Revert "[C++11] Add predecessors(BasicBlock *) / successors(BasicBlock *) iterator...
[oota-llvm.git] / lib / Transforms / Utils / Local.cpp
1 //===-- Local.cpp - Functions to perform local transformations ------------===//
2 //
3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
4 //
5 // This file is distributed under the University of Illinois Open Source
6 // License. See LICENSE.TXT for details.
7 //
8 //===----------------------------------------------------------------------===//
9 //
10 // This family of functions perform various local transformations to the
11 // program.
12 //
13 //===----------------------------------------------------------------------===//
14
15 #include "llvm/Transforms/Utils/Local.h"
16 #include "llvm/ADT/DenseMap.h"
17 #include "llvm/ADT/STLExtras.h"
18 #include "llvm/ADT/SmallPtrSet.h"
19 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
20 #include "llvm/Analysis/InstructionSimplify.h"
21 #include "llvm/Analysis/MemoryBuiltins.h"
22 #include "llvm/Analysis/ValueTracking.h"
23 #include "llvm/IR/CFG.h"
24 #include "llvm/IR/Constants.h"
25 #include "llvm/IR/DIBuilder.h"
26 #include "llvm/IR/DataLayout.h"
27 #include "llvm/IR/DebugInfo.h"
28 #include "llvm/IR/DerivedTypes.h"
29 #include "llvm/IR/Dominators.h"
30 #include "llvm/IR/GetElementPtrTypeIterator.h"
31 #include "llvm/IR/GlobalAlias.h"
32 #include "llvm/IR/GlobalVariable.h"
33 #include "llvm/IR/IRBuilder.h"
34 #include "llvm/IR/Instructions.h"
35 #include "llvm/IR/IntrinsicInst.h"
36 #include "llvm/IR/Intrinsics.h"
37 #include "llvm/IR/MDBuilder.h"
38 #include "llvm/IR/Metadata.h"
39 #include "llvm/IR/Operator.h"
40 #include "llvm/IR/ValueHandle.h"
41 #include "llvm/Support/Debug.h"
42 #include "llvm/Support/MathExtras.h"
43 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
44 using namespace llvm;
45
46 #define DEBUG_TYPE "local"
47
48 STATISTIC(NumRemoved, "Number of unreachable basic blocks removed");
49
50 //===----------------------------------------------------------------------===//
51 //  Local constant propagation.
52 //
53
54 /// ConstantFoldTerminator - If a terminator instruction is predicated on a
55 /// constant value, convert it into an unconditional branch to the constant
56 /// destination.  This is a nontrivial operation because the successors of this
57 /// basic block must have their PHI nodes updated.
58 /// Also calls RecursivelyDeleteTriviallyDeadInstructions() on any branch/switch
59 /// conditions and indirectbr addresses this might make dead if
60 /// DeleteDeadConditions is true.
61 bool llvm::ConstantFoldTerminator(BasicBlock *BB, bool DeleteDeadConditions,
62                                   const TargetLibraryInfo *TLI) {
63   TerminatorInst *T = BB->getTerminator();
64   IRBuilder<> Builder(T);
65
66   // Branch - See if we are conditional jumping on constant
67   if (BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(T)) {
68     if (BI->isUnconditional()) return false;  // Can't optimize uncond branch
69     BasicBlock *Dest1 = BI->getSuccessor(0);
70     BasicBlock *Dest2 = BI->getSuccessor(1);
71
72     if (ConstantInt *Cond = dyn_cast<ConstantInt>(BI->getCondition())) {
73       // Are we branching on constant?
74       // YES.  Change to unconditional branch...
75       BasicBlock *Destination = Cond->getZExtValue() ? Dest1 : Dest2;
76       BasicBlock *OldDest     = Cond->getZExtValue() ? Dest2 : Dest1;
77
78       //cerr << "Function: " << T->getParent()->getParent()
79       //     << "\nRemoving branch from " << T->getParent()
80       //     << "\n\nTo: " << OldDest << endl;
81
82       // Let the basic block know that we are letting go of it.  Based on this,
83       // it will adjust it's PHI nodes.
84       OldDest->removePredecessor(BB);
85
86       // Replace the conditional branch with an unconditional one.
87       Builder.CreateBr(Destination);
88       BI->eraseFromParent();
89       return true;
90     }
91
92     if (Dest2 == Dest1) {       // Conditional branch to same location?
93       // This branch matches something like this:
94       //     br bool %cond, label %Dest, label %Dest
95       // and changes it into:  br label %Dest
96
97       // Let the basic block know that we are letting go of one copy of it.
98       assert(BI->getParent() && "Terminator not inserted in block!");
99       Dest1->removePredecessor(BI->getParent());
100
101       // Replace the conditional branch with an unconditional one.
