[Modules] Move ValueHandle into the IR library where Value itself lives.
[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/STLExtras.h"
18 #include "llvm/ADT/SmallPtrSet.h"
19 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
20 #include "llvm/Analysis/InstructionSimplify.h"
21 #include "llvm/Analysis/MemoryBuiltins.h"
22 #include "llvm/Analysis/ValueTracking.h"
23 #include "llvm/DIBuilder.h"
24 #include "llvm/DebugInfo.h"
25 #include "llvm/IR/Constants.h"
26 #include "llvm/IR/DataLayout.h"
27 #include "llvm/IR/DerivedTypes.h"
28 #include "llvm/IR/Dominators.h"
29 #include "llvm/IR/GetElementPtrTypeIterator.h"
30 #include "llvm/IR/GlobalAlias.h"
31 #include "llvm/IR/GlobalVariable.h"
32 #include "llvm/IR/IRBuilder.h"
33 #include "llvm/IR/Instructions.h"
34 #include "llvm/IR/IntrinsicInst.h"
35 #include "llvm/IR/Intrinsics.h"
36 #include "llvm/IR/MDBuilder.h"
37 #include "llvm/IR/Metadata.h"
38 #include "llvm/IR/Operator.h"
39 #include "llvm/IR/ValueHandle.h"
40 #include "llvm/Support/CFG.h"
41 #include "llvm/Support/Debug.h"
42 #include "llvm/Support/MathExtras.h"
43 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
44 using namespace llvm;
45
46 STATISTIC(NumRemoved, "Number of unreachable basic blocks removed");
47
48 //===----------------------------------------------------------------------===//
49 //  Local constant propagation.
50 //
51
52 /// ConstantFoldTerminator - If a terminator instruction is predicated on a
53 /// constant value, convert it into an unconditional branch to the constant
54 /// destination.  This is a nontrivial operation because the successors of this
55 /// basic block must have their PHI nodes updated.
56 /// Also calls RecursivelyDeleteTriviallyDeadInstructions() on any branch/switch
57 /// conditions and indirectbr addresses this might make dead if
58 /// DeleteDeadConditions is true.
59 bool llvm::ConstantFoldTerminator(BasicBlock *BB, bool DeleteDeadConditions,
60                                   const TargetLibraryInfo *TLI) {
61   TerminatorInst *T = BB->getTerminator();
62   IRBuilder<> Builder(T);
63
64   // Branch - See if we are conditional jumping on constant
65   if (BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(T)) {
66     if (BI->isUnconditional()) return false;  // Can't optimize uncond branch
67     BasicBlock *Dest1 = BI->getSuccessor(0);
68     BasicBlock *Dest2 = BI->getSuccessor(1);
69
70     if (ConstantInt *Cond = dyn_cast<ConstantInt>(BI->getCondition())) {
71       // Are we branching on constant?
72       // YES.  Change to unconditional branch...
73       BasicBlock *Destination = Cond->getZExtValue() ? Dest1 : Dest2;
74       BasicBlock *OldDest     = Cond->getZExtValue() ? Dest2 : Dest1;
75
76       //cerr << "Function: " << T->getParent()->getParent()
77       //     << "\nRemoving branch from " << T->getParent()
78       //     << "\n\nTo: " << OldDest << endl;
79
80       // Let the basic block know that we are letting go of it.  Based on this,
81       // it will adjust it's PHI nodes.
82       OldDest->removePredecessor(BB);
83
84       // Replace the conditional branch with an unconditional one.
85       Builder.CreateBr(Destination);
86       BI->eraseFromParent();
87       return true;
88     }
89
90     if (Dest2 == Dest1) {       // Conditional branch to same location?
91       // This branch matches something like this:
92       //     br bool %cond, label %Dest, label %Dest
93       // and changes it into:  br label %Dest
94
95       // Let the basic block know that we are letting go of one copy of it.
96       assert(BI->getParent() && "Terminator not inserted in block!");
97       Dest1->removePredecessor(BI->getParent());
98
99       // Replace the conditional branch with an unconditional one.
100       Builder.CreateBr(Dest1);
101       Value *Cond = BI->getCondition();
102       BI->eraseFromParent();
103       if (DeleteDeadConditions)
104         RecursivelyDeleteTriviallyDeadInstructions(Cond, TLI);
105       return true;
106     }
107     return false;
108   }
109
110   if (SwitchInst *SI = dyn_cast<SwitchInst>(T)) {
111     // If we are switching on a constant, we can convert the switch into a
112     // single branch instruction!
113     ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(SI->getCondition());
114     BasicBlock *TheOnlyDest = SI->getDefaultDest();
115     BasicBlock *DefaultDest = TheOnlyDest;
116
117     // Figure out which case it goes to.
118     for (SwitchInst::CaseIt i = SI->case_begin(), e = SI->case_end();
119          i != e; ++i) {
120       // Found case matching a constant operand?
121       if (i.getCaseValue() == CI) {
122         TheOnlyDest = i.getCaseSuccessor();
123         break;
124       }
125
126       // Check to see if this branch is going to the same place as the default
127       // dest.  If so, eliminate it as an explicit compare.
128       if (i.getCaseSuccessor() == DefaultDest) {
129         MDNode* MD = SI->getMetadata(LLVMContext::MD_prof);
130         unsigned NCases = SI->getNumCases();
131         // Fold the case metadata into the default if there will be any branches
132         // left, unless the metadata doesn't match the switch.
133         if (NCases > 1 && MD && MD->getNumOperands() == 2 + NCases) {
134           // Collect branch weights into a vector.
135           SmallVector<uint32_t, 8> Weights;
136           for (unsigned MD_i = 1, MD_e = MD->getNumOperands(); MD_i < MD_e;
137                ++MD_i) {
138             ConstantInt* CI = dyn_cast<ConstantInt>(MD->getOperand(MD_i));
139             assert(CI);
140             Weights.push_back(CI->getValue().getZExtValue());
141           }
142           // Merge weight of this case to the default weight.
143           unsigned idx = i.getCaseIndex();
144           Weights[0] += Weights[idx+1];
145           // Remove weight for this case.
146           std::swap(Weights[idx+1], Weights.back());
147           Weights.pop_back();
148           SI->setMetadata(LLVMContext::MD_prof,
149                           MDBuilder(BB->getContext()).
150                           createBranchWeights(Weights));
151         }
152         // Remove this entry.
153         DefaultDest->removePredecessor(SI->getParent());
154         SI->removeCase(i);
155         --i; --e;
156         continue;
157       }
158
159       // Otherwise, check to see if the switch only branches to one destination.
160       // We do this by reseting "TheOnlyDest" to null when we find two non-equal
161       // destinations.
162       if (i.getCaseSuccessor() != TheOnlyDest) TheOnlyDest = 0;
163     }
164
165     if (CI && !TheOnlyDest) {
166       // Branching on a constant, but not any of the cases, go to the default
167       // successor.
168       TheOnlyDest = SI->getDefaultDest();
169     }
170
171     // If we found a single destination that we can fold the switch into, do so
172     // now.
