[cleanup] Move the Dominators.h and Verifier.h headers into the IR
[oota-llvm.git] / lib / Transforms / Scalar / LoopUnswitch.cpp
1 //===-- LoopUnswitch.cpp - Hoist loop-invariant conditionals in loop ------===//
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 pass transforms loops that contain branches on loop-invariant conditions
11 // to have multiple loops.  For example, it turns the left into the right code:
12 //
13 //  for (...)                  if (lic)
14 //    A                          for (...)
15 //    if (lic)                     A; B; C
16 //      B                      else
17 //    C                          for (...)
18 //                                 A; C
19 //
20 // This can increase the size of the code exponentially (doubling it every time
21 // a loop is unswitched) so we only unswitch if the resultant code will be
22 // smaller than a threshold.
23 //
24 // This pass expects LICM to be run before it to hoist invariant conditions out
25 // of the loop, to make the unswitching opportunity obvious.
26 //
27 //===----------------------------------------------------------------------===//
28
29 #define DEBUG_TYPE "loop-unswitch"
30 #include "llvm/Transforms/Scalar.h"
31 #include "llvm/ADT/STLExtras.h"
32 #include "llvm/ADT/SmallPtrSet.h"
33 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
34 #include "llvm/Analysis/CodeMetrics.h"
35 #include "llvm/Analysis/InstructionSimplify.h"
36 #include "llvm/Analysis/LoopInfo.h"
37 #include "llvm/Analysis/LoopPass.h"
38 #include "llvm/Analysis/ScalarEvolution.h"
39 #include "llvm/Analysis/TargetTransformInfo.h"
40 #include "llvm/IR/Constants.h"
41 #include "llvm/IR/DerivedTypes.h"
42 #include "llvm/IR/Dominators.h"
43 #include "llvm/IR/Function.h"
44 #include "llvm/IR/Instructions.h"
45 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
46 #include "llvm/Support/Debug.h"
47 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
48 #include "llvm/Transforms/Utils/BasicBlockUtils.h"
49 #include "llvm/Transforms/Utils/Cloning.h"
50 #include "llvm/Transforms/Utils/Local.h"
51 #include <algorithm>
52 #include <map>
53 #include <set>
54 using namespace llvm;
55
56 STATISTIC(NumBranches, "Number of branches unswitched");
57 STATISTIC(NumSwitches, "Number of switches unswitched");
58 STATISTIC(NumSelects , "Number of selects unswitched");
59 STATISTIC(NumTrivial , "Number of unswitches that are trivial");
60 STATISTIC(NumSimplify, "Number of simplifications of unswitched code");
61 STATISTIC(TotalInsts,  "Total number of instructions analyzed");
62
63 // The specific value of 100 here was chosen based only on intuition and a
64 // few specific examples.
65 static cl::opt<unsigned>
66 Threshold("loop-unswitch-threshold", cl::desc("Max loop size to unswitch"),
67           cl::init(100), cl::Hidden);
68
69 namespace {
70
71   class LUAnalysisCache {
72
73     typedef DenseMap<const SwitchInst*, SmallPtrSet<const Value *, 8> >
74       UnswitchedValsMap;
75
76     typedef UnswitchedValsMap::iterator UnswitchedValsIt;
77
78     struct LoopProperties {
79       unsigned CanBeUnswitchedCount;
80       unsigned SizeEstimation;
81       UnswitchedValsMap UnswitchedVals;
82     };
83
84     // Here we use std::map instead of DenseMap, since we need to keep valid
85     // LoopProperties pointer for current loop for better performance.
86     typedef std::map<const Loop*, LoopProperties> LoopPropsMap;
87     typedef LoopPropsMap::iterator LoopPropsMapIt;
88
89     LoopPropsMap LoopsProperties;
90     UnswitchedValsMap *CurLoopInstructions;
91     LoopProperties *CurrentLoopProperties;
92
93     // Max size of code we can produce on remained iterations.
94     unsigned MaxSize;
95
96     public:
97
98       LUAnalysisCache() :
99         CurLoopInstructions(0), CurrentLoopProperties(0),
100         MaxSize(Threshold)
101       {}
102
103       // Analyze loop. Check its size, calculate is it possible to unswitch
104       // it. Returns true if we can unswitch this loop.
105       bool countLoop(const Loop *L, const TargetTransformInfo &TTI);
106
107       // Clean all data related to given loop.
108       void forgetLoop(const Loop *L);
109
110       // Mark case value as unswitched.
111       // Since SI instruction can be partly unswitched, in order to avoid
112       // extra unswitching in cloned loops keep track all unswitched values.
113       void setUnswitched(const SwitchInst *SI, const Value *V);
114
115       // Check was this case value unswitched before or not.
116       bool isUnswitched(const SwitchInst *SI, const Value *V);
117
118       // Clone all loop-unswitch related loop properties.
119       // Redistribute unswitching quotas.
120       // Note, that new loop data is stored inside the VMap.
121       void cloneData(const Loop *NewLoop, const Loop *OldLoop,
122                      const ValueToValueMapTy &VMap);
123   };
124
125   class LoopUnswitch : public LoopPass {
126     LoopInfo *LI;  // Loop information
127     LPPassManager *LPM;
128
129     // LoopProcessWorklist - Used to check if second loop needs processing
130     // after RewriteLoopBodyWithConditionConstant rewrites first loop.
131     std::vector<Loop*> LoopProcessWorklist;
132
133     LUAnalysisCache BranchesInfo;
134
135     bool OptimizeForSize;
136     bool redoLoop;
137
138     Loop *currentLoop;
139     DominatorTree *DT;
140     BasicBlock *loopHeader;
141     BasicBlock *loopPreheader;
142
143     // LoopBlocks contains all of the basic blocks of the loop, including the
144     // preheader of the loop, the body of the loop, and the exit blocks of the
145     // loop, in that order.
146     std::vector<BasicBlock*> LoopBlocks;
147     // NewBlocks contained cloned copy of basic blocks from LoopBlocks.
148     std::vector<BasicBlock*> NewBlocks;
149
150   public:
151     static char ID; // Pass ID, replacement for typeid
152     explicit LoopUnswitch(bool Os = false) :
153       LoopPass(ID), OptimizeForSize(Os), redoLoop(false),
154       currentLoop(0), DT(0), loopHeader(0),
155       loopPreheader(0) {
156         initializeLoopUnswitchPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
157       }
158
159     bool runOnLoop(Loop *L, LPPassManager &LPM);
160     bool processCurrentLoop();
161
162     /// This transformation requires natural loop information & requires that
163     /// loop preheaders be inserted into the CFG.
