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[oota-llvm.git] / lib / Transforms / Utils / BasicBlockUtils.cpp
1 //===-- BasicBlockUtils.cpp - BasicBlock Utilities -------------------------==//
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 family of functions perform manipulations on basic blocks, and
11 // instructions contained within basic blocks.
12 //
13 //===----------------------------------------------------------------------===//
14
15 #include "llvm/Transforms/Utils/BasicBlockUtils.h"
16 #include "llvm/Analysis/AliasAnalysis.h"
17 #include "llvm/Analysis/CFG.h"
18 #include "llvm/Analysis/LoopInfo.h"
19 #include "llvm/Analysis/MemoryDependenceAnalysis.h"
20 #include "llvm/IR/Constant.h"
21 #include "llvm/IR/DataLayout.h"
22 #include "llvm/IR/Dominators.h"
23 #include "llvm/IR/Function.h"
24 #include "llvm/IR/Instructions.h"
25 #include "llvm/IR/IntrinsicInst.h"
26 #include "llvm/IR/Type.h"
27 #include "llvm/IR/ValueHandle.h"
28 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
29 #include "llvm/Transforms/Scalar.h"
30 #include "llvm/Transforms/Utils/Local.h"
31 #include <algorithm>
32 using namespace llvm;
33
34 /// DeleteDeadBlock - Delete the specified block, which must have no
35 /// predecessors.
36 void llvm::DeleteDeadBlock(BasicBlock *BB) {
37   assert((pred_begin(BB) == pred_end(BB) ||
38          // Can delete self loop.
39          BB->getSinglePredecessor() == BB) && "Block is not dead!");
40   TerminatorInst *BBTerm = BB->getTerminator();
41
42   // Loop through all of our successors and make sure they know that one
43   // of their predecessors is going away.
44   for (unsigned i = 0, e = BBTerm->getNumSuccessors(); i != e; ++i)
45     BBTerm->getSuccessor(i)->removePredecessor(BB);
46
47   // Zap all the instructions in the block.
48   while (!BB->empty()) {
49     Instruction &I = BB->back();
50     // If this instruction is used, replace uses with an arbitrary value.
51     // Because control flow can't get here, we don't care what we replace the
52     // value with.  Note that since this block is unreachable, and all values
53     // contained within it must dominate their uses, that all uses will
54     // eventually be removed (they are themselves dead).
55     if (!I.use_empty())
56       I.replaceAllUsesWith(UndefValue::get(I.getType()));
57     BB->getInstList().pop_back();
58   }
59
60   // Zap the block!
61   BB->eraseFromParent();
62 }
63
64 /// FoldSingleEntryPHINodes - We know that BB has one predecessor.  If there are
65 /// any single-entry PHI nodes in it, fold them away.  This handles the case
66 /// when all entries to the PHI nodes in a block are guaranteed equal, such as
67 /// when the block has exactly one predecessor.
68 void llvm::FoldSingleEntryPHINodes(BasicBlock *BB, Pass *P) {
69   if (!isa<PHINode>(BB->begin())) return;
70
71   AliasAnalysis *AA = nullptr;
72   MemoryDependenceAnalysis *MemDep = nullptr;
73   if (P) {
74     AA = P->getAnalysisIfAvailable<AliasAnalysis>();
75     MemDep = P->getAnalysisIfAvailable<MemoryDependenceAnalysis>();
76   }
77
78   while (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(BB->begin())) {
79     if (PN->getIncomingValue(0) != PN)
80       PN->replaceAllUsesWith(PN->getIncomingValue(0));
81     else
82       PN->replaceAllUsesWith(UndefValue::get(PN->getType()));
83
84     if (MemDep)
85       MemDep->removeInstruction(PN);  // Memdep updates AA itself.
86     else if (AA && isa<PointerType>(PN->getType()))
87       AA->deleteValue(PN);
88
89     PN->eraseFromParent();
90   }
91 }
92
93
94 /// DeleteDeadPHIs - Examine each PHI in the given block and delete it if it
95 /// is dead. Also recursively delete any operands that become dead as
96 /// a result. This includes tracing the def-use list from the PHI to see if
97 /// it is ultimately unused or if it reaches an unused cycle.
98 bool llvm::DeleteDeadPHIs(BasicBlock *BB, const TargetLibraryInfo *TLI) {
99   // Recursively deleting a PHI may cause multiple PHIs to be deleted
100   // or RAUW'd undef, so use an array of WeakVH for the PHIs to delete.