102       Builder.CreateBr(Dest1);
103       Value *Cond = BI->getCondition();
104       BI->eraseFromParent();
105       if (DeleteDeadConditions)
106         RecursivelyDeleteTriviallyDeadInstructions(Cond, TLI);
107       return true;
108     }
109     return false;
110   }
111
112   if (SwitchInst *SI = dyn_cast<SwitchInst>(T)) {
113     // If we are switching on a constant, we can convert the switch into a
114     // single branch instruction!
115     ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(SI->getCondition());
116     BasicBlock *TheOnlyDest = SI->getDefaultDest();
117     BasicBlock *DefaultDest = TheOnlyDest;
118
119     // Figure out which case it goes to.
120     for (SwitchInst::CaseIt i = SI->case_begin(), e = SI->case_end();
121          i != e; ++i) {
122       // Found case matching a constant operand?
123       if (i.getCaseValue() == CI) {
124         TheOnlyDest = i.getCaseSuccessor();
125         break;
126       }
127
128       // Check to see if this branch is going to the same place as the default
129       // dest.  If so, eliminate it as an explicit compare.
130       if (i.getCaseSuccessor() == DefaultDest) {
131         MDNode* MD = SI->getMetadata(LLVMContext::MD_prof);
132         unsigned NCases = SI->getNumCases();
133         // Fold the case metadata into the default if there will be any branches
134         // left, unless the metadata doesn't match the switch.
135         if (NCases > 1 && MD && MD->getNumOperands() == 2 + NCases) {
136           // Collect branch weights into a vector.
137           SmallVector<uint32_t, 8> Weights;
138           for (unsigned MD_i = 1, MD_e = MD->getNumOperands(); MD_i < MD_e;
139                ++MD_i) {
140             ConstantInt* CI = dyn_cast<ConstantInt>(MD->getOperand(MD_i));
141             assert(CI);
142             Weights.push_back(CI->getValue().getZExtValue());
143           }
144           // Merge weight of this case to the default weight.
145           unsigned idx = i.getCaseIndex();
146           Weights[0] += Weights[idx+1];
147           // Remove weight for this case.
148           std::swap(Weights[idx+1], Weights.back());
149           Weights.pop_back();
150           SI->setMetadata(LLVMContext::MD_prof,
151                           MDBuilder(BB->getContext()).
152                           createBranchWeights(Weights));
153         }
154         // Remove this entry.
155         DefaultDest->removePredecessor(SI->getParent());
156         SI->removeCase(i);
157         --i; --e;
158         continue;
159       }
160
161       // Otherwise, check to see if the switch only branches to one destination.
162       // We do this by reseting "TheOnlyDest" to null when we find two non-equal
163       // destinations.
164       if (i.getCaseSuccessor() != TheOnlyDest) TheOnlyDest = nullptr;
165     }
166
167     if (CI && !TheOnlyDest) {
168       // Branching on a constant, but not any of the cases, go to the default
169       // successor.
170       TheOnlyDest = SI->getDefaultDest();
171     }
172
173     // If we found a single destination that we can fold the switch into, do so
174     // now.
175     if (TheOnlyDest) {
176       // Insert the new branch.
177       Builder.CreateBr(TheOnlyDest);
178       BasicBlock *BB = SI->getParent();
179
180       // Remove entries from PHI nodes which we no longer branch to...
181       for (unsigned i = 0, e = SI->getNumSuccessors(); i != e; ++i) {
182         // Found case matching a constant operand?
183         BasicBlock *Succ = SI->getSuccessor(i);
184         if (Succ == TheOnlyDest)
185           TheOnlyDest = nullptr; // Don't modify the first branch to TheOnlyDest
186         else
187           Succ->removePredecessor(BB);
188       }
189
190       // Delete the old switch.
191       Value *Cond = SI->getCondition();
192       SI->eraseFromParent();
193       if (DeleteDeadConditions)
194         RecursivelyDeleteTriviallyDeadInstructions(Cond, TLI);
195       return true;
196     }
197
198     if (SI->getNumCases() == 1) {
199       // Otherwise, we can fold this switch into a conditional branch
200       // instruction if it has only one non-default destination.
201       SwitchInst::CaseIt FirstCase = SI->case_begin();
202       Value *Cond = Builder.CreateICmpEQ(SI->getCondition(),
203           FirstCase.getCaseValue(), "cond");
204
205       // Insert the new branch.
206       BranchInst *NewBr = Builder.CreateCondBr(Cond,
207                                                FirstCase.getCaseSuccessor(),
208                                                SI->getDefaultDest());
209       MDNode* MD = SI->getMetadata(LLVMContext::MD_prof);
210       if (MD && MD->getNumOperands() == 3) {
211         ConstantInt *SICase = dyn_cast<ConstantInt>(MD->getOperand(2));
212         ConstantInt *SIDef = dyn_cast<ConstantInt>(MD->getOperand(1));
213         assert(SICase && SIDef);
214         // The TrueWeight should be the weight for the single case of SI.
