New EH representation for MSVC compatibility
[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/ADT/DenseMap.h"
17 #include "llvm/ADT/DenseSet.h"
18 #include "llvm/ADT/Hashing.h"
19 #include "llvm/ADT/STLExtras.h"
20 #include "llvm/ADT/SmallPtrSet.h"
21 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
22 #include "llvm/Analysis/InstructionSimplify.h"
23 #include "llvm/Analysis/LibCallSemantics.h"
24 #include "llvm/Analysis/MemoryBuiltins.h"
25 #include "llvm/Analysis/ValueTracking.h"
26 #include "llvm/IR/CFG.h"
27 #include "llvm/IR/Constants.h"
28 #include "llvm/IR/DIBuilder.h"
29 #include "llvm/IR/DataLayout.h"
30 #include "llvm/IR/DebugInfo.h"
31 #include "llvm/IR/DerivedTypes.h"
32 #include "llvm/IR/Dominators.h"
33 #include "llvm/IR/GetElementPtrTypeIterator.h"
34 #include "llvm/IR/GlobalAlias.h"
35 #include "llvm/IR/GlobalVariable.h"
36 #include "llvm/IR/IRBuilder.h"
37 #include "llvm/IR/Instructions.h"
38 #include "llvm/IR/IntrinsicInst.h"
39 #include "llvm/IR/Intrinsics.h"
40 #include "llvm/IR/MDBuilder.h"
41 #include "llvm/IR/Metadata.h"
42 #include "llvm/IR/Operator.h"
43 #include "llvm/IR/ValueHandle.h"
44 #include "llvm/Support/Debug.h"
45 #include "llvm/Support/MathExtras.h"
46 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
47 using namespace llvm;
48
49 #define DEBUG_TYPE "local"
50
51 STATISTIC(NumRemoved, "Number of unreachable basic blocks removed");
52
53 //===----------------------------------------------------------------------===//
54 //  Local constant propagation.
55 //
56
57 /// ConstantFoldTerminator - If a terminator instruction is predicated on a
58 /// constant value, convert it into an unconditional branch to the constant
59 /// destination.  This is a nontrivial operation because the successors of this
60 /// basic block must have their PHI nodes updated.
61 /// Also calls RecursivelyDeleteTriviallyDeadInstructions() on any branch/switch
62 /// conditions and indirectbr addresses this might make dead if
63 /// DeleteDeadConditions is true.
64 bool llvm::ConstantFoldTerminator(BasicBlock *BB, bool DeleteDeadConditions,
65                                   const TargetLibraryInfo *TLI) {
66   TerminatorInst *T = BB->getTerminator();
67   IRBuilder<> Builder(T);
68
69   // Branch - See if we are conditional jumping on constant
70   if (BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(T)) {
71     if (BI->isUnconditional()) return false;  // Can't optimize uncond branch
72     BasicBlock *Dest1 = BI->getSuccessor(0);
73     BasicBlock *Dest2 = BI->getSuccessor(1);
74
75     if (ConstantInt *Cond = dyn_cast<ConstantInt>(BI->getCondition())) {
76       // Are we branching on constant?
77       // YES.  Change to unconditional branch...
78       BasicBlock *Destination = Cond->getZExtValue() ? Dest1 : Dest2;
79       BasicBlock *OldDest     = Cond->getZExtValue() ? Dest2 : Dest1;
80
81       //cerr << "Function: " << T->getParent()->getParent()
82       //     << "\nRemoving branch from " << T->getParent()
83       //     << "\n\nTo: " << OldDest << endl;
84
85       // Let the basic block know that we are letting go of it.  Based on this,
86       // it will adjust it's PHI nodes.
87       OldDest->removePredecessor(BB);
88
89       // Replace the conditional branch with an unconditional one.
90       Builder.CreateBr(Destination);
91       BI->eraseFromParent();
92       return true;
93     }
94
95     if (Dest2 == Dest1) {       // Conditional branch to same location?
96       // This branch matches something like this:
97       //     br bool %cond, label %Dest, label %Dest
98       // and changes it into:  br label %Dest
99
100       // Let the basic block know that we are letting go of one copy of it.
101       assert(BI->getParent() && "Terminator not inserted in block!");
102       Dest1->removePredecessor(BI->getParent());
103
104       // Replace the conditional branch with an unconditional one.
105       Builder.CreateBr(Dest1);
106       Value *Cond = BI->getCondition();
107       BI->eraseFromParent();
108       if (DeleteDeadConditions)
109         RecursivelyDeleteTriviallyDeadInstructions(Cond, TLI);
110       return true;
111     }
112     return false;
113   }
114
115   if (SwitchInst *SI = dyn_cast<SwitchInst>(T)) {
116     // If we are switching on a constant, we can convert the switch to an
117     // unconditional branch.
118     ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(SI->getCondition());
119     BasicBlock *DefaultDest = SI->getDefaultDest();
120     BasicBlock *TheOnlyDest = DefaultDest;
121
122     // If the default is unreachable, ignore it when searching for TheOnlyDest.
123     if (isa<UnreachableInst>(DefaultDest->getFirstNonPHIOrDbg()) &&
124         SI->getNumCases() > 0) {
125       TheOnlyDest = SI->case_begin().getCaseSuccessor();
126     }
127
128     // Figure out which case it goes to.
129     for (SwitchInst::CaseIt i = SI->case_begin(), e = SI->case_end();
130          i != e; ++i) {
131       // Found case matching a constant operand?
132       if (i.getCaseValue() == CI) {
133         TheOnlyDest = i.getCaseSuccessor();
134         break;
135       }
136
137       // Check to see if this branch is going to the same place as the default
138       // dest.  If so, eliminate it as an explicit compare.
139       if (i.getCaseSuccessor() == DefaultDest) {
140         MDNode *MD = SI->getMetadata(LLVMContext::MD_prof);
141         unsigned NCases = SI->getNumCases();
142         // Fold the case metadata into the default if there will be any branches
143         // left, unless the metadata doesn't match the switch.
144         if (NCases > 1 && MD && MD->getNumOperands() == 2 + NCases) {
145           // Collect branch weights into a vector.
146           SmallVector<uint32_t, 8> Weights;
147           for (unsigned MD_i = 1, MD_e = MD->getNumOperands(); MD_i < MD_e;
148                ++MD_i) {
149             ConstantInt *CI =
150                 mdconst::dyn_extract<ConstantInt>(MD->getOperand(MD_i));
151             assert(CI);
152             Weights.push_back(CI->getValue().getZExtValue());
153           }
154           // Merge weight of this case to the default weight.
155           unsigned idx = i.getCaseIndex();
156           Weights[0] += Weights[idx+1];
157           // Remove weight for this case.
158           std::swap(Weights[idx+1], Weights.back());
159           Weights.pop_back();
160           SI->setMetadata(LLVMContext::MD_prof,
161                           MDBuilder(BB->getContext()).
162                           createBranchWeights(Weights));
163         }
164         // Remove this entry.
165         DefaultDest->removePredecessor(SI->getParent());
166         SI->removeCase(i);
167         --i; --e;
168         continue;
169       }
170
171       // Otherwise, check to see if the switch only branches to one destination.
172       // We do this by reseting "TheOnlyDest" to null when we find two non-equal
173       // destinations.
174       if (i.getCaseSuccessor() != TheOnlyDest) TheOnlyDest = nullptr;
175     }
176
177     if (CI && !TheOnlyDest) {
178       // Branching on a constant, but not any of the cases, go to the default
179       // successor.
