[RemoveDuplicatePHINodes] Start over after removing a PHI.
[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 (BasicBlock *Succ : SI->successors()) {
192         // Found case matching a constant operand?
193         if (Succ == TheOnlyDest)
194           TheOnlyDest = nullptr; // Don't modify the first branch to TheOnlyDest
195         else
196           Succ->removePredecessor(BB);
197       }
198
199       // Delete the old switch.
200       Value *Cond = SI->getCondition();
201       SI->eraseFromParent();
202       if (DeleteDeadConditions)
203         RecursivelyDeleteTriviallyDeadInstructions(Cond, TLI);
204       return true;
205     }
206
207     if (SI->getNumCases() == 1) {
208       // Otherwise, we can fold this switch into a conditional branch
209       // instruction if it has only one non-default destination.
210       SwitchInst::CaseIt FirstCase = SI->case_begin();
211       Value *Cond = Builder.CreateICmpEQ(SI->getCondition(),
212           FirstCase.getCaseValue(), "cond");
213
214       // Insert the new branch.
215       BranchInst *NewBr = Builder.CreateCondBr(Cond,
216                                                FirstCase.getCaseSuccessor(),
217                                                SI->getDefaultDest());
218       MDNode *MD = SI->getMetadata(LLVMContext::MD_prof);
219       if (MD && MD->getNumOperands() == 3) {
220         ConstantInt *SICase =
221             mdconst::dyn_extract<ConstantInt>(MD->getOperand(2));
222         ConstantInt *SIDef =
223             mdconst::dyn_extract<ConstantInt>(MD->getOperand(1));
224         assert(SICase && SIDef);
225         // The TrueWeight should be the weight for the single case of SI.
226         NewBr->setMetadata(LLVMContext::MD_prof,
227                         MDBuilder(BB->getContext()).
228                         createBranchWeights(SICase->getValue().getZExtValue(),
229                                             SIDef->getValue().getZExtValue()));
230       }
231
232       // Update make.implicit metadata to the newly-created conditional branch.
233       MDNode *MakeImplicitMD = SI->getMetadata(LLVMContext::MD_make_implicit);
234       if (MakeImplicitMD)
235         NewBr->setMetadata(LLVMContext::MD_make_implicit, MakeImplicitMD);
236
237       // Delete the old switch.
238       SI->eraseFromParent();
239       return true;
240     }
241     return false;
242   }
243
244   if (IndirectBrInst *IBI = dyn_cast<IndirectBrInst>(T)) {
245     // indirectbr blockaddress(@F, @BB) -> br label @BB
246     if (BlockAddress *BA =
247           dyn_cast<BlockAddress>(IBI->getAddress()->stripPointerCasts())) {
248       BasicBlock *TheOnlyDest = BA->getBasicBlock();
249       // Insert the new branch.
250       Builder.CreateBr(TheOnlyDest);
251
252       for (unsigned i = 0, e = IBI->getNumDestinations(); i != e; ++i) {
253         if (IBI->getDestination(i) == TheOnlyDest)
254           TheOnlyDest = nullptr;
255         else
256           IBI->getDestination(i)->removePredecessor(IBI->getParent());
257       }
258       Value *Address = IBI->getAddress();
259       IBI->eraseFromParent();
260       if (DeleteDeadConditions)
261         RecursivelyDeleteTriviallyDeadInstructions(Address, TLI);
262
263       // If we didn't find our destination in the IBI successor list, then we
264       // have undefined behavior.  Replace the unconditional branch with an
265       // 'unreachable' instruction.
266       if (TheOnlyDest) {
267         BB->getTerminator()->eraseFromParent();
268         new UnreachableInst(BB->getContext(), BB);
269       }
270
271       return true;
272     }
273   }
274
275   return false;
276 }
277
278
279 //===----------------------------------------------------------------------===//
280 //  Local dead code elimination.
281 //
282
283 /// isInstructionTriviallyDead - Return true if the result produced by the
284 /// instruction is not used, and the instruction has no side effects.
285 ///
286 bool llvm::isInstructionTriviallyDead(Instruction *I,
287                                       const TargetLibraryInfo *TLI) {
288   if (!I->use_empty() || isa<TerminatorInst>(I)) return false;
289
290   // We don't want the landingpad-like instructions removed by anything this
291   // general.
292   if (I->isEHPad())
293     return false;
294
295   // We don't want debug info removed by anything this general, unless
296   // debug info is empty.
297   if (DbgDeclareInst *DDI = dyn_cast<DbgDeclareInst>(I)) {
298     if (DDI->getAddress())
299       return false;
300     return true;
301   }
302   if (DbgValueInst *DVI = dyn_cast<DbgValueInst>(I)) {
303     if (DVI->getValue())
304       return false;
305     return true;
306   }
307
308   if (!I->mayHaveSideEffects()) return true;
309
310   // Special case intrinsics that "may have side effects" but can be deleted
311   // when dead.
312   if (IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(I)) {
313     // Safe to delete llvm.stacksave if dead.
314     if (II->getIntrinsicID() == Intrinsic::stacksave)
315       return true;
316
317     // Lifetime intrinsics are dead when their right-hand is undef.
318     if (II->getIntrinsicID() == Intrinsic::lifetime_start ||
319         II->getIntrinsicID() == Intrinsic::lifetime_end)
320       return isa<UndefValue>(II->getArgOperand(1));
321
322     // Assumptions are dead if their condition is trivially true.
323     if (II->getIntrinsicID() == Intrinsic::assume) {
324       if (ConstantInt *Cond = dyn_cast<ConstantInt>(II->getArgOperand(0)))
325         return !Cond->isZero();
326
327       return false;
328     }
329   }
330
331   if (isAllocLikeFn(I, TLI)) return true;
332
333   if (CallInst *CI = isFreeCall(I, TLI))
334     if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(CI->getArgOperand(0)))
335       return C->isNullValue() || isa<UndefValue>(C);
336
337   return false;
338 }
339
340 /// RecursivelyDeleteTriviallyDeadInstructions - If the specified value is a
341 /// trivially dead instruction, delete it.  If that makes any of its operands
342 /// trivially dead, delete them too, recursively.  Return true if any
343 /// instructions were deleted.
