Fix spelling, patch contributed by Gabor Greif!
[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 <algorithm>
22 #include <functional>
23 #include <set>
24 #include <map>
25 using namespace llvm;
26
27 // PropagatePredecessorsForPHIs - This gets "Succ" ready to have the
28 // predecessors from "BB".  This is a little tricky because "Succ" has PHI
29 // nodes, which need to have extra slots added to them to hold the merge edges
30 // from BB's predecessors, and BB itself might have had PHI nodes in it.  This
31 // function returns true (failure) if the Succ BB already has a predecessor that
32 // is a predecessor of BB and incoming PHI arguments would not be discernible.
33 //
34 // Assumption: Succ is the single successor for BB.
35 //
36 static bool PropagatePredecessorsForPHIs(BasicBlock *BB, BasicBlock *Succ) {
37   assert(*succ_begin(BB) == Succ && "Succ is not successor of BB!");
38
39   if (!isa<PHINode>(Succ->front()))
40     return false;  // We can make the transformation, no problem.
41
42   // If there is more than one predecessor, and there are PHI nodes in
43   // the successor, then we need to add incoming edges for the PHI nodes
44   //
45   const std::vector<BasicBlock*> BBPreds(pred_begin(BB), pred_end(BB));
46
47   // Check to see if one of the predecessors of BB is already a predecessor of
48   // Succ.  If so, we cannot do the transformation if there are any PHI nodes
49   // with incompatible values coming in from the two edges!
50   //
51   for (pred_iterator PI = pred_begin(Succ), PE = pred_end(Succ); PI != PE; ++PI)
52     if (std::find(BBPreds.begin(), BBPreds.end(), *PI) != BBPreds.end()) {
53       // Loop over all of the PHI nodes checking to see if there are
54       // incompatible values coming in.
55       for (BasicBlock::iterator I = Succ->begin(); isa<PHINode>(I); ++I) {
56         PHINode *PN = cast<PHINode>(I);
57         // Loop up the entries in the PHI node for BB and for *PI if the values
58         // coming in are non-equal, we cannot merge these two blocks (instead we
59         // should insert a conditional move or something, then merge the
60         // blocks).
61         int Idx1 = PN->getBasicBlockIndex(BB);
62         int Idx2 = PN->getBasicBlockIndex(*PI);
63         assert(Idx1 != -1 && Idx2 != -1 &&
64                "Didn't have entries for my predecessors??");
65         if (PN->getIncomingValue(Idx1) != PN->getIncomingValue(Idx2))
66           return true;  // Values are not equal...
67       }
68     }
69
70   // Loop over all of the PHI nodes in the successor BB.
71   for (BasicBlock::iterator I = Succ->begin(); isa<PHINode>(I); ++I) {
72     PHINode *PN = cast<PHINode>(I);
73     Value *OldVal = PN->removeIncomingValue(BB, false);
74     assert(OldVal && "No entry in PHI for Pred BB!");
75
76     // If this incoming value is one of the PHI nodes in BB, the new entries in
77     // the PHI node are the entries from the old PHI.
78     if (isa<PHINode>(OldVal) && cast<PHINode>(OldVal)->getParent() == BB) {
79       PHINode *OldValPN = cast<PHINode>(OldVal);
80       for (unsigned i = 0, e = OldValPN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i)
81         PN->addIncoming(OldValPN->getIncomingValue(i),
82                         OldValPN->getIncomingBlock(i));
83     } else {
84       for (std::vector<BasicBlock*>::const_iterator PredI = BBPreds.begin(), 
85              End = BBPreds.end(); PredI != End; ++PredI) {
86         // Add an incoming value for each of the new incoming values...
87         PN->addIncoming(OldVal, *PredI);
88       }
89     }
90   }
91   return false;
92 }
93
94 /// GetIfCondition - Given a basic block (BB) with two predecessors (and
95 /// presumably PHI nodes in it), check to see if the merge at this block is due
96 /// to an "if condition".  If so, return the boolean condition that determines
97 /// which entry into BB will be taken.  Also, return by references the block
98 /// that will be entered from if the condition is true, and the block that will
99 /// be entered if the condition is false.
100 /// 
101 ///
102 static Value *GetIfCondition(BasicBlock *BB,
103                              BasicBlock *&IfTrue, BasicBlock *&IfFalse) {
104   assert(std::distance(pred_begin(BB), pred_end(BB)) == 2 &&
105          "Function can only handle blocks with 2 predecessors!");
106   BasicBlock *Pred1 = *pred_begin(BB);
107   BasicBlock *Pred2 = *++pred_begin(BB);
108
109   // We can only handle branches.  Other control flow will be lowered to
110   // branches if possible anyway.
111   if (!isa<BranchInst>(Pred1->getTerminator()) ||
112       !isa<BranchInst>(Pred2->getTerminator()))
113     return 0;
114   BranchInst *Pred1Br = cast<BranchInst>(Pred1->getTerminator());
115   BranchInst *Pred2Br = cast<BranchInst>(Pred2->getTerminator());
116
117   // Eliminate code duplication by ensuring that Pred1Br is conditional if
118   // either are.
119   if (Pred2Br->isConditional()) {
120     // If both branches are conditional, we don't have an "if statement".  In
121     // reality, we could transform this case, but since the condition will be
122     // required anyway, we stand no chance of eliminating it, so the xform is
123     // probably not profitable.
124     if (Pred1Br->isConditional())
125       return 0;
126
127     std::swap(Pred1, Pred2);
128     std::swap(Pred1Br, Pred2Br);
129   }
130
131   if (Pred1Br->isConditional()) {
132     // If we found a conditional branch predecessor, make sure that it branches
133     // to BB and Pred2Br.  If it doesn't, this isn't an "if statement".
134     if (Pred1Br->getSuccessor(0) == BB &&
135         Pred1Br->getSuccessor(1) == Pred2) {
136       IfTrue = Pred1;
137       IfFalse = Pred2;
138     } else if (Pred1Br->getSuccessor(0) == Pred2 &&
139                Pred1Br->getSuccessor(1) == BB) {
140       IfTrue = Pred2;
141       IfFalse = Pred1;
142     } else {
143       // We know that one arm of the conditional goes to BB, so the other must
144       // go somewhere unrelated, and this must not be an "if statement".
145       return 0;
146     }
147
148     // The only thing we have to watch out for here is to make sure that Pred2
149     // doesn't have incoming edges from other blocks.  If it does, the condition
150     // doesn't dominate BB.
151     if (++pred_begin(Pred2) != pred_end(Pred2))
152       return 0;
153
154     return Pred1Br->getCondition();
155   }
156
157   // Ok, if we got here, both predecessors end with an unconditional branch to
158   // BB.  Don't panic!  If both blocks only have a single (identical)
159   // predecessor, and THAT is a conditional branch, then we're all ok!
160   if (pred_begin(Pred1) == pred_end(Pred1) ||
161       ++pred_begin(Pred1) != pred_end(Pred1) ||
162       pred_begin(Pred2) == pred_end(Pred2) ||
163       ++pred_begin(Pred2) != pred_end(Pred2) ||
164       *pred_begin(Pred1) != *pred_begin(Pred2))
165     return 0;
166
167   // Otherwise, if this is a conditional branch, then we can use it!
168   BasicBlock *CommonPred = *pred_begin(Pred1);
169   if (BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(CommonPred->getTerminator())) {
170     assert(BI->isConditional() && "Two successors but not conditional?");
171     if (BI->getSuccessor(0) == Pred1) {
172       IfTrue = Pred1;
173       IfFalse = Pred2;
174     } else {
175       IfTrue = Pred2;
176       IfFalse = Pred1;
177     }
178     return BI->getCondition();
179   }
180   return 0;
181 }
182
183
184 // If we have a merge point of an "if condition" as accepted above, return true
185 // if the specified value dominates the block.  We don't handle the true
186 // generality of domination here, just a special case which works well enough
187 // for us.
188 //
189 // If AggressiveInsts is non-null, and if V does not dominate BB, we check to
190 // see if V (which must be an instruction) is cheap to compute and is
191 // non-trapping.  If both are true, the instruction is inserted into the set and
192 // true is returned.
193 static bool DominatesMergePoint(Value *V, BasicBlock *BB,
194                                 std::set<Instruction*> *AggressiveInsts) {
195   Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V);
196   if (!I) return true;    // Non-instructions all dominate instructions.
197   BasicBlock *PBB = I->getParent();
198
199   // We don't want to allow weird loops that might have the "if condition" in
200   // the bottom of this block.
201   if (PBB == BB) return false;
202
203   // If this instruction is defined in a block that contains an unconditional
204   // branch to BB, then it must be in the 'conditional' part of the "if
205   // statement".