180       TheOnlyDest = SI->getDefaultDest();
181     }
182
183     // If we found a single destination that we can fold the switch into, do so
184     // now.
185     if (TheOnlyDest) {
186       // Insert the new branch.
187       Builder.CreateBr(TheOnlyDest);
188       BasicBlock *BB = SI->getParent();
189
190       // Remove entries from PHI nodes which we no longer branch to...
191       for (unsigned i = 0, e = SI->getNumSuccessors(); i != e; ++i) {
192         // Found case matching a constant operand?
193         BasicBlock *Succ = SI->getSuccessor(i);
194         if (Succ == TheOnlyDest)
195           TheOnlyDest = nullptr; // Don't modify the first branch to TheOnlyDest
196         else
197           Succ->removePredecessor(BB);
198       }
199
200       // Delete the old switch.
201       Value *Cond = SI->getCondition();
202       SI->eraseFromParent();
203       if (DeleteDeadConditions)
204         RecursivelyDeleteTriviallyDeadInstructions(Cond, TLI);
205       return true;
206     }
207
208     if (SI->getNumCases() == 1) {
209       // Otherwise, we can fold this switch into a conditional branch
210       // instruction if it has only one non-default destination.
211       SwitchInst::CaseIt FirstCase = SI->case_begin();
212       Value *Cond = Builder.CreateICmpEQ(SI->getCondition(),
213           FirstCase.getCaseValue(), "cond");
214
215       // Insert the new branch.
216       BranchInst *NewBr = Builder.CreateCondBr(Cond,
217                                                FirstCase.getCaseSuccessor(),
218                                                SI->getDefaultDest());
219       MDNode *MD = SI->getMetadata(LLVMContext::MD_prof);
220       if (MD && MD->getNumOperands() == 3) {
221         ConstantInt *SICase =
222             mdconst::dyn_extract<ConstantInt>(MD->getOperand(2));
223         ConstantInt *SIDef =
224             mdconst::dyn_extract<ConstantInt>(MD->getOperand(1));
225         assert(SICase && SIDef);
226         // The TrueWeight should be the weight for the single case of SI.
227         NewBr->setMetadata(LLVMContext::MD_prof,
228                         MDBuilder(BB->getContext()).
229                         createBranchWeights(SICase->getValue().getZExtValue(),
230                                             SIDef->getValue().getZExtValue()));
231       }
232
233       // Delete the old switch.
234       SI->eraseFromParent();
235       return true;
236     }
237     return false;
238   }
239
240   if (IndirectBrInst *IBI = dyn_cast<IndirectBrInst>(T)) {
241     // indirectbr blockaddress(@F, @BB) -> br label @BB
242     if (BlockAddress *BA =
243           dyn_cast<BlockAddress>(IBI->getAddress()->stripPointerCasts())) {
244       BasicBlock *TheOnlyDest = BA->getBasicBlock();
245       // Insert the new branch.
246       Builder.CreateBr(TheOnlyDest);
247
248       for (unsigned i = 0, e = IBI->getNumDestinations(); i != e; ++i) {
249         if (IBI->getDestination(i) == TheOnlyDest)
250           TheOnlyDest = nullptr;
251         else
252           IBI->getDestination(i)->removePredecessor(IBI->getParent());
253       }
254       Value *Address = IBI->getAddress();
255       IBI->eraseFromParent();
256       if (DeleteDeadConditions)
257         RecursivelyDeleteTriviallyDeadInstructions(Address, TLI);
258
259       // If we didn't find our destination in the IBI successor list, then we
260       // have undefined behavior.  Replace the unconditional branch with an
261       // 'unreachable' instruction.
262       if (TheOnlyDest) {
263         BB->getTerminator()->eraseFromParent();
264         new UnreachableInst(BB->getContext(), BB);
265       }
266
267       return true;
268     }
269   }
270
271   return false;
272 }
273
274
275 //===----------------------------------------------------------------------===//
276 //  Local dead code elimination.
277 //
278
279 /// isInstructionTriviallyDead - Return true if the result produced by the
280 /// instruction is not used, and the instruction has no side effects.
281 ///
282 bool llvm::isInstructionTriviallyDead(Instruction *I,
283                                       const TargetLibraryInfo *TLI) {
284   if (!I->use_empty() || isa<TerminatorInst>(I)) return false;
285
286   // We don't want the landingpad-like instructions removed by anything this
287   // general.
288   if (I->isEHBlock())
289     return false;
290
291   // We don't want debug info removed by anything this general, unless
292   // debug info is empty.
293   if (DbgDeclareInst *DDI = dyn_cast<DbgDeclareInst>(I)) {
294     if (DDI->getAddress())
295       return false;
296     return true;
297   }
298   if (DbgValueInst *DVI = dyn_cast<DbgValueInst>(I)) {
299     if (DVI->getValue())
300       return false;
301     return true;
302   }
303
304   if (!I->mayHaveSideEffects()) return true;
305
306   // Special case intrinsics that "may have side effects" but can be deleted
307   // when dead.
308   if (IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(I)) {
309     // Safe to delete llvm.stacksave if dead.
310     if (II->getIntrinsicID() == Intrinsic::stacksave)
311       return true;
312
313     // Lifetime intrinsics are dead when their right-hand is undef.
314     if (II->getIntrinsicID() == Intrinsic::lifetime_start ||
315         II->getIntrinsicID() == Intrinsic::lifetime_end)
316       return isa<UndefValue>(II->getArgOperand(1));
317
318     // Assumptions are dead if their condition is trivially true.
319     if (II->getIntrinsicID() == Intrinsic::assume) {
320       if (ConstantInt *Cond = dyn_cast<ConstantInt>(II->getArgOperand(0)))
321         return !Cond->isZero();
322
323       return false;
324     }
325   }
326
327   if (isAllocLikeFn(I, TLI)) return true;
328
329   if (CallInst *CI = isFreeCall(I, TLI))
330     if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(CI->getArgOperand(0)))
331       return C->isNullValue() || isa<UndefValue>(C);
332
333   return false;
334 }
335
336 /// RecursivelyDeleteTriviallyDeadInstructions - If the specified value is a
337 /// trivially dead instruction, delete it.  If that makes any of its operands
338 /// trivially dead, delete them too, recursively.  Return true if any
339 /// instructions were deleted.
340 bool
341 llvm::RecursivelyDeleteTriviallyDeadInstructions(Value *V,
342                                                  const TargetLibraryInfo *TLI) {
343   Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V);
344   if (!I || !I->use_empty() || !isInstructionTriviallyDead(I, TLI))
345     return false;
346
347   SmallVector<Instruction*, 16> DeadInsts;
348   DeadInsts.push_back(I);
349
350   do {
351     I = DeadInsts.pop_back_val();
352
353     // Null out all of the instruction's operands to see if any operand becomes
354     // dead as we go.
355     for (unsigned i = 0, e = I->getNumOperands(); i != e; ++i) {
356       Value *OpV = I->getOperand(i);
357       I->setOperand(i, nullptr);
358
359       if (!OpV->use_empty()) continue;
360
361       // If the operand is an instruction that became dead as we nulled out the
362       // operand, and if it is 'trivially' dead, delete it in a future loop
363       // iteration.