344 bool
345 llvm::RecursivelyDeleteTriviallyDeadInstructions(Value *V,
346                                                  const TargetLibraryInfo *TLI) {
347   Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V);
348   if (!I || !I->use_empty() || !isInstructionTriviallyDead(I, TLI))
349     return false;
350
351   SmallVector<Instruction*, 16> DeadInsts;
352   DeadInsts.push_back(I);
353
354   do {
355     I = DeadInsts.pop_back_val();
356
357     // Null out all of the instruction's operands to see if any operand becomes
358     // dead as we go.
359     for (unsigned i = 0, e = I->getNumOperands(); i != e; ++i) {
360       Value *OpV = I->getOperand(i);
361       I->setOperand(i, nullptr);
362
363       if (!OpV->use_empty()) continue;
364
365       // If the operand is an instruction that became dead as we nulled out the
366       // operand, and if it is 'trivially' dead, delete it in a future loop
367       // iteration.
368       if (Instruction *OpI = dyn_cast<Instruction>(OpV))
369         if (isInstructionTriviallyDead(OpI, TLI))
370           DeadInsts.push_back(OpI);
371     }
372
373     I->eraseFromParent();
374   } while (!DeadInsts.empty());
375
376   return true;
377 }
378
379 /// areAllUsesEqual - Check whether the uses of a value are all the same.
380 /// This is similar to Instruction::hasOneUse() except this will also return
381 /// true when there are no uses or multiple uses that all refer to the same
382 /// value.
383 static bool areAllUsesEqual(Instruction *I) {
384   Value::user_iterator UI = I->user_begin();
385   Value::user_iterator UE = I->user_end();
386   if (UI == UE)
387     return true;
388
389   User *TheUse = *UI;
390   for (++UI; UI != UE; ++UI) {
391     if (*UI != TheUse)
392       return false;
393   }
394   return true;
395 }
396
397 /// RecursivelyDeleteDeadPHINode - If the specified value is an effectively
398 /// dead PHI node, due to being a def-use chain of single-use nodes that
399 /// either forms a cycle or is terminated by a trivially dead instruction,
400 /// delete it.  If that makes any of its operands trivially dead, delete them
401 /// too, recursively.  Return true if a change was made.
402 bool llvm::RecursivelyDeleteDeadPHINode(PHINode *PN,
403                                         const TargetLibraryInfo *TLI) {
404   SmallPtrSet<Instruction*, 4> Visited;
405   for (Instruction *I = PN; areAllUsesEqual(I) && !I->mayHaveSideEffects();
406        I = cast<Instruction>(*I->user_begin())) {
407     if (I->use_empty())
408       return RecursivelyDeleteTriviallyDeadInstructions(I, TLI);
409
410     // If we find an instruction more than once, we're on a cycle that
411     // won't prove fruitful.
412     if (!Visited.insert(I).second) {
413       // Break the cycle and delete the instruction and its operands.
414       I->replaceAllUsesWith(UndefValue::get(I->getType()));
415       (void)RecursivelyDeleteTriviallyDeadInstructions(I, TLI);
416       return true;
417     }
418   }
419   return false;
420 }
421
422 /// SimplifyInstructionsInBlock - Scan the specified basic block and try to
423 /// simplify any instructions in it and recursively delete dead instructions.
424 ///
425 /// This returns true if it changed the code, note that it can delete
426 /// instructions in other blocks as well in this block.
427 bool llvm::SimplifyInstructionsInBlock(BasicBlock *BB,
428                                        const TargetLibraryInfo *TLI) {
429   bool MadeChange = false;
430
431 #ifndef NDEBUG
432   // In debug builds, ensure that the terminator of the block is never replaced
433   // or deleted by these simplifications. The idea of simplification is that it
434   // cannot introduce new instructions, and there is no way to replace the
435   // terminator of a block without introducing a new instruction.
436   AssertingVH<Instruction> TerminatorVH(--BB->end());
437 #endif
438
439   for (BasicBlock::iterator BI = BB->begin(), E = --BB->end(); BI != E; ) {
440     assert(!BI->isTerminator());
441     Instruction *Inst = BI++;
442
443     WeakVH BIHandle(BI);
444     if (recursivelySimplifyInstruction(Inst, TLI)) {
445       MadeChange = true;
446       if (BIHandle != BI)
447         BI = BB->begin();
448       continue;
449     }
450
451     MadeChange |= RecursivelyDeleteTriviallyDeadInstructions(Inst, TLI);
452     if (BIHandle != BI)
453       BI = BB->begin();
454   }
455   return MadeChange;
456 }
457
458 //===----------------------------------------------------------------------===//
459 //  Control Flow Graph Restructuring.
460 //
461
462
463 /// RemovePredecessorAndSimplify - Like BasicBlock::removePredecessor, this
464 /// method is called when we're about to delete Pred as a predecessor of BB.  If
465 /// BB contains any PHI nodes, this drops the entries in the PHI nodes for Pred.
466 ///
467 /// Unlike the removePredecessor method, this attempts to simplify uses of PHI
468 /// nodes that collapse into identity values.  For example, if we have:
469 ///   x = phi(1, 0, 0, 0)
470 ///   y = and x, z
471 ///
472 /// .. and delete the predecessor corresponding to the '1', this will attempt to
473 /// recursively fold the and to 0.
474 void llvm::RemovePredecessorAndSimplify(BasicBlock *BB, BasicBlock *Pred) {
475   // This only adjusts blocks with PHI nodes.
476   if (!isa<PHINode>(BB->begin()))
477     return;
478
479   // Remove the entries for Pred from the PHI nodes in BB, but do not simplify
480   // them down.  This will leave us with single entry phi nodes and other phis
481   // that can be removed.
482   BB->removePredecessor(Pred, true);
483
484   WeakVH PhiIt = &BB->front();
485   while (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(PhiIt)) {
486     PhiIt = &*++BasicBlock::iterator(cast<Instruction>(PhiIt));
487     Value *OldPhiIt = PhiIt;
488
489     if (!recursivelySimplifyInstruction(PN))
490       continue;
491
492     // If recursive simplification ended up deleting the next PHI node we would
493     // iterate to, then our iterator is invalid, restart scanning from the top
494     // of the block.
495     if (PhiIt != OldPhiIt) PhiIt = &BB->front();
496   }
497 }
498
499
500 /// MergeBasicBlockIntoOnlyPred - DestBB is a block with one predecessor and its
501 /// predecessor is known to have one successor (DestBB!).  Eliminate the edge
502 /// between them, moving the instructions in the predecessor into DestBB and
503 /// deleting the predecessor block.
504 ///
505 void llvm::MergeBasicBlockIntoOnlyPred(BasicBlock *DestBB, DominatorTree *DT) {
506   // If BB has single-entry PHI nodes, fold them.
