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[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       IntegersSubset CaseRanges = FirstCase.getCaseValueEx();
173       if (CaseRanges.getNumItems() == 1 && CaseRanges.isSingleNumber(0)) {
174         // FIXME: Currently work with ConstantInt based numbers.
175         Value *Cond = Builder.CreateICmpEQ(SI->getCondition(),
176             CaseRanges.getItem(0).getLow().toConstantInt(),
177             "cond");
178
179         // Insert the new branch.
180         Builder.CreateCondBr(Cond, FirstCase.getCaseSuccessor(),
181                              SI->getDefaultDest());
182
183         // Delete the old switch.
184         SI->eraseFromParent();
185         return true;
186         
187       }
188     }
189     return false;
190   }
191
192   if (IndirectBrInst *IBI = dyn_cast<IndirectBrInst>(T)) {
193     // indirectbr blockaddress(@F, @BB) -> br label @BB
194     if (BlockAddress *BA =
195           dyn_cast<BlockAddress>(IBI->getAddress()->stripPointerCasts())) {
196       BasicBlock *TheOnlyDest = BA->getBasicBlock();
197       // Insert the new branch.
198       Builder.CreateBr(TheOnlyDest);
199       
200       for (unsigned i = 0, e = IBI->getNumDestinations(); i != e; ++i) {
201         if (IBI->getDestination(i) == TheOnlyDest)
202           TheOnlyDest = 0;
203         else
204           IBI->getDestination(i)->removePredecessor(IBI->getParent());
205       }
206       Value *Address = IBI->getAddress();
207       IBI->eraseFromParent();
208       if (DeleteDeadConditions)
209         RecursivelyDeleteTriviallyDeadInstructions(Address);
210       
211       // If we didn't find our destination in the IBI successor list, then we
212       // have undefined behavior.  Replace the unconditional branch with an
213       // 'unreachable' instruction.
214       if (TheOnlyDest) {
215         BB->getTerminator()->eraseFromParent();
216         new UnreachableInst(BB->getContext(), BB);
217       }
218       
219       return true;
220     }
221   }
222   
223   return false;
224 }
225
226
227 //===----------------------------------------------------------------------===//
228 //  Local dead code elimination.
229 //
230
231 /// isInstructionTriviallyDead - Return true if the result produced by the
232 /// instruction is not used, and the instruction has no side effects.
233 ///
234 bool llvm::isInstructionTriviallyDead(Instruction *I) {
235   if (!I->use_empty() || isa<TerminatorInst>(I)) return false;
236
237   // We don't want the landingpad instruction removed by anything this general.
238   if (isa<LandingPadInst>(I))
239     return false;
240
241   // We don't want debug info removed by anything this general, unless
242   // debug info is empty.
243   if (DbgDeclareInst *DDI = dyn_cast<DbgDeclareInst>(I)) {
244     if (DDI->getAddress())
245       return false;
246     return true;
247   }
248   if (DbgValueInst *DVI = dyn_cast<DbgValueInst>(I)) {
249     if (DVI->getValue())
250       return false;
251     return true;
252   }
253
254   if (!I->mayHaveSideEffects()) return true;
255
256   // Special case intrinsics that "may have side effects" but can be deleted
257   // when dead.
258   if (IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(I)) {
259     // Safe to delete llvm.stacksave if dead.
260     if (II->getIntrinsicID() == Intrinsic::stacksave)
261       return true;
262
263     // Lifetime intrinsics are dead when their right-hand is undef.
264     if (II->getIntrinsicID() == Intrinsic::lifetime_start ||
265         II->getIntrinsicID() == Intrinsic::lifetime_end)
266       return isa<UndefValue>(II->getArgOperand(1));
267   }
268
269   if (extractMallocCall(I) || extractCallocCall(I)) return true;
270
271   if (CallInst *CI = isFreeCall(I))
272     if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(CI->getArgOperand(0)))
273       return C->isNullValue() || isa<UndefValue>(C);
274
275   return false;
276 }
277
278 /// RecursivelyDeleteTriviallyDeadInstructions - If the specified value is a
279 /// trivially dead instruction, delete it.  If that makes any of its operands
280 /// trivially dead, delete them too, recursively.  Return true if any
281 /// instructions were deleted.