364       if (Instruction *OpI = dyn_cast<Instruction>(OpV))
365         if (isInstructionTriviallyDead(OpI, TLI))
366           DeadInsts.push_back(OpI);
367     }
368
369     I->eraseFromParent();
370   } while (!DeadInsts.empty());
371
372   return true;
373 }
374
375 /// areAllUsesEqual - Check whether the uses of a value are all the same.
376 /// This is similar to Instruction::hasOneUse() except this will also return
377 /// true when there are no uses or multiple uses that all refer to the same
378 /// value.
379 static bool areAllUsesEqual(Instruction *I) {
380   Value::user_iterator UI = I->user_begin();
381   Value::user_iterator UE = I->user_end();
382   if (UI == UE)
383     return true;
384
385   User *TheUse = *UI;
386   for (++UI; UI != UE; ++UI) {
387     if (*UI != TheUse)
388       return false;
389   }
390   return true;
391 }
392
393 /// RecursivelyDeleteDeadPHINode - If the specified value is an effectively
394 /// dead PHI node, due to being a def-use chain of single-use nodes that
395 /// either forms a cycle or is terminated by a trivially dead instruction,
396 /// delete it.  If that makes any of its operands trivially dead, delete them
397 /// too, recursively.  Return true if a change was made.
398 bool llvm::RecursivelyDeleteDeadPHINode(PHINode *PN,
399                                         const TargetLibraryInfo *TLI) {
400   SmallPtrSet<Instruction*, 4> Visited;
401   for (Instruction *I = PN; areAllUsesEqual(I) && !I->mayHaveSideEffects();
402        I = cast<Instruction>(*I->user_begin())) {
403     if (I->use_empty())
404       return RecursivelyDeleteTriviallyDeadInstructions(I, TLI);
405
406     // If we find an instruction more than once, we're on a cycle that
407     // won't prove fruitful.
408     if (!Visited.insert(I).second) {
409       // Break the cycle and delete the instruction and its operands.
410       I->replaceAllUsesWith(UndefValue::get(I->getType()));
411       (void)RecursivelyDeleteTriviallyDeadInstructions(I, TLI);
412       return true;
413     }
414   }
415   return false;
416 }
417
418 /// SimplifyInstructionsInBlock - Scan the specified basic block and try to
419 /// simplify any instructions in it and recursively delete dead instructions.
420 ///
421 /// This returns true if it changed the code, note that it can delete
422 /// instructions in other blocks as well in this block.
423 bool llvm::SimplifyInstructionsInBlock(BasicBlock *BB,
424                                        const TargetLibraryInfo *TLI) {
425   bool MadeChange = false;
426
427 #ifndef NDEBUG
428   // In debug builds, ensure that the terminator of the block is never replaced
429   // or deleted by these simplifications. The idea of simplification is that it
430   // cannot introduce new instructions, and there is no way to replace the
431   // terminator of a block without introducing a new instruction.
432   AssertingVH<Instruction> TerminatorVH(--BB->end());
433 #endif
434
435   for (BasicBlock::iterator BI = BB->begin(), E = --BB->end(); BI != E; ) {
436     assert(!BI->isTerminator());
437     Instruction *Inst = BI++;
438
439     WeakVH BIHandle(BI);
440     if (recursivelySimplifyInstruction(Inst, TLI)) {
441       MadeChange = true;
442       if (BIHandle != BI)
443         BI = BB->begin();
444       continue;
445     }
446
447     MadeChange |= RecursivelyDeleteTriviallyDeadInstructions(Inst, TLI);
448     if (BIHandle != BI)
449       BI = BB->begin();
450   }
451   return MadeChange;
452 }
453
454 //===----------------------------------------------------------------------===//
455 //  Control Flow Graph Restructuring.
456 //
457
458
459 /// RemovePredecessorAndSimplify - Like BasicBlock::removePredecessor, this
460 /// method is called when we're about to delete Pred as a predecessor of BB.  If
461 /// BB contains any PHI nodes, this drops the entries in the PHI nodes for Pred.
462 ///
463 /// Unlike the removePredecessor method, this attempts to simplify uses of PHI
464 /// nodes that collapse into identity values.  For example, if we have:
465 ///   x = phi(1, 0, 0, 0)
466 ///   y = and x, z
467 ///
468 /// .. and delete the predecessor corresponding to the '1', this will attempt to
469 /// recursively fold the and to 0.
470 void llvm::RemovePredecessorAndSimplify(BasicBlock *BB, BasicBlock *Pred) {
471   // This only adjusts blocks with PHI nodes.
472   if (!isa<PHINode>(BB->begin()))
473     return;
474
475   // Remove the entries for Pred from the PHI nodes in BB, but do not simplify
476   // them down.  This will leave us with single entry phi nodes and other phis
477   // that can be removed.
478   BB->removePredecessor(Pred, true);
479
480   WeakVH PhiIt = &BB->front();
481   while (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(PhiIt)) {
482     PhiIt = &*++BasicBlock::iterator(cast<Instruction>(PhiIt));
483     Value *OldPhiIt = PhiIt;
484
485     if (!recursivelySimplifyInstruction(PN))
486       continue;
487
488     // If recursive simplification ended up deleting the next PHI node we would
489     // iterate to, then our iterator is invalid, restart scanning from the top
490     // of the block.
491     if (PhiIt != OldPhiIt) PhiIt = &BB->front();
492   }
493 }
494
495
496 /// MergeBasicBlockIntoOnlyPred - DestBB is a block with one predecessor and its
497 /// predecessor is known to have one successor (DestBB!).  Eliminate the edge
498 /// between them, moving the instructions in the predecessor into DestBB and
499 /// deleting the predecessor block.
500 ///
501 void llvm::MergeBasicBlockIntoOnlyPred(BasicBlock *DestBB, DominatorTree *DT) {
502   // If BB has single-entry PHI nodes, fold them.
503   while (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(DestBB->begin())) {
504     Value *NewVal = PN->getIncomingValue(0);
505     // Replace self referencing PHI with undef, it must be dead.
506     if (NewVal == PN) NewVal = UndefValue::get(PN->getType());
507     PN->replaceAllUsesWith(NewVal);
508     PN->eraseFromParent();
509   }
510
511   BasicBlock *PredBB = DestBB->getSinglePredecessor();
512   assert(PredBB && "Block doesn't have a single predecessor!");
513
514   // Zap anything that took the address of DestBB.  Not doing this will give the
515   // address an invalid value.
516   if (DestBB->hasAddressTaken()) {
517     BlockAddress *BA = BlockAddress::get(DestBB);
518     Constant *Replacement =
519       ConstantInt::get(llvm::Type::getInt32Ty(BA->getContext()), 1);
520     BA->replaceAllUsesWith(ConstantExpr::getIntToPtr(Replacement,
521                                                      BA->getType()));
522     BA->destroyConstant();
523   }
524
525   // Anything that branched to PredBB now branches to DestBB.
526   PredBB->replaceAllUsesWith(DestBB);
527
528   // Splice all the instructions from PredBB to DestBB.
529   PredBB->getTerminator()->eraseFromParent();
530   DestBB->getInstList().splice(DestBB->begin(), PredBB->getInstList());
531
532   // If the PredBB is the entry block of the function, move DestBB up to
533   // become the entry block after we erase PredBB.
534   if (PredBB == &DestBB->getParent()->getEntryBlock())
535     DestBB->moveAfter(PredBB);
536
537   if (DT) {
538     BasicBlock *PredBBIDom = DT->getNode(PredBB)->getIDom()->getBlock();
539     DT->changeImmediateDominator(DestBB, PredBBIDom);
540     DT->eraseNode(PredBB);
541   }
542   // Nuke BB.