164     ///
165     virtual void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
166       AU.addRequiredID(LoopSimplifyID);
167       AU.addPreservedID(LoopSimplifyID);
168       AU.addRequired<LoopInfo>();
169       AU.addPreserved<LoopInfo>();
170       AU.addRequiredID(LCSSAID);
171       AU.addPreservedID(LCSSAID);
172       AU.addPreserved<DominatorTree>();
173       AU.addPreserved<ScalarEvolution>();
174       AU.addRequired<TargetTransformInfo>();
175     }
176
177   private:
178
179     virtual void releaseMemory() {
180       BranchesInfo.forgetLoop(currentLoop);
181     }
182
183     /// RemoveLoopFromWorklist - If the specified loop is on the loop worklist,
184     /// remove it.
185     void RemoveLoopFromWorklist(Loop *L) {
186       std::vector<Loop*>::iterator I = std::find(LoopProcessWorklist.begin(),
187                                                  LoopProcessWorklist.end(), L);
188       if (I != LoopProcessWorklist.end())
189         LoopProcessWorklist.erase(I);
190     }
191
192     void initLoopData() {
193       loopHeader = currentLoop->getHeader();
194       loopPreheader = currentLoop->getLoopPreheader();
195     }
196
197     /// Split all of the edges from inside the loop to their exit blocks.
198     /// Update the appropriate Phi nodes as we do so.
199     void SplitExitEdges(Loop *L, const SmallVectorImpl<BasicBlock *> &ExitBlocks);
200
201     bool UnswitchIfProfitable(Value *LoopCond, Constant *Val);
202     void UnswitchTrivialCondition(Loop *L, Value *Cond, Constant *Val,
203                                   BasicBlock *ExitBlock);
204     void UnswitchNontrivialCondition(Value *LIC, Constant *OnVal, Loop *L);
205
206     void RewriteLoopBodyWithConditionConstant(Loop *L, Value *LIC,
207                                               Constant *Val, bool isEqual);
208
209     void EmitPreheaderBranchOnCondition(Value *LIC, Constant *Val,
210                                         BasicBlock *TrueDest,
211                                         BasicBlock *FalseDest,
212                                         Instruction *InsertPt);
213
214     void SimplifyCode(std::vector<Instruction*> &Worklist, Loop *L);
215     void RemoveLoopFromHierarchy(Loop *L);
216     bool IsTrivialUnswitchCondition(Value *Cond, Constant **Val = 0,
217                                     BasicBlock **LoopExit = 0);
218
219   };
220 }
221
222 // Analyze loop. Check its size, calculate is it possible to unswitch
223 // it. Returns true if we can unswitch this loop.
224 bool LUAnalysisCache::countLoop(const Loop *L, const TargetTransformInfo &TTI) {
225
226   LoopPropsMapIt PropsIt;
227   bool Inserted;
228   llvm::tie(PropsIt, Inserted) =
229       LoopsProperties.insert(std::make_pair(L, LoopProperties()));
230
231   LoopProperties &Props = PropsIt->second;
232
233   if (Inserted) {
234     // New loop.
235
236     // Limit the number of instructions to avoid causing significant code
237     // expansion, and the number of basic blocks, to avoid loops with
238     // large numbers of branches which cause loop unswitching to go crazy.
239     // This is a very ad-hoc heuristic.
240
241     // FIXME: This is overly conservative because it does not take into
242     // consideration code simplification opportunities and code that can
243     // be shared by the resultant unswitched loops.
244     CodeMetrics Metrics;
245     for (Loop::block_iterator I = L->block_begin(), E = L->block_end();
246          I != E; ++I)
247       Metrics.analyzeBasicBlock(*I, TTI);
248
249     Props.SizeEstimation = std::min(Metrics.NumInsts, Metrics.NumBlocks * 5);
250     Props.CanBeUnswitchedCount = MaxSize / (Props.SizeEstimation);
251     MaxSize -= Props.SizeEstimation * Props.CanBeUnswitchedCount;
252
253     if (Metrics.notDuplicatable) {
254       DEBUG(dbgs() << "NOT unswitching loop %"
255                    << L->getHeader()->getName() << ", contents cannot be "
256                    << "duplicated!\n");
257       return false;
258     }
259   }
260
261   if (!Props.CanBeUnswitchedCount) {
262     DEBUG(dbgs() << "NOT unswitching loop %"
263                  << L->getHeader()->getName() << ", cost too high: "
264                  << L->getBlocks().size() << "\n");
265     return false;
266   }
267
268   // Be careful. This links are good only before new loop addition.
269   CurrentLoopProperties = &Props;
270   CurLoopInstructions = &Props.UnswitchedVals;
271
272   return true;
273 }
274
275 // Clean all data related to given loop.
276 void LUAnalysisCache::forgetLoop(const Loop *L) {
277
278   LoopPropsMapIt LIt = LoopsProperties.find(L);
279
280   if (LIt != LoopsProperties.end()) {
281     LoopProperties &Props = LIt->second;
282     MaxSize += Props.CanBeUnswitchedCount * Props.SizeEstimation;
283     LoopsProperties.erase(LIt);
284   }
285
286   CurrentLoopProperties = 0;
287   CurLoopInstructions = 0;
288 }
289
290 // Mark case value as unswitched.
291 // Since SI instruction can be partly unswitched, in order to avoid
292 // extra unswitching in cloned loops keep track all unswitched values.
293 void LUAnalysisCache::setUnswitched(const SwitchInst *SI, const Value *V) {
294   (*CurLoopInstructions)[SI].insert(V);
295 }
296
297 // Check was this case value unswitched before or not.
298 bool LUAnalysisCache::isUnswitched(const SwitchInst *SI, const Value *V) {
299   return (*CurLoopInstructions)[SI].count(V);
300 }
301
302 // Clone all loop-unswitch related loop properties.
303 // Redistribute unswitching quotas.
304 // Note, that new loop data is stored inside the VMap.
305 void LUAnalysisCache::cloneData(const Loop *NewLoop, const Loop *OldLoop,
306                                 const ValueToValueMapTy &VMap) {
307
308   LoopProperties &NewLoopProps = LoopsProperties[NewLoop];
309   LoopProperties &OldLoopProps = *CurrentLoopProperties;
310   UnswitchedValsMap &Insts = OldLoopProps.UnswitchedVals;
311
312   // Reallocate "can-be-unswitched quota"
313
314   --OldLoopProps.CanBeUnswitchedCount;
315   unsigned Quota = OldLoopProps.CanBeUnswitchedCount;
316   NewLoopProps.CanBeUnswitchedCount = Quota / 2;
317   OldLoopProps.CanBeUnswitchedCount = Quota - Quota / 2;
318
319   NewLoopProps.SizeEstimation = OldLoopProps.SizeEstimation;
320
321   // Clone unswitched values info:
322   // for new loop switches we clone info about values that was
323   // already unswitched and has redundant successors.