507   while (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(DestBB->begin())) {
508     Value *NewVal = PN->getIncomingValue(0);
509     // Replace self referencing PHI with undef, it must be dead.
510     if (NewVal == PN) NewVal = UndefValue::get(PN->getType());
511     PN->replaceAllUsesWith(NewVal);
512     PN->eraseFromParent();
513   }
514
515   BasicBlock *PredBB = DestBB->getSinglePredecessor();
516   assert(PredBB && "Block doesn't have a single predecessor!");
517
518   // Zap anything that took the address of DestBB.  Not doing this will give the
519   // address an invalid value.
520   if (DestBB->hasAddressTaken()) {
521     BlockAddress *BA = BlockAddress::get(DestBB);
522     Constant *Replacement =
523       ConstantInt::get(llvm::Type::getInt32Ty(BA->getContext()), 1);
524     BA->replaceAllUsesWith(ConstantExpr::getIntToPtr(Replacement,
525                                                      BA->getType()));
526     BA->destroyConstant();
527   }
528
529   // Anything that branched to PredBB now branches to DestBB.
530   PredBB->replaceAllUsesWith(DestBB);
531
532   // Splice all the instructions from PredBB to DestBB.
533   PredBB->getTerminator()->eraseFromParent();
534   DestBB->getInstList().splice(DestBB->begin(), PredBB->getInstList());
535
536   // If the PredBB is the entry block of the function, move DestBB up to
537   // become the entry block after we erase PredBB.
538   if (PredBB == &DestBB->getParent()->getEntryBlock())
539     DestBB->moveAfter(PredBB);
540
541   if (DT) {
542     BasicBlock *PredBBIDom = DT->getNode(PredBB)->getIDom()->getBlock();
543     DT->changeImmediateDominator(DestBB, PredBBIDom);
544     DT->eraseNode(PredBB);
545   }
546   // Nuke BB.
547   PredBB->eraseFromParent();
548 }
549
550 /// CanMergeValues - Return true if we can choose one of these values to use
551 /// in place of the other. Note that we will always choose the non-undef
552 /// value to keep.
553 static bool CanMergeValues(Value *First, Value *Second) {
554   return First == Second || isa<UndefValue>(First) || isa<UndefValue>(Second);
555 }
556
557 /// CanPropagatePredecessorsForPHIs - Return true if we can fold BB, an
558 /// almost-empty BB ending in an unconditional branch to Succ, into Succ.
559 ///
560 /// Assumption: Succ is the single successor for BB.
561 ///
562 static bool CanPropagatePredecessorsForPHIs(BasicBlock *BB, BasicBlock *Succ) {
563   assert(*succ_begin(BB) == Succ && "Succ is not successor of BB!");
564
565   DEBUG(dbgs() << "Looking to fold " << BB->getName() << " into "
566         << Succ->getName() << "\n");
567   // Shortcut, if there is only a single predecessor it must be BB and merging
568   // is always safe
569   if (Succ->getSinglePredecessor()) return true;
570
571   // Make a list of the predecessors of BB
572   SmallPtrSet<BasicBlock*, 16> BBPreds(pred_begin(BB), pred_end(BB));
573
574   // Look at all the phi nodes in Succ, to see if they present a conflict when
575   // merging these blocks
576   for (BasicBlock::iterator I = Succ->begin(); isa<PHINode>(I); ++I) {
577     PHINode *PN = cast<PHINode>(I);
578
579     // If the incoming value from BB is again a PHINode in
580     // BB which has the same incoming value for *PI as PN does, we can
581     // merge the phi nodes and then the blocks can still be merged
582     PHINode *BBPN = dyn_cast<PHINode>(PN->getIncomingValueForBlock(BB));
583     if (BBPN && BBPN->getParent() == BB) {
584       for (unsigned PI = 0, PE = PN->getNumIncomingValues(); PI != PE; ++PI) {
585         BasicBlock *IBB = PN->getIncomingBlock(PI);
586         if (BBPreds.count(IBB) &&
587             !CanMergeValues(BBPN->getIncomingValueForBlock(IBB),
588                             PN->getIncomingValue(PI))) {
589           DEBUG(dbgs() << "Can't fold, phi node " << PN->getName() << " in "
590                 << Succ->getName() << " is conflicting with "
591                 << BBPN->getName() << " with regard to common predecessor "
592                 << IBB->getName() << "\n");
593           return false;
594         }
595       }
596     } else {
597       Value* Val = PN->getIncomingValueForBlock(BB);
598       for (unsigned PI = 0, PE = PN->getNumIncomingValues(); PI != PE; ++PI) {
599         // See if the incoming value for the common predecessor is equal to the
600         // one for BB, in which case this phi node will not prevent the merging
601         // of the block.
602         BasicBlock *IBB = PN->getIncomingBlock(PI);
603         if (BBPreds.count(IBB) &&
604             !CanMergeValues(Val, PN->getIncomingValue(PI))) {
605           DEBUG(dbgs() << "Can't fold, phi node " << PN->getName() << " in "
606                 << Succ->getName() << " is conflicting with regard to common "
607                 << "predecessor " << IBB->getName() << "\n");
608           return false;
609         }
610       }
611     }
612   }
613
614   return true;
615 }
616
617 typedef SmallVector<BasicBlock *, 16> PredBlockVector;
618 typedef DenseMap<BasicBlock *, Value *> IncomingValueMap;
619
620 /// \brief Determines the value to use as the phi node input for a block.
621 ///
622 /// Select between \p OldVal any value that we know flows from \p BB
623 /// to a particular phi on the basis of which one (if either) is not
624 /// undef. Update IncomingValues based on the selected value.
625 ///
626 /// \param OldVal The value we are considering selecting.
627 /// \param BB The block that the value flows in from.
628 /// \param IncomingValues A map from block-to-value for other phi inputs
629 /// that we have examined.
630 ///
631 /// \returns the selected value.
632 static Value *selectIncomingValueForBlock(Value *OldVal, BasicBlock *BB,
633                                           IncomingValueMap &IncomingValues) {
634   if (!isa<UndefValue>(OldVal)) {
635     assert((!IncomingValues.count(BB) ||
636             IncomingValues.find(BB)->second == OldVal) &&
637            "Expected OldVal to match incoming value from BB!");
638
639     IncomingValues.insert(std::make_pair(BB, OldVal));
640     return OldVal;
641   }
642
643   IncomingValueMap::const_iterator It = IncomingValues.find(BB);
644   if (It != IncomingValues.end()) return It->second;
645
646   return OldVal;
647 }
648
649 /// \brief Create a map from block to value for the operands of a
650 /// given phi.