543   PredBB->eraseFromParent();
544 }
545
546 /// CanMergeValues - Return true if we can choose one of these values to use
547 /// in place of the other. Note that we will always choose the non-undef
548 /// value to keep.
549 static bool CanMergeValues(Value *First, Value *Second) {
550   return First == Second || isa<UndefValue>(First) || isa<UndefValue>(Second);
551 }
552
553 /// CanPropagatePredecessorsForPHIs - Return true if we can fold BB, an
554 /// almost-empty BB ending in an unconditional branch to Succ, into Succ.
555 ///
556 /// Assumption: Succ is the single successor for BB.
557 ///
558 static bool CanPropagatePredecessorsForPHIs(BasicBlock *BB, BasicBlock *Succ) {
559   assert(*succ_begin(BB) == Succ && "Succ is not successor of BB!");
560
561   DEBUG(dbgs() << "Looking to fold " << BB->getName() << " into "
562         << Succ->getName() << "\n");
563   // Shortcut, if there is only a single predecessor it must be BB and merging
564   // is always safe
565   if (Succ->getSinglePredecessor()) return true;
566
567   // Make a list of the predecessors of BB
568   SmallPtrSet<BasicBlock*, 16> BBPreds(pred_begin(BB), pred_end(BB));
569
570   // Look at all the phi nodes in Succ, to see if they present a conflict when
571   // merging these blocks
572   for (BasicBlock::iterator I = Succ->begin(); isa<PHINode>(I); ++I) {
573     PHINode *PN = cast<PHINode>(I);
574
575     // If the incoming value from BB is again a PHINode in
576     // BB which has the same incoming value for *PI as PN does, we can
577     // merge the phi nodes and then the blocks can still be merged
578     PHINode *BBPN = dyn_cast<PHINode>(PN->getIncomingValueForBlock(BB));
579     if (BBPN && BBPN->getParent() == BB) {
580       for (unsigned PI = 0, PE = PN->getNumIncomingValues(); PI != PE; ++PI) {
581         BasicBlock *IBB = PN->getIncomingBlock(PI);
582         if (BBPreds.count(IBB) &&
583             !CanMergeValues(BBPN->getIncomingValueForBlock(IBB),
584                             PN->getIncomingValue(PI))) {
585           DEBUG(dbgs() << "Can't fold, phi node " << PN->getName() << " in "
586                 << Succ->getName() << " is conflicting with "
587                 << BBPN->getName() << " with regard to common predecessor "
588                 << IBB->getName() << "\n");
589           return false;
590         }
591       }
592     } else {
593       Value* Val = PN->getIncomingValueForBlock(BB);
594       for (unsigned PI = 0, PE = PN->getNumIncomingValues(); PI != PE; ++PI) {
595         // See if the incoming value for the common predecessor is equal to the
596         // one for BB, in which case this phi node will not prevent the merging
597         // of the block.
598         BasicBlock *IBB = PN->getIncomingBlock(PI);
599         if (BBPreds.count(IBB) &&
600             !CanMergeValues(Val, PN->getIncomingValue(PI))) {
601           DEBUG(dbgs() << "Can't fold, phi node " << PN->getName() << " in "
602                 << Succ->getName() << " is conflicting with regard to common "
603                 << "predecessor " << IBB->getName() << "\n");
604           return false;
605         }
606       }
607     }
608   }
609
610   return true;
611 }
612
613 typedef SmallVector<BasicBlock *, 16> PredBlockVector;
614 typedef DenseMap<BasicBlock *, Value *> IncomingValueMap;
615
616 /// \brief Determines the value to use as the phi node input for a block.
617 ///
618 /// Select between \p OldVal any value that we know flows from \p BB
619 /// to a particular phi on the basis of which one (if either) is not
620 /// undef. Update IncomingValues based on the selected value.
621 ///
622 /// \param OldVal The value we are considering selecting.
623 /// \param BB The block that the value flows in from.
624 /// \param IncomingValues A map from block-to-value for other phi inputs
625 /// that we have examined.
626 ///
627 /// \returns the selected value.
628 static Value *selectIncomingValueForBlock(Value *OldVal, BasicBlock *BB,
629                                           IncomingValueMap &IncomingValues) {
630   if (!isa<UndefValue>(OldVal)) {
631     assert((!IncomingValues.count(BB) ||
632             IncomingValues.find(BB)->second == OldVal) &&
633            "Expected OldVal to match incoming value from BB!");
634
635     IncomingValues.insert(std::make_pair(BB, OldVal));
636     return OldVal;
637   }
638
639   IncomingValueMap::const_iterator It = IncomingValues.find(BB);
640   if (It != IncomingValues.end()) return It->second;
641
642   return OldVal;
643 }
644
645 /// \brief Create a map from block to value for the operands of a
646 /// given phi.
647 ///
648 /// Create a map from block to value for each non-undef value flowing
649 /// into \p PN.
650 ///
651 /// \param PN The phi we are collecting the map for.
652 /// \param IncomingValues [out] The map from block to value for this phi.
653 static void gatherIncomingValuesToPhi(PHINode *PN,
654                                       IncomingValueMap &IncomingValues) {
655   for (unsigned i = 0, e = PN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
656     BasicBlock *BB = PN->getIncomingBlock(i);
657     Value *V = PN->getIncomingValue(i);
658
659     if (!isa<UndefValue>(V))
660       IncomingValues.insert(std::make_pair(BB, V));
661   }
662 }
663
664 /// \brief Replace the incoming undef values to a phi with the values
665 /// from a block-to-value map.
666 ///
667 /// \param PN The phi we are replacing the undefs in.
668 /// \param IncomingValues A map from block to value.
669 static void replaceUndefValuesInPhi(PHINode *PN,
670                                     const IncomingValueMap &IncomingValues) {
671   for (unsigned i = 0, e = PN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
672     Value *V = PN->getIncomingValue(i);
673
674     if (!isa<UndefValue>(V)) continue;
675
676     BasicBlock *BB = PN->getIncomingBlock(i);
677     IncomingValueMap::const_iterator It = IncomingValues.find(BB);
678     if (It == IncomingValues.end()) continue;
679
680     PN->setIncomingValue(i, It->second);
681   }
682 }
683
684 /// \brief Replace a value flowing from a block to a phi with
685 /// potentially multiple instances of that value flowing from the
686 /// block's predecessors to the phi.
687 ///
688 /// \param BB The block with the value flowing into the phi.
689 /// \param BBPreds The predecessors of BB.
690 /// \param PN The phi that we are updating.
691 static void redirectValuesFromPredecessorsToPhi(BasicBlock *BB,
692                                                 const PredBlockVector &BBPreds,
693                                                 PHINode *PN) {
694   Value *OldVal = PN->removeIncomingValue(BB, false);
695   assert(OldVal && "No entry in PHI for Pred BB!");
696
697   IncomingValueMap IncomingValues;
698
699   // We are merging two blocks - BB, and the block containing PN - and
700   // as a result we need to redirect edges from the predecessors of BB
701   // to go to the block containing PN, and update PN
702   // accordingly. Since we allow merging blocks in the case where the
703   // predecessor and successor blocks both share some predecessors,
704   // and where some of those common predecessors might have undef
705   // values flowing into PN, we want to rewrite those values to be
706   // consistent with the non-undef values.