206   if (BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(PBB->getTerminator()))
207     if (BI->isUnconditional() && BI->getSuccessor(0) == BB) {
208       if (!AggressiveInsts) return false;
209       // Okay, it looks like the instruction IS in the "condition".  Check to
210       // see if its a cheap instruction to unconditionally compute, and if it
211       // only uses stuff defined outside of the condition.  If so, hoist it out.
212       switch (I->getOpcode()) {
213       default: return false;  // Cannot hoist this out safely.
214       case Instruction::Load:
215         // We can hoist loads that are non-volatile and obviously cannot trap.
216         if (cast<LoadInst>(I)->isVolatile())
217           return false;
218         if (!isa<AllocaInst>(I->getOperand(0)) &&
219             !isa<Constant>(I->getOperand(0)))
220           return false;
221
222         // Finally, we have to check to make sure there are no instructions
223         // before the load in its basic block, as we are going to hoist the loop
224         // out to its predecessor.
225         if (PBB->begin() != BasicBlock::iterator(I))
226           return false;
227         break;
228       case Instruction::Add:
229       case Instruction::Sub:
230       case Instruction::And:
231       case Instruction::Or:
232       case Instruction::Xor:
233       case Instruction::Shl:
234       case Instruction::Shr:
235         break;   // These are all cheap and non-trapping instructions.
236       }
237       
238       // Okay, we can only really hoist these out if their operands are not
239       // defined in the conditional region.
240       for (unsigned i = 0, e = I->getNumOperands(); i != e; ++i)
241         if (!DominatesMergePoint(I->getOperand(i), BB, 0))
242           return false;
243       // Okay, it's safe to do this!  Remember this instruction.
244       AggressiveInsts->insert(I);
245     }
246
247   return true;
248 }
249
250 // GatherConstantSetEQs - Given a potentially 'or'd together collection of seteq
251 // instructions that compare a value against a constant, return the value being
252 // compared, and stick the constant into the Values vector.
253 static Value *GatherConstantSetEQs(Value *V, std::vector<ConstantInt*> &Values){
254   if (Instruction *Inst = dyn_cast<Instruction>(V))
255     if (Inst->getOpcode() == Instruction::SetEQ) {
256       if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(Inst->getOperand(1))) {
257         Values.push_back(C);
258         return Inst->getOperand(0);
259       } else if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(Inst->getOperand(0))) {
260         Values.push_back(C);
261         return Inst->getOperand(1);
262       }
263     } else if (Inst->getOpcode() == Instruction::Or) {
264       if (Value *LHS = GatherConstantSetEQs(Inst->getOperand(0), Values))
265         if (Value *RHS = GatherConstantSetEQs(Inst->getOperand(1), Values))
266           if (LHS == RHS)
267             return LHS;
268     }
269   return 0;
270 }
271
272 // GatherConstantSetNEs - Given a potentially 'and'd together collection of
273 // setne instructions that compare a value against a constant, return the value
274 // being compared, and stick the constant into the Values vector.
275 static Value *GatherConstantSetNEs(Value *V, std::vector<ConstantInt*> &Values){
276   if (Instruction *Inst = dyn_cast<Instruction>(V))
277     if (Inst->getOpcode() == Instruction::SetNE) {
278       if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(Inst->getOperand(1))) {
279         Values.push_back(C);
280         return Inst->getOperand(0);
281       } else if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(Inst->getOperand(0))) {
282         Values.push_back(C);
283         return Inst->getOperand(1);
284       }
285     } else if (Inst->getOpcode() == Instruction::Cast) {
286       // Cast of X to bool is really a comparison against zero.
287       assert(Inst->getType() == Type::BoolTy && "Can only handle bool values!");
288       Values.push_back(ConstantInt::get(Inst->getOperand(0)->getType(), 0));
289       return Inst->getOperand(0);
290     } else if (Inst->getOpcode() == Instruction::And) {
291       if (Value *LHS = GatherConstantSetNEs(Inst->getOperand(0), Values))
292         if (Value *RHS = GatherConstantSetNEs(Inst->getOperand(1), Values))
293           if (LHS == RHS)
294             return LHS;
295     }
296   return 0;
297 }
298
299
300
301 /// GatherValueComparisons - If the specified Cond is an 'and' or 'or' of a
302 /// bunch of comparisons of one value against constants, return the value and
303 /// the constants being compared.
304 static bool GatherValueComparisons(Instruction *Cond, Value *&CompVal,
305                                    std::vector<ConstantInt*> &Values) {
306   if (Cond->getOpcode() == Instruction::Or) {
307     CompVal = GatherConstantSetEQs(Cond, Values);
308
309     // Return true to indicate that the condition is true if the CompVal is
310     // equal to one of the constants.
311     return true;
312   } else if (Cond->getOpcode() == Instruction::And) {
313     CompVal = GatherConstantSetNEs(Cond, Values);
314         
315     // Return false to indicate that the condition is false if the CompVal is
316     // equal to one of the constants.
317     return false;
318   }
319   return false;
320 }
321
322 /// ErasePossiblyDeadInstructionTree - If the specified instruction is dead and
323 /// has no side effects, nuke it.  If it uses any instructions that become dead
324 /// because the instruction is now gone, nuke them too.
325 static void ErasePossiblyDeadInstructionTree(Instruction *I) {
326   if (isInstructionTriviallyDead(I)) {
327     std::vector<Value*> Operands(I->op_begin(), I->op_end());
328     I->getParent()->getInstList().erase(I);
329     for (unsigned i = 0, e = Operands.size(); i != e; ++i)
330       if (Instruction *OpI = dyn_cast<Instruction>(Operands[i]))
331         ErasePossiblyDeadInstructionTree(OpI);
332   }
333 }
334
335 /// SafeToMergeTerminators - Return true if it is safe to merge these two
336 /// terminator instructions together.
337 ///
338 static bool SafeToMergeTerminators(TerminatorInst *SI1, TerminatorInst *SI2) {
339   if (SI1 == SI2) return false;  // Can't merge with self!
340
341   // It is not safe to merge these two switch instructions if they have a common
342   // successor, and if that successor has a PHI node, and if *that* PHI node has
343   // conflicting incoming values from the two switch blocks.
344   BasicBlock *SI1BB = SI1->getParent();
345   BasicBlock *SI2BB = SI2->getParent();
346   std::set<BasicBlock*> SI1Succs(succ_begin(SI1BB), succ_end(SI1BB));
347
348   for (succ_iterator I = succ_begin(SI2BB), E = succ_end(SI2BB); I != E; ++I)
349     if (SI1Succs.count(*I))
350       for (BasicBlock::iterator BBI = (*I)->begin();
351            isa<PHINode>(BBI); ++BBI) {
352         PHINode *PN = cast<PHINode>(BBI);
353         if (PN->getIncomingValueForBlock(SI1BB) !=
354             PN->getIncomingValueForBlock(SI2BB))
355           return false;
356       }
357         
358   return true;
359 }
360
361 /// AddPredecessorToBlock - Update PHI nodes in Succ to indicate that there will
362 /// now be entries in it from the 'NewPred' block.  The values that will be
363 /// flowing into the PHI nodes will be the same as those coming in from
364 /// ExistPred, an existing predecessor of Succ.
365 static void AddPredecessorToBlock(BasicBlock *Succ, BasicBlock *NewPred,
366                                   BasicBlock *ExistPred) {
367   assert(std::find(succ_begin(ExistPred), succ_end(ExistPred), Succ) !=
368          succ_end(ExistPred) && "ExistPred is not a predecessor of Succ!");
369   if (!isa<PHINode>(Succ->begin())) return; // Quick exit if nothing to do
370
371   for (BasicBlock::iterator I = Succ->begin(); isa<PHINode>(I); ++I) {
372     PHINode *PN = cast<PHINode>(I);
373     Value *V = PN->getIncomingValueForBlock(ExistPred);
374     PN->addIncoming(V, NewPred);
375   }
376 }
377
378 // isValueEqualityComparison - Return true if the specified terminator checks to
379 // see if a value is equal to constant integer value.
380 static Value *isValueEqualityComparison(TerminatorInst *TI) {
381   if (SwitchInst *SI = dyn_cast<SwitchInst>(TI)) {
382     // Do not permit merging of large switch instructions into their
383     // predecessors unless there is only one predecessor.
384     if (SI->getNumSuccessors() * std::distance(pred_begin(SI->getParent()),
385                                                pred_end(SI->getParent())) > 128)
386       return 0;
387
388     return SI->getCondition();
389   }
390   if (BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(TI))
391     if (BI->isConditional() && BI->getCondition()->hasOneUse())
392       if (SetCondInst *SCI = dyn_cast<SetCondInst>(BI->getCondition()))
393         if ((SCI->getOpcode() == Instruction::SetEQ ||
394              SCI->getOpcode() == Instruction::SetNE) && 
395             isa<ConstantInt>(SCI->getOperand(1)))
396           return SCI->getOperand(0);
397   return 0;
398 }
399
400 // Given a value comparison instruction, decode all of the 'cases' that it
401 // represents and return the 'default' block.
