2440a76224b212d2e93f035f85d96f3bc6f9952c
[oota-llvm.git] / lib / Transforms / Scalar / JumpThreading.cpp
1 //===- JumpThreading.cpp - Thread control through conditional blocks ------===//
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 // This file implements the Jump Threading pass.
11 //
12 //===----------------------------------------------------------------------===//
13
14 #include "llvm/Transforms/Scalar.h"
15 #include "llvm/ADT/DenseMap.h"
16 #include "llvm/ADT/DenseSet.h"
17 #include "llvm/ADT/STLExtras.h"
18 #include "llvm/ADT/SmallPtrSet.h"
19 #include "llvm/ADT/SmallSet.h"
20 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
21 #include "llvm/Analysis/GlobalsModRef.h"
22 #include "llvm/Analysis/CFG.h"
23 #include "llvm/Analysis/ConstantFolding.h"
24 #include "llvm/Analysis/InstructionSimplify.h"
25 #include "llvm/Analysis/LazyValueInfo.h"
26 #include "llvm/Analysis/Loads.h"
27 #include "llvm/Analysis/TargetLibraryInfo.h"
28 #include "llvm/IR/DataLayout.h"
29 #include "llvm/IR/IntrinsicInst.h"
30 #include "llvm/IR/LLVMContext.h"
31 #include "llvm/IR/Metadata.h"
32 #include "llvm/IR/ValueHandle.h"
33 #include "llvm/Pass.h"
34 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
35 #include "llvm/Support/Debug.h"
36 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
37 #include "llvm/Transforms/Utils/BasicBlockUtils.h"
38 #include "llvm/Transforms/Utils/Local.h"
39 #include "llvm/Transforms/Utils/SSAUpdater.h"
40 using namespace llvm;
41
42 #define DEBUG_TYPE "jump-threading"
43
44 STATISTIC(NumThreads, "Number of jumps threaded");
45 STATISTIC(NumFolds,   "Number of terminators folded");
46 STATISTIC(NumDupes,   "Number of branch blocks duplicated to eliminate phi");
47
48 static cl::opt<unsigned>
49 BBDuplicateThreshold("jump-threading-threshold",
50           cl::desc("Max block size to duplicate for jump threading"),
51           cl::init(6), cl::Hidden);
52
53 namespace {
54   // These are at global scope so static functions can use them too.
55   typedef SmallVectorImpl<std::pair<Constant*, BasicBlock*> > PredValueInfo;
56   typedef SmallVector<std::pair<Constant*, BasicBlock*>, 8> PredValueInfoTy;
57
58   // This is used to keep track of what kind of constant we're currently hoping
59   // to find.
60   enum ConstantPreference {
61     WantInteger,
62     WantBlockAddress
63   };
64
65   /// This pass performs 'jump threading', which looks at blocks that have
66   /// multiple predecessors and multiple successors.  If one or more of the
67   /// predecessors of the block can be proven to always jump to one of the
68   /// successors, we forward the edge from the predecessor to the successor by
69   /// duplicating the contents of this block.
70   ///
71   /// An example of when this can occur is code like this:
72   ///
73   ///   if () { ...
74   ///     X = 4;
75   ///   }
76   ///   if (X < 3) {
77   ///
78   /// In this case, the unconditional branch at the end of the first if can be
79   /// revectored to the false side of the second if.
80   ///
81   class JumpThreading : public FunctionPass {
82     TargetLibraryInfo *TLI;
83     LazyValueInfo *LVI;
84 #ifdef NDEBUG
85     SmallPtrSet<BasicBlock*, 16> LoopHeaders;
86 #else
87     SmallSet<AssertingVH<BasicBlock>, 16> LoopHeaders;
88 #endif
89     DenseSet<std::pair<Value*, BasicBlock*> > RecursionSet;
90
91     unsigned BBDupThreshold;
92
93     // RAII helper for updating the recursion stack.
94     struct RecursionSetRemover {
95       DenseSet<std::pair<Value*, BasicBlock*> > &TheSet;
96       std::pair<Value*, BasicBlock*> ThePair;
97
98       RecursionSetRemover(DenseSet<std::pair<Value*, BasicBlock*> > &S,
99                           std::pair<Value*, BasicBlock*> P)
100         : TheSet(S), ThePair(P) { }
101
102       ~RecursionSetRemover() {
103         TheSet.erase(ThePair);
104       }
105     };
106   public:
107     static char ID; // Pass identification
108     JumpThreading(int T = -1) : FunctionPass(ID) {
109       BBDupThreshold = (T == -1) ? BBDuplicateThreshold : unsigned(T);
110       initializeJumpThreadingPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
111     }
112
113     bool runOnFunction(Function &F) override;
114
115     void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const override {
116       AU.addRequired<LazyValueInfo>();
117       AU.addPreserved<LazyValueInfo>();
118       AU.addPreserved<GlobalsAAWrapperPass>();
119       AU.addRequired<TargetLibraryInfoWrapperPass>();
120     }
121
122     void FindLoopHeaders(Function &F);
123     bool ProcessBlock(BasicBlock *BB);
124     bool ThreadEdge(BasicBlock *BB, const SmallVectorImpl<BasicBlock*> &PredBBs,
125                     BasicBlock *SuccBB);
126     bool DuplicateCondBranchOnPHIIntoPred(BasicBlock *BB,
127                                   const SmallVectorImpl<BasicBlock *> &PredBBs);
128
129     bool ComputeValueKnownInPredecessors(Value *V, BasicBlock *BB,
130                                          PredValueInfo &Result,
131                                          ConstantPreference Preference,
132                                          Instruction *CxtI = nullptr);
133     bool ProcessThreadableEdges(Value *Cond, BasicBlock *BB,
134                                 ConstantPreference Preference,
135                                 Instruction *CxtI = nullptr);
136
137     bool ProcessBranchOnPHI(PHINode *PN);
138     bool ProcessBranchOnXOR(BinaryOperator *BO);
139
140     bool SimplifyPartiallyRedundantLoad(LoadInst *LI);
141     bool TryToUnfoldSelect(CmpInst *CondCmp, BasicBlock *BB);
142   };
143 }
144
145 char JumpThreading::ID = 0;
146 INITIALIZE_PASS_BEGIN(JumpThreading, "jump-threading",
147                 "Jump Threading", false, false)
148 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(LazyValueInfo)
149 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(TargetLibraryInfoWrapperPass)
150 INITIALIZE_PASS_END(JumpThreading, "jump-threading",
151                 "Jump Threading", false, false)
152
153 // Public interface to the Jump Threading pass
154 FunctionPass *llvm::createJumpThreadingPass(int Threshold) { return new JumpThreading(Threshold); }
155
156 /// runOnFunction - Top level algorithm.
157 ///
158 bool JumpThreading::runOnFunction(Function &F) {
159   if (skipOptnoneFunction(F))
160     return false;
161
162   DEBUG(dbgs() << "Jump threading on function '" << F.getName() << "'\n");
163   TLI = &getAnalysis<TargetLibraryInfoWrapperPass>().getTLI();
164   LVI = &getAnalysis<LazyValueInfo>();
165
166   // Remove unreachable blocks from function as they may result in infinite
167   // loop. We do threading if we found something profitable. Jump threading a
168   // branch can create other opportunities. If these opportunities form a cycle
169   // i.e. if any jump threading is undoing previous threading in the path, then
170   // we will loop forever. We take care of this issue by not jump threading for
171   // back edges. This works for normal cases but not for unreachable blocks as
172   // they may have cycle with no back edge.
173   removeUnreachableBlocks(F);
174
175   FindLoopHeaders(F);
176
177   bool Changed, EverChanged = false;
178   do {
179     Changed = false;
180     for (Function::iterator I = F.begin(), E = F.end(); I != E;) {
181       BasicBlock *BB = &*I;
182       // Thread all of the branches we can over this block.
183       while (ProcessBlock(BB))
184         Changed = true;
185
186       ++I;
187
188       // If the block is trivially dead, zap it.  This eliminates the successor
189       // edges which simplifies the CFG.
190       if (pred_empty(BB) &&
191           BB != &BB->getParent()->getEntryBlock()) {
192         DEBUG(dbgs() << "  JT: Deleting dead block '" << BB->getName()
193               << "' with terminator: " << *BB->getTerminator() << '\n');
194         LoopHeaders.erase(BB);
195         LVI->eraseBlock(BB);
196         DeleteDeadBlock(BB);
197         Changed = true;
198         continue;
199       }
200
201       BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(BB->getTerminator());
202
203       // Can't thread an unconditional jump, but if the block is "almost
204       // empty", we can replace uses of it with uses of the successor and make
205       // this dead.
206       if (BI && BI->isUnconditional() &&
207           BB != &BB->getParent()->getEntryBlock() &&
208           // If the terminator is the only non-phi instruction, try to nuke it.
209           BB->getFirstNonPHIOrDbg()->isTerminator()) {
210         // Since TryToSimplifyUncondBranchFromEmptyBlock may delete the
211         // block, we have to make sure it isn't in the LoopHeaders set.  We
212         // reinsert afterward if needed.
213         bool ErasedFromLoopHeaders = LoopHeaders.erase(BB);
214         BasicBlock *Succ = BI->getSuccessor(0);
215
216         // FIXME: It is always conservatively correct to drop the info
217         // for a block even if it doesn't get erased.  This isn't totally
218         // awesome, but it allows us to use AssertingVH to prevent nasty
219         // dangling pointer issues within LazyValueInfo.
220         LVI->eraseBlock(BB);
221         if (TryToSimplifyUncondBranchFromEmptyBlock(BB)) {
222           Changed = true;
223           // If we deleted BB and BB was the header of a loop, then the
224           // successor is now the header of the loop.