707
708   gatherIncomingValuesToPhi(PN, IncomingValues);
709
710   // If this incoming value is one of the PHI nodes in BB, the new entries
711   // in the PHI node are the entries from the old PHI.
712   if (isa<PHINode>(OldVal) && cast<PHINode>(OldVal)->getParent() == BB) {
713     PHINode *OldValPN = cast<PHINode>(OldVal);
714     for (unsigned i = 0, e = OldValPN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
715       // Note that, since we are merging phi nodes and BB and Succ might
716       // have common predecessors, we could end up with a phi node with
717       // identical incoming branches. This will be cleaned up later (and
718       // will trigger asserts if we try to clean it up now, without also
719       // simplifying the corresponding conditional branch).
720       BasicBlock *PredBB = OldValPN->getIncomingBlock(i);
721       Value *PredVal = OldValPN->getIncomingValue(i);
722       Value *Selected = selectIncomingValueForBlock(PredVal, PredBB,
723                                                     IncomingValues);
724
725       // And add a new incoming value for this predecessor for the
726       // newly retargeted branch.
727       PN->addIncoming(Selected, PredBB);
728     }
729   } else {
730     for (unsigned i = 0, e = BBPreds.size(); i != e; ++i) {
731       // Update existing incoming values in PN for this
732       // predecessor of BB.
733       BasicBlock *PredBB = BBPreds[i];
734       Value *Selected = selectIncomingValueForBlock(OldVal, PredBB,
735                                                     IncomingValues);
736
737       // And add a new incoming value for this predecessor for the
738       // newly retargeted branch.
739       PN->addIncoming(Selected, PredBB);
740     }
741   }
742
743   replaceUndefValuesInPhi(PN, IncomingValues);
744 }
745
746 /// TryToSimplifyUncondBranchFromEmptyBlock - BB is known to contain an
747 /// unconditional branch, and contains no instructions other than PHI nodes,
748 /// potential side-effect free intrinsics and the branch.  If possible,
749 /// eliminate BB by rewriting all the predecessors to branch to the successor
750 /// block and return true.  If we can't transform, return false.
751 bool llvm::TryToSimplifyUncondBranchFromEmptyBlock(BasicBlock *BB) {
752   assert(BB != &BB->getParent()->getEntryBlock() &&
753          "TryToSimplifyUncondBranchFromEmptyBlock called on entry block!");
754
755   // We can't eliminate infinite loops.
756   BasicBlock *Succ = cast<BranchInst>(BB->getTerminator())->getSuccessor(0);
757   if (BB == Succ) return false;
758
759   // Check to see if merging these blocks would cause conflicts for any of the
760   // phi nodes in BB or Succ. If not, we can safely merge.
761   if (!CanPropagatePredecessorsForPHIs(BB, Succ)) return false;
762
763   // Check for cases where Succ has multiple predecessors and a PHI node in BB
764   // has uses which will not disappear when the PHI nodes are merged.  It is
765   // possible to handle such cases, but difficult: it requires checking whether
766   // BB dominates Succ, which is non-trivial to calculate in the case where
767   // Succ has multiple predecessors.  Also, it requires checking whether
768   // constructing the necessary self-referential PHI node doesn't introduce any
769   // conflicts; this isn't too difficult, but the previous code for doing this
770   // was incorrect.
771   //
772   // Note that if this check finds a live use, BB dominates Succ, so BB is
773   // something like a loop pre-header (or rarely, a part of an irreducible CFG);
774   // folding the branch isn't profitable in that case anyway.
775   if (!Succ->getSinglePredecessor()) {
776     BasicBlock::iterator BBI = BB->begin();
777     while (isa<PHINode>(*BBI)) {
778       for (Use &U : BBI->uses()) {
779         if (PHINode* PN = dyn_cast<PHINode>(U.getUser())) {
780           if (PN->getIncomingBlock(U) != BB)
781             return false;
782         } else {
783           return false;
784         }
785       }
786       ++BBI;
787     }
788   }
789
790   DEBUG(dbgs() << "Killing Trivial BB: \n" << *BB);
791
792   if (isa<PHINode>(Succ->begin())) {
793     // If there is more than one pred of succ, and there are PHI nodes in
794     // the successor, then we need to add incoming edges for the PHI nodes
795     //
796     const PredBlockVector BBPreds(pred_begin(BB), pred_end(BB));
797
798     // Loop over all of the PHI nodes in the successor of BB.
799     for (BasicBlock::iterator I = Succ->begin(); isa<PHINode>(I); ++I) {
800       PHINode *PN = cast<PHINode>(I);
801
802       redirectValuesFromPredecessorsToPhi(BB, BBPreds, PN);
803     }
804   }
805
806   if (Succ->getSinglePredecessor()) {
807     // BB is the only predecessor of Succ, so Succ will end up with exactly
808     // the same predecessors BB had.
809
810     // Copy over any phi, debug or lifetime instruction.
811     BB->getTerminator()->eraseFromParent();
812     Succ->getInstList().splice(Succ->getFirstNonPHI(), BB->getInstList());
813   } else {
814     while (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(&BB->front())) {
815       // We explicitly check for such uses in CanPropagatePredecessorsForPHIs.
816       assert(PN->use_empty() && "There shouldn't be any uses here!");
817       PN->eraseFromParent();
818     }
819   }
820
821   // Everything that jumped to BB now goes to Succ.
822   BB->replaceAllUsesWith(Succ);
823   if (!Succ->hasName()) Succ->takeName(BB);
824   BB->eraseFromParent();              // Delete the old basic block.
825   return true;
826 }
827
828 /// EliminateDuplicatePHINodes - Check for and eliminate duplicate PHI
829 /// nodes in this block. This doesn't try to be clever about PHI nodes
830 /// which differ only in the order of the incoming values, but instcombine
831 /// orders them so it usually won't matter.
832 ///
833 bool llvm::EliminateDuplicatePHINodes(BasicBlock *BB) {
834   // This implementation doesn't currently consider undef operands
835   // specially. Theoretically, two phis which are identical except for
836   // one having an undef where the other doesn't could be collapsed.
837
838   struct PHIDenseMapInfo {
839     static PHINode *getEmptyKey() {
840       return DenseMapInfo<PHINode *>::getEmptyKey();
841     }
842     static PHINode *getTombstoneKey() {
843       return DenseMapInfo<PHINode *>::getTombstoneKey();
844     }
845     static unsigned getHashValue(PHINode *PN) {
846       // Compute a hash value on the operands. Instcombine will likely have
847       // sorted them, which helps expose duplicates, but we have to check all
848       // the operands to be safe in case instcombine hasn't run.
849       return static_cast<unsigned>(hash_combine(
850           hash_combine_range(PN->value_op_begin(), PN->value_op_end()),
851           hash_combine_range(PN->block_begin(), PN->block_end())));
852     }
853     static bool isEqual(PHINode *LHS, PHINode *RHS) {
854       if (LHS == getEmptyKey() || LHS == getTombstoneKey() ||
855           RHS == getEmptyKey() || RHS == getTombstoneKey())
856         return LHS == RHS;
857       return LHS->isIdenticalTo(RHS);
858     }
859   };
860
861   // Set of unique PHINodes.
862   DenseSet<PHINode *, PHIDenseMapInfo> PHISet;
863
864   // Examine each PHI.
