llvm::SwitchInst
[oota-llvm.git] / lib / Transforms / Utils / Local.cpp
1 //===-- Local.cpp - Functions to perform local transformations ------------===//
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 various local transformations to the
11 // program.
12 //
13 //===----------------------------------------------------------------------===//
14
15 #include "llvm/Transforms/Utils/Local.h"
16 #include "llvm/Constants.h"
17 #include "llvm/GlobalAlias.h"
18 #include "llvm/GlobalVariable.h"
19 #include "llvm/DerivedTypes.h"
20 #include "llvm/Instructions.h"
21 #include "llvm/Intrinsics.h"
22 #include "llvm/IntrinsicInst.h"
23 #include "llvm/Metadata.h"
24 #include "llvm/Operator.h"
25 #include "llvm/ADT/DenseMap.h"
26 #include "llvm/ADT/SmallPtrSet.h"
27 #include "llvm/Analysis/DebugInfo.h"
28 #include "llvm/Analysis/DIBuilder.h"
29 #include "llvm/Analysis/Dominators.h"
30 #include "llvm/Analysis/InstructionSimplify.h"
31 #include "llvm/Analysis/MemoryBuiltins.h"
32 #include "llvm/Analysis/ProfileInfo.h"
33 #include "llvm/Analysis/ValueTracking.h"
34 #include "llvm/Target/TargetData.h"
35 #include "llvm/Support/CFG.h"
36 #include "llvm/Support/Debug.h"
37 #include "llvm/Support/GetElementPtrTypeIterator.h"
38 #include "llvm/Support/IRBuilder.h"
39 #include "llvm/Support/MathExtras.h"
40 #include "llvm/Support/ValueHandle.h"
41 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
42 using namespace llvm;
43
44 //===----------------------------------------------------------------------===//
45 //  Local constant propagation.
46 //
47
48 /// ConstantFoldTerminator - If a terminator instruction is predicated on a
49 /// constant value, convert it into an unconditional branch to the constant
50 /// destination.  This is a nontrivial operation because the successors of this
51 /// basic block must have their PHI nodes updated.
52 /// Also calls RecursivelyDeleteTriviallyDeadInstructions() on any branch/switch
53 /// conditions and indirectbr addresses this might make dead if
54 /// DeleteDeadConditions is true.
55 bool llvm::ConstantFoldTerminator(BasicBlock *BB, bool DeleteDeadConditions) {
56   TerminatorInst *T = BB->getTerminator();
57   IRBuilder<> Builder(T);
58
59   // Branch - See if we are conditional jumping on constant
60   if (BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(T)) {
61     if (BI->isUnconditional()) return false;  // Can't optimize uncond branch
62     BasicBlock *Dest1 = BI->getSuccessor(0);
63     BasicBlock *Dest2 = BI->getSuccessor(1);
64
65     if (ConstantInt *Cond = dyn_cast<ConstantInt>(BI->getCondition())) {
66       // Are we branching on constant?
67       // YES.  Change to unconditional branch...
68       BasicBlock *Destination = Cond->getZExtValue() ? Dest1 : Dest2;
69       BasicBlock *OldDest     = Cond->getZExtValue() ? Dest2 : Dest1;
70
71       //cerr << "Function: " << T->getParent()->getParent()
72       //     << "\nRemoving branch from " << T->getParent()
73       //     << "\n\nTo: " << OldDest << endl;
74
75       // Let the basic block know that we are letting go of it.  Based on this,
76       // it will adjust it's PHI nodes.
77       OldDest->removePredecessor(BB);
78
79       // Replace the conditional branch with an unconditional one.
80       Builder.CreateBr(Destination);
81       BI->eraseFromParent();
82       return true;
83     }
84     
85     if (Dest2 == Dest1) {       // Conditional branch to same location?
86       // This branch matches something like this:
87       //     br bool %cond, label %Dest, label %Dest
88       // and changes it into:  br label %Dest
89
90       // Let the basic block know that we are letting go of one copy of it.
91       assert(BI->getParent() && "Terminator not inserted in block!");
92       Dest1->removePredecessor(BI->getParent());
93
94       // Replace the conditional branch with an unconditional one.
95       Builder.CreateBr(Dest1);
96       Value *Cond = BI->getCondition();
97       BI->eraseFromParent();
98       if (DeleteDeadConditions)
99         RecursivelyDeleteTriviallyDeadInstructions(Cond);
100       return true;
101     }
102     return false;
103   }
104   
105   if (SwitchInst *SI = dyn_cast<SwitchInst>(T)) {
106     // If we are switching on a constant, we can convert the switch into a
107     // single branch instruction!
108     ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(SI->getCondition());
109     BasicBlock *TheOnlyDest = SI->getDefaultDest();
110     BasicBlock *DefaultDest = TheOnlyDest;
111
112     // Figure out which case it goes to.
113     for (SwitchInst::CaseIt i = SI->case_begin(), e = SI->case_end();
114          i != e; ++i) {
115       // Found case matching a constant operand?