101   SmallVector<WeakVH, 8> PHIs;
102   for (BasicBlock::iterator I = BB->begin();
103        PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(I); ++I)
104     PHIs.push_back(PN);
105
106   bool Changed = false;
107   for (unsigned i = 0, e = PHIs.size(); i != e; ++i)
108     if (PHINode *PN = dyn_cast_or_null<PHINode>(PHIs[i].operator Value*()))
109       Changed |= RecursivelyDeleteDeadPHINode(PN, TLI);
110
111   return Changed;
112 }
113
114 /// MergeBlockIntoPredecessor - Attempts to merge a block into its predecessor,
115 /// if possible.  The return value indicates success or failure.
116 bool llvm::MergeBlockIntoPredecessor(BasicBlock *BB, Pass *P) {
117   // Don't merge away blocks who have their address taken.
118   if (BB->hasAddressTaken()) return false;
119
120   // Can't merge if there are multiple predecessors, or no predecessors.
121   BasicBlock *PredBB = BB->getUniquePredecessor();
122   if (!PredBB) return false;
123
124   // Don't break self-loops.
125   if (PredBB == BB) return false;
126   // Don't break invokes.
127   if (isa<InvokeInst>(PredBB->getTerminator())) return false;
128
129   succ_iterator SI(succ_begin(PredBB)), SE(succ_end(PredBB));
130   BasicBlock *OnlySucc = BB;
131   for (; SI != SE; ++SI)
132     if (*SI != OnlySucc) {
133       OnlySucc = nullptr;     // There are multiple distinct successors!
134       break;
135     }
136
137   // Can't merge if there are multiple successors.
138   if (!OnlySucc) return false;
139
140   // Can't merge if there is PHI loop.
141   for (BasicBlock::iterator BI = BB->begin(), BE = BB->end(); BI != BE; ++BI) {
142     if (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(BI)) {
143       for (unsigned i = 0, e = PN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i)
144         if (PN->getIncomingValue(i) == PN)
145           return false;
146     } else
147       break;
148   }
149
150   // Begin by getting rid of unneeded PHIs.
151   if (isa<PHINode>(BB->front()))
152     FoldSingleEntryPHINodes(BB, P);
153
154   // Delete the unconditional branch from the predecessor...
155   PredBB->getInstList().pop_back();
156
157   // Make all PHI nodes that referred to BB now refer to Pred as their
158   // source...
159   BB->replaceAllUsesWith(PredBB);
160
161   // Move all definitions in the successor to the predecessor...
162   PredBB->getInstList().splice(PredBB->end(), BB->getInstList());
163
164   // Inherit predecessors name if it exists.
165   if (!PredBB->hasName())
166     PredBB->takeName(BB);
167
168   // Finally, erase the old block and update dominator info.
169   if (P) {
170     if (DominatorTreeWrapperPass *DTWP =
171             P->getAnalysisIfAvailable<DominatorTreeWrapperPass>()) {
172       DominatorTree &DT = DTWP->getDomTree();
173       if (DomTreeNode *DTN = DT.getNode(BB)) {
174         DomTreeNode *PredDTN = DT.getNode(PredBB);
175         SmallVector<DomTreeNode*, 8> Children(DTN->begin(), DTN->end());
176         for (SmallVectorImpl<DomTreeNode *>::iterator DI = Children.begin(),
177              DE = Children.end(); DI != DE; ++DI)
178           DT.changeImmediateDominator(*DI, PredDTN);
179
180         DT.eraseNode(BB);
181       }
182
183       if (LoopInfo *LI = P->getAnalysisIfAvailable<LoopInfo>())
184         LI->removeBlock(BB);
185
186       if (MemoryDependenceAnalysis *MD =
187             P->getAnalysisIfAvailable<MemoryDependenceAnalysis>())
188         MD->invalidateCachedPredecessors();
189     }
190   }
191
192   BB->eraseFromParent();
193   return true;
194 }
195
196 /// ReplaceInstWithValue - Replace all uses of an instruction (specified by BI)
197 /// with a value, then remove and delete the original instruction.
198 ///
199 void llvm::ReplaceInstWithValue(BasicBlock::InstListType &BIL,
200                                 BasicBlock::iterator &BI, Value *V) {
201   Instruction &I = *BI;
202   // Replaces all of the uses of the instruction with uses of the value
203   I.replaceAllUsesWith(V);
204
205   // Make sure to propagate a name if there is one already.
206   if (I.hasName() && !V->hasName())
207     V->takeName(&I);
208
209   // Delete the unnecessary instruction now...
210   BI = BIL.erase(BI);
211 }
212
213
214 /// ReplaceInstWithInst - Replace the instruction specified by BI with the
215 /// instruction specified by I.  The original instruction is deleted and BI is
216 /// updated to point to the new instruction.
217 ///
218 void llvm::ReplaceInstWithInst(BasicBlock::InstListType &BIL,
219                                BasicBlock::iterator &BI, Instruction *I) {
220   assert(I->getParent() == 0 &&
221          "ReplaceInstWithInst: Instruction already inserted into basic block!");
222
223   // Insert the new instruction into the basic block...
