144 /// branch to Succ, and contains no instructions other than PHI nodes and the
145 /// branch.  If possible, eliminate BB.
146 static bool TryToSimplifyUncondBranchFromEmptyBlock(BasicBlock *BB,
147                                                     BasicBlock *Succ) {
148   // If our successor has PHI nodes, then we need to update them to include
149   // entries for BB's predecessors, not for BB itself.  Be careful though,
150   // if this transformation fails (returns true) then we cannot do this
151   // transformation!
152   //
153   if (!CanPropagatePredecessorsForPHIs(BB, Succ)) return false;
154   
155   DOUT << "Killing Trivial BB: \n" << *BB;
156   
157   if (isa<PHINode>(Succ->begin())) {
158     // If there is more than one pred of succ, and there are PHI nodes in
159     // the successor, then we need to add incoming edges for the PHI nodes
160     //
161     const std::vector<BasicBlock*> BBPreds(pred_begin(BB), pred_end(BB));
162     
163     // Loop over all of the PHI nodes in the successor of BB.
164     for (BasicBlock::iterator I = Succ->begin(); isa<PHINode>(I); ++I) {
165       PHINode *PN = cast<PHINode>(I);
166       Value *OldVal = PN->removeIncomingValue(BB, false);
167       assert(OldVal && "No entry in PHI for Pred BB!");
168       
169       // If this incoming value is one of the PHI nodes in BB, the new entries
170       // in the PHI node are the entries from the old PHI.
171       if (isa<PHINode>(OldVal) && cast<PHINode>(OldVal)->getParent() == BB) {
172         PHINode *OldValPN = cast<PHINode>(OldVal);
173         for (unsigned i = 0, e = OldValPN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i)
174           PN->addIncoming(OldValPN->getIncomingValue(i),
175                           OldValPN->getIncomingBlock(i));
176       } else {
177         for (std::vector<BasicBlock*>::const_iterator PredI = BBPreds.begin(),
178              End = BBPreds.end(); PredI != End; ++PredI) {
179           // Add an incoming value for each of the new incoming values...
180           PN->addIncoming(OldVal, *PredI);
181         }
182       }
183     }
184   }
185   
186   if (isa<PHINode>(&BB->front())) {
187     std::vector<BasicBlock*>
188     OldSuccPreds(pred_begin(Succ), pred_end(Succ));
189     
190     // Move all PHI nodes in BB to Succ if they are alive, otherwise
191     // delete them.
192     while (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(&BB->front()))
193       if (PN->use_empty()) {
194         // Just remove the dead phi.  This happens if Succ's PHIs were the only
195         // users of the PHI nodes.
196         PN->eraseFromParent();
197       } else {
198         // The instruction is alive, so this means that Succ must have
199         // *ONLY* had BB as a predecessor, and the PHI node is still valid
200         // now.  Simply move it into Succ, because we know that BB
201         // strictly dominated Succ.
202         Succ->getInstList().splice(Succ->begin(),
203                                    BB->getInstList(), BB->begin());
204         
205         // We need to add new entries for the PHI node to account for
206         // predecessors of Succ that the PHI node does not take into
207         // account.  At this point, since we know that BB dominated succ,
208         // this means that we should any newly added incoming edges should
209         // use the PHI node as the value for these edges, because they are
210         // loop back edges.
211         for (unsigned i = 0, e = OldSuccPreds.size(); i != e; ++i)
212           if (OldSuccPreds[i] != BB)
213             PN->addIncoming(PN, OldSuccPreds[i]);
214       }
215   }
216     
217   // Everything that jumped to BB now goes to Succ.
218   BB->replaceAllUsesWith(Succ);
219   if (!Succ->hasName()) Succ->takeName(BB);
220   BB->eraseFromParent();              // Delete the old basic block.
221   return true;
222 }
223
224 /// GetIfCondition - Given a basic block (BB) with two predecessors (and
225 /// presumably PHI nodes in it), check to see if the merge at this block is due
226 /// to an "if condition".  If so, return the boolean condition that determines
227 /// which entry into BB will be taken.  Also, return by references the block
228 /// that will be entered from if the condition is true, and the block that will
229 /// be entered if the condition is false.
230 ///
231 ///
232 static Value *GetIfCondition(BasicBlock *BB,
233                              BasicBlock *&IfTrue, BasicBlock *&IfFalse) {
234   assert(std::distance(pred_begin(BB), pred_end(BB)) == 2 &&
235          "Function can only handle blocks with 2 predecessors!");
236   BasicBlock *Pred1 = *pred_begin(BB);
237   BasicBlock *Pred2 = *++pred_begin(BB);
238
239   // We can only handle branches.  Other control flow will be lowered to
240   // branches if possible anyway.
241   if (!isa<BranchInst>(Pred1->getTerminator()) ||
242       !isa<BranchInst>(Pred2->getTerminator()))
243     return 0;
244   BranchInst *Pred1Br = cast<BranchInst>(Pred1->getTerminator());
245   BranchInst *Pred2Br = cast<BranchInst>(Pred2->getTerminator());
246
247   // Eliminate code duplication by ensuring that Pred1Br is conditional if
248   // either are.
249   if (Pred2Br->isConditional()) {
250     // If both branches are conditional, we don't have an "if statement".  In
251     // reality, we could transform this case, but since the condition will be
252     // required anyway, we stand no chance of eliminating it, so the xform is
253     // probably not profitable.
254     if (Pred1Br->isConditional())
255       return 0;
256
257     std::swap(Pred1, Pred2);
258     std::swap(Pred1Br, Pred2Br);
259   }
260
261   if (Pred1Br->isConditional()) {
262     // If we found a conditional branch predecessor, make sure that it branches
263     // to BB and Pred2Br.  If it doesn't, this isn't an "if statement".
264     if (Pred1Br->getSuccessor(0) == BB &&
265         Pred1Br->getSuccessor(1) == Pred2) {
266       IfTrue = Pred1;
267       IfFalse = Pred2;
268     } else if (Pred1Br->getSuccessor(0) == Pred2 &&
269                Pred1Br->getSuccessor(1) == BB) {
270       IfTrue = Pred2;
271       IfFalse = Pred1;
272     } else {
273       // We know that one arm of the conditional goes to BB, so the other must
274       // go somewhere unrelated, and this must not be an "if statement".
275       return 0;
276     }
277
278     // The only thing we have to watch out for here is to make sure that Pred2
279     // doesn't have incoming edges from other blocks.  If it does, the condition
280     // doesn't dominate BB.
281     if (++pred_begin(Pred2) != pred_end(Pred2))
282       return 0;
283
284     return Pred1Br->getCondition();
285   }
286
287   // Ok, if we got here, both predecessors end with an unconditional branch to
288   // BB.  Don't panic!  If both blocks only have a single (identical)
289   // predecessor, and THAT is a conditional branch, then we're all ok!
290   if (pred_begin(Pred1) == pred_end(Pred1) ||
291       ++pred_begin(Pred1) != pred_end(Pred1) ||
292       pred_begin(Pred2) == pred_end(Pred2) ||
293       ++pred_begin(Pred2) != pred_end(Pred2) ||
294       *pred_begin(Pred1) != *pred_begin(Pred2))
295     return 0;
296
297   // Otherwise, if this is a conditional branch, then we can use it!
298   BasicBlock *CommonPred = *pred_begin(Pred1);
299   if (BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(CommonPred->getTerminator())) {
300     assert(BI->isConditional() && "Two successors but not conditional?");
301     if (BI->getSuccessor(0) == Pred1) {
302       IfTrue = Pred1;
303       IfFalse = Pred2;
304     } else {
305       IfTrue = Pred2;
306       IfFalse = Pred1;
307     }
308     return BI->getCondition();
309   }
310   return 0;
311 }
312
313
314 // If we have a merge point of an "if condition" as accepted above, return true
315 // if the specified value dominates the block.  We don't handle the true
316 // generality of domination here, just a special case which works well enough
317 // for us.
318 //
319 // If AggressiveInsts is non-null, and if V does not dominate BB, we check to
320 // see if V (which must be an instruction) is cheap to compute and is
321 // non-trapping.  If both are true, the instruction is inserted into the set and
322 // true is returned.
323 static bool DominatesMergePoint(Value *V, BasicBlock *BB,
324                                 std::set<Instruction*> *AggressiveInsts) {
325   Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V);
326   if (!I) {
327     // Non-instructions all dominate instructions, but not all constantexprs
328     // can be executed unconditionally.
329     if (ConstantExpr *C = dyn_cast<ConstantExpr>(V))
330       if (C->canTrap())
331         return false;
332     return true;
333   }
334   BasicBlock *PBB = I->getParent();
335
336   // We don't want to allow weird loops that might have the "if condition" in
337   // the bottom of this block.
338   if (PBB == BB) return false;
339
340   // If this instruction is defined in a block that contains an unconditional
341   // branch to BB, then it must be in the 'conditional' part of the "if
342   // statement".
343   if (BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(PBB->getTerminator()))
344     if (BI->isUnconditional() && BI->getSuccessor(0) == BB) {
345       if (!AggressiveInsts) return false;
346       // Okay, it looks like the instruction IS in the "condition".  Check to
347       // see if its a cheap instruction to unconditionally compute, and if it
348       // only uses stuff defined outside of the condition.  If so, hoist it out.
349       switch (I->getOpcode()) {
350       default: return false;  // Cannot hoist this out safely.
351       case Instruction::Load:
352         // We can hoist loads that are non-volatile and obviously cannot trap.
353         if (cast<LoadInst>(I)->isVolatile())
354           return false;
355         if (!isa<AllocaInst>(I->getOperand(0)) &&
356             !isa<Constant>(I->getOperand(0)))
357           return false;
358
359         // Finally, we have to check to make sure there are no instructions
360         // before the load in its basic block, as we are going to hoist the loop
361         // out to its predecessor.