116       if (i.getCaseValue() == CI) {
117         TheOnlyDest = i.getCaseSuccessor();
118         break;
119       }
120
121       // Check to see if this branch is going to the same place as the default
122       // dest.  If so, eliminate it as an explicit compare.
123       if (i.getCaseSuccessor() == DefaultDest) {
124         // Remove this entry.
125         DefaultDest->removePredecessor(SI->getParent());
126         SI->removeCase(i);
127         --i; --e;
128         continue;
129       }
130
131       // Otherwise, check to see if the switch only branches to one destination.
132       // We do this by reseting "TheOnlyDest" to null when we find two non-equal
133       // destinations.
134       if (i.getCaseSuccessor() != TheOnlyDest) TheOnlyDest = 0;
135     }
136
137     if (CI && !TheOnlyDest) {
138       // Branching on a constant, but not any of the cases, go to the default
139       // successor.
140       TheOnlyDest = SI->getDefaultDest();
141     }
142
143     // If we found a single destination that we can fold the switch into, do so
144     // now.
145     if (TheOnlyDest) {
146       // Insert the new branch.
147       Builder.CreateBr(TheOnlyDest);
148       BasicBlock *BB = SI->getParent();
149
150       // Remove entries from PHI nodes which we no longer branch to...
151       for (unsigned i = 0, e = SI->getNumSuccessors(); i != e; ++i) {
152         // Found case matching a constant operand?
153         BasicBlock *Succ = SI->getSuccessor(i);
154         if (Succ == TheOnlyDest)
155           TheOnlyDest = 0;  // Don't modify the first branch to TheOnlyDest
156         else
157           Succ->removePredecessor(BB);
158       }
159
160       // Delete the old switch.
161       Value *Cond = SI->getCondition();
162       SI->eraseFromParent();
163       if (DeleteDeadConditions)
164         RecursivelyDeleteTriviallyDeadInstructions(Cond);
165       return true;
166     }
167     
168     if (SI->getNumCases() == 1) {
169       // Otherwise, we can fold this switch into a conditional branch
170       // instruction if it has only one non-default destination.
171       SwitchInst::CaseIt FirstCase = SI->case_begin();
172       Value *Cond = Builder.CreateICmpEQ(SI->getCondition(),
173           FirstCase.getCaseValue(), "cond");
174
175       // Insert the new branch.
176       Builder.CreateCondBr(Cond, FirstCase.getCaseSuccessor(),
177                            SI->getDefaultDest());
178
179       // Delete the old switch.
180       SI->eraseFromParent();
181       return true;
182     }
183     return false;
184   }
185
186   if (IndirectBrInst *IBI = dyn_cast<IndirectBrInst>(T)) {
187     // indirectbr blockaddress(@F, @BB) -> br label @BB
188     if (BlockAddress *BA =
189           dyn_cast<BlockAddress>(IBI->getAddress()->stripPointerCasts())) {
190       BasicBlock *TheOnlyDest = BA->getBasicBlock();
191       // Insert the new branch.
192       Builder.CreateBr(TheOnlyDest);
193       
194       for (unsigned i = 0, e = IBI->getNumDestinations(); i != e; ++i) {
195         if (IBI->getDestination(i) == TheOnlyDest)
196           TheOnlyDest = 0;
197         else
198           IBI->getDestination(i)->removePredecessor(IBI->getParent());
199       }
200       Value *Address = IBI->getAddress();
201       IBI->eraseFromParent();
202       if (DeleteDeadConditions)
203         RecursivelyDeleteTriviallyDeadInstructions(Address);
204       
205       // If we didn't find our destination in the IBI successor list, then we
206       // have undefined behavior.  Replace the unconditional branch with an
207       // 'unreachable' instruction.
208       if (TheOnlyDest) {
209         BB->getTerminator()->eraseFromParent();
210         new UnreachableInst(BB->getContext(), BB);
211       }
212       
213       return true;
214     }
215   }
216   
217   return false;
218 }
219
220
221 //===----------------------------------------------------------------------===//
222 //  Local dead code elimination.
223 //
224
225 /// isInstructionTriviallyDead - Return true if the result produced by the
226 /// instruction is not used, and the instruction has no side effects.
227 ///
228 bool llvm::isInstructionTriviallyDead(Instruction *I) {
229   if (!I->use_empty() || isa<TerminatorInst>(I)) return false;
230
231   // We don't want the landingpad instruction removed by anything this general.
232   if (isa<LandingPadInst>(I))
233     return false;
234
235   // We don't want debug info removed by anything this general, unless
236   // debug info is empty.
237   if (DbgDeclareInst *DDI = dyn_cast<DbgDeclareInst>(I)) {
238     if (DDI->getAddress())
239       return false;
240     return true;
241   }
242   if (DbgValueInst *DVI = dyn_cast<DbgValueInst>(I)) {
243     if (DVI->getValue())
244       return false;
245     return true;
246   }
247
248   if (!I->mayHaveSideEffects()) return true;
249
250   // Special case intrinsics that "may have side effects" but can be deleted
251   // when dead.