324   for (UnswitchedValsIt I = Insts.begin(); I != Insts.end(); ++I) {
325     const SwitchInst *OldInst = I->first;
326     Value *NewI = VMap.lookup(OldInst);
327     const SwitchInst *NewInst = cast_or_null<SwitchInst>(NewI);
328     assert(NewInst && "All instructions that are in SrcBB must be in VMap.");
329
330     NewLoopProps.UnswitchedVals[NewInst] = OldLoopProps.UnswitchedVals[OldInst];
331   }
332 }
333
334 char LoopUnswitch::ID = 0;
335 INITIALIZE_PASS_BEGIN(LoopUnswitch, "loop-unswitch", "Unswitch loops",
336                       false, false)
337 INITIALIZE_AG_DEPENDENCY(TargetTransformInfo)
338 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(LoopSimplify)
339 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(LoopInfo)
340 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(LCSSA)
341 INITIALIZE_PASS_END(LoopUnswitch, "loop-unswitch", "Unswitch loops",
342                       false, false)
343
344 Pass *llvm::createLoopUnswitchPass(bool Os) {
345   return new LoopUnswitch(Os);
346 }
347
348 /// FindLIVLoopCondition - Cond is a condition that occurs in L.  If it is
349 /// invariant in the loop, or has an invariant piece, return the invariant.
350 /// Otherwise, return null.
351 static Value *FindLIVLoopCondition(Value *Cond, Loop *L, bool &Changed) {
352
353   // We started analyze new instruction, increment scanned instructions counter.
354   ++TotalInsts;
355
356   // We can never unswitch on vector conditions.
357   if (Cond->getType()->isVectorTy())
358     return 0;
359
360   // Constants should be folded, not unswitched on!
361   if (isa<Constant>(Cond)) return 0;
362
363   // TODO: Handle: br (VARIANT|INVARIANT).
364
365   // Hoist simple values out.
366   if (L->makeLoopInvariant(Cond, Changed))
367     return Cond;
368
369   if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(Cond))
370     if (BO->getOpcode() == Instruction::And ||
371         BO->getOpcode() == Instruction::Or) {
372       // If either the left or right side is invariant, we can unswitch on this,
373       // which will cause the branch to go away in one loop and the condition to
374       // simplify in the other one.
375       if (Value *LHS = FindLIVLoopCondition(BO->getOperand(0), L, Changed))
376         return LHS;
377       if (Value *RHS = FindLIVLoopCondition(BO->getOperand(1), L, Changed))
378         return RHS;
379     }
380
381   return 0;
382 }
383
384 bool LoopUnswitch::runOnLoop(Loop *L, LPPassManager &LPM_Ref) {
385   LI = &getAnalysis<LoopInfo>();
386   LPM = &LPM_Ref;
387   DT = getAnalysisIfAvailable<DominatorTree>();
388   currentLoop = L;
389   Function *F = currentLoop->getHeader()->getParent();
390   bool Changed = false;
391   do {
392     assert(currentLoop->isLCSSAForm(*DT));
393     redoLoop = false;
394     Changed |= processCurrentLoop();
395   } while(redoLoop);
396
397   if (Changed) {
398     // FIXME: Reconstruct dom info, because it is not preserved properly.
399     if (DT)
400       DT->runOnFunction(*F);
401   }
402   return Changed;
403 }
404
405 /// processCurrentLoop - Do actual work and unswitch loop if possible
406 /// and profitable.
407 bool LoopUnswitch::processCurrentLoop() {
408   bool Changed = false;
409
410   initLoopData();
411
412   // If LoopSimplify was unable to form a preheader, don't do any unswitching.
413   if (!loopPreheader)
414     return false;
415
416   // Loops with indirectbr cannot be cloned.
417   if (!currentLoop->isSafeToClone())
418     return false;
419
420   // Without dedicated exits, splitting the exit edge may fail.
421   if (!currentLoop->hasDedicatedExits())
422     return false;
423
424   LLVMContext &Context = loopHeader->getContext();
425
426   // Probably we reach the quota of branches for this loop. If so
427   // stop unswitching.
428   if (!BranchesInfo.countLoop(currentLoop, getAnalysis<TargetTransformInfo>()))
429     return false;
430
431   // Loop over all of the basic blocks in the loop.  If we find an interior
432   // block that is branching on a loop-invariant condition, we can unswitch this
433   // loop.
434   for (Loop::block_iterator I = currentLoop->block_begin(),
435          E = currentLoop->block_end(); I != E; ++I) {
436     TerminatorInst *TI = (*I)->getTerminator();
437     if (BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(TI)) {
438       // If this isn't branching on an invariant condition, we can't unswitch
439       // it.
440       if (BI->isConditional()) {
441         // See if this, or some part of it, is loop invariant.  If so, we can
442         // unswitch on it if we desire.
443         Value *LoopCond = FindLIVLoopCondition(BI->getCondition(),
444                                                currentLoop, Changed);
445         if (LoopCond && UnswitchIfProfitable(LoopCond,
446                                              ConstantInt::getTrue(Context))) {
447           ++NumBranches;
448           return true;
449         }
450       }
451     } else if (SwitchInst *SI = dyn_cast<SwitchInst>(TI)) {
452       Value *LoopCond = FindLIVLoopCondition(SI->getCondition(),
453                                              currentLoop, Changed);
454       unsigned NumCases = SI->getNumCases();
455       if (LoopCond && NumCases) {
456         // Find a value to unswitch on:
457         // FIXME: this should chose the most expensive case!
458         // FIXME: scan for a case with a non-critical edge?
459         Constant *UnswitchVal = 0;
460
461         // Do not process same value again and again.
462         // At this point we have some cases already unswitched and
463         // some not yet unswitched. Let's find the first not yet unswitched one.
464         for (SwitchInst::CaseIt i = SI->case_begin(), e = SI->case_end();
465              i != e; ++i) {
466           Constant *UnswitchValCandidate = i.getCaseValue();
467           if (!BranchesInfo.isUnswitched(SI, UnswitchValCandidate)) {
468             UnswitchVal = UnswitchValCandidate;
469             break;
470           }
471         }
472
473         if (!UnswitchVal)
474           continue;
475
476         if (UnswitchIfProfitable(LoopCond, UnswitchVal)) {
477           ++NumSwitches;
478           return true;
479         }
480       }
481     }
482
483     // Scan the instructions to check for unswitchable values.