173     if (TheOnlyDest) {
174       // Insert the new branch.
175       Builder.CreateBr(TheOnlyDest);
176       BasicBlock *BB = SI->getParent();
177
178       // Remove entries from PHI nodes which we no longer branch to...
179       for (unsigned i = 0, e = SI->getNumSuccessors(); i != e; ++i) {
180         // Found case matching a constant operand?
181         BasicBlock *Succ = SI->getSuccessor(i);
182         if (Succ == TheOnlyDest)
183           TheOnlyDest = 0;  // Don't modify the first branch to TheOnlyDest
184         else
185           Succ->removePredecessor(BB);
186       }
187
188       // Delete the old switch.
189       Value *Cond = SI->getCondition();
190       SI->eraseFromParent();
191       if (DeleteDeadConditions)
192         RecursivelyDeleteTriviallyDeadInstructions(Cond, TLI);
193       return true;
194     }
195
196     if (SI->getNumCases() == 1) {
197       // Otherwise, we can fold this switch into a conditional branch
198       // instruction if it has only one non-default destination.
199       SwitchInst::CaseIt FirstCase = SI->case_begin();
200       Value *Cond = Builder.CreateICmpEQ(SI->getCondition(),
201           FirstCase.getCaseValue(), "cond");
202
203       // Insert the new branch.
204       BranchInst *NewBr = Builder.CreateCondBr(Cond,
205                                                FirstCase.getCaseSuccessor(),
206                                                SI->getDefaultDest());
207       MDNode* MD = SI->getMetadata(LLVMContext::MD_prof);
208       if (MD && MD->getNumOperands() == 3) {
209         ConstantInt *SICase = dyn_cast<ConstantInt>(MD->getOperand(2));
210         ConstantInt *SIDef = dyn_cast<ConstantInt>(MD->getOperand(1));
211         assert(SICase && SIDef);
212         // The TrueWeight should be the weight for the single case of SI.
213         NewBr->setMetadata(LLVMContext::MD_prof,
214                         MDBuilder(BB->getContext()).
215                         createBranchWeights(SICase->getValue().getZExtValue(),
216                                             SIDef->getValue().getZExtValue()));
217       }
218
219       // Delete the old switch.
220       SI->eraseFromParent();
221       return true;
222     }
223     return false;
224   }
225
226   if (IndirectBrInst *IBI = dyn_cast<IndirectBrInst>(T)) {
227     // indirectbr blockaddress(@F, @BB) -> br label @BB
228     if (BlockAddress *BA =
229           dyn_cast<BlockAddress>(IBI->getAddress()->stripPointerCasts())) {
230       BasicBlock *TheOnlyDest = BA->getBasicBlock();
231       // Insert the new branch.
232       Builder.CreateBr(TheOnlyDest);
233
234       for (unsigned i = 0, e = IBI->getNumDestinations(); i != e; ++i) {
235         if (IBI->getDestination(i) == TheOnlyDest)
236           TheOnlyDest = 0;
237         else
238           IBI->getDestination(i)->removePredecessor(IBI->getParent());
239       }
240       Value *Address = IBI->getAddress();
241       IBI->eraseFromParent();
242       if (DeleteDeadConditions)
243         RecursivelyDeleteTriviallyDeadInstructions(Address, TLI);
244
245       // If we didn't find our destination in the IBI successor list, then we
246       // have undefined behavior.  Replace the unconditional branch with an
247       // 'unreachable' instruction.
248       if (TheOnlyDest) {
249         BB->getTerminator()->eraseFromParent();
250         new UnreachableInst(BB->getContext(), BB);
251       }
252
253       return true;
254     }
255   }
256
257   return false;
258 }
259
260
261 //===----------------------------------------------------------------------===//
262 //  Local dead code elimination.
263 //
264
265 /// isInstructionTriviallyDead - Return true if the result produced by the
266 /// instruction is not used, and the instruction has no side effects.
267 ///
268 bool llvm::isInstructionTriviallyDead(Instruction *I,
269                                       const TargetLibraryInfo *TLI) {
270   if (!I->use_empty() || isa<TerminatorInst>(I)) return false;
271
272   // We don't want the landingpad instruction removed by anything this general.
273   if (isa<LandingPadInst>(I))
274     return false;
275
276   // We don't want debug info removed by anything this general, unless
277   // debug info is empty.
278   if (DbgDeclareInst *DDI = dyn_cast<DbgDeclareInst>(I)) {
279     if (DDI->getAddress())
280       return false;
281     return true;
282   }
283   if (DbgValueInst *DVI = dyn_cast<DbgValueInst>(I)) {
284     if (DVI->getValue())
285       return false;
286     return true;
287   }
288
289   if (!I->mayHaveSideEffects()) return true;
290
291   // Special case intrinsics that "may have side effects" but can be deleted
292   // when dead.
293   if (IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(I)) {
294     // Safe to delete llvm.stacksave if dead.
295     if (II->getIntrinsicID() == Intrinsic::stacksave)
296       return true;
297
298     // Lifetime intrinsics are dead when their right-hand is undef.
299     if (II->getIntrinsicID() == Intrinsic::lifetime_start ||
300         II->getIntrinsicID() == Intrinsic::lifetime_end)
301       return isa<UndefValue>(II->getArgOperand(1));
302   }
303
304   if (isAllocLikeFn(I, TLI)) return true;
305
306   if (CallInst *CI = isFreeCall(I, TLI))
307     if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(CI->getArgOperand(0)))
308       return C->isNullValue() || isa<UndefValue>(C);
309
310   return false;
311 }
312
313 /// RecursivelyDeleteTriviallyDeadInstructions - If the specified value is a
314 /// trivially dead instruction, delete it.  If that makes any of its operands
315 /// trivially dead, delete them too, recursively.  Return true if any
316 /// instructions were deleted.
317 bool
318 llvm::RecursivelyDeleteTriviallyDeadInstructions(Value *V,
319                                                  const TargetLibraryInfo *TLI) {
320   Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V);
321   if (!I || !I->use_empty() || !isInstructionTriviallyDead(I, TLI))
322     return false;
323
324   SmallVector<Instruction*, 16> DeadInsts;
325   DeadInsts.push_back(I);
326
327   do {
328     I = DeadInsts.pop_back_val();
329
330     // Null out all of the instruction's operands to see if any operand becomes
331     // dead as we go.
332     for (unsigned i = 0, e = I->getNumOperands(); i != e; ++i) {
333       Value *OpV = I->getOperand(i);
334       I->setOperand(i, 0);
335
336       if (!OpV->use_empty()) continue;
337
338       // If the operand is an instruction that became dead as we nulled out the
339       // operand, and if it is 'trivially' dead, delete it in a future loop
340       // iteration.
341       if (Instruction *OpI = dyn_cast<Instruction>(OpV))
342         if (isInstructionTriviallyDead(OpI, TLI))
343           DeadInsts.push_back(OpI);
344     }
345
346     I->eraseFromParent();
347   } while (!DeadInsts.empty());
348
349   return true;
350 }
351
352 /// areAllUsesEqual - Check whether the uses of a value are all the same.