282 bool llvm::RecursivelyDeleteTriviallyDeadInstructions(Value *V) {
283   Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V);
284   if (!I || !I->use_empty() || !isInstructionTriviallyDead(I))
285     return false;
286   
287   SmallVector<Instruction*, 16> DeadInsts;
288   DeadInsts.push_back(I);
289   
290   do {
291     I = DeadInsts.pop_back_val();
292
293     // Null out all of the instruction's operands to see if any operand becomes
294     // dead as we go.
295     for (unsigned i = 0, e = I->getNumOperands(); i != e; ++i) {
296       Value *OpV = I->getOperand(i);
297       I->setOperand(i, 0);
298       
299       if (!OpV->use_empty()) continue;
300     
301       // If the operand is an instruction that became dead as we nulled out the
302       // operand, and if it is 'trivially' dead, delete it in a future loop
303       // iteration.
304       if (Instruction *OpI = dyn_cast<Instruction>(OpV))
305         if (isInstructionTriviallyDead(OpI))
306           DeadInsts.push_back(OpI);
307     }
308     
309     I->eraseFromParent();
310   } while (!DeadInsts.empty());
311
312   return true;
313 }
314
315 /// areAllUsesEqual - Check whether the uses of a value are all the same.
316 /// This is similar to Instruction::hasOneUse() except this will also return
317 /// true when there are no uses or multiple uses that all refer to the same
318 /// value.
319 static bool areAllUsesEqual(Instruction *I) {
320   Value::use_iterator UI = I->use_begin();
321   Value::use_iterator UE = I->use_end();
322   if (UI == UE)
323     return true;
324
325   User *TheUse = *UI;
326   for (++UI; UI != UE; ++UI) {
327     if (*UI != TheUse)
328       return false;
329   }
330   return true;
331 }
332
333 /// RecursivelyDeleteDeadPHINode - If the specified value is an effectively
334 /// dead PHI node, due to being a def-use chain of single-use nodes that
335 /// either forms a cycle or is terminated by a trivially dead instruction,
336 /// delete it.  If that makes any of its operands trivially dead, delete them
337 /// too, recursively.  Return true if a change was made.
338 bool llvm::RecursivelyDeleteDeadPHINode(PHINode *PN) {
339   SmallPtrSet<Instruction*, 4> Visited;
340   for (Instruction *I = PN; areAllUsesEqual(I) && !I->mayHaveSideEffects();
341        I = cast<Instruction>(*I->use_begin())) {
342     if (I->use_empty())
343       return RecursivelyDeleteTriviallyDeadInstructions(I);
344
345     // If we find an instruction more than once, we're on a cycle that
346     // won't prove fruitful.
347     if (!Visited.insert(I)) {
348       // Break the cycle and delete the instruction and its operands.
349       I->replaceAllUsesWith(UndefValue::get(I->getType()));
350       (void)RecursivelyDeleteTriviallyDeadInstructions(I);
351       return true;
352     }
353   }
354   return false;
355 }
356
357 /// SimplifyInstructionsInBlock - Scan the specified basic block and try to
358 /// simplify any instructions in it and recursively delete dead instructions.
359 ///
360 /// This returns true if it changed the code, note that it can delete
361 /// instructions in other blocks as well in this block.
362 bool llvm::SimplifyInstructionsInBlock(BasicBlock *BB, const TargetData *TD) {
363   bool MadeChange = false;
364
365 #ifndef NDEBUG
366   // In debug builds, ensure that the terminator of the block is never replaced
367   // or deleted by these simplifications. The idea of simplification is that it
368   // cannot introduce new instructions, and there is no way to replace the
369   // terminator of a block without introducing a new instruction.