651 ///
652 /// Create a map from block to value for each non-undef value flowing
653 /// into \p PN.
654 ///
655 /// \param PN The phi we are collecting the map for.
656 /// \param IncomingValues [out] The map from block to value for this phi.
657 static void gatherIncomingValuesToPhi(PHINode *PN,
658                                       IncomingValueMap &IncomingValues) {
659   for (unsigned i = 0, e = PN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
660     BasicBlock *BB = PN->getIncomingBlock(i);
661     Value *V = PN->getIncomingValue(i);
662
663     if (!isa<UndefValue>(V))
664       IncomingValues.insert(std::make_pair(BB, V));
665   }
666 }
667
668 /// \brief Replace the incoming undef values to a phi with the values
669 /// from a block-to-value map.
670 ///
671 /// \param PN The phi we are replacing the undefs in.
672 /// \param IncomingValues A map from block to value.
673 static void replaceUndefValuesInPhi(PHINode *PN,
674                                     const IncomingValueMap &IncomingValues) {
675   for (unsigned i = 0, e = PN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
676     Value *V = PN->getIncomingValue(i);
677
678     if (!isa<UndefValue>(V)) continue;
679
680     BasicBlock *BB = PN->getIncomingBlock(i);
681     IncomingValueMap::const_iterator It = IncomingValues.find(BB);
682     if (It == IncomingValues.end()) continue;
683
684     PN->setIncomingValue(i, It->second);
685   }
686 }
687
688 /// \brief Replace a value flowing from a block to a phi with
689 /// potentially multiple instances of that value flowing from the
690 /// block's predecessors to the phi.
691 ///
692 /// \param BB The block with the value flowing into the phi.
693 /// \param BBPreds The predecessors of BB.
694 /// \param PN The phi that we are updating.
695 static void redirectValuesFromPredecessorsToPhi(BasicBlock *BB,
696                                                 const PredBlockVector &BBPreds,
697                                                 PHINode *PN) {
698   Value *OldVal = PN->removeIncomingValue(BB, false);
699   assert(OldVal && "No entry in PHI for Pred BB!");
700
701   IncomingValueMap IncomingValues;
702
703   // We are merging two blocks - BB, and the block containing PN - and
704   // as a result we need to redirect edges from the predecessors of BB
705   // to go to the block containing PN, and update PN
706   // accordingly. Since we allow merging blocks in the case where the
707   // predecessor and successor blocks both share some predecessors,
708   // and where some of those common predecessors might have undef
709   // values flowing into PN, we want to rewrite those values to be
710   // consistent with the non-undef values.
711
712   gatherIncomingValuesToPhi(PN, IncomingValues);
713
714   // If this incoming value is one of the PHI nodes in BB, the new entries
715   // in the PHI node are the entries from the old PHI.
716   if (isa<PHINode>(OldVal) && cast<PHINode>(OldVal)->getParent() == BB) {
717     PHINode *OldValPN = cast<PHINode>(OldVal);
718     for (unsigned i = 0, e = OldValPN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
719       // Note that, since we are merging phi nodes and BB and Succ might
720       // have common predecessors, we could end up with a phi node with
721       // identical incoming branches. This will be cleaned up later (and
722       // will trigger asserts if we try to clean it up now, without also
723       // simplifying the corresponding conditional branch).
724       BasicBlock *PredBB = OldValPN->getIncomingBlock(i);
725       Value *PredVal = OldValPN->getIncomingValue(i);
726       Value *Selected = selectIncomingValueForBlock(PredVal, PredBB,
727                                                     IncomingValues);
728
729       // And add a new incoming value for this predecessor for the
730       // newly retargeted branch.
731       PN->addIncoming(Selected, PredBB);
732     }
733   } else {
734     for (unsigned i = 0, e = BBPreds.size(); i != e; ++i) {
735       // Update existing incoming values in PN for this
736       // predecessor of BB.
737       BasicBlock *PredBB = BBPreds[i];
738       Value *Selected = selectIncomingValueForBlock(OldVal, PredBB,
739                                                     IncomingValues);
740
741       // And add a new incoming value for this predecessor for the
742       // newly retargeted branch.
743       PN->addIncoming(Selected, PredBB);
744     }
745   }
746
747   replaceUndefValuesInPhi(PN, IncomingValues);
748 }
749
750 /// TryToSimplifyUncondBranchFromEmptyBlock - BB is known to contain an
751 /// unconditional branch, and contains no instructions other than PHI nodes,
752 /// potential side-effect free intrinsics and the branch.  If possible,
753 /// eliminate BB by rewriting all the predecessors to branch to the successor
754 /// block and return true.  If we can't transform, return false.
755 bool llvm::TryToSimplifyUncondBranchFromEmptyBlock(BasicBlock *BB) {
756   assert(BB != &BB->getParent()->getEntryBlock() &&
757          "TryToSimplifyUncondBranchFromEmptyBlock called on entry block!");
758
759   // We can't eliminate infinite loops.
760   BasicBlock *Succ = cast<BranchInst>(BB->getTerminator())->getSuccessor(0);
761   if (BB == Succ) return false;
762
763   // Check to see if merging these blocks would cause conflicts for any of the
764   // phi nodes in BB or Succ. If not, we can safely merge.
765   if (!CanPropagatePredecessorsForPHIs(BB, Succ)) return false;
766
767   // Check for cases where Succ has multiple predecessors and a PHI node in BB
768   // has uses which will not disappear when the PHI nodes are merged.  It is
769   // possible to handle such cases, but difficult: it requires checking whether
770   // BB dominates Succ, which is non-trivial to calculate in the case where
771   // Succ has multiple predecessors.  Also, it requires checking whether
772   // constructing the necessary self-referential PHI node doesn't introduce any
773   // conflicts; this isn't too difficult, but the previous code for doing this
774   // was incorrect.
775   //
776   // Note that if this check finds a live use, BB dominates Succ, so BB is
777   // something like a loop pre-header (or rarely, a part of an irreducible CFG);
778   // folding the branch isn't profitable in that case anyway.