484     for (BasicBlock::iterator BBI = (*I)->begin(), E = (*I)->end();
485          BBI != E; ++BBI)
486       if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(BBI)) {
487         Value *LoopCond = FindLIVLoopCondition(SI->getCondition(),
488                                                currentLoop, Changed);
489         if (LoopCond && UnswitchIfProfitable(LoopCond,
490                                              ConstantInt::getTrue(Context))) {
491           ++NumSelects;
492           return true;
493         }
494       }
495   }
496   return Changed;
497 }
498
499 /// isTrivialLoopExitBlock - Check to see if all paths from BB exit the
500 /// loop with no side effects (including infinite loops).
501 ///
502 /// If true, we return true and set ExitBB to the block we
503 /// exit through.
504 ///
505 static bool isTrivialLoopExitBlockHelper(Loop *L, BasicBlock *BB,
506                                          BasicBlock *&ExitBB,
507                                          std::set<BasicBlock*> &Visited) {
508   if (!Visited.insert(BB).second) {
509     // Already visited. Without more analysis, this could indicate an infinite
510     // loop.
511     return false;
512   }
513   if (!L->contains(BB)) {
514     // Otherwise, this is a loop exit, this is fine so long as this is the
515     // first exit.
516     if (ExitBB != 0) return false;
517     ExitBB = BB;
518     return true;
519   }
520
521   // Otherwise, this is an unvisited intra-loop node.  Check all successors.
522   for (succ_iterator SI = succ_begin(BB), E = succ_end(BB); SI != E; ++SI) {
523     // Check to see if the successor is a trivial loop exit.
524     if (!isTrivialLoopExitBlockHelper(L, *SI, ExitBB, Visited))
525       return false;
526   }
527
528   // Okay, everything after this looks good, check to make sure that this block
529   // doesn't include any side effects.
530   for (BasicBlock::iterator I = BB->begin(), E = BB->end(); I != E; ++I)
531     if (I->mayHaveSideEffects())
532       return false;
533
534   return true;
535 }
536
537 /// isTrivialLoopExitBlock - Return true if the specified block unconditionally
538 /// leads to an exit from the specified loop, and has no side-effects in the
539 /// process.  If so, return the block that is exited to, otherwise return null.
540 static BasicBlock *isTrivialLoopExitBlock(Loop *L, BasicBlock *BB) {
541   std::set<BasicBlock*> Visited;
542   Visited.insert(L->getHeader());  // Branches to header make infinite loops.
543   BasicBlock *ExitBB = 0;
544   if (isTrivialLoopExitBlockHelper(L, BB, ExitBB, Visited))
545     return ExitBB;
546   return 0;
547 }
548
549 /// IsTrivialUnswitchCondition - Check to see if this unswitch condition is
550 /// trivial: that is, that the condition controls whether or not the loop does
551 /// anything at all.  If this is a trivial condition, unswitching produces no
552 /// code duplications (equivalently, it produces a simpler loop and a new empty
553 /// loop, which gets deleted).
554 ///
555 /// If this is a trivial condition, return true, otherwise return false.  When
556 /// returning true, this sets Cond and Val to the condition that controls the
557 /// trivial condition: when Cond dynamically equals Val, the loop is known to
558 /// exit.  Finally, this sets LoopExit to the BB that the loop exits to when
559 /// Cond == Val.
560 ///
561 bool LoopUnswitch::IsTrivialUnswitchCondition(Value *Cond, Constant **Val,
562                                        BasicBlock **LoopExit) {
563   BasicBlock *Header = currentLoop->getHeader();
564   TerminatorInst *HeaderTerm = Header->getTerminator();
565   LLVMContext &Context = Header->getContext();
566
567   BasicBlock *LoopExitBB = 0;
568   if (BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(HeaderTerm)) {
569     // If the header block doesn't end with a conditional branch on Cond, we
570     // can't handle it.
571     if (!BI->isConditional() || BI->getCondition() != Cond)
572       return false;
573
574     // Check to see if a successor of the branch is guaranteed to
575     // exit through a unique exit block without having any
576     // side-effects.  If so, determine the value of Cond that causes it to do
577     // this.
578     if ((LoopExitBB = isTrivialLoopExitBlock(currentLoop,
579                                              BI->getSuccessor(0)))) {
580       if (Val) *Val = ConstantInt::getTrue(Context);
581     } else if ((LoopExitBB = isTrivialLoopExitBlock(currentLoop,
582                                                     BI->getSuccessor(1)))) {
583       if (Val) *Val = ConstantInt::getFalse(Context);
584     }
585   } else if (SwitchInst *SI = dyn_cast<SwitchInst>(HeaderTerm)) {
586     // If this isn't a switch on Cond, we can't handle it.
587     if (SI->getCondition() != Cond) return false;
588
589     // Check to see if a successor of the switch is guaranteed to go to the
590     // latch block or exit through a one exit block without having any
591     // side-effects.  If so, determine the value of Cond that causes it to do
592     // this.
593     // Note that we can't trivially unswitch on the default case or
594     // on already unswitched cases.
595     for (SwitchInst::CaseIt i = SI->case_begin(), e = SI->case_end();
596          i != e; ++i) {
597       BasicBlock *LoopExitCandidate;
598       if ((LoopExitCandidate = isTrivialLoopExitBlock(currentLoop,
599                                                i.getCaseSuccessor()))) {
600         // Okay, we found a trivial case, remember the value that is trivial.
601         ConstantInt *CaseVal = i.getCaseValue();
602
603         // Check that it was not unswitched before, since already unswitched
604         // trivial vals are looks trivial too.
605         if (BranchesInfo.isUnswitched(SI, CaseVal))
606           continue;
607         LoopExitBB = LoopExitCandidate;
608         if (Val) *Val = CaseVal;
609         break;
610       }
611     }
612   }
613
614   // If we didn't find a single unique LoopExit block, or if the loop exit block
615   // contains phi nodes, this isn't trivial.
616   if (!LoopExitBB || isa<PHINode>(LoopExitBB->begin()))
617     return false;   // Can't handle this.
618
619   if (LoopExit) *LoopExit = LoopExitBB;
620
621   // We already know that nothing uses any scalar values defined inside of this
622   // loop.  As such, we just have to check to see if this loop will execute any
623   // side-effecting instructions (e.g. stores, calls, volatile loads) in the
624   // part of the loop that the code *would* execute.  We already checked the
625   // tail, check the header now.