362         if (PBB->begin() != BasicBlock::iterator(I))
363           return false;
364         break;
365       case Instruction::Add:
366       case Instruction::Sub:
367       case Instruction::And:
368       case Instruction::Or:
369       case Instruction::Xor:
370       case Instruction::Shl:
371       case Instruction::LShr:
372       case Instruction::AShr:
373       case Instruction::ICmp:
374       case Instruction::FCmp:
375         break;   // These are all cheap and non-trapping instructions.
376       }
377
378       // Okay, we can only really hoist these out if their operands are not
379       // defined in the conditional region.
380       for (unsigned i = 0, e = I->getNumOperands(); i != e; ++i)
381         if (!DominatesMergePoint(I->getOperand(i), BB, 0))
382           return false;
383       // Okay, it's safe to do this!  Remember this instruction.
384       AggressiveInsts->insert(I);
385     }
386
387   return true;
388 }
389
390 // GatherConstantSetEQs - Given a potentially 'or'd together collection of 
391 // icmp_eq instructions that compare a value against a constant, return the 
392 // value being compared, and stick the constant into the Values vector.
393 static Value *GatherConstantSetEQs(Value *V, std::vector<ConstantInt*> &Values){
394   if (Instruction *Inst = dyn_cast<Instruction>(V))
395     if (Inst->getOpcode() == Instruction::ICmp &&
396         cast<ICmpInst>(Inst)->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_EQ) {
397       if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(Inst->getOperand(1))) {
398         Values.push_back(C);
399         return Inst->getOperand(0);
400       } else if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(Inst->getOperand(0))) {
401         Values.push_back(C);
402         return Inst->getOperand(1);
403       }
404     } else if (Inst->getOpcode() == Instruction::Or) {
405       if (Value *LHS = GatherConstantSetEQs(Inst->getOperand(0), Values))
406         if (Value *RHS = GatherConstantSetEQs(Inst->getOperand(1), Values))
407           if (LHS == RHS)
408             return LHS;
409     }
410   return 0;
411 }
412
413 // GatherConstantSetNEs - Given a potentially 'and'd together collection of
414 // setne instructions that compare a value against a constant, return the value
415 // being compared, and stick the constant into the Values vector.
416 static Value *GatherConstantSetNEs(Value *V, std::vector<ConstantInt*> &Values){
417   if (Instruction *Inst = dyn_cast<Instruction>(V))
418     if (Inst->getOpcode() == Instruction::ICmp &&
419                cast<ICmpInst>(Inst)->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE) {
420       if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(Inst->getOperand(1))) {
421         Values.push_back(C);
422         return Inst->getOperand(0);
423       } else if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(Inst->getOperand(0))) {
424         Values.push_back(C);
425         return Inst->getOperand(1);
426       }
427     } else if (Inst->getOpcode() == Instruction::And) {
428       if (Value *LHS = GatherConstantSetNEs(Inst->getOperand(0), Values))
429         if (Value *RHS = GatherConstantSetNEs(Inst->getOperand(1), Values))
430           if (LHS == RHS)
431             return LHS;
432     }
433   return 0;
434 }
435
436
437
438 /// GatherValueComparisons - If the specified Cond is an 'and' or 'or' of a
439 /// bunch of comparisons of one value against constants, return the value and
440 /// the constants being compared.
441 static bool GatherValueComparisons(Instruction *Cond, Value *&CompVal,
442                                    std::vector<ConstantInt*> &Values) {
443   if (Cond->getOpcode() == Instruction::Or) {
444     CompVal = GatherConstantSetEQs(Cond, Values);
445
446     // Return true to indicate that the condition is true if the CompVal is
447     // equal to one of the constants.
448     return true;
449   } else if (Cond->getOpcode() == Instruction::And) {
450     CompVal = GatherConstantSetNEs(Cond, Values);
451
452     // Return false to indicate that the condition is false if the CompVal is
453     // equal to one of the constants.
454     return false;
455   }
456   return false;
457 }
458
459 /// ErasePossiblyDeadInstructionTree - If the specified instruction is dead and
460 /// has no side effects, nuke it.  If it uses any instructions that become dead
461 /// because the instruction is now gone, nuke them too.
462 static void ErasePossiblyDeadInstructionTree(Instruction *I) {
463   if (!isInstructionTriviallyDead(I)) return;
464   
465   std::vector<Instruction*> InstrsToInspect;
466   InstrsToInspect.push_back(I);
467
468   while (!InstrsToInspect.empty()) {
469     I = InstrsToInspect.back();
470     InstrsToInspect.pop_back();
471
472     if (!isInstructionTriviallyDead(I)) continue;
473
474     // If I is in the work list multiple times, remove previous instances.
475     for (unsigned i = 0, e = InstrsToInspect.size(); i != e; ++i)
476       if (InstrsToInspect[i] == I) {
477         InstrsToInspect.erase(InstrsToInspect.begin()+i);
478         --i, --e;
479       }
480
481     // Add operands of dead instruction to worklist.
482     for (unsigned i = 0, e = I->getNumOperands(); i != e; ++i)
483       if (Instruction *OpI = dyn_cast<Instruction>(I->getOperand(i)))
484         InstrsToInspect.push_back(OpI);
485
486     // Remove dead instruction.
487     I->eraseFromParent();
488   }
489 }
490
491 // isValueEqualityComparison - Return true if the specified terminator checks to
492 // see if a value is equal to constant integer value.
493 static Value *isValueEqualityComparison(TerminatorInst *TI) {
494   if (SwitchInst *SI = dyn_cast<SwitchInst>(TI)) {
495     // Do not permit merging of large switch instructions into their
496     // predecessors unless there is only one predecessor.
497     if (SI->getNumSuccessors() * std::distance(pred_begin(SI->getParent()),
498                                                pred_end(SI->getParent())) > 128)
499       return 0;
500
501     return SI->getCondition();
502   }
503   if (BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(TI))
504     if (BI->isConditional() && BI->getCondition()->hasOneUse())
505       if (ICmpInst *ICI = dyn_cast<ICmpInst>(BI->getCondition()))
506         if ((ICI->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_EQ ||
507              ICI->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE) &&
508             isa<ConstantInt>(ICI->getOperand(1)))
509           return ICI->getOperand(0);
510   return 0;
511 }
512
513 // Given a value comparison instruction, decode all of the 'cases' that it
514 // represents and return the 'default' block.
515 static BasicBlock *
516 GetValueEqualityComparisonCases(TerminatorInst *TI,
517                                 std::vector<std::pair<ConstantInt*,
518                                                       BasicBlock*> > &Cases) {
519   if (SwitchInst *SI = dyn_cast<SwitchInst>(TI)) {
520     Cases.reserve(SI->getNumCases());
521     for (unsigned i = 1, e = SI->getNumCases(); i != e; ++i)
522       Cases.push_back(std::make_pair(SI->getCaseValue(i), SI->getSuccessor(i)));
523     return SI->getDefaultDest();
524   }
525
526   BranchInst *BI = cast<BranchInst>(TI);
527   ICmpInst *ICI = cast<ICmpInst>(BI->getCondition());
528   Cases.push_back(std::make_pair(cast<ConstantInt>(ICI->getOperand(1)),
529                                  BI->getSuccessor(ICI->getPredicate() ==
530                                                   ICmpInst::ICMP_NE)));
531   return BI->getSuccessor(ICI->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_EQ);
532 }
533
534
535 // EliminateBlockCases - Given a vector of bb/value pairs, remove any entries
536 // in the list that match the specified block.
537 static void EliminateBlockCases(BasicBlock *BB,
538                std::vector<std::pair<ConstantInt*, BasicBlock*> > &Cases) {
539   for (unsigned i = 0, e = Cases.size(); i != e; ++i)
540     if (Cases[i].second == BB) {
541       Cases.erase(Cases.begin()+i);
542       --i; --e;
543     }
544 }
545
546 // ValuesOverlap - Return true if there are any keys in C1 that exist in C2 as
547 // well.
548 static bool
549 ValuesOverlap(std::vector<std::pair<ConstantInt*, BasicBlock*> > &C1,
550               std::vector<std::pair<ConstantInt*, BasicBlock*> > &C2) {
551   std::vector<std::pair<ConstantInt*, BasicBlock*> > *V1 = &C1, *V2 = &C2;
552
553   // Make V1 be smaller than V2.
554   if (V1->size() > V2->size())
555     std::swap(V1, V2);
556
557   if (V1->size() == 0) return false;
558   if (V1->size() == 1) {
559     // Just scan V2.
560     ConstantInt *TheVal = (*V1)[0].first;
561     for (unsigned i = 0, e = V2->size(); i != e; ++i)
562       if (TheVal == (*V2)[i].first)
563         return true;
564   }
565
566   // Otherwise, just sort both lists and compare element by element.
567   std::sort(V1->begin(), V1->end());
568   std::sort(V2->begin(), V2->end());
569   unsigned i1 = 0, i2 = 0, e1 = V1->size(), e2 = V2->size();
570   while (i1 != e1 && i2 != e2) {
571     if ((*V1)[i1].first == (*V2)[i2].first)
572       return true;
573     if ((*V1)[i1].first < (*V2)[i2].first)
574       ++i1;
575     else
576       ++i2;
577   }
578   return false;
579 }
580
581 // SimplifyEqualityComparisonWithOnlyPredecessor - If TI is known to be a
582 // terminator instruction and its block is known to only have a single
583 // predecessor block, check to see if that predecessor is also a value
584 // comparison with the same value, and if that comparison determines the outcome
585 // of this comparison.  If so, simplify TI.  This does a very limited form of
586 // jump threading.
587 static bool SimplifyEqualityComparisonWithOnlyPredecessor(TerminatorInst *TI,
588                                                           BasicBlock *Pred) {
589   Value *PredVal = isValueEqualityComparison(Pred->getTerminator());
590   if (!PredVal) return false;  // Not a value comparison in predecessor.
