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[oota-llvm.git] / lib / Transforms / Utils / LowerSwitch.cpp
index e8e811dd5557c19c69db47ba6627349ccc6c15ca..52beb1542497ef6dcc6159cca86de01fe2464805 100644 (file)
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
 #include "llvm/Transforms/Scalar.h"
-#include "llvm/Transforms/Utils/BasicBlockUtils.h"
 #include "llvm/ADT/STLExtras.h"
+#include "llvm/IR/CFG.h"
 #include "llvm/IR/Constants.h"
 #include "llvm/IR/Function.h"
 #include "llvm/IR/Instructions.h"
 #include "llvm/IR/LLVMContext.h"
-#include "llvm/IR/CFG.h"
 #include "llvm/Pass.h"
 #include "llvm/Support/Compiler.h"
 #include "llvm/Support/Debug.h"
 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
+#include "llvm/Transforms/Utils/BasicBlockUtils.h"
 #include "llvm/Transforms/Utils/UnifyFunctionExitNodes.h"
 #include <algorithm>
 using namespace llvm;
@@ -49,8 +49,7 @@ namespace {
     return I != Ranges.end() && I->Low <= R.Low;
   }
 
-  /// LowerSwitch Pass - Replace all SwitchInst instructions with chained branch
-  /// instructions.
+  /// Replace all SwitchInst instructions with chained branch instructions.
   class LowerSwitch : public FunctionPass {
   public:
     static char ID; // Pass identification, replacement for typeid
@@ -67,19 +66,18 @@ namespace {
     }
 
     struct CaseRange {
-      Constant* Low;
-      Constant* High;
+      ConstantInt* Low;
+      ConstantInt* High;
       BasicBlock* BB;
 
-      CaseRange(Constant *low = nullptr, Constant *high = nullptr,
-                BasicBlock *bb = nullptr) :
-        Low(low), High(high), BB(bb) { }
+      CaseRange(ConstantInt *low, ConstantInt *high, BasicBlock *bb)
+          : Low(low), High(high), BB(bb) {}
     };
 
     typedef std::vector<CaseRange> CaseVector;
     typedef std::vector<CaseRange>::iterator CaseItr;
   private:
-    void processSwitchInst(SwitchInst *SI);
+    void processSwitchInst(SwitchInst *SI, SmallPtrSetImpl<BasicBlock*> &DeleteList);
 
     BasicBlock *switchConvert(CaseItr Begin, CaseItr End,
                               ConstantInt *LowerBound, ConstantInt *UpperBound,
@@ -117,21 +115,30 @@ FunctionPass *llvm::createLowerSwitchPass() {
 
 bool LowerSwitch::runOnFunction(Function &F) {
   bool Changed = false;
+  SmallPtrSet<BasicBlock*, 8> DeleteList;
 
   for (Function::iterator I = F.begin(), E = F.end(); I != E; ) {
-    BasicBlock *Cur = I++; // Advance over block so we don't traverse new blocks
+    BasicBlock *Cur = &*I++; // Advance over block so we don't traverse new blocks
+
+    // If the block is a dead Default block that will be deleted later, don't
+    // waste time processing it.
+    if (DeleteList.count(Cur))
+      continue;
 
     if (SwitchInst *SI = dyn_cast<SwitchInst>(Cur->getTerminator())) {
       Changed = true;
-      processSwitchInst(SI);
+      processSwitchInst(SI, DeleteList);
     }
   }
 
+  for (BasicBlock* BB: DeleteList) {
+    DeleteDeadBlock(BB);
+  }
+
   return Changed;
 }
 
-// operator<< - Used for debugging purposes.
-//
+/// Used for debugging purposes.
 static raw_ostream& operator<<(raw_ostream &O,
                                const LowerSwitch::CaseVector &C)
     LLVM_ATTRIBUTE_USED;
@@ -148,23 +155,24 @@ static raw_ostream& operator<<(raw_ostream &O,
   return O << "]";
 }
 