402 static BasicBlock *
403 GetValueEqualityComparisonCases(TerminatorInst *TI, 
404                                 std::vector<std::pair<ConstantInt*,
405                                                       BasicBlock*> > &Cases) {
406   if (SwitchInst *SI = dyn_cast<SwitchInst>(TI)) {
407     Cases.reserve(SI->getNumCases());
408     for (unsigned i = 1, e = SI->getNumCases(); i != e; ++i)
409       Cases.push_back(std::make_pair(SI->getCaseValue(i), SI->getSuccessor(i)));
410     return SI->getDefaultDest();
411   }
412
413   BranchInst *BI = cast<BranchInst>(TI);
414   SetCondInst *SCI = cast<SetCondInst>(BI->getCondition());
415   Cases.push_back(std::make_pair(cast<ConstantInt>(SCI->getOperand(1)),
416                                  BI->getSuccessor(SCI->getOpcode() ==
417                                                         Instruction::SetNE)));
418   return BI->getSuccessor(SCI->getOpcode() == Instruction::SetEQ);
419 }
420
421
422 // EliminateBlockCases - Given an vector of bb/value pairs, remove any entries
423 // in the list that match the specified block.
424 static void EliminateBlockCases(BasicBlock *BB, 
425                std::vector<std::pair<ConstantInt*, BasicBlock*> > &Cases) {
426   for (unsigned i = 0, e = Cases.size(); i != e; ++i)
427     if (Cases[i].second == BB) {
428       Cases.erase(Cases.begin()+i);
429       --i; --e;
430     }
431 }
432
433 // ValuesOverlap - Return true if there are any keys in C1 that exist in C2 as
434 // well.
435 static bool
436 ValuesOverlap(std::vector<std::pair<ConstantInt*, BasicBlock*> > &C1,
437               std::vector<std::pair<ConstantInt*, BasicBlock*> > &C2) {
438   std::vector<std::pair<ConstantInt*, BasicBlock*> > *V1 = &C1, *V2 = &C2;
439
440   // Make V1 be smaller than V2.
441   if (V1->size() > V2->size())
442     std::swap(V1, V2);
443
444   if (V1->size() == 0) return false;
445   if (V1->size() == 1) {
446     // Just scan V2.
447     ConstantInt *TheVal = (*V1)[0].first;
448     for (unsigned i = 0, e = V2->size(); i != e; ++i)
449       if (TheVal == (*V2)[i].first)
450         return true;
451   }
452
453   // Otherwise, just sort both lists and compare element by element.
454   std::sort(V1->begin(), V1->end());
455   std::sort(V2->begin(), V2->end());
456   unsigned i1 = 0, i2 = 0, e1 = V1->size(), e2 = V2->size();
457   while (i1 != e1 && i2 != e2) {
458     if ((*V1)[i1].first == (*V2)[i2].first)
459       return true;
460     if ((*V1)[i1].first < (*V2)[i2].first)
461       ++i1;
462     else
463       ++i2;
464   }
465   return false;
466 }
467
468 // SimplifyEqualityComparisonWithOnlyPredecessor - If TI is known to be a
469 // terminator instruction and its block is known to only have a single
470 // predecessor block, check to see if that predecessor is also a value
471 // comparison with the same value, and if that comparison determines the outcome
472 // of this comparison.  If so, simplify TI.  This does a very limited form of
473 // jump threading.
474 static bool SimplifyEqualityComparisonWithOnlyPredecessor(TerminatorInst *TI,
475                                                           BasicBlock *Pred) {
476   Value *PredVal = isValueEqualityComparison(Pred->getTerminator());
477   if (!PredVal) return false;  // Not a value comparison in predecessor.
478
479   Value *ThisVal = isValueEqualityComparison(TI);
480   assert(ThisVal && "This isn't a value comparison!!");
481   if (ThisVal != PredVal) return false;  // Different predicates.
482
483   // Find out information about when control will move from Pred to TI's block.
484   std::vector<std::pair<ConstantInt*, BasicBlock*> > PredCases;
485   BasicBlock *PredDef = GetValueEqualityComparisonCases(Pred->getTerminator(),
486                                                         PredCases);
487   EliminateBlockCases(PredDef, PredCases);  // Remove default from cases.
488   
489   // Find information about how control leaves this block.
490   std::vector<std::pair<ConstantInt*, BasicBlock*> > ThisCases;
491   BasicBlock *ThisDef = GetValueEqualityComparisonCases(TI, ThisCases);
492   EliminateBlockCases(ThisDef, ThisCases);  // Remove default from cases.
493
494   // If TI's block is the default block from Pred's comparison, potentially
495   // simplify TI based on this knowledge.
496   if (PredDef == TI->getParent()) {
497     // If we are here, we know that the value is none of those cases listed in
498     // PredCases.  If there are any cases in ThisCases that are in PredCases, we
499     // can simplify TI.
500     if (ValuesOverlap(PredCases, ThisCases)) {
501       if (BranchInst *BTI = dyn_cast<BranchInst>(TI)) {
502         // Okay, one of the successors of this condbr is dead.  Convert it to a
503         // uncond br.
504         assert(ThisCases.size() == 1 && "Branch can only have one case!");
505         Value *Cond = BTI->getCondition();
506         // Insert the new branch.
507         Instruction *NI = new BranchInst(ThisDef, TI);
508
509         // Remove PHI node entries for the dead edge.
510         ThisCases[0].second->removePredecessor(TI->getParent());
511
512         DEBUG(std::cerr << "Threading pred instr: " << *Pred->getTerminator()
513               << "Through successor TI: " << *TI << "Leaving: " << *NI << "\n");
514
515         TI->eraseFromParent();   // Nuke the old one.
516         // If condition is now dead, nuke it.
517         if (Instruction *CondI = dyn_cast<Instruction>(Cond))
518           ErasePossiblyDeadInstructionTree(CondI);
519         return true;
520
521       } else {
522         SwitchInst *SI = cast<SwitchInst>(TI);
523         // Okay, TI has cases that are statically dead, prune them away.
524         std::set<Constant*> DeadCases;
525         for (unsigned i = 0, e = PredCases.size(); i != e; ++i)
526           DeadCases.insert(PredCases[i].first);
527
528         DEBUG(std::cerr << "Threading pred instr: " << *Pred->getTerminator()
529                   << "Through successor TI: " << *TI);
530
531         for (unsigned i = SI->getNumCases()-1; i != 0; --i)
532           if (DeadCases.count(SI->getCaseValue(i))) {
533             SI->getSuccessor(i)->removePredecessor(TI->getParent());
534             SI->removeCase(i);
535           }
536
537         DEBUG(std::cerr << "Leaving: " << *TI << "\n");
538         return true;
539       }
540     }
541
542   } else {
543     // Otherwise, TI's block must correspond to some matched value.  Find out
544     // which value (or set of values) this is.
545     ConstantInt *TIV = 0;
546     BasicBlock *TIBB = TI->getParent();
547     for (unsigned i = 0, e = PredCases.size(); i != e; ++i)
548       if (PredCases[i].second == TIBB)
549         if (TIV == 0)
550           TIV = PredCases[i].first;
551         else
552           return false;  // Cannot handle multiple values coming to this block.
553     assert(TIV && "No edge from pred to succ?");
554
555     // Okay, we found the one constant that our value can be if we get into TI's
556     // BB.  Find out which successor will unconditionally be branched to.
557     BasicBlock *TheRealDest = 0;
558     for (unsigned i = 0, e = ThisCases.size(); i != e; ++i)
559       if (ThisCases[i].first == TIV) {
560         TheRealDest = ThisCases[i].second;
561         break;
562       }
563
564     // If not handled by any explicit cases, it is handled by the default case.
565     if (TheRealDest == 0) TheRealDest = ThisDef;
566
567     // Remove PHI node entries for dead edges.
568     BasicBlock *CheckEdge = TheRealDest;
569     for (succ_iterator SI = succ_begin(TIBB), e = succ_end(TIBB); SI != e; ++SI)
570       if (*SI != CheckEdge)
571         (*SI)->removePredecessor(TIBB);
572       else
573         CheckEdge = 0;
574
575     // Insert the new branch.
576     Instruction *NI = new BranchInst(TheRealDest, TI);
577
578     DEBUG(std::cerr << "Threading pred instr: " << *Pred->getTerminator()
579           << "Through successor TI: " << *TI << "Leaving: " << *NI << "\n");
580     Instruction *Cond = 0;
581     if (BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(TI))
582       Cond = dyn_cast<Instruction>(BI->getCondition());
583     TI->eraseFromParent();   // Nuke the old one.
584
585     if (Cond) ErasePossiblyDeadInstructionTree(Cond);
586     return true;
587   }
588   return false;
589 }
590
591 // FoldValueComparisonIntoPredecessors - The specified terminator is a value
592 // equality comparison instruction (either a switch or a branch on "X == c").