370   AssertingVH<Instruction> TerminatorVH(--BB->end());
371 #endif
372
373   for (BasicBlock::iterator BI = BB->begin(), E = --BB->end(); BI != E; ) {
374     assert(!BI->isTerminator());
375     Instruction *Inst = BI++;
376
377     WeakVH BIHandle(BI);
378     if (recursivelySimplifyInstruction(Inst, TD)) {
379       MadeChange = true;
380       if (BIHandle != BI)
381         BI = BB->begin();
382       continue;
383     }
384
385     MadeChange |= RecursivelyDeleteTriviallyDeadInstructions(Inst);
386     if (BIHandle != BI)
387       BI = BB->begin();
388   }
389   return MadeChange;
390 }
391
392 //===----------------------------------------------------------------------===//
393 //  Control Flow Graph Restructuring.
394 //
395
396
397 /// RemovePredecessorAndSimplify - Like BasicBlock::removePredecessor, this
398 /// method is called when we're about to delete Pred as a predecessor of BB.  If
399 /// BB contains any PHI nodes, this drops the entries in the PHI nodes for Pred.
400 ///
401 /// Unlike the removePredecessor method, this attempts to simplify uses of PHI
402 /// nodes that collapse into identity values.  For example, if we have:
403 ///   x = phi(1, 0, 0, 0)
404 ///   y = and x, z
405 ///
406 /// .. and delete the predecessor corresponding to the '1', this will attempt to
407 /// recursively fold the and to 0.
408 void llvm::RemovePredecessorAndSimplify(BasicBlock *BB, BasicBlock *Pred,
409                                         TargetData *TD) {
410   // This only adjusts blocks with PHI nodes.
411   if (!isa<PHINode>(BB->begin()))
412     return;
413   
414   // Remove the entries for Pred from the PHI nodes in BB, but do not simplify
415   // them down.  This will leave us with single entry phi nodes and other phis
416   // that can be removed.
417   BB->removePredecessor(Pred, true);
418   
419   WeakVH PhiIt = &BB->front();
420   while (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(PhiIt)) {
421     PhiIt = &*++BasicBlock::iterator(cast<Instruction>(PhiIt));
422     Value *OldPhiIt = PhiIt;
423
424     if (!recursivelySimplifyInstruction(PN, TD))
425       continue;
426
427     // If recursive simplification ended up deleting the next PHI node we would
428     // iterate to, then our iterator is invalid, restart scanning from the top
429     // of the block.
430     if (PhiIt != OldPhiIt) PhiIt = &BB->front();
431   }
432 }
433
434
435 /// MergeBasicBlockIntoOnlyPred - DestBB is a block with one predecessor and its
436 /// predecessor is known to have one successor (DestBB!).  Eliminate the edge
437 /// between them, moving the instructions in the predecessor into DestBB and
438 /// deleting the predecessor block.
439 ///
440 void llvm::MergeBasicBlockIntoOnlyPred(BasicBlock *DestBB, Pass *P) {
441   // If BB has single-entry PHI nodes, fold them.
442   while (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(DestBB->begin())) {
443     Value *NewVal = PN->getIncomingValue(0);
444     // Replace self referencing PHI with undef, it must be dead.
445     if (NewVal == PN) NewVal = UndefValue::get(PN->getType());
446     PN->replaceAllUsesWith(NewVal);
447     PN->eraseFromParent();
448   }
449   
450   BasicBlock *PredBB = DestBB->getSinglePredecessor();
451   assert(PredBB && "Block doesn't have a single predecessor!");
452   
453   // Zap anything that took the address of DestBB.  Not doing this will give the
454   // address an invalid value.
455   if (DestBB->hasAddressTaken()) {
456     BlockAddress *BA = BlockAddress::get(DestBB);
457     Constant *Replacement =
458       ConstantInt::get(llvm::Type::getInt32Ty(BA->getContext()), 1);
459     BA->replaceAllUsesWith(ConstantExpr::getIntToPtr(Replacement,
460                                                      BA->getType()));
461     BA->destroyConstant();
462   }
463   
464   // Anything that branched to PredBB now branches to DestBB.
465   PredBB->replaceAllUsesWith(DestBB);
466   
467   // Splice all the instructions from PredBB to DestBB.