353 /// This is similar to Instruction::hasOneUse() except this will also return
354 /// true when there are no uses or multiple uses that all refer to the same
355 /// value.
356 static bool areAllUsesEqual(Instruction *I) {
357   Value::use_iterator UI = I->use_begin();
358   Value::use_iterator UE = I->use_end();
359   if (UI == UE)
360     return true;
361
362   User *TheUse = *UI;
363   for (++UI; UI != UE; ++UI) {
364     if (*UI != TheUse)
365       return false;
366   }
367   return true;
368 }
369
370 /// RecursivelyDeleteDeadPHINode - If the specified value is an effectively
371 /// dead PHI node, due to being a def-use chain of single-use nodes that
372 /// either forms a cycle or is terminated by a trivially dead instruction,
373 /// delete it.  If that makes any of its operands trivially dead, delete them
374 /// too, recursively.  Return true if a change was made.
375 bool llvm::RecursivelyDeleteDeadPHINode(PHINode *PN,
376                                         const TargetLibraryInfo *TLI) {
377   SmallPtrSet<Instruction*, 4> Visited;
378   for (Instruction *I = PN; areAllUsesEqual(I) && !I->mayHaveSideEffects();
379        I = cast<Instruction>(*I->use_begin())) {
380     if (I->use_empty())
381       return RecursivelyDeleteTriviallyDeadInstructions(I, TLI);
382
383     // If we find an instruction more than once, we're on a cycle that
384     // won't prove fruitful.
385     if (!Visited.insert(I)) {
386       // Break the cycle and delete the instruction and its operands.
387       I->replaceAllUsesWith(UndefValue::get(I->getType()));
388       (void)RecursivelyDeleteTriviallyDeadInstructions(I, TLI);
389       return true;
390     }
391   }
392   return false;
393 }
394
395 /// SimplifyInstructionsInBlock - Scan the specified basic block and try to
396 /// simplify any instructions in it and recursively delete dead instructions.
397 ///
398 /// This returns true if it changed the code, note that it can delete
399 /// instructions in other blocks as well in this block.
400 bool llvm::SimplifyInstructionsInBlock(BasicBlock *BB, const DataLayout *TD,
401                                        const TargetLibraryInfo *TLI) {
402   bool MadeChange = false;
403
404 #ifndef NDEBUG
405   // In debug builds, ensure that the terminator of the block is never replaced
406   // or deleted by these simplifications. The idea of simplification is that it
407   // cannot introduce new instructions, and there is no way to replace the
408   // terminator of a block without introducing a new instruction.
409   AssertingVH<Instruction> TerminatorVH(--BB->end());
410 #endif
411
412   for (BasicBlock::iterator BI = BB->begin(), E = --BB->end(); BI != E; ) {
413     assert(!BI->isTerminator());
414     Instruction *Inst = BI++;
415
416     WeakVH BIHandle(BI);
417     if (recursivelySimplifyInstruction(Inst, TD, TLI)) {
418       MadeChange = true;
419       if (BIHandle != BI)
420         BI = BB->begin();
421       continue;
422     }
423
424     MadeChange |= RecursivelyDeleteTriviallyDeadInstructions(Inst, TLI);
425     if (BIHandle != BI)
426       BI = BB->begin();
427   }
428   return MadeChange;
429 }
430
431 //===----------------------------------------------------------------------===//
432 //  Control Flow Graph Restructuring.
433 //
434
435
436 /// RemovePredecessorAndSimplify - Like BasicBlock::removePredecessor, this
437 /// method is called when we're about to delete Pred as a predecessor of BB.  If
438 /// BB contains any PHI nodes, this drops the entries in the PHI nodes for Pred.
439 ///
440 /// Unlike the removePredecessor method, this attempts to simplify uses of PHI
441 /// nodes that collapse into identity values.  For example, if we have:
442 ///   x = phi(1, 0, 0, 0)
443 ///   y = and x, z
444 ///
445 /// .. and delete the predecessor corresponding to the '1', this will attempt to
446 /// recursively fold the and to 0.
447 void llvm::RemovePredecessorAndSimplify(BasicBlock *BB, BasicBlock *Pred,
448                                         DataLayout *TD) {
449   // This only adjusts blocks with PHI nodes.
450   if (!isa<PHINode>(BB->begin()))
451     return;
452
453   // Remove the entries for Pred from the PHI nodes in BB, but do not simplify
454   // them down.  This will leave us with single entry phi nodes and other phis
455   // that can be removed.
456   BB->removePredecessor(Pred, true);
457
458   WeakVH PhiIt = &BB->front();
459   while (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(PhiIt)) {
460     PhiIt = &*++BasicBlock::iterator(cast<Instruction>(PhiIt));
461     Value *OldPhiIt = PhiIt;
462
463     if (!recursivelySimplifyInstruction(PN, TD))
464       continue;
465
466     // If recursive simplification ended up deleting the next PHI node we would
467     // iterate to, then our iterator is invalid, restart scanning from the top
468     // of the block.
469     if (PhiIt != OldPhiIt) PhiIt = &BB->front();
470   }
471 }
472
473
474 /// MergeBasicBlockIntoOnlyPred - DestBB is a block with one predecessor and its
475 /// predecessor is known to have one successor (DestBB!).  Eliminate the edge
476 /// between them, moving the instructions in the predecessor into DestBB and
477 /// deleting the predecessor block.
478 ///
479 void llvm::MergeBasicBlockIntoOnlyPred(BasicBlock *DestBB, Pass *P) {
480   // If BB has single-entry PHI nodes, fold them.
481   while (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(DestBB->begin())) {
482     Value *NewVal = PN->getIncomingValue(0);
483     // Replace self referencing PHI with undef, it must be dead.
484     if (NewVal == PN) NewVal = UndefValue::get(PN->getType());
485     PN->replaceAllUsesWith(NewVal);
486     PN->eraseFromParent();
487   }
488
489   BasicBlock *PredBB = DestBB->getSinglePredecessor();
490   assert(PredBB && "Block doesn't have a single predecessor!");
491
492   // Zap anything that took the address of DestBB.  Not doing this will give the
493   // address an invalid value.
494   if (DestBB->hasAddressTaken()) {
495     BlockAddress *BA = BlockAddress::get(DestBB);
496     Constant *Replacement =
497       ConstantInt::get(llvm::Type::getInt32Ty(BA->getContext()), 1);
498     BA->replaceAllUsesWith(ConstantExpr::getIntToPtr(Replacement,
499                                                      BA->getType()));
500     BA->destroyConstant();
501   }
502
503   // Anything that branched to PredBB now branches to DestBB.
504   PredBB->replaceAllUsesWith(DestBB);
505
506   // Splice all the instructions from PredBB to DestBB.
507   PredBB->getTerminator()->eraseFromParent();
508   DestBB->getInstList().splice(DestBB->begin(), PredBB->getInstList());
509
510   if (P) {
511     if (DominatorTreeWrapperPass *DTWP =
512             P->getAnalysisIfAvailable<DominatorTreeWrapperPass>()) {
513       DominatorTree &DT = DTWP->getDomTree();
514       BasicBlock *PredBBIDom = DT.getNode(PredBB)->getIDom()->getBlock();
515       DT.changeImmediateDominator(DestBB, PredBBIDom);
516       DT.eraseNode(PredBB);
517     }
518   }
519   // Nuke BB.