591
592   Value *ThisVal = isValueEqualityComparison(TI);
593   assert(ThisVal && "This isn't a value comparison!!");
594   if (ThisVal != PredVal) return false;  // Different predicates.
595
596   // Find out information about when control will move from Pred to TI's block.
597   std::vector<std::pair<ConstantInt*, BasicBlock*> > PredCases;
598   BasicBlock *PredDef = GetValueEqualityComparisonCases(Pred->getTerminator(),
599                                                         PredCases);
600   EliminateBlockCases(PredDef, PredCases);  // Remove default from cases.
601
602   // Find information about how control leaves this block.
603   std::vector<std::pair<ConstantInt*, BasicBlock*> > ThisCases;
604   BasicBlock *ThisDef = GetValueEqualityComparisonCases(TI, ThisCases);
605   EliminateBlockCases(ThisDef, ThisCases);  // Remove default from cases.
606
607   // If TI's block is the default block from Pred's comparison, potentially
608   // simplify TI based on this knowledge.
609   if (PredDef == TI->getParent()) {
610     // If we are here, we know that the value is none of those cases listed in
611     // PredCases.  If there are any cases in ThisCases that are in PredCases, we
612     // can simplify TI.
613     if (ValuesOverlap(PredCases, ThisCases)) {
614       if (BranchInst *BTI = dyn_cast<BranchInst>(TI)) {
615         // Okay, one of the successors of this condbr is dead.  Convert it to a
616         // uncond br.
617         assert(ThisCases.size() == 1 && "Branch can only have one case!");
618         Value *Cond = BTI->getCondition();
619         // Insert the new branch.
620         Instruction *NI = new BranchInst(ThisDef, TI);
621
622         // Remove PHI node entries for the dead edge.
623         ThisCases[0].second->removePredecessor(TI->getParent());
624
625         DOUT << "Threading pred instr: " << *Pred->getTerminator()
626              << "Through successor TI: " << *TI << "Leaving: " << *NI << "\n";
627
628         TI->eraseFromParent();   // Nuke the old one.
629         // If condition is now dead, nuke it.
630         if (Instruction *CondI = dyn_cast<Instruction>(Cond))
631           ErasePossiblyDeadInstructionTree(CondI);
632         return true;
633
634       } else {
635         SwitchInst *SI = cast<SwitchInst>(TI);
636         // Okay, TI has cases that are statically dead, prune them away.
637         SmallPtrSet<Constant*, 16> DeadCases;
638         for (unsigned i = 0, e = PredCases.size(); i != e; ++i)
639           DeadCases.insert(PredCases[i].first);
640
641         DOUT << "Threading pred instr: " << *Pred->getTerminator()
642              << "Through successor TI: " << *TI;
643
644         for (unsigned i = SI->getNumCases()-1; i != 0; --i)
645           if (DeadCases.count(SI->getCaseValue(i))) {
646             SI->getSuccessor(i)->removePredecessor(TI->getParent());
647             SI->removeCase(i);
648           }
649
650         DOUT << "Leaving: " << *TI << "\n";
651         return true;
652       }
653     }
654
655   } else {
656     // Otherwise, TI's block must correspond to some matched value.  Find out
657     // which value (or set of values) this is.
658     ConstantInt *TIV = 0;
659     BasicBlock *TIBB = TI->getParent();
660     for (unsigned i = 0, e = PredCases.size(); i != e; ++i)
661       if (PredCases[i].second == TIBB)
662         if (TIV == 0)
663           TIV = PredCases[i].first;
664         else
665           return false;  // Cannot handle multiple values coming to this block.
666     assert(TIV && "No edge from pred to succ?");
667
668     // Okay, we found the one constant that our value can be if we get into TI's
669     // BB.  Find out which successor will unconditionally be branched to.
670     BasicBlock *TheRealDest = 0;
671     for (unsigned i = 0, e = ThisCases.size(); i != e; ++i)
672       if (ThisCases[i].first == TIV) {
673         TheRealDest = ThisCases[i].second;
674         break;
675       }
676
677     // If not handled by any explicit cases, it is handled by the default case.
678     if (TheRealDest == 0) TheRealDest = ThisDef;
679
680     // Remove PHI node entries for dead edges.
681     BasicBlock *CheckEdge = TheRealDest;
682     for (succ_iterator SI = succ_begin(TIBB), e = succ_end(TIBB); SI != e; ++SI)
683       if (*SI != CheckEdge)
684         (*SI)->removePredecessor(TIBB);
685       else
686         CheckEdge = 0;
687
688     // Insert the new branch.
689     Instruction *NI = new BranchInst(TheRealDest, TI);
690
691     DOUT << "Threading pred instr: " << *Pred->getTerminator()
692          << "Through successor TI: " << *TI << "Leaving: " << *NI << "\n";
693     Instruction *Cond = 0;
694     if (BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(TI))
695       Cond = dyn_cast<Instruction>(BI->getCondition());
696     TI->eraseFromParent();   // Nuke the old one.
697
698     if (Cond) ErasePossiblyDeadInstructionTree(Cond);
699     return true;
700   }
701   return false;
702 }
703
704 // FoldValueComparisonIntoPredecessors - The specified terminator is a value
705 // equality comparison instruction (either a switch or a branch on "X == c").
706 // See if any of the predecessors of the terminator block are value comparisons
707 // on the same value.  If so, and if safe to do so, fold them together.
708 static bool FoldValueComparisonIntoPredecessors(TerminatorInst *TI) {
709   BasicBlock *BB = TI->getParent();
710   Value *CV = isValueEqualityComparison(TI);  // CondVal
711   assert(CV && "Not a comparison?");
712   bool Changed = false;
713
714   std::vector<BasicBlock*> Preds(pred_begin(BB), pred_end(BB));
715   while (!Preds.empty()) {
716     BasicBlock *Pred = Preds.back();
717     Preds.pop_back();
718
719     // See if the predecessor is a comparison with the same value.
720     TerminatorInst *PTI = Pred->getTerminator();
721     Value *PCV = isValueEqualityComparison(PTI);  // PredCondVal
722
723     if (PCV == CV && SafeToMergeTerminators(TI, PTI)) {
724       // Figure out which 'cases' to copy from SI to PSI.
725       std::vector<std::pair<ConstantInt*, BasicBlock*> > BBCases;
726       BasicBlock *BBDefault = GetValueEqualityComparisonCases(TI, BBCases);
727
728       std::vector<std::pair<ConstantInt*, BasicBlock*> > PredCases;
729       BasicBlock *PredDefault = GetValueEqualityComparisonCases(PTI, PredCases);
730
731       // Based on whether the default edge from PTI goes to BB or not, fill in
732       // PredCases and PredDefault with the new switch cases we would like to
733       // build.
734       std::vector<BasicBlock*> NewSuccessors;
735
736       if (PredDefault == BB) {
737         // If this is the default destination from PTI, only the edges in TI
738         // that don't occur in PTI, or that branch to BB will be activated.
739         std::set<ConstantInt*> PTIHandled;
740         for (unsigned i = 0, e = PredCases.size(); i != e; ++i)
741           if (PredCases[i].second != BB)
742             PTIHandled.insert(PredCases[i].first);
743           else {
744             // The default destination is BB, we don't need explicit targets.
745             std::swap(PredCases[i], PredCases.back());
746             PredCases.pop_back();
747             --i; --e;
748           }
749
750         // Reconstruct the new switch statement we will be building.
751         if (PredDefault != BBDefault) {
752           PredDefault->removePredecessor(Pred);
753           PredDefault = BBDefault;
754           NewSuccessors.push_back(BBDefault);
755         }
756         for (unsigned i = 0, e = BBCases.size(); i != e; ++i)
757           if (!PTIHandled.count(BBCases[i].first) &&
758               BBCases[i].second != BBDefault) {
759             PredCases.push_back(BBCases[i]);
760             NewSuccessors.push_back(BBCases[i].second);
761           }
762
763       } else {
764         // If this is not the default destination from PSI, only the edges
765         // in SI that occur in PSI with a destination of BB will be
766         // activated.
767         std::set<ConstantInt*> PTIHandled;
768         for (unsigned i = 0, e = PredCases.size(); i != e; ++i)
769           if (PredCases[i].second == BB) {
770             PTIHandled.insert(PredCases[i].first);
771             std::swap(PredCases[i], PredCases.back());
772             PredCases.pop_back();
773             --i; --e;
774           }
775
776         // Okay, now we know which constants were sent to BB from the
777         // predecessor.  Figure out where they will all go now.
778         for (unsigned i = 0, e = BBCases.size(); i != e; ++i)
779           if (PTIHandled.count(BBCases[i].first)) {
780             // If this is one we are capable of getting...
781             PredCases.push_back(BBCases[i]);
782             NewSuccessors.push_back(BBCases[i].second);
783             PTIHandled.erase(BBCases[i].first);// This constant is taken care of
784           }
785
786         // If there are any constants vectored to BB that TI doesn't handle,
787         // they must go to the default destination of TI.
788         for (std::set<ConstantInt*>::iterator I = PTIHandled.begin(),
789                E = PTIHandled.end(); I != E; ++I) {
790           PredCases.push_back(std::make_pair(*I, BBDefault));
791           NewSuccessors.push_back(BBDefault);
792         }
793       }
794
795       // Okay, at this point, we know which new successor Pred will get.  Make
796       // sure we update the number of entries in the PHI nodes for these
797       // successors.
798       for (unsigned i = 0, e = NewSuccessors.size(); i != e; ++i)
799         AddPredecessorToBlock(NewSuccessors[i], Pred, BB);
800
801       // Now that the successors are updated, create the new Switch instruction.