224   BasicBlock::iterator New = BIL.insert(BI, I);
225
226   // Replace all uses of the old instruction, and delete it.
227   ReplaceInstWithValue(BIL, BI, I);
228
229   // Move BI back to point to the newly inserted instruction
230   BI = New;
231 }
232
233 /// ReplaceInstWithInst - Replace the instruction specified by From with the
234 /// instruction specified by To.
235 ///
236 void llvm::ReplaceInstWithInst(Instruction *From, Instruction *To) {
237   BasicBlock::iterator BI(From);
238   ReplaceInstWithInst(From->getParent()->getInstList(), BI, To);
239 }
240
241 /// SplitEdge -  Split the edge connecting specified block. Pass P must
242 /// not be NULL.
243 BasicBlock *llvm::SplitEdge(BasicBlock *BB, BasicBlock *Succ, Pass *P) {
244   unsigned SuccNum = GetSuccessorNumber(BB, Succ);
245
246   // If this is a critical edge, let SplitCriticalEdge do it.
247   TerminatorInst *LatchTerm = BB->getTerminator();
248   if (SplitCriticalEdge(LatchTerm, SuccNum, P))
249     return LatchTerm->getSuccessor(SuccNum);
250
251   // If the edge isn't critical, then BB has a single successor or Succ has a
252   // single pred.  Split the block.
253   if (BasicBlock *SP = Succ->getSinglePredecessor()) {
254     // If the successor only has a single pred, split the top of the successor
255     // block.
256     assert(SP == BB && "CFG broken");
257     SP = nullptr;
258     return SplitBlock(Succ, Succ->begin(), P);
259   }
260
261   // Otherwise, if BB has a single successor, split it at the bottom of the
262   // block.
263   assert(BB->getTerminator()->getNumSuccessors() == 1 &&
264          "Should have a single succ!");
265   return SplitBlock(BB, BB->getTerminator(), P);
266 }
267
268 /// SplitBlock - Split the specified block at the specified instruction - every
269 /// thing before SplitPt stays in Old and everything starting with SplitPt moves
270 /// to a new block.  The two blocks are joined by an unconditional branch and
271 /// the loop info is updated.
272 ///
273 BasicBlock *llvm::SplitBlock(BasicBlock *Old, Instruction *SplitPt, Pass *P) {
274   BasicBlock::iterator SplitIt = SplitPt;
275   while (isa<PHINode>(SplitIt) || isa<LandingPadInst>(SplitIt))
276     ++SplitIt;
277   BasicBlock *New = Old->splitBasicBlock(SplitIt, Old->getName()+".split");
278
279   // The new block lives in whichever loop the old one did. This preserves
280   // LCSSA as well, because we force the split point to be after any PHI nodes.
281   if (LoopInfo *LI = P->getAnalysisIfAvailable<LoopInfo>())
282     if (Loop *L = LI->getLoopFor(Old))
283       L->addBasicBlockToLoop(New, LI->getBase());
284
285   if (DominatorTreeWrapperPass *DTWP =
286           P->getAnalysisIfAvailable<DominatorTreeWrapperPass>()) {
287     DominatorTree &DT = DTWP->getDomTree();
288     // Old dominates New. New node dominates all other nodes dominated by Old.
289     if (DomTreeNode *OldNode = DT.getNode(Old)) {
290       std::vector<DomTreeNode *> Children;
291       for (DomTreeNode::iterator I = OldNode->begin(), E = OldNode->end();
292            I != E; ++I)
293         Children.push_back(*I);
294
295       DomTreeNode *NewNode = DT.addNewBlock(New, Old);
296       for (std::vector<DomTreeNode *>::iterator I = Children.begin(),
297              E = Children.end(); I != E; ++I)
298         DT.changeImmediateDominator(*I, NewNode);
299     }
300   }
301
302   return New;
303 }
304
305 /// UpdateAnalysisInformation - Update DominatorTree, LoopInfo, and LCCSA
306 /// analysis information.
307 static void UpdateAnalysisInformation(BasicBlock *OldBB, BasicBlock *NewBB,
308                                       ArrayRef<BasicBlock *> Preds,
309                                       Pass *P, bool &HasLoopExit) {
310   if (!P) return;
311
312   LoopInfo *LI = P->getAnalysisIfAvailable<LoopInfo>();
313   Loop *L = LI ? LI->getLoopFor(OldBB) : nullptr;
314
315   // If we need to preserve loop analyses, collect some information about how
316   // this split will affect loops.
317   bool IsLoopEntry = !!L;
318   bool SplitMakesNewLoopHeader = false;
319   if (LI) {
320     bool PreserveLCSSA = P->mustPreserveAnalysisID(LCSSAID);
321     for (ArrayRef<BasicBlock*>::iterator
322            i = Preds.begin(), e = Preds.end(); i != e; ++i) {
323       BasicBlock *Pred = *i;
324
325       // If we need to preserve LCSSA, determine if any of the preds is a loop
326       // exit.