520   PredBB->eraseFromParent();
521 }
522
523 /// CanMergeValues - Return true if we can choose one of these values to use
524 /// in place of the other. Note that we will always choose the non-undef
525 /// value to keep.
526 static bool CanMergeValues(Value *First, Value *Second) {
527   return First == Second || isa<UndefValue>(First) || isa<UndefValue>(Second);
528 }
529
530 /// CanPropagatePredecessorsForPHIs - Return true if we can fold BB, an
531 /// almost-empty BB ending in an unconditional branch to Succ, into Succ.
532 ///
533 /// Assumption: Succ is the single successor for BB.
534 ///
535 static bool CanPropagatePredecessorsForPHIs(BasicBlock *BB, BasicBlock *Succ) {
536   assert(*succ_begin(BB) == Succ && "Succ is not successor of BB!");
537
538   DEBUG(dbgs() << "Looking to fold " << BB->getName() << " into "
539         << Succ->getName() << "\n");
540   // Shortcut, if there is only a single predecessor it must be BB and merging
541   // is always safe
542   if (Succ->getSinglePredecessor()) return true;
543
544   // Make a list of the predecessors of BB
545   SmallPtrSet<BasicBlock*, 16> BBPreds(pred_begin(BB), pred_end(BB));
546
547   // Look at all the phi nodes in Succ, to see if they present a conflict when
548   // merging these blocks
549   for (BasicBlock::iterator I = Succ->begin(); isa<PHINode>(I); ++I) {
550     PHINode *PN = cast<PHINode>(I);
551
552     // If the incoming value from BB is again a PHINode in
553     // BB which has the same incoming value for *PI as PN does, we can
554     // merge the phi nodes and then the blocks can still be merged
555     PHINode *BBPN = dyn_cast<PHINode>(PN->getIncomingValueForBlock(BB));
556     if (BBPN && BBPN->getParent() == BB) {
557       for (unsigned PI = 0, PE = PN->getNumIncomingValues(); PI != PE; ++PI) {
558         BasicBlock *IBB = PN->getIncomingBlock(PI);
559         if (BBPreds.count(IBB) &&
560             !CanMergeValues(BBPN->getIncomingValueForBlock(IBB),
561                             PN->getIncomingValue(PI))) {
562           DEBUG(dbgs() << "Can't fold, phi node " << PN->getName() << " in "
563                 << Succ->getName() << " is conflicting with "
564                 << BBPN->getName() << " with regard to common predecessor "
565                 << IBB->getName() << "\n");
566           return false;
567         }
568       }
569     } else {
570       Value* Val = PN->getIncomingValueForBlock(BB);
571       for (unsigned PI = 0, PE = PN->getNumIncomingValues(); PI != PE; ++PI) {
572         // See if the incoming value for the common predecessor is equal to the
573         // one for BB, in which case this phi node will not prevent the merging
574         // of the block.
575         BasicBlock *IBB = PN->getIncomingBlock(PI);
576         if (BBPreds.count(IBB) &&
577             !CanMergeValues(Val, PN->getIncomingValue(PI))) {
578           DEBUG(dbgs() << "Can't fold, phi node " << PN->getName() << " in "
579                 << Succ->getName() << " is conflicting with regard to common "
580                 << "predecessor " << IBB->getName() << "\n");
581           return false;
582         }
583       }
584     }
585   }
586
587   return true;
588 }
589
590 typedef SmallVector<BasicBlock *, 16> PredBlockVector;
591 typedef DenseMap<BasicBlock *, Value *> IncomingValueMap;
592
593 /// \brief Determines the value to use as the phi node input for a block.
594 ///
595 /// Select between \p OldVal any value that we know flows from \p BB
596 /// to a particular phi on the basis of which one (if either) is not
597 /// undef. Update IncomingValues based on the selected value.
598 ///
599 /// \param OldVal The value we are considering selecting.
600 /// \param BB The block that the value flows in from.
601 /// \param IncomingValues A map from block-to-value for other phi inputs
602 /// that we have examined.
603 ///
604 /// \returns the selected value.
605 static Value *selectIncomingValueForBlock(Value *OldVal, BasicBlock *BB,
606                                           IncomingValueMap &IncomingValues) {
607   if (!isa<UndefValue>(OldVal)) {
608     assert((!IncomingValues.count(BB) ||
609             IncomingValues.find(BB)->second == OldVal) &&
610            "Expected OldVal to match incoming value from BB!");
611
612     IncomingValues.insert(std::make_pair(BB, OldVal));
613     return OldVal;
614   }
615
616   IncomingValueMap::const_iterator It = IncomingValues.find(BB);
617   if (It != IncomingValues.end()) return It->second;
618
619   return OldVal;
620 }
621
622 /// \brief Create a map from block to value for the operands of a
623 /// given phi.
624 ///
625 /// Create a map from block to value for each non-undef value flowing
626 /// into \p PN.
627 ///
628 /// \param PN The phi we are collecting the map for.
629 /// \param IncomingValues [out] The map from block to value for this phi.
630 static void gatherIncomingValuesToPhi(PHINode *PN,
631                                       IncomingValueMap &IncomingValues) {
632   for (unsigned i = 0, e = PN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
633     BasicBlock *BB = PN->getIncomingBlock(i);
634     Value *V = PN->getIncomingValue(i);
635
636     if (!isa<UndefValue>(V))
637       IncomingValues.insert(std::make_pair(BB, V));
638   }
639 }
640
641 /// \brief Replace the incoming undef values to a phi with the values
642 /// from a block-to-value map.
643 ///
644 /// \param PN The phi we are replacing the undefs in.
645 /// \param IncomingValues A map from block to value.
646 static void replaceUndefValuesInPhi(PHINode *PN,
647                                     const IncomingValueMap &IncomingValues) {
648   for (unsigned i = 0, e = PN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
649     Value *V = PN->getIncomingValue(i);
650
651     if (!isa<UndefValue>(V)) continue;
652
653     BasicBlock *BB = PN->getIncomingBlock(i);
654     IncomingValueMap::const_iterator It = IncomingValues.find(BB);
655     if (It == IncomingValues.end()) continue;
656
657     PN->setIncomingValue(i, It->second);
658   }
659 }
660
661 /// \brief Replace a value flowing from a block to a phi with
662 /// potentially multiple instances of that value flowing from the
663 /// block's predecessors to the phi.
664 ///
665 /// \param BB The block with the value flowing into the phi.
666 /// \param BBPreds The predecessors of BB.
667 /// \param PN The phi that we are updating.