593 // See if any of the predecessors of the terminator block are value comparisons
594 // on the same value.  If so, and if safe to do so, fold them together.
595 static bool FoldValueComparisonIntoPredecessors(TerminatorInst *TI) {
596   BasicBlock *BB = TI->getParent();
597   Value *CV = isValueEqualityComparison(TI);  // CondVal
598   assert(CV && "Not a comparison?");
599   bool Changed = false;
600
601   std::vector<BasicBlock*> Preds(pred_begin(BB), pred_end(BB));
602   while (!Preds.empty()) {
603     BasicBlock *Pred = Preds.back();
604     Preds.pop_back();
605     
606     // See if the predecessor is a comparison with the same value.
607     TerminatorInst *PTI = Pred->getTerminator();
608     Value *PCV = isValueEqualityComparison(PTI);  // PredCondVal
609
610     if (PCV == CV && SafeToMergeTerminators(TI, PTI)) {
611       // Figure out which 'cases' to copy from SI to PSI.
612       std::vector<std::pair<ConstantInt*, BasicBlock*> > BBCases;
613       BasicBlock *BBDefault = GetValueEqualityComparisonCases(TI, BBCases);
614
615       std::vector<std::pair<ConstantInt*, BasicBlock*> > PredCases;
616       BasicBlock *PredDefault = GetValueEqualityComparisonCases(PTI, PredCases);
617
618       // Based on whether the default edge from PTI goes to BB or not, fill in
619       // PredCases and PredDefault with the new switch cases we would like to
620       // build.
621       std::vector<BasicBlock*> NewSuccessors;
622
623       if (PredDefault == BB) {
624         // If this is the default destination from PTI, only the edges in TI
625         // that don't occur in PTI, or that branch to BB will be activated.
626         std::set<ConstantInt*> PTIHandled;
627         for (unsigned i = 0, e = PredCases.size(); i != e; ++i)
628           if (PredCases[i].second != BB)
629             PTIHandled.insert(PredCases[i].first);
630           else {
631             // The default destination is BB, we don't need explicit targets.
632             std::swap(PredCases[i], PredCases.back());
633             PredCases.pop_back();
634             --i; --e;
635           }
636
637         // Reconstruct the new switch statement we will be building.
638         if (PredDefault != BBDefault) {
639           PredDefault->removePredecessor(Pred);
640           PredDefault = BBDefault;
641           NewSuccessors.push_back(BBDefault);
642         }
643         for (unsigned i = 0, e = BBCases.size(); i != e; ++i)
644           if (!PTIHandled.count(BBCases[i].first) &&
645               BBCases[i].second != BBDefault) {
646             PredCases.push_back(BBCases[i]);
647             NewSuccessors.push_back(BBCases[i].second);
648           }
649
650       } else {
651         // If this is not the default destination from PSI, only the edges
652         // in SI that occur in PSI with a destination of BB will be
653         // activated.
654         std::set<ConstantInt*> PTIHandled;
655         for (unsigned i = 0, e = PredCases.size(); i != e; ++i)
656           if (PredCases[i].second == BB) {
657             PTIHandled.insert(PredCases[i].first);
658             std::swap(PredCases[i], PredCases.back());
659             PredCases.pop_back();
660             --i; --e;
661           }
662
663         // Okay, now we know which constants were sent to BB from the
664         // predecessor.  Figure out where they will all go now.
665         for (unsigned i = 0, e = BBCases.size(); i != e; ++i)
666           if (PTIHandled.count(BBCases[i].first)) {
667             // If this is one we are capable of getting...
668             PredCases.push_back(BBCases[i]);
669             NewSuccessors.push_back(BBCases[i].second);
670             PTIHandled.erase(BBCases[i].first);// This constant is taken care of
671           }
672
673         // If there are any constants vectored to BB that TI doesn't handle,
674         // they must go to the default destination of TI.
675         for (std::set<ConstantInt*>::iterator I = PTIHandled.begin(),
676                E = PTIHandled.end(); I != E; ++I) {
677           PredCases.push_back(std::make_pair(*I, BBDefault));
678           NewSuccessors.push_back(BBDefault);
679         }
680       }
681
682       // Okay, at this point, we know which new successor Pred will get.  Make
683       // sure we update the number of entries in the PHI nodes for these
684       // successors.
685       for (unsigned i = 0, e = NewSuccessors.size(); i != e; ++i)
686         AddPredecessorToBlock(NewSuccessors[i], Pred, BB);
687
688       // Now that the successors are updated, create the new Switch instruction.
689       SwitchInst *NewSI = new SwitchInst(CV, PredDefault, PredCases.size(),PTI);
690       for (unsigned i = 0, e = PredCases.size(); i != e; ++i)
691         NewSI->addCase(PredCases[i].first, PredCases[i].second);
692
693       Instruction *DeadCond = 0;
694       if (BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(PTI))
695         // If PTI is a branch, remember the condition.
696         DeadCond = dyn_cast<Instruction>(BI->getCondition());
697       Pred->getInstList().erase(PTI);
698
699       // If the condition is dead now, remove the instruction tree.
700       if (DeadCond) ErasePossiblyDeadInstructionTree(DeadCond);
701
702       // Okay, last check.  If BB is still a successor of PSI, then we must
703       // have an infinite loop case.  If so, add an infinitely looping block
704       // to handle the case to preserve the behavior of the code.
705       BasicBlock *InfLoopBlock = 0;
706       for (unsigned i = 0, e = NewSI->getNumSuccessors(); i != e; ++i)
707         if (NewSI->getSuccessor(i) == BB) {
708           if (InfLoopBlock == 0) {
709             // Insert it at the end of the loop, because it's either code,
710             // or it won't matter if it's hot. :)
711             InfLoopBlock = new BasicBlock("infloop", BB->getParent());
712             new BranchInst(InfLoopBlock, InfLoopBlock);
713           }
714           NewSI->setSuccessor(i, InfLoopBlock);
715         }
716           
717       Changed = true;
718     }
719   }
720   return Changed;
721 }
722
723 /// HoistThenElseCodeToIf - Given a conditional branch that codes to BB1 and
724 /// BB2, hoist any common code in the two blocks up into the branch block.  The
725 /// caller of this function guarantees that BI's block dominates BB1 and BB2.
726 static bool HoistThenElseCodeToIf(BranchInst *BI) {
727   // This does very trivial matching, with limited scanning, to find identical
728   // instructions in the two blocks.  In particular, we don't want to get into
729   // O(M*N) situations here where M and N are the sizes of BB1 and BB2.  As
730   // such, we currently just scan for obviously identical instructions in an
731   // identical order.
732   BasicBlock *BB1 = BI->getSuccessor(0);  // The true destination.
733   BasicBlock *BB2 = BI->getSuccessor(1);  // The false destination
734
735   Instruction *I1 = BB1->begin(), *I2 = BB2->begin();
736   if (I1->getOpcode() != I2->getOpcode() || !I1->isIdenticalTo(I2))
737     return false;
738
739   // If we get here, we can hoist at least one instruction.
740   BasicBlock *BIParent = BI->getParent();
741
742   do {
743     // If we are hoisting the terminator instruction, don't move one (making a
744     // broken BB), instead clone it, and remove BI.
745     if (isa<TerminatorInst>(I1))
746       goto HoistTerminator;
747    
748     // For a normal instruction, we just move one to right before the branch,
749     // then replace all uses of the other with the first.  Finally, we remove
750     // the now redundant second instruction.
751     BIParent->getInstList().splice(BI, BB1->getInstList(), I1);
752     if (!I2->use_empty())
753       I2->replaceAllUsesWith(I1);
754     BB2->getInstList().erase(I2);
755     
756     I1 = BB1->begin();
757     I2 = BB2->begin();
758   } while (I1->getOpcode() == I2->getOpcode() && I1->isIdenticalTo(I2));
759
760   return true;
761
762 HoistTerminator:
763   // Okay, it is safe to hoist the terminator.
764   Instruction *NT = I1->clone();
765   BIParent->getInstList().insert(BI, NT);
766   if (NT->getType() != Type::VoidTy) {
767     I1->replaceAllUsesWith(NT);
768     I2->replaceAllUsesWith(NT);
769     NT->setName(I1->getName());
770   }
771
772   // Hoisting one of the terminators from our successor is a great thing.
773   // Unfortunately, the successors of the if/else blocks may have PHI nodes in
774   // them.  If they do, all PHI entries for BB1/BB2 must agree for all PHI
775   // nodes, so we insert select instruction to compute the final result.