779   if (!Succ->getSinglePredecessor()) {
780     BasicBlock::iterator BBI = BB->begin();
781     while (isa<PHINode>(*BBI)) {
782       for (Use &U : BBI->uses()) {
783         if (PHINode* PN = dyn_cast<PHINode>(U.getUser())) {
784           if (PN->getIncomingBlock(U) != BB)
785             return false;
786         } else {
787           return false;
788         }
789       }
790       ++BBI;
791     }
792   }
793
794   DEBUG(dbgs() << "Killing Trivial BB: \n" << *BB);
795
796   if (isa<PHINode>(Succ->begin())) {
797     // If there is more than one pred of succ, and there are PHI nodes in
798     // the successor, then we need to add incoming edges for the PHI nodes
799     //
800     const PredBlockVector BBPreds(pred_begin(BB), pred_end(BB));
801
802     // Loop over all of the PHI nodes in the successor of BB.
803     for (BasicBlock::iterator I = Succ->begin(); isa<PHINode>(I); ++I) {
804       PHINode *PN = cast<PHINode>(I);
805
806       redirectValuesFromPredecessorsToPhi(BB, BBPreds, PN);
807     }
808   }
809
810   if (Succ->getSinglePredecessor()) {
811     // BB is the only predecessor of Succ, so Succ will end up with exactly
812     // the same predecessors BB had.
813
814     // Copy over any phi, debug or lifetime instruction.
815     BB->getTerminator()->eraseFromParent();
816     Succ->getInstList().splice(Succ->getFirstNonPHI(), BB->getInstList());
817   } else {
818     while (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(&BB->front())) {
819       // We explicitly check for such uses in CanPropagatePredecessorsForPHIs.
820       assert(PN->use_empty() && "There shouldn't be any uses here!");
821       PN->eraseFromParent();
822     }
823   }
824
825   // Everything that jumped to BB now goes to Succ.
826   BB->replaceAllUsesWith(Succ);
827   if (!Succ->hasName()) Succ->takeName(BB);
828   BB->eraseFromParent();              // Delete the old basic block.
829   return true;
830 }
831
832 /// EliminateDuplicatePHINodes - Check for and eliminate duplicate PHI
833 /// nodes in this block. This doesn't try to be clever about PHI nodes
834 /// which differ only in the order of the incoming values, but instcombine
835 /// orders them so it usually won't matter.
836 ///
837 bool llvm::EliminateDuplicatePHINodes(BasicBlock *BB) {
838   // This implementation doesn't currently consider undef operands
839   // specially. Theoretically, two phis which are identical except for
840   // one having an undef where the other doesn't could be collapsed.
841
842   struct PHIDenseMapInfo {
843     static PHINode *getEmptyKey() {
844       return DenseMapInfo<PHINode *>::getEmptyKey();
845     }
846     static PHINode *getTombstoneKey() {
847       return DenseMapInfo<PHINode *>::getTombstoneKey();
848     }
849     static unsigned getHashValue(PHINode *PN) {
850       // Compute a hash value on the operands. Instcombine will likely have
851       // sorted them, which helps expose duplicates, but we have to check all
852       // the operands to be safe in case instcombine hasn't run.
853       return static_cast<unsigned>(hash_combine(
854           hash_combine_range(PN->value_op_begin(), PN->value_op_end()),
855           hash_combine_range(PN->block_begin(), PN->block_end())));
856     }
857     static bool isEqual(PHINode *LHS, PHINode *RHS) {
858       if (LHS == getEmptyKey() || LHS == getTombstoneKey() ||
859           RHS == getEmptyKey() || RHS == getTombstoneKey())
860         return LHS == RHS;
861       return LHS->isIdenticalTo(RHS);
862     }
863   };
864
865   // Set of unique PHINodes.
866   DenseSet<PHINode *, PHIDenseMapInfo> PHISet;
867
868   // Examine each PHI.
869   bool Changed = false;
870   for (auto I = BB->begin(); PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(I++);) {
871     auto Inserted = PHISet.insert(PN);
872     if (!Inserted.second) {
873       // A duplicate. Replace this PHI with its duplicate.
874       PN->replaceAllUsesWith(*Inserted.first);
875       PN->eraseFromParent();
876       Changed = true;
877
878       // The RAUW can change PHIs that we already visited. Start over from the
879       // beginning.
880       PHISet.clear();
881       I = BB->begin();
882     }
883   }
884
885   return Changed;
886 }
887
888 /// enforceKnownAlignment - If the specified pointer points to an object that
889 /// we control, modify the object's alignment to PrefAlign. This isn't
890 /// often possible though. If alignment is important, a more reliable approach
891 /// is to simply align all global variables and allocation instructions to
892 /// their preferred alignment from the beginning.
893 ///
894 static unsigned enforceKnownAlignment(Value *V, unsigned Align,
895                                       unsigned PrefAlign,
896                                       const DataLayout &DL) {
897   V = V->stripPointerCasts();
898
899   if (AllocaInst *AI = dyn_cast<AllocaInst>(V)) {
900     // If the preferred alignment is greater than the natural stack alignment
901     // then don't round up. This avoids dynamic stack realignment.
902     if (DL.exceedsNaturalStackAlignment(PrefAlign))
903       return Align;
904     // If there is a requested alignment and if this is an alloca, round up.
905     if (AI->getAlignment() >= PrefAlign)
906       return AI->getAlignment();
907     AI->setAlignment(PrefAlign);
908     return PrefAlign;
909   }
910
911   if (auto *GO = dyn_cast<GlobalObject>(V)) {
912     // If there is a large requested alignment and we can, bump up the alignment
913     // of the global.  If the memory we set aside for the global may not be the
914     // memory used by the final program then it is impossible for us to reliably
915     // enforce the preferred alignment.
916     if (!GO->isStrongDefinitionForLinker())
917       return Align;
918
919     if (GO->getAlignment() >= PrefAlign)
920       return GO->getAlignment();
921     // We can only increase the alignment of the global if it has no alignment
922     // specified or if it is not assigned a section.  If it is assigned a
923     // section, the global could be densely packed with other objects in the
924     // section, increasing the alignment could cause padding issues.
925     if (!GO->hasSection() || GO->getAlignment() == 0)
926       GO->setAlignment(PrefAlign);
927     return GO->getAlignment();
928   }
929
930   return Align;
931 }
932
933 /// getOrEnforceKnownAlignment - If the specified pointer has an alignment that
934 /// we can determine, return it, otherwise return 0.  If PrefAlign is specified,
935 /// and it is more than the alignment of the ultimate object, see if we can
936 /// increase the alignment of the ultimate object, making this check succeed.