225           BB = Succ;
226         }
227
228         if (ErasedFromLoopHeaders)
229           LoopHeaders.insert(BB);
230       }
231     }
232     EverChanged |= Changed;
233   } while (Changed);
234
235   LoopHeaders.clear();
236   return EverChanged;
237 }
238
239 /// getJumpThreadDuplicationCost - Return the cost of duplicating this block to
240 /// thread across it. Stop scanning the block when passing the threshold.
241 static unsigned getJumpThreadDuplicationCost(const BasicBlock *BB,
242                                              unsigned Threshold) {
243   /// Ignore PHI nodes, these will be flattened when duplication happens.
244   BasicBlock::const_iterator I(BB->getFirstNonPHI());
245
246   // FIXME: THREADING will delete values that are just used to compute the
247   // branch, so they shouldn't count against the duplication cost.
248
249   // Sum up the cost of each instruction until we get to the terminator.  Don't
250   // include the terminator because the copy won't include it.
251   unsigned Size = 0;
252   for (; !isa<TerminatorInst>(I); ++I) {
253
254     // Stop scanning the block if we've reached the threshold.
255     if (Size > Threshold)
256       return Size;
257
258     // Debugger intrinsics don't incur code size.
259     if (isa<DbgInfoIntrinsic>(I)) continue;
260
261     // If this is a pointer->pointer bitcast, it is free.
262     if (isa<BitCastInst>(I) && I->getType()->isPointerTy())
263       continue;
264
265     // Bail out if this instruction gives back a token type, it is not possible
266     // to duplicate it if it is used outside this BB.
267     if (I->getType()->isTokenTy() && I->isUsedOutsideOfBlock(BB))
268       return ~0U;
269
270     // All other instructions count for at least one unit.
271     ++Size;
272
273     // Calls are more expensive.  If they are non-intrinsic calls, we model them
274     // as having cost of 4.  If they are a non-vector intrinsic, we model them
275     // as having cost of 2 total, and if they are a vector intrinsic, we model
276     // them as having cost 1.
277     if (const CallInst *CI = dyn_cast<CallInst>(I)) {
278       if (CI->cannotDuplicate() || CI->isConvergent())
279         // Blocks with NoDuplicate are modelled as having infinite cost, so they
280         // are never duplicated.
281         return ~0U;
282       else if (!isa<IntrinsicInst>(CI))
283         Size += 3;
284       else if (!CI->getType()->isVectorTy())
285         Size += 1;
286     }
287   }
288
289   // Threading through a switch statement is particularly profitable.  If this
290   // block ends in a switch, decrease its cost to make it more likely to happen.
291   if (isa<SwitchInst>(I))
292     Size = Size > 6 ? Size-6 : 0;
293
294   // The same holds for indirect branches, but slightly more so.
295   if (isa<IndirectBrInst>(I))
296     Size = Size > 8 ? Size-8 : 0;
297
298   return Size;
299 }
300
301 /// FindLoopHeaders - We do not want jump threading to turn proper loop
302 /// structures into irreducible loops.  Doing this breaks up the loop nesting
303 /// hierarchy and pessimizes later transformations.  To prevent this from
304 /// happening, we first have to find the loop headers.  Here we approximate this
305 /// by finding targets of backedges in the CFG.
306 ///
307 /// Note that there definitely are cases when we want to allow threading of
308 /// edges across a loop header.  For example, threading a jump from outside the
309 /// loop (the preheader) to an exit block of the loop is definitely profitable.
310 /// It is also almost always profitable to thread backedges from within the loop
311 /// to exit blocks, and is often profitable to thread backedges to other blocks
312 /// within the loop (forming a nested loop).  This simple analysis is not rich
313 /// enough to track all of these properties and keep it up-to-date as the CFG
314 /// mutates, so we don't allow any of these transformations.
315 ///
316 void JumpThreading::FindLoopHeaders(Function &F) {
317   SmallVector<std::pair<const BasicBlock*,const BasicBlock*>, 32> Edges;
318   FindFunctionBackedges(F, Edges);
319
320   for (unsigned i = 0, e = Edges.size(); i != e; ++i)
321     LoopHeaders.insert(const_cast<BasicBlock*>(Edges[i].second));
322 }
323
324 /// getKnownConstant - Helper method to determine if we can thread over a
325 /// terminator with the given value as its condition, and if so what value to
326 /// use for that. What kind of value this is depends on whether we want an
327 /// integer or a block address, but an undef is always accepted.
328 /// Returns null if Val is null or not an appropriate constant.
329 static Constant *getKnownConstant(Value *Val, ConstantPreference Preference) {
330   if (!Val)
331     return nullptr;
332
333   // Undef is "known" enough.
334   if (UndefValue *U = dyn_cast<UndefValue>(Val))
335     return U;
336
337   if (Preference == WantBlockAddress)
338     return dyn_cast<BlockAddress>(Val->stripPointerCasts());
339
340   return dyn_cast<ConstantInt>(Val);
341 }
342
343 /// ComputeValueKnownInPredecessors - Given a basic block BB and a value V, see
344 /// if we can infer that the value is a known ConstantInt/BlockAddress or undef
345 /// in any of our predecessors.  If so, return the known list of value and pred
346 /// BB in the result vector.
347 ///
348 /// This returns true if there were any known values.
349 ///
350 bool JumpThreading::
351 ComputeValueKnownInPredecessors(Value *V, BasicBlock *BB, PredValueInfo &Result,
352                                 ConstantPreference Preference,
353                                 Instruction *CxtI) {
354   // This method walks up use-def chains recursively.  Because of this, we could
355   // get into an infinite loop going around loops in the use-def chain.  To
356   // prevent this, keep track of what (value, block) pairs we've already visited
357   // and terminate the search if we loop back to them
358   if (!RecursionSet.insert(std::make_pair(V, BB)).second)
359     return false;
360
361   // An RAII help to remove this pair from the recursion set once the recursion
362   // stack pops back out again.
363   RecursionSetRemover remover(RecursionSet, std::make_pair(V, BB));
364
365   // If V is a constant, then it is known in all predecessors.
366   if (Constant *KC = getKnownConstant(V, Preference)) {
367     for (pred_iterator PI = pred_begin(BB), E = pred_end(BB); PI != E; ++PI)
368       Result.push_back(std::make_pair(KC, *PI));
369
370     return true;
371   }
372
373   // If V is a non-instruction value, or an instruction in a different block,
374   // then it can't be derived from a PHI.
375   Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V);
376   if (!I || I->getParent() != BB) {
377
378     // Okay, if this is a live-in value, see if it has a known value at the end
379     // of any of our predecessors.
380     //
381     // FIXME: This should be an edge property, not a block end property.
382     /// TODO: Per PR2563, we could infer value range information about a
383     /// predecessor based on its terminator.
384     //
385     // FIXME: change this to use the more-rich 'getPredicateOnEdge' method if
386     // "I" is a non-local compare-with-a-constant instruction.  This would be
387     // able to handle value inequalities better, for example if the compare is
388     // "X < 4" and "X < 3" is known true but "X < 4" itself is not available.
389     // Perhaps getConstantOnEdge should be smart enough to do this?
390
391     for (pred_iterator PI = pred_begin(BB), E = pred_end(BB); PI != E; ++PI) {
392       BasicBlock *P = *PI;
393       // If the value is known by LazyValueInfo to be a constant in a
394       // predecessor, use that information to try to thread this block.
395       Constant *PredCst = LVI->getConstantOnEdge(V, P, BB, CxtI);
396       if (Constant *KC = getKnownConstant(PredCst, Preference))
397         Result.push_back(std::make_pair(KC, P));
398     }
399
400     return !Result.empty();
401   }
402
403   /// If I is a PHI node, then we know the incoming values for any constants.
404   if (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(I)) {
405     for (unsigned i = 0, e = PN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
406       Value *InVal = PN->getIncomingValue(i);
407       if (Constant *KC = getKnownConstant(InVal, Preference)) {
408         Result.push_back(std::make_pair(KC, PN->getIncomingBlock(i)));
409       } else {
410         Constant *CI = LVI->getConstantOnEdge(InVal,
411                                               PN->getIncomingBlock(i),
412                                               BB, CxtI);
413         if (Constant *KC = getKnownConstant(CI, Preference))
414           Result.push_back(std::make_pair(KC, PN->getIncomingBlock(i)));
415       }
416     }
417
418     return !Result.empty();
419   }
420
421   PredValueInfoTy LHSVals, RHSVals;
422
423   // Handle some boolean conditions.
424   if (I->getType()->getPrimitiveSizeInBits() == 1) {
425     assert(Preference == WantInteger && "One-bit non-integer type?");
426     // X | true -> true
427     // X & false -> false
428     if (I->getOpcode() == Instruction::Or ||
429         I->getOpcode() == Instruction::And) {
430       ComputeValueKnownInPredecessors(I->getOperand(0), BB, LHSVals,
431                                       WantInteger, CxtI);
432       ComputeValueKnownInPredecessors(I->getOperand(1), BB, RHSVals,
433                                       WantInteger, CxtI);
434
435       if (LHSVals.empty() && RHSVals.empty())
436         return false;
437
438       ConstantInt *InterestingVal;
439       if (I->getOpcode() == Instruction::Or)
440         InterestingVal = ConstantInt::getTrue(I->getContext());
441       else
442         InterestingVal = ConstantInt::getFalse(I->getContext());
443
444       SmallPtrSet<BasicBlock*, 4> LHSKnownBBs;
445
446       // Scan for the sentinel.  If we find an undef, force it to the
447       // interesting value: x|undef -> true and x&undef -> false.
448       for (unsigned i = 0, e = LHSVals.size(); i != e; ++i)
449         if (LHSVals[i].first == InterestingVal ||
450             isa<UndefValue>(LHSVals[i].first)) {
451           Result.push_back(LHSVals[i]);
452           Result.back().first = InterestingVal;
453           LHSKnownBBs.insert(LHSVals[i].second);
454         }
455       for (unsigned i = 0, e = RHSVals.size(); i != e; ++i)
456         if (RHSVals[i].first == InterestingVal ||
457             isa<UndefValue>(RHSVals[i].first)) {
458           // If we already inferred a value for this block on the LHS, don't
459           // re-add it.
