Update enforceKnownAlignment after the isWeakForLinker semantic change
[oota-llvm.git] / lib / Transforms / Utils / Local.cpp
1 //===-- Local.cpp - Functions to perform local transformations ------------===//
2 //
3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
4 //
5 // This file is distributed under the University of Illinois Open Source
6 // License. See LICENSE.TXT for details.
7 //
8 //===----------------------------------------------------------------------===//
9 //
10 // This family of functions perform various local transformations to the
11 // program.
12 //
13 //===----------------------------------------------------------------------===//
14
15 #include "llvm/Transforms/Utils/Local.h"
16 #include "llvm/ADT/DenseMap.h"
17 #include "llvm/ADT/DenseSet.h"
18 #include "llvm/ADT/Hashing.h"
19 #include "llvm/ADT/STLExtras.h"
20 #include "llvm/ADT/SmallPtrSet.h"
21 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
22 #include "llvm/Analysis/InstructionSimplify.h"
23 #include "llvm/Analysis/LibCallSemantics.h"
24 #include "llvm/Analysis/MemoryBuiltins.h"
25 #include "llvm/Analysis/ValueTracking.h"
26 #include "llvm/IR/CFG.h"
27 #include "llvm/IR/Constants.h"
28 #include "llvm/IR/DIBuilder.h"
29 #include "llvm/IR/DataLayout.h"
30 #include "llvm/IR/DebugInfo.h"
31 #include "llvm/IR/DerivedTypes.h"
32 #include "llvm/IR/Dominators.h"
33 #include "llvm/IR/GetElementPtrTypeIterator.h"
34 #include "llvm/IR/GlobalAlias.h"
35 #include "llvm/IR/GlobalVariable.h"
36 #include "llvm/IR/IRBuilder.h"
37 #include "llvm/IR/Instructions.h"
38 #include "llvm/IR/IntrinsicInst.h"
39 #include "llvm/IR/Intrinsics.h"
40 #include "llvm/IR/MDBuilder.h"
41 #include "llvm/IR/Metadata.h"
42 #include "llvm/IR/Operator.h"
43 #include "llvm/IR/ValueHandle.h"
44 #include "llvm/Support/Debug.h"
45 #include "llvm/Support/MathExtras.h"
46 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
47 using namespace llvm;
48
49 #define DEBUG_TYPE "local"
50
51 STATISTIC(NumRemoved, "Number of unreachable basic blocks removed");
52
53 //===----------------------------------------------------------------------===//
54 //  Local constant propagation.
55 //
56
57 /// ConstantFoldTerminator - If a terminator instruction is predicated on a
58 /// constant value, convert it into an unconditional branch to the constant
59 /// destination.  This is a nontrivial operation because the successors of this
60 /// basic block must have their PHI nodes updated.
61 /// Also calls RecursivelyDeleteTriviallyDeadInstructions() on any branch/switch
62 /// conditions and indirectbr addresses this might make dead if
63 /// DeleteDeadConditions is true.
64 bool llvm::ConstantFoldTerminator(BasicBlock *BB, bool DeleteDeadConditions,
65                                   const TargetLibraryInfo *TLI) {
66   TerminatorInst *T = BB->getTerminator();
67   IRBuilder<> Builder(T);
68
69   // Branch - See if we are conditional jumping on constant
70   if (BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(T)) {
71     if (BI->isUnconditional()) return false;  // Can't optimize uncond branch
72     BasicBlock *Dest1 = BI->getSuccessor(0);
73     BasicBlock *Dest2 = BI->getSuccessor(1);
74
75     if (ConstantInt *Cond = dyn_cast<ConstantInt>(BI->getCondition())) {
76       // Are we branching on constant?
77       // YES.  Change to unconditional branch...
78       BasicBlock *Destination = Cond->getZExtValue() ? Dest1 : Dest2;
79       BasicBlock *OldDest     = Cond->getZExtValue() ? Dest2 : Dest1;
80
81       //cerr << "Function: " << T->getParent()->getParent()
82       //     << "\nRemoving branch from " << T->getParent()
83       //     << "\n\nTo: " << OldDest << endl;
84
85       // Let the basic block know that we are letting go of it.  Based on this,
86       // it will adjust it's PHI nodes.
87       OldDest->removePredecessor(BB);
88
89       // Replace the conditional branch with an unconditional one.
90       Builder.CreateBr(Destination);
91       BI->eraseFromParent();
92       return true;
93     }
94
95     if (Dest2 == Dest1) {       // Conditional branch to same location?
96       // This branch matches something like this:
97       //     br bool %cond, label %Dest, label %Dest
98       // and changes it into:  br label %Dest
99
100       // Let the basic block know that we are letting go of one copy of it.
101       assert(BI->getParent() && "Terminator not inserted in block!");
102       Dest1->removePredecessor(BI->getParent());
103
104       // Replace the conditional branch with an unconditional one.
105       Builder.CreateBr(Dest1);
106       Value *Cond = BI->getCondition();
107       BI->eraseFromParent();
108       if (DeleteDeadConditions)
109         RecursivelyDeleteTriviallyDeadInstructions(Cond, TLI);
110       return true;
111     }
112     return false;
113   }
114
115   if (SwitchInst *SI = dyn_cast<SwitchInst>(T)) {
116     // If we are switching on a constant, we can convert the switch to an
117     // unconditional branch.
118     ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(SI->getCondition());
119     BasicBlock *DefaultDest = SI->getDefaultDest();
120     BasicBlock *TheOnlyDest = DefaultDest;
121
122     // If the default is unreachable, ignore it when searching for TheOnlyDest.
123     if (isa<UnreachableInst>(DefaultDest->getFirstNonPHIOrDbg()) &&
124         SI->getNumCases() > 0) {
125       TheOnlyDest = SI->case_begin().getCaseSuccessor();
126     }
127
128     // Figure out which case it goes to.
129     for (SwitchInst::CaseIt i = SI->case_begin(), e = SI->case_end();
130          i != e; ++i) {
131       // Found case matching a constant operand?
132       if (i.getCaseValue() == CI) {
133         TheOnlyDest = i.getCaseSuccessor();
134         break;
135       }
136
137       // Check to see if this branch is going to the same place as the default
138       // dest.  If so, eliminate it as an explicit compare.
139       if (i.getCaseSuccessor() == DefaultDest) {
140         MDNode *MD = SI->getMetadata(LLVMContext::MD_prof);
141         unsigned NCases = SI->getNumCases();
142         // Fold the case metadata into the default if there will be any branches
143         // left, unless the metadata doesn't match the switch.
144         if (NCases > 1 && MD && MD->getNumOperands() == 2 + NCases) {
145           // Collect branch weights into a vector.
146           SmallVector<uint32_t, 8> Weights;
147           for (unsigned MD_i = 1, MD_e = MD->getNumOperands(); MD_i < MD_e;
148                ++MD_i) {
149             ConstantInt *CI =
150                 mdconst::dyn_extract<ConstantInt>(MD->getOperand(MD_i));
151             assert(CI);
152             Weights.push_back(CI->getValue().getZExtValue());
153           }
154           // Merge weight of this case to the default weight.
155           unsigned idx = i.getCaseIndex();
156           Weights[0] += Weights[idx+1];
157           // Remove weight for this case.
158           std::swap(Weights[idx+1], Weights.back());
159           Weights.pop_back();
160           SI->setMetadata(LLVMContext::MD_prof,
161                           MDBuilder(BB->getContext()).
162                           createBranchWeights(Weights));
163         }
164         // Remove this entry.