865   bool Changed = false;
866   for (auto I = BB->begin(); PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(I++);) {
867     auto Inserted = PHISet.insert(PN);
868     if (!Inserted.second) {
869       // A duplicate. Replace this PHI with its duplicate.
870       PN->replaceAllUsesWith(*Inserted.first);
871       PN->eraseFromParent();
872       Changed = true;
873     }
874   }
875
876   return Changed;
877 }
878
879 /// enforceKnownAlignment - If the specified pointer points to an object that
880 /// we control, modify the object's alignment to PrefAlign. This isn't
881 /// often possible though. If alignment is important, a more reliable approach
882 /// is to simply align all global variables and allocation instructions to
883 /// their preferred alignment from the beginning.
884 ///
885 static unsigned enforceKnownAlignment(Value *V, unsigned Align,
886                                       unsigned PrefAlign,
887                                       const DataLayout &DL) {
888   V = V->stripPointerCasts();
889
890   if (AllocaInst *AI = dyn_cast<AllocaInst>(V)) {
891     // If the preferred alignment is greater than the natural stack alignment
892     // then don't round up. This avoids dynamic stack realignment.
893     if (DL.exceedsNaturalStackAlignment(PrefAlign))
894       return Align;
895     // If there is a requested alignment and if this is an alloca, round up.
896     if (AI->getAlignment() >= PrefAlign)
897       return AI->getAlignment();
898     AI->setAlignment(PrefAlign);
899     return PrefAlign;
900   }
901
902   if (auto *GO = dyn_cast<GlobalObject>(V)) {
903     // If there is a large requested alignment and we can, bump up the alignment
904     // of the global.
905     if (GO->isDeclaration())
906       return Align;
907     // If the memory we set aside for the global may not be the memory used by
908     // the final program then it is impossible for us to reliably enforce the
909     // preferred alignment.
910     if (GO->isWeakForLinker())
911       return Align;
912
913     if (GO->getAlignment() >= PrefAlign)
914       return GO->getAlignment();
915     // We can only increase the alignment of the global if it has no alignment
916     // specified or if it is not assigned a section.  If it is assigned a
917     // section, the global could be densely packed with other objects in the
918     // section, increasing the alignment could cause padding issues.
919     if (!GO->hasSection() || GO->getAlignment() == 0)
920       GO->setAlignment(PrefAlign);
921     return GO->getAlignment();
922   }
923
924   return Align;
925 }
926
927 /// getOrEnforceKnownAlignment - If the specified pointer has an alignment that
928 /// we can determine, return it, otherwise return 0.  If PrefAlign is specified,
929 /// and it is more than the alignment of the ultimate object, see if we can
930 /// increase the alignment of the ultimate object, making this check succeed.
931 unsigned llvm::getOrEnforceKnownAlignment(Value *V, unsigned PrefAlign,
932                                           const DataLayout &DL,
933                                           const Instruction *CxtI,
934                                           AssumptionCache *AC,
935                                           const DominatorTree *DT) {
936   assert(V->getType()->isPointerTy() &&
937          "getOrEnforceKnownAlignment expects a pointer!");
938   unsigned BitWidth = DL.getPointerTypeSizeInBits(V->getType());
939
940   APInt KnownZero(BitWidth, 0), KnownOne(BitWidth, 0);
941   computeKnownBits(V, KnownZero, KnownOne, DL, 0, AC, CxtI, DT);
942   unsigned TrailZ = KnownZero.countTrailingOnes();
943
944   // Avoid trouble with ridiculously large TrailZ values, such as
945   // those computed from a null pointer.
946   TrailZ = std::min(TrailZ, unsigned(sizeof(unsigned) * CHAR_BIT - 1));
947
948   unsigned Align = 1u << std::min(BitWidth - 1, TrailZ);
949
950   // LLVM doesn't support alignments larger than this currently.
951   Align = std::min(Align, +Value::MaximumAlignment);
952
953   if (PrefAlign > Align)
954     Align = enforceKnownAlignment(V, Align, PrefAlign, DL);
955
956   // We don't need to make any adjustment.
957   return Align;
958 }
959
960 ///===---------------------------------------------------------------------===//
961 ///  Dbg Intrinsic utilities
962 ///
963
964 /// See if there is a dbg.value intrinsic for DIVar before I.
965 static bool LdStHasDebugValue(const DILocalVariable *DIVar, Instruction *I) {
966   // Since we can't guarantee that the original dbg.declare instrinsic
967   // is removed by LowerDbgDeclare(), we need to make sure that we are
968   // not inserting the same dbg.value intrinsic over and over.
969   llvm::BasicBlock::InstListType::iterator PrevI(I);
970   if (PrevI != I->getParent()->getInstList().begin()) {
971     --PrevI;
972     if (DbgValueInst *DVI = dyn_cast<DbgValueInst>(PrevI))
973       if (DVI->getValue() == I->getOperand(0) &&
974           DVI->getOffset() == 0 &&
975           DVI->getVariable() == DIVar)
976         return true;
977   }
978   return false;
979 }
980
981 /// Inserts a llvm.dbg.value intrinsic before a store to an alloca'd value
982 /// that has an associated llvm.dbg.decl intrinsic.
983 bool llvm::ConvertDebugDeclareToDebugValue(DbgDeclareInst *DDI,
984                                            StoreInst *SI, DIBuilder &Builder) {
985   auto *DIVar = DDI->getVariable();
986   auto *DIExpr = DDI->getExpression();
987   assert(DIVar && "Missing variable");
988
989   if (LdStHasDebugValue(DIVar, SI))
990     return true;
991
992   // If an argument is zero extended then use argument directly. The ZExt
993   // may be zapped by an optimization pass in future.
994   Argument *ExtendedArg = nullptr;
995   if (ZExtInst *ZExt = dyn_cast<ZExtInst>(SI->getOperand(0)))
996     ExtendedArg = dyn_cast<Argument>(ZExt->getOperand(0));
997   if (SExtInst *SExt = dyn_cast<SExtInst>(SI->getOperand(0)))
998     ExtendedArg = dyn_cast<Argument>(SExt->getOperand(0));
999   if (ExtendedArg)
1000     Builder.insertDbgValueIntrinsic(ExtendedArg, 0, DIVar, DIExpr,
1001                                     DDI->getDebugLoc(), SI);
1002   else
1003     Builder.insertDbgValueIntrinsic(SI->getOperand(0), 0, DIVar, DIExpr,
1004                                     DDI->getDebugLoc(), SI);
1005   return true;
1006 }
1007
1008 /// Inserts a llvm.dbg.value intrinsic before a load of an alloca'd value
1009 /// that has an associated llvm.dbg.decl intrinsic.
1010 bool llvm::ConvertDebugDeclareToDebugValue(DbgDeclareInst *DDI,
1011                                            LoadInst *LI, DIBuilder &Builder) {
1012   auto *DIVar = DDI->getVariable();
1013   auto *DIExpr = DDI->getExpression();
1014   assert(DIVar && "Missing variable");
1015
1016   if (LdStHasDebugValue(DIVar, LI))
1017     return true;
1018
1019   Builder.insertDbgValueIntrinsic(LI->getOperand(0), 0, DIVar, DIExpr,
1020                                   DDI->getDebugLoc(), LI);
1021   return true;
1022 }
1023
1024 /// Determine whether this alloca is either a VLA or an array.