776   std::map<std::pair<Value*,Value*>, SelectInst*> InsertedSelects;
777   for (succ_iterator SI = succ_begin(BB1), E = succ_end(BB1); SI != E; ++SI) {
778     PHINode *PN;
779     for (BasicBlock::iterator BBI = SI->begin();
780          (PN = dyn_cast<PHINode>(BBI)); ++BBI) {
781       Value *BB1V = PN->getIncomingValueForBlock(BB1);
782       Value *BB2V = PN->getIncomingValueForBlock(BB2);
783       if (BB1V != BB2V) {
784         // These values do not agree.  Insert a select instruction before NT
785         // that determines the right value.
786         SelectInst *&SI = InsertedSelects[std::make_pair(BB1V, BB2V)];
787         if (SI == 0)
788           SI = new SelectInst(BI->getCondition(), BB1V, BB2V,
789                               BB1V->getName()+"."+BB2V->getName(), NT);
790         // Make the PHI node use the select for all incoming values for BB1/BB2
791         for (unsigned i = 0, e = PN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i)
792           if (PN->getIncomingBlock(i) == BB1 || PN->getIncomingBlock(i) == BB2)
793             PN->setIncomingValue(i, SI);
794       }
795     }
796   }
797
798   // Update any PHI nodes in our new successors.
799   for (succ_iterator SI = succ_begin(BB1), E = succ_end(BB1); SI != E; ++SI)
800     AddPredecessorToBlock(*SI, BIParent, BB1);
801   
802   BI->eraseFromParent();
803   return true;
804 }
805
806 namespace {
807   /// ConstantIntOrdering - This class implements a stable ordering of constant
808   /// integers that does not depend on their address.  This is important for
809   /// applications that sort ConstantInt's to ensure uniqueness.
810   struct ConstantIntOrdering {
811     bool operator()(const ConstantInt *LHS, const ConstantInt *RHS) const {
812       return LHS->getRawValue() < RHS->getRawValue();
813     }
814   };
815 }
816
817
818 // SimplifyCFG - This function is used to do simplification of a CFG.  For
819 // example, it adjusts branches to branches to eliminate the extra hop, it
820 // eliminates unreachable basic blocks, and does other "peephole" optimization
821 // of the CFG.  It returns true if a modification was made.
822 //
823 // WARNING:  The entry node of a function may not be simplified.
824 //
825 bool llvm::SimplifyCFG(BasicBlock *BB) {
826   bool Changed = false;
827   Function *M = BB->getParent();
828
829   assert(BB && BB->getParent() && "Block not embedded in function!");
830   assert(BB->getTerminator() && "Degenerate basic block encountered!");
831   assert(&BB->getParent()->front() != BB && "Can't Simplify entry block!");
832
833   // Remove basic blocks that have no predecessors... which are unreachable.
834   if (pred_begin(BB) == pred_end(BB) ||
835       *pred_begin(BB) == BB && ++pred_begin(BB) == pred_end(BB)) {
836     DEBUG(std::cerr << "Removing BB: \n" << *BB);
837
838     // Loop through all of our successors and make sure they know that one
839     // of their predecessors is going away.
840     for_each(succ_begin(BB), succ_end(BB),
841              std::bind2nd(std::mem_fun(&BasicBlock::removePredecessor), BB));
842
843     while (!BB->empty()) {
844       Instruction &I = BB->back();
845       // If this instruction is used, replace uses with an arbitrary
846       // constant value.  Because control flow can't get here, we don't care
847       // what we replace the value with.  Note that since this block is 
848       // unreachable, and all values contained within it must dominate their
849       // uses, that all uses will eventually be removed.
850       if (!I.use_empty()) 
851         // Make all users of this instruction reference the constant instead
852         I.replaceAllUsesWith(Constant::getNullValue(I.getType()));
853       
854       // Remove the instruction from the basic block
855       BB->getInstList().pop_back();
856     }
857     M->getBasicBlockList().erase(BB);
858     return true;
859   }
860
861   // Check to see if we can constant propagate this terminator instruction
862   // away...
863   Changed |= ConstantFoldTerminator(BB);
864
865   // Check to see if this block has no non-phi instructions and only a single
866   // successor.  If so, replace references to this basic block with references
867   // to the successor.
868   succ_iterator SI(succ_begin(BB));
869   if (SI != succ_end(BB) && ++SI == succ_end(BB)) {  // One succ?
870     BasicBlock::iterator BBI = BB->begin();  // Skip over phi nodes...
871     while (isa<PHINode>(*BBI)) ++BBI;
872
873     BasicBlock *Succ = *succ_begin(BB); // There is exactly one successor.
874     if (BBI->isTerminator() &&  // Terminator is the only non-phi instruction!
875         Succ != BB) {           // Don't hurt infinite loops!
876       // If our successor has PHI nodes, then we need to update them to include
877       // entries for BB's predecessors, not for BB itself.  Be careful though,
878       // if this transformation fails (returns true) then we cannot do this
879       // transformation!
880       //
881       if (!PropagatePredecessorsForPHIs(BB, Succ)) {
882         DEBUG(std::cerr << "Killing Trivial BB: \n" << *BB);
883         
884         if (isa<PHINode>(&BB->front())) {
885           std::vector<BasicBlock*>
886             OldSuccPreds(pred_begin(Succ), pred_end(Succ));
887         
888           // Move all PHI nodes in BB to Succ if they are alive, otherwise
889           // delete them.
890           while (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(&BB->front()))
891             if (PN->use_empty())
892               BB->getInstList().erase(BB->begin());  // Nuke instruction.
893             else {
894               // The instruction is alive, so this means that Succ must have
895               // *ONLY* had BB as a predecessor, and the PHI node is still valid
896               // now.  Simply move it into Succ, because we know that BB
897               // strictly dominated Succ.
898               BB->getInstList().remove(BB->begin());
899               Succ->getInstList().push_front(PN);
900               
901               // We need to add new entries for the PHI node to account for
902               // predecessors of Succ that the PHI node does not take into
903               // account.  At this point, since we know that BB dominated succ,
904               // this means that we should any newly added incoming edges should
905               // use the PHI node as the value for these edges, because they are
906               // loop back edges.
907               for (unsigned i = 0, e = OldSuccPreds.size(); i != e; ++i)
908                 if (OldSuccPreds[i] != BB)
909                   PN->addIncoming(PN, OldSuccPreds[i]);
910             }
911         }
912         
913         // Everything that jumped to BB now goes to Succ.
914         std::string OldName = BB->getName();
915         BB->replaceAllUsesWith(Succ);
916         BB->eraseFromParent();              // Delete the old basic block.
917
918         if (!OldName.empty() && !Succ->hasName())  // Transfer name if we can
919           Succ->setName(OldName);
920         return true;
921       }
922     }
923   }
924
925   // If this is a returning block with only PHI nodes in it, fold the return
926   // instruction into any unconditional branch predecessors.
927   //
928   // If any predecessor is a conditional branch that just selects among
929   // different return values, fold the replace the branch/return with a select
930   // and return.
931   if (ReturnInst *RI = dyn_cast<ReturnInst>(BB->getTerminator())) {
932     BasicBlock::iterator BBI = BB->getTerminator();
933     if (BBI == BB->begin() || isa<PHINode>(--BBI)) {
934       // Find predecessors that end with branches.
935       std::vector<BasicBlock*> UncondBranchPreds;
936       std::vector<BranchInst*> CondBranchPreds;
937       for (pred_iterator PI = pred_begin(BB), E = pred_end(BB); PI != E; ++PI) {
938         TerminatorInst *PTI = (*PI)->getTerminator();
939         if (BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(PTI))
940           if (BI->isUnconditional())
941             UncondBranchPreds.push_back(*PI);
942           else
943             CondBranchPreds.push_back(BI);
944       }
945       
946       // If we found some, do the transformation!
947       if (!UncondBranchPreds.empty()) {
948         while (!UncondBranchPreds.empty()) {
949           BasicBlock *Pred = UncondBranchPreds.back();
950           UncondBranchPreds.pop_back();
951           Instruction *UncondBranch = Pred->getTerminator();
952           // Clone the return and add it to the end of the predecessor.
953           Instruction *NewRet = RI->clone();
954           Pred->getInstList().push_back(NewRet);
955
956           // If the return instruction returns a value, and if the value was a
957           // PHI node in "BB", propagate the right value into the return.
958           if (NewRet->getNumOperands() == 1)
959             if (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(NewRet->getOperand(0)))
960               if (PN->getParent() == BB)
961                 NewRet->setOperand(0, PN->getIncomingValueForBlock(Pred));
962           // Update any PHI nodes in the returning block to realize that we no
963           // longer branch to them.
964           BB->removePredecessor(Pred);
965           Pred->getInstList().erase(UncondBranch);
966         }
967
968         // If we eliminated all predecessors of the block, delete the block now.
969         if (pred_begin(BB) == pred_end(BB))
970           // We know there are no successors, so just nuke the block.
971           M->getBasicBlockList().erase(BB);
972
973         return true;
974       }
975
976       // Check out all of the conditional branches going to this return
977       // instruction.  If any of them just select between returns, change the
978       // branch itself into a select/return pair.