252   if (IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(I)) {
253     // Safe to delete llvm.stacksave if dead.
254     if (II->getIntrinsicID() == Intrinsic::stacksave)
255       return true;
256
257     // Lifetime intrinsics are dead when their right-hand is undef.
258     if (II->getIntrinsicID() == Intrinsic::lifetime_start ||
259         II->getIntrinsicID() == Intrinsic::lifetime_end)
260       return isa<UndefValue>(II->getArgOperand(1));
261   }
262
263   if (extractMallocCall(I)) return true;
264
265   if (CallInst *CI = isFreeCall(I))
266     if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(CI->getArgOperand(0)))
267       return C->isNullValue() || isa<UndefValue>(C);
268
269   return false;
270 }
271
272 /// RecursivelyDeleteTriviallyDeadInstructions - If the specified value is a
273 /// trivially dead instruction, delete it.  If that makes any of its operands
274 /// trivially dead, delete them too, recursively.  Return true if any
275 /// instructions were deleted.
276 bool llvm::RecursivelyDeleteTriviallyDeadInstructions(Value *V) {
277   Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V);
278   if (!I || !I->use_empty() || !isInstructionTriviallyDead(I))
279     return false;
280   
281   SmallVector<Instruction*, 16> DeadInsts;
282   DeadInsts.push_back(I);
283   
284   do {
285     I = DeadInsts.pop_back_val();
286
287     // Null out all of the instruction's operands to see if any operand becomes
288     // dead as we go.
289     for (unsigned i = 0, e = I->getNumOperands(); i != e; ++i) {
290       Value *OpV = I->getOperand(i);
291       I->setOperand(i, 0);
292       
293       if (!OpV->use_empty()) continue;
294     
295       // If the operand is an instruction that became dead as we nulled out the
296       // operand, and if it is 'trivially' dead, delete it in a future loop
297       // iteration.
298       if (Instruction *OpI = dyn_cast<Instruction>(OpV))
299         if (isInstructionTriviallyDead(OpI))
300           DeadInsts.push_back(OpI);
301     }
302     
303     I->eraseFromParent();
304   } while (!DeadInsts.empty());
305
306   return true;
307 }
308
309 /// areAllUsesEqual - Check whether the uses of a value are all the same.
310 /// This is similar to Instruction::hasOneUse() except this will also return
311 /// true when there are no uses or multiple uses that all refer to the same
312 /// value.
313 static bool areAllUsesEqual(Instruction *I) {
314   Value::use_iterator UI = I->use_begin();
315   Value::use_iterator UE = I->use_end();
316   if (UI == UE)
317     return true;
318
319   User *TheUse = *UI;
320   for (++UI; UI != UE; ++UI) {
321     if (*UI != TheUse)
322       return false;
323   }
324   return true;
325 }
326
327 /// RecursivelyDeleteDeadPHINode - If the specified value is an effectively
328 /// dead PHI node, due to being a def-use chain of single-use nodes that
329 /// either forms a cycle or is terminated by a trivially dead instruction,
330 /// delete it.  If that makes any of its operands trivially dead, delete them
331 /// too, recursively.  Return true if a change was made.
332 bool llvm::RecursivelyDeleteDeadPHINode(PHINode *PN) {
333   SmallPtrSet<Instruction*, 4> Visited;
334   for (Instruction *I = PN; areAllUsesEqual(I) && !I->mayHaveSideEffects();
335        I = cast<Instruction>(*I->use_begin())) {
336     if (I->use_empty())
337       return RecursivelyDeleteTriviallyDeadInstructions(I);
338
339     // If we find an instruction more than once, we're on a cycle that
340     // won't prove fruitful.
341     if (!Visited.insert(I)) {
342       // Break the cycle and delete the instruction and its operands.
343       I->replaceAllUsesWith(UndefValue::get(I->getType()));
344       (void)RecursivelyDeleteTriviallyDeadInstructions(I);
345       return true;
346     }
347   }
348   return false;
349 }
350
351 /// SimplifyInstructionsInBlock - Scan the specified basic block and try to
352 /// simplify any instructions in it and recursively delete dead instructions.
353 ///
354 /// This returns true if it changed the code, note that it can delete
355 /// instructions in other blocks as well in this block.
356 bool llvm::SimplifyInstructionsInBlock(BasicBlock *BB, const TargetData *TD) {
357   bool MadeChange = false;
358   for (BasicBlock::iterator BI = BB->begin(), E = BB->end(); BI != E; ) {
359     Instruction *Inst = BI++;
360     
361     if (Value *V = SimplifyInstruction(Inst, TD)) {
362       WeakVH BIHandle(BI);
363       ReplaceAndSimplifyAllUses(Inst, V, TD);
364       MadeChange = true;
365       if (BIHandle != BI)
366         BI = BB->begin();
367       continue;
368     }
369
370     if (Inst->isTerminator())
371       break;
372
373     WeakVH BIHandle(BI);
374     MadeChange |= RecursivelyDeleteTriviallyDeadInstructions(Inst);
375     if (BIHandle != BI)
376       BI = BB->begin();
377   }
378   return MadeChange;
379 }
380
381 //===----------------------------------------------------------------------===//
382 //  Control Flow Graph Restructuring.