668 static void redirectValuesFromPredecessorsToPhi(BasicBlock *BB,
669                                                 const PredBlockVector &BBPreds,
670                                                 PHINode *PN) {
671   Value *OldVal = PN->removeIncomingValue(BB, false);
672   assert(OldVal && "No entry in PHI for Pred BB!");
673
674   IncomingValueMap IncomingValues;
675
676   // We are merging two blocks - BB, and the block containing PN - and
677   // as a result we need to redirect edges from the predecessors of BB
678   // to go to the block containing PN, and update PN
679   // accordingly. Since we allow merging blocks in the case where the
680   // predecessor and successor blocks both share some predecessors,
681   // and where some of those common predecessors might have undef
682   // values flowing into PN, we want to rewrite those values to be
683   // consistent with the non-undef values.
684
685   gatherIncomingValuesToPhi(PN, IncomingValues);
686
687   // If this incoming value is one of the PHI nodes in BB, the new entries
688   // in the PHI node are the entries from the old PHI.
689   if (isa<PHINode>(OldVal) && cast<PHINode>(OldVal)->getParent() == BB) {
690     PHINode *OldValPN = cast<PHINode>(OldVal);
691     for (unsigned i = 0, e = OldValPN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
692       // Note that, since we are merging phi nodes and BB and Succ might
693       // have common predecessors, we could end up with a phi node with
694       // identical incoming branches. This will be cleaned up later (and
695       // will trigger asserts if we try to clean it up now, without also
696       // simplifying the corresponding conditional branch).
697       BasicBlock *PredBB = OldValPN->getIncomingBlock(i);
698       Value *PredVal = OldValPN->getIncomingValue(i);
699       Value *Selected = selectIncomingValueForBlock(PredVal, PredBB,
700                                                     IncomingValues);
701
702       // And add a new incoming value for this predecessor for the
703       // newly retargeted branch.
704       PN->addIncoming(Selected, PredBB);
705     }
706   } else {
707     for (unsigned i = 0, e = BBPreds.size(); i != e; ++i) {
708       // Update existing incoming values in PN for this
709       // predecessor of BB.
710       BasicBlock *PredBB = BBPreds[i];
711       Value *Selected = selectIncomingValueForBlock(OldVal, PredBB,
712                                                     IncomingValues);
713
714       // And add a new incoming value for this predecessor for the
715       // newly retargeted branch.
716       PN->addIncoming(Selected, PredBB);
717     }
718   }
719
720   replaceUndefValuesInPhi(PN, IncomingValues);
721 }
722
723 /// TryToSimplifyUncondBranchFromEmptyBlock - BB is known to contain an
724 /// unconditional branch, and contains no instructions other than PHI nodes,
725 /// potential side-effect free intrinsics and the branch.  If possible,
726 /// eliminate BB by rewriting all the predecessors to branch to the successor
727 /// block and return true.  If we can't transform, return false.
728 bool llvm::TryToSimplifyUncondBranchFromEmptyBlock(BasicBlock *BB) {
729   assert(BB != &BB->getParent()->getEntryBlock() &&
730          "TryToSimplifyUncondBranchFromEmptyBlock called on entry block!");
731
732   // We can't eliminate infinite loops.
733   BasicBlock *Succ = cast<BranchInst>(BB->getTerminator())->getSuccessor(0);
734   if (BB == Succ) return false;
735
736   // Check to see if merging these blocks would cause conflicts for any of the
737   // phi nodes in BB or Succ. If not, we can safely merge.
738   if (!CanPropagatePredecessorsForPHIs(BB, Succ)) return false;
739
740   // Check for cases where Succ has multiple predecessors and a PHI node in BB
741   // has uses which will not disappear when the PHI nodes are merged.  It is
742   // possible to handle such cases, but difficult: it requires checking whether
743   // BB dominates Succ, which is non-trivial to calculate in the case where
744   // Succ has multiple predecessors.  Also, it requires checking whether
745   // constructing the necessary self-referential PHI node doesn't introduce any
746   // conflicts; this isn't too difficult, but the previous code for doing this
747   // was incorrect.
748   //
749   // Note that if this check finds a live use, BB dominates Succ, so BB is
750   // something like a loop pre-header (or rarely, a part of an irreducible CFG);
751   // folding the branch isn't profitable in that case anyway.
752   if (!Succ->getSinglePredecessor()) {
753     BasicBlock::iterator BBI = BB->begin();
754     while (isa<PHINode>(*BBI)) {
755       for (Value::use_iterator UI = BBI->use_begin(), E = BBI->use_end();
756            UI != E; ++UI) {
757         if (PHINode* PN = dyn_cast<PHINode>(*UI)) {
758           if (PN->getIncomingBlock(UI) != BB)
759             return false;
760         } else {
761           return false;
762         }
763       }
764       ++BBI;
765     }
766   }
767
768   DEBUG(dbgs() << "Killing Trivial BB: \n" << *BB);
769
770   if (isa<PHINode>(Succ->begin())) {
771     // If there is more than one pred of succ, and there are PHI nodes in
772     // the successor, then we need to add incoming edges for the PHI nodes
773     //
774     const PredBlockVector BBPreds(pred_begin(BB), pred_end(BB));
775
776     // Loop over all of the PHI nodes in the successor of BB.
777     for (BasicBlock::iterator I = Succ->begin(); isa<PHINode>(I); ++I) {
778       PHINode *PN = cast<PHINode>(I);
779
780       redirectValuesFromPredecessorsToPhi(BB, BBPreds, PN);
781     }
782   }
783
784   if (Succ->getSinglePredecessor()) {
785     // BB is the only predecessor of Succ, so Succ will end up with exactly
786     // the same predecessors BB had.
787
788     // Copy over any phi, debug or lifetime instruction.
789     BB->getTerminator()->eraseFromParent();
790     Succ->getInstList().splice(Succ->getFirstNonPHI(), BB->getInstList());
791   } else {
792     while (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(&BB->front())) {
793       // We explicitly check for such uses in CanPropagatePredecessorsForPHIs.
794       assert(PN->use_empty() && "There shouldn't be any uses here!");
795       PN->eraseFromParent();
796     }
797   }
798
799   // Everything that jumped to BB now goes to Succ.
800   BB->replaceAllUsesWith(Succ);
801   if (!Succ->hasName()) Succ->takeName(BB);
802   BB->eraseFromParent();              // Delete the old basic block.
803   return true;
804 }
805
806 /// EliminateDuplicatePHINodes - Check for and eliminate duplicate PHI
807 /// nodes in this block. This doesn't try to be clever about PHI nodes
808 /// which differ only in the order of the incoming values, but instcombine
809 /// orders them so it usually won't matter.
810 ///
811 bool llvm::EliminateDuplicatePHINodes(BasicBlock *BB) {
812   bool Changed = false;
813
814   // This implementation doesn't currently consider undef operands
815   // specially. Theoretically, two phis which are identical except for
816   // one having an undef where the other doesn't could be collapsed.
817
818   // Map from PHI hash values to PHI nodes. If multiple PHIs have
819   // the same hash value, the element is the first PHI in the
820   // linked list in CollisionMap.
821   DenseMap<uintptr_t, PHINode *> HashMap;
822
823   // Maintain linked lists of PHI nodes with common hash values.