327       if (PreserveLCSSA)
328         if (Loop *PL = LI->getLoopFor(Pred))
329           if (!PL->contains(OldBB))
330             HasLoopExit = true;
331
332       // If we need to preserve LoopInfo, note whether any of the preds crosses
333       // an interesting loop boundary.
334       if (!L) continue;
335       if (L->contains(Pred))
336         IsLoopEntry = false;
337       else
338         SplitMakesNewLoopHeader = true;
339     }
340   }
341
342   // Update dominator tree if available.
343   if (DominatorTreeWrapperPass *DTWP =
344           P->getAnalysisIfAvailable<DominatorTreeWrapperPass>())
345     DTWP->getDomTree().splitBlock(NewBB);
346
347   if (!L) return;
348
349   if (IsLoopEntry) {
350     // Add the new block to the nearest enclosing loop (and not an adjacent
351     // loop). To find this, examine each of the predecessors and determine which
352     // loops enclose them, and select the most-nested loop which contains the
353     // loop containing the block being split.
354     Loop *InnermostPredLoop = nullptr;
355     for (ArrayRef<BasicBlock*>::iterator
356            i = Preds.begin(), e = Preds.end(); i != e; ++i) {
357       BasicBlock *Pred = *i;
358       if (Loop *PredLoop = LI->getLoopFor(Pred)) {
359         // Seek a loop which actually contains the block being split (to avoid
360         // adjacent loops).
361         while (PredLoop && !PredLoop->contains(OldBB))
362           PredLoop = PredLoop->getParentLoop();
363
364         // Select the most-nested of these loops which contains the block.
365         if (PredLoop && PredLoop->contains(OldBB) &&
366             (!InnermostPredLoop ||
367              InnermostPredLoop->getLoopDepth() < PredLoop->getLoopDepth()))
368           InnermostPredLoop = PredLoop;
369       }
370     }
371
372     if (InnermostPredLoop)
373       InnermostPredLoop->addBasicBlockToLoop(NewBB, LI->getBase());
374   } else {
375     L->addBasicBlockToLoop(NewBB, LI->getBase());
376     if (SplitMakesNewLoopHeader)
377       L->moveToHeader(NewBB);
378   }
379 }
380
381 /// UpdatePHINodes - Update the PHI nodes in OrigBB to include the values coming
382 /// from NewBB. This also updates AliasAnalysis, if available.
383 static void UpdatePHINodes(BasicBlock *OrigBB, BasicBlock *NewBB,
384                            ArrayRef<BasicBlock*> Preds, BranchInst *BI,
385                            Pass *P, bool HasLoopExit) {
386   // Otherwise, create a new PHI node in NewBB for each PHI node in OrigBB.
387   AliasAnalysis *AA = P ? P->getAnalysisIfAvailable<AliasAnalysis>() : nullptr;
388   for (BasicBlock::iterator I = OrigBB->begin(); isa<PHINode>(I); ) {
389     PHINode *PN = cast<PHINode>(I++);
390
391     // Check to see if all of the values coming in are the same.  If so, we
392     // don't need to create a new PHI node, unless it's needed for LCSSA.
393     Value *InVal = nullptr;
394     if (!HasLoopExit) {
395       InVal = PN->getIncomingValueForBlock(Preds[0]);
396       for (unsigned i = 1, e = Preds.size(); i != e; ++i)
397         if (InVal != PN->getIncomingValueForBlock(Preds[i])) {
398           InVal = nullptr;
399           break;
400         }
401     }
402
403     if (InVal) {
404       // If all incoming values for the new PHI would be the same, just don't
405       // make a new PHI.  Instead, just remove the incoming values from the old
406       // PHI.
407       for (unsigned i = 0, e = Preds.size(); i != e; ++i) {
408         // Explicitly check the BB index here to handle duplicates in Preds.
409         int Idx = PN->getBasicBlockIndex(Preds[i]);
410         if (Idx >= 0)
411           PN->removeIncomingValue(Idx, false);
412       }
413     } else {
414       // If the values coming into the block are not the same, we need a PHI.
415       // Create the new PHI node, insert it into NewBB at the end of the block
416       PHINode *NewPHI =
417         PHINode::Create(PN->getType(), Preds.size(), PN->getName() + ".ph", BI);
418       if (AA) AA->copyValue(PN, NewPHI);
419
420       // Move all of the PHI values for 'Preds' to the new PHI.
421       for (unsigned i = 0, e = Preds.size(); i != e; ++i) {
422         Value *V = PN->removeIncomingValue(Preds[i], false);
423         NewPHI->addIncoming(V, Preds[i]);
424       }
425
426       InVal = NewPHI;
427     }
428
429     // Add an incoming value to the PHI node in the loop for the preheader
430     // edge.