-// \brief Update the first occurrence of the "switch statement" BB in the PHI
-// node with the "new" BB. The other occurrences will:
-//
-// 1) Be updated by subsequent calls to this function.  Switch statements may
-// have more than one outcoming edge into the same BB if they all have the same
-// value. When the switch statement is converted these incoming edges are now
-// coming from multiple BBs.
-// 2) Removed if subsequent incoming values now share the same case, i.e.,
-// multiple outcome edges are condensed into one. This is necessary to keep the
-// number of phi values equal to the number of branches to SuccBB.
+/// \brief Update the first occurrence of the "switch statement" BB in the PHI
+/// node with the "new" BB. The other occurrences will:
+///
+/// 1) Be updated by subsequent calls to this function.  Switch statements may
+/// have more than one outcoming edge into the same BB if they all have the same
+/// value. When the switch statement is converted these incoming edges are now
+/// coming from multiple BBs.
+/// 2) Removed if subsequent incoming values now share the same case, i.e.,
+/// multiple outcome edges are condensed into one. This is necessary to keep the
+/// number of phi values equal to the number of branches to SuccBB.
 static void fixPhis(BasicBlock *SuccBB, BasicBlock *OrigBB, BasicBlock *NewBB,
                     unsigned NumMergedCases) {
-  for (BasicBlock::iterator I = SuccBB->begin(), IE = SuccBB->getFirstNonPHI();
+  for (BasicBlock::iterator I = SuccBB->begin(),
+                            IE = SuccBB->getFirstNonPHI()->getIterator();
        I != IE; ++I) {
     PHINode *PN = cast<PHINode>(I);
 
-    // Only update the first occurence.
+    // Only update the first occurrence.
     unsigned Idx = 0, E = PN->getNumIncomingValues();
     unsigned LocalNumMergedCases = NumMergedCases;
     for (; Idx != E; ++Idx) {
@@ -174,21 +182,26 @@ static void fixPhis(BasicBlock *SuccBB, BasicBlock *OrigBB, BasicBlock *NewBB,
       }
     }
 
-    // Remove additional occurences coming from condensed cases and keep the
+    // Remove additional occurrences coming from condensed cases and keep the
     // number of incoming values equal to the number of branches to SuccBB.
+    SmallVector<unsigned, 8> Indices;
     for (++Idx; LocalNumMergedCases > 0 && Idx < E; ++Idx)
       if (PN->getIncomingBlock(Idx) == OrigBB) {
-        PN->removeIncomingValue(Idx);
+        Indices.push_back(Idx);
         LocalNumMergedCases--;
       }
+    // Remove incoming values in the reverse order to prevent invalidating
+    // *successive* index.
+    for (auto III = Indices.rbegin(), IIE = Indices.rend(); III != IIE; ++III)
+      PN->removeIncomingValue(*III);
   }
 }
 
-// switchConvert - Convert the switch statement into a binary lookup of
-// the case values. The function recursively builds this tree.
-// LowerBound and UpperBound are used to keep track of the bounds for Val
-// that have already been checked by a block emitted by one of the previous
-// calls to switchConvert in the call stack.
+/// Convert the switch statement into a binary lookup of the case values.
+/// The function recursively builds this tree. LowerBound and UpperBound are
+/// used to keep track of the bounds for Val that have already been checked by
+/// a block emitted by one of the previous calls to switchConvert in the call
+/// stack.
 BasicBlock *
 LowerSwitch::switchConvert(CaseItr Begin, CaseItr End, ConstantInt *LowerBound,
                            ConstantInt *UpperBound, Value *Val,
@@ -221,14 +234,14 @@ LowerSwitch::switchConvert(CaseItr Begin, CaseItr End, ConstantInt *LowerBound,
 
   CaseRange &Pivot = *(Begin + Mid);
   DEBUG(dbgs() << "Pivot ==> "
-               << cast<ConstantInt>(Pivot.Low)->getValue()
-               << " -" << cast<ConstantInt>(Pivot.High)->getValue() << "\n");
+               << Pivot.Low->getValue()
+               << " -" << Pivot.High->getValue() << "\n");
 