468   PredBB->getTerminator()->eraseFromParent();
469   DestBB->getInstList().splice(DestBB->begin(), PredBB->getInstList());
470
471   if (P) {
472     DominatorTree *DT = P->getAnalysisIfAvailable<DominatorTree>();
473     if (DT) {
474       BasicBlock *PredBBIDom = DT->getNode(PredBB)->getIDom()->getBlock();
475       DT->changeImmediateDominator(DestBB, PredBBIDom);
476       DT->eraseNode(PredBB);
477     }
478     ProfileInfo *PI = P->getAnalysisIfAvailable<ProfileInfo>();
479     if (PI) {
480       PI->replaceAllUses(PredBB, DestBB);
481       PI->removeEdge(ProfileInfo::getEdge(PredBB, DestBB));
482     }
483   }
484   // Nuke BB.
485   PredBB->eraseFromParent();
486 }
487
488 /// CanPropagatePredecessorsForPHIs - Return true if we can fold BB, an
489 /// almost-empty BB ending in an unconditional branch to Succ, into succ.
490 ///
491 /// Assumption: Succ is the single successor for BB.
492 ///
493 static bool CanPropagatePredecessorsForPHIs(BasicBlock *BB, BasicBlock *Succ) {
494   assert(*succ_begin(BB) == Succ && "Succ is not successor of BB!");
495
496   DEBUG(dbgs() << "Looking to fold " << BB->getName() << " into " 
497         << Succ->getName() << "\n");
498   // Shortcut, if there is only a single predecessor it must be BB and merging
499   // is always safe
500   if (Succ->getSinglePredecessor()) return true;
501
502   // Make a list of the predecessors of BB
503   SmallPtrSet<BasicBlock*, 16> BBPreds(pred_begin(BB), pred_end(BB));
504
505   // Look at all the phi nodes in Succ, to see if they present a conflict when
506   // merging these blocks
507   for (BasicBlock::iterator I = Succ->begin(); isa<PHINode>(I); ++I) {
508     PHINode *PN = cast<PHINode>(I);
509
510     // If the incoming value from BB is again a PHINode in
511     // BB which has the same incoming value for *PI as PN does, we can
512     // merge the phi nodes and then the blocks can still be merged
513     PHINode *BBPN = dyn_cast<PHINode>(PN->getIncomingValueForBlock(BB));
514     if (BBPN && BBPN->getParent() == BB) {
515       for (unsigned PI = 0, PE = PN->getNumIncomingValues(); PI != PE; ++PI) {
516         BasicBlock *IBB = PN->getIncomingBlock(PI);
517         if (BBPreds.count(IBB) &&
518             BBPN->getIncomingValueForBlock(IBB) != PN->getIncomingValue(PI)) {
519           DEBUG(dbgs() << "Can't fold, phi node " << PN->getName() << " in " 
520                 << Succ->getName() << " is conflicting with " 
521                 << BBPN->getName() << " with regard to common predecessor "
522                 << IBB->getName() << "\n");
523           return false;
524         }
525       }
526     } else {
527       Value* Val = PN->getIncomingValueForBlock(BB);
528       for (unsigned PI = 0, PE = PN->getNumIncomingValues(); PI != PE; ++PI) {
529         // See if the incoming value for the common predecessor is equal to the
530         // one for BB, in which case this phi node will not prevent the merging
531         // of the block.
532         BasicBlock *IBB = PN->getIncomingBlock(PI);
533         if (BBPreds.count(IBB) && Val != PN->getIncomingValue(PI)) {
534           DEBUG(dbgs() << "Can't fold, phi node " << PN->getName() << " in " 
535                 << Succ->getName() << " is conflicting with regard to common "
536                 << "predecessor " << IBB->getName() << "\n");
537           return false;
538         }
539       }
540     }
541   }
542
543   return true;
544 }
545
546 /// TryToSimplifyUncondBranchFromEmptyBlock - BB is known to contain an
547 /// unconditional branch, and contains no instructions other than PHI nodes,
548 /// potential side-effect free intrinsics and the branch.  If possible,
549 /// eliminate BB by rewriting all the predecessors to branch to the successor
550 /// block and return true.  If we can't transform, return false.
551 bool llvm::TryToSimplifyUncondBranchFromEmptyBlock(BasicBlock *BB) {
552   assert(BB != &BB->getParent()->getEntryBlock() &&
553          "TryToSimplifyUncondBranchFromEmptyBlock called on entry block!");
554
555   // We can't eliminate infinite loops.