979       while (!CondBranchPreds.empty()) {
980         BranchInst *BI = CondBranchPreds.back();
981         CondBranchPreds.pop_back();
982         BasicBlock *TrueSucc = BI->getSuccessor(0);
983         BasicBlock *FalseSucc = BI->getSuccessor(1);
984         BasicBlock *OtherSucc = TrueSucc == BB ? FalseSucc : TrueSucc;
985
986         // Check to see if the non-BB successor is also a return block.
987         if (isa<ReturnInst>(OtherSucc->getTerminator())) {
988           // Check to see if there are only PHI instructions in this block.
989           BasicBlock::iterator OSI = OtherSucc->getTerminator();
990           if (OSI == OtherSucc->begin() || isa<PHINode>(--OSI)) {
991             // Okay, we found a branch that is going to two return nodes.  If
992             // there is no return value for this function, just change the
993             // branch into a return.
994             if (RI->getNumOperands() == 0) {
995               TrueSucc->removePredecessor(BI->getParent());
996               FalseSucc->removePredecessor(BI->getParent());
997               new ReturnInst(0, BI);
998               BI->getParent()->getInstList().erase(BI);
999               return true;
1000             }
1001
1002             // Otherwise, figure out what the true and false return values are
1003             // so we can insert a new select instruction.
1004             Value *TrueValue = TrueSucc->getTerminator()->getOperand(0);
1005             Value *FalseValue = FalseSucc->getTerminator()->getOperand(0);
1006
1007             // Unwrap any PHI nodes in the return blocks.
1008             if (PHINode *TVPN = dyn_cast<PHINode>(TrueValue))
1009               if (TVPN->getParent() == TrueSucc)
1010                 TrueValue = TVPN->getIncomingValueForBlock(BI->getParent());
1011             if (PHINode *FVPN = dyn_cast<PHINode>(FalseValue))
1012               if (FVPN->getParent() == FalseSucc)
1013                 FalseValue = FVPN->getIncomingValueForBlock(BI->getParent());
1014
1015             TrueSucc->removePredecessor(BI->getParent());
1016             FalseSucc->removePredecessor(BI->getParent());
1017
1018             // Insert a new select instruction.
1019             Value *NewRetVal;
1020             Value *BrCond = BI->getCondition();
1021             if (TrueValue != FalseValue)
1022               NewRetVal = new SelectInst(BrCond, TrueValue,
1023                                          FalseValue, "retval", BI);
1024             else
1025               NewRetVal = TrueValue;
1026
1027             new ReturnInst(NewRetVal, BI);
1028             BI->getParent()->getInstList().erase(BI);
1029             if (BrCond->use_empty())
1030               if (Instruction *BrCondI = dyn_cast<Instruction>(BrCond))
1031                 BrCondI->getParent()->getInstList().erase(BrCondI);
1032             return true;
1033           }
1034         }
1035       }
1036     }
1037   } else if (UnwindInst *UI = dyn_cast<UnwindInst>(BB->begin())) {
1038     // Check to see if the first instruction in this block is just an unwind.
1039     // If so, replace any invoke instructions which use this as an exception
1040     // destination with call instructions, and any unconditional branch
1041     // predecessor with an unwind.
1042     //
1043     std::vector<BasicBlock*> Preds(pred_begin(BB), pred_end(BB));
1044     while (!Preds.empty()) {
1045       BasicBlock *Pred = Preds.back();
1046       if (BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(Pred->getTerminator())) {
1047         if (BI->isUnconditional()) {
1048           Pred->getInstList().pop_back();  // nuke uncond branch
1049           new UnwindInst(Pred);            // Use unwind.
1050           Changed = true;
1051         }
1052       } else if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(Pred->getTerminator()))
1053         if (II->getUnwindDest() == BB) {
1054           // Insert a new branch instruction before the invoke, because this
1055           // is now a fall through...
1056           BranchInst *BI = new BranchInst(II->getNormalDest(), II);
1057           Pred->getInstList().remove(II);   // Take out of symbol table
1058           
1059           // Insert the call now...
1060           std::vector<Value*> Args(II->op_begin()+3, II->op_end());
1061           CallInst *CI = new CallInst(II->getCalledValue(), Args,
1062                                       II->getName(), BI);
1063           // If the invoke produced a value, the Call now does instead
1064           II->replaceAllUsesWith(CI);
1065           delete II;
1066           Changed = true;
1067         }
1068       
1069       Preds.pop_back();
1070     }
1071
1072     // If this block is now dead, remove it.
1073     if (pred_begin(BB) == pred_end(BB)) {
1074       // We know there are no successors, so just nuke the block.
1075       M->getBasicBlockList().erase(BB);
1076       return true;
1077     }
1078
1079   } else if (SwitchInst *SI = dyn_cast<SwitchInst>(BB->getTerminator())) {
1080     if (isValueEqualityComparison(SI)) {
1081       // If we only have one predecessor, and if it is a branch on this value,
1082       // see if that predecessor totally determines the outcome of this switch.
1083       if (BasicBlock *OnlyPred = BB->getSinglePredecessor())
1084         if (SimplifyEqualityComparisonWithOnlyPredecessor(SI, OnlyPred))
1085           return SimplifyCFG(BB) || 1;
1086
1087       // If the block only contains the switch, see if we can fold the block
1088       // away into any preds.
1089       if (SI == &BB->front())
1090         if (FoldValueComparisonIntoPredecessors(SI))
1091           return SimplifyCFG(BB) || 1;
1092     }
1093   } else if (BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(BB->getTerminator())) {
1094     if (BI->isConditional()) {
1095       if (Value *CompVal = isValueEqualityComparison(BI)) {
1096         // If we only have one predecessor, and if it is a branch on this value,
1097         // see if that predecessor totally determines the outcome of this
1098         // switch.
1099         if (BasicBlock *OnlyPred = BB->getSinglePredecessor())
1100           if (SimplifyEqualityComparisonWithOnlyPredecessor(BI, OnlyPred))
1101             return SimplifyCFG(BB) || 1;
1102
1103         // This block must be empty, except for the setcond inst, if it exists.
1104         BasicBlock::iterator I = BB->begin();
1105         if (&*I == BI ||
1106             (&*I == cast<Instruction>(BI->getCondition()) &&
1107              &*++I == BI))
1108           if (FoldValueComparisonIntoPredecessors(BI))
1109             return SimplifyCFG(BB) | true;
1110       }
1111
1112       // If this basic block is ONLY a setcc and a branch, and if a predecessor
1113       // branches to us and one of our successors, fold the setcc into the
1114       // predecessor and use logical operations to pick the right destination.
1115       BasicBlock *TrueDest  = BI->getSuccessor(0);
1116       BasicBlock *FalseDest = BI->getSuccessor(1);
1117       if (BinaryOperator *Cond = dyn_cast<BinaryOperator>(BI->getCondition()))
1118         if (Cond->getParent() == BB && &BB->front() == Cond &&
1119             Cond->getNext() == BI && Cond->hasOneUse() &&
1120             TrueDest != BB && FalseDest != BB)
1121           for (pred_iterator PI = pred_begin(BB), E = pred_end(BB); PI!=E; ++PI)
1122             if (BranchInst *PBI = dyn_cast<BranchInst>((*PI)->getTerminator()))
1123               if (PBI->isConditional() && SafeToMergeTerminators(BI, PBI)) {
1124                 BasicBlock *PredBlock = *PI;
1125                 if (PBI->getSuccessor(0) == FalseDest ||
1126                     PBI->getSuccessor(1) == TrueDest) {
1127                   // Invert the predecessors condition test (xor it with true),
1128                   // which allows us to write this code once.
1129                   Value *NewCond =
1130                     BinaryOperator::createNot(PBI->getCondition(),
1131                                     PBI->getCondition()->getName()+".not", PBI);
1132                   PBI->setCondition(NewCond);
1133                   BasicBlock *OldTrue = PBI->getSuccessor(0);
1134                   BasicBlock *OldFalse = PBI->getSuccessor(1);
1135                   PBI->setSuccessor(0, OldFalse);
1136                   PBI->setSuccessor(1, OldTrue);
1137                 }
1138
1139                 if (PBI->getSuccessor(0) == TrueDest ||
1140                     PBI->getSuccessor(1) == FalseDest) {
1141                   // Clone Cond into the predecessor basic block, and or/and the
1142                   // two conditions together.