626   for (BasicBlock::iterator I = Header->begin(), E = Header->end(); I != E; ++I)
627     if (I->mayHaveSideEffects())
628       return false;
629   return true;
630 }
631
632 /// UnswitchIfProfitable - We have found that we can unswitch currentLoop when
633 /// LoopCond == Val to simplify the loop.  If we decide that this is profitable,
634 /// unswitch the loop, reprocess the pieces, then return true.
635 bool LoopUnswitch::UnswitchIfProfitable(Value *LoopCond, Constant *Val) {
636   Function *F = loopHeader->getParent();
637   Constant *CondVal = 0;
638   BasicBlock *ExitBlock = 0;
639
640   if (IsTrivialUnswitchCondition(LoopCond, &CondVal, &ExitBlock)) {
641     // If the condition is trivial, always unswitch. There is no code growth
642     // for this case.
643     UnswitchTrivialCondition(currentLoop, LoopCond, CondVal, ExitBlock);
644     return true;
645   }
646
647   // Check to see if it would be profitable to unswitch current loop.
648
649   // Do not do non-trivial unswitch while optimizing for size.
650   if (OptimizeForSize ||
651       F->getAttributes().hasAttribute(AttributeSet::FunctionIndex,
652                                       Attribute::OptimizeForSize))
653     return false;
654
655   UnswitchNontrivialCondition(LoopCond, Val, currentLoop);
656   return true;
657 }
658
659 /// CloneLoop - Recursively clone the specified loop and all of its children,
660 /// mapping the blocks with the specified map.
661 static Loop *CloneLoop(Loop *L, Loop *PL, ValueToValueMapTy &VM,
662                        LoopInfo *LI, LPPassManager *LPM) {
663   Loop *New = new Loop();
664   LPM->insertLoop(New, PL);
665
666   // Add all of the blocks in L to the new loop.
667   for (Loop::block_iterator I = L->block_begin(), E = L->block_end();
668        I != E; ++I)
669     if (LI->getLoopFor(*I) == L)
670       New->addBasicBlockToLoop(cast<BasicBlock>(VM[*I]), LI->getBase());
671
672   // Add all of the subloops to the new loop.
673   for (Loop::iterator I = L->begin(), E = L->end(); I != E; ++I)
674     CloneLoop(*I, New, VM, LI, LPM);
675
676   return New;
677 }
678
679 /// EmitPreheaderBranchOnCondition - Emit a conditional branch on two values
680 /// if LIC == Val, branch to TrueDst, otherwise branch to FalseDest.  Insert the
681 /// code immediately before InsertPt.
682 void LoopUnswitch::EmitPreheaderBranchOnCondition(Value *LIC, Constant *Val,
683                                                   BasicBlock *TrueDest,
684                                                   BasicBlock *FalseDest,
685                                                   Instruction *InsertPt) {
686   // Insert a conditional branch on LIC to the two preheaders.  The original
687   // code is the true version and the new code is the false version.
688   Value *BranchVal = LIC;
689   if (!isa<ConstantInt>(Val) ||
690       Val->getType() != Type::getInt1Ty(LIC->getContext()))
691     BranchVal = new ICmpInst(InsertPt, ICmpInst::ICMP_EQ, LIC, Val);
692   else if (Val != ConstantInt::getTrue(Val->getContext()))
693     // We want to enter the new loop when the condition is true.
694     std::swap(TrueDest, FalseDest);
695
696   // Insert the new branch.
697   BranchInst *BI = BranchInst::Create(TrueDest, FalseDest, BranchVal, InsertPt);
698
699   // If either edge is critical, split it. This helps preserve LoopSimplify
700   // form for enclosing loops.
701   SplitCriticalEdge(BI, 0, this, false, false, true);
702   SplitCriticalEdge(BI, 1, this, false, false, true);
703 }
704
705 /// UnswitchTrivialCondition - Given a loop that has a trivial unswitchable
706 /// condition in it (a cond branch from its header block to its latch block,
707 /// where the path through the loop that doesn't execute its body has no
708 /// side-effects), unswitch it.  This doesn't involve any code duplication, just
709 /// moving the conditional branch outside of the loop and updating loop info.
710 void LoopUnswitch::UnswitchTrivialCondition(Loop *L, Value *Cond,
711                                             Constant *Val,
712                                             BasicBlock *ExitBlock) {
713   DEBUG(dbgs() << "loop-unswitch: Trivial-Unswitch loop %"
714         << loopHeader->getName() << " [" << L->getBlocks().size()
715         << " blocks] in Function " << L->getHeader()->getParent()->getName()
716         << " on cond: " << *Val << " == " << *Cond << "\n");
717
718   // First step, split the preheader, so that we know that there is a safe place
719   // to insert the conditional branch.  We will change loopPreheader to have a
720   // conditional branch on Cond.
721   BasicBlock *NewPH = SplitEdge(loopPreheader, loopHeader, this);
722
723   // Now that we have a place to insert the conditional branch, create a place
724   // to branch to: this is the exit block out of the loop that we should
725   // short-circuit to.
726
727   // Split this block now, so that the loop maintains its exit block, and so
728   // that the jump from the preheader can execute the contents of the exit block
729   // without actually branching to it (the exit block should be dominated by the
730   // loop header, not the preheader).
731   assert(!L->contains(ExitBlock) && "Exit block is in the loop?");
732   BasicBlock *NewExit = SplitBlock(ExitBlock, ExitBlock->begin(), this);
733
734   // Okay, now we have a position to branch from and a position to branch to,
735   // insert the new conditional branch.
736   EmitPreheaderBranchOnCondition(Cond, Val, NewExit, NewPH,
737                                  loopPreheader->getTerminator());
738   LPM->deleteSimpleAnalysisValue(loopPreheader->getTerminator(), L);
739   loopPreheader->getTerminator()->eraseFromParent();
740
741   // We need to reprocess this loop, it could be unswitched again.
742   redoLoop = true;
743
744   // Now that we know that the loop is never entered when this condition is a
745   // particular value, rewrite the loop with this info.  We know that this will
746   // at least eliminate the old branch.
747   RewriteLoopBodyWithConditionConstant(L, Cond, Val, false);
748   ++NumTrivial;
749 }
750
751 /// SplitExitEdges - Split all of the edges from inside the loop to their exit
752 /// blocks.  Update the appropriate Phi nodes as we do so.