431     PN->addIncoming(InVal, NewBB);
432   }
433 }
434
435 /// SplitBlockPredecessors - This method transforms BB by introducing a new
436 /// basic block into the function, and moving some of the predecessors of BB to
437 /// be predecessors of the new block.  The new predecessors are indicated by the
438 /// Preds array, which has NumPreds elements in it.  The new block is given a
439 /// suffix of 'Suffix'.
440 ///
441 /// This currently updates the LLVM IR, AliasAnalysis, DominatorTree,
442 /// LoopInfo, and LCCSA but no other analyses. In particular, it does not
443 /// preserve LoopSimplify (because it's complicated to handle the case where one
444 /// of the edges being split is an exit of a loop with other exits).
445 ///
446 BasicBlock *llvm::SplitBlockPredecessors(BasicBlock *BB,
447                                          ArrayRef<BasicBlock*> Preds,
448                                          const char *Suffix, Pass *P) {
449   // Create new basic block, insert right before the original block.
450   BasicBlock *NewBB = BasicBlock::Create(BB->getContext(), BB->getName()+Suffix,
451                                          BB->getParent(), BB);
452
453   // The new block unconditionally branches to the old block.
454   BranchInst *BI = BranchInst::Create(BB, NewBB);
455
456   // Move the edges from Preds to point to NewBB instead of BB.
457   for (unsigned i = 0, e = Preds.size(); i != e; ++i) {
458     // This is slightly more strict than necessary; the minimum requirement
459     // is that there be no more than one indirectbr branching to BB. And
460     // all BlockAddress uses would need to be updated.
461     assert(!isa<IndirectBrInst>(Preds[i]->getTerminator()) &&
462            "Cannot split an edge from an IndirectBrInst");
463     Preds[i]->getTerminator()->replaceUsesOfWith(BB, NewBB);
464   }
465
466   // Insert a new PHI node into NewBB for every PHI node in BB and that new PHI
467   // node becomes an incoming value for BB's phi node.  However, if the Preds
468   // list is empty, we need to insert dummy entries into the PHI nodes in BB to
469   // account for the newly created predecessor.
470   if (Preds.size() == 0) {
471     // Insert dummy values as the incoming value.
472     for (BasicBlock::iterator I = BB->begin(); isa<PHINode>(I); ++I)
473       cast<PHINode>(I)->addIncoming(UndefValue::get(I->getType()), NewBB);
474     return NewBB;
475   }
476
477   // Update DominatorTree, LoopInfo, and LCCSA analysis information.
478   bool HasLoopExit = false;
479   UpdateAnalysisInformation(BB, NewBB, Preds, P, HasLoopExit);
480
481   // Update the PHI nodes in BB with the values coming from NewBB.
482   UpdatePHINodes(BB, NewBB, Preds, BI, P, HasLoopExit);
483   return NewBB;
484 }
485
486 /// SplitLandingPadPredecessors - This method transforms the landing pad,
487 /// OrigBB, by introducing two new basic blocks into the function. One of those
488 /// new basic blocks gets the predecessors listed in Preds. The other basic
489 /// block gets the remaining predecessors of OrigBB. The landingpad instruction
490 /// OrigBB is clone into both of the new basic blocks. The new blocks are given
491 /// the suffixes 'Suffix1' and 'Suffix2', and are returned in the NewBBs vector.
492 ///
493 /// This currently updates the LLVM IR, AliasAnalysis, DominatorTree,
494 /// DominanceFrontier, LoopInfo, and LCCSA but no other analyses. In particular,
495 /// it does not preserve LoopSimplify (because it's complicated to handle the
496 /// case where one of the edges being split is an exit of a loop with other
497 /// exits).
498 ///
499 void llvm::SplitLandingPadPredecessors(BasicBlock *OrigBB,
500                                        ArrayRef<BasicBlock*> Preds,
501                                        const char *Suffix1, const char *Suffix2,
502                                        Pass *P,
503                                        SmallVectorImpl<BasicBlock*> &NewBBs) {
504   assert(OrigBB->isLandingPad() && "Trying to split a non-landing pad!");
505
506   // Create a new basic block for OrigBB's predecessors listed in Preds. Insert
507   // it right before the original block.
508   BasicBlock *NewBB1 = BasicBlock::Create(OrigBB->getContext(),
509                                           OrigBB->getName() + Suffix1,
510                                           OrigBB->getParent(), OrigBB);
511   NewBBs.push_back(NewBB1);
512
513   // The new block unconditionally branches to the old block.
514   BranchInst *BI1 = BranchInst::Create(OrigBB, NewBB1);
515
516   // Move the edges from Preds to point to NewBB1 instead of OrigBB.