1025 static bool isArray(AllocaInst *AI) {
1026   return AI->isArrayAllocation() ||
1027     AI->getType()->getElementType()->isArrayTy();
1028 }
1029
1030 /// LowerDbgDeclare - Lowers llvm.dbg.declare intrinsics into appropriate set
1031 /// of llvm.dbg.value intrinsics.
1032 bool llvm::LowerDbgDeclare(Function &F) {
1033   DIBuilder DIB(*F.getParent(), /*AllowUnresolved*/ false);
1034   SmallVector<DbgDeclareInst *, 4> Dbgs;
1035   for (auto &FI : F)
1036     for (BasicBlock::iterator BI : FI)
1037       if (auto DDI = dyn_cast<DbgDeclareInst>(BI))
1038         Dbgs.push_back(DDI);
1039
1040   if (Dbgs.empty())
1041     return false;
1042
1043   for (auto &I : Dbgs) {
1044     DbgDeclareInst *DDI = I;
1045     AllocaInst *AI = dyn_cast_or_null<AllocaInst>(DDI->getAddress());
1046     // If this is an alloca for a scalar variable, insert a dbg.value
1047     // at each load and store to the alloca and erase the dbg.declare.
1048     // The dbg.values allow tracking a variable even if it is not
1049     // stored on the stack, while the dbg.declare can only describe
1050     // the stack slot (and at a lexical-scope granularity). Later
1051     // passes will attempt to elide the stack slot.
1052     if (AI && !isArray(AI)) {
1053       for (User *U : AI->users())
1054         if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(U))
1055           ConvertDebugDeclareToDebugValue(DDI, SI, DIB);
1056         else if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(U))
1057           ConvertDebugDeclareToDebugValue(DDI, LI, DIB);
1058         else if (CallInst *CI = dyn_cast<CallInst>(U)) {
1059           // This is a call by-value or some other instruction that
1060           // takes a pointer to the variable. Insert a *value*
1061           // intrinsic that describes the alloca.
1062           DIB.insertDbgValueIntrinsic(AI, 0, DDI->getVariable(),
1063                                       DDI->getExpression(), DDI->getDebugLoc(),
1064                                       CI);
1065         }
1066       DDI->eraseFromParent();
1067     }
1068   }
1069   return true;
1070 }
1071
1072 /// FindAllocaDbgDeclare - Finds the llvm.dbg.declare intrinsic describing the
1073 /// alloca 'V', if any.
1074 DbgDeclareInst *llvm::FindAllocaDbgDeclare(Value *V) {
1075   if (auto *L = LocalAsMetadata::getIfExists(V))
1076     if (auto *MDV = MetadataAsValue::getIfExists(V->getContext(), L))
1077       for (User *U : MDV->users())
1078         if (DbgDeclareInst *DDI = dyn_cast<DbgDeclareInst>(U))
1079           return DDI;
1080
1081   return nullptr;
1082 }
1083
1084 bool llvm::replaceDbgDeclareForAlloca(AllocaInst *AI, Value *NewAllocaAddress,
1085                                       DIBuilder &Builder, bool Deref) {
1086   DbgDeclareInst *DDI = FindAllocaDbgDeclare(AI);
1087   if (!DDI)
1088     return false;
1089   DebugLoc Loc = DDI->getDebugLoc();
1090   auto *DIVar = DDI->getVariable();
1091   auto *DIExpr = DDI->getExpression();
1092   assert(DIVar && "Missing variable");
1093
1094   if (Deref) {
1095     // Create a copy of the original DIDescriptor for user variable, prepending
1096     // "deref" operation to a list of address elements, as new llvm.dbg.declare
1097     // will take a value storing address of the memory for variable, not
1098     // alloca itself.
1099     SmallVector<uint64_t, 4> NewDIExpr;
1100     NewDIExpr.push_back(dwarf::DW_OP_deref);
1101     if (DIExpr)
1102       NewDIExpr.append(DIExpr->elements_begin(), DIExpr->elements_end());
1103     DIExpr = Builder.createExpression(NewDIExpr);
1104   }
1105
1106   // Insert llvm.dbg.declare in the same basic block as the original alloca,
1107   // and remove old llvm.dbg.declare.
1108   BasicBlock *BB = AI->getParent();
1109   Builder.insertDeclare(NewAllocaAddress, DIVar, DIExpr, Loc, BB);
1110   DDI->eraseFromParent();
1111   return true;
1112 }
1113
1114 /// changeToUnreachable - Insert an unreachable instruction before the specified
1115 /// instruction, making it and the rest of the code in the block dead.
1116 static void changeToUnreachable(Instruction *I, bool UseLLVMTrap) {
1117   BasicBlock *BB = I->getParent();
1118   // Loop over all of the successors, removing BB's entry from any PHI
1119   // nodes.
1120   for (succ_iterator SI = succ_begin(BB), SE = succ_end(BB); SI != SE; ++SI)
1121     (*SI)->removePredecessor(BB);
1122
1123   // Insert a call to llvm.trap right before this.  This turns the undefined
1124   // behavior into a hard fail instead of falling through into random code.
1125   if (UseLLVMTrap) {
1126     Function *TrapFn =
1127       Intrinsic::getDeclaration(BB->getParent()->getParent(), Intrinsic::trap);
1128     CallInst *CallTrap = CallInst::Create(TrapFn, "", I);
1129     CallTrap->setDebugLoc(I->getDebugLoc());
1130   }
1131   new UnreachableInst(I->getContext(), I);
1132
1133   // All instructions after this are dead.
1134   BasicBlock::iterator BBI = I, BBE = BB->end();
1135   while (BBI != BBE) {
1136     if (!BBI->use_empty())
1137       BBI->replaceAllUsesWith(UndefValue::get(BBI->getType()));
1138     BB->getInstList().erase(BBI++);
1139   }
1140 }
1141
1142 /// changeToCall - Convert the specified invoke into a normal call.
1143 static void changeToCall(InvokeInst *II) {
1144   SmallVector<Value*, 8> Args(II->op_begin(), II->op_end() - 3);
1145   CallInst *NewCall = CallInst::Create(II->getCalledValue(), Args, "", II);
1146   NewCall->takeName(II);
1147   NewCall->setCallingConv(II->getCallingConv());
1148   NewCall->setAttributes(II->getAttributes());
1149   NewCall->setDebugLoc(II->getDebugLoc());
1150   II->replaceAllUsesWith(NewCall);
1151
1152   // Follow the call by a branch to the normal destination.
1153   BranchInst::Create(II->getNormalDest(), II);
1154
1155   // Update PHI nodes in the unwind destination
1156   II->getUnwindDest()->removePredecessor(II->getParent());
1157   II->eraseFromParent();
1158 }
1159
1160 static bool markAliveBlocks(Function &F,
1161                             SmallPtrSetImpl<BasicBlock*> &Reachable) {
1162
1163   SmallVector<BasicBlock*, 128> Worklist;
1164   BasicBlock *BB = F.begin();
1165   Worklist.push_back(BB);
1166   Reachable.insert(BB);
1167   bool Changed = false;
1168   do {
1169     BB = Worklist.pop_back_val();
1170
1171     // Do a quick scan of the basic block, turning any obviously unreachable
1172     // instructions into LLVM unreachable insts.  The instruction combining pass
1173     // canonicalizes unreachable insts into stores to null or undef.
1174     for (BasicBlock::iterator BBI = BB->begin(), E = BB->end(); BBI != E;++BBI){
1175       // Assumptions that are known to be false are equivalent to unreachable.