460           if (!LHSKnownBBs.count(RHSVals[i].second)) {
461             Result.push_back(RHSVals[i]);
462             Result.back().first = InterestingVal;
463           }
464         }
465
466       return !Result.empty();
467     }
468
469     // Handle the NOT form of XOR.
470     if (I->getOpcode() == Instruction::Xor &&
471         isa<ConstantInt>(I->getOperand(1)) &&
472         cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))->isOne()) {
473       ComputeValueKnownInPredecessors(I->getOperand(0), BB, Result,
474                                       WantInteger, CxtI);
475       if (Result.empty())
476         return false;
477
478       // Invert the known values.
479       for (unsigned i = 0, e = Result.size(); i != e; ++i)
480         Result[i].first = ConstantExpr::getNot(Result[i].first);
481
482       return true;
483     }
484
485   // Try to simplify some other binary operator values.
486   } else if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(I)) {
487     assert(Preference != WantBlockAddress
488             && "A binary operator creating a block address?");
489     if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(BO->getOperand(1))) {
490       PredValueInfoTy LHSVals;
491       ComputeValueKnownInPredecessors(BO->getOperand(0), BB, LHSVals,
492                                       WantInteger, CxtI);
493
494       // Try to use constant folding to simplify the binary operator.
495       for (unsigned i = 0, e = LHSVals.size(); i != e; ++i) {
496         Constant *V = LHSVals[i].first;
497         Constant *Folded = ConstantExpr::get(BO->getOpcode(), V, CI);
498
499         if (Constant *KC = getKnownConstant(Folded, WantInteger))
500           Result.push_back(std::make_pair(KC, LHSVals[i].second));
501       }
502     }
503
504     return !Result.empty();
505   }
506
507   // Handle compare with phi operand, where the PHI is defined in this block.
508   if (CmpInst *Cmp = dyn_cast<CmpInst>(I)) {
509     assert(Preference == WantInteger && "Compares only produce integers");
510     PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(Cmp->getOperand(0));
511     if (PN && PN->getParent() == BB) {
512       const DataLayout &DL = PN->getModule()->getDataLayout();
513       // We can do this simplification if any comparisons fold to true or false.
514       // See if any do.
515       for (unsigned i = 0, e = PN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
516         BasicBlock *PredBB = PN->getIncomingBlock(i);
517         Value *LHS = PN->getIncomingValue(i);
518         Value *RHS = Cmp->getOperand(1)->DoPHITranslation(BB, PredBB);
519
520         Value *Res = SimplifyCmpInst(Cmp->getPredicate(), LHS, RHS, DL);
521         if (!Res) {
522           if (!isa<Constant>(RHS))
523             continue;
524
525           LazyValueInfo::Tristate
526             ResT = LVI->getPredicateOnEdge(Cmp->getPredicate(), LHS,
527                                            cast<Constant>(RHS), PredBB, BB,
528                                            CxtI ? CxtI : Cmp);
529           if (ResT == LazyValueInfo::Unknown)
530             continue;
531           Res = ConstantInt::get(Type::getInt1Ty(LHS->getContext()), ResT);
532         }
533
534         if (Constant *KC = getKnownConstant(Res, WantInteger))
535           Result.push_back(std::make_pair(KC, PredBB));
536       }
537
538       return !Result.empty();
539     }
540
541     // If comparing a live-in value against a constant, see if we know the
542     // live-in value on any predecessors.
543     if (isa<Constant>(Cmp->getOperand(1)) && Cmp->getType()->isIntegerTy()) {
544       if (!isa<Instruction>(Cmp->getOperand(0)) ||
545           cast<Instruction>(Cmp->getOperand(0))->getParent() != BB) {
546         Constant *RHSCst = cast<Constant>(Cmp->getOperand(1));
547
548         for (pred_iterator PI = pred_begin(BB), E = pred_end(BB);PI != E; ++PI){
549           BasicBlock *P = *PI;
550           // If the value is known by LazyValueInfo to be a constant in a
551           // predecessor, use that information to try to thread this block.
552           LazyValueInfo::Tristate Res =
553             LVI->getPredicateOnEdge(Cmp->getPredicate(), Cmp->getOperand(0),
554                                     RHSCst, P, BB, CxtI ? CxtI : Cmp);
555           if (Res == LazyValueInfo::Unknown)
556             continue;
557
558           Constant *ResC = ConstantInt::get(Cmp->getType(), Res);
559           Result.push_back(std::make_pair(ResC, P));
560         }
561
562         return !Result.empty();
563       }
564
565       // Try to find a constant value for the LHS of a comparison,
566       // and evaluate it statically if we can.
567       if (Constant *CmpConst = dyn_cast<Constant>(Cmp->getOperand(1))) {
568         PredValueInfoTy LHSVals;
569         ComputeValueKnownInPredecessors(I->getOperand(0), BB, LHSVals,
570                                         WantInteger, CxtI);
571
572         for (unsigned i = 0, e = LHSVals.size(); i != e; ++i) {
573           Constant *V = LHSVals[i].first;
574           Constant *Folded = ConstantExpr::getCompare(Cmp->getPredicate(),
575                                                       V, CmpConst);
576           if (Constant *KC = getKnownConstant(Folded, WantInteger))
577             Result.push_back(std::make_pair(KC, LHSVals[i].second));
578         }
579
580         return !Result.empty();
581       }
582     }
583   }
584
585   if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(I)) {
586     // Handle select instructions where at least one operand is a known constant
587     // and we can figure out the condition value for any predecessor block.
588     Constant *TrueVal = getKnownConstant(SI->getTrueValue(), Preference);
589     Constant *FalseVal = getKnownConstant(SI->getFalseValue(), Preference);
590     PredValueInfoTy Conds;
591     if ((TrueVal || FalseVal) &&
592         ComputeValueKnownInPredecessors(SI->getCondition(), BB, Conds,
593                                         WantInteger, CxtI)) {
594       for (unsigned i = 0, e = Conds.size(); i != e; ++i) {
595         Constant *Cond = Conds[i].first;
596
597         // Figure out what value to use for the condition.
598         bool KnownCond;
599         if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Cond)) {
600           // A known boolean.
601           KnownCond = CI->isOne();
602         } else {
603           assert(isa<UndefValue>(Cond) && "Unexpected condition value");
604           // Either operand will do, so be sure to pick the one that's a known
605           // constant.
606           // FIXME: Do this more cleverly if both values are known constants?
607           KnownCond = (TrueVal != nullptr);
608         }
609
610         // See if the select has a known constant value for this predecessor.
611         if (Constant *Val = KnownCond ? TrueVal : FalseVal)
612           Result.push_back(std::make_pair(Val, Conds[i].second));
613       }
614
615       return !Result.empty();
616     }
617   }
618
619   // If all else fails, see if LVI can figure out a constant value for us.
620   Constant *CI = LVI->getConstant(V, BB, CxtI);
621   if (Constant *KC = getKnownConstant(CI, Preference)) {
622     for (pred_iterator PI = pred_begin(BB), E = pred_end(BB); PI != E; ++PI)
623       Result.push_back(std::make_pair(KC, *PI));
624   }
625
626   return !Result.empty();
627 }
628
629
630
631 /// GetBestDestForBranchOnUndef - If we determine that the specified block ends
632 /// in an undefined jump, decide which block is best to revector to.
633 ///
634 /// Since we can pick an arbitrary destination, we pick the successor with the
635 /// fewest predecessors.  This should reduce the in-degree of the others.
636 ///
637 static unsigned GetBestDestForJumpOnUndef(BasicBlock *BB) {
638   TerminatorInst *BBTerm = BB->getTerminator();
639   unsigned MinSucc = 0;
640   BasicBlock *TestBB = BBTerm->getSuccessor(MinSucc);
641   // Compute the successor with the minimum number of predecessors.
642   unsigned MinNumPreds = std::distance(pred_begin(TestBB), pred_end(TestBB));
643   for (unsigned i = 1, e = BBTerm->getNumSuccessors(); i != e; ++i) {
644     TestBB = BBTerm->getSuccessor(i);
645     unsigned NumPreds = std::distance(pred_begin(TestBB), pred_end(TestBB));
646     if (NumPreds < MinNumPreds) {
647       MinSucc = i;
648       MinNumPreds = NumPreds;
649     }
650   }
651
652   return MinSucc;
653 }
654
655 static bool hasAddressTakenAndUsed(BasicBlock *BB) {
656   if (!BB->hasAddressTaken()) return false;
657
658   // If the block has its address taken, it may be a tree of dead constants
659   // hanging off of it.  These shouldn't keep the block alive.
660   BlockAddress *BA = BlockAddress::get(BB);
661   BA->removeDeadConstantUsers();
662   return !BA->use_empty();
663 }
664
665 /// ProcessBlock - If there are any predecessors whose control can be threaded
666 /// through to a successor, transform them now.
667 bool JumpThreading::ProcessBlock(BasicBlock *BB) {
668   // If the block is trivially dead, just return and let the caller nuke it.
669   // This simplifies other transformations.
670   if (pred_empty(BB) &&
671       BB != &BB->getParent()->getEntryBlock())
672     return false;
673
674   // If this block has a single predecessor, and if that pred has a single
675   // successor, merge the blocks.  This encourages recursive jump threading
676   // because now the condition in this block can be threaded through
677   // predecessors of our predecessor block.
678   if (BasicBlock *SinglePred = BB->getSinglePredecessor()) {
679     const TerminatorInst *TI = SinglePred->getTerminator();
680     if (!TI->isExceptional() && TI->getNumSuccessors() == 1 &&
681         SinglePred != BB && !hasAddressTakenAndUsed(BB)) {
682       // If SinglePred was a loop header, BB becomes one.