517   for (unsigned i = 0, e = Preds.size(); i != e; ++i) {
518     // This is slightly more strict than necessary; the minimum requirement
519     // is that there be no more than one indirectbr branching to BB. And
520     // all BlockAddress uses would need to be updated.
521     assert(!isa<IndirectBrInst>(Preds[i]->getTerminator()) &&
522            "Cannot split an edge from an IndirectBrInst");
523     Preds[i]->getTerminator()->replaceUsesOfWith(OrigBB, NewBB1);
524   }
525
526   // Update DominatorTree, LoopInfo, and LCCSA analysis information.
527   bool HasLoopExit = false;
528   UpdateAnalysisInformation(OrigBB, NewBB1, Preds, P, HasLoopExit);
529
530   // Update the PHI nodes in OrigBB with the values coming from NewBB1.
531   UpdatePHINodes(OrigBB, NewBB1, Preds, BI1, P, HasLoopExit);
532
533   // Move the remaining edges from OrigBB to point to NewBB2.
534   SmallVector<BasicBlock*, 8> NewBB2Preds;
535   for (pred_iterator i = pred_begin(OrigBB), e = pred_end(OrigBB);
536        i != e; ) {
537     BasicBlock *Pred = *i++;
538     if (Pred == NewBB1) continue;
539     assert(!isa<IndirectBrInst>(Pred->getTerminator()) &&
540            "Cannot split an edge from an IndirectBrInst");
541     NewBB2Preds.push_back(Pred);
542     e = pred_end(OrigBB);
543   }
544
545   BasicBlock *NewBB2 = nullptr;
546   if (!NewBB2Preds.empty()) {
547     // Create another basic block for the rest of OrigBB's predecessors.
548     NewBB2 = BasicBlock::Create(OrigBB->getContext(),
549                                 OrigBB->getName() + Suffix2,
550                                 OrigBB->getParent(), OrigBB);
551     NewBBs.push_back(NewBB2);
552
553     // The new block unconditionally branches to the old block.
554     BranchInst *BI2 = BranchInst::Create(OrigBB, NewBB2);
555
556     // Move the remaining edges from OrigBB to point to NewBB2.
557     for (SmallVectorImpl<BasicBlock*>::iterator
558            i = NewBB2Preds.begin(), e = NewBB2Preds.end(); i != e; ++i)
559       (*i)->getTerminator()->replaceUsesOfWith(OrigBB, NewBB2);
560
561     // Update DominatorTree, LoopInfo, and LCCSA analysis information.
562     HasLoopExit = false;
563     UpdateAnalysisInformation(OrigBB, NewBB2, NewBB2Preds, P, HasLoopExit);
564
565     // Update the PHI nodes in OrigBB with the values coming from NewBB2.
566     UpdatePHINodes(OrigBB, NewBB2, NewBB2Preds, BI2, P, HasLoopExit);
567   }
568
569   LandingPadInst *LPad = OrigBB->getLandingPadInst();
570   Instruction *Clone1 = LPad->clone();
571   Clone1->setName(Twine("lpad") + Suffix1);
572   NewBB1->getInstList().insert(NewBB1->getFirstInsertionPt(), Clone1);
573
574   if (NewBB2) {
575     Instruction *Clone2 = LPad->clone();
576     Clone2->setName(Twine("lpad") + Suffix2);
577     NewBB2->getInstList().insert(NewBB2->getFirstInsertionPt(), Clone2);
578
579     // Create a PHI node for the two cloned landingpad instructions.
580     PHINode *PN = PHINode::Create(LPad->getType(), 2, "lpad.phi", LPad);
581     PN->addIncoming(Clone1, NewBB1);
582     PN->addIncoming(Clone2, NewBB2);
583     LPad->replaceAllUsesWith(PN);
584     LPad->eraseFromParent();
585   } else {
586     // There is no second clone. Just replace the landing pad with the first
587     // clone.
588     LPad->replaceAllUsesWith(Clone1);
589     LPad->eraseFromParent();
590   }
591 }
592
593 /// FoldReturnIntoUncondBranch - This method duplicates the specified return
594 /// instruction into a predecessor which ends in an unconditional branch. If
595 /// the return instruction returns a value defined by a PHI, propagate the
596 /// right value into the return. It returns the new return instruction in the
597 /// predecessor.
598 ReturnInst *llvm::FoldReturnIntoUncondBranch(ReturnInst *RI, BasicBlock *BB,
599                                              BasicBlock *Pred) {
600   Instruction *UncondBranch = Pred->getTerminator();
601   // Clone the return and add it to the end of the predecessor.
602   Instruction *NewRet = RI->clone();
603   Pred->getInstList().push_back(NewRet);
604
605   // If the return instruction returns a value, and if the value was a
606   // PHI node in "BB", propagate the right value into the return.