165         DefaultDest->removePredecessor(SI->getParent());
166         SI->removeCase(i);
167         --i; --e;
168         continue;
169       }
170
171       // Otherwise, check to see if the switch only branches to one destination.
172       // We do this by reseting "TheOnlyDest" to null when we find two non-equal
173       // destinations.
174       if (i.getCaseSuccessor() != TheOnlyDest) TheOnlyDest = nullptr;
175     }
176
177     if (CI && !TheOnlyDest) {
178       // Branching on a constant, but not any of the cases, go to the default
179       // successor.
180       TheOnlyDest = SI->getDefaultDest();
181     }
182
183     // If we found a single destination that we can fold the switch into, do so
184     // now.
185     if (TheOnlyDest) {
186       // Insert the new branch.
187       Builder.CreateBr(TheOnlyDest);
188       BasicBlock *BB = SI->getParent();
189
190       // Remove entries from PHI nodes which we no longer branch to...
191       for (unsigned i = 0, e = SI->getNumSuccessors(); i != e; ++i) {
192         // Found case matching a constant operand?
193         BasicBlock *Succ = SI->getSuccessor(i);
194         if (Succ == TheOnlyDest)
195           TheOnlyDest = nullptr; // Don't modify the first branch to TheOnlyDest
196         else
197           Succ->removePredecessor(BB);
198       }
199
200       // Delete the old switch.
201       Value *Cond = SI->getCondition();
202       SI->eraseFromParent();
203       if (DeleteDeadConditions)
204         RecursivelyDeleteTriviallyDeadInstructions(Cond, TLI);
205       return true;
206     }
207
208     if (SI->getNumCases() == 1) {
209       // Otherwise, we can fold this switch into a conditional branch
210       // instruction if it has only one non-default destination.
211       SwitchInst::CaseIt FirstCase = SI->case_begin();
212       Value *Cond = Builder.CreateICmpEQ(SI->getCondition(),
213           FirstCase.getCaseValue(), "cond");
214
215       // Insert the new branch.
216       BranchInst *NewBr = Builder.CreateCondBr(Cond,
217                                                FirstCase.getCaseSuccessor(),
218                                                SI->getDefaultDest());
219       MDNode *MD = SI->getMetadata(LLVMContext::MD_prof);
220       if (MD && MD->getNumOperands() == 3) {
221         ConstantInt *SICase =
222             mdconst::dyn_extract<ConstantInt>(MD->getOperand(2));
223         ConstantInt *SIDef =
224             mdconst::dyn_extract<ConstantInt>(MD->getOperand(1));
225         assert(SICase && SIDef);
226         // The TrueWeight should be the weight for the single case of SI.
227         NewBr->setMetadata(LLVMContext::MD_prof,
228                         MDBuilder(BB->getContext()).
229                         createBranchWeights(SICase->getValue().getZExtValue(),
230                                             SIDef->getValue().getZExtValue()));
231       }
232
233       // Delete the old switch.
234       SI->eraseFromParent();
235       return true;
236     }
237     return false;
238   }
239
240   if (IndirectBrInst *IBI = dyn_cast<IndirectBrInst>(T)) {
241     // indirectbr blockaddress(@F, @BB) -> br label @BB
242     if (BlockAddress *BA =
243           dyn_cast<BlockAddress>(IBI->getAddress()->stripPointerCasts())) {
244       BasicBlock *TheOnlyDest = BA->getBasicBlock();
245       // Insert the new branch.
246       Builder.CreateBr(TheOnlyDest);
247
248       for (unsigned i = 0, e = IBI->getNumDestinations(); i != e; ++i) {
249         if (IBI->getDestination(i) == TheOnlyDest)
250           TheOnlyDest = nullptr;
251         else
252           IBI->getDestination(i)->removePredecessor(IBI->getParent());
253       }
254       Value *Address = IBI->getAddress();
255       IBI->eraseFromParent();
256       if (DeleteDeadConditions)
257         RecursivelyDeleteTriviallyDeadInstructions(Address, TLI);
258
259       // If we didn't find our destination in the IBI successor list, then we
260       // have undefined behavior.  Replace the unconditional branch with an
261       // 'unreachable' instruction.
262       if (TheOnlyDest) {
263         BB->getTerminator()->eraseFromParent();
264         new UnreachableInst(BB->getContext(), BB);
265       }
266
267       return true;
268     }
269   }
270
271   return false;
272 }
273
274
275 //===----------------------------------------------------------------------===//
276 //  Local dead code elimination.
277 //
278
279 /// isInstructionTriviallyDead - Return true if the result produced by the
280 /// instruction is not used, and the instruction has no side effects.
281 ///
282 bool llvm::isInstructionTriviallyDead(Instruction *I,
283                                       const TargetLibraryInfo *TLI) {
284   if (!I->use_empty() || isa<TerminatorInst>(I)) return false;
285
286   // We don't want the landingpad instruction removed by anything this general.
287   if (isa<LandingPadInst>(I))
288     return false;
289
290   // We don't want debug info removed by anything this general, unless
291   // debug info is empty.
292   if (DbgDeclareInst *DDI = dyn_cast<DbgDeclareInst>(I)) {
293     if (DDI->getAddress())
294       return false;
295     return true;
296   }
297   if (DbgValueInst *DVI = dyn_cast<DbgValueInst>(I)) {
298     if (DVI->getValue())
299       return false;
300     return true;
301   }
302
303   if (!I->mayHaveSideEffects()) return true;
304
305   // Special case intrinsics that "may have side effects" but can be deleted
306   // when dead.
307   if (IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(I)) {
308     // Safe to delete llvm.stacksave if dead.
309     if (II->getIntrinsicID() == Intrinsic::stacksave)
310       return true;
311
312     // Lifetime intrinsics are dead when their right-hand is undef.
313     if (II->getIntrinsicID() == Intrinsic::lifetime_start ||
314         II->getIntrinsicID() == Intrinsic::lifetime_end)
315       return isa<UndefValue>(II->getArgOperand(1));
316
317     // Assumptions are dead if their condition is trivially true.
318     if (II->getIntrinsicID() == Intrinsic::assume) {
319       if (ConstantInt *Cond = dyn_cast<ConstantInt>(II->getArgOperand(0)))
320         return !Cond->isZero();
321
322       return false;
323     }
324   }
325
326   if (isAllocLikeFn(I, TLI)) return true;
327
328   if (CallInst *CI = isFreeCall(I, TLI))
329     if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(CI->getArgOperand(0)))
330       return C->isNullValue() || isa<UndefValue>(C);
331
332   return false;
333 }
334
335 /// RecursivelyDeleteTriviallyDeadInstructions - If the specified value is a
336 /// trivially dead instruction, delete it.  If that makes any of its operands
337 /// trivially dead, delete them too, recursively.  Return true if any
338 /// instructions were deleted.
339 bool
340 llvm::RecursivelyDeleteTriviallyDeadInstructions(Value *V,
341                                                  const TargetLibraryInfo *TLI) {
342   Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V);
343   if (!I || !I->use_empty() || !isInstructionTriviallyDead(I, TLI))
344     return false;
345
346   SmallVector<Instruction*, 16> DeadInsts;
347   DeadInsts.push_back(I);
348
349   do {
350     I = DeadInsts.pop_back_val();
351
352     // Null out all of the instruction's operands to see if any operand becomes
353     // dead as we go.