683       if (LoopHeaders.erase(SinglePred))
684         LoopHeaders.insert(BB);
685
686       LVI->eraseBlock(SinglePred);
687       MergeBasicBlockIntoOnlyPred(BB);
688
689       return true;
690     }
691   }
692
693   // What kind of constant we're looking for.
694   ConstantPreference Preference = WantInteger;
695
696   // Look to see if the terminator is a conditional branch, switch or indirect
697   // branch, if not we can't thread it.
698   Value *Condition;
699   Instruction *Terminator = BB->getTerminator();
700   if (BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(Terminator)) {
701     // Can't thread an unconditional jump.
702     if (BI->isUnconditional()) return false;
703     Condition = BI->getCondition();
704   } else if (SwitchInst *SI = dyn_cast<SwitchInst>(Terminator)) {
705     Condition = SI->getCondition();
706   } else if (IndirectBrInst *IB = dyn_cast<IndirectBrInst>(Terminator)) {
707     // Can't thread indirect branch with no successors.
708     if (IB->getNumSuccessors() == 0) return false;
709     Condition = IB->getAddress()->stripPointerCasts();
710     Preference = WantBlockAddress;
711   } else {
712     return false; // Must be an invoke.
713   }
714
715   // Run constant folding to see if we can reduce the condition to a simple
716   // constant.
717   if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(Condition)) {
718     Value *SimpleVal =
719         ConstantFoldInstruction(I, BB->getModule()->getDataLayout(), TLI);
720     if (SimpleVal) {
721       I->replaceAllUsesWith(SimpleVal);
722       I->eraseFromParent();
723       Condition = SimpleVal;
724     }
725   }
726
727   // If the terminator is branching on an undef, we can pick any of the
728   // successors to branch to.  Let GetBestDestForJumpOnUndef decide.
729   if (isa<UndefValue>(Condition)) {
730     unsigned BestSucc = GetBestDestForJumpOnUndef(BB);
731
732     // Fold the branch/switch.
733     TerminatorInst *BBTerm = BB->getTerminator();
734     for (unsigned i = 0, e = BBTerm->getNumSuccessors(); i != e; ++i) {
735       if (i == BestSucc) continue;
736       BBTerm->getSuccessor(i)->removePredecessor(BB, true);
737     }
738
739     DEBUG(dbgs() << "  In block '" << BB->getName()
740           << "' folding undef terminator: " << *BBTerm << '\n');
741     BranchInst::Create(BBTerm->getSuccessor(BestSucc), BBTerm);
742     BBTerm->eraseFromParent();
743     return true;
744   }
745
746   // If the terminator of this block is branching on a constant, simplify the
747   // terminator to an unconditional branch.  This can occur due to threading in
748   // other blocks.
749   if (getKnownConstant(Condition, Preference)) {
750     DEBUG(dbgs() << "  In block '" << BB->getName()
751           << "' folding terminator: " << *BB->getTerminator() << '\n');
752     ++NumFolds;
753     ConstantFoldTerminator(BB, true);
754     return true;
755   }
756
757   Instruction *CondInst = dyn_cast<Instruction>(Condition);
758
759   // All the rest of our checks depend on the condition being an instruction.
760   if (!CondInst) {
761     // FIXME: Unify this with code below.
762     if (ProcessThreadableEdges(Condition, BB, Preference, Terminator))
763       return true;
764     return false;
765   }
766
767
768   if (CmpInst *CondCmp = dyn_cast<CmpInst>(CondInst)) {
769     // If we're branching on a conditional, LVI might be able to determine
770     // it's value at the branch instruction.  We only handle comparisons
771     // against a constant at this time.
772     // TODO: This should be extended to handle switches as well.
773     BranchInst *CondBr = dyn_cast<BranchInst>(BB->getTerminator());
774     Constant *CondConst = dyn_cast<Constant>(CondCmp->getOperand(1));
775     if (CondBr && CondConst && CondBr->isConditional()) {
776       LazyValueInfo::Tristate Ret =
777         LVI->getPredicateAt(CondCmp->getPredicate(), CondCmp->getOperand(0),
778                             CondConst, CondBr);
779       if (Ret != LazyValueInfo::Unknown) {
780         unsigned ToRemove = Ret == LazyValueInfo::True ? 1 : 0;
781         unsigned ToKeep = Ret == LazyValueInfo::True ? 0 : 1;
782         CondBr->getSuccessor(ToRemove)->removePredecessor(BB, true);
783         BranchInst::Create(CondBr->getSuccessor(ToKeep), CondBr);
784         CondBr->eraseFromParent();
785         if (CondCmp->use_empty())
786           CondCmp->eraseFromParent();
787         else if (CondCmp->getParent() == BB) {
788           // If the fact we just learned is true for all uses of the
789           // condition, replace it with a constant value
790           auto *CI = Ret == LazyValueInfo::True ?
791             ConstantInt::getTrue(CondCmp->getType()) :
792             ConstantInt::getFalse(CondCmp->getType());
793           CondCmp->replaceAllUsesWith(CI);
794           CondCmp->eraseFromParent();
795         }
796         return true;
797       }
798     }
799
800     if (CondBr && CondConst && TryToUnfoldSelect(CondCmp, BB))
801       return true;
802   }
803
804   // Check for some cases that are worth simplifying.  Right now we want to look
805   // for loads that are used by a switch or by the condition for the branch.  If
806   // we see one, check to see if it's partially redundant.  If so, insert a PHI
807   // which can then be used to thread the values.
808   //
809   Value *SimplifyValue = CondInst;
810   if (CmpInst *CondCmp = dyn_cast<CmpInst>(SimplifyValue))
811     if (isa<Constant>(CondCmp->getOperand(1)))
812       SimplifyValue = CondCmp->getOperand(0);
813
814   // TODO: There are other places where load PRE would be profitable, such as
815   // more complex comparisons.
816   if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(SimplifyValue))
817     if (SimplifyPartiallyRedundantLoad(LI))
818       return true;
819
820
821   // Handle a variety of cases where we are branching on something derived from
822   // a PHI node in the current block.  If we can prove that any predecessors
823   // compute a predictable value based on a PHI node, thread those predecessors.
824   //
825   if (ProcessThreadableEdges(CondInst, BB, Preference, Terminator))
826     return true;
827
828   // If this is an otherwise-unfoldable branch on a phi node in the current
829   // block, see if we can simplify.
830   if (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(CondInst))
831     if (PN->getParent() == BB && isa<BranchInst>(BB->getTerminator()))
832       return ProcessBranchOnPHI(PN);
833
834
835   // If this is an otherwise-unfoldable branch on a XOR, see if we can simplify.
836   if (CondInst->getOpcode() == Instruction::Xor &&
837       CondInst->getParent() == BB && isa<BranchInst>(BB->getTerminator()))
838     return ProcessBranchOnXOR(cast<BinaryOperator>(CondInst));
839
840
841   // TODO: If we have: "br (X > 0)"  and we have a predecessor where we know
842   // "(X == 4)", thread through this block.
843
844   return false;
845 }
846
847 /// SimplifyPartiallyRedundantLoad - If LI is an obviously partially redundant
848 /// load instruction, eliminate it by replacing it with a PHI node.  This is an
849 /// important optimization that encourages jump threading, and needs to be run
850 /// interlaced with other jump threading tasks.
851 bool JumpThreading::SimplifyPartiallyRedundantLoad(LoadInst *LI) {
852   // Don't hack volatile/atomic loads.
853   if (!LI->isSimple()) return false;
854
855   // If the load is defined in a block with exactly one predecessor, it can't be
856   // partially redundant.
857   BasicBlock *LoadBB = LI->getParent();
858   if (LoadBB->getSinglePredecessor())
859     return false;
860
861   // If the load is defined in an EH pad, it can't be partially redundant,
862   // because the edges between the invoke and the EH pad cannot have other
863   // instructions between them.
864   if (LoadBB->isEHPad())
865     return false;
866
867   Value *LoadedPtr = LI->getOperand(0);
868
869   // If the loaded operand is defined in the LoadBB, it can't be available.
870   // TODO: Could do simple PHI translation, that would be fun :)
871   if (Instruction *PtrOp = dyn_cast<Instruction>(LoadedPtr))
872     if (PtrOp->getParent() == LoadBB)
873       return false;
874
875   // Scan a few instructions up from the load, to see if it is obviously live at
876   // the entry to its block.
877   BasicBlock::iterator BBIt(LI);
878
879   if (Value *AvailableVal =
880         FindAvailableLoadedValue(LoadedPtr, LoadBB, BBIt, DefMaxInstsToScan)) {
881     // If the value of the load is locally available within the block, just use
882     // it.  This frequently occurs for reg2mem'd allocas.
883     //cerr << "LOAD ELIMINATED:\n" << *BBIt << *LI << "\n";
884
885     // If the returned value is the load itself, replace with an undef. This can
886     // only happen in dead loops.
887     if (AvailableVal == LI) AvailableVal = UndefValue::get(LI->getType());
888     if (AvailableVal->getType() != LI->getType())
889       AvailableVal =
890           CastInst::CreateBitOrPointerCast(AvailableVal, LI->getType(), "", LI);
891     LI->replaceAllUsesWith(AvailableVal);
892     LI->eraseFromParent();
893     return true;
894   }
895
896   // Otherwise, if we scanned the whole block and got to the top of the block,
897   // we know the block is locally transparent to the load.  If not, something
898   // might clobber its value.
899   if (BBIt != LoadBB->begin())
900     return false;
901
902   // If all of the loads and stores that feed the value have the same AA tags,
903   // then we can propagate them onto any newly inserted loads.