607   for (User::op_iterator i = NewRet->op_begin(), e = NewRet->op_end();
608        i != e; ++i) {
609     Value *V = *i;
610     Instruction *NewBC = nullptr;
611     if (BitCastInst *BCI = dyn_cast<BitCastInst>(V)) {
612       // Return value might be bitcasted. Clone and insert it before the
613       // return instruction.
614       V = BCI->getOperand(0);
615       NewBC = BCI->clone();
616       Pred->getInstList().insert(NewRet, NewBC);
617       *i = NewBC;
618     }
619     if (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(V)) {
620       if (PN->getParent() == BB) {
621         if (NewBC)
622           NewBC->setOperand(0, PN->getIncomingValueForBlock(Pred));
623         else
624           *i = PN->getIncomingValueForBlock(Pred);
625       }
626     }
627   }
628
629   // Update any PHI nodes in the returning block to realize that we no
630   // longer branch to them.
631   BB->removePredecessor(Pred);
632   UncondBranch->eraseFromParent();
633   return cast<ReturnInst>(NewRet);
634 }
635
636 /// SplitBlockAndInsertIfThen - Split the containing block at the
637 /// specified instruction - everything before and including SplitBefore stays
638 /// in the old basic block, and everything after SplitBefore is moved to a
639 /// new block. The two blocks are connected by a conditional branch
640 /// (with value of Cmp being the condition).
641 /// Before:
642 ///   Head
643 ///   SplitBefore
644 ///   Tail
645 /// After:
646 ///   Head
647 ///   if (Cond)
648 ///     ThenBlock
649 ///   SplitBefore
650 ///   Tail
651 ///
652 /// If Unreachable is true, then ThenBlock ends with
653 /// UnreachableInst, otherwise it branches to Tail.
654 /// Returns the NewBasicBlock's terminator.
655
656 TerminatorInst *llvm::SplitBlockAndInsertIfThen(Value *Cond,
657                                                 Instruction *SplitBefore,
658                                                 bool Unreachable,
659                                                 MDNode *BranchWeights) {
660   BasicBlock *Head = SplitBefore->getParent();
661   BasicBlock *Tail = Head->splitBasicBlock(SplitBefore);
662   TerminatorInst *HeadOldTerm = Head->getTerminator();
663   LLVMContext &C = Head->getContext();
664   BasicBlock *ThenBlock = BasicBlock::Create(C, "", Head->getParent(), Tail);
665   TerminatorInst *CheckTerm;
666   if (Unreachable)
667     CheckTerm = new UnreachableInst(C, ThenBlock);
668   else
669     CheckTerm = BranchInst::Create(Tail, ThenBlock);
670   CheckTerm->setDebugLoc(SplitBefore->getDebugLoc());
671   BranchInst *HeadNewTerm =
672     BranchInst::Create(/*ifTrue*/ThenBlock, /*ifFalse*/Tail, Cond);
673   HeadNewTerm->setDebugLoc(SplitBefore->getDebugLoc());
674   HeadNewTerm->setMetadata(LLVMContext::MD_prof, BranchWeights);
675   ReplaceInstWithInst(HeadOldTerm, HeadNewTerm);
676   return CheckTerm;
677 }
678
679 /// SplitBlockAndInsertIfThenElse is similar to SplitBlockAndInsertIfThen,
680 /// but also creates the ElseBlock.
681 /// Before:
682 ///   Head
683 ///   SplitBefore
684 ///   Tail
685 /// After:
686 ///   Head
687 ///   if (Cond)
688 ///     ThenBlock
689 ///   else
690 ///     ElseBlock
691 ///   SplitBefore
692 ///   Tail
693 void llvm::SplitBlockAndInsertIfThenElse(Value *Cond, Instruction *SplitBefore,
694                                          TerminatorInst **ThenTerm,
695                                          TerminatorInst **ElseTerm,
696                                          MDNode *BranchWeights) {
697   BasicBlock *Head = SplitBefore->getParent();
698   BasicBlock *Tail = Head->splitBasicBlock(SplitBefore);
699   TerminatorInst *HeadOldTerm = Head->getTerminator();
700   LLVMContext &C = Head->getContext();
701   BasicBlock *ThenBlock = BasicBlock::Create(C, "", Head->getParent(), Tail);
702   BasicBlock *ElseBlock = BasicBlock::Create(C, "", Head->getParent(), Tail);
703   *ThenTerm = BranchInst::Create(Tail, ThenBlock);
704   (*ThenTerm)->setDebugLoc(SplitBefore->getDebugLoc());
705   *ElseTerm = BranchInst::Create(Tail, ElseBlock);
706   (*ElseTerm)->setDebugLoc(SplitBefore->getDebugLoc());
707   BranchInst *HeadNewTerm =
708     BranchInst::Create(/*ifTrue*/ThenBlock, /*ifFalse*/ElseBlock, Cond);
709   HeadNewTerm->setDebugLoc(SplitBefore->getDebugLoc());
710   HeadNewTerm->setMetadata(LLVMContext::MD_prof, BranchWeights);
711   ReplaceInstWithInst(HeadOldTerm, HeadNewTerm);
712 }
713
714
715 /// GetIfCondition - Given a basic block (BB) with two predecessors,
716 /// check to see if the merge at this block is due
717 /// to an "if condition".  If so, return the boolean condition that determines
718 /// which entry into BB will be taken.  Also, return by references the block
719 /// that will be entered from if the condition is true, and the block that will
720 /// be entered if the condition is false.