354     for (unsigned i = 0, e = I->getNumOperands(); i != e; ++i) {
355       Value *OpV = I->getOperand(i);
356       I->setOperand(i, nullptr);
357
358       if (!OpV->use_empty()) continue;
359
360       // If the operand is an instruction that became dead as we nulled out the
361       // operand, and if it is 'trivially' dead, delete it in a future loop
362       // iteration.
363       if (Instruction *OpI = dyn_cast<Instruction>(OpV))
364         if (isInstructionTriviallyDead(OpI, TLI))
365           DeadInsts.push_back(OpI);
366     }
367
368     I->eraseFromParent();
369   } while (!DeadInsts.empty());
370
371   return true;
372 }
373
374 /// areAllUsesEqual - Check whether the uses of a value are all the same.
375 /// This is similar to Instruction::hasOneUse() except this will also return
376 /// true when there are no uses or multiple uses that all refer to the same
377 /// value.
378 static bool areAllUsesEqual(Instruction *I) {
379   Value::user_iterator UI = I->user_begin();
380   Value::user_iterator UE = I->user_end();
381   if (UI == UE)
382     return true;
383
384   User *TheUse = *UI;
385   for (++UI; UI != UE; ++UI) {
386     if (*UI != TheUse)
387       return false;
388   }
389   return true;
390 }
391
392 /// RecursivelyDeleteDeadPHINode - If the specified value is an effectively
393 /// dead PHI node, due to being a def-use chain of single-use nodes that
394 /// either forms a cycle or is terminated by a trivially dead instruction,
395 /// delete it.  If that makes any of its operands trivially dead, delete them
396 /// too, recursively.  Return true if a change was made.
397 bool llvm::RecursivelyDeleteDeadPHINode(PHINode *PN,
398                                         const TargetLibraryInfo *TLI) {
399   SmallPtrSet<Instruction*, 4> Visited;
400   for (Instruction *I = PN; areAllUsesEqual(I) && !I->mayHaveSideEffects();
401        I = cast<Instruction>(*I->user_begin())) {
402     if (I->use_empty())
403       return RecursivelyDeleteTriviallyDeadInstructions(I, TLI);
404
405     // If we find an instruction more than once, we're on a cycle that
406     // won't prove fruitful.
407     if (!Visited.insert(I).second) {
408       // Break the cycle and delete the instruction and its operands.
409       I->replaceAllUsesWith(UndefValue::get(I->getType()));
410       (void)RecursivelyDeleteTriviallyDeadInstructions(I, TLI);
411       return true;
412     }
413   }
414   return false;
415 }
416
417 /// SimplifyInstructionsInBlock - Scan the specified basic block and try to
418 /// simplify any instructions in it and recursively delete dead instructions.
419 ///
420 /// This returns true if it changed the code, note that it can delete
421 /// instructions in other blocks as well in this block.
422 bool llvm::SimplifyInstructionsInBlock(BasicBlock *BB,
423                                        const TargetLibraryInfo *TLI) {
424   bool MadeChange = false;
425
426 #ifndef NDEBUG
427   // In debug builds, ensure that the terminator of the block is never replaced
428   // or deleted by these simplifications. The idea of simplification is that it
429   // cannot introduce new instructions, and there is no way to replace the
430   // terminator of a block without introducing a new instruction.
431   AssertingVH<Instruction> TerminatorVH(--BB->end());
432 #endif
433
434   for (BasicBlock::iterator BI = BB->begin(), E = --BB->end(); BI != E; ) {
435     assert(!BI->isTerminator());
436     Instruction *Inst = BI++;
437
438     WeakVH BIHandle(BI);
439     if (recursivelySimplifyInstruction(Inst, TLI)) {
440       MadeChange = true;
441       if (BIHandle != BI)
442         BI = BB->begin();
443       continue;
444     }
445
446     MadeChange |= RecursivelyDeleteTriviallyDeadInstructions(Inst, TLI);
447     if (BIHandle != BI)
448       BI = BB->begin();
449   }
450   return MadeChange;
451 }
452
453 //===----------------------------------------------------------------------===//
454 //  Control Flow Graph Restructuring.
455 //
456
457
458 /// RemovePredecessorAndSimplify - Like BasicBlock::removePredecessor, this
459 /// method is called when we're about to delete Pred as a predecessor of BB.  If
460 /// BB contains any PHI nodes, this drops the entries in the PHI nodes for Pred.
461 ///
462 /// Unlike the removePredecessor method, this attempts to simplify uses of PHI
463 /// nodes that collapse into identity values.  For example, if we have:
464 ///   x = phi(1, 0, 0, 0)
465 ///   y = and x, z
466 ///
467 /// .. and delete the predecessor corresponding to the '1', this will attempt to
468 /// recursively fold the and to 0.
469 void llvm::RemovePredecessorAndSimplify(BasicBlock *BB, BasicBlock *Pred) {
470   // This only adjusts blocks with PHI nodes.
471   if (!isa<PHINode>(BB->begin()))
472     return;
473
474   // Remove the entries for Pred from the PHI nodes in BB, but do not simplify
475   // them down.  This will leave us with single entry phi nodes and other phis
476   // that can be removed.
477   BB->removePredecessor(Pred, true);
478
479   WeakVH PhiIt = &BB->front();
480   while (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(PhiIt)) {
481     PhiIt = &*++BasicBlock::iterator(cast<Instruction>(PhiIt));
482     Value *OldPhiIt = PhiIt;
483
484     if (!recursivelySimplifyInstruction(PN))
485       continue;
486
487     // If recursive simplification ended up deleting the next PHI node we would
488     // iterate to, then our iterator is invalid, restart scanning from the top
489     // of the block.
490     if (PhiIt != OldPhiIt) PhiIt = &BB->front();
491   }
492 }
493
494
495 /// MergeBasicBlockIntoOnlyPred - DestBB is a block with one predecessor and its
496 /// predecessor is known to have one successor (DestBB!).  Eliminate the edge
497 /// between them, moving the instructions in the predecessor into DestBB and
498 /// deleting the predecessor block.
499 ///
500 void llvm::MergeBasicBlockIntoOnlyPred(BasicBlock *DestBB, DominatorTree *DT) {
501   // If BB has single-entry PHI nodes, fold them.
502   while (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(DestBB->begin())) {
503     Value *NewVal = PN->getIncomingValue(0);
504     // Replace self referencing PHI with undef, it must be dead.
505     if (NewVal == PN) NewVal = UndefValue::get(PN->getType());
506     PN->replaceAllUsesWith(NewVal);
507     PN->eraseFromParent();
508   }
509
510   BasicBlock *PredBB = DestBB->getSinglePredecessor();
511   assert(PredBB && "Block doesn't have a single predecessor!");
512
513   // Zap anything that took the address of DestBB.  Not doing this will give the
514   // address an invalid value.
515   if (DestBB->hasAddressTaken()) {
516     BlockAddress *BA = BlockAddress::get(DestBB);
517     Constant *Replacement =
518       ConstantInt::get(llvm::Type::getInt32Ty(BA->getContext()), 1);
519     BA->replaceAllUsesWith(ConstantExpr::getIntToPtr(Replacement,
520                                                      BA->getType()));
521     BA->destroyConstant();
522   }
523
524   // Anything that branched to PredBB now branches to DestBB.
525   PredBB->replaceAllUsesWith(DestBB);
526
527   // Splice all the instructions from PredBB to DestBB.