904   AAMDNodes AATags;
905   LI->getAAMetadata(AATags);
906
907   SmallPtrSet<BasicBlock*, 8> PredsScanned;
908   typedef SmallVector<std::pair<BasicBlock*, Value*>, 8> AvailablePredsTy;
909   AvailablePredsTy AvailablePreds;
910   BasicBlock *OneUnavailablePred = nullptr;
911
912   // If we got here, the loaded value is transparent through to the start of the
913   // block.  Check to see if it is available in any of the predecessor blocks.
914   for (pred_iterator PI = pred_begin(LoadBB), PE = pred_end(LoadBB);
915        PI != PE; ++PI) {
916     BasicBlock *PredBB = *PI;
917
918     // If we already scanned this predecessor, skip it.
919     if (!PredsScanned.insert(PredBB).second)
920       continue;
921
922     // Scan the predecessor to see if the value is available in the pred.
923     BBIt = PredBB->end();
924     AAMDNodes ThisAATags;
925     Value *PredAvailable = FindAvailableLoadedValue(LoadedPtr, PredBB, BBIt,
926                                                     DefMaxInstsToScan,
927                                                     nullptr, &ThisAATags);
928     if (!PredAvailable) {
929       OneUnavailablePred = PredBB;
930       continue;
931     }
932
933     // If AA tags disagree or are not present, forget about them.
934     if (AATags != ThisAATags) AATags = AAMDNodes();
935
936     // If so, this load is partially redundant.  Remember this info so that we
937     // can create a PHI node.
938     AvailablePreds.push_back(std::make_pair(PredBB, PredAvailable));
939   }
940
941   // If the loaded value isn't available in any predecessor, it isn't partially
942   // redundant.
943   if (AvailablePreds.empty()) return false;
944
945   // Okay, the loaded value is available in at least one (and maybe all!)
946   // predecessors.  If the value is unavailable in more than one unique
947   // predecessor, we want to insert a merge block for those common predecessors.
948   // This ensures that we only have to insert one reload, thus not increasing
949   // code size.
950   BasicBlock *UnavailablePred = nullptr;
951
952   // If there is exactly one predecessor where the value is unavailable, the
953   // already computed 'OneUnavailablePred' block is it.  If it ends in an
954   // unconditional branch, we know that it isn't a critical edge.
955   if (PredsScanned.size() == AvailablePreds.size()+1 &&
956       OneUnavailablePred->getTerminator()->getNumSuccessors() == 1) {
957     UnavailablePred = OneUnavailablePred;
958   } else if (PredsScanned.size() != AvailablePreds.size()) {
959     // Otherwise, we had multiple unavailable predecessors or we had a critical
960     // edge from the one.
961     SmallVector<BasicBlock*, 8> PredsToSplit;
962     SmallPtrSet<BasicBlock*, 8> AvailablePredSet;
963
964     for (unsigned i = 0, e = AvailablePreds.size(); i != e; ++i)
965       AvailablePredSet.insert(AvailablePreds[i].first);
966
967     // Add all the unavailable predecessors to the PredsToSplit list.
968     for (pred_iterator PI = pred_begin(LoadBB), PE = pred_end(LoadBB);
969          PI != PE; ++PI) {
970       BasicBlock *P = *PI;
971       // If the predecessor is an indirect goto, we can't split the edge.
972       if (isa<IndirectBrInst>(P->getTerminator()))
973         return false;
974
975       if (!AvailablePredSet.count(P))
976         PredsToSplit.push_back(P);
977     }
978
979     // Split them out to their own block.
980     UnavailablePred =
981       SplitBlockPredecessors(LoadBB, PredsToSplit, "thread-pre-split");
982   }
983
984   // If the value isn't available in all predecessors, then there will be
985   // exactly one where it isn't available.  Insert a load on that edge and add
986   // it to the AvailablePreds list.
987   if (UnavailablePred) {
988     assert(UnavailablePred->getTerminator()->getNumSuccessors() == 1 &&
989            "Can't handle critical edge here!");
990     LoadInst *NewVal = new LoadInst(LoadedPtr, LI->getName()+".pr", false,
991                                  LI->getAlignment(),
992                                  UnavailablePred->getTerminator());
993     NewVal->setDebugLoc(LI->getDebugLoc());
994     if (AATags)
995       NewVal->setAAMetadata(AATags);
996
997     AvailablePreds.push_back(std::make_pair(UnavailablePred, NewVal));
998   }
999
1000   // Now we know that each predecessor of this block has a value in
1001   // AvailablePreds, sort them for efficient access as we're walking the preds.
1002   array_pod_sort(AvailablePreds.begin(), AvailablePreds.end());
1003
1004   // Create a PHI node at the start of the block for the PRE'd load value.
1005   pred_iterator PB = pred_begin(LoadBB), PE = pred_end(LoadBB);
1006   PHINode *PN = PHINode::Create(LI->getType(), std::distance(PB, PE), "",
1007                                 &LoadBB->front());
1008   PN->takeName(LI);
1009   PN->setDebugLoc(LI->getDebugLoc());
1010
1011   // Insert new entries into the PHI for each predecessor.  A single block may
1012   // have multiple entries here.
1013   for (pred_iterator PI = PB; PI != PE; ++PI) {
1014     BasicBlock *P = *PI;
1015     AvailablePredsTy::iterator I =
1016       std::lower_bound(AvailablePreds.begin(), AvailablePreds.end(),
1017                        std::make_pair(P, (Value*)nullptr));
1018
1019     assert(I != AvailablePreds.end() && I->first == P &&
1020            "Didn't find entry for predecessor!");
1021
1022     // If we have an available predecessor but it requires casting, insert the
1023     // cast in the predecessor and use the cast. Note that we have to update the
1024     // AvailablePreds vector as we go so that all of the PHI entries for this
1025     // predecessor use the same bitcast.
1026     Value *&PredV = I->second;
1027     if (PredV->getType() != LI->getType())
1028       PredV = CastInst::CreateBitOrPointerCast(PredV, LI->getType(), "",
1029                                                P->getTerminator());
1030
1031     PN->addIncoming(PredV, I->first);
1032   }
1033
1034   //cerr << "PRE: " << *LI << *PN << "\n";
1035
1036   LI->replaceAllUsesWith(PN);
1037   LI->eraseFromParent();
1038
1039   return true;
1040 }
1041
1042 /// FindMostPopularDest - The specified list contains multiple possible
1043 /// threadable destinations.  Pick the one that occurs the most frequently in
1044 /// the list.
1045 static BasicBlock *
1046 FindMostPopularDest(BasicBlock *BB,
1047                     const SmallVectorImpl<std::pair<BasicBlock*,
1048                                   BasicBlock*> > &PredToDestList) {
1049   assert(!PredToDestList.empty());
1050
1051   // Determine popularity.  If there are multiple possible destinations, we
1052   // explicitly choose to ignore 'undef' destinations.  We prefer to thread
1053   // blocks with known and real destinations to threading undef.  We'll handle
1054   // them later if interesting.
1055   DenseMap<BasicBlock*, unsigned> DestPopularity;
1056   for (unsigned i = 0, e = PredToDestList.size(); i != e; ++i)
1057     if (PredToDestList[i].second)
1058       DestPopularity[PredToDestList[i].second]++;
1059
1060   // Find the most popular dest.
1061   DenseMap<BasicBlock*, unsigned>::iterator DPI = DestPopularity.begin();
1062   BasicBlock *MostPopularDest = DPI->first;
1063   unsigned Popularity = DPI->second;
1064   SmallVector<BasicBlock*, 4> SamePopularity;
1065
1066   for (++DPI; DPI != DestPopularity.end(); ++DPI) {
1067     // If the popularity of this entry isn't higher than the popularity we've
1068     // seen so far, ignore it.
1069     if (DPI->second < Popularity)
1070       ; // ignore.
1071     else if (DPI->second == Popularity) {
1072       // If it is the same as what we've seen so far, keep track of it.
1073       SamePopularity.push_back(DPI->first);
1074     } else {
1075       // If it is more popular, remember it.
1076       SamePopularity.clear();
1077       MostPopularDest = DPI->first;
1078       Popularity = DPI->second;
1079     }
1080   }
1081
1082   // Okay, now we know the most popular destination.  If there is more than one
1083   // destination, we need to determine one.  This is arbitrary, but we need
1084   // to make a deterministic decision.  Pick the first one that appears in the
1085   // successor list.
1086   if (!SamePopularity.empty()) {
1087     SamePopularity.push_back(MostPopularDest);
1088     TerminatorInst *TI = BB->getTerminator();
1089     for (unsigned i = 0; ; ++i) {
1090       assert(i != TI->getNumSuccessors() && "Didn't find any successor!");
1091
1092       if (std::find(SamePopularity.begin(), SamePopularity.end(),
1093                     TI->getSuccessor(i)) == SamePopularity.end())
1094         continue;
1095
1096       MostPopularDest = TI->getSuccessor(i);
1097       break;
1098     }
1099   }
1100
1101   // Okay, we have finally picked the most popular destination.
1102   return MostPopularDest;
1103 }
1104
1105 bool JumpThreading::ProcessThreadableEdges(Value *Cond, BasicBlock *BB,
1106                                            ConstantPreference Preference,
1107                                            Instruction *CxtI) {
1108   // If threading this would thread across a loop header, don't even try to
1109   // thread the edge.
1110   if (LoopHeaders.count(BB))
1111     return false;
1112
1113   PredValueInfoTy PredValues;
1114   if (!ComputeValueKnownInPredecessors(Cond, BB, PredValues, Preference, CxtI))
1115     return false;
1116
1117   assert(!PredValues.empty() &&
1118          "ComputeValueKnownInPredecessors returned true with no values");
1119
1120   DEBUG(dbgs() << "IN BB: " << *BB;
1121         for (unsigned i = 0, e = PredValues.size(); i != e; ++i) {
1122           dbgs() << "  BB '" << BB->getName() << "': FOUND condition = "
1123             << *PredValues[i].first
1124             << " for pred '" << PredValues[i].second->getName() << "'.\n";
1125         });
1126
1127   // Decide what we want to thread through.  Convert our list of known values to
1128   // a list of known destinations for each pred.  This also discards duplicate
1129   // predecessors and keeps track of the undefined inputs (which are represented
1130   // as a null dest in the PredToDestList).