802       SwitchInst *NewSI = new SwitchInst(CV, PredDefault, PredCases.size(),PTI);
803       for (unsigned i = 0, e = PredCases.size(); i != e; ++i)
804         NewSI->addCase(PredCases[i].first, PredCases[i].second);
805
806       Instruction *DeadCond = 0;
807       if (BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(PTI))
808         // If PTI is a branch, remember the condition.
809         DeadCond = dyn_cast<Instruction>(BI->getCondition());
810       Pred->getInstList().erase(PTI);
811
812       // If the condition is dead now, remove the instruction tree.
813       if (DeadCond) ErasePossiblyDeadInstructionTree(DeadCond);
814
815       // Okay, last check.  If BB is still a successor of PSI, then we must
816       // have an infinite loop case.  If so, add an infinitely looping block
817       // to handle the case to preserve the behavior of the code.
818       BasicBlock *InfLoopBlock = 0;
819       for (unsigned i = 0, e = NewSI->getNumSuccessors(); i != e; ++i)
820         if (NewSI->getSuccessor(i) == BB) {
821           if (InfLoopBlock == 0) {
822             // Insert it at the end of the loop, because it's either code,
823             // or it won't matter if it's hot. :)
824             InfLoopBlock = new BasicBlock("infloop", BB->getParent());
825             new BranchInst(InfLoopBlock, InfLoopBlock);
826           }
827           NewSI->setSuccessor(i, InfLoopBlock);
828         }
829
830       Changed = true;
831     }
832   }
833   return Changed;
834 }
835
836 /// HoistThenElseCodeToIf - Given a conditional branch that goes to BB1 and
837 /// BB2, hoist any common code in the two blocks up into the branch block.  The
838 /// caller of this function guarantees that BI's block dominates BB1 and BB2.
839 static bool HoistThenElseCodeToIf(BranchInst *BI) {
840   // This does very trivial matching, with limited scanning, to find identical
841   // instructions in the two blocks.  In particular, we don't want to get into
842   // O(M*N) situations here where M and N are the sizes of BB1 and BB2.  As
843   // such, we currently just scan for obviously identical instructions in an
844   // identical order.
845   BasicBlock *BB1 = BI->getSuccessor(0);  // The true destination.
846   BasicBlock *BB2 = BI->getSuccessor(1);  // The false destination
847
848   Instruction *I1 = BB1->begin(), *I2 = BB2->begin();
849   if (I1->getOpcode() != I2->getOpcode() || isa<PHINode>(I1) || 
850       isa<InvokeInst>(I1) || !I1->isIdenticalTo(I2))
851     return false;
852
853   // If we get here, we can hoist at least one instruction.
854   BasicBlock *BIParent = BI->getParent();
855
856   do {
857     // If we are hoisting the terminator instruction, don't move one (making a
858     // broken BB), instead clone it, and remove BI.
859     if (isa<TerminatorInst>(I1))
860       goto HoistTerminator;
861
862     // For a normal instruction, we just move one to right before the branch,
863     // then replace all uses of the other with the first.  Finally, we remove
864     // the now redundant second instruction.
865     BIParent->getInstList().splice(BI, BB1->getInstList(), I1);
866     if (!I2->use_empty())
867       I2->replaceAllUsesWith(I1);
868     BB2->getInstList().erase(I2);
869
870     I1 = BB1->begin();
871     I2 = BB2->begin();
872   } while (I1->getOpcode() == I2->getOpcode() && I1->isIdenticalTo(I2));
873
874   return true;
875
876 HoistTerminator:
877   // Okay, it is safe to hoist the terminator.
878   Instruction *NT = I1->clone();
879   BIParent->getInstList().insert(BI, NT);
880   if (NT->getType() != Type::VoidTy) {
881     I1->replaceAllUsesWith(NT);
882     I2->replaceAllUsesWith(NT);
883     NT->takeName(I1);
884   }
885
886   // Hoisting one of the terminators from our successor is a great thing.
887   // Unfortunately, the successors of the if/else blocks may have PHI nodes in
888   // them.  If they do, all PHI entries for BB1/BB2 must agree for all PHI
889   // nodes, so we insert select instruction to compute the final result.
890   std::map<std::pair<Value*,Value*>, SelectInst*> InsertedSelects;
891   for (succ_iterator SI = succ_begin(BB1), E = succ_end(BB1); SI != E; ++SI) {
892     PHINode *PN;
893     for (BasicBlock::iterator BBI = SI->begin();
894          (PN = dyn_cast<PHINode>(BBI)); ++BBI) {
895       Value *BB1V = PN->getIncomingValueForBlock(BB1);
896       Value *BB2V = PN->getIncomingValueForBlock(BB2);
897       if (BB1V != BB2V) {
898         // These values do not agree.  Insert a select instruction before NT
899         // that determines the right value.
900         SelectInst *&SI = InsertedSelects[std::make_pair(BB1V, BB2V)];
901         if (SI == 0)
902           SI = new SelectInst(BI->getCondition(), BB1V, BB2V,
903                               BB1V->getName()+"."+BB2V->getName(), NT);
904         // Make the PHI node use the select for all incoming values for BB1/BB2
905         for (unsigned i = 0, e = PN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i)
906           if (PN->getIncomingBlock(i) == BB1 || PN->getIncomingBlock(i) == BB2)
907             PN->setIncomingValue(i, SI);
908       }
909     }
910   }
911
912   // Update any PHI nodes in our new successors.
913   for (succ_iterator SI = succ_begin(BB1), E = succ_end(BB1); SI != E; ++SI)
914     AddPredecessorToBlock(*SI, BIParent, BB1);
915
916   BI->eraseFromParent();
917   return true;
918 }
919
920 /// BlockIsSimpleEnoughToThreadThrough - Return true if we can thread a branch
921 /// across this block.
922 static bool BlockIsSimpleEnoughToThreadThrough(BasicBlock *BB) {
923   BranchInst *BI = cast<BranchInst>(BB->getTerminator());
924   unsigned Size = 0;
925   
926   // If this basic block contains anything other than a PHI (which controls the
927   // branch) and branch itself, bail out.  FIXME: improve this in the future.
928   for (BasicBlock::iterator BBI = BB->begin(); &*BBI != BI; ++BBI, ++Size) {
929     if (Size > 10) return false;  // Don't clone large BB's.
930     
931     // We can only support instructions that are do not define values that are
932     // live outside of the current basic block.
933     for (Value::use_iterator UI = BBI->use_begin(), E = BBI->use_end();
934          UI != E; ++UI) {
935       Instruction *U = cast<Instruction>(*UI);
936       if (U->getParent() != BB || isa<PHINode>(U)) return false;
937     }
938     
939     // Looks ok, continue checking.
940   }
941
942   return true;
943 }
944
945 /// FoldCondBranchOnPHI - If we have a conditional branch on a PHI node value
946 /// that is defined in the same block as the branch and if any PHI entries are
947 /// constants, thread edges corresponding to that entry to be branches to their
948 /// ultimate destination.
949 static bool FoldCondBranchOnPHI(BranchInst *BI) {
950   BasicBlock *BB = BI->getParent();
951   PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(BI->getCondition());
952   // NOTE: we currently cannot transform this case if the PHI node is used
953   // outside of the block.
954   if (!PN || PN->getParent() != BB || !PN->hasOneUse())
955     return false;
956   
957   // Degenerate case of a single entry PHI.
958   if (PN->getNumIncomingValues() == 1) {
959     if (PN->getIncomingValue(0) != PN)
960       PN->replaceAllUsesWith(PN->getIncomingValue(0));
961     else
962       PN->replaceAllUsesWith(UndefValue::get(PN->getType()));
963     PN->eraseFromParent();
964     return true;    
965   }
966
967   // Now we know that this block has multiple preds and two succs.
968   if (!BlockIsSimpleEnoughToThreadThrough(BB)) return false;
969   
970   // Okay, this is a simple enough basic block.  See if any phi values are
971   // constants.
972   for (unsigned i = 0, e = PN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
973     ConstantInt *CB;
974     if ((CB = dyn_cast<ConstantInt>(PN->getIncomingValue(i))) &&
975         CB->getType() == Type::Int1Ty) {
976       // Okay, we now know that all edges from PredBB should be revectored to
977       // branch to RealDest.
978       BasicBlock *PredBB = PN->getIncomingBlock(i);
979       BasicBlock *RealDest = BI->getSuccessor(!CB->getZExtValue());
980       
981       if (RealDest == BB) continue;  // Skip self loops.
982       
983       // The dest block might have PHI nodes, other predecessors and other
984       // difficult cases.  Instead of being smart about this, just insert a new
985       // block that jumps to the destination block, effectively splitting
986       // the edge we are about to create.
987       BasicBlock *EdgeBB = new BasicBlock(RealDest->getName()+".critedge",
988                                           RealDest->getParent(), RealDest);
989       new BranchInst(RealDest, EdgeBB);
990       PHINode *PN;
991       for (BasicBlock::iterator BBI = RealDest->begin();
992            (PN = dyn_cast<PHINode>(BBI)); ++BBI) {
993         Value *V = PN->getIncomingValueForBlock(BB);
994         PN->addIncoming(V, EdgeBB);
995       }
996
997       // BB may have instructions that are being threaded over.  Clone these
998       // instructions into EdgeBB.  We know that there will be no uses of the
999       // cloned instructions outside of EdgeBB.
1000       BasicBlock::iterator InsertPt = EdgeBB->begin();
1001       std::map<Value*, Value*> TranslateMap;  // Track translated values.
1002       for (BasicBlock::iterator BBI = BB->begin(); &*BBI != BI; ++BBI) {
1003         if (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(BBI)) {
1004           TranslateMap[PN] = PN->getIncomingValueForBlock(PredBB);
1005         } else {
1006           // Clone the instruction.
1007           Instruction *N = BBI->clone();
1008           if (BBI->hasName()) N->setName(BBI->getName()+".c");
1009           
1010           // Update operands due to translation.