556   BasicBlock *Succ = cast<BranchInst>(BB->getTerminator())->getSuccessor(0);
557   if (BB == Succ) return false;
558   
559   // Check to see if merging these blocks would cause conflicts for any of the
560   // phi nodes in BB or Succ. If not, we can safely merge.
561   if (!CanPropagatePredecessorsForPHIs(BB, Succ)) return false;
562
563   // Check for cases where Succ has multiple predecessors and a PHI node in BB
564   // has uses which will not disappear when the PHI nodes are merged.  It is
565   // possible to handle such cases, but difficult: it requires checking whether
566   // BB dominates Succ, which is non-trivial to calculate in the case where
567   // Succ has multiple predecessors.  Also, it requires checking whether
568   // constructing the necessary self-referential PHI node doesn't intoduce any
569   // conflicts; this isn't too difficult, but the previous code for doing this
570   // was incorrect.
571   //
572   // Note that if this check finds a live use, BB dominates Succ, so BB is
573   // something like a loop pre-header (or rarely, a part of an irreducible CFG);
574   // folding the branch isn't profitable in that case anyway.
575   if (!Succ->getSinglePredecessor()) {
576     BasicBlock::iterator BBI = BB->begin();
577     while (isa<PHINode>(*BBI)) {
578       for (Value::use_iterator UI = BBI->use_begin(), E = BBI->use_end();
579            UI != E; ++UI) {
580         if (PHINode* PN = dyn_cast<PHINode>(*UI)) {
581           if (PN->getIncomingBlock(UI) != BB)
582             return false;
583         } else {
584           return false;
585         }
586       }
587       ++BBI;
588     }
589   }
590
591   DEBUG(dbgs() << "Killing Trivial BB: \n" << *BB);
592   
593   if (isa<PHINode>(Succ->begin())) {
594     // If there is more than one pred of succ, and there are PHI nodes in
595     // the successor, then we need to add incoming edges for the PHI nodes
596     //
597     const SmallVector<BasicBlock*, 16> BBPreds(pred_begin(BB), pred_end(BB));
598     
599     // Loop over all of the PHI nodes in the successor of BB.
600     for (BasicBlock::iterator I = Succ->begin(); isa<PHINode>(I); ++I) {
601       PHINode *PN = cast<PHINode>(I);
602       Value *OldVal = PN->removeIncomingValue(BB, false);
603       assert(OldVal && "No entry in PHI for Pred BB!");
604       
605       // If this incoming value is one of the PHI nodes in BB, the new entries
606       // in the PHI node are the entries from the old PHI.
607       if (isa<PHINode>(OldVal) && cast<PHINode>(OldVal)->getParent() == BB) {
608         PHINode *OldValPN = cast<PHINode>(OldVal);
609         for (unsigned i = 0, e = OldValPN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i)
610           // Note that, since we are merging phi nodes and BB and Succ might
611           // have common predecessors, we could end up with a phi node with
612           // identical incoming branches. This will be cleaned up later (and
613           // will trigger asserts if we try to clean it up now, without also
614           // simplifying the corresponding conditional branch).
615           PN->addIncoming(OldValPN->getIncomingValue(i),
616                           OldValPN->getIncomingBlock(i));
617       } else {
618         // Add an incoming value for each of the new incoming values.
619         for (unsigned i = 0, e = BBPreds.size(); i != e; ++i)
620           PN->addIncoming(OldVal, BBPreds[i]);
621       }
622     }
623   }
624   
625   if (Succ->getSinglePredecessor()) {
626     // BB is the only predecessor of Succ, so Succ will end up with exactly
627     // the same predecessors BB had.
628
629     // Copy over any phi, debug or lifetime instruction.
630     BB->getTerminator()->eraseFromParent();
631     Succ->getInstList().splice(Succ->getFirstNonPHI(), BB->getInstList());
632   } else {
633     while (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(&BB->front())) {
634       // We explicitly check for such uses in CanPropagatePredecessorsForPHIs.