824   DenseMap<PHINode *, PHINode *> CollisionMap;
825
826   // Examine each PHI.
827   for (BasicBlock::iterator I = BB->begin();
828        PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(I++); ) {
829     // Compute a hash value on the operands. Instcombine will likely have sorted
830     // them, which helps expose duplicates, but we have to check all the
831     // operands to be safe in case instcombine hasn't run.
832     uintptr_t Hash = 0;
833     // This hash algorithm is quite weak as hash functions go, but it seems
834     // to do a good enough job for this particular purpose, and is very quick.
835     for (User::op_iterator I = PN->op_begin(), E = PN->op_end(); I != E; ++I) {
836       Hash ^= reinterpret_cast<uintptr_t>(static_cast<Value *>(*I));
837       Hash = (Hash << 7) | (Hash >> (sizeof(uintptr_t) * CHAR_BIT - 7));
838     }
839     for (PHINode::block_iterator I = PN->block_begin(), E = PN->block_end();
840          I != E; ++I) {
841       Hash ^= reinterpret_cast<uintptr_t>(static_cast<BasicBlock *>(*I));
842       Hash = (Hash << 7) | (Hash >> (sizeof(uintptr_t) * CHAR_BIT - 7));
843     }
844     // Avoid colliding with the DenseMap sentinels ~0 and ~0-1.
845     Hash >>= 1;
846     // If we've never seen this hash value before, it's a unique PHI.
847     std::pair<DenseMap<uintptr_t, PHINode *>::iterator, bool> Pair =
848       HashMap.insert(std::make_pair(Hash, PN));
849     if (Pair.second) continue;
850     // Otherwise it's either a duplicate or a hash collision.
851     for (PHINode *OtherPN = Pair.first->second; ; ) {
852       if (OtherPN->isIdenticalTo(PN)) {
853         // A duplicate. Replace this PHI with its duplicate.
854         PN->replaceAllUsesWith(OtherPN);
855         PN->eraseFromParent();
856         Changed = true;
857         break;
858       }
859       // A non-duplicate hash collision.
860       DenseMap<PHINode *, PHINode *>::iterator I = CollisionMap.find(OtherPN);
861       if (I == CollisionMap.end()) {
862         // Set this PHI to be the head of the linked list of colliding PHIs.
863         PHINode *Old = Pair.first->second;
864         Pair.first->second = PN;
865         CollisionMap[PN] = Old;
866         break;
867       }
868       // Proceed to the next PHI in the list.
869       OtherPN = I->second;
870     }
871   }
872
873   return Changed;
874 }
875
876 /// enforceKnownAlignment - If the specified pointer points to an object that
877 /// we control, modify the object's alignment to PrefAlign. This isn't
878 /// often possible though. If alignment is important, a more reliable approach
879 /// is to simply align all global variables and allocation instructions to
880 /// their preferred alignment from the beginning.
881 ///
882 static unsigned enforceKnownAlignment(Value *V, unsigned Align,
883                                       unsigned PrefAlign, const DataLayout *TD) {
884   V = V->stripPointerCasts();
885
886   if (AllocaInst *AI = dyn_cast<AllocaInst>(V)) {
887     // If the preferred alignment is greater than the natural stack alignment
888     // then don't round up. This avoids dynamic stack realignment.
889     if (TD && TD->exceedsNaturalStackAlignment(PrefAlign))
890       return Align;
891     // If there is a requested alignment and if this is an alloca, round up.
892     if (AI->getAlignment() >= PrefAlign)
893       return AI->getAlignment();
894     AI->setAlignment(PrefAlign);
895     return PrefAlign;
896   }
897
898   if (GlobalValue *GV = dyn_cast<GlobalValue>(V)) {
899     // If there is a large requested alignment and we can, bump up the alignment
900     // of the global.
901     if (GV->isDeclaration()) return Align;
902     // If the memory we set aside for the global may not be the memory used by
903     // the final program then it is impossible for us to reliably enforce the
904     // preferred alignment.
905     if (GV->isWeakForLinker()) return Align;
906
907     if (GV->getAlignment() >= PrefAlign)
908       return GV->getAlignment();
909     // We can only increase the alignment of the global if it has no alignment
910     // specified or if it is not assigned a section.  If it is assigned a
911     // section, the global could be densely packed with other objects in the
912     // section, increasing the alignment could cause padding issues.
913     if (!GV->hasSection() || GV->getAlignment() == 0)
914       GV->setAlignment(PrefAlign);
915     return GV->getAlignment();
916   }
917
918   return Align;
919 }
920
921 /// getOrEnforceKnownAlignment - If the specified pointer has an alignment that
922 /// we can determine, return it, otherwise return 0.  If PrefAlign is specified,
923 /// and it is more than the alignment of the ultimate object, see if we can
924 /// increase the alignment of the ultimate object, making this check succeed.
925 unsigned llvm::getOrEnforceKnownAlignment(Value *V, unsigned PrefAlign,
926                                           const DataLayout *DL) {
927   assert(V->getType()->isPointerTy() &&
928          "getOrEnforceKnownAlignment expects a pointer!");
929   unsigned BitWidth = DL ? DL->getPointerTypeSizeInBits(V->getType()) : 64;
930
931   APInt KnownZero(BitWidth, 0), KnownOne(BitWidth, 0);
932   ComputeMaskedBits(V, KnownZero, KnownOne, DL);
933   unsigned TrailZ = KnownZero.countTrailingOnes();
934
935   // Avoid trouble with ridiculously large TrailZ values, such as
936   // those computed from a null pointer.
937   TrailZ = std::min(TrailZ, unsigned(sizeof(unsigned) * CHAR_BIT - 1));
938
939   unsigned Align = 1u << std::min(BitWidth - 1, TrailZ);
940
941   // LLVM doesn't support alignments larger than this currently.
942   Align = std::min(Align, +Value::MaximumAlignment);
943
944   if (PrefAlign > Align)
945     Align = enforceKnownAlignment(V, Align, PrefAlign, DL);
946
947   // We don't need to make any adjustment.
948   return Align;
949 }
950
951 ///===---------------------------------------------------------------------===//
952 ///  Dbg Intrinsic utilities
953 ///
954
955 /// See if there is a dbg.value intrinsic for DIVar before I.
956 static bool LdStHasDebugValue(DIVariable &DIVar, Instruction *I) {
957   // Since we can't guarantee that the original dbg.declare instrinsic
958   // is removed by LowerDbgDeclare(), we need to make sure that we are
959   // not inserting the same dbg.value intrinsic over and over.
960   llvm::BasicBlock::InstListType::iterator PrevI(I);
961   if (PrevI != I->getParent()->getInstList().begin()) {
962     --PrevI;
963     if (DbgValueInst *DVI = dyn_cast<DbgValueInst>(PrevI))
964       if (DVI->getValue() == I->getOperand(0) &&
965           DVI->getOffset() == 0 &&
966           DVI->getVariable() == DIVar)
967         return true;
968   }
969   return false;
970 }
971
972 /// Inserts a llvm.dbg.value intrinsic before a store to an alloca'd value
973 /// that has an associated llvm.dbg.decl intrinsic.