1011           for (unsigned i = 0, e = N->getNumOperands(); i != e; ++i) {
1012             std::map<Value*, Value*>::iterator PI =
1013               TranslateMap.find(N->getOperand(i));
1014             if (PI != TranslateMap.end())
1015               N->setOperand(i, PI->second);
1016           }
1017           
1018           // Check for trivial simplification.
1019           if (Constant *C = ConstantFoldInstruction(N)) {
1020             TranslateMap[BBI] = C;
1021             delete N;   // Constant folded away, don't need actual inst
1022           } else {
1023             // Insert the new instruction into its new home.
1024             EdgeBB->getInstList().insert(InsertPt, N);
1025             if (!BBI->use_empty())
1026               TranslateMap[BBI] = N;
1027           }
1028         }
1029       }
1030
1031       // Loop over all of the edges from PredBB to BB, changing them to branch
1032       // to EdgeBB instead.
1033       TerminatorInst *PredBBTI = PredBB->getTerminator();
1034       for (unsigned i = 0, e = PredBBTI->getNumSuccessors(); i != e; ++i)
1035         if (PredBBTI->getSuccessor(i) == BB) {
1036           BB->removePredecessor(PredBB);
1037           PredBBTI->setSuccessor(i, EdgeBB);
1038         }
1039       
1040       // Recurse, simplifying any other constants.
1041       return FoldCondBranchOnPHI(BI) | true;
1042     }
1043   }
1044
1045   return false;
1046 }
1047
1048 /// FoldTwoEntryPHINode - Given a BB that starts with the specified two-entry
1049 /// PHI node, see if we can eliminate it.
1050 static bool FoldTwoEntryPHINode(PHINode *PN) {
1051   // Ok, this is a two entry PHI node.  Check to see if this is a simple "if
1052   // statement", which has a very simple dominance structure.  Basically, we
1053   // are trying to find the condition that is being branched on, which
1054   // subsequently causes this merge to happen.  We really want control
1055   // dependence information for this check, but simplifycfg can't keep it up
1056   // to date, and this catches most of the cases we care about anyway.
1057   //
1058   BasicBlock *BB = PN->getParent();
1059   BasicBlock *IfTrue, *IfFalse;
1060   Value *IfCond = GetIfCondition(BB, IfTrue, IfFalse);
1061   if (!IfCond) return false;
1062   
1063   // Okay, we found that we can merge this two-entry phi node into a select.
1064   // Doing so would require us to fold *all* two entry phi nodes in this block.
1065   // At some point this becomes non-profitable (particularly if the target
1066   // doesn't support cmov's).  Only do this transformation if there are two or
1067   // fewer PHI nodes in this block.
1068   unsigned NumPhis = 0;
1069   for (BasicBlock::iterator I = BB->begin(); isa<PHINode>(I); ++NumPhis, ++I)
1070     if (NumPhis > 2)
1071       return false;
1072   
1073   DOUT << "FOUND IF CONDITION!  " << *IfCond << "  T: "
1074        << IfTrue->getName() << "  F: " << IfFalse->getName() << "\n";
1075   
1076   // Loop over the PHI's seeing if we can promote them all to select
1077   // instructions.  While we are at it, keep track of the instructions
1078   // that need to be moved to the dominating block.
1079   std::set<Instruction*> AggressiveInsts;
1080   
1081   BasicBlock::iterator AfterPHIIt = BB->begin();
1082   while (isa<PHINode>(AfterPHIIt)) {
1083     PHINode *PN = cast<PHINode>(AfterPHIIt++);
1084     if (PN->getIncomingValue(0) == PN->getIncomingValue(1)) {
1085       if (PN->getIncomingValue(0) != PN)
1086         PN->replaceAllUsesWith(PN->getIncomingValue(0));
1087       else
1088         PN->replaceAllUsesWith(UndefValue::get(PN->getType()));
1089     } else if (!DominatesMergePoint(PN->getIncomingValue(0), BB,
1090                                     &AggressiveInsts) ||
1091                !DominatesMergePoint(PN->getIncomingValue(1), BB,
1092                                     &AggressiveInsts)) {
1093       return false;
1094     }
1095   }
1096   
1097   // If we all PHI nodes are promotable, check to make sure that all
1098   // instructions in the predecessor blocks can be promoted as well.  If
1099   // not, we won't be able to get rid of the control flow, so it's not
1100   // worth promoting to select instructions.
1101   BasicBlock *DomBlock = 0, *IfBlock1 = 0, *IfBlock2 = 0;
1102   PN = cast<PHINode>(BB->begin());
1103   BasicBlock *Pred = PN->getIncomingBlock(0);
1104   if (cast<BranchInst>(Pred->getTerminator())->isUnconditional()) {
1105     IfBlock1 = Pred;
1106     DomBlock = *pred_begin(Pred);
1107     for (BasicBlock::iterator I = Pred->begin();
1108          !isa<TerminatorInst>(I); ++I)
1109       if (!AggressiveInsts.count(I)) {
1110         // This is not an aggressive instruction that we can promote.
1111         // Because of this, we won't be able to get rid of the control
1112         // flow, so the xform is not worth it.
1113         return false;
1114       }
1115   }
1116     
1117   Pred = PN->getIncomingBlock(1);
1118   if (cast<BranchInst>(Pred->getTerminator())->isUnconditional()) {
1119     IfBlock2 = Pred;
1120     DomBlock = *pred_begin(Pred);
1121     for (BasicBlock::iterator I = Pred->begin();
1122          !isa<TerminatorInst>(I); ++I)
1123       if (!AggressiveInsts.count(I)) {
1124         // This is not an aggressive instruction that we can promote.
1125         // Because of this, we won't be able to get rid of the control
1126         // flow, so the xform is not worth it.
1127         return false;
1128       }
1129   }
1130       
1131   // If we can still promote the PHI nodes after this gauntlet of tests,
1132   // do all of the PHI's now.
1133
1134   // Move all 'aggressive' instructions, which are defined in the
1135   // conditional parts of the if's up to the dominating block.
1136   if (IfBlock1) {
1137     DomBlock->getInstList().splice(DomBlock->getTerminator(),
1138                                    IfBlock1->getInstList(),
1139                                    IfBlock1->begin(),
1140                                    IfBlock1->getTerminator());
1141   }
1142   if (IfBlock2) {
1143     DomBlock->getInstList().splice(DomBlock->getTerminator(),
1144                                    IfBlock2->getInstList(),
1145                                    IfBlock2->begin(),
1146                                    IfBlock2->getTerminator());
1147   }
1148   
1149   while (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(BB->begin())) {
1150     // Change the PHI node into a select instruction.
1151     Value *TrueVal =
1152       PN->getIncomingValue(PN->getIncomingBlock(0) == IfFalse);
1153     Value *FalseVal =
1154       PN->getIncomingValue(PN->getIncomingBlock(0) == IfTrue);
1155     
1156     Value *NV = new SelectInst(IfCond, TrueVal, FalseVal, "", AfterPHIIt);
1157     PN->replaceAllUsesWith(NV);
1158     NV->takeName(PN);
1159     
1160     BB->getInstList().erase(PN);
1161   }
1162   return true;
1163 }
1164
1165 namespace {
1166   /// ConstantIntOrdering - This class implements a stable ordering of constant
1167   /// integers that does not depend on their address.  This is important for
1168   /// applications that sort ConstantInt's to ensure uniqueness.
1169   struct ConstantIntOrdering {
1170     bool operator()(const ConstantInt *LHS, const ConstantInt *RHS) const {
1171       return LHS->getValue().ult(RHS->getValue());
1172     }
1173   };
1174 }
1175
1176 // SimplifyCFG - This function is used to do simplification of a CFG.  For
1177 // example, it adjusts branches to branches to eliminate the extra hop, it
1178 // eliminates unreachable basic blocks, and does other "peephole" optimization
1179 // of the CFG.  It returns true if a modification was made.
1180 //
1181 // WARNING:  The entry node of a function may not be simplified.
1182 //
1183 bool llvm::SimplifyCFG(BasicBlock *BB) {
1184   bool Changed = false;
1185   Function *M = BB->getParent();
1186
1187   assert(BB && BB->getParent() && "Block not embedded in function!");
1188   assert(BB->getTerminator() && "Degenerate basic block encountered!");
1189   assert(&BB->getParent()->getEntryBlock() != BB &&
1190          "Can't Simplify entry block!");
1191
1192   // Remove basic blocks that have no predecessors... which are unreachable.
1193   if (pred_begin(BB) == pred_end(BB) ||
1194       *pred_begin(BB) == BB && ++pred_begin(BB) == pred_end(BB)) {
1195     DOUT << "Removing BB: \n" << *BB;
1196
1197     // Loop through all of our successors and make sure they know that one
1198     // of their predecessors is going away.
1199     for (succ_iterator SI = succ_begin(BB), E = succ_end(BB); SI != E; ++SI)
1200       SI->removePredecessor(BB);
1201
1202     while (!BB->empty()) {
1203       Instruction &I = BB->back();
1204       // If this instruction is used, replace uses with an arbitrary
1205       // value.  Because control flow can't get here, we don't care
1206       // what we replace the value with.  Note that since this block is
1207       // unreachable, and all values contained within it must dominate their
1208       // uses, that all uses will eventually be removed.
1209       if (!I.use_empty())
1210         // Make all users of this instruction use undef instead
1211         I.replaceAllUsesWith(UndefValue::get(I.getType()));
1212
1213       // Remove the instruction from the basic block
1214       BB->getInstList().pop_back();
1215     }
1216     M->getBasicBlockList().erase(BB);
1217     return true;
1218   }
1219
1220   // Check to see if we can constant propagate this terminator instruction
1221   // away...
1222   Changed |= ConstantFoldTerminator(BB);
1223
1224   // If this is a returning block with only PHI nodes in it, fold the return
1225   // instruction into any unconditional branch predecessors.