1131   SmallPtrSet<BasicBlock*, 16> SeenPreds;
1132   SmallVector<std::pair<BasicBlock*, BasicBlock*>, 16> PredToDestList;
1133
1134   BasicBlock *OnlyDest = nullptr;
1135   BasicBlock *MultipleDestSentinel = (BasicBlock*)(intptr_t)~0ULL;
1136
1137   for (unsigned i = 0, e = PredValues.size(); i != e; ++i) {
1138     BasicBlock *Pred = PredValues[i].second;
1139     if (!SeenPreds.insert(Pred).second)
1140       continue;  // Duplicate predecessor entry.
1141
1142     // If the predecessor ends with an indirect goto, we can't change its
1143     // destination.
1144     if (isa<IndirectBrInst>(Pred->getTerminator()))
1145       continue;
1146
1147     Constant *Val = PredValues[i].first;
1148
1149     BasicBlock *DestBB;
1150     if (isa<UndefValue>(Val))
1151       DestBB = nullptr;
1152     else if (BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(BB->getTerminator()))
1153       DestBB = BI->getSuccessor(cast<ConstantInt>(Val)->isZero());
1154     else if (SwitchInst *SI = dyn_cast<SwitchInst>(BB->getTerminator())) {
1155       DestBB = SI->findCaseValue(cast<ConstantInt>(Val)).getCaseSuccessor();
1156     } else {
1157       assert(isa<IndirectBrInst>(BB->getTerminator())
1158               && "Unexpected terminator");
1159       DestBB = cast<BlockAddress>(Val)->getBasicBlock();
1160     }
1161
1162     // If we have exactly one destination, remember it for efficiency below.
1163     if (PredToDestList.empty())
1164       OnlyDest = DestBB;
1165     else if (OnlyDest != DestBB)
1166       OnlyDest = MultipleDestSentinel;
1167
1168     PredToDestList.push_back(std::make_pair(Pred, DestBB));
1169   }
1170
1171   // If all edges were unthreadable, we fail.
1172   if (PredToDestList.empty())
1173     return false;
1174
1175   // Determine which is the most common successor.  If we have many inputs and
1176   // this block is a switch, we want to start by threading the batch that goes
1177   // to the most popular destination first.  If we only know about one
1178   // threadable destination (the common case) we can avoid this.
1179   BasicBlock *MostPopularDest = OnlyDest;
1180
1181   if (MostPopularDest == MultipleDestSentinel)
1182     MostPopularDest = FindMostPopularDest(BB, PredToDestList);
1183
1184   // Now that we know what the most popular destination is, factor all
1185   // predecessors that will jump to it into a single predecessor.
1186   SmallVector<BasicBlock*, 16> PredsToFactor;
1187   for (unsigned i = 0, e = PredToDestList.size(); i != e; ++i)
1188     if (PredToDestList[i].second == MostPopularDest) {
1189       BasicBlock *Pred = PredToDestList[i].first;
1190
1191       // This predecessor may be a switch or something else that has multiple
1192       // edges to the block.  Factor each of these edges by listing them
1193       // according to # occurrences in PredsToFactor.
1194       TerminatorInst *PredTI = Pred->getTerminator();
1195       for (unsigned i = 0, e = PredTI->getNumSuccessors(); i != e; ++i)
1196         if (PredTI->getSuccessor(i) == BB)
1197           PredsToFactor.push_back(Pred);
1198     }
1199
1200   // If the threadable edges are branching on an undefined value, we get to pick
1201   // the destination that these predecessors should get to.
1202   if (!MostPopularDest)
1203     MostPopularDest = BB->getTerminator()->
1204                             getSuccessor(GetBestDestForJumpOnUndef(BB));
1205
1206   // Ok, try to thread it!
1207   return ThreadEdge(BB, PredsToFactor, MostPopularDest);
1208 }
1209
1210 /// ProcessBranchOnPHI - We have an otherwise unthreadable conditional branch on
1211 /// a PHI node in the current block.  See if there are any simplifications we
1212 /// can do based on inputs to the phi node.
1213 ///
1214 bool JumpThreading::ProcessBranchOnPHI(PHINode *PN) {
1215   BasicBlock *BB = PN->getParent();
1216
1217   // TODO: We could make use of this to do it once for blocks with common PHI
1218   // values.
1219   SmallVector<BasicBlock*, 1> PredBBs;
1220   PredBBs.resize(1);
1221
1222   // If any of the predecessor blocks end in an unconditional branch, we can
1223   // *duplicate* the conditional branch into that block in order to further
1224   // encourage jump threading and to eliminate cases where we have branch on a
1225   // phi of an icmp (branch on icmp is much better).
1226   for (unsigned i = 0, e = PN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
1227     BasicBlock *PredBB = PN->getIncomingBlock(i);
1228     if (BranchInst *PredBr = dyn_cast<BranchInst>(PredBB->getTerminator()))
1229       if (PredBr->isUnconditional()) {
1230         PredBBs[0] = PredBB;
1231         // Try to duplicate BB into PredBB.
1232         if (DuplicateCondBranchOnPHIIntoPred(BB, PredBBs))
1233           return true;
1234       }
1235   }
1236
1237   return false;
1238 }
1239
1240 /// ProcessBranchOnXOR - We have an otherwise unthreadable conditional branch on
1241 /// a xor instruction in the current block.  See if there are any
1242 /// simplifications we can do based on inputs to the xor.
1243 ///
1244 bool JumpThreading::ProcessBranchOnXOR(BinaryOperator *BO) {
1245   BasicBlock *BB = BO->getParent();
1246
1247   // If either the LHS or RHS of the xor is a constant, don't do this
1248   // optimization.
1249   if (isa<ConstantInt>(BO->getOperand(0)) ||
1250       isa<ConstantInt>(BO->getOperand(1)))
1251     return false;
1252
1253   // If the first instruction in BB isn't a phi, we won't be able to infer
1254   // anything special about any particular predecessor.
1255   if (!isa<PHINode>(BB->front()))
1256     return false;
1257
1258   // If we have a xor as the branch input to this block, and we know that the
1259   // LHS or RHS of the xor in any predecessor is true/false, then we can clone
1260   // the condition into the predecessor and fix that value to true, saving some
1261   // logical ops on that path and encouraging other paths to simplify.
1262   //
1263   // This copies something like this:
1264   //
1265   //  BB:
1266   //    %X = phi i1 [1],  [%X']
1267   //    %Y = icmp eq i32 %A, %B
1268   //    %Z = xor i1 %X, %Y
1269   //    br i1 %Z, ...
1270   //
1271   // Into:
1272   //  BB':
1273   //    %Y = icmp ne i32 %A, %B
1274   //    br i1 %Y, ...
1275
1276   PredValueInfoTy XorOpValues;
1277   bool isLHS = true;
1278   if (!ComputeValueKnownInPredecessors(BO->getOperand(0), BB, XorOpValues,
1279                                        WantInteger, BO)) {
1280     assert(XorOpValues.empty());
1281     if (!ComputeValueKnownInPredecessors(BO->getOperand(1), BB, XorOpValues,
1282                                          WantInteger, BO))
1283       return false;
1284     isLHS = false;
1285   }
1286
1287   assert(!XorOpValues.empty() &&
1288          "ComputeValueKnownInPredecessors returned true with no values");
1289
1290   // Scan the information to see which is most popular: true or false.  The
1291   // predecessors can be of the set true, false, or undef.
1292   unsigned NumTrue = 0, NumFalse = 0;
1293   for (unsigned i = 0, e = XorOpValues.size(); i != e; ++i) {
1294     if (isa<UndefValue>(XorOpValues[i].first))
1295       // Ignore undefs for the count.
1296       continue;
1297     if (cast<ConstantInt>(XorOpValues[i].first)->isZero())
1298       ++NumFalse;
1299     else
1300       ++NumTrue;
1301   }
1302
1303   // Determine which value to split on, true, false, or undef if neither.
1304   ConstantInt *SplitVal = nullptr;
1305   if (NumTrue > NumFalse)
1306     SplitVal = ConstantInt::getTrue(BB->getContext());
1307   else if (NumTrue != 0 || NumFalse != 0)
1308     SplitVal = ConstantInt::getFalse(BB->getContext());
1309
1310   // Collect all of the blocks that this can be folded into so that we can
1311   // factor this once and clone it once.
1312   SmallVector<BasicBlock*, 8> BlocksToFoldInto;
1313   for (unsigned i = 0, e = XorOpValues.size(); i != e; ++i) {
1314     if (XorOpValues[i].first != SplitVal &&
1315         !isa<UndefValue>(XorOpValues[i].first))
1316       continue;
1317
1318     BlocksToFoldInto.push_back(XorOpValues[i].second);
1319   }
1320
1321   // If we inferred a value for all of the predecessors, then duplication won't
1322   // help us.  However, we can just replace the LHS or RHS with the constant.
1323   if (BlocksToFoldInto.size() ==
1324       cast<PHINode>(BB->front()).getNumIncomingValues()) {
1325     if (!SplitVal) {
1326       // If all preds provide undef, just nuke the xor, because it is undef too.
1327       BO->replaceAllUsesWith(UndefValue::get(BO->getType()));
1328       BO->eraseFromParent();
1329     } else if (SplitVal->isZero()) {
1330       // If all preds provide 0, replace the xor with the other input.