1176       // Also, if the condition is undefined, then we make the choice most
1177       // beneficial to the optimizer, and choose that to also be unreachable.
1178       if (IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(BBI))
1179         if (II->getIntrinsicID() == Intrinsic::assume) {
1180           bool MakeUnreachable = false;
1181           if (isa<UndefValue>(II->getArgOperand(0)))
1182             MakeUnreachable = true;
1183           else if (ConstantInt *Cond =
1184                    dyn_cast<ConstantInt>(II->getArgOperand(0)))
1185             MakeUnreachable = Cond->isZero();
1186
1187           if (MakeUnreachable) {
1188             // Don't insert a call to llvm.trap right before the unreachable.
1189             changeToUnreachable(BBI, false);
1190             Changed = true;
1191             break;
1192           }
1193         }
1194
1195       if (CallInst *CI = dyn_cast<CallInst>(BBI)) {
1196         if (CI->doesNotReturn()) {
1197           // If we found a call to a no-return function, insert an unreachable
1198           // instruction after it.  Make sure there isn't *already* one there
1199           // though.
1200           ++BBI;
1201           if (!isa<UnreachableInst>(BBI)) {
1202             // Don't insert a call to llvm.trap right before the unreachable.
1203             changeToUnreachable(BBI, false);
1204             Changed = true;
1205           }
1206           break;
1207         }
1208       }
1209
1210       // Store to undef and store to null are undefined and used to signal that
1211       // they should be changed to unreachable by passes that can't modify the
1212       // CFG.
1213       if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(BBI)) {
1214         // Don't touch volatile stores.
1215         if (SI->isVolatile()) continue;
1216
1217         Value *Ptr = SI->getOperand(1);
1218
1219         if (isa<UndefValue>(Ptr) ||
1220             (isa<ConstantPointerNull>(Ptr) &&
1221              SI->getPointerAddressSpace() == 0)) {
1222           changeToUnreachable(SI, true);
1223           Changed = true;
1224           break;
1225         }
1226       }
1227     }
1228
1229     // Turn invokes that call 'nounwind' functions into ordinary calls.
1230     if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(BB->getTerminator())) {
1231       Value *Callee = II->getCalledValue();
1232       if (isa<ConstantPointerNull>(Callee) || isa<UndefValue>(Callee)) {
1233         changeToUnreachable(II, true);
1234         Changed = true;
1235       } else if (II->doesNotThrow() && canSimplifyInvokeNoUnwind(&F)) {
1236         if (II->use_empty() && II->onlyReadsMemory()) {
1237           // jump to the normal destination branch.
1238           BranchInst::Create(II->getNormalDest(), II);
1239           II->getUnwindDest()->removePredecessor(II->getParent());
1240           II->eraseFromParent();
1241         } else
1242           changeToCall(II);
1243         Changed = true;
1244       }
1245     }
1246
1247     Changed |= ConstantFoldTerminator(BB, true);
1248     for (succ_iterator SI = succ_begin(BB), SE = succ_end(BB); SI != SE; ++SI)
1249       if (Reachable.insert(*SI).second)
1250         Worklist.push_back(*SI);
1251   } while (!Worklist.empty());
1252   return Changed;
1253 }
1254
1255 /// removeUnreachableBlocksFromFn - Remove blocks that are not reachable, even
1256 /// if they are in a dead cycle.  Return true if a change was made, false
1257 /// otherwise.
1258 bool llvm::removeUnreachableBlocks(Function &F) {
1259   SmallPtrSet<BasicBlock*, 128> Reachable;
1260   bool Changed = markAliveBlocks(F, Reachable);
1261
1262   // If there are unreachable blocks in the CFG...
1263   if (Reachable.size() == F.size())
1264     return Changed;
1265
1266   assert(Reachable.size() < F.size());
1267   NumRemoved += F.size()-Reachable.size();
1268
1269   // Loop over all of the basic blocks that are not reachable, dropping all of
1270   // their internal references...
1271   for (Function::iterator BB = ++F.begin(), E = F.end(); BB != E; ++BB) {
1272     if (Reachable.count(BB))
1273       continue;
1274
1275     for (succ_iterator SI = succ_begin(BB), SE = succ_end(BB); SI != SE; ++SI)
1276       if (Reachable.count(*SI))
1277         (*SI)->removePredecessor(BB);
1278     BB->dropAllReferences();
1279   }
1280
1281   for (Function::iterator I = ++F.begin(); I != F.end();)
1282     if (!Reachable.count(I))
1283       I = F.getBasicBlockList().erase(I);
1284     else
1285       ++I;
1286
1287   return true;
1288 }
1289
1290 void llvm::combineMetadata(Instruction *K, const Instruction *J, ArrayRef<unsigned> KnownIDs) {
1291   SmallVector<std::pair<unsigned, MDNode *>, 4> Metadata;
1292   K->dropUnknownMetadata(KnownIDs);
1293   K->getAllMetadataOtherThanDebugLoc(Metadata);
1294   for (unsigned i = 0, n = Metadata.size(); i < n; ++i) {
1295     unsigned Kind = Metadata[i].first;
1296     MDNode *JMD = J->getMetadata(Kind);
1297     MDNode *KMD = Metadata[i].second;
1298
1299     switch (Kind) {
1300       default:
1301         K->setMetadata(Kind, nullptr); // Remove unknown metadata
1302         break;
1303       case LLVMContext::MD_dbg:
1304         llvm_unreachable("getAllMetadataOtherThanDebugLoc returned a MD_dbg");
1305       case LLVMContext::MD_tbaa:
1306         K->setMetadata(Kind, MDNode::getMostGenericTBAA(JMD, KMD));
1307         break;
1308       case LLVMContext::MD_alias_scope:
1309         K->setMetadata(Kind, MDNode::getMostGenericAliasScope(JMD, KMD));
1310         break;
1311       case LLVMContext::MD_noalias:
1312         K->setMetadata(Kind, MDNode::intersect(JMD, KMD));
1313         break;
1314       case LLVMContext::MD_range:
1315         K->setMetadata(Kind, MDNode::getMostGenericRange(JMD, KMD));
1316         break;
1317       case LLVMContext::MD_fpmath:
1318         K->setMetadata(Kind, MDNode::getMostGenericFPMath(JMD, KMD));
1319         break;
1320       case LLVMContext::MD_invariant_load:
1321         // Only set the !invariant.load if it is present in both instructions.
1322         K->setMetadata(Kind, JMD);
1323         break;
1324       case LLVMContext::MD_nonnull:
1325         // Only set the !nonnull if it is present in both instructions.
1326         K->setMetadata(Kind, JMD);
1327         break;
1328     }
1329   }
1330 }
1331
1332 unsigned llvm::replaceDominatedUsesWith(Value *From, Value *To,
1333                                         DominatorTree &DT,
1334                                         const BasicBlockEdge &Root) {
1335   assert(From->getType() == To->getType());
1336   
1337   unsigned Count = 0;
1338   for (Value::use_iterator UI = From->use_begin(), UE = From->use_end();
1339        UI != UE; ) {
1340     Use &U = *UI++;
1341     if (DT.dominates(Root, U)) {
1342       U.set(To);
1343       DEBUG(dbgs() << "Replace dominated use of '"
1344             << From->getName() << "' as "
1345             << *To << " in " << *U << "\n");
1346       ++Count;
1347     }
1348   }
1349   return Count;
1350 }