1226   //
1227   // If any predecessor is a conditional branch that just selects among
1228   // different return values, fold the replace the branch/return with a select
1229   // and return.
1230   if (ReturnInst *RI = dyn_cast<ReturnInst>(BB->getTerminator())) {
1231     BasicBlock::iterator BBI = BB->getTerminator();
1232     if (BBI == BB->begin() || isa<PHINode>(--BBI)) {
1233       // Find predecessors that end with branches.
1234       std::vector<BasicBlock*> UncondBranchPreds;
1235       std::vector<BranchInst*> CondBranchPreds;
1236       for (pred_iterator PI = pred_begin(BB), E = pred_end(BB); PI != E; ++PI) {
1237         TerminatorInst *PTI = (*PI)->getTerminator();
1238         if (BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(PTI))
1239           if (BI->isUnconditional())
1240             UncondBranchPreds.push_back(*PI);
1241           else
1242             CondBranchPreds.push_back(BI);
1243       }
1244
1245       // If we found some, do the transformation!
1246       if (!UncondBranchPreds.empty()) {
1247         while (!UncondBranchPreds.empty()) {
1248           BasicBlock *Pred = UncondBranchPreds.back();
1249           DOUT << "FOLDING: " << *BB
1250                << "INTO UNCOND BRANCH PRED: " << *Pred;
1251           UncondBranchPreds.pop_back();
1252           Instruction *UncondBranch = Pred->getTerminator();
1253           // Clone the return and add it to the end of the predecessor.
1254           Instruction *NewRet = RI->clone();
1255           Pred->getInstList().push_back(NewRet);
1256
1257           // If the return instruction returns a value, and if the value was a
1258           // PHI node in "BB", propagate the right value into the return.
1259           if (NewRet->getNumOperands() == 1)
1260             if (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(NewRet->getOperand(0)))
1261               if (PN->getParent() == BB)
1262                 NewRet->setOperand(0, PN->getIncomingValueForBlock(Pred));
1263           // Update any PHI nodes in the returning block to realize that we no
1264           // longer branch to them.
1265           BB->removePredecessor(Pred);
1266           Pred->getInstList().erase(UncondBranch);
1267         }
1268
1269         // If we eliminated all predecessors of the block, delete the block now.
1270         if (pred_begin(BB) == pred_end(BB))
1271           // We know there are no successors, so just nuke the block.
1272           M->getBasicBlockList().erase(BB);
1273
1274         return true;
1275       }
1276
1277       // Check out all of the conditional branches going to this return
1278       // instruction.  If any of them just select between returns, change the
1279       // branch itself into a select/return pair.
1280       while (!CondBranchPreds.empty()) {
1281         BranchInst *BI = CondBranchPreds.back();
1282         CondBranchPreds.pop_back();
1283         BasicBlock *TrueSucc = BI->getSuccessor(0);
1284         BasicBlock *FalseSucc = BI->getSuccessor(1);
1285         BasicBlock *OtherSucc = TrueSucc == BB ? FalseSucc : TrueSucc;
1286
1287         // Check to see if the non-BB successor is also a return block.
1288         if (isa<ReturnInst>(OtherSucc->getTerminator())) {
1289           // Check to see if there are only PHI instructions in this block.
1290           BasicBlock::iterator OSI = OtherSucc->getTerminator();
1291           if (OSI == OtherSucc->begin() || isa<PHINode>(--OSI)) {
1292             // Okay, we found a branch that is going to two return nodes.  If
1293             // there is no return value for this function, just change the
1294             // branch into a return.
1295             if (RI->getNumOperands() == 0) {
1296               TrueSucc->removePredecessor(BI->getParent());
1297               FalseSucc->removePredecessor(BI->getParent());
1298               new ReturnInst(0, BI);
1299               BI->getParent()->getInstList().erase(BI);
1300               return true;
1301             }
1302
1303             // Otherwise, figure out what the true and false return values are
1304             // so we can insert a new select instruction.
1305             Value *TrueValue = TrueSucc->getTerminator()->getOperand(0);
1306             Value *FalseValue = FalseSucc->getTerminator()->getOperand(0);
1307
1308             // Unwrap any PHI nodes in the return blocks.
1309             if (PHINode *TVPN = dyn_cast<PHINode>(TrueValue))
1310               if (TVPN->getParent() == TrueSucc)
1311                 TrueValue = TVPN->getIncomingValueForBlock(BI->getParent());
1312             if (PHINode *FVPN = dyn_cast<PHINode>(FalseValue))
1313               if (FVPN->getParent() == FalseSucc)
1314                 FalseValue = FVPN->getIncomingValueForBlock(BI->getParent());
1315
1316             // In order for this transformation to be safe, we must be able to
1317             // unconditionally execute both operands to the return.  This is
1318             // normally the case, but we could have a potentially-trapping
1319             // constant expression that prevents this transformation from being
1320             // safe.
1321             if ((!isa<ConstantExpr>(TrueValue) ||
1322                  !cast<ConstantExpr>(TrueValue)->canTrap()) &&
1323                 (!isa<ConstantExpr>(TrueValue) ||
1324                  !cast<ConstantExpr>(TrueValue)->canTrap())) {
1325               TrueSucc->removePredecessor(BI->getParent());
1326               FalseSucc->removePredecessor(BI->getParent());
1327
1328               // Insert a new select instruction.
1329               Value *NewRetVal;
1330               Value *BrCond = BI->getCondition();
1331               if (TrueValue != FalseValue)
1332                 NewRetVal = new SelectInst(BrCond, TrueValue,
1333                                            FalseValue, "retval", BI);
1334               else
1335                 NewRetVal = TrueValue;
1336               
1337               DOUT << "\nCHANGING BRANCH TO TWO RETURNS INTO SELECT:"
1338                    << "\n  " << *BI << "Select = " << *NewRetVal
1339                    << "TRUEBLOCK: " << *TrueSucc << "FALSEBLOCK: "<< *FalseSucc;
1340
1341               new ReturnInst(NewRetVal, BI);
1342               BI->eraseFromParent();
1343               if (Instruction *BrCondI = dyn_cast<Instruction>(BrCond))
1344                 if (isInstructionTriviallyDead(BrCondI))
1345                   BrCondI->eraseFromParent();
1346               return true;
1347             }
1348           }
1349         }
1350       }
1351     }
1352   } else if (isa<UnwindInst>(BB->begin())) {
1353     // Check to see if the first instruction in this block is just an unwind.
1354     // If so, replace any invoke instructions which use this as an exception
1355     // destination with call instructions, and any unconditional branch
1356     // predecessor with an unwind.
1357     //
1358     std::vector<BasicBlock*> Preds(pred_begin(BB), pred_end(BB));
1359     while (!Preds.empty()) {
1360       BasicBlock *Pred = Preds.back();
1361       if (BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(Pred->getTerminator())) {
1362         if (BI->isUnconditional()) {
1363           Pred->getInstList().pop_back();  // nuke uncond branch
1364           new UnwindInst(Pred);            // Use unwind.
1365           Changed = true;
1366         }
1367       } else if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(Pred->getTerminator()))
1368         if (II->getUnwindDest() == BB) {
1369           // Insert a new branch instruction before the invoke, because this
1370           // is now a fall through...
1371           BranchInst *BI = new BranchInst(II->getNormalDest(), II);
1372           Pred->getInstList().remove(II);   // Take out of symbol table
1373
1374           // Insert the call now...
1375           SmallVector<Value*,8> Args(II->op_begin()+3, II->op_end());
1376           CallInst *CI = new CallInst(II->getCalledValue(),
1377                                       Args.begin(), Args.end(), II->getName(), BI);
1378           CI->setCallingConv(II->getCallingConv());
1379           CI->setParamAttrs(II->getParamAttrs());
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 (Instruction *Cond = dyn_cast<Instruction>(BI->getCondition())) {
1452         BasicBlock::iterator CondIt = Cond;
1453         if ((isa<CmpInst>(Cond) || isa<BinaryOperator>(Cond)) &&
1454             Cond->getParent() == BB && &BB->front() == Cond &&
1455             &*++CondIt == BI && Cond->hasOneUse() &&
1456             TrueDest != BB && FalseDest != BB)
1457           for (pred_iterator PI = pred_begin(BB), E = pred_end(BB); PI!=E; ++PI)
1458             if (BranchInst *PBI = dyn_cast<BranchInst>((*PI)->getTerminator()))
1459               if (PBI->isConditional() && SafeToMergeTerminators(BI, PBI)) {
1460                 BasicBlock *PredBlock = *PI;
1461                 if (PBI->getSuccessor(0) == FalseDest ||
1462                     PBI->getSuccessor(1) == TrueDest) {
1463                   // Invert the predecessors condition test (xor it with true),
1464                   // which allows us to write this code once.
1465                   Value *NewCond =
1466                     BinaryOperator::createNot(PBI->getCondition(),
1467                                     PBI->getCondition()->getName()+".not", PBI);
1468                   PBI->setCondition(NewCond);
1469                   BasicBlock *OldTrue = PBI->getSuccessor(0);
1470                   BasicBlock *OldFalse = PBI->getSuccessor(1);
1471                   PBI->setSuccessor(0, OldFalse);
1472                   PBI->setSuccessor(1, OldTrue);
1473                 }
1474
1475                 if ((PBI->getSuccessor(0) == TrueDest && FalseDest != BB) ||
1476                     (PBI->getSuccessor(1) == FalseDest && TrueDest != BB)) {
1477                   // Clone Cond into the predecessor basic block, and or/and the
1478                   // two conditions together.