1143                   Instruction *New = Cond->clone();
1144                   New->setName(Cond->getName());
1145                   Cond->setName(Cond->getName()+".old");
1146                   PredBlock->getInstList().insert(PBI, New);
1147                   Instruction::BinaryOps Opcode =
1148                     PBI->getSuccessor(0) == TrueDest ?
1149                     Instruction::Or : Instruction::And;
1150                   Value *NewCond = 
1151                     BinaryOperator::create(Opcode, PBI->getCondition(),
1152                                            New, "bothcond", PBI);
1153                   PBI->setCondition(NewCond);
1154                   if (PBI->getSuccessor(0) == BB) {
1155                     AddPredecessorToBlock(TrueDest, PredBlock, BB);
1156                     PBI->setSuccessor(0, TrueDest);
1157                   }
1158                   if (PBI->getSuccessor(1) == BB) {
1159                     AddPredecessorToBlock(FalseDest, PredBlock, BB);
1160                     PBI->setSuccessor(1, FalseDest);
1161                   }
1162                   return SimplifyCFG(BB) | 1;
1163                 }
1164               }
1165
1166       // If this block ends with a branch instruction, and if there is one
1167       // predecessor, see if the previous block ended with a branch on the same
1168       // condition, which makes this conditional branch redundant.
1169       pred_iterator PI(pred_begin(BB)), PE(pred_end(BB));
1170       BasicBlock *OnlyPred = *PI++;
1171       for (; PI != PE; ++PI)// Search all predecessors, see if they are all same
1172         if (*PI != OnlyPred) {
1173           OnlyPred = 0;       // There are multiple different predecessors...
1174           break;
1175         }
1176       
1177       if (OnlyPred)
1178         if (BranchInst *PBI = dyn_cast<BranchInst>(OnlyPred->getTerminator()))
1179           if (PBI->isConditional() &&
1180               PBI->getCondition() == BI->getCondition() &&
1181               (PBI->getSuccessor(0) != BB || PBI->getSuccessor(1) != BB)) {
1182             // Okay, the outcome of this conditional branch is statically
1183             // knowable.  Delete the outgoing CFG edge that is impossible to
1184             // execute.
1185             bool CondIsTrue = PBI->getSuccessor(0) == BB;
1186             BI->getSuccessor(CondIsTrue)->removePredecessor(BB);
1187             new BranchInst(BI->getSuccessor(!CondIsTrue), BB);
1188             BB->getInstList().erase(BI);
1189             return SimplifyCFG(BB) | true;
1190           }
1191     }
1192   } else if (isa<UnreachableInst>(BB->getTerminator())) {
1193     // If there are any instructions immediately before the unreachable that can
1194     // be removed, do so.
1195     Instruction *Unreachable = BB->getTerminator();
1196     while (Unreachable != BB->begin()) {
1197       BasicBlock::iterator BBI = Unreachable;
1198       --BBI;
1199       if (isa<CallInst>(BBI)) break;
1200       // Delete this instruction
1201       BB->getInstList().erase(BBI);
1202       Changed = true;
1203     }
1204
1205     // If the unreachable instruction is the first in the block, take a gander
1206     // at all of the predecessors of this instruction, and simplify them.
1207     if (&BB->front() == Unreachable) {
1208       std::vector<BasicBlock*> Preds(pred_begin(BB), pred_end(BB));
1209       for (unsigned i = 0, e = Preds.size(); i != e; ++i) {
1210         TerminatorInst *TI = Preds[i]->getTerminator();
1211
1212         if (BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(TI)) {
1213           if (BI->isUnconditional()) {
1214             if (BI->getSuccessor(0) == BB) {
1215               new UnreachableInst(TI);
1216               TI->eraseFromParent();
1217               Changed = true;
1218             }
1219           } else {
1220             if (BI->getSuccessor(0) == BB) {
1221               new BranchInst(BI->getSuccessor(1), BI);
1222               BI->eraseFromParent();
1223             } else if (BI->getSuccessor(1) == BB) {
1224               new BranchInst(BI->getSuccessor(0), BI);
1225               BI->eraseFromParent();
1226               Changed = true;
1227             }
1228           }
1229         } else if (SwitchInst *SI = dyn_cast<SwitchInst>(TI)) {
1230           for (unsigned i = 1, e = SI->getNumCases(); i != e; ++i)
1231             if (SI->getSuccessor(i) == BB) {
1232               SI->removeCase(i);
1233               --i; --e;
1234               Changed = true;
1235             }
1236           // If the default value is unreachable, figure out the most popular
1237           // destination and make it the default.
1238           if (SI->getSuccessor(0) == BB) {
1239             std::map<BasicBlock*, unsigned> Popularity;
1240             for (unsigned i = 1, e = SI->getNumCases(); i != e; ++i)
1241               Popularity[SI->getSuccessor(i)]++;
1242
1243             // Find the most popular block.
1244             unsigned MaxPop = 0;
1245             BasicBlock *MaxBlock = 0;
1246             for (std::map<BasicBlock*, unsigned>::iterator
1247                    I = Popularity.begin(), E = Popularity.end(); I != E; ++I) {
1248               if (I->second > MaxPop) {
1249                 MaxPop = I->second;
1250                 MaxBlock = I->first;
1251               }
1252             }
1253             if (MaxBlock) {
1254               // Make this the new default, allowing us to delete any explicit
1255               // edges to it.
1256               SI->setSuccessor(0, MaxBlock);
1257               Changed = true;
1258
1259               for (unsigned i = 1, e = SI->getNumCases(); i != e; ++i)
1260                 if (SI->getSuccessor(i) == MaxBlock) {
1261                   SI->removeCase(i);
1262                   --i; --e;
1263                 }
1264             }
1265           }
1266         } else if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(TI)) {
1267           if (II->getUnwindDest() == BB) {
1268             // Convert the invoke to a call instruction.  This would be a good
1269             // place to note that the call does not throw though.
1270             BranchInst *BI = new BranchInst(II->getNormalDest(), II);
1271             II->removeFromParent();   // Take out of symbol table
1272           
1273             // Insert the call now...
1274             std::vector<Value*> Args(II->op_begin()+3, II->op_end());
1275             CallInst *CI = new CallInst(II->getCalledValue(), Args,
1276                                         II->getName(), BI);
1277             // If the invoke produced a value, the Call does now instead.
1278             II->replaceAllUsesWith(CI);
1279             delete II;
1280             Changed = true;
1281           }
1282         }
1283       }
1284
1285       // If this block is now dead, remove it.
1286       if (pred_begin(BB) == pred_end(BB)) {
1287         // We know there are no successors, so just nuke the block.
1288         M->getBasicBlockList().erase(BB);
1289         return true;
1290       }
1291     }
1292   }
1293
1294   // Merge basic blocks into their predecessor if there is only one distinct
1295   // pred, and if there is only one distinct successor of the predecessor, and
1296   // if there are no PHI nodes.
1297   //
1298   pred_iterator PI(pred_begin(BB)), PE(pred_end(BB));
1299   BasicBlock *OnlyPred = *PI++;
1300   for (; PI != PE; ++PI)  // Search all predecessors, see if they are all same
1301     if (*PI != OnlyPred) {
1302       OnlyPred = 0;       // There are multiple different predecessors...
1303       break;
1304     }
1305
1306   BasicBlock *OnlySucc = 0;
1307   if (OnlyPred && OnlyPred != BB &&    // Don't break self loops
1308       OnlyPred->getTerminator()->getOpcode() != Instruction::Invoke) {
1309     // Check to see if there is only one distinct successor...
1310     succ_iterator SI(succ_begin(OnlyPred)), SE(succ_end(OnlyPred));
1311     OnlySucc = BB;
1312     for (; SI != SE; ++SI)
1313       if (*SI != OnlySucc) {
1314         OnlySucc = 0;     // There are multiple distinct successors!
1315         break;
1316       }
1317   }
1318
1319   if (OnlySucc) {
1320     DEBUG(std::cerr << "Merging: " << *BB << "into: " << *OnlyPred);
1321     TerminatorInst *Term = OnlyPred->getTerminator();
1322
1323     // Resolve any PHI nodes at the start of the block.  They are all
1324     // guaranteed to have exactly one entry if they exist, unless there are
1325     // multiple duplicate (but guaranteed to be equal) entries for the
1326     // incoming edges.  This occurs when there are multiple edges from
1327     // OnlyPred to OnlySucc.
1328     //
1329     while (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(&BB->front())) {
1330       PN->replaceAllUsesWith(PN->getIncomingValue(0));
1331       BB->getInstList().pop_front();  // Delete the phi node...
1332     }
1333
1334     // Delete the unconditional branch from the predecessor...
1335     OnlyPred->getInstList().pop_back();
1336       
1337     // Move all definitions in the successor to the predecessor...
1338     OnlyPred->getInstList().splice(OnlyPred->end(), BB->getInstList());
1339                                      
1340     // Make all PHI nodes that referred to BB now refer to Pred as their
1341     // source...
1342     BB->replaceAllUsesWith(OnlyPred);
1343
1344     std::string OldName = BB->getName();
1345
1346     // Erase basic block from the function... 
1347     M->getBasicBlockList().erase(BB);
1348
1349     // Inherit predecessors name if it exists...