528   PredBB->getTerminator()->eraseFromParent();
529   DestBB->getInstList().splice(DestBB->begin(), PredBB->getInstList());
530
531   // If the PredBB is the entry block of the function, move DestBB up to
532   // become the entry block after we erase PredBB.
533   if (PredBB == &DestBB->getParent()->getEntryBlock())
534     DestBB->moveAfter(PredBB);
535
536   if (DT) {
537     BasicBlock *PredBBIDom = DT->getNode(PredBB)->getIDom()->getBlock();
538     DT->changeImmediateDominator(DestBB, PredBBIDom);
539     DT->eraseNode(PredBB);
540   }
541   // Nuke BB.
542   PredBB->eraseFromParent();
543 }
544
545 /// CanMergeValues - Return true if we can choose one of these values to use
546 /// in place of the other. Note that we will always choose the non-undef
547 /// value to keep.
548 static bool CanMergeValues(Value *First, Value *Second) {
549   return First == Second || isa<UndefValue>(First) || isa<UndefValue>(Second);
550 }
551
552 /// CanPropagatePredecessorsForPHIs - Return true if we can fold BB, an
553 /// almost-empty BB ending in an unconditional branch to Succ, into Succ.
554 ///
555 /// Assumption: Succ is the single successor for BB.
556 ///
557 static bool CanPropagatePredecessorsForPHIs(BasicBlock *BB, BasicBlock *Succ) {
558   assert(*succ_begin(BB) == Succ && "Succ is not successor of BB!");
559
560   DEBUG(dbgs() << "Looking to fold " << BB->getName() << " into "
561         << Succ->getName() << "\n");
562   // Shortcut, if there is only a single predecessor it must be BB and merging
563   // is always safe
564   if (Succ->getSinglePredecessor()) return true;
565
566   // Make a list of the predecessors of BB
567   SmallPtrSet<BasicBlock*, 16> BBPreds(pred_begin(BB), pred_end(BB));
568
569   // Look at all the phi nodes in Succ, to see if they present a conflict when
570   // merging these blocks
571   for (BasicBlock::iterator I = Succ->begin(); isa<PHINode>(I); ++I) {
572     PHINode *PN = cast<PHINode>(I);
573
574     // If the incoming value from BB is again a PHINode in
575     // BB which has the same incoming value for *PI as PN does, we can
576     // merge the phi nodes and then the blocks can still be merged
577     PHINode *BBPN = dyn_cast<PHINode>(PN->getIncomingValueForBlock(BB));
578     if (BBPN && BBPN->getParent() == BB) {
579       for (unsigned PI = 0, PE = PN->getNumIncomingValues(); PI != PE; ++PI) {
580         BasicBlock *IBB = PN->getIncomingBlock(PI);
581         if (BBPreds.count(IBB) &&
582             !CanMergeValues(BBPN->getIncomingValueForBlock(IBB),
583                             PN->getIncomingValue(PI))) {
584           DEBUG(dbgs() << "Can't fold, phi node " << PN->getName() << " in "
585                 << Succ->getName() << " is conflicting with "
586                 << BBPN->getName() << " with regard to common predecessor "
587                 << IBB->getName() << "\n");
588           return false;
589         }
590       }
591     } else {
592       Value* Val = PN->getIncomingValueForBlock(BB);
593       for (unsigned PI = 0, PE = PN->getNumIncomingValues(); PI != PE; ++PI) {
594         // See if the incoming value for the common predecessor is equal to the
595         // one for BB, in which case this phi node will not prevent the merging
596         // of the block.
597         BasicBlock *IBB = PN->getIncomingBlock(PI);
598         if (BBPreds.count(IBB) &&
599             !CanMergeValues(Val, PN->getIncomingValue(PI))) {
600           DEBUG(dbgs() << "Can't fold, phi node " << PN->getName() << " in "
601                 << Succ->getName() << " is conflicting with regard to common "
602                 << "predecessor " << IBB->getName() << "\n");
603           return false;
604         }
605       }
606     }
607   }
608
609   return true;
610 }
611
612 typedef SmallVector<BasicBlock *, 16> PredBlockVector;
613 typedef DenseMap<BasicBlock *, Value *> IncomingValueMap;
614
615 /// \brief Determines the value to use as the phi node input for a block.
616 ///
617 /// Select between \p OldVal any value that we know flows from \p BB
618 /// to a particular phi on the basis of which one (if either) is not
619 /// undef. Update IncomingValues based on the selected value.
620 ///
621 /// \param OldVal The value we are considering selecting.
622 /// \param BB The block that the value flows in from.
623 /// \param IncomingValues A map from block-to-value for other phi inputs
624 /// that we have examined.
625 ///
626 /// \returns the selected value.
627 static Value *selectIncomingValueForBlock(Value *OldVal, BasicBlock *BB,
628                                           IncomingValueMap &IncomingValues) {
629   if (!isa<UndefValue>(OldVal)) {
630     assert((!IncomingValues.count(BB) ||
631             IncomingValues.find(BB)->second == OldVal) &&
632            "Expected OldVal to match incoming value from BB!");
633
634     IncomingValues.insert(std::make_pair(BB, OldVal));
635     return OldVal;
636   }
637
638   IncomingValueMap::const_iterator It = IncomingValues.find(BB);
639   if (It != IncomingValues.end()) return It->second;
640
641   return OldVal;
642 }
643
644 /// \brief Create a map from block to value for the operands of a
645 /// given phi.
646 ///
647 /// Create a map from block to value for each non-undef value flowing
648 /// into \p PN.
649 ///
650 /// \param PN The phi we are collecting the map for.
651 /// \param IncomingValues [out] The map from block to value for this phi.
652 static void gatherIncomingValuesToPhi(PHINode *PN,
653                                       IncomingValueMap &IncomingValues) {
654   for (unsigned i = 0, e = PN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
655     BasicBlock *BB = PN->getIncomingBlock(i);
656     Value *V = PN->getIncomingValue(i);
657
658     if (!isa<UndefValue>(V))
659       IncomingValues.insert(std::make_pair(BB, V));
660   }
661 }
662
663 /// \brief Replace the incoming undef values to a phi with the values
664 /// from a block-to-value map.
665 ///
666 /// \param PN The phi we are replacing the undefs in.
667 /// \param IncomingValues A map from block to value.
668 static void replaceUndefValuesInPhi(PHINode *PN,
669                                     const IncomingValueMap &IncomingValues) {
670   for (unsigned i = 0, e = PN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
671     Value *V = PN->getIncomingValue(i);
672
673     if (!isa<UndefValue>(V)) continue;
674
675     BasicBlock *BB = PN->getIncomingBlock(i);
676     IncomingValueMap::const_iterator It = IncomingValues.find(BB);
677     if (It == IncomingValues.end()) continue;
678
679     PN->setIncomingValue(i, It->second);
680   }
681 }
682
683 /// \brief Replace a value flowing from a block to a phi with
684 /// potentially multiple instances of that value flowing from the
685 /// block's predecessors to the phi.
686 ///
687 /// \param BB The block with the value flowing into the phi.
688 /// \param BBPreds The predecessors of BB.
689 /// \param PN The phi that we are updating.
690 static void redirectValuesFromPredecessorsToPhi(BasicBlock *BB,
691                                                 const PredBlockVector &BBPreds,
692                                                 PHINode *PN) {
693   Value *OldVal = PN->removeIncomingValue(BB, false);
694   assert(OldVal && "No entry in PHI for Pred BB!");
695
696   IncomingValueMap IncomingValues;
697
698   // We are merging two blocks - BB, and the block containing PN - and
699   // as a result we need to redirect edges from the predecessors of BB
700   // to go to the block containing PN, and update PN
701   // accordingly. Since we allow merging blocks in the case where the
702   // predecessor and successor blocks both share some predecessors,
703   // and where some of those common predecessors might have undef
704   // values flowing into PN, we want to rewrite those values to be
705   // consistent with the non-undef values.