1479                   Instruction *New = Cond->clone();
1480                   PredBlock->getInstList().insert(PBI, New);
1481                   New->takeName(Cond);
1482                   Cond->setName(New->getName()+".old");
1483                   Instruction::BinaryOps Opcode =
1484                     PBI->getSuccessor(0) == TrueDest ?
1485                     Instruction::Or : Instruction::And;
1486                   Value *NewCond =
1487                     BinaryOperator::create(Opcode, PBI->getCondition(),
1488                                            New, "bothcond", PBI);
1489                   PBI->setCondition(NewCond);
1490                   if (PBI->getSuccessor(0) == BB) {
1491                     AddPredecessorToBlock(TrueDest, PredBlock, BB);
1492                     PBI->setSuccessor(0, TrueDest);
1493                   }
1494                   if (PBI->getSuccessor(1) == BB) {
1495                     AddPredecessorToBlock(FalseDest, PredBlock, BB);
1496                     PBI->setSuccessor(1, FalseDest);
1497                   }
1498                   return SimplifyCFG(BB) | 1;
1499                 }
1500               }
1501       }
1502
1503       // Scan predessor blocks for conditional branches.
1504       for (pred_iterator PI = pred_begin(BB), E = pred_end(BB); PI != E; ++PI)
1505         if (BranchInst *PBI = dyn_cast<BranchInst>((*PI)->getTerminator()))
1506           if (PBI != BI && PBI->isConditional()) {
1507               
1508             // If this block ends with a branch instruction, and if there is a
1509             // predecessor that ends on a branch of the same condition, make 
1510             // this conditional branch redundant.
1511             if (PBI->getCondition() == BI->getCondition() &&
1512                 PBI->getSuccessor(0) != PBI->getSuccessor(1)) {
1513               // Okay, the outcome of this conditional branch is statically
1514               // knowable.  If this block had a single pred, handle specially.
1515               if (BB->getSinglePredecessor()) {
1516                 // Turn this into a branch on constant.
1517                 bool CondIsTrue = PBI->getSuccessor(0) == BB;
1518                 BI->setCondition(ConstantInt::get(Type::Int1Ty, CondIsTrue));
1519                 return SimplifyCFG(BB);  // Nuke the branch on constant.
1520               }
1521               
1522               // Otherwise, if there are multiple predecessors, insert a PHI 
1523               // that merges in the constant and simplify the block result.
1524               if (BlockIsSimpleEnoughToThreadThrough(BB)) {
1525                 PHINode *NewPN = new PHINode(Type::Int1Ty,
1526                                             BI->getCondition()->getName()+".pr",
1527                                             BB->begin());
1528                 for (PI = pred_begin(BB), E = pred_end(BB); PI != E; ++PI)
1529                   if ((PBI = dyn_cast<BranchInst>((*PI)->getTerminator())) &&
1530                       PBI != BI && PBI->isConditional() &&
1531                       PBI->getCondition() == BI->getCondition() &&
1532                       PBI->getSuccessor(0) != PBI->getSuccessor(1)) {
1533                     bool CondIsTrue = PBI->getSuccessor(0) == BB;
1534                     NewPN->addIncoming(ConstantInt::get(Type::Int1Ty, 
1535                                                         CondIsTrue), *PI);
1536                   } else {
1537                     NewPN->addIncoming(BI->getCondition(), *PI);
1538                   }
1539                 
1540                 BI->setCondition(NewPN);
1541                 // This will thread the branch.
1542                 return SimplifyCFG(BB) | true;
1543               }
1544             }
1545             
1546             // If this is a conditional branch in an empty block, and if any
1547             // predecessors is a conditional branch to one of our destinations,
1548             // fold the conditions into logical ops and one cond br.
1549             if (&BB->front() == BI) {
1550               int PBIOp, BIOp;
1551               if (PBI->getSuccessor(0) == BI->getSuccessor(0)) {
1552                 PBIOp = BIOp = 0;
1553               } else if (PBI->getSuccessor(0) == BI->getSuccessor(1)) {
1554                 PBIOp = 0; BIOp = 1;
1555               } else if (PBI->getSuccessor(1) == BI->getSuccessor(0)) {
1556                 PBIOp = 1; BIOp = 0;
1557               } else if (PBI->getSuccessor(1) == BI->getSuccessor(1)) {
1558                 PBIOp = BIOp = 1;
1559               } else {
1560                 PBIOp = BIOp = -1;
1561               }
1562               
1563               // Check to make sure that the other destination of this branch
1564               // isn't BB itself.  If so, this is an infinite loop that will
1565               // keep getting unwound.
1566               if (PBIOp != -1 && PBI->getSuccessor(PBIOp) == BB)
1567                 PBIOp = BIOp = -1;
1568               
1569               // Do not perform this transformation if it would require 
1570               // insertion of a large number of select instructions. For targets
1571               // without predication/cmovs, this is a big pessimization.
1572               if (PBIOp != -1) {
1573                 BasicBlock *CommonDest = PBI->getSuccessor(PBIOp);
1574            
1575                 unsigned NumPhis = 0;
1576                 for (BasicBlock::iterator II = CommonDest->begin();
1577                      isa<PHINode>(II); ++II, ++NumPhis) {
1578                   if (NumPhis > 2) {
1579                     // Disable this xform.
1580                     PBIOp = -1;
1581                     break;
1582                   }
1583                 }
1584               }
1585
1586               // Finally, if everything is ok, fold the branches to logical ops.
1587               if (PBIOp != -1) {
1588                 BasicBlock *CommonDest = PBI->getSuccessor(PBIOp);
1589                 BasicBlock *OtherDest  = BI->getSuccessor(BIOp ^ 1);
1590
1591                 // If OtherDest *is* BB, then this is a basic block with just
1592                 // a conditional branch in it, where one edge (OtherDesg) goes
1593                 // back to the block.  We know that the program doesn't get
1594                 // stuck in the infinite loop, so the condition must be such
1595                 // that OtherDest isn't branched through. Forward to CommonDest,
1596                 // and avoid an infinite loop at optimizer time.
1597                 if (OtherDest == BB)
1598                   OtherDest = CommonDest;
1599                 
1600                 DOUT << "FOLDING BRs:" << *PBI->getParent()
1601                      << "AND: " << *BI->getParent();
1602                                 
1603                 // BI may have other predecessors.  Because of this, we leave
1604                 // it alone, but modify PBI.
1605                 
1606                 // Make sure we get to CommonDest on True&True directions.
1607                 Value *PBICond = PBI->getCondition();
1608                 if (PBIOp)
1609                   PBICond = BinaryOperator::createNot(PBICond,
1610                                                       PBICond->getName()+".not",
1611                                                       PBI);
1612                 Value *BICond = BI->getCondition();
1613                 if (BIOp)
1614                   BICond = BinaryOperator::createNot(BICond,
1615                                                      BICond->getName()+".not",
1616                                                      PBI);
1617                 // Merge the conditions.
1618                 Value *Cond =
1619                   BinaryOperator::createOr(PBICond, BICond, "brmerge", PBI);
1620                 
1621                 // Modify PBI to branch on the new condition to the new dests.
1622                 PBI->setCondition(Cond);
1623                 PBI->setSuccessor(0, CommonDest);
1624                 PBI->setSuccessor(1, OtherDest);
1625
1626                 // OtherDest may have phi nodes.  If so, add an entry from PBI's
1627                 // block that are identical to the entries for BI's block.
1628                 PHINode *PN;
1629                 for (BasicBlock::iterator II = OtherDest->begin();
1630                      (PN = dyn_cast<PHINode>(II)); ++II) {
1631                   Value *V = PN->getIncomingValueForBlock(BB);
1632                   PN->addIncoming(V, PBI->getParent());
1633                 }
1634                 
1635                 // We know that the CommonDest already had an edge from PBI to
1636                 // it.  If it has PHIs though, the PHIs may have different
1637                 // entries for BB and PBI's BB.  If so, insert a select to make
1638                 // them agree.
1639                 for (BasicBlock::iterator II = CommonDest->begin();
1640                      (PN = dyn_cast<PHINode>(II)); ++II) {
1641                   Value * BIV = PN->getIncomingValueForBlock(BB);
1642                   unsigned PBBIdx = PN->getBasicBlockIndex(PBI->getParent());
1643                   Value *PBIV = PN->getIncomingValue(PBBIdx);
1644                   if (BIV != PBIV) {
1645                     // Insert a select in PBI to pick the right value.
1646                     Value *NV = new SelectInst(PBICond, PBIV, BIV,
1647                                                PBIV->getName()+".mux", PBI);
1648                     PN->setIncomingValue(PBBIdx, NV);
1649                   }
1650                 }
1651
1652                 DOUT << "INTO: " << *PBI->getParent();
1653
1654                 // This basic block is probably dead.  We know it has at least
1655                 // one fewer predecessor.
1656                 return SimplifyCFG(BB) | true;
1657               }
1658             }
1659           }
1660     }
1661   } else if (isa<UnreachableInst>(BB->getTerminator())) {
1662     // If there are any instructions immediately before the unreachable that can
1663     // be removed, do so.
1664     Instruction *Unreachable = BB->getTerminator();
1665     while (Unreachable != BB->begin()) {
1666       BasicBlock::iterator BBI = Unreachable;
1667       --BBI;
1668       if (isa<CallInst>(BBI)) break;
1669       // Delete this instruction
1670       BB->getInstList().erase(BBI);
1671       Changed = true;
1672     }
1673
1674     // If the unreachable instruction is the first in the block, take a gander
1675     // at all of the predecessors of this instruction, and simplify them.