937 unsigned llvm::getOrEnforceKnownAlignment(Value *V, unsigned PrefAlign,
938                                           const DataLayout &DL,
939                                           const Instruction *CxtI,
940                                           AssumptionCache *AC,
941                                           const DominatorTree *DT) {
942   assert(V->getType()->isPointerTy() &&
943          "getOrEnforceKnownAlignment expects a pointer!");
944   unsigned BitWidth = DL.getPointerTypeSizeInBits(V->getType());
945
946   APInt KnownZero(BitWidth, 0), KnownOne(BitWidth, 0);
947   computeKnownBits(V, KnownZero, KnownOne, DL, 0, AC, CxtI, DT);
948   unsigned TrailZ = KnownZero.countTrailingOnes();
949
950   // Avoid trouble with ridiculously large TrailZ values, such as
951   // those computed from a null pointer.
952   TrailZ = std::min(TrailZ, unsigned(sizeof(unsigned) * CHAR_BIT - 1));
953
954   unsigned Align = 1u << std::min(BitWidth - 1, TrailZ);
955
956   // LLVM doesn't support alignments larger than this currently.
957   Align = std::min(Align, +Value::MaximumAlignment);
958
959   if (PrefAlign > Align)
960     Align = enforceKnownAlignment(V, Align, PrefAlign, DL);
961
962   // We don't need to make any adjustment.
963   return Align;
964 }
965
966 ///===---------------------------------------------------------------------===//
967 ///  Dbg Intrinsic utilities
968 ///
969
970 /// See if there is a dbg.value intrinsic for DIVar before I.
971 static bool LdStHasDebugValue(const DILocalVariable *DIVar, Instruction *I) {
972   // Since we can't guarantee that the original dbg.declare instrinsic
973   // is removed by LowerDbgDeclare(), we need to make sure that we are
974   // not inserting the same dbg.value intrinsic over and over.
975   llvm::BasicBlock::InstListType::iterator PrevI(I);
976   if (PrevI != I->getParent()->getInstList().begin()) {
977     --PrevI;
978     if (DbgValueInst *DVI = dyn_cast<DbgValueInst>(PrevI))
979       if (DVI->getValue() == I->getOperand(0) &&
980           DVI->getOffset() == 0 &&
981           DVI->getVariable() == DIVar)
982         return true;
983   }
984   return false;
985 }
986
987 /// Inserts a llvm.dbg.value intrinsic before a store to an alloca'd value
988 /// that has an associated llvm.dbg.decl intrinsic.
989 bool llvm::ConvertDebugDeclareToDebugValue(DbgDeclareInst *DDI,
990                                            StoreInst *SI, DIBuilder &Builder) {
991   auto *DIVar = DDI->getVariable();
992   auto *DIExpr = DDI->getExpression();
993   assert(DIVar && "Missing variable");
994
995   if (LdStHasDebugValue(DIVar, SI))
996     return true;
997
998   // If an argument is zero extended then use argument directly. The ZExt
999   // may be zapped by an optimization pass in future.
1000   Argument *ExtendedArg = nullptr;
1001   if (ZExtInst *ZExt = dyn_cast<ZExtInst>(SI->getOperand(0)))
1002     ExtendedArg = dyn_cast<Argument>(ZExt->getOperand(0));
1003   if (SExtInst *SExt = dyn_cast<SExtInst>(SI->getOperand(0)))
1004     ExtendedArg = dyn_cast<Argument>(SExt->getOperand(0));
1005   if (ExtendedArg)
1006     Builder.insertDbgValueIntrinsic(ExtendedArg, 0, DIVar, DIExpr,
1007                                     DDI->getDebugLoc(), SI);
1008   else
1009     Builder.insertDbgValueIntrinsic(SI->getOperand(0), 0, DIVar, DIExpr,
1010                                     DDI->getDebugLoc(), SI);
1011   return true;
1012 }
1013
1014 /// Inserts a llvm.dbg.value intrinsic before a load of an alloca'd value
1015 /// that has an associated llvm.dbg.decl intrinsic.
1016 bool llvm::ConvertDebugDeclareToDebugValue(DbgDeclareInst *DDI,
1017                                            LoadInst *LI, DIBuilder &Builder) {
1018   auto *DIVar = DDI->getVariable();
1019   auto *DIExpr = DDI->getExpression();
1020   assert(DIVar && "Missing variable");
1021
1022   if (LdStHasDebugValue(DIVar, LI))
1023     return true;
1024
1025   Builder.insertDbgValueIntrinsic(LI->getOperand(0), 0, DIVar, DIExpr,
1026                                   DDI->getDebugLoc(), LI);
1027   return true;
1028 }
1029
1030 /// Determine whether this alloca is either a VLA or an array.
1031 static bool isArray(AllocaInst *AI) {
1032   return AI->isArrayAllocation() ||
1033     AI->getType()->getElementType()->isArrayTy();
1034 }
1035
1036 /// LowerDbgDeclare - Lowers llvm.dbg.declare intrinsics into appropriate set
1037 /// of llvm.dbg.value intrinsics.
1038 bool llvm::LowerDbgDeclare(Function &F) {
1039   DIBuilder DIB(*F.getParent(), /*AllowUnresolved*/ false);
1040   SmallVector<DbgDeclareInst *, 4> Dbgs;
1041   for (auto &FI : F)
1042     for (BasicBlock::iterator BI : FI)
1043       if (auto DDI = dyn_cast<DbgDeclareInst>(BI))
1044         Dbgs.push_back(DDI);
1045
1046   if (Dbgs.empty())
1047     return false;
1048
1049   for (auto &I : Dbgs) {
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     // The dbg.values allow tracking a variable even if it is not
1055     // stored on the stack, while the dbg.declare can only describe
1056     // the stack slot (and at a lexical-scope granularity). Later
1057     // passes will attempt to elide the stack slot.
1058     if (AI && !isArray(AI)) {
1059       for (User *U : AI->users())
1060         if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(U))
1061           ConvertDebugDeclareToDebugValue(DDI, SI, DIB);
1062         else if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(U))
1063           ConvertDebugDeclareToDebugValue(DDI, LI, DIB);
1064         else if (CallInst *CI = dyn_cast<CallInst>(U)) {
1065           // This is a call by-value or some other instruction that
1066           // takes a pointer to the variable. Insert a *value*
1067           // intrinsic that describes the alloca.