706
707   gatherIncomingValuesToPhi(PN, IncomingValues);
708
709   // If this incoming value is one of the PHI nodes in BB, the new entries
710   // in the PHI node are the entries from the old PHI.
711   if (isa<PHINode>(OldVal) && cast<PHINode>(OldVal)->getParent() == BB) {
712     PHINode *OldValPN = cast<PHINode>(OldVal);
713     for (unsigned i = 0, e = OldValPN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
714       // Note that, since we are merging phi nodes and BB and Succ might
715       // have common predecessors, we could end up with a phi node with
716       // identical incoming branches. This will be cleaned up later (and
717       // will trigger asserts if we try to clean it up now, without also
718       // simplifying the corresponding conditional branch).
719       BasicBlock *PredBB = OldValPN->getIncomingBlock(i);
720       Value *PredVal = OldValPN->getIncomingValue(i);
721       Value *Selected = selectIncomingValueForBlock(PredVal, PredBB,
722                                                     IncomingValues);
723
724       // And add a new incoming value for this predecessor for the
725       // newly retargeted branch.
726       PN->addIncoming(Selected, PredBB);
727     }
728   } else {
729     for (unsigned i = 0, e = BBPreds.size(); i != e; ++i) {
730       // Update existing incoming values in PN for this
731       // predecessor of BB.
732       BasicBlock *PredBB = BBPreds[i];
733       Value *Selected = selectIncomingValueForBlock(OldVal, PredBB,
734                                                     IncomingValues);
735
736       // And add a new incoming value for this predecessor for the
737       // newly retargeted branch.
738       PN->addIncoming(Selected, PredBB);
739     }
740   }
741
742   replaceUndefValuesInPhi(PN, IncomingValues);
743 }
744
745 /// TryToSimplifyUncondBranchFromEmptyBlock - BB is known to contain an
746 /// unconditional branch, and contains no instructions other than PHI nodes,
747 /// potential side-effect free intrinsics and the branch.  If possible,
748 /// eliminate BB by rewriting all the predecessors to branch to the successor
749 /// block and return true.  If we can't transform, return false.
750 bool llvm::TryToSimplifyUncondBranchFromEmptyBlock(BasicBlock *BB) {
751   assert(BB != &BB->getParent()->getEntryBlock() &&
752          "TryToSimplifyUncondBranchFromEmptyBlock called on entry block!");
753
754   // We can't eliminate infinite loops.
755   BasicBlock *Succ = cast<BranchInst>(BB->getTerminator())->getSuccessor(0);
756   if (BB == Succ) return false;
757
758   // Check to see if merging these blocks would cause conflicts for any of the
759   // phi nodes in BB or Succ. If not, we can safely merge.
760   if (!CanPropagatePredecessorsForPHIs(BB, Succ)) return false;
761
762   // Check for cases where Succ has multiple predecessors and a PHI node in BB
763   // has uses which will not disappear when the PHI nodes are merged.  It is
764   // possible to handle such cases, but difficult: it requires checking whether
765   // BB dominates Succ, which is non-trivial to calculate in the case where
766   // Succ has multiple predecessors.  Also, it requires checking whether
767   // constructing the necessary self-referential PHI node doesn't introduce any
768   // conflicts; this isn't too difficult, but the previous code for doing this
769   // was incorrect.
770   //
771   // Note that if this check finds a live use, BB dominates Succ, so BB is
772   // something like a loop pre-header (or rarely, a part of an irreducible CFG);
773   // folding the branch isn't profitable in that case anyway.
774   if (!Succ->getSinglePredecessor()) {
775     BasicBlock::iterator BBI = BB->begin();
776     while (isa<PHINode>(*BBI)) {
777       for (Use &U : BBI->uses()) {
778         if (PHINode* PN = dyn_cast<PHINode>(U.getUser())) {
779           if (PN->getIncomingBlock(U) != BB)
780             return false;
781         } else {
782           return false;
783         }
784       }
785       ++BBI;
786     }
787   }
788
789   DEBUG(dbgs() << "Killing Trivial BB: \n" << *BB);
790
791   if (isa<PHINode>(Succ->begin())) {
792     // If there is more than one pred of succ, and there are PHI nodes in
793     // the successor, then we need to add incoming edges for the PHI nodes
794     //
795     const PredBlockVector BBPreds(pred_begin(BB), pred_end(BB));
796
797     // Loop over all of the PHI nodes in the successor of BB.
798     for (BasicBlock::iterator I = Succ->begin(); isa<PHINode>(I); ++I) {
799       PHINode *PN = cast<PHINode>(I);
800
801       redirectValuesFromPredecessorsToPhi(BB, BBPreds, PN);
802     }
803   }
804
805   if (Succ->getSinglePredecessor()) {
806     // BB is the only predecessor of Succ, so Succ will end up with exactly
807     // the same predecessors BB had.
808
809     // Copy over any phi, debug or lifetime instruction.
810     BB->getTerminator()->eraseFromParent();
811     Succ->getInstList().splice(Succ->getFirstNonPHI(), BB->getInstList());
812   } else {
813     while (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(&BB->front())) {
814       // We explicitly check for such uses in CanPropagatePredecessorsForPHIs.
815       assert(PN->use_empty() && "There shouldn't be any uses here!");
816       PN->eraseFromParent();
817     }
818   }
819
820   // Everything that jumped to BB now goes to Succ.
821   BB->replaceAllUsesWith(Succ);
822   if (!Succ->hasName()) Succ->takeName(BB);
823   BB->eraseFromParent();              // Delete the old basic block.
824   return true;
825 }
826
827 /// EliminateDuplicatePHINodes - Check for and eliminate duplicate PHI
828 /// nodes in this block. This doesn't try to be clever about PHI nodes
829 /// which differ only in the order of the incoming values, but instcombine
830 /// orders them so it usually won't matter.
831 ///
832 bool llvm::EliminateDuplicatePHINodes(BasicBlock *BB) {
833   // This implementation doesn't currently consider undef operands
834   // specially. Theoretically, two phis which are identical except for
835   // one having an undef where the other doesn't could be collapsed.
836
837   struct PHIDenseMapInfo {
838     static PHINode *getEmptyKey() {
839       return DenseMapInfo<PHINode *>::getEmptyKey();
840     }
841     static PHINode *getTombstoneKey() {
842       return DenseMapInfo<PHINode *>::getTombstoneKey();
843     }
844     static unsigned getHashValue(PHINode *PN) {
845       // Compute a hash value on the operands. Instcombine will likely have
846       // sorted them, which helps expose duplicates, but we have to check all
847       // the operands to be safe in case instcombine hasn't run.
848       return static_cast<unsigned>(hash_combine(
849           hash_combine_range(PN->value_op_begin(), PN->value_op_end()),
850           hash_combine_range(PN->block_begin(), PN->block_end())));
851     }
852     static bool isEqual(PHINode *LHS, PHINode *RHS) {
853       if (LHS == getEmptyKey() || LHS == getTombstoneKey() ||
854           RHS == getEmptyKey() || RHS == getTombstoneKey())
855         return LHS == RHS;
856       return LHS->isIdenticalTo(RHS);
857     }
858   };
859
860   // Set of unique PHINodes.