   // NewLowerBound here should never be the integer minimal value.
   // This is because it is computed from a case range that is never
   // the smallest, so there is always a case range that has at least
   // a smaller value.
-  ConstantInt *NewLowerBound = cast<ConstantInt>(Pivot.Low);
+  ConstantInt *NewLowerBound = Pivot.Low;
 
   // Because NewLowerBound is never the smallest representable integer
   // it is safe here to subtract one.
@@ -237,16 +250,16 @@ LowerSwitch::switchConvert(CaseItr Begin, CaseItr End, ConstantInt *LowerBound,
 
   if (!UnreachableRanges.empty()) {
     // Check if the gap between LHS's highest and NewLowerBound is unreachable.
-    int64_t GapLow = cast<ConstantInt>(LHS.back().High)->getSExtValue() + 1;
+    int64_t GapLow = LHS.back().High->getSExtValue() + 1;
     int64_t GapHigh = NewLowerBound->getSExtValue() - 1;
     IntRange Gap = { GapLow, GapHigh };
     if (GapHigh >= GapLow && IsInRanges(Gap, UnreachableRanges))
-      NewUpperBound = cast<ConstantInt>(LHS.back().High);
+      NewUpperBound = LHS.back().High;
   }
 
   DEBUG(dbgs() << "LHS Bounds ==> ";
         if (LowerBound) {
-          dbgs() << cast<ConstantInt>(LowerBound)->getSExtValue();
+          dbgs() << LowerBound->getSExtValue();
         } else {
           dbgs() << "NONE";
         }
@@ -254,7 +267,7 @@ LowerSwitch::switchConvert(CaseItr Begin, CaseItr End, ConstantInt *LowerBound,
         dbgs() << "RHS Bounds ==> ";
         dbgs() << NewLowerBound->getSExtValue() << " - ";
         if (UpperBound) {
-          dbgs() << cast<ConstantInt>(UpperBound)->getSExtValue() << "\n";
+          dbgs() << UpperBound->getSExtValue() << "\n";
         } else {
           dbgs() << "NONE\n";
         });
@@ -274,28 +287,24 @@ LowerSwitch::switchConvert(CaseItr Begin, CaseItr End, ConstantInt *LowerBound,
                                       UpperBound, Val, NewNode, OrigBlock,
                                       Default, UnreachableRanges);
 
-  Function::iterator FI = OrigBlock;
-  F->getBasicBlockList().insert(++FI, NewNode);
+  F->getBasicBlockList().insert(++OrigBlock->getIterator(), NewNode);
   NewNode->getInstList().push_back(Comp);
 
   BranchInst::Create(LBranch, RBranch, Comp, NewNode);
   return NewNode;
 }
 
-// newLeafBlock - Create a new leaf block for the binary lookup tree. It
-// checks if the switch's value == the case's value. If not, then it
-// jumps to the default branch. At this point in the tree, the value
-// can't be another valid case value, so the jump to the "default" branch
-// is warranted.
-//
+/// Create a new leaf block for the binary lookup tree. It checks if the
+/// switch's value == the case's value. If not, then it jumps to the default
+/// branch. At this point in the tree, the value can't be another valid case
+/// value, so the jump to the "default" branch is warranted.
 BasicBlock* LowerSwitch::newLeafBlock(CaseRange& Leaf, Value* Val,
                                       BasicBlock* OrigBlock,
                                       BasicBlock* Default)
 {
   Function* F = OrigBlock->getParent();
   BasicBlock* NewLeaf = BasicBlock::Create(Val->getContext(), "LeafBlock");
-  Function::iterator FI = OrigBlock;
-  F->getBasicBlockList().insert(++FI, NewLeaf);
+  F->getBasicBlockList().insert(++OrigBlock->getIterator(), NewLeaf);
 