383 //
384
385
386 /// RemovePredecessorAndSimplify - Like BasicBlock::removePredecessor, this
387 /// method is called when we're about to delete Pred as a predecessor of BB.  If
388 /// BB contains any PHI nodes, this drops the entries in the PHI nodes for Pred.
389 ///
390 /// Unlike the removePredecessor method, this attempts to simplify uses of PHI
391 /// nodes that collapse into identity values.  For example, if we have:
392 ///   x = phi(1, 0, 0, 0)
393 ///   y = and x, z
394 ///
395 /// .. and delete the predecessor corresponding to the '1', this will attempt to
396 /// recursively fold the and to 0.
397 void llvm::RemovePredecessorAndSimplify(BasicBlock *BB, BasicBlock *Pred,
398                                         TargetData *TD) {
399   // This only adjusts blocks with PHI nodes.
400   if (!isa<PHINode>(BB->begin()))
401     return;
402   
403   // Remove the entries for Pred from the PHI nodes in BB, but do not simplify
404   // them down.  This will leave us with single entry phi nodes and other phis
405   // that can be removed.
406   BB->removePredecessor(Pred, true);
407   
408   WeakVH PhiIt = &BB->front();
409   while (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(PhiIt)) {
410     PhiIt = &*++BasicBlock::iterator(cast<Instruction>(PhiIt));
411
412     Value *PNV = SimplifyInstruction(PN, TD);
413     if (PNV == 0) continue;
414
415     // If we're able to simplify the phi to a single value, substitute the new
416     // value into all of its uses.
417     assert(PNV != PN && "SimplifyInstruction broken!");
418     
419     Value *OldPhiIt = PhiIt;
420     ReplaceAndSimplifyAllUses(PN, PNV, TD);
421     
422     // If recursive simplification ended up deleting the next PHI node we would
423     // iterate to, then our iterator is invalid, restart scanning from the top
424     // of the block.
425     if (PhiIt != OldPhiIt) PhiIt = &BB->front();
426   }
427 }
428
429
430 /// MergeBasicBlockIntoOnlyPred - DestBB is a block with one predecessor and its
431 /// predecessor is known to have one successor (DestBB!).  Eliminate the edge
432 /// between them, moving the instructions in the predecessor into DestBB and
433 /// deleting the predecessor block.
434 ///
435 void llvm::MergeBasicBlockIntoOnlyPred(BasicBlock *DestBB, Pass *P) {
436   // If BB has single-entry PHI nodes, fold them.
437   while (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(DestBB->begin())) {
438     Value *NewVal = PN->getIncomingValue(0);
439     // Replace self referencing PHI with undef, it must be dead.
440     if (NewVal == PN) NewVal = UndefValue::get(PN->getType());
441     PN->replaceAllUsesWith(NewVal);
442     PN->eraseFromParent();
443   }
444   
445   BasicBlock *PredBB = DestBB->getSinglePredecessor();
446   assert(PredBB && "Block doesn't have a single predecessor!");
447   
448   // Zap anything that took the address of DestBB.  Not doing this will give the
449   // address an invalid value.
450   if (DestBB->hasAddressTaken()) {
451     BlockAddress *BA = BlockAddress::get(DestBB);
452     Constant *Replacement =
453       ConstantInt::get(llvm::Type::getInt32Ty(BA->getContext()), 1);
454     BA->replaceAllUsesWith(ConstantExpr::getIntToPtr(Replacement,
455                                                      BA->getType()));
456     BA->destroyConstant();
457   }
458   
459   // Anything that branched to PredBB now branches to DestBB.
460   PredBB->replaceAllUsesWith(DestBB);
461   
462   // Splice all the instructions from PredBB to DestBB.
463   PredBB->getTerminator()->eraseFromParent();
464   DestBB->getInstList().splice(DestBB->begin(), PredBB->getInstList());
465
466   if (P) {
467     DominatorTree *DT = P->getAnalysisIfAvailable<DominatorTree>();
468     if (DT) {
469       BasicBlock *PredBBIDom = DT->getNode(PredBB)->getIDom()->getBlock();
470       DT->changeImmediateDominator(DestBB, PredBBIDom);
471       DT->eraseNode(PredBB);
472     }
473     ProfileInfo *PI = P->getAnalysisIfAvailable<ProfileInfo>();
474     if (PI) {
475       PI->replaceAllUses(PredBB, DestBB);
476       PI->removeEdge(ProfileInfo::getEdge(PredBB, DestBB));
477     }
478   }
479   // Nuke BB.
480   PredBB->eraseFromParent();
481 }
482
483 /// CanPropagatePredecessorsForPHIs - Return true if we can fold BB, an
484 /// almost-empty BB ending in an unconditional branch to Succ, into succ.