635       assert(PN->use_empty() && "There shouldn't be any uses here!");
636       PN->eraseFromParent();
637     }
638   }
639     
640   // Everything that jumped to BB now goes to Succ.
641   BB->replaceAllUsesWith(Succ);
642   if (!Succ->hasName()) Succ->takeName(BB);
643   BB->eraseFromParent();              // Delete the old basic block.
644   return true;
645 }
646
647 /// EliminateDuplicatePHINodes - Check for and eliminate duplicate PHI
648 /// nodes in this block. This doesn't try to be clever about PHI nodes
649 /// which differ only in the order of the incoming values, but instcombine
650 /// orders them so it usually won't matter.
651 ///
652 bool llvm::EliminateDuplicatePHINodes(BasicBlock *BB) {
653   bool Changed = false;
654
655   // This implementation doesn't currently consider undef operands
656   // specially. Theoretically, two phis which are identical except for
657   // one having an undef where the other doesn't could be collapsed.
658
659   // Map from PHI hash values to PHI nodes. If multiple PHIs have
660   // the same hash value, the element is the first PHI in the
661   // linked list in CollisionMap.
662   DenseMap<uintptr_t, PHINode *> HashMap;
663
664   // Maintain linked lists of PHI nodes with common hash values.
665   DenseMap<PHINode *, PHINode *> CollisionMap;
666
667   // Examine each PHI.
668   for (BasicBlock::iterator I = BB->begin();
669        PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(I++); ) {
670     // Compute a hash value on the operands. Instcombine will likely have sorted
671     // them, which helps expose duplicates, but we have to check all the
672     // operands to be safe in case instcombine hasn't run.
673     uintptr_t Hash = 0;
674     // This hash algorithm is quite weak as hash functions go, but it seems
675     // to do a good enough job for this particular purpose, and is very quick.
676     for (User::op_iterator I = PN->op_begin(), E = PN->op_end(); I != E; ++I) {
677       Hash ^= reinterpret_cast<uintptr_t>(static_cast<Value *>(*I));
678       Hash = (Hash << 7) | (Hash >> (sizeof(uintptr_t) * CHAR_BIT - 7));
679     }
680     for (PHINode::block_iterator I = PN->block_begin(), E = PN->block_end();
681          I != E; ++I) {
682       Hash ^= reinterpret_cast<uintptr_t>(static_cast<BasicBlock *>(*I));
683       Hash = (Hash << 7) | (Hash >> (sizeof(uintptr_t) * CHAR_BIT - 7));
684     }
685     // Avoid colliding with the DenseMap sentinels ~0 and ~0-1.
686     Hash >>= 1;
687     // If we've never seen this hash value before, it's a unique PHI.
688     std::pair<DenseMap<uintptr_t, PHINode *>::iterator, bool> Pair =
689       HashMap.insert(std::make_pair(Hash, PN));
690     if (Pair.second) continue;
691     // Otherwise it's either a duplicate or a hash collision.
692     for (PHINode *OtherPN = Pair.first->second; ; ) {
693       if (OtherPN->isIdenticalTo(PN)) {
694         // A duplicate. Replace this PHI with its duplicate.
695         PN->replaceAllUsesWith(OtherPN);
696         PN->eraseFromParent();
697         Changed = true;
698         break;
699       }
700       // A non-duplicate hash collision.
701       DenseMap<PHINode *, PHINode *>::iterator I = CollisionMap.find(OtherPN);
702       if (I == CollisionMap.end()) {
703         // Set this PHI to be the head of the linked list of colliding PHIs.
704         PHINode *Old = Pair.first->second;
705         Pair.first->second = PN;
706         CollisionMap[PN] = Old;
707         break;
708       }
709       // Proceed to the next PHI in the list.
710       OtherPN = I->second;
711     }
712   }
713
714   return Changed;
715 }
716
717 /// enforceKnownAlignment - If the specified pointer points to an object that
718 /// we control, modify the object's alignment to PrefAlign. This isn't
719 /// often possible though. If alignment is important, a more reliable approach
720 /// is to simply align all global variables and allocation instructions to
721 /// their preferred alignment from the beginning.