861   DenseSet<PHINode *, PHIDenseMapInfo> PHISet;
862
863   // Examine each PHI.
864   bool Changed = false;
865   for (auto I = BB->begin(); PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(I++);) {
866     auto Inserted = PHISet.insert(PN);
867     if (!Inserted.second) {
868       // A duplicate. Replace this PHI with its duplicate.
869       PN->replaceAllUsesWith(*Inserted.first);
870       PN->eraseFromParent();
871       Changed = true;
872     }
873   }
874
875   return Changed;
876 }
877
878 /// enforceKnownAlignment - If the specified pointer points to an object that
879 /// we control, modify the object's alignment to PrefAlign. This isn't
880 /// often possible though. If alignment is important, a more reliable approach
881 /// is to simply align all global variables and allocation instructions to
882 /// their preferred alignment from the beginning.
883 ///
884 static unsigned enforceKnownAlignment(Value *V, unsigned Align,
885                                       unsigned PrefAlign,
886                                       const DataLayout &DL) {
887   V = V->stripPointerCasts();
888
889   if (AllocaInst *AI = dyn_cast<AllocaInst>(V)) {
890     // If the preferred alignment is greater than the natural stack alignment
891     // then don't round up. This avoids dynamic stack realignment.
892     if (DL.exceedsNaturalStackAlignment(PrefAlign))
893       return Align;
894     // If there is a requested alignment and if this is an alloca, round up.
895     if (AI->getAlignment() >= PrefAlign)
896       return AI->getAlignment();
897     AI->setAlignment(PrefAlign);
898     return PrefAlign;
899   }
900
901   if (auto *GO = dyn_cast<GlobalObject>(V)) {
902     // If there is a large requested alignment and we can, bump up the alignment
903     // of the global.  If the memory we set aside for the global may not be the
904     // memory used by the final program then it is impossible for us to reliably
905     // enforce the preferred alignment.
906     if (!GO->isStrongDefinitionForLinker())
907       return Align;
908
909     if (GO->getAlignment() >= PrefAlign)
910       return GO->getAlignment();
911     // We can only increase the alignment of the global if it has no alignment
912     // specified or if it is not assigned a section.  If it is assigned a
913     // section, the global could be densely packed with other objects in the
914     // section, increasing the alignment could cause padding issues.
915     if (!GO->hasSection() || GO->getAlignment() == 0)
916       GO->setAlignment(PrefAlign);
917     return GO->getAlignment();
918   }
919
920   return Align;
921 }
922
923 /// getOrEnforceKnownAlignment - If the specified pointer has an alignment that
924 /// we can determine, return it, otherwise return 0.  If PrefAlign is specified,
925 /// and it is more than the alignment of the ultimate object, see if we can
926 /// increase the alignment of the ultimate object, making this check succeed.
927 unsigned llvm::getOrEnforceKnownAlignment(Value *V, unsigned PrefAlign,
928                                           const DataLayout &DL,
929                                           const Instruction *CxtI,
930                                           AssumptionCache *AC,
931                                           const DominatorTree *DT) {
932   assert(V->getType()->isPointerTy() &&
933          "getOrEnforceKnownAlignment expects a pointer!");
934   unsigned BitWidth = DL.getPointerTypeSizeInBits(V->getType());
935
936   APInt KnownZero(BitWidth, 0), KnownOne(BitWidth, 0);
937   computeKnownBits(V, KnownZero, KnownOne, DL, 0, AC, CxtI, DT);
938   unsigned TrailZ = KnownZero.countTrailingOnes();
939
940   // Avoid trouble with ridiculously large TrailZ values, such as
941   // those computed from a null pointer.
942   TrailZ = std::min(TrailZ, unsigned(sizeof(unsigned) * CHAR_BIT - 1));
943
944   unsigned Align = 1u << std::min(BitWidth - 1, TrailZ);
945
946   // LLVM doesn't support alignments larger than this currently.
947   Align = std::min(Align, +Value::MaximumAlignment);
948
949   if (PrefAlign > Align)
950     Align = enforceKnownAlignment(V, Align, PrefAlign, DL);
951
952   // We don't need to make any adjustment.
953   return Align;
954 }
955
956 ///===---------------------------------------------------------------------===//
957 ///  Dbg Intrinsic utilities
958 ///
959
960 /// See if there is a dbg.value intrinsic for DIVar before I.
961 static bool LdStHasDebugValue(const DILocalVariable *DIVar, Instruction *I) {
962   // Since we can't guarantee that the original dbg.declare instrinsic
963   // is removed by LowerDbgDeclare(), we need to make sure that we are
964   // not inserting the same dbg.value intrinsic over and over.
965   llvm::BasicBlock::InstListType::iterator PrevI(I);
966   if (PrevI != I->getParent()->getInstList().begin()) {
967     --PrevI;
968     if (DbgValueInst *DVI = dyn_cast<DbgValueInst>(PrevI))
969       if (DVI->getValue() == I->getOperand(0) &&
970           DVI->getOffset() == 0 &&
971           DVI->getVariable() == DIVar)
972         return true;
973   }
974   return false;
975 }
976
977 /// Inserts a llvm.dbg.value intrinsic before a store to an alloca'd value
978 /// that has an associated llvm.dbg.decl intrinsic.
979 bool llvm::ConvertDebugDeclareToDebugValue(DbgDeclareInst *DDI,
980                                            StoreInst *SI, DIBuilder &Builder) {
981   auto *DIVar = DDI->getVariable();
982   auto *DIExpr = DDI->getExpression();
983   assert(DIVar && "Missing variable");
984
985   if (LdStHasDebugValue(DIVar, SI))
986     return true;
987
988   // If an argument is zero extended then use argument directly. The ZExt
989   // may be zapped by an optimization pass in future.
990   Argument *ExtendedArg = nullptr;
991   if (ZExtInst *ZExt = dyn_cast<ZExtInst>(SI->getOperand(0)))
992     ExtendedArg = dyn_cast<Argument>(ZExt->getOperand(0));
993   if (SExtInst *SExt = dyn_cast<SExtInst>(SI->getOperand(0)))
994     ExtendedArg = dyn_cast<Argument>(SExt->getOperand(0));
995   if (ExtendedArg)
996     Builder.insertDbgValueIntrinsic(ExtendedArg, 0, DIVar, DIExpr,
997                                     DDI->getDebugLoc(), SI);
998   else
999     Builder.insertDbgValueIntrinsic(SI->getOperand(0), 0, DIVar, DIExpr,
1000                                     DDI->getDebugLoc(), SI);
1001   return true;
1002 }
1003
1004 /// Inserts a llvm.dbg.value intrinsic before a load of an alloca'd value
1005 /// that has an associated llvm.dbg.decl intrinsic.
1006 bool llvm::ConvertDebugDeclareToDebugValue(DbgDeclareInst *DDI,
1007                                            LoadInst *LI, DIBuilder &Builder) {
1008   auto *DIVar = DDI->getVariable();
1009   auto *DIExpr = DDI->getExpression();
1010   assert(DIVar && "Missing variable");
1011
1012   if (LdStHasDebugValue(DIVar, LI))
1013     return true;
1014
1015   Builder.insertDbgValueIntrinsic(LI->getOperand(0), 0, DIVar, DIExpr,
1016                                   DDI->getDebugLoc(), LI);
1017   return true;
1018 }
1019
1020 /// Determine whether this alloca is either a VLA or an array.