485 ///
486 /// Assumption: Succ is the single successor for BB.
487 ///
488 static bool CanPropagatePredecessorsForPHIs(BasicBlock *BB, BasicBlock *Succ) {
489   assert(*succ_begin(BB) == Succ && "Succ is not successor of BB!");
490
491   DEBUG(dbgs() << "Looking to fold " << BB->getName() << " into " 
492         << Succ->getName() << "\n");
493   // Shortcut, if there is only a single predecessor it must be BB and merging
494   // is always safe
495   if (Succ->getSinglePredecessor()) return true;
496
497   // Make a list of the predecessors of BB
498   SmallPtrSet<BasicBlock*, 16> BBPreds(pred_begin(BB), pred_end(BB));
499
500   // Look at all the phi nodes in Succ, to see if they present a conflict when
501   // merging these blocks
502   for (BasicBlock::iterator I = Succ->begin(); isa<PHINode>(I); ++I) {
503     PHINode *PN = cast<PHINode>(I);
504
505     // If the incoming value from BB is again a PHINode in
506     // BB which has the same incoming value for *PI as PN does, we can
507     // merge the phi nodes and then the blocks can still be merged
508     PHINode *BBPN = dyn_cast<PHINode>(PN->getIncomingValueForBlock(BB));
509     if (BBPN && BBPN->getParent() == BB) {
510       for (unsigned PI = 0, PE = PN->getNumIncomingValues(); PI != PE; ++PI) {
511         BasicBlock *IBB = PN->getIncomingBlock(PI);
512         if (BBPreds.count(IBB) &&
513             BBPN->getIncomingValueForBlock(IBB) != PN->getIncomingValue(PI)) {
514           DEBUG(dbgs() << "Can't fold, phi node " << PN->getName() << " in " 
515                 << Succ->getName() << " is conflicting with " 
516                 << BBPN->getName() << " with regard to common predecessor "
517                 << IBB->getName() << "\n");
518           return false;
519         }
520       }
521     } else {
522       Value* Val = PN->getIncomingValueForBlock(BB);
523       for (unsigned PI = 0, PE = PN->getNumIncomingValues(); PI != PE; ++PI) {
524         // See if the incoming value for the common predecessor is equal to the
525         // one for BB, in which case this phi node will not prevent the merging
526         // of the block.
527         BasicBlock *IBB = PN->getIncomingBlock(PI);
528         if (BBPreds.count(IBB) && Val != PN->getIncomingValue(PI)) {
529           DEBUG(dbgs() << "Can't fold, phi node " << PN->getName() << " in " 
530                 << Succ->getName() << " is conflicting with regard to common "
531                 << "predecessor " << IBB->getName() << "\n");
532           return false;
533         }
534       }
535     }
536   }
537
538   return true;
539 }
540
541 /// TryToSimplifyUncondBranchFromEmptyBlock - BB is known to contain an
542 /// unconditional branch, and contains no instructions other than PHI nodes,
543 /// potential side-effect free intrinsics and the branch.  If possible,
544 /// eliminate BB by rewriting all the predecessors to branch to the successor
545 /// block and return true.  If we can't transform, return false.
546 bool llvm::TryToSimplifyUncondBranchFromEmptyBlock(BasicBlock *BB) {
547   assert(BB != &BB->getParent()->getEntryBlock() &&
548          "TryToSimplifyUncondBranchFromEmptyBlock called on entry block!");
549
550   // We can't eliminate infinite loops.
551   BasicBlock *Succ = cast<BranchInst>(BB->getTerminator())->getSuccessor(0);
552   if (BB == Succ) return false;
553   
554   // Check to see if merging these blocks would cause conflicts for any of the
555   // phi nodes in BB or Succ. If not, we can safely merge.
556   if (!CanPropagatePredecessorsForPHIs(BB, Succ)) return false;
557
558   // Check for cases where Succ has multiple predecessors and a PHI node in BB
559   // has uses which will not disappear when the PHI nodes are merged.  It is
560   // possible to handle such cases, but difficult: it requires checking whether
561   // BB dominates Succ, which is non-trivial to calculate in the case where
562   // Succ has multiple predecessors.  Also, it requires checking whether
563   // constructing the necessary self-referential PHI node doesn't intoduce any
564   // conflicts; this isn't too difficult, but the previous code for doing this
565   // was incorrect.
566   //
567   // Note that if this check finds a live use, BB dominates Succ, so BB is
568   // something like a loop pre-header (or rarely, a part of an irreducible CFG);
569   // folding the branch isn't profitable in that case anyway.