722 ///
723 static unsigned enforceKnownAlignment(Value *V, unsigned Align,
724                                       unsigned PrefAlign, const TargetData *TD) {
725   V = V->stripPointerCasts();
726
727   if (AllocaInst *AI = dyn_cast<AllocaInst>(V)) {
728     // If the preferred alignment is greater than the natural stack alignment
729     // then don't round up. This avoids dynamic stack realignment.
730     if (TD && TD->exceedsNaturalStackAlignment(PrefAlign))
731       return Align;
732     // If there is a requested alignment and if this is an alloca, round up.
733     if (AI->getAlignment() >= PrefAlign)
734       return AI->getAlignment();
735     AI->setAlignment(PrefAlign);
736     return PrefAlign;
737   }
738
739   if (GlobalValue *GV = dyn_cast<GlobalValue>(V)) {
740     // If there is a large requested alignment and we can, bump up the alignment
741     // of the global.
742     if (GV->isDeclaration()) return Align;
743     // If the memory we set aside for the global may not be the memory used by
744     // the final program then it is impossible for us to reliably enforce the
745     // preferred alignment.
746     if (GV->isWeakForLinker()) return Align;
747     
748     if (GV->getAlignment() >= PrefAlign)
749       return GV->getAlignment();
750     // We can only increase the alignment of the global if it has no alignment
751     // specified or if it is not assigned a section.  If it is assigned a
752     // section, the global could be densely packed with other objects in the
753     // section, increasing the alignment could cause padding issues.
754     if (!GV->hasSection() || GV->getAlignment() == 0)
755       GV->setAlignment(PrefAlign);
756     return GV->getAlignment();
757   }
758
759   return Align;
760 }
761
762 /// getOrEnforceKnownAlignment - If the specified pointer has an alignment that
763 /// we can determine, return it, otherwise return 0.  If PrefAlign is specified,
764 /// and it is more than the alignment of the ultimate object, see if we can
765 /// increase the alignment of the ultimate object, making this check succeed.
766 unsigned llvm::getOrEnforceKnownAlignment(Value *V, unsigned PrefAlign,
767                                           const TargetData *TD) {
768   assert(V->getType()->isPointerTy() &&
769          "getOrEnforceKnownAlignment expects a pointer!");
770   unsigned BitWidth = TD ? TD->getPointerSizeInBits() : 64;
771   APInt KnownZero(BitWidth, 0), KnownOne(BitWidth, 0);
772   ComputeMaskedBits(V, KnownZero, KnownOne, TD);
773   unsigned TrailZ = KnownZero.countTrailingOnes();
774   
775   // Avoid trouble with rediculously large TrailZ values, such as
776   // those computed from a null pointer.
777   TrailZ = std::min(TrailZ, unsigned(sizeof(unsigned) * CHAR_BIT - 1));
778   
779   unsigned Align = 1u << std::min(BitWidth - 1, TrailZ);
780   
781   // LLVM doesn't support alignments larger than this currently.
782   Align = std::min(Align, +Value::MaximumAlignment);
783   
784   if (PrefAlign > Align)
785     Align = enforceKnownAlignment(V, Align, PrefAlign, TD);
786     
787   // We don't need to make any adjustment.
788   return Align;
789 }
790
791 ///===---------------------------------------------------------------------===//
792 ///  Dbg Intrinsic utilities
793 ///
794
795 /// Inserts a llvm.dbg.value instrinsic before the stores to an alloca'd value
796 /// that has an associated llvm.dbg.decl intrinsic.
797 bool llvm::ConvertDebugDeclareToDebugValue(DbgDeclareInst *DDI,
798                                            StoreInst *SI, DIBuilder &Builder) {
799   DIVariable DIVar(DDI->getVariable());
800   if (!DIVar.Verify())
801     return false;
802
803   Instruction *DbgVal = NULL;
804   // If an argument is zero extended then use argument directly. The ZExt
805   // may be zapped by an optimization pass in future.