1068           DIB.insertDbgValueIntrinsic(AI, 0, DDI->getVariable(),
1069                                       DDI->getExpression(), DDI->getDebugLoc(),
1070                                       CI);
1071         }
1072       DDI->eraseFromParent();
1073     }
1074   }
1075   return true;
1076 }
1077
1078 /// FindAllocaDbgDeclare - Finds the llvm.dbg.declare intrinsic describing the
1079 /// alloca 'V', if any.
1080 DbgDeclareInst *llvm::FindAllocaDbgDeclare(Value *V) {
1081   if (auto *L = LocalAsMetadata::getIfExists(V))
1082     if (auto *MDV = MetadataAsValue::getIfExists(V->getContext(), L))
1083       for (User *U : MDV->users())
1084         if (DbgDeclareInst *DDI = dyn_cast<DbgDeclareInst>(U))
1085           return DDI;
1086
1087   return nullptr;
1088 }
1089
1090 bool llvm::replaceDbgDeclareForAlloca(AllocaInst *AI, Value *NewAllocaAddress,
1091                                       DIBuilder &Builder, bool Deref) {
1092   DbgDeclareInst *DDI = FindAllocaDbgDeclare(AI);
1093   if (!DDI)
1094     return false;
1095   DebugLoc Loc = DDI->getDebugLoc();
1096   auto *DIVar = DDI->getVariable();
1097   auto *DIExpr = DDI->getExpression();
1098   assert(DIVar && "Missing variable");
1099
1100   if (Deref) {
1101     // Create a copy of the original DIDescriptor for user variable, prepending
1102     // "deref" operation to a list of address elements, as new llvm.dbg.declare
1103     // will take a value storing address of the memory for variable, not
1104     // alloca itself.
1105     SmallVector<uint64_t, 4> NewDIExpr;
1106     NewDIExpr.push_back(dwarf::DW_OP_deref);
1107     if (DIExpr)
1108       NewDIExpr.append(DIExpr->elements_begin(), DIExpr->elements_end());
1109     DIExpr = Builder.createExpression(NewDIExpr);
1110   }
1111
1112   // Insert llvm.dbg.declare in the same basic block as the original alloca,
1113   // and remove old llvm.dbg.declare.
1114   BasicBlock *BB = AI->getParent();
1115   Builder.insertDeclare(NewAllocaAddress, DIVar, DIExpr, Loc, BB);
1116   DDI->eraseFromParent();
1117   return true;
1118 }
1119
1120 /// changeToUnreachable - Insert an unreachable instruction before the specified
1121 /// instruction, making it and the rest of the code in the block dead.
1122 static void changeToUnreachable(Instruction *I, bool UseLLVMTrap) {
1123   BasicBlock *BB = I->getParent();
1124   // Loop over all of the successors, removing BB's entry from any PHI
1125   // nodes.
1126   for (succ_iterator SI = succ_begin(BB), SE = succ_end(BB); SI != SE; ++SI)
1127     (*SI)->removePredecessor(BB);
1128
1129   // Insert a call to llvm.trap right before this.  This turns the undefined
1130   // behavior into a hard fail instead of falling through into random code.
1131   if (UseLLVMTrap) {
1132     Function *TrapFn =
1133       Intrinsic::getDeclaration(BB->getParent()->getParent(), Intrinsic::trap);
1134     CallInst *CallTrap = CallInst::Create(TrapFn, "", I);
1135     CallTrap->setDebugLoc(I->getDebugLoc());
1136   }
1137   new UnreachableInst(I->getContext(), I);
1138
1139   // All instructions after this are dead.
1140   BasicBlock::iterator BBI = I, BBE = BB->end();
1141   while (BBI != BBE) {
1142     if (!BBI->use_empty())
1143       BBI->replaceAllUsesWith(UndefValue::get(BBI->getType()));
1144     BB->getInstList().erase(BBI++);
1145   }
1146 }
1147
1148 /// changeToCall - Convert the specified invoke into a normal call.
1149 static void changeToCall(InvokeInst *II) {
1150   SmallVector<Value*, 8> Args(II->op_begin(), II->op_end() - 3);
1151   CallInst *NewCall = CallInst::Create(II->getCalledValue(), Args, "", II);
1152   NewCall->takeName(II);
1153   NewCall->setCallingConv(II->getCallingConv());
1154   NewCall->setAttributes(II->getAttributes());
1155   NewCall->setDebugLoc(II->getDebugLoc());
1156   II->replaceAllUsesWith(NewCall);
1157
1158   // Follow the call by a branch to the normal destination.
1159   BranchInst::Create(II->getNormalDest(), II);
1160
1161   // Update PHI nodes in the unwind destination
1162   II->getUnwindDest()->removePredecessor(II->getParent());
1163   II->eraseFromParent();
1164 }
1165
1166 static bool markAliveBlocks(Function &F,
1167                             SmallPtrSetImpl<BasicBlock*> &Reachable) {
1168
1169   SmallVector<BasicBlock*, 128> Worklist;
1170   BasicBlock *BB = F.begin();
1171   Worklist.push_back(BB);
1172   Reachable.insert(BB);
1173   bool Changed = false;
1174   do {
1175     BB = Worklist.pop_back_val();
1176
1177     // Do a quick scan of the basic block, turning any obviously unreachable
1178     // instructions into LLVM unreachable insts.  The instruction combining pass
1179     // canonicalizes unreachable insts into stores to null or undef.
1180     for (BasicBlock::iterator BBI = BB->begin(), E = BB->end(); BBI != E;++BBI){
1181       // Assumptions that are known to be false are equivalent to unreachable.
1182       // Also, if the condition is undefined, then we make the choice most
1183       // beneficial to the optimizer, and choose that to also be unreachable.
1184       if (IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(BBI))
1185         if (II->getIntrinsicID() == Intrinsic::assume) {
1186           bool MakeUnreachable = false;
1187           if (isa<UndefValue>(II->getArgOperand(0)))
1188             MakeUnreachable = true;
1189           else if (ConstantInt *Cond =
1190                    dyn_cast<ConstantInt>(II->getArgOperand(0)))
1191             MakeUnreachable = Cond->isZero();
1192
1193           if (MakeUnreachable) {
1194             // Don't insert a call to llvm.trap right before the unreachable.
1195             changeToUnreachable(BBI, false);
1196             Changed = true;
1197             break;
1198           }
1199         }
1200
1201       if (CallInst *CI = dyn_cast<CallInst>(BBI)) {
1202         if (CI->doesNotReturn()) {
1203           // If we found a call to a no-return function, insert an unreachable
1204           // instruction after it.  Make sure there isn't *already* one there
1205           // though.