570   if (!Succ->getSinglePredecessor()) {
571     BasicBlock::iterator BBI = BB->begin();
572     while (isa<PHINode>(*BBI)) {
573       for (Value::use_iterator UI = BBI->use_begin(), E = BBI->use_end();
574            UI != E; ++UI) {
575         if (PHINode* PN = dyn_cast<PHINode>(*UI)) {
576           if (PN->getIncomingBlock(UI) != BB)
577             return false;
578         } else {
579           return false;
580         }
581       }
582       ++BBI;
583     }
584   }
585
586   DEBUG(dbgs() << "Killing Trivial BB: \n" << *BB);
587   
588   if (isa<PHINode>(Succ->begin())) {
589     // If there is more than one pred of succ, and there are PHI nodes in
590     // the successor, then we need to add incoming edges for the PHI nodes
591     //
592     const SmallVector<BasicBlock*, 16> BBPreds(pred_begin(BB), pred_end(BB));
593     
594     // Loop over all of the PHI nodes in the successor of BB.
595     for (BasicBlock::iterator I = Succ->begin(); isa<PHINode>(I); ++I) {
596       PHINode *PN = cast<PHINode>(I);
597       Value *OldVal = PN->removeIncomingValue(BB, false);
598       assert(OldVal && "No entry in PHI for Pred BB!");
599       
600       // If this incoming value is one of the PHI nodes in BB, the new entries
601       // in the PHI node are the entries from the old PHI.
602       if (isa<PHINode>(OldVal) && cast<PHINode>(OldVal)->getParent() == BB) {
603         PHINode *OldValPN = cast<PHINode>(OldVal);
604         for (unsigned i = 0, e = OldValPN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i)
605           // Note that, since we are merging phi nodes and BB and Succ might
606           // have common predecessors, we could end up with a phi node with
607           // identical incoming branches. This will be cleaned up later (and
608           // will trigger asserts if we try to clean it up now, without also
609           // simplifying the corresponding conditional branch).
610           PN->addIncoming(OldValPN->getIncomingValue(i),
611                           OldValPN->getIncomingBlock(i));
612       } else {
613         // Add an incoming value for each of the new incoming values.
614         for (unsigned i = 0, e = BBPreds.size(); i != e; ++i)
615           PN->addIncoming(OldVal, BBPreds[i]);
616       }
617     }
618   }
619   
620   if (Succ->getSinglePredecessor()) {
621     // BB is the only predecessor of Succ, so Succ will end up with exactly
622     // the same predecessors BB had.
623
624     // Copy over any phi, debug or lifetime instruction.
625     BB->getTerminator()->eraseFromParent();
626     Succ->getInstList().splice(Succ->getFirstNonPHI(), BB->getInstList());
627   } else {
628     while (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(&BB->front())) {
629       // We explicitly check for such uses in CanPropagatePredecessorsForPHIs.
630       assert(PN->use_empty() && "There shouldn't be any uses here!");
631       PN->eraseFromParent();
632     }
633   }
634     
635   // Everything that jumped to BB now goes to Succ.
636   BB->replaceAllUsesWith(Succ);
637   if (!Succ->hasName()) Succ->takeName(BB);
638   BB->eraseFromParent();              // Delete the old basic block.
639   return true;
640 }
641
642 /// EliminateDuplicatePHINodes - Check for and eliminate duplicate PHI
643 /// nodes in this block. This doesn't try to be clever about PHI nodes
644 /// which differ only in the order of the incoming values, but instcombine
645 /// orders them so it usually won't matter.
646 ///
647 bool llvm::EliminateDuplicatePHINodes(BasicBlock *BB) {
648   bool Changed = false;
649
650   // This implementation doesn't currently consider undef operands
651   // specially. Theoretically, two phis which are identical except for
652   // one having an undef where the other doesn't could be collapsed.
653
654   // Map from PHI hash values to PHI nodes. If multiple PHIs have
655   // the same hash value, the element is the first PHI in the
656   // linked list in CollisionMap.
657   DenseMap<uintptr_t, PHINode *> HashMap;
658
659   // Maintain linked lists of PHI nodes with common hash values.
660   DenseMap<PHINode *, PHINode *> CollisionMap;
661
662   // Examine each PHI.
663   for (BasicBlock::iterator I = BB->begin();
664        PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(I++); ) {
665     // Compute a hash value on the operands. Instcombine will likely have sorted
666     // them, which helps expose duplicates, but we have to check all the
667     // operands to be safe in case instcombine hasn't run.
668     uintptr_t Hash = 0;
669     // This hash algorithm is quite weak as hash functions go, but it seems
670     // to do a good enough job for this particular purpose, and is very quick.
671     for (User::op_iterator I = PN->op_begin(), E = PN->op_end(); I != E; ++I) {
672       Hash ^= reinterpret_cast<uintptr_t>(static_cast<Value *>(*I));
673       Hash = (Hash << 7) | (Hash >> (sizeof(uintptr_t) * CHAR_BIT - 7));
674     }
675     for (PHINode::block_iterator I = PN->block_begin(), E = PN->block_end();
676          I != E; ++I) {
677       Hash ^= reinterpret_cast<uintptr_t>(static_cast<BasicBlock *>(*I));
678       Hash = (Hash << 7) | (Hash >> (sizeof(uintptr_t) * CHAR_BIT - 7));
679     }
680     // Avoid colliding with the DenseMap sentinels ~0 and ~0-1.