753 void LoopUnswitch::SplitExitEdges(Loop *L,
754                                const SmallVectorImpl<BasicBlock *> &ExitBlocks){
755
756   for (unsigned i = 0, e = ExitBlocks.size(); i != e; ++i) {
757     BasicBlock *ExitBlock = ExitBlocks[i];
758     SmallVector<BasicBlock *, 4> Preds(pred_begin(ExitBlock),
759                                        pred_end(ExitBlock));
760
761     // Although SplitBlockPredecessors doesn't preserve loop-simplify in
762     // general, if we call it on all predecessors of all exits then it does.
763     if (!ExitBlock->isLandingPad()) {
764       SplitBlockPredecessors(ExitBlock, Preds, ".us-lcssa", this);
765     } else {
766       SmallVector<BasicBlock*, 2> NewBBs;
767       SplitLandingPadPredecessors(ExitBlock, Preds, ".us-lcssa", ".us-lcssa",
768                                   this, NewBBs);
769     }
770   }
771 }
772
773 /// UnswitchNontrivialCondition - We determined that the loop is profitable
774 /// to unswitch when LIC equal Val.  Split it into loop versions and test the
775 /// condition outside of either loop.  Return the loops created as Out1/Out2.
776 void LoopUnswitch::UnswitchNontrivialCondition(Value *LIC, Constant *Val,
777                                                Loop *L) {
778   Function *F = loopHeader->getParent();
779   DEBUG(dbgs() << "loop-unswitch: Unswitching loop %"
780         << loopHeader->getName() << " [" << L->getBlocks().size()
781         << " blocks] in Function " << F->getName()
782         << " when '" << *Val << "' == " << *LIC << "\n");
783
784   if (ScalarEvolution *SE = getAnalysisIfAvailable<ScalarEvolution>())
785     SE->forgetLoop(L);
786
787   LoopBlocks.clear();
788   NewBlocks.clear();
789
790   // First step, split the preheader and exit blocks, and add these blocks to
791   // the LoopBlocks list.
792   BasicBlock *NewPreheader = SplitEdge(loopPreheader, loopHeader, this);
793   LoopBlocks.push_back(NewPreheader);
794
795   // We want the loop to come after the preheader, but before the exit blocks.
796   LoopBlocks.insert(LoopBlocks.end(), L->block_begin(), L->block_end());
797
798   SmallVector<BasicBlock*, 8> ExitBlocks;
799   L->getUniqueExitBlocks(ExitBlocks);
800
801   // Split all of the edges from inside the loop to their exit blocks.  Update
802   // the appropriate Phi nodes as we do so.
803   SplitExitEdges(L, ExitBlocks);
804
805   // The exit blocks may have been changed due to edge splitting, recompute.
806   ExitBlocks.clear();
807   L->getUniqueExitBlocks(ExitBlocks);
808
809   // Add exit blocks to the loop blocks.
810   LoopBlocks.insert(LoopBlocks.end(), ExitBlocks.begin(), ExitBlocks.end());
811
812   // Next step, clone all of the basic blocks that make up the loop (including
813   // the loop preheader and exit blocks), keeping track of the mapping between
814   // the instructions and blocks.
815   NewBlocks.reserve(LoopBlocks.size());
816   ValueToValueMapTy VMap;
817   for (unsigned i = 0, e = LoopBlocks.size(); i != e; ++i) {
818     BasicBlock *NewBB = CloneBasicBlock(LoopBlocks[i], VMap, ".us", F);
819
820     NewBlocks.push_back(NewBB);
821     VMap[LoopBlocks[i]] = NewBB;  // Keep the BB mapping.
822     LPM->cloneBasicBlockSimpleAnalysis(LoopBlocks[i], NewBB, L);
823   }
824
825   // Splice the newly inserted blocks into the function right before the
826   // original preheader.
827   F->getBasicBlockList().splice(NewPreheader, F->getBasicBlockList(),
828                                 NewBlocks[0], F->end());
829
830   // Now we create the new Loop object for the versioned loop.
831   Loop *NewLoop = CloneLoop(L, L->getParentLoop(), VMap, LI, LPM);
832
833   // Recalculate unswitching quota, inherit simplified switches info for NewBB,
834   // Probably clone more loop-unswitch related loop properties.
835   BranchesInfo.cloneData(NewLoop, L, VMap);
836
837   Loop *ParentLoop = L->getParentLoop();
838   if (ParentLoop) {
839     // Make sure to add the cloned preheader and exit blocks to the parent loop
840     // as well.
841     ParentLoop->addBasicBlockToLoop(NewBlocks[0], LI->getBase());
842   }
843
844   for (unsigned i = 0, e = ExitBlocks.size(); i != e; ++i) {
845     BasicBlock *NewExit = cast<BasicBlock>(VMap[ExitBlocks[i]]);
846     // The new exit block should be in the same loop as the old one.
847     if (Loop *ExitBBLoop = LI->getLoopFor(ExitBlocks[i]))
848       ExitBBLoop->addBasicBlockToLoop(NewExit, LI->getBase());
849
850     assert(NewExit->getTerminator()->getNumSuccessors() == 1 &&
851            "Exit block should have been split to have one successor!");
852     BasicBlock *ExitSucc = NewExit->getTerminator()->getSuccessor(0);
853
854     // If the successor of the exit block had PHI nodes, add an entry for
855     // NewExit.
856     for (BasicBlock::iterator I = ExitSucc->begin();
857          PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(I); ++I) {
858       Value *V = PN->getIncomingValueForBlock(ExitBlocks[i]);
859       ValueToValueMapTy::iterator It = VMap.find(V);
860       if (It != VMap.end()) V = It->second;
861       PN->addIncoming(V, NewExit);
862     }
863
864     if (LandingPadInst *LPad = NewExit->getLandingPadInst()) {
865       PHINode *PN = PHINode::Create(LPad->getType(), 0, "",
866                                     ExitSucc->getFirstInsertionPt());
867
868       for (pred_iterator I = pred_begin(ExitSucc), E = pred_end(ExitSucc);
869            I != E; ++I) {
870         BasicBlock *BB = *I;
871         LandingPadInst *LPI = BB->getLandingPadInst();
872         LPI->replaceAllUsesWith(PN);
873         PN->addIncoming(LPI, BB);
874       }
875     }
876   }
877
878   // Rewrite the code to refer to itself.
879   for (unsigned i = 0, e = NewBlocks.size(); i != e; ++i)
880     for (BasicBlock::iterator I = NewBlocks[i]->begin(),
881            E = NewBlocks[i]->end(); I != E; ++I)
882       RemapInstruction(I, VMap,RF_NoModuleLevelChanges|RF_IgnoreMissingEntries);
883
884   // Rewrite the original preheader to select between versions of the loop.