1206           ++BBI;
1207           if (!isa<UnreachableInst>(BBI)) {
1208             // Don't insert a call to llvm.trap right before the unreachable.
1209             changeToUnreachable(BBI, false);
1210             Changed = true;
1211           }
1212           break;
1213         }
1214       }
1215
1216       // Store to undef and store to null are undefined and used to signal that
1217       // they should be changed to unreachable by passes that can't modify the
1218       // CFG.
1219       if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(BBI)) {
1220         // Don't touch volatile stores.
1221         if (SI->isVolatile()) continue;
1222
1223         Value *Ptr = SI->getOperand(1);
1224
1225         if (isa<UndefValue>(Ptr) ||
1226             (isa<ConstantPointerNull>(Ptr) &&
1227              SI->getPointerAddressSpace() == 0)) {
1228           changeToUnreachable(SI, true);
1229           Changed = true;
1230           break;
1231         }
1232       }
1233     }
1234
1235     // Turn invokes that call 'nounwind' functions into ordinary calls.
1236     if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(BB->getTerminator())) {
1237       Value *Callee = II->getCalledValue();
1238       if (isa<ConstantPointerNull>(Callee) || isa<UndefValue>(Callee)) {
1239         changeToUnreachable(II, true);
1240         Changed = true;
1241       } else if (II->doesNotThrow() && canSimplifyInvokeNoUnwind(&F)) {
1242         if (II->use_empty() && II->onlyReadsMemory()) {
1243           // jump to the normal destination branch.
1244           BranchInst::Create(II->getNormalDest(), II);
1245           II->getUnwindDest()->removePredecessor(II->getParent());
1246           II->eraseFromParent();
1247         } else
1248           changeToCall(II);
1249         Changed = true;
1250       }
1251     }
1252
1253     Changed |= ConstantFoldTerminator(BB, true);
1254     for (succ_iterator SI = succ_begin(BB), SE = succ_end(BB); SI != SE; ++SI)
1255       if (Reachable.insert(*SI).second)
1256         Worklist.push_back(*SI);
1257   } while (!Worklist.empty());
1258   return Changed;
1259 }
1260
1261 /// removeUnreachableBlocksFromFn - Remove blocks that are not reachable, even
1262 /// if they are in a dead cycle.  Return true if a change was made, false
1263 /// otherwise.
1264 bool llvm::removeUnreachableBlocks(Function &F) {
1265   SmallPtrSet<BasicBlock*, 128> Reachable;
1266   bool Changed = markAliveBlocks(F, Reachable);
1267
1268   // If there are unreachable blocks in the CFG...
1269   if (Reachable.size() == F.size())
1270     return Changed;
1271
1272   assert(Reachable.size() < F.size());
1273   NumRemoved += F.size()-Reachable.size();
1274
1275   // Loop over all of the basic blocks that are not reachable, dropping all of
1276   // their internal references...
1277   for (Function::iterator BB = ++F.begin(), E = F.end(); BB != E; ++BB) {
1278     if (Reachable.count(BB))
1279       continue;
1280
1281     for (succ_iterator SI = succ_begin(BB), SE = succ_end(BB); SI != SE; ++SI)
1282       if (Reachable.count(*SI))
1283         (*SI)->removePredecessor(BB);
1284     BB->dropAllReferences();
1285   }
1286
1287   for (Function::iterator I = ++F.begin(); I != F.end();)
1288     if (!Reachable.count(I))
1289       I = F.getBasicBlockList().erase(I);
1290     else
1291       ++I;
1292
1293   return true;
1294 }
1295
1296 void llvm::combineMetadata(Instruction *K, const Instruction *J, ArrayRef<unsigned> KnownIDs) {
1297   SmallVector<std::pair<unsigned, MDNode *>, 4> Metadata;
1298   K->dropUnknownNonDebugMetadata(KnownIDs);
1299   K->getAllMetadataOtherThanDebugLoc(Metadata);
1300   for (unsigned i = 0, n = Metadata.size(); i < n; ++i) {
1301     unsigned Kind = Metadata[i].first;
1302     MDNode *JMD = J->getMetadata(Kind);
1303     MDNode *KMD = Metadata[i].second;
1304
1305     switch (Kind) {
1306       default:
1307         K->setMetadata(Kind, nullptr); // Remove unknown metadata
1308         break;
1309       case LLVMContext::MD_dbg:
1310         llvm_unreachable("getAllMetadataOtherThanDebugLoc returned a MD_dbg");
1311       case LLVMContext::MD_tbaa:
1312         K->setMetadata(Kind, MDNode::getMostGenericTBAA(JMD, KMD));
1313         break;
1314       case LLVMContext::MD_alias_scope:
1315         K->setMetadata(Kind, MDNode::getMostGenericAliasScope(JMD, KMD));
1316         break;
1317       case LLVMContext::MD_noalias:
1318         K->setMetadata(Kind, MDNode::intersect(JMD, KMD));
1319         break;
1320       case LLVMContext::MD_range:
1321         K->setMetadata(Kind, MDNode::getMostGenericRange(JMD, KMD));
1322         break;
1323       case LLVMContext::MD_fpmath:
1324         K->setMetadata(Kind, MDNode::getMostGenericFPMath(JMD, KMD));
1325         break;
1326       case LLVMContext::MD_invariant_load:
1327         // Only set the !invariant.load if it is present in both instructions.
1328         K->setMetadata(Kind, JMD);
1329         break;
1330       case LLVMContext::MD_nonnull:
1331         // Only set the !nonnull if it is present in both instructions.
1332         K->setMetadata(Kind, JMD);
1333         break;
1334     }
1335   }
1336 }
1337
1338 unsigned llvm::replaceDominatedUsesWith(Value *From, Value *To,
1339                                         DominatorTree &DT,
1340                                         const BasicBlockEdge &Root) {
1341   assert(From->getType() == To->getType());
1342   
1343   unsigned Count = 0;
1344   for (Value::use_iterator UI = From->use_begin(), UE = From->use_end();
1345        UI != UE; ) {
1346     Use &U = *UI++;
1347     if (DT.dominates(Root, U)) {
1348       U.set(To);
1349       DEBUG(dbgs() << "Replace dominated use of '"
1350             << From->getName() << "' as "
1351             << *To << " in " << *U << "\n");
1352       ++Count;
1353     }
1354   }
1355   return Count;
1356 }