681     Hash >>= 1;
682     // If we've never seen this hash value before, it's a unique PHI.
683     std::pair<DenseMap<uintptr_t, PHINode *>::iterator, bool> Pair =
684       HashMap.insert(std::make_pair(Hash, PN));
685     if (Pair.second) continue;
686     // Otherwise it's either a duplicate or a hash collision.
687     for (PHINode *OtherPN = Pair.first->second; ; ) {
688       if (OtherPN->isIdenticalTo(PN)) {
689         // A duplicate. Replace this PHI with its duplicate.
690         PN->replaceAllUsesWith(OtherPN);
691         PN->eraseFromParent();
692         Changed = true;
693         break;
694       }
695       // A non-duplicate hash collision.
696       DenseMap<PHINode *, PHINode *>::iterator I = CollisionMap.find(OtherPN);
697       if (I == CollisionMap.end()) {
698         // Set this PHI to be the head of the linked list of colliding PHIs.
699         PHINode *Old = Pair.first->second;
700         Pair.first->second = PN;
701         CollisionMap[PN] = Old;
702         break;
703       }
704       // Procede to the next PHI in the list.
705       OtherPN = I->second;
706     }
707   }
708
709   return Changed;
710 }
711
712 /// enforceKnownAlignment - If the specified pointer points to an object that
713 /// we control, modify the object's alignment to PrefAlign. This isn't
714 /// often possible though. If alignment is important, a more reliable approach
715 /// is to simply align all global variables and allocation instructions to
716 /// their preferred alignment from the beginning.
717 ///
718 static unsigned enforceKnownAlignment(Value *V, unsigned Align,
719                                       unsigned PrefAlign, const TargetData *TD) {
720   V = V->stripPointerCasts();
721
722   if (AllocaInst *AI = dyn_cast<AllocaInst>(V)) {
723     // If the preferred alignment is greater than the natural stack alignment
724     // then don't round up. This avoids dynamic stack realignment.
725     if (TD && TD->exceedsNaturalStackAlignment(PrefAlign))
726       return Align;
727     // If there is a requested alignment and if this is an alloca, round up.
728     if (AI->getAlignment() >= PrefAlign)
729       return AI->getAlignment();
730     AI->setAlignment(PrefAlign);
731     return PrefAlign;
732   }
733
734   if (GlobalValue *GV = dyn_cast<GlobalValue>(V)) {
735     // If there is a large requested alignment and we can, bump up the alignment
736     // of the global.
737     if (GV->isDeclaration()) return Align;
738     // If the memory we set aside for the global may not be the memory used by
739     // the final program then it is impossible for us to reliably enforce the
740     // preferred alignment.
741     if (GV->isWeakForLinker()) return Align;
742     
743     if (GV->getAlignment() >= PrefAlign)
744       return GV->getAlignment();
745     // We can only increase the alignment of the global if it has no alignment
746     // specified or if it is not assigned a section.  If it is assigned a
747     // section, the global could be densely packed with other objects in the
748     // section, increasing the alignment could cause padding issues.
749     if (!GV->hasSection() || GV->getAlignment() == 0)
750       GV->setAlignment(PrefAlign);
751     return GV->getAlignment();
752   }
753
754   return Align;
755 }
756
757 /// getOrEnforceKnownAlignment - If the specified pointer has an alignment that
758 /// we can determine, return it, otherwise return 0.  If PrefAlign is specified,
759 /// and it is more than the alignment of the ultimate object, see if we can
760 /// increase the alignment of the ultimate object, making this check succeed.
761 unsigned llvm::getOrEnforceKnownAlignment(Value *V, unsigned PrefAlign,
762                                           const TargetData *TD) {
763   assert(V->getType()->isPointerTy() &&
764          "getOrEnforceKnownAlignment expects a pointer!");
765   unsigned BitWidth = TD ? TD->getPointerSizeInBits() : 64;
766   APInt Mask = APInt::getAllOnesValue(BitWidth);
767   APInt KnownZero(BitWidth, 0), KnownOne(BitWidth, 0);
768   ComputeMaskedBits(V, Mask, KnownZero, KnownOne, TD);
769   unsigned TrailZ = KnownZero.countTrailingOnes();
770   
771   // Avoid trouble with rediculously large TrailZ values, such as
772   // those computed from a null pointer.
773   TrailZ = std::min(TrailZ, unsigned(sizeof(unsigned) * CHAR_BIT - 1));
774   
775   unsigned Align = 1u << std::min(BitWidth - 1, TrailZ);
776   
777   // LLVM doesn't support alignments larger than this currently.
778   Align = std::min(Align, +Value::MaximumAlignment);
779   
780   if (PrefAlign > Align)
781     Align = enforceKnownAlignment(V, Align, PrefAlign, TD);
782     
783   // We don't need to make any adjustment.