885   BranchInst *OldBR = cast<BranchInst>(loopPreheader->getTerminator());
886   assert(OldBR->isUnconditional() && OldBR->getSuccessor(0) == LoopBlocks[0] &&
887          "Preheader splitting did not work correctly!");
888
889   // Emit the new branch that selects between the two versions of this loop.
890   EmitPreheaderBranchOnCondition(LIC, Val, NewBlocks[0], LoopBlocks[0], OldBR);
891   LPM->deleteSimpleAnalysisValue(OldBR, L);
892   OldBR->eraseFromParent();
893
894   LoopProcessWorklist.push_back(NewLoop);
895   redoLoop = true;
896
897   // Keep a WeakVH holding onto LIC.  If the first call to RewriteLoopBody
898   // deletes the instruction (for example by simplifying a PHI that feeds into
899   // the condition that we're unswitching on), we don't rewrite the second
900   // iteration.
901   WeakVH LICHandle(LIC);
902
903   // Now we rewrite the original code to know that the condition is true and the
904   // new code to know that the condition is false.
905   RewriteLoopBodyWithConditionConstant(L, LIC, Val, false);
906
907   // It's possible that simplifying one loop could cause the other to be
908   // changed to another value or a constant.  If its a constant, don't simplify
909   // it.
910   if (!LoopProcessWorklist.empty() && LoopProcessWorklist.back() == NewLoop &&
911       LICHandle && !isa<Constant>(LICHandle))
912     RewriteLoopBodyWithConditionConstant(NewLoop, LICHandle, Val, true);
913 }
914
915 /// RemoveFromWorklist - Remove all instances of I from the worklist vector
916 /// specified.
917 static void RemoveFromWorklist(Instruction *I,
918                                std::vector<Instruction*> &Worklist) {
919
920   Worklist.erase(std::remove(Worklist.begin(), Worklist.end(), I),
921                  Worklist.end());
922 }
923
924 /// ReplaceUsesOfWith - When we find that I really equals V, remove I from the
925 /// program, replacing all uses with V and update the worklist.
926 static void ReplaceUsesOfWith(Instruction *I, Value *V,
927                               std::vector<Instruction*> &Worklist,
928                               Loop *L, LPPassManager *LPM) {
929   DEBUG(dbgs() << "Replace with '" << *V << "': " << *I);
930
931   // Add uses to the worklist, which may be dead now.
932   for (unsigned i = 0, e = I->getNumOperands(); i != e; ++i)
933     if (Instruction *Use = dyn_cast<Instruction>(I->getOperand(i)))
934       Worklist.push_back(Use);
935
936   // Add users to the worklist which may be simplified now.
937   for (Value::use_iterator UI = I->use_begin(), E = I->use_end();
938        UI != E; ++UI)
939     Worklist.push_back(cast<Instruction>(*UI));
940   LPM->deleteSimpleAnalysisValue(I, L);
941   RemoveFromWorklist(I, Worklist);
942   I->replaceAllUsesWith(V);
943   I->eraseFromParent();
944   ++NumSimplify;
945 }
946
947 /// RemoveLoopFromHierarchy - We have discovered that the specified loop has
948 /// become unwrapped, either because the backedge was deleted, or because the
949 /// edge into the header was removed.  If the edge into the header from the
950 /// latch block was removed, the loop is unwrapped but subloops are still alive,
951 /// so they just reparent loops.  If the loops are actually dead, they will be
952 /// removed later.
953 void LoopUnswitch::RemoveLoopFromHierarchy(Loop *L) {
954   LPM->deleteLoopFromQueue(L);
955   RemoveLoopFromWorklist(L);
956 }
957
958 // RewriteLoopBodyWithConditionConstant - We know either that the value LIC has
959 // the value specified by Val in the specified loop, or we know it does NOT have
960 // that value.  Rewrite any uses of LIC or of properties correlated to it.
961 void LoopUnswitch::RewriteLoopBodyWithConditionConstant(Loop *L, Value *LIC,
962                                                         Constant *Val,
963                                                         bool IsEqual) {
964   assert(!isa<Constant>(LIC) && "Why are we unswitching on a constant?");
965
966   // FIXME: Support correlated properties, like:
967   //  for (...)
968   //    if (li1 < li2)
969   //      ...
970   //    if (li1 > li2)
971   //      ...
972
973   // FOLD boolean conditions (X|LIC), (X&LIC).  Fold conditional branches,
974   // selects, switches.
975   std::vector<Instruction*> Worklist;
976   LLVMContext &Context = Val->getContext();
977
978   // If we know that LIC == Val, or that LIC == NotVal, just replace uses of LIC
979   // in the loop with the appropriate one directly.
980   if (IsEqual || (isa<ConstantInt>(Val) &&
981       Val->getType()->isIntegerTy(1))) {
982     Value *Replacement;
983     if (IsEqual)
984       Replacement = Val;
985     else
986       Replacement = ConstantInt::get(Type::getInt1Ty(Val->getContext()),
987                                      !cast<ConstantInt>(Val)->getZExtValue());
988
989     for (Value::use_iterator UI = LIC->use_begin(), E = LIC->use_end();
990          UI != E; ++UI) {
991       Instruction *U = dyn_cast<Instruction>(*UI);
992       if (!U || !L->contains(U))
993         continue;
994       Worklist.push_back(U);
995     }
996
997     for (std::vector<Instruction*>::iterator UI = Worklist.begin(),
998          UE = Worklist.end(); UI != UE; ++UI)
999       (*UI)->replaceUsesOfWith(LIC, Replacement);
1000
1001     SimplifyCode(Worklist, L);
1002     return;
1003   }
1004
1005   // Otherwise, we don't know the precise value of LIC, but we do know that it
1006   // is certainly NOT "Val".  As such, simplify any uses in the loop that we
1007   // can.  This case occurs when we unswitch switch statements.
1008   for (Value::use_iterator UI = LIC->use_begin(), E = LIC->use_end();
1009        UI != E; ++UI) {
1010     Instruction *U = dyn_cast<Instruction>(*UI);
1011     if (!U || !L->contains(U))
1012       continue;
1013
1014     Worklist.push_back(U);
1015
1016     // TODO: We could do other simplifications, for example, turning
1017     // 'icmp eq LIC, Val' -> false.
1018
1019     // If we know that LIC is not Val, use this info to simplify code.