1021 static bool isArray(AllocaInst *AI) {
1022   return AI->isArrayAllocation() ||
1023     AI->getType()->getElementType()->isArrayTy();
1024 }
1025
1026 /// LowerDbgDeclare - Lowers llvm.dbg.declare intrinsics into appropriate set
1027 /// of llvm.dbg.value intrinsics.
1028 bool llvm::LowerDbgDeclare(Function &F) {
1029   DIBuilder DIB(*F.getParent(), /*AllowUnresolved*/ false);
1030   SmallVector<DbgDeclareInst *, 4> Dbgs;
1031   for (auto &FI : F)
1032     for (BasicBlock::iterator BI : FI)
1033       if (auto DDI = dyn_cast<DbgDeclareInst>(BI))
1034         Dbgs.push_back(DDI);
1035
1036   if (Dbgs.empty())
1037     return false;
1038
1039   for (auto &I : Dbgs) {
1040     DbgDeclareInst *DDI = I;
1041     AllocaInst *AI = dyn_cast_or_null<AllocaInst>(DDI->getAddress());
1042     // If this is an alloca for a scalar variable, insert a dbg.value
1043     // at each load and store to the alloca and erase the dbg.declare.
1044     // The dbg.values allow tracking a variable even if it is not
1045     // stored on the stack, while the dbg.declare can only describe
1046     // the stack slot (and at a lexical-scope granularity). Later
1047     // passes will attempt to elide the stack slot.
1048     if (AI && !isArray(AI)) {
1049       for (User *U : AI->users())
1050         if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(U))
1051           ConvertDebugDeclareToDebugValue(DDI, SI, DIB);
1052         else if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(U))
1053           ConvertDebugDeclareToDebugValue(DDI, LI, DIB);
1054         else if (CallInst *CI = dyn_cast<CallInst>(U)) {
1055           // This is a call by-value or some other instruction that
1056           // takes a pointer to the variable. Insert a *value*
1057           // intrinsic that describes the alloca.
1058           DIB.insertDbgValueIntrinsic(AI, 0, DDI->getVariable(),
1059                                       DDI->getExpression(), DDI->getDebugLoc(),
1060                                       CI);
1061         }
1062       DDI->eraseFromParent();
1063     }
1064   }
1065   return true;
1066 }
1067
1068 /// FindAllocaDbgDeclare - Finds the llvm.dbg.declare intrinsic describing the
1069 /// alloca 'V', if any.
1070 DbgDeclareInst *llvm::FindAllocaDbgDeclare(Value *V) {
1071   if (auto *L = LocalAsMetadata::getIfExists(V))
1072     if (auto *MDV = MetadataAsValue::getIfExists(V->getContext(), L))
1073       for (User *U : MDV->users())
1074         if (DbgDeclareInst *DDI = dyn_cast<DbgDeclareInst>(U))
1075           return DDI;
1076
1077   return nullptr;
1078 }
1079
1080 bool llvm::replaceDbgDeclareForAlloca(AllocaInst *AI, Value *NewAllocaAddress,
1081                                       DIBuilder &Builder, bool Deref) {
1082   DbgDeclareInst *DDI = FindAllocaDbgDeclare(AI);
1083   if (!DDI)
1084     return false;
1085   DebugLoc Loc = DDI->getDebugLoc();
1086   auto *DIVar = DDI->getVariable();
1087   auto *DIExpr = DDI->getExpression();
1088   assert(DIVar && "Missing variable");
1089
1090   if (Deref) {
1091     // Create a copy of the original DIDescriptor for user variable, prepending
1092     // "deref" operation to a list of address elements, as new llvm.dbg.declare
1093     // will take a value storing address of the memory for variable, not
1094     // alloca itself.
1095     SmallVector<uint64_t, 4> NewDIExpr;
1096     NewDIExpr.push_back(dwarf::DW_OP_deref);
1097     if (DIExpr)
1098       NewDIExpr.append(DIExpr->elements_begin(), DIExpr->elements_end());
1099     DIExpr = Builder.createExpression(NewDIExpr);
1100   }
1101
1102   // Insert llvm.dbg.declare in the same basic block as the original alloca,
1103   // and remove old llvm.dbg.declare.
1104   BasicBlock *BB = AI->getParent();
1105   Builder.insertDeclare(NewAllocaAddress, DIVar, DIExpr, Loc, BB);
1106   DDI->eraseFromParent();
1107   return true;
1108 }
1109
1110 /// changeToUnreachable - Insert an unreachable instruction before the specified
1111 /// instruction, making it and the rest of the code in the block dead.
1112 static void changeToUnreachable(Instruction *I, bool UseLLVMTrap) {
1113   BasicBlock *BB = I->getParent();
1114   // Loop over all of the successors, removing BB's entry from any PHI
1115   // nodes.
1116   for (succ_iterator SI = succ_begin(BB), SE = succ_end(BB); SI != SE; ++SI)
1117     (*SI)->removePredecessor(BB);
1118
1119   // Insert a call to llvm.trap right before this.  This turns the undefined
1120   // behavior into a hard fail instead of falling through into random code.
1121   if (UseLLVMTrap) {
1122     Function *TrapFn =
1123       Intrinsic::getDeclaration(BB->getParent()->getParent(), Intrinsic::trap);
1124     CallInst *CallTrap = CallInst::Create(TrapFn, "", I);
1125     CallTrap->setDebugLoc(I->getDebugLoc());
1126   }
1127   new UnreachableInst(I->getContext(), I);
1128
1129   // All instructions after this are dead.
1130   BasicBlock::iterator BBI = I, BBE = BB->end();
1131   while (BBI != BBE) {
1132     if (!BBI->use_empty())
1133       BBI->replaceAllUsesWith(UndefValue::get(BBI->getType()));
1134     BB->getInstList().erase(BBI++);
1135   }
1136 }
1137
1138 /// changeToCall - Convert the specified invoke into a normal call.
1139 static void changeToCall(InvokeInst *II) {
1140   SmallVector<Value*, 8> Args(II->op_begin(), II->op_end() - 3);
1141   CallInst *NewCall = CallInst::Create(II->getCalledValue(), Args, "", II);
1142   NewCall->takeName(II);
1143   NewCall->setCallingConv(II->getCallingConv());
1144   NewCall->setAttributes(II->getAttributes());
1145   NewCall->setDebugLoc(II->getDebugLoc());
1146   II->replaceAllUsesWith(NewCall);
1147
1148   // Follow the call by a branch to the normal destination.
1149   BranchInst::Create(II->getNormalDest(), II);
1150
1151   // Update PHI nodes in the unwind destination
1152   II->getUnwindDest()->removePredecessor(II->getParent());
1153   II->eraseFromParent();
1154 }
1155
1156 static bool markAliveBlocks(Function &F,
1157                             SmallPtrSetImpl<BasicBlock*> &Reachable) {
1158
1159   SmallVector<BasicBlock*, 128> Worklist;
1160   BasicBlock *BB = F.begin();
1161   Worklist.push_back(BB);
1162   Reachable.insert(BB);
1163   bool Changed = false;
1164   do {
1165     BB = Worklist.pop_back_val();
1166
1167     // Do a quick scan of the basic block, turning any obviously unreachable
1168     // instructions into LLVM unreachable insts.  The instruction combining pass
1169     // canonicalizes unreachable insts into stores to null or undef.
1170     for (BasicBlock::iterator BBI = BB->begin(), E = BB->end(); BBI != E;++BBI){
1171       // Assumptions that are known to be false are equivalent to unreachable.