1331       BO->replaceAllUsesWith(BO->getOperand(isLHS));
1332       BO->eraseFromParent();
1333     } else {
1334       // If all preds provide 1, set the computed value to 1.
1335       BO->setOperand(!isLHS, SplitVal);
1336     }
1337
1338     return true;
1339   }
1340
1341   // Try to duplicate BB into PredBB.
1342   return DuplicateCondBranchOnPHIIntoPred(BB, BlocksToFoldInto);
1343 }
1344
1345
1346 /// AddPHINodeEntriesForMappedBlock - We're adding 'NewPred' as a new
1347 /// predecessor to the PHIBB block.  If it has PHI nodes, add entries for
1348 /// NewPred using the entries from OldPred (suitably mapped).
1349 static void AddPHINodeEntriesForMappedBlock(BasicBlock *PHIBB,
1350                                             BasicBlock *OldPred,
1351                                             BasicBlock *NewPred,
1352                                      DenseMap<Instruction*, Value*> &ValueMap) {
1353   for (BasicBlock::iterator PNI = PHIBB->begin();
1354        PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(PNI); ++PNI) {
1355     // Ok, we have a PHI node.  Figure out what the incoming value was for the
1356     // DestBlock.
1357     Value *IV = PN->getIncomingValueForBlock(OldPred);
1358
1359     // Remap the value if necessary.
1360     if (Instruction *Inst = dyn_cast<Instruction>(IV)) {
1361       DenseMap<Instruction*, Value*>::iterator I = ValueMap.find(Inst);
1362       if (I != ValueMap.end())
1363         IV = I->second;
1364     }
1365
1366     PN->addIncoming(IV, NewPred);
1367   }
1368 }
1369
1370 /// ThreadEdge - We have decided that it is safe and profitable to factor the
1371 /// blocks in PredBBs to one predecessor, then thread an edge from it to SuccBB
1372 /// across BB.  Transform the IR to reflect this change.
1373 bool JumpThreading::ThreadEdge(BasicBlock *BB,
1374                                const SmallVectorImpl<BasicBlock*> &PredBBs,
1375                                BasicBlock *SuccBB) {
1376   // If threading to the same block as we come from, we would infinite loop.
1377   if (SuccBB == BB) {
1378     DEBUG(dbgs() << "  Not threading across BB '" << BB->getName()
1379           << "' - would thread to self!\n");
1380     return false;
1381   }
1382
1383   // If threading this would thread across a loop header, don't thread the edge.
1384   // See the comments above FindLoopHeaders for justifications and caveats.
1385   if (LoopHeaders.count(BB)) {
1386     DEBUG(dbgs() << "  Not threading across loop header BB '" << BB->getName()
1387           << "' to dest BB '" << SuccBB->getName()
1388           << "' - it might create an irreducible loop!\n");
1389     return false;
1390   }
1391
1392   unsigned JumpThreadCost = getJumpThreadDuplicationCost(BB, BBDupThreshold);
1393   if (JumpThreadCost > BBDupThreshold) {
1394     DEBUG(dbgs() << "  Not threading BB '" << BB->getName()
1395           << "' - Cost is too high: " << JumpThreadCost << "\n");
1396     return false;
1397   }
1398
1399   // And finally, do it!  Start by factoring the predecessors if needed.
1400   BasicBlock *PredBB;
1401   if (PredBBs.size() == 1)
1402     PredBB = PredBBs[0];
1403   else {
1404     DEBUG(dbgs() << "  Factoring out " << PredBBs.size()
1405           << " common predecessors.\n");
1406     PredBB = SplitBlockPredecessors(BB, PredBBs, ".thr_comm");
1407   }
1408
1409   // And finally, do it!
1410   DEBUG(dbgs() << "  Threading edge from '" << PredBB->getName() << "' to '"
1411         << SuccBB->getName() << "' with cost: " << JumpThreadCost
1412         << ", across block:\n    "
1413         << *BB << "\n");
1414
1415   LVI->threadEdge(PredBB, BB, SuccBB);
1416
1417   // We are going to have to map operands from the original BB block to the new
1418   // copy of the block 'NewBB'.  If there are PHI nodes in BB, evaluate them to
1419   // account for entry from PredBB.
1420   DenseMap<Instruction*, Value*> ValueMapping;
1421
1422   BasicBlock *NewBB = BasicBlock::Create(BB->getContext(),
1423                                          BB->getName()+".thread",
1424                                          BB->getParent(), BB);
1425   NewBB->moveAfter(PredBB);
1426
1427   BasicBlock::iterator BI = BB->begin();
1428   for (; PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(BI); ++BI)
1429     ValueMapping[PN] = PN->getIncomingValueForBlock(PredBB);
1430
1431   // Clone the non-phi instructions of BB into NewBB, keeping track of the
1432   // mapping and using it to remap operands in the cloned instructions.
1433   for (; !isa<TerminatorInst>(BI); ++BI) {
1434     Instruction *New = BI->clone();
1435     New->setName(BI->getName());
1436     NewBB->getInstList().push_back(New);
1437     ValueMapping[&*BI] = New;
1438
1439     // Remap operands to patch up intra-block references.
1440     for (unsigned i = 0, e = New->getNumOperands(); i != e; ++i)
1441       if (Instruction *Inst = dyn_cast<Instruction>(New->getOperand(i))) {
1442         DenseMap<Instruction*, Value*>::iterator I = ValueMapping.find(Inst);
1443         if (I != ValueMapping.end())
1444           New->setOperand(i, I->second);
1445       }
1446   }
1447
1448   // We didn't copy the terminator from BB over to NewBB, because there is now
1449   // an unconditional jump to SuccBB.  Insert the unconditional jump.
1450   BranchInst *NewBI =BranchInst::Create(SuccBB, NewBB);
1451   NewBI->setDebugLoc(BB->getTerminator()->getDebugLoc());
1452
1453   // Check to see if SuccBB has PHI nodes. If so, we need to add entries to the
1454   // PHI nodes for NewBB now.
1455   AddPHINodeEntriesForMappedBlock(SuccBB, BB, NewBB, ValueMapping);
1456
1457   // If there were values defined in BB that are used outside the block, then we
1458   // now have to update all uses of the value to use either the original value,
1459   // the cloned value, or some PHI derived value.  This can require arbitrary
1460   // PHI insertion, of which we are prepared to do, clean these up now.
1461   SSAUpdater SSAUpdate;
1462   SmallVector<Use*, 16> UsesToRename;
1463   for (BasicBlock::iterator I = BB->begin(); I != BB->end(); ++I) {
1464     // Scan all uses of this instruction to see if it is used outside of its
1465     // block, and if so, record them in UsesToRename.
1466     for (Use &U : I->uses()) {
1467       Instruction *User = cast<Instruction>(U.getUser());
1468       if (PHINode *UserPN = dyn_cast<PHINode>(User)) {
1469         if (UserPN->getIncomingBlock(U) == BB)
1470           continue;
1471       } else if (User->getParent() == BB)
1472         continue;
1473
1474       UsesToRename.push_back(&U);
1475     }
1476
1477     // If there are no uses outside the block, we're done with this instruction.
1478     if (UsesToRename.empty())
1479       continue;
1480
1481     DEBUG(dbgs() << "JT: Renaming non-local uses of: " << *I << "\n");
1482
1483     // We found a use of I outside of BB.  Rename all uses of I that are outside
1484     // its block to be uses of the appropriate PHI node etc.  See ValuesInBlocks
1485     // with the two values we know.
1486     SSAUpdate.Initialize(I->getType(), I->getName());
1487     SSAUpdate.AddAvailableValue(BB, &*I);
1488     SSAUpdate.AddAvailableValue(NewBB, ValueMapping[&*I]);
1489
1490     while (!UsesToRename.empty())
1491       SSAUpdate.RewriteUse(*UsesToRename.pop_back_val());
1492     DEBUG(dbgs() << "\n");
1493   }
1494
1495
1496   // Ok, NewBB is good to go.  Update the terminator of PredBB to jump to
1497   // NewBB instead of BB.  This eliminates predecessors from BB, which requires
1498   // us to simplify any PHI nodes in BB.
1499   TerminatorInst *PredTerm = PredBB->getTerminator();
1500   for (unsigned i = 0, e = PredTerm->getNumSuccessors(); i != e; ++i)
1501     if (PredTerm->getSuccessor(i) == BB) {
1502       BB->removePredecessor(PredBB, true);
1503       PredTerm->setSuccessor(i, NewBB);
1504     }
1505
1506   // At this point, the IR is fully up to date and consistent.  Do a quick scan
1507   // over the new instructions and zap any that are constants or dead.  This
1508   // frequently happens because of phi translation.
1509   SimplifyInstructionsInBlock(NewBB, TLI);
1510
1511   // Threaded an edge!
1512   ++NumThreads;
1513   return true;
1514 }
1515
1516 /// DuplicateCondBranchOnPHIIntoPred - PredBB contains an unconditional branch
1517 /// to BB which contains an i1 PHI node and a conditional branch on that PHI.
1518 /// If we can duplicate the contents of BB up into PredBB do so now, this
1519 /// improves the odds that the branch will be on an analyzable instruction like
1520 /// a compare.
1521 bool JumpThreading::DuplicateCondBranchOnPHIIntoPred(BasicBlock *BB,
1522                                  const SmallVectorImpl<BasicBlock *> &PredBBs) {
1523   assert(!PredBBs.empty() && "Can't handle an empty set");
1524
1525   // If BB is a loop header, then duplicating this block outside the loop would
1526   // cause us to transform this into an irreducible loop, don't do this.
1527   // See the comments above FindLoopHeaders for justifications and caveats.