   // Emit comparison
   ICmpInst* Comp = nullptr;
@@ -305,11 +314,11 @@ BasicBlock* LowerSwitch::newLeafBlock(CaseRange& Leaf, Value* Val,
                         Leaf.Low, "SwitchLeaf");
   } else {
     // Make range comparison
-    if (cast<ConstantInt>(Leaf.Low)->isMinValue(true /*isSigned*/)) {
+    if (Leaf.Low->isMinValue(true /*isSigned*/)) {
       // Val >= Min && Val <= Hi --> Val <= Hi
       Comp = new ICmpInst(*NewLeaf, ICmpInst::ICMP_SLE, Val, Leaf.High,
                           "SwitchLeaf");
-    } else if (cast<ConstantInt>(Leaf.Low)->isZero()) {
+    } else if (Leaf.Low->isZero()) {
       // Val >= 0 && Val <= Hi --> Val <=u Hi
       Comp = new ICmpInst(*NewLeaf, ICmpInst::ICMP_ULE, Val, Leaf.High,
                           "SwitchLeaf");      
@@ -334,8 +343,8 @@ BasicBlock* LowerSwitch::newLeafBlock(CaseRange& Leaf, Value* Val,
   for (BasicBlock::iterator I = Succ->begin(); isa<PHINode>(I); ++I) {
     PHINode* PN = cast<PHINode>(I);
     // Remove all but one incoming entries from the cluster
-    uint64_t Range = cast<ConstantInt>(Leaf.High)->getSExtValue() -
-                     cast<ConstantInt>(Leaf.Low)->getSExtValue();    
+    uint64_t Range = Leaf.High->getSExtValue() -
+                     Leaf.Low->getSExtValue();
     for (uint64_t j = 0; j < Range; ++j) {
       PN->removeIncomingValue(OrigBlock);
     }
@@ -348,7 +357,7 @@ BasicBlock* LowerSwitch::newLeafBlock(CaseRange& Leaf, Value* Val,
   return NewLeaf;
 }
 
-// Clusterify - Transform simple list of Cases into list of CaseRange's
+/// Transform simple list of Cases into list of CaseRange's.
 unsigned LowerSwitch::Clusterify(CaseVector& Cases, SwitchInst *SI) {
   unsigned numCmps = 0;
 
@@ -360,23 +369,26 @@ unsigned LowerSwitch::Clusterify(CaseVector& Cases, SwitchInst *SI) {
   std::sort(Cases.begin(), Cases.end(), CaseCmp());
 
   // Merge case into clusters
-  if (Cases.size()>=2)
-    for (CaseItr I = Cases.begin(), J = std::next(Cases.begin());
-         J != Cases.end();) {
-      int64_t nextValue = cast<ConstantInt>(J->Low)->getSExtValue();
-      int64_t currentValue = cast<ConstantInt>(I->High)->getSExtValue();
+  if (Cases.size() >= 2) {
+    CaseItr I = Cases.begin();
+    for (CaseItr J = std::next(I), E = Cases.end(); J != E; ++J) {
+      int64_t nextValue = J->Low->getSExtValue();
+      int64_t currentValue = I->High->getSExtValue();
       BasicBlock* nextBB = J->BB;
       BasicBlock* currentBB = I->BB;
 
       // If the two neighboring cases go to the same destination, merge them
       // into a single case.
-      if ((nextValue-currentValue==1) && (currentBB == nextBB)) {
+      assert(nextValue > currentValue && "Cases should be strictly ascending");
+      if ((nextValue == currentValue + 1) && (currentBB == nextBB)) {
         I->High = J->High;
-        J = Cases.erase(J);
-      } else {
-        I = J++;
+        // FIXME: Combine branch weights.
+      } else if (++I != J) {
+        *I = *J;
       }
     }
+    Cases.erase(std::next(I), Cases.end());
+  }
 
   for (CaseItr I=Cases.begin(), E=Cases.end(); I!=E; ++I, ++numCmps) {
     if (I->Low != I->High)
@@ -387,10 +399,10 @@ unsigned LowerSwitch::Clusterify(CaseVector& Cases, SwitchInst *SI) {
   return numCmps;
 }
 