721 ///
722 /// This does no checking to see if the true/false blocks have large or unsavory
723 /// instructions in them.
724 Value *llvm::GetIfCondition(BasicBlock *BB, BasicBlock *&IfTrue,
725                              BasicBlock *&IfFalse) {
726   PHINode *SomePHI = dyn_cast<PHINode>(BB->begin());
727   BasicBlock *Pred1 = nullptr;
728   BasicBlock *Pred2 = nullptr;
729
730   if (SomePHI) {
731     if (SomePHI->getNumIncomingValues() != 2)
732       return nullptr;
733     Pred1 = SomePHI->getIncomingBlock(0);
734     Pred2 = SomePHI->getIncomingBlock(1);
735   } else {
736     pred_iterator PI = pred_begin(BB), PE = pred_end(BB);
737     if (PI == PE) // No predecessor
738       return nullptr;
739     Pred1 = *PI++;
740     if (PI == PE) // Only one predecessor
741       return nullptr;
742     Pred2 = *PI++;
743     if (PI != PE) // More than two predecessors
744       return nullptr;
745   }
746
747   // We can only handle branches.  Other control flow will be lowered to
748   // branches if possible anyway.
749   BranchInst *Pred1Br = dyn_cast<BranchInst>(Pred1->getTerminator());
750   BranchInst *Pred2Br = dyn_cast<BranchInst>(Pred2->getTerminator());
751   if (!Pred1Br || !Pred2Br)
752     return nullptr;
753
754   // Eliminate code duplication by ensuring that Pred1Br is conditional if
755   // either are.
756   if (Pred2Br->isConditional()) {
757     // If both branches are conditional, we don't have an "if statement".  In
758     // reality, we could transform this case, but since the condition will be
759     // required anyway, we stand no chance of eliminating it, so the xform is
760     // probably not profitable.
761     if (Pred1Br->isConditional())
762       return nullptr;
763
764     std::swap(Pred1, Pred2);
765     std::swap(Pred1Br, Pred2Br);
766   }
767
768   if (Pred1Br->isConditional()) {
769     // The only thing we have to watch out for here is to make sure that Pred2
770     // doesn't have incoming edges from other blocks.  If it does, the condition
771     // doesn't dominate BB.
772     if (!Pred2->getSinglePredecessor())
773       return nullptr;
774
775     // If we found a conditional branch predecessor, make sure that it branches
776     // to BB and Pred2Br.  If it doesn't, this isn't an "if statement".
777     if (Pred1Br->getSuccessor(0) == BB &&
778         Pred1Br->getSuccessor(1) == Pred2) {
779       IfTrue = Pred1;
780       IfFalse = Pred2;
781     } else if (Pred1Br->getSuccessor(0) == Pred2 &&
782                Pred1Br->getSuccessor(1) == BB) {
783       IfTrue = Pred2;
784       IfFalse = Pred1;
785     } else {
786       // We know that one arm of the conditional goes to BB, so the other must
787       // go somewhere unrelated, and this must not be an "if statement".
788       return nullptr;
789     }
790
791     return Pred1Br->getCondition();
792   }
793
794   // Ok, if we got here, both predecessors end with an unconditional branch to
795   // BB.  Don't panic!  If both blocks only have a single (identical)
796   // predecessor, and THAT is a conditional branch, then we're all ok!
797   BasicBlock *CommonPred = Pred1->getSinglePredecessor();
798   if (CommonPred == nullptr || CommonPred != Pred2->getSinglePredecessor())
799     return nullptr;
800
801   // Otherwise, if this is a conditional branch, then we can use it!
802   BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(CommonPred->getTerminator());
803   if (!BI) return nullptr;
804
805   assert(BI->isConditional() && "Two successors but not conditional?");
806   if (BI->getSuccessor(0) == Pred1) {
807     IfTrue = Pred1;
808     IfFalse = Pred2;
809   } else {
810     IfTrue = Pred2;
811     IfFalse = Pred1;
812   }
813   return BI->getCondition();
814 }