806   Argument *ExtendedArg = NULL;
807   if (ZExtInst *ZExt = dyn_cast<ZExtInst>(SI->getOperand(0)))
808     ExtendedArg = dyn_cast<Argument>(ZExt->getOperand(0));
809   if (SExtInst *SExt = dyn_cast<SExtInst>(SI->getOperand(0)))
810     ExtendedArg = dyn_cast<Argument>(SExt->getOperand(0));
811   if (ExtendedArg)
812     DbgVal = Builder.insertDbgValueIntrinsic(ExtendedArg, 0, DIVar, SI);
813   else
814     DbgVal = Builder.insertDbgValueIntrinsic(SI->getOperand(0), 0, DIVar, SI);
815
816   // Propagate any debug metadata from the store onto the dbg.value.
817   DebugLoc SIDL = SI->getDebugLoc();
818   if (!SIDL.isUnknown())
819     DbgVal->setDebugLoc(SIDL);
820   // Otherwise propagate debug metadata from dbg.declare.
821   else
822     DbgVal->setDebugLoc(DDI->getDebugLoc());
823   return true;
824 }
825
826 /// Inserts a llvm.dbg.value instrinsic before the stores to an alloca'd value
827 /// that has an associated llvm.dbg.decl intrinsic.
828 bool llvm::ConvertDebugDeclareToDebugValue(DbgDeclareInst *DDI,
829                                            LoadInst *LI, DIBuilder &Builder) {
830   DIVariable DIVar(DDI->getVariable());
831   if (!DIVar.Verify())
832     return false;
833
834   Instruction *DbgVal = 
835     Builder.insertDbgValueIntrinsic(LI->getOperand(0), 0,
836                                     DIVar, LI);
837   
838   // Propagate any debug metadata from the store onto the dbg.value.
839   DebugLoc LIDL = LI->getDebugLoc();
840   if (!LIDL.isUnknown())
841     DbgVal->setDebugLoc(LIDL);
842   // Otherwise propagate debug metadata from dbg.declare.
843   else
844     DbgVal->setDebugLoc(DDI->getDebugLoc());
845   return true;
846 }
847
848 /// LowerDbgDeclare - Lowers llvm.dbg.declare intrinsics into appropriate set
849 /// of llvm.dbg.value intrinsics.
850 bool llvm::LowerDbgDeclare(Function &F) {
851   DIBuilder DIB(*F.getParent());
852   SmallVector<DbgDeclareInst *, 4> Dbgs;
853   for (Function::iterator FI = F.begin(), FE = F.end(); FI != FE; ++FI)
854     for (BasicBlock::iterator BI = FI->begin(), BE = FI->end(); BI != BE; ++BI) {
855       if (DbgDeclareInst *DDI = dyn_cast<DbgDeclareInst>(BI))
856         Dbgs.push_back(DDI);
857     }
858   if (Dbgs.empty())
859     return false;
860
861   for (SmallVector<DbgDeclareInst *, 4>::iterator I = Dbgs.begin(),
862          E = Dbgs.end(); I != E; ++I) {
863     DbgDeclareInst *DDI = *I;
864     if (AllocaInst *AI = dyn_cast_or_null<AllocaInst>(DDI->getAddress())) {
865       bool RemoveDDI = true;
866       for (Value::use_iterator UI = AI->use_begin(), E = AI->use_end();
867            UI != E; ++UI)
868         if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(*UI))
869           ConvertDebugDeclareToDebugValue(DDI, SI, DIB);
870         else if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(*UI))
871           ConvertDebugDeclareToDebugValue(DDI, LI, DIB);
872         else
873           RemoveDDI = false;
874       if (RemoveDDI)
875         DDI->eraseFromParent();
876     }
877   }
878   return true;
879 }
880
881 /// FindAllocaDbgDeclare - Finds the llvm.dbg.declare intrinsic describing the
882 /// alloca 'V', if any.
883 DbgDeclareInst *llvm::FindAllocaDbgDeclare(Value *V) {
884   if (MDNode *DebugNode = MDNode::getIfExists(V->getContext(), V))
885     for (Value::use_iterator UI = DebugNode->use_begin(),
886          E = DebugNode->use_end(); UI != E; ++UI)
887       if (DbgDeclareInst *DDI = dyn_cast<DbgDeclareInst>(*UI))
888         return DDI;
889
890   return 0;
891 }