974 bool llvm::ConvertDebugDeclareToDebugValue(DbgDeclareInst *DDI,
975                                            StoreInst *SI, DIBuilder &Builder) {
976   DIVariable DIVar(DDI->getVariable());
977   assert((!DIVar || DIVar.isVariable()) &&
978          "Variable in DbgDeclareInst should be either null or a DIVariable.");
979   if (!DIVar)
980     return false;
981
982   if (LdStHasDebugValue(DIVar, SI))
983     return true;
984
985   Instruction *DbgVal = NULL;
986   // If an argument is zero extended then use argument directly. The ZExt
987   // may be zapped by an optimization pass in future.
988   Argument *ExtendedArg = NULL;
989   if (ZExtInst *ZExt = dyn_cast<ZExtInst>(SI->getOperand(0)))
990     ExtendedArg = dyn_cast<Argument>(ZExt->getOperand(0));
991   if (SExtInst *SExt = dyn_cast<SExtInst>(SI->getOperand(0)))
992     ExtendedArg = dyn_cast<Argument>(SExt->getOperand(0));
993   if (ExtendedArg)
994     DbgVal = Builder.insertDbgValueIntrinsic(ExtendedArg, 0, DIVar, SI);
995   else
996     DbgVal = Builder.insertDbgValueIntrinsic(SI->getOperand(0), 0, DIVar, SI);
997
998   // Propagate any debug metadata from the store onto the dbg.value.
999   DebugLoc SIDL = SI->getDebugLoc();
1000   if (!SIDL.isUnknown())
1001     DbgVal->setDebugLoc(SIDL);
1002   // Otherwise propagate debug metadata from dbg.declare.
1003   else
1004     DbgVal->setDebugLoc(DDI->getDebugLoc());
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   DIVariable DIVar(DDI->getVariable());
1013   assert((!DIVar || DIVar.isVariable()) &&
1014          "Variable in DbgDeclareInst should be either null or a DIVariable.");
1015   if (!DIVar)
1016     return false;
1017
1018   if (LdStHasDebugValue(DIVar, LI))
1019     return true;
1020
1021   Instruction *DbgVal =
1022     Builder.insertDbgValueIntrinsic(LI->getOperand(0), 0,
1023                                     DIVar, LI);
1024
1025   // Propagate any debug metadata from the store onto the dbg.value.
1026   DebugLoc LIDL = LI->getDebugLoc();
1027   if (!LIDL.isUnknown())
1028     DbgVal->setDebugLoc(LIDL);
1029   // Otherwise propagate debug metadata from dbg.declare.
1030   else
1031     DbgVal->setDebugLoc(DDI->getDebugLoc());
1032   return true;
1033 }
1034
1035 /// LowerDbgDeclare - Lowers llvm.dbg.declare intrinsics into appropriate set
1036 /// of llvm.dbg.value intrinsics.
1037 bool llvm::LowerDbgDeclare(Function &F) {
1038   DIBuilder DIB(*F.getParent());
1039   SmallVector<DbgDeclareInst *, 4> Dbgs;
1040   for (Function::iterator FI = F.begin(), FE = F.end(); FI != FE; ++FI)
1041     for (BasicBlock::iterator BI = FI->begin(), BE = FI->end(); BI != BE; ++BI) {
1042       if (DbgDeclareInst *DDI = dyn_cast<DbgDeclareInst>(BI))
1043         Dbgs.push_back(DDI);
1044     }
1045   if (Dbgs.empty())
1046     return false;
1047
1048   for (SmallVectorImpl<DbgDeclareInst *>::iterator I = Dbgs.begin(),
1049          E = Dbgs.end(); I != E; ++I) {
1050     DbgDeclareInst *DDI = *I;
1051     AllocaInst *AI = dyn_cast_or_null<AllocaInst>(DDI->getAddress());
1052     // If this is an alloca for a scalar variable, insert a dbg.value
1053     // at each load and store to the alloca and erase the dbg.declare.
1054     if (AI && !AI->isArrayAllocation()) {
1055
1056       // We only remove the dbg.declare intrinsic if all uses are
1057       // converted to dbg.value intrinsics.
1058       bool RemoveDDI = true;
1059       for (Value::use_iterator UI = AI->use_begin(), E = AI->use_end();
1060            UI != E; ++UI)
1061         if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(*UI))
1062           ConvertDebugDeclareToDebugValue(DDI, SI, DIB);
1063         else if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(*UI))
1064           ConvertDebugDeclareToDebugValue(DDI, LI, DIB);
1065         else
1066           RemoveDDI = false;
1067       if (RemoveDDI)
1068         DDI->eraseFromParent();
1069     }
1070   }
1071   return true;
1072 }
1073
1074 /// FindAllocaDbgDeclare - Finds the llvm.dbg.declare intrinsic describing the
1075 /// alloca 'V', if any.
1076 DbgDeclareInst *llvm::FindAllocaDbgDeclare(Value *V) {
1077   if (MDNode *DebugNode = MDNode::getIfExists(V->getContext(), V))
1078     for (Value::use_iterator UI = DebugNode->use_begin(),
1079          E = DebugNode->use_end(); UI != E; ++UI)
1080       if (DbgDeclareInst *DDI = dyn_cast<DbgDeclareInst>(*UI))
1081         return DDI;
1082
1083   return 0;
1084 }
1085
1086 bool llvm::replaceDbgDeclareForAlloca(AllocaInst *AI, Value *NewAllocaAddress,
1087                                       DIBuilder &Builder) {
1088   DbgDeclareInst *DDI = FindAllocaDbgDeclare(AI);
1089   if (!DDI)
1090     return false;
1091   DIVariable DIVar(DDI->getVariable());
1092   assert((!DIVar || DIVar.isVariable()) &&
1093          "Variable in DbgDeclareInst should be either null or a DIVariable.");
1094   if (!DIVar)
1095     return false;
1096
1097   // Create a copy of the original DIDescriptor for user variable, appending
1098   // "deref" operation to a list of address elements, as new llvm.dbg.declare
1099   // will take a value storing address of the memory for variable, not
1100   // alloca itself.
1101   Type *Int64Ty = Type::getInt64Ty(AI->getContext());
1102   SmallVector<Value*, 4> NewDIVarAddress;
1103   if (DIVar.hasComplexAddress()) {
1104     for (unsigned i = 0, n = DIVar.getNumAddrElements(); i < n; ++i) {
1105       NewDIVarAddress.push_back(
1106           ConstantInt::get(Int64Ty, DIVar.getAddrElement(i)));
1107     }
1108   }
1109   NewDIVarAddress.push_back(ConstantInt::get(Int64Ty, DIBuilder::OpDeref));
1110   DIVariable NewDIVar = Builder.createComplexVariable(
1111       DIVar.getTag(), DIVar.getContext(), DIVar.getName(),
1112       DIVar.getFile(), DIVar.getLineNumber(), DIVar.getType(),
1113       NewDIVarAddress, DIVar.getArgNumber());
1114
1115   // Insert llvm.dbg.declare in the same basic block as the original alloca,
1116   // and remove old llvm.dbg.declare.