1172       // Also, if the condition is undefined, then we make the choice most
1173       // beneficial to the optimizer, and choose that to also be unreachable.
1174       if (IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(BBI))
1175         if (II->getIntrinsicID() == Intrinsic::assume) {
1176           bool MakeUnreachable = false;
1177           if (isa<UndefValue>(II->getArgOperand(0)))
1178             MakeUnreachable = true;
1179           else if (ConstantInt *Cond =
1180                    dyn_cast<ConstantInt>(II->getArgOperand(0)))
1181             MakeUnreachable = Cond->isZero();
1182
1183           if (MakeUnreachable) {
1184             // Don't insert a call to llvm.trap right before the unreachable.
1185             changeToUnreachable(BBI, false);
1186             Changed = true;
1187             break;
1188           }
1189         }
1190
1191       if (CallInst *CI = dyn_cast<CallInst>(BBI)) {
1192         if (CI->doesNotReturn()) {
1193           // If we found a call to a no-return function, insert an unreachable
1194           // instruction after it.  Make sure there isn't *already* one there
1195           // though.
1196           ++BBI;
1197           if (!isa<UnreachableInst>(BBI)) {
1198             // Don't insert a call to llvm.trap right before the unreachable.
1199             changeToUnreachable(BBI, false);
1200             Changed = true;
1201           }
1202           break;
1203         }
1204       }
1205
1206       // Store to undef and store to null are undefined and used to signal that
1207       // they should be changed to unreachable by passes that can't modify the
1208       // CFG.
1209       if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(BBI)) {
1210         // Don't touch volatile stores.
1211         if (SI->isVolatile()) continue;
1212
1213         Value *Ptr = SI->getOperand(1);
1214
1215         if (isa<UndefValue>(Ptr) ||
1216             (isa<ConstantPointerNull>(Ptr) &&
1217              SI->getPointerAddressSpace() == 0)) {
1218           changeToUnreachable(SI, true);
1219           Changed = true;
1220           break;
1221         }
1222       }
1223     }
1224
1225     // Turn invokes that call 'nounwind' functions into ordinary calls.
1226     if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(BB->getTerminator())) {
1227       Value *Callee = II->getCalledValue();
1228       if (isa<ConstantPointerNull>(Callee) || isa<UndefValue>(Callee)) {
1229         changeToUnreachable(II, true);
1230         Changed = true;
1231       } else if (II->doesNotThrow() && canSimplifyInvokeNoUnwind(&F)) {
1232         if (II->use_empty() && II->onlyReadsMemory()) {
1233           // jump to the normal destination branch.
1234           BranchInst::Create(II->getNormalDest(), II);
1235           II->getUnwindDest()->removePredecessor(II->getParent());
1236           II->eraseFromParent();
1237         } else
1238           changeToCall(II);
1239         Changed = true;
1240       }
1241     }
1242
1243     Changed |= ConstantFoldTerminator(BB, true);
1244     for (succ_iterator SI = succ_begin(BB), SE = succ_end(BB); SI != SE; ++SI)
1245       if (Reachable.insert(*SI).second)
1246         Worklist.push_back(*SI);
1247   } while (!Worklist.empty());
1248   return Changed;
1249 }
1250
1251 /// removeUnreachableBlocksFromFn - Remove blocks that are not reachable, even
1252 /// if they are in a dead cycle.  Return true if a change was made, false
1253 /// otherwise.
1254 bool llvm::removeUnreachableBlocks(Function &F) {
1255   SmallPtrSet<BasicBlock*, 128> Reachable;
1256   bool Changed = markAliveBlocks(F, Reachable);
1257
1258   // If there are unreachable blocks in the CFG...
1259   if (Reachable.size() == F.size())
1260     return Changed;
1261
1262   assert(Reachable.size() < F.size());
1263   NumRemoved += F.size()-Reachable.size();
1264
1265   // Loop over all of the basic blocks that are not reachable, dropping all of
1266   // their internal references...
1267   for (Function::iterator BB = ++F.begin(), E = F.end(); BB != E; ++BB) {
1268     if (Reachable.count(BB))
1269       continue;
1270
1271     for (succ_iterator SI = succ_begin(BB), SE = succ_end(BB); SI != SE; ++SI)
1272       if (Reachable.count(*SI))
1273         (*SI)->removePredecessor(BB);
1274     BB->dropAllReferences();
1275   }
1276
1277   for (Function::iterator I = ++F.begin(); I != F.end();)
1278     if (!Reachable.count(I))
1279       I = F.getBasicBlockList().erase(I);
1280     else
1281       ++I;
1282
1283   return true;
1284 }
1285
1286 void llvm::combineMetadata(Instruction *K, const Instruction *J, ArrayRef<unsigned> KnownIDs) {
1287   SmallVector<std::pair<unsigned, MDNode *>, 4> Metadata;
1288   K->dropUnknownMetadata(KnownIDs);
1289   K->getAllMetadataOtherThanDebugLoc(Metadata);
1290   for (unsigned i = 0, n = Metadata.size(); i < n; ++i) {
1291     unsigned Kind = Metadata[i].first;
1292     MDNode *JMD = J->getMetadata(Kind);
1293     MDNode *KMD = Metadata[i].second;
1294
1295     switch (Kind) {
1296       default:
1297         K->setMetadata(Kind, nullptr); // Remove unknown metadata
1298         break;
1299       case LLVMContext::MD_dbg:
1300         llvm_unreachable("getAllMetadataOtherThanDebugLoc returned a MD_dbg");
1301       case LLVMContext::MD_tbaa:
1302         K->setMetadata(Kind, MDNode::getMostGenericTBAA(JMD, KMD));
1303         break;
1304       case LLVMContext::MD_alias_scope:
1305         K->setMetadata(Kind, MDNode::getMostGenericAliasScope(JMD, KMD));
1306         break;
1307       case LLVMContext::MD_noalias:
1308         K->setMetadata(Kind, MDNode::intersect(JMD, KMD));
1309         break;
1310       case LLVMContext::MD_range:
1311         K->setMetadata(Kind, MDNode::getMostGenericRange(JMD, KMD));
1312         break;
1313       case LLVMContext::MD_fpmath:
1314         K->setMetadata(Kind, MDNode::getMostGenericFPMath(JMD, KMD));
1315         break;
1316       case LLVMContext::MD_invariant_load:
1317         // Only set the !invariant.load if it is present in both instructions.
1318         K->setMetadata(Kind, JMD);
1319         break;
1320       case LLVMContext::MD_nonnull:
1321         // Only set the !nonnull if it is present in both instructions.
1322         K->setMetadata(Kind, JMD);
1323         break;
1324     }
1325   }
1326 }
1327
1328 unsigned llvm::replaceDominatedUsesWith(Value *From, Value *To,
1329                                         DominatorTree &DT,
1330                                         const BasicBlockEdge &Root) {
1331   assert(From->getType() == To->getType());
1332   
1333   unsigned Count = 0;
1334   for (Value::use_iterator UI = From->use_begin(), UE = From->use_end();
1335        UI != UE; ) {
1336     Use &U = *UI++;
1337     if (DT.dominates(Root, U)) {
1338       U.set(To);
1339       DEBUG(dbgs() << "Replace dominated use of '"
1340             << From->getName() << "' as "
1341             << *To << " in " << *U << "\n");
1342       ++Count;
1343     }
1344   }
1345   return Count;
1346 }