1528   if (LoopHeaders.count(BB)) {
1529     DEBUG(dbgs() << "  Not duplicating loop header '" << BB->getName()
1530           << "' into predecessor block '" << PredBBs[0]->getName()
1531           << "' - it might create an irreducible loop!\n");
1532     return false;
1533   }
1534
1535   unsigned DuplicationCost = getJumpThreadDuplicationCost(BB, BBDupThreshold);
1536   if (DuplicationCost > BBDupThreshold) {
1537     DEBUG(dbgs() << "  Not duplicating BB '" << BB->getName()
1538           << "' - Cost is too high: " << DuplicationCost << "\n");
1539     return false;
1540   }
1541
1542   // And finally, do it!  Start by factoring the predecessors if needed.
1543   BasicBlock *PredBB;
1544   if (PredBBs.size() == 1)
1545     PredBB = PredBBs[0];
1546   else {
1547     DEBUG(dbgs() << "  Factoring out " << PredBBs.size()
1548           << " common predecessors.\n");
1549     PredBB = SplitBlockPredecessors(BB, PredBBs, ".thr_comm");
1550   }
1551
1552   // Okay, we decided to do this!  Clone all the instructions in BB onto the end
1553   // of PredBB.
1554   DEBUG(dbgs() << "  Duplicating block '" << BB->getName() << "' into end of '"
1555         << PredBB->getName() << "' to eliminate branch on phi.  Cost: "
1556         << DuplicationCost << " block is:" << *BB << "\n");
1557
1558   // Unless PredBB ends with an unconditional branch, split the edge so that we
1559   // can just clone the bits from BB into the end of the new PredBB.
1560   BranchInst *OldPredBranch = dyn_cast<BranchInst>(PredBB->getTerminator());
1561
1562   if (!OldPredBranch || !OldPredBranch->isUnconditional()) {
1563     PredBB = SplitEdge(PredBB, BB);
1564     OldPredBranch = cast<BranchInst>(PredBB->getTerminator());
1565   }
1566
1567   // We are going to have to map operands from the original BB block into the
1568   // PredBB block.  Evaluate PHI nodes in BB.
1569   DenseMap<Instruction*, Value*> ValueMapping;
1570
1571   BasicBlock::iterator BI = BB->begin();
1572   for (; PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(BI); ++BI)
1573     ValueMapping[PN] = PN->getIncomingValueForBlock(PredBB);
1574   // Clone the non-phi instructions of BB into PredBB, keeping track of the
1575   // mapping and using it to remap operands in the cloned instructions.
1576   for (; BI != BB->end(); ++BI) {
1577     Instruction *New = BI->clone();
1578
1579     // Remap operands to patch up intra-block references.
1580     for (unsigned i = 0, e = New->getNumOperands(); i != e; ++i)
1581       if (Instruction *Inst = dyn_cast<Instruction>(New->getOperand(i))) {
1582         DenseMap<Instruction*, Value*>::iterator I = ValueMapping.find(Inst);
1583         if (I != ValueMapping.end())
1584           New->setOperand(i, I->second);
1585       }
1586
1587     // If this instruction can be simplified after the operands are updated,
1588     // just use the simplified value instead.  This frequently happens due to
1589     // phi translation.
1590     if (Value *IV =
1591             SimplifyInstruction(New, BB->getModule()->getDataLayout())) {
1592       delete New;
1593       ValueMapping[&*BI] = IV;
1594     } else {
1595       // Otherwise, insert the new instruction into the block.
1596       New->setName(BI->getName());
1597       PredBB->getInstList().insert(OldPredBranch->getIterator(), New);
1598       ValueMapping[&*BI] = New;
1599     }
1600   }
1601
1602   // Check to see if the targets of the branch had PHI nodes. If so, we need to
1603   // add entries to the PHI nodes for branch from PredBB now.
1604   BranchInst *BBBranch = cast<BranchInst>(BB->getTerminator());
1605   AddPHINodeEntriesForMappedBlock(BBBranch->getSuccessor(0), BB, PredBB,
1606                                   ValueMapping);
1607   AddPHINodeEntriesForMappedBlock(BBBranch->getSuccessor(1), BB, PredBB,
1608                                   ValueMapping);
1609
1610   // If there were values defined in BB that are used outside the block, then we
1611   // now have to update all uses of the value to use either the original value,
1612   // the cloned value, or some PHI derived value.  This can require arbitrary
1613   // PHI insertion, of which we are prepared to do, clean these up now.
1614   SSAUpdater SSAUpdate;
1615   SmallVector<Use*, 16> UsesToRename;
1616   for (BasicBlock::iterator I = BB->begin(); I != BB->end(); ++I) {
1617     // Scan all uses of this instruction to see if it is used outside of its
1618     // block, and if so, record them in UsesToRename.
1619     for (Use &U : I->uses()) {
1620       Instruction *User = cast<Instruction>(U.getUser());
1621       if (PHINode *UserPN = dyn_cast<PHINode>(User)) {
1622         if (UserPN->getIncomingBlock(U) == BB)
1623           continue;
1624       } else if (User->getParent() == BB)
1625         continue;
1626
1627       UsesToRename.push_back(&U);
1628     }
1629
1630     // If there are no uses outside the block, we're done with this instruction.
1631     if (UsesToRename.empty())
1632       continue;
1633
1634     DEBUG(dbgs() << "JT: Renaming non-local uses of: " << *I << "\n");
1635
1636     // We found a use of I outside of BB.  Rename all uses of I that are outside
1637     // its block to be uses of the appropriate PHI node etc.  See ValuesInBlocks
1638     // with the two values we know.
1639     SSAUpdate.Initialize(I->getType(), I->getName());
1640     SSAUpdate.AddAvailableValue(BB, &*I);
1641     SSAUpdate.AddAvailableValue(PredBB, ValueMapping[&*I]);
1642
1643     while (!UsesToRename.empty())
1644       SSAUpdate.RewriteUse(*UsesToRename.pop_back_val());
1645     DEBUG(dbgs() << "\n");
1646   }
1647
1648   // PredBB no longer jumps to BB, remove entries in the PHI node for the edge
1649   // that we nuked.
1650   BB->removePredecessor(PredBB, true);
1651
1652   // Remove the unconditional branch at the end of the PredBB block.
1653   OldPredBranch->eraseFromParent();
1654
1655   ++NumDupes;
1656   return true;
1657 }
1658
1659 /// TryToUnfoldSelect - Look for blocks of the form
1660 /// bb1:
1661 ///   %a = select
1662 ///   br bb
1663 ///
1664 /// bb2:
1665 ///   %p = phi [%a, %bb] ...
1666 ///   %c = icmp %p
1667 ///   br i1 %c
1668 ///
1669 /// And expand the select into a branch structure if one of its arms allows %c
1670 /// to be folded. This later enables threading from bb1 over bb2.
1671 bool JumpThreading::TryToUnfoldSelect(CmpInst *CondCmp, BasicBlock *BB) {
1672   BranchInst *CondBr = dyn_cast<BranchInst>(BB->getTerminator());
1673   PHINode *CondLHS = dyn_cast<PHINode>(CondCmp->getOperand(0));
1674   Constant *CondRHS = cast<Constant>(CondCmp->getOperand(1));
1675
1676   if (!CondBr || !CondBr->isConditional() || !CondLHS ||
1677       CondLHS->getParent() != BB)
1678     return false;
1679
1680   for (unsigned I = 0, E = CondLHS->getNumIncomingValues(); I != E; ++I) {
1681     BasicBlock *Pred = CondLHS->getIncomingBlock(I);
1682     SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(CondLHS->getIncomingValue(I));
1683
1684     // Look if one of the incoming values is a select in the corresponding
1685     // predecessor.
1686     if (!SI || SI->getParent() != Pred || !SI->hasOneUse())
1687       continue;
1688
1689     BranchInst *PredTerm = dyn_cast<BranchInst>(Pred->getTerminator());
1690     if (!PredTerm || !PredTerm->isUnconditional())
1691       continue;
1692
1693     // Now check if one of the select values would allow us to constant fold the
1694     // terminator in BB. We don't do the transform if both sides fold, those
1695     // cases will be threaded in any case.
1696     LazyValueInfo::Tristate LHSFolds =
1697         LVI->getPredicateOnEdge(CondCmp->getPredicate(), SI->getOperand(1),
1698                                 CondRHS, Pred, BB, CondCmp);
1699     LazyValueInfo::Tristate RHSFolds =
1700         LVI->getPredicateOnEdge(CondCmp->getPredicate(), SI->getOperand(2),
1701                                 CondRHS, Pred, BB, CondCmp);
1702     if ((LHSFolds != LazyValueInfo::Unknown ||
1703          RHSFolds != LazyValueInfo::Unknown) &&
1704         LHSFolds != RHSFolds) {
1705       // Expand the select.
1706       //
1707       // Pred --
1708       //  |    v
1709       //  |  NewBB
1710       //  |    |
1711       //  |-----
1712       //  v
1713       // BB
1714       BasicBlock *NewBB = BasicBlock::Create(BB->getContext(), "select.unfold",
1715                                              BB->getParent(), BB);
1716       // Move the unconditional branch to NewBB.
1717       PredTerm->removeFromParent();
1718       NewBB->getInstList().insert(NewBB->end(), PredTerm);
1719       // Create a conditional branch and update PHI nodes.
1720       BranchInst::Create(NewBB, BB, SI->getCondition(), Pred);
1721       CondLHS->setIncomingValue(I, SI->getFalseValue());
1722       CondLHS->addIncoming(SI->getTrueValue(), NewBB);
1723       // The select is now dead.
1724       SI->eraseFromParent();
1725
1726       // Update any other PHI nodes in BB.
1727       for (BasicBlock::iterator BI = BB->begin();
1728            PHINode *Phi = dyn_cast<PHINode>(BI); ++BI)
1729         if (Phi != CondLHS)
1730           Phi->addIncoming(Phi->getIncomingValueForBlock(Pred), NewBB);
1731       return true;
1732     }
1733   }
1734   return false;
1735 }