1350     if (!OldName.empty() && !OnlyPred->hasName())
1351       OnlyPred->setName(OldName);
1352       
1353     return true;
1354   }
1355
1356   // Otherwise, if this block only has a single predecessor, and if that block
1357   // is a conditional branch, see if we can hoist any code from this block up
1358   // into our predecessor.
1359   if (OnlyPred)
1360     if (BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(OnlyPred->getTerminator()))
1361       if (BI->isConditional()) {
1362         // Get the other block.
1363         BasicBlock *OtherBB = BI->getSuccessor(BI->getSuccessor(0) == BB);
1364         PI = pred_begin(OtherBB);
1365         ++PI;
1366         if (PI == pred_end(OtherBB)) {
1367           // We have a conditional branch to two blocks that are only reachable
1368           // from the condbr.  We know that the condbr dominates the two blocks,
1369           // so see if there is any identical code in the "then" and "else"
1370           // blocks.  If so, we can hoist it up to the branching block.
1371           Changed |= HoistThenElseCodeToIf(BI);
1372         }
1373       }
1374
1375   for (pred_iterator PI = pred_begin(BB), E = pred_end(BB); PI != E; ++PI)
1376     if (BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>((*PI)->getTerminator()))
1377       // Change br (X == 0 | X == 1), T, F into a switch instruction.
1378       if (BI->isConditional() && isa<Instruction>(BI->getCondition())) {
1379         Instruction *Cond = cast<Instruction>(BI->getCondition());
1380         // If this is a bunch of seteq's or'd together, or if it's a bunch of
1381         // 'setne's and'ed together, collect them.
1382         Value *CompVal = 0;
1383         std::vector<ConstantInt*> Values;
1384         bool TrueWhenEqual = GatherValueComparisons(Cond, CompVal, Values);
1385         if (CompVal && CompVal->getType()->isInteger()) {
1386           // There might be duplicate constants in the list, which the switch
1387           // instruction can't handle, remove them now.
1388           std::sort(Values.begin(), Values.end(), ConstantIntOrdering());
1389           Values.erase(std::unique(Values.begin(), Values.end()), Values.end());
1390           
1391           // Figure out which block is which destination.
1392           BasicBlock *DefaultBB = BI->getSuccessor(1);
1393           BasicBlock *EdgeBB    = BI->getSuccessor(0);
1394           if (!TrueWhenEqual) std::swap(DefaultBB, EdgeBB);
1395           
1396           // Create the new switch instruction now.
1397           SwitchInst *New = new SwitchInst(CompVal, DefaultBB,Values.size(),BI);
1398           
1399           // Add all of the 'cases' to the switch instruction.
1400           for (unsigned i = 0, e = Values.size(); i != e; ++i)
1401             New->addCase(Values[i], EdgeBB);
1402           
1403           // We added edges from PI to the EdgeBB.  As such, if there were any
1404           // PHI nodes in EdgeBB, they need entries to be added corresponding to
1405           // the number of edges added.
1406           for (BasicBlock::iterator BBI = EdgeBB->begin();
1407                isa<PHINode>(BBI); ++BBI) {
1408             PHINode *PN = cast<PHINode>(BBI);
1409             Value *InVal = PN->getIncomingValueForBlock(*PI);
1410             for (unsigned i = 0, e = Values.size()-1; i != e; ++i)
1411               PN->addIncoming(InVal, *PI);
1412           }
1413
1414           // Erase the old branch instruction.
1415           (*PI)->getInstList().erase(BI);
1416
1417           // Erase the potentially condition tree that was used to computed the
1418           // branch condition.
1419           ErasePossiblyDeadInstructionTree(Cond);
1420           return true;
1421         }
1422       }
1423
1424   // If there is a trivial two-entry PHI node in this basic block, and we can
1425   // eliminate it, do so now.
1426   if (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(BB->begin()))
1427     if (PN->getNumIncomingValues() == 2) {
1428       // Ok, this is a two entry PHI node.  Check to see if this is a simple "if
1429       // statement", which has a very simple dominance structure.  Basically, we
1430       // are trying to find the condition that is being branched on, which
1431       // subsequently causes this merge to happen.  We really want control
1432       // dependence information for this check, but simplifycfg can't keep it up
1433       // to date, and this catches most of the cases we care about anyway.
1434       //
1435       BasicBlock *IfTrue, *IfFalse;
1436       if (Value *IfCond = GetIfCondition(BB, IfTrue, IfFalse)) {
1437         DEBUG(std::cerr << "FOUND IF CONDITION!  " << *IfCond << "  T: "
1438               << IfTrue->getName() << "  F: " << IfFalse->getName() << "\n");
1439
1440         // Loop over the PHI's seeing if we can promote them all to select
1441         // instructions.  While we are at it, keep track of the instructions
1442         // that need to be moved to the dominating block.
1443         std::set<Instruction*> AggressiveInsts;
1444         bool CanPromote = true;
1445
1446         BasicBlock::iterator AfterPHIIt = BB->begin();
1447         while (isa<PHINode>(AfterPHIIt)) {
1448           PHINode *PN = cast<PHINode>(AfterPHIIt++);
1449           if (PN->getIncomingValue(0) == PN->getIncomingValue(1))
1450             PN->replaceAllUsesWith(PN->getIncomingValue(0));
1451           else if (!DominatesMergePoint(PN->getIncomingValue(0), BB,
1452                                         &AggressiveInsts) ||
1453                    !DominatesMergePoint(PN->getIncomingValue(1), BB,
1454                                         &AggressiveInsts)) {
1455             CanPromote = false;
1456             break;
1457           }
1458         }
1459
1460         // Did we eliminate all PHI's?
1461         CanPromote |= AfterPHIIt == BB->begin();
1462
1463         // If we all PHI nodes are promotable, check to make sure that all
1464         // instructions in the predecessor blocks can be promoted as well.  If
1465         // not, we won't be able to get rid of the control flow, so it's not
1466         // worth promoting to select instructions.
1467         BasicBlock *DomBlock = 0, *IfBlock1 = 0, *IfBlock2 = 0;
1468         if (CanPromote) {
1469           PN = cast<PHINode>(BB->begin());
1470           BasicBlock *Pred = PN->getIncomingBlock(0);
1471           if (cast<BranchInst>(Pred->getTerminator())->isUnconditional()) {
1472             IfBlock1 = Pred;
1473             DomBlock = *pred_begin(Pred);
1474             for (BasicBlock::iterator I = Pred->begin();
1475                  !isa<TerminatorInst>(I); ++I)
1476               if (!AggressiveInsts.count(I)) {
1477                 // This is not an aggressive instruction that we can promote.
1478                 // Because of this, we won't be able to get rid of the control
1479                 // flow, so the xform is not worth it.
1480                 CanPromote = false;
1481                 break;
1482               }
1483           }
1484
1485           Pred = PN->getIncomingBlock(1);
1486           if (CanPromote && 
1487               cast<BranchInst>(Pred->getTerminator())->isUnconditional()) {
1488             IfBlock2 = Pred;
1489             DomBlock = *pred_begin(Pred);
1490             for (BasicBlock::iterator I = Pred->begin();
1491                  !isa<TerminatorInst>(I); ++I)
1492               if (!AggressiveInsts.count(I)) {
1493                 // This is not an aggressive instruction that we can promote.
1494                 // Because of this, we won't be able to get rid of the control
1495                 // flow, so the xform is not worth it.
1496                 CanPromote = false;
1497                 break;
1498               }
1499           }
1500         }
1501
1502         // If we can still promote the PHI nodes after this gauntlet of tests,
1503         // do all of the PHI's now.
1504         if (CanPromote) {
1505           // Move all 'aggressive' instructions, which are defined in the
1506           // conditional parts of the if's up to the dominating block.
1507           if (IfBlock1) {
1508             DomBlock->getInstList().splice(DomBlock->getTerminator(),
1509                                            IfBlock1->getInstList(),
1510                                            IfBlock1->begin(),
1511                                            IfBlock1->getTerminator());
1512           }
1513           if (IfBlock2) {
1514             DomBlock->getInstList().splice(DomBlock->getTerminator(),
1515                                            IfBlock2->getInstList(),
1516                                            IfBlock2->begin(),
1517                                            IfBlock2->getTerminator());
1518           }
1519
1520           while (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(BB->begin())) {
1521             // Change the PHI node into a select instruction.
1522             Value *TrueVal =
1523               PN->getIncomingValue(PN->getIncomingBlock(0) == IfFalse);
1524             Value *FalseVal =
1525               PN->getIncomingValue(PN->getIncomingBlock(0) == IfTrue);
1526
1527             std::string Name = PN->getName(); PN->setName("");
1528             PN->replaceAllUsesWith(new SelectInst(IfCond, TrueVal, FalseVal,
1529                                                   Name, AfterPHIIt));
1530             BB->getInstList().erase(PN);
1531           }
1532           Changed = true;
1533         }
1534       }
1535     }
1536   
1537   return Changed;
1538 }