1117   BasicBlock *BB = AI->getParent();
1118   Builder.insertDeclare(NewAllocaAddress, NewDIVar, BB);
1119   DDI->eraseFromParent();
1120   return true;
1121 }
1122
1123 /// changeToUnreachable - Insert an unreachable instruction before the specified
1124 /// instruction, making it and the rest of the code in the block dead.
1125 static void changeToUnreachable(Instruction *I, bool UseLLVMTrap) {
1126   BasicBlock *BB = I->getParent();
1127   // Loop over all of the successors, removing BB's entry from any PHI
1128   // nodes.
1129   for (succ_iterator SI = succ_begin(BB), SE = succ_end(BB); SI != SE; ++SI)
1130     (*SI)->removePredecessor(BB);
1131
1132   // Insert a call to llvm.trap right before this.  This turns the undefined
1133   // behavior into a hard fail instead of falling through into random code.
1134   if (UseLLVMTrap) {
1135     Function *TrapFn =
1136       Intrinsic::getDeclaration(BB->getParent()->getParent(), Intrinsic::trap);
1137     CallInst *CallTrap = CallInst::Create(TrapFn, "", I);
1138     CallTrap->setDebugLoc(I->getDebugLoc());
1139   }
1140   new UnreachableInst(I->getContext(), I);
1141
1142   // All instructions after this are dead.
1143   BasicBlock::iterator BBI = I, BBE = BB->end();
1144   while (BBI != BBE) {
1145     if (!BBI->use_empty())
1146       BBI->replaceAllUsesWith(UndefValue::get(BBI->getType()));
1147     BB->getInstList().erase(BBI++);
1148   }
1149 }
1150
1151 /// changeToCall - Convert the specified invoke into a normal call.
1152 static void changeToCall(InvokeInst *II) {
1153   SmallVector<Value*, 8> Args(II->op_begin(), II->op_end() - 3);
1154   CallInst *NewCall = CallInst::Create(II->getCalledValue(), Args, "", II);
1155   NewCall->takeName(II);
1156   NewCall->setCallingConv(II->getCallingConv());
1157   NewCall->setAttributes(II->getAttributes());
1158   NewCall->setDebugLoc(II->getDebugLoc());
1159   II->replaceAllUsesWith(NewCall);
1160
1161   // Follow the call by a branch to the normal destination.
1162   BranchInst::Create(II->getNormalDest(), II);
1163
1164   // Update PHI nodes in the unwind destination
1165   II->getUnwindDest()->removePredecessor(II->getParent());
1166   II->eraseFromParent();
1167 }
1168
1169 static bool markAliveBlocks(BasicBlock *BB,
1170                             SmallPtrSet<BasicBlock*, 128> &Reachable) {
1171
1172   SmallVector<BasicBlock*, 128> Worklist;
1173   Worklist.push_back(BB);
1174   Reachable.insert(BB);
1175   bool Changed = false;
1176   do {
1177     BB = Worklist.pop_back_val();
1178
1179     // Do a quick scan of the basic block, turning any obviously unreachable
1180     // instructions into LLVM unreachable insts.  The instruction combining pass
1181     // canonicalizes unreachable insts into stores to null or undef.
1182     for (BasicBlock::iterator BBI = BB->begin(), E = BB->end(); BBI != E;++BBI){
1183       if (CallInst *CI = dyn_cast<CallInst>(BBI)) {
1184         if (CI->doesNotReturn()) {
1185           // If we found a call to a no-return function, insert an unreachable
1186           // instruction after it.  Make sure there isn't *already* one there
1187           // though.
1188           ++BBI;
1189           if (!isa<UnreachableInst>(BBI)) {
1190             // Don't insert a call to llvm.trap right before the unreachable.
1191             changeToUnreachable(BBI, false);
1192             Changed = true;
1193           }
1194           break;
1195         }
1196       }
1197
1198       // Store to undef and store to null are undefined and used to signal that
1199       // they should be changed to unreachable by passes that can't modify the
1200       // CFG.
1201       if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(BBI)) {
1202         // Don't touch volatile stores.
1203         if (SI->isVolatile()) continue;
1204
1205         Value *Ptr = SI->getOperand(1);
1206
1207         if (isa<UndefValue>(Ptr) ||
1208             (isa<ConstantPointerNull>(Ptr) &&
1209              SI->getPointerAddressSpace() == 0)) {
1210           changeToUnreachable(SI, true);
1211           Changed = true;
1212           break;
1213         }
1214       }
1215     }
1216
1217     // Turn invokes that call 'nounwind' functions into ordinary calls.
1218     if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(BB->getTerminator())) {
1219       Value *Callee = II->getCalledValue();
1220       if (isa<ConstantPointerNull>(Callee) || isa<UndefValue>(Callee)) {
1221         changeToUnreachable(II, true);
1222         Changed = true;
1223       } else if (II->doesNotThrow()) {
1224         if (II->use_empty() && II->onlyReadsMemory()) {
1225           // jump to the normal destination branch.
1226           BranchInst::Create(II->getNormalDest(), II);
1227           II->getUnwindDest()->removePredecessor(II->getParent());
1228           II->eraseFromParent();
1229         } else
1230           changeToCall(II);
1231         Changed = true;
1232       }
1233     }
1234
1235     Changed |= ConstantFoldTerminator(BB, true);
1236     for (succ_iterator SI = succ_begin(BB), SE = succ_end(BB); SI != SE; ++SI)
1237       if (Reachable.insert(*SI))
1238         Worklist.push_back(*SI);
1239   } while (!Worklist.empty());
1240   return Changed;
1241 }
1242
1243 /// removeUnreachableBlocksFromFn - Remove blocks that are not reachable, even
1244 /// if they are in a dead cycle.  Return true if a change was made, false
1245 /// otherwise.
1246 bool llvm::removeUnreachableBlocks(Function &F) {
1247   SmallPtrSet<BasicBlock*, 128> Reachable;
1248   bool Changed = markAliveBlocks(F.begin(), Reachable);
1249
1250   // If there are unreachable blocks in the CFG...
1251   if (Reachable.size() == F.size())
1252     return Changed;
1253
1254   assert(Reachable.size() < F.size());
1255   NumRemoved += F.size()-Reachable.size();
1256
1257   // Loop over all of the basic blocks that are not reachable, dropping all of
1258   // their internal references...
1259   for (Function::iterator BB = ++F.begin(), E = F.end(); BB != E; ++BB) {
1260     if (Reachable.count(BB))
1261       continue;
1262
1263     for (succ_iterator SI = succ_begin(BB), SE = succ_end(BB); SI != SE; ++SI)
1264       if (Reachable.count(*SI))
1265         (*SI)->removePredecessor(BB);
1266     BB->dropAllReferences();
1267   }
1268
1269   for (Function::iterator I = ++F.begin(); I != F.end();)
1270     if (!Reachable.count(I))
1271       I = F.getBasicBlockList().erase(I);
1272     else
1273       ++I;
1274
1275   return true;
1276 }