784   return Align;
785 }
786
787 ///===---------------------------------------------------------------------===//
788 ///  Dbg Intrinsic utilities
789 ///
790
791 /// Inserts a llvm.dbg.value instrinsic before the stores to an alloca'd value
792 /// that has an associated llvm.dbg.decl intrinsic.
793 bool llvm::ConvertDebugDeclareToDebugValue(DbgDeclareInst *DDI,
794                                            StoreInst *SI, DIBuilder &Builder) {
795   DIVariable DIVar(DDI->getVariable());
796   if (!DIVar.Verify())
797     return false;
798
799   Instruction *DbgVal = NULL;
800   // If an argument is zero extended then use argument directly. The ZExt
801   // may be zapped by an optimization pass in future.
802   Argument *ExtendedArg = NULL;
803   if (ZExtInst *ZExt = dyn_cast<ZExtInst>(SI->getOperand(0)))
804     ExtendedArg = dyn_cast<Argument>(ZExt->getOperand(0));
805   if (SExtInst *SExt = dyn_cast<SExtInst>(SI->getOperand(0)))
806     ExtendedArg = dyn_cast<Argument>(SExt->getOperand(0));
807   if (ExtendedArg)
808     DbgVal = Builder.insertDbgValueIntrinsic(ExtendedArg, 0, DIVar, SI);
809   else
810     DbgVal = Builder.insertDbgValueIntrinsic(SI->getOperand(0), 0, DIVar, SI);
811
812   // Propagate any debug metadata from the store onto the dbg.value.
813   DebugLoc SIDL = SI->getDebugLoc();
814   if (!SIDL.isUnknown())
815     DbgVal->setDebugLoc(SIDL);
816   // Otherwise propagate debug metadata from dbg.declare.
817   else
818     DbgVal->setDebugLoc(DDI->getDebugLoc());
819   return true;
820 }
821
822 /// Inserts a llvm.dbg.value instrinsic before the stores to an alloca'd value
823 /// that has an associated llvm.dbg.decl intrinsic.
824 bool llvm::ConvertDebugDeclareToDebugValue(DbgDeclareInst *DDI,
825                                            LoadInst *LI, DIBuilder &Builder) {
826   DIVariable DIVar(DDI->getVariable());
827   if (!DIVar.Verify())
828     return false;
829
830   Instruction *DbgVal = 
831     Builder.insertDbgValueIntrinsic(LI->getOperand(0), 0,
832                                     DIVar, LI);
833   
834   // Propagate any debug metadata from the store onto the dbg.value.
835   DebugLoc LIDL = LI->getDebugLoc();
836   if (!LIDL.isUnknown())
837     DbgVal->setDebugLoc(LIDL);
838   // Otherwise propagate debug metadata from dbg.declare.
839   else
840     DbgVal->setDebugLoc(DDI->getDebugLoc());
841   return true;
842 }
843
844 /// LowerDbgDeclare - Lowers llvm.dbg.declare intrinsics into appropriate set
845 /// of llvm.dbg.value intrinsics.
846 bool llvm::LowerDbgDeclare(Function &F) {
847   DIBuilder DIB(*F.getParent());
848   SmallVector<DbgDeclareInst *, 4> Dbgs;
849   for (Function::iterator FI = F.begin(), FE = F.end(); FI != FE; ++FI)
850     for (BasicBlock::iterator BI = FI->begin(), BE = FI->end(); BI != BE; ++BI) {
851       if (DbgDeclareInst *DDI = dyn_cast<DbgDeclareInst>(BI))
852         Dbgs.push_back(DDI);
853     }
854   if (Dbgs.empty())
855     return false;
856
857   for (SmallVector<DbgDeclareInst *, 4>::iterator I = Dbgs.begin(),
858          E = Dbgs.end(); I != E; ++I) {
859     DbgDeclareInst *DDI = *I;
860     if (AllocaInst *AI = dyn_cast_or_null<AllocaInst>(DDI->getAddress())) {
861       bool RemoveDDI = true;
862       for (Value::use_iterator UI = AI->use_begin(), E = AI->use_end();
863            UI != E; ++UI)
864         if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(*UI))
865           ConvertDebugDeclareToDebugValue(DDI, SI, DIB);
866         else if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(*UI))
867           ConvertDebugDeclareToDebugValue(DDI, LI, DIB);
868         else
869           RemoveDDI = false;
870       if (RemoveDDI)
871         DDI->eraseFromParent();
872     }
873   }
874   return true;
875 }
876
877 /// FindAllocaDbgDeclare - Finds the llvm.dbg.declare intrinsic describing the
878 /// alloca 'V', if any.
879 DbgDeclareInst *llvm::FindAllocaDbgDeclare(Value *V) {
880   if (MDNode *DebugNode = MDNode::getIfExists(V->getContext(), V))
881     for (Value::use_iterator UI = DebugNode->use_begin(),
882          E = DebugNode->use_end(); UI != E; ++UI)
883       if (DbgDeclareInst *DDI = dyn_cast<DbgDeclareInst>(*UI))
884         return DDI;
885
886   return 0;
887 }