1676     if (&BB->front() == Unreachable) {
1677       std::vector<BasicBlock*> Preds(pred_begin(BB), pred_end(BB));
1678       for (unsigned i = 0, e = Preds.size(); i != e; ++i) {
1679         TerminatorInst *TI = Preds[i]->getTerminator();
1680
1681         if (BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(TI)) {
1682           if (BI->isUnconditional()) {
1683             if (BI->getSuccessor(0) == BB) {
1684               new UnreachableInst(TI);
1685               TI->eraseFromParent();
1686               Changed = true;
1687             }
1688           } else {
1689             if (BI->getSuccessor(0) == BB) {
1690               new BranchInst(BI->getSuccessor(1), BI);
1691               BI->eraseFromParent();
1692             } else if (BI->getSuccessor(1) == BB) {
1693               new BranchInst(BI->getSuccessor(0), BI);
1694               BI->eraseFromParent();
1695               Changed = true;
1696             }
1697           }
1698         } else if (SwitchInst *SI = dyn_cast<SwitchInst>(TI)) {
1699           for (unsigned i = 1, e = SI->getNumCases(); i != e; ++i)
1700             if (SI->getSuccessor(i) == BB) {
1701               BB->removePredecessor(SI->getParent());
1702               SI->removeCase(i);
1703               --i; --e;
1704               Changed = true;
1705             }
1706           // If the default value is unreachable, figure out the most popular
1707           // destination and make it the default.
1708           if (SI->getSuccessor(0) == BB) {
1709             std::map<BasicBlock*, unsigned> Popularity;
1710             for (unsigned i = 1, e = SI->getNumCases(); i != e; ++i)
1711               Popularity[SI->getSuccessor(i)]++;
1712
1713             // Find the most popular block.
1714             unsigned MaxPop = 0;
1715             BasicBlock *MaxBlock = 0;
1716             for (std::map<BasicBlock*, unsigned>::iterator
1717                    I = Popularity.begin(), E = Popularity.end(); I != E; ++I) {
1718               if (I->second > MaxPop) {
1719                 MaxPop = I->second;
1720                 MaxBlock = I->first;
1721               }
1722             }
1723             if (MaxBlock) {
1724               // Make this the new default, allowing us to delete any explicit
1725               // edges to it.
1726               SI->setSuccessor(0, MaxBlock);
1727               Changed = true;
1728
1729               // If MaxBlock has phinodes in it, remove MaxPop-1 entries from
1730               // it.
1731               if (isa<PHINode>(MaxBlock->begin()))
1732                 for (unsigned i = 0; i != MaxPop-1; ++i)
1733                   MaxBlock->removePredecessor(SI->getParent());
1734
1735               for (unsigned i = 1, e = SI->getNumCases(); i != e; ++i)
1736                 if (SI->getSuccessor(i) == MaxBlock) {
1737                   SI->removeCase(i);
1738                   --i; --e;
1739                 }
1740             }
1741           }
1742         } else if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(TI)) {
1743           if (II->getUnwindDest() == BB) {
1744             // Convert the invoke to a call instruction.  This would be a good
1745             // place to note that the call does not throw though.
1746             BranchInst *BI = new BranchInst(II->getNormalDest(), II);
1747             II->removeFromParent();   // Take out of symbol table
1748
1749             // Insert the call now...
1750             SmallVector<Value*, 8> Args(II->op_begin()+3, II->op_end());
1751             CallInst *CI = new CallInst(II->getCalledValue(),
1752                                         Args.begin(), Args.end(),
1753                                         II->getName(), BI);
1754             CI->setCallingConv(II->getCallingConv());
1755             CI->setParamAttrs(II->getParamAttrs());
1756             // If the invoke produced a value, the Call does now instead.
1757             II->replaceAllUsesWith(CI);
1758             delete II;
1759             Changed = true;
1760           }
1761         }
1762       }
1763
1764       // If this block is now dead, remove it.
1765       if (pred_begin(BB) == pred_end(BB)) {
1766         // We know there are no successors, so just nuke the block.
1767         M->getBasicBlockList().erase(BB);
1768         return true;
1769       }
1770     }
1771   }
1772
1773   // Merge basic blocks into their predecessor if there is only one distinct
1774   // pred, and if there is only one distinct successor of the predecessor, and
1775   // if there are no PHI nodes.
1776   //
1777   pred_iterator PI(pred_begin(BB)), PE(pred_end(BB));
1778   BasicBlock *OnlyPred = *PI++;
1779   for (; PI != PE; ++PI)  // Search all predecessors, see if they are all same
1780     if (*PI != OnlyPred) {
1781       OnlyPred = 0;       // There are multiple different predecessors...
1782       break;
1783     }
1784
1785   BasicBlock *OnlySucc = 0;
1786   if (OnlyPred && OnlyPred != BB &&    // Don't break self loops
1787       OnlyPred->getTerminator()->getOpcode() != Instruction::Invoke) {
1788     // Check to see if there is only one distinct successor...
1789     succ_iterator SI(succ_begin(OnlyPred)), SE(succ_end(OnlyPred));
1790     OnlySucc = BB;
1791     for (; SI != SE; ++SI)
1792       if (*SI != OnlySucc) {
1793         OnlySucc = 0;     // There are multiple distinct successors!
1794         break;
1795       }
1796   }
1797
1798   if (OnlySucc) {
1799     DOUT << "Merging: " << *BB << "into: " << *OnlyPred;
1800
1801     // Resolve any PHI nodes at the start of the block.  They are all
1802     // guaranteed to have exactly one entry if they exist, unless there are
1803     // multiple duplicate (but guaranteed to be equal) entries for the
1804     // incoming edges.  This occurs when there are multiple edges from
1805     // OnlyPred to OnlySucc.
1806     //
1807     while (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(&BB->front())) {
1808       PN->replaceAllUsesWith(PN->getIncomingValue(0));
1809       BB->getInstList().pop_front();  // Delete the phi node.
1810     }
1811
1812     // Delete the unconditional branch from the predecessor.
1813     OnlyPred->getInstList().pop_back();
1814
1815     // Move all definitions in the successor to the predecessor.
1816     OnlyPred->getInstList().splice(OnlyPred->end(), BB->getInstList());
1817
1818     // Make all PHI nodes that referred to BB now refer to Pred as their
1819     // source.
1820     BB->replaceAllUsesWith(OnlyPred);
1821
1822     // Inherit predecessors name if it exists.
1823     if (!OnlyPred->hasName())
1824       OnlyPred->takeName(BB);
1825     
1826     // Erase basic block from the function.
1827     M->getBasicBlockList().erase(BB);
1828
1829     return true;
1830   }
1831
1832   // Otherwise, if this block only has a single predecessor, and if that block
1833   // is a conditional branch, see if we can hoist any code from this block up
1834   // into our predecessor.
1835   if (OnlyPred)
1836     if (BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(OnlyPred->getTerminator()))
1837       if (BI->isConditional()) {
1838         // Get the other block.
1839         BasicBlock *OtherBB = BI->getSuccessor(BI->getSuccessor(0) == BB);
1840         PI = pred_begin(OtherBB);
1841         ++PI;
1842         if (PI == pred_end(OtherBB)) {
1843           // We have a conditional branch to two blocks that are only reachable
1844           // from the condbr.  We know that the condbr dominates the two blocks,
1845           // so see if there is any identical code in the "then" and "else"
1846           // blocks.  If so, we can hoist it up to the branching block.
1847           Changed |= HoistThenElseCodeToIf(BI);
1848         }
1849       }
1850
1851   for (pred_iterator PI = pred_begin(BB), E = pred_end(BB); PI != E; ++PI)
1852     if (BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>((*PI)->getTerminator()))
1853       // Change br (X == 0 | X == 1), T, F into a switch instruction.
1854       if (BI->isConditional() && isa<Instruction>(BI->getCondition())) {
1855         Instruction *Cond = cast<Instruction>(BI->getCondition());
1856         // If this is a bunch of seteq's or'd together, or if it's a bunch of
1857         // 'setne's and'ed together, collect them.
1858         Value *CompVal = 0;
1859         std::vector<ConstantInt*> Values;
1860         bool TrueWhenEqual = GatherValueComparisons(Cond, CompVal, Values);
1861         if (CompVal && CompVal->getType()->isInteger()) {
1862           // There might be duplicate constants in the list, which the switch
1863           // instruction can't handle, remove them now.
1864           std::sort(Values.begin(), Values.end(), ConstantIntOrdering());
1865           Values.erase(std::unique(Values.begin(), Values.end()), Values.end());
1866
1867           // Figure out which block is which destination.
1868           BasicBlock *DefaultBB = BI->getSuccessor(1);
1869           BasicBlock *EdgeBB    = BI->getSuccessor(0);
1870           if (!TrueWhenEqual) std::swap(DefaultBB, EdgeBB);
1871
1872           // Create the new switch instruction now.
1873           SwitchInst *New = new SwitchInst(CompVal, DefaultBB,Values.size(),BI);
1874
1875           // Add all of the 'cases' to the switch instruction.
1876           for (unsigned i = 0, e = Values.size(); i != e; ++i)
1877             New->addCase(Values[i], EdgeBB);
1878
1879           // We added edges from PI to the EdgeBB.  As such, if there were any
1880           // PHI nodes in EdgeBB, they need entries to be added corresponding to
1881           // the number of edges added.
1882           for (BasicBlock::iterator BBI = EdgeBB->begin();
1883                isa<PHINode>(BBI); ++BBI) {
1884             PHINode *PN = cast<PHINode>(BBI);
1885             Value *InVal = PN->getIncomingValueForBlock(*PI);
1886             for (unsigned i = 0, e = Values.size()-1; i != e; ++i)
1887               PN->addIncoming(InVal, *PI);
1888           }
1889
1890           // Erase the old branch instruction.
1891           (*PI)->getInstList().erase(BI);
1892
1893           // Erase the potentially condition tree that was used to computed the
1894           // branch condition.
1895           ErasePossiblyDeadInstructionTree(Cond);
1896           return true;
1897         }
1898       }
1899
1900   // If there is a trivial two-entry PHI node in this basic block, and we can
1901   // eliminate it, do so now.
1902   if (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(BB->begin()))
1903     if (PN->getNumIncomingValues() == 2)
1904       Changed |= FoldTwoEntryPHINode(PN); 
1905
1906   return Changed;
1907 }