-// processSwitchInst - Replace the specified switch instruction with a sequence
-// of chained if-then insts in a balanced binary search.
-//
-void LowerSwitch::processSwitchInst(SwitchInst *SI) {
+/// Replace the specified switch instruction with a sequence of chained if-then
+/// insts in a balanced binary search.
+void LowerSwitch::processSwitchInst(SwitchInst *SI,
+                                    SmallPtrSetImpl<BasicBlock*> &DeleteList) {
   BasicBlock *CurBlock = SI->getParent();
   BasicBlock *OrigBlock = CurBlock;
   Function *F = CurBlock->getParent();
@@ -417,12 +429,12 @@ void LowerSwitch::processSwitchInst(SwitchInst *SI) {
   std::vector<IntRange> UnreachableRanges;
 
   if (isa<UnreachableInst>(Default->getFirstNonPHIOrDbg())) {
-    // Make the bounds tightly fitted around the case value range, becase we
+    // Make the bounds tightly fitted around the case value range, because we
     // know that the value passed to the switch must be exactly one of the case
     // values.
     assert(!Cases.empty());
-    LowerBound = cast<ConstantInt>(Cases.front().Low);
-    UpperBound = cast<ConstantInt>(Cases.back().High);
+    LowerBound = Cases.front().Low;
+    UpperBound = Cases.back().High;
 
     DenseMap<BasicBlock *, unsigned> Popularity;
     unsigned MaxPop = 0;
@@ -431,8 +443,8 @@ void LowerSwitch::processSwitchInst(SwitchInst *SI) {
     IntRange R = { INT64_MIN, INT64_MAX };
     UnreachableRanges.push_back(R);
     for (const auto &I : Cases) {
-      int64_t Low = cast<ConstantInt>(I.Low)->getSExtValue();
-      int64_t High = cast<ConstantInt>(I.High)->getSExtValue();
+      int64_t Low = I.Low->getSExtValue();
+      int64_t High = I.High->getSExtValue();
 
       IntRange &LastRange = UnreachableRanges.back();
       if (LastRange.Low == Low) {
@@ -472,12 +484,10 @@ void LowerSwitch::processSwitchInst(SwitchInst *SI) {
     // cases.
     assert(MaxPop > 0 && PopSucc);
     Default = PopSucc;
-    for (CaseItr I = Cases.begin(); I != Cases.end();) {
-      if (I->BB == PopSucc)
-        I = Cases.erase(I);
-      else
-        ++I;
-    }
+    Cases.erase(std::remove_if(
+                    Cases.begin(), Cases.end(),
+                    [PopSucc](const CaseRange &R) { return R.BB == PopSucc; }),
+                Cases.end());
 
     // If there are no cases left, just branch.
     if (Cases.empty()) {
@@ -490,7 +500,7 @@ void LowerSwitch::processSwitchInst(SwitchInst *SI) {
   // Create a new, empty default block so that the new hierarchy of
   // if-then statements go to this and the PHI nodes are happy.
   BasicBlock *NewDefault = BasicBlock::Create(SI->getContext(), "NewDefault");
-  F->getBasicBlockList().insert(Default, NewDefault);
+  F->getBasicBlockList().insert(Default->getIterator(), NewDefault);
   BranchInst::Create(Default, NewDefault);
 
   // If there is an entry in any PHI nodes for the default edge, make sure
@@ -513,7 +523,7 @@ void LowerSwitch::processSwitchInst(SwitchInst *SI) {
   BasicBlock *OldDefault = SI->getDefaultDest();
   CurBlock->getInstList().erase(SI);
 
-  // If the Default block has no more predecessors just remove it.
+  // If the Default block has no more predecessors just add it to DeleteList.
   if (pred_begin(OldDefault) == pred_end(OldDefault))
-    DeleteDeadBlock(OldDefault);
+    DeleteList.insert(OldDefault);
 }