1020     SwitchInst *SI = dyn_cast<SwitchInst>(U);
1021     if (SI == 0 || !isa<ConstantInt>(Val)) continue;
1022
1023     SwitchInst::CaseIt DeadCase = SI->findCaseValue(cast<ConstantInt>(Val));
1024     // Default case is live for multiple values.
1025     if (DeadCase == SI->case_default()) continue;
1026
1027     // Found a dead case value.  Don't remove PHI nodes in the
1028     // successor if they become single-entry, those PHI nodes may
1029     // be in the Users list.
1030
1031     BasicBlock *Switch = SI->getParent();
1032     BasicBlock *SISucc = DeadCase.getCaseSuccessor();
1033     BasicBlock *Latch = L->getLoopLatch();
1034
1035     BranchesInfo.setUnswitched(SI, Val);
1036
1037     if (!SI->findCaseDest(SISucc)) continue;  // Edge is critical.
1038     // If the DeadCase successor dominates the loop latch, then the
1039     // transformation isn't safe since it will delete the sole predecessor edge
1040     // to the latch.
1041     if (Latch && DT->dominates(SISucc, Latch))
1042       continue;
1043
1044     // FIXME: This is a hack.  We need to keep the successor around
1045     // and hooked up so as to preserve the loop structure, because
1046     // trying to update it is complicated.  So instead we preserve the
1047     // loop structure and put the block on a dead code path.
1048     SplitEdge(Switch, SISucc, this);
1049     // Compute the successors instead of relying on the return value
1050     // of SplitEdge, since it may have split the switch successor
1051     // after PHI nodes.
1052     BasicBlock *NewSISucc = DeadCase.getCaseSuccessor();
1053     BasicBlock *OldSISucc = *succ_begin(NewSISucc);
1054     // Create an "unreachable" destination.
1055     BasicBlock *Abort = BasicBlock::Create(Context, "us-unreachable",
1056                                            Switch->getParent(),
1057                                            OldSISucc);
1058     new UnreachableInst(Context, Abort);
1059     // Force the new case destination to branch to the "unreachable"
1060     // block while maintaining a (dead) CFG edge to the old block.
1061     NewSISucc->getTerminator()->eraseFromParent();
1062     BranchInst::Create(Abort, OldSISucc,
1063                        ConstantInt::getTrue(Context), NewSISucc);
1064     // Release the PHI operands for this edge.
1065     for (BasicBlock::iterator II = NewSISucc->begin();
1066          PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(II); ++II)
1067       PN->setIncomingValue(PN->getBasicBlockIndex(Switch),
1068                            UndefValue::get(PN->getType()));
1069     // Tell the domtree about the new block. We don't fully update the
1070     // domtree here -- instead we force it to do a full recomputation
1071     // after the pass is complete -- but we do need to inform it of
1072     // new blocks.
1073     if (DT)
1074       DT->addNewBlock(Abort, NewSISucc);
1075   }
1076
1077   SimplifyCode(Worklist, L);
1078 }
1079
1080 /// SimplifyCode - Okay, now that we have simplified some instructions in the
1081 /// loop, walk over it and constant prop, dce, and fold control flow where
1082 /// possible.  Note that this is effectively a very simple loop-structure-aware
1083 /// optimizer.  During processing of this loop, L could very well be deleted, so
1084 /// it must not be used.
1085 ///
1086 /// FIXME: When the loop optimizer is more mature, separate this out to a new
1087 /// pass.
1088 ///
1089 void LoopUnswitch::SimplifyCode(std::vector<Instruction*> &Worklist, Loop *L) {
1090   while (!Worklist.empty()) {
1091     Instruction *I = Worklist.back();
1092     Worklist.pop_back();
1093
1094     // Simple DCE.
1095     if (isInstructionTriviallyDead(I)) {
1096       DEBUG(dbgs() << "Remove dead instruction '" << *I);
1097
1098       // Add uses to the worklist, which may be dead now.
1099       for (unsigned i = 0, e = I->getNumOperands(); i != e; ++i)
1100         if (Instruction *Use = dyn_cast<Instruction>(I->getOperand(i)))
1101           Worklist.push_back(Use);
1102       LPM->deleteSimpleAnalysisValue(I, L);
1103       RemoveFromWorklist(I, Worklist);
1104       I->eraseFromParent();
1105       ++NumSimplify;
1106       continue;
1107     }
1108
1109     // See if instruction simplification can hack this up.  This is common for
1110     // things like "select false, X, Y" after unswitching made the condition be
1111     // 'false'.  TODO: update the domtree properly so we can pass it here.
1112     if (Value *V = SimplifyInstruction(I))
1113       if (LI->replacementPreservesLCSSAForm(I, V)) {
1114         ReplaceUsesOfWith(I, V, Worklist, L, LPM);
1115         continue;
1116       }
1117
1118     // Special case hacks that appear commonly in unswitched code.
1119     if (BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(I)) {
1120       if (BI->isUnconditional()) {
1121         // If BI's parent is the only pred of the successor, fold the two blocks
1122         // together.
1123         BasicBlock *Pred = BI->getParent();
1124         BasicBlock *Succ = BI->getSuccessor(0);
1125         BasicBlock *SinglePred = Succ->getSinglePredecessor();
1126         if (!SinglePred) continue;  // Nothing to do.
1127         assert(SinglePred == Pred && "CFG broken");
1128
1129         DEBUG(dbgs() << "Merging blocks: " << Pred->getName() << " <- "
1130               << Succ->getName() << "\n");
1131
1132         // Resolve any single entry PHI nodes in Succ.
1133         while (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(Succ->begin()))
1134           ReplaceUsesOfWith(PN, PN->getIncomingValue(0), Worklist, L, LPM);
1135
1136         // If Succ has any successors with PHI nodes, update them to have
1137         // entries coming from Pred instead of Succ.
1138         Succ->replaceAllUsesWith(Pred);
1139
1140         // Move all of the successor contents from Succ to Pred.
1141         Pred->getInstList().splice(BI, Succ->getInstList(), Succ->begin(),
1142                                    Succ->end());
1143         LPM->deleteSimpleAnalysisValue(BI, L);
1144         BI->eraseFromParent();
1145         RemoveFromWorklist(BI, Worklist);
1146
1147         // Remove Succ from the loop tree.
1148         LI->removeBlock(Succ);
1149         LPM->deleteSimpleAnalysisValue(Succ, L);
1150         Succ->eraseFromParent();
1151         ++NumSimplify;
1152         continue;
1153       }
1154
1155       continue;
1156     }
1157   }
1158 }