215         NewBr->setMetadata(LLVMContext::MD_prof,
216                         MDBuilder(BB->getContext()).
217                         createBranchWeights(SICase->getValue().getZExtValue(),
218                                             SIDef->getValue().getZExtValue()));
219       }
220
221       // Delete the old switch.
222       SI->eraseFromParent();
223       return true;
224     }
225     return false;
226   }
227
228   if (IndirectBrInst *IBI = dyn_cast<IndirectBrInst>(T)) {
229     // indirectbr blockaddress(@F, @BB) -> br label @BB
230     if (BlockAddress *BA =
231           dyn_cast<BlockAddress>(IBI->getAddress()->stripPointerCasts())) {
232       BasicBlock *TheOnlyDest = BA->getBasicBlock();
233       // Insert the new branch.
234       Builder.CreateBr(TheOnlyDest);
235
236       for (unsigned i = 0, e = IBI->getNumDestinations(); i != e; ++i) {
237         if (IBI->getDestination(i) == TheOnlyDest)
238           TheOnlyDest = nullptr;
239         else
240           IBI->getDestination(i)->removePredecessor(IBI->getParent());
241       }
242       Value *Address = IBI->getAddress();
243       IBI->eraseFromParent();
244       if (DeleteDeadConditions)
245         RecursivelyDeleteTriviallyDeadInstructions(Address, TLI);
246
247       // If we didn't find our destination in the IBI successor list, then we
248       // have undefined behavior.  Replace the unconditional branch with an
249       // 'unreachable' instruction.
250       if (TheOnlyDest) {
251         BB->getTerminator()->eraseFromParent();
252         new UnreachableInst(BB->getContext(), BB);
253       }
254
255       return true;
256     }
257   }
258
259   return false;
260 }
261
262
263 //===----------------------------------------------------------------------===//
264 //  Local dead code elimination.
265 //
266
267 /// isInstructionTriviallyDead - Return true if the result produced by the
268 /// instruction is not used, and the instruction has no side effects.
269 ///
270 bool llvm::isInstructionTriviallyDead(Instruction *I,
271                                       const TargetLibraryInfo *TLI) {
272   if (!I->use_empty() || isa<TerminatorInst>(I)) return false;
273
274   // We don't want the landingpad instruction removed by anything this general.
275   if (isa<LandingPadInst>(I))
276     return false;
277
278   // We don't want debug info removed by anything this general, unless
279   // debug info is empty.
280   if (DbgDeclareInst *DDI = dyn_cast<DbgDeclareInst>(I)) {
281     if (DDI->getAddress())
282       return false;
283     return true;
284   }
285   if (DbgValueInst *DVI = dyn_cast<DbgValueInst>(I)) {
286     if (DVI->getValue())
287       return false;
288     return true;
289   }
290
291   if (!I->mayHaveSideEffects()) return true;
292
293   // Special case intrinsics that "may have side effects" but can be deleted
294   // when dead.
295   if (IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(I)) {
296     // Safe to delete llvm.stacksave if dead.
297     if (II->getIntrinsicID() == Intrinsic::stacksave)
298       return true;
299
300     // Lifetime intrinsics are dead when their right-hand is undef.
301     if (II->getIntrinsicID() == Intrinsic::lifetime_start ||
302         II->getIntrinsicID() == Intrinsic::lifetime_end)
303       return isa<UndefValue>(II->getArgOperand(1));
304   }
305
306   if (isAllocLikeFn(I, TLI)) return true;
307
308   if (CallInst *CI = isFreeCall(I, TLI))
309     if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(CI->getArgOperand(0)))
310       return C->isNullValue() || isa<UndefValue>(C);
311
312   return false;
313 }
314
315 /// RecursivelyDeleteTriviallyDeadInstructions - If the specified value is a
316 /// trivially dead instruction, delete it.  If that makes any of its operands
317 /// trivially dead, delete them too, recursively.  Return true if any
318 /// instructions were deleted.
319 bool
320 llvm::RecursivelyDeleteTriviallyDeadInstructions(Value *V,
321                                                  const TargetLibraryInfo *TLI) {
322   Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V);
323   if (!I || !I->use_empty() || !isInstructionTriviallyDead(I, TLI))
324     return false;
325
326   SmallVector<Instruction*, 16> DeadInsts;
327   DeadInsts.push_back(I);
328
329   do {
330     I = DeadInsts.pop_back_val();
331
332     // Null out all of the instruction's operands to see if any operand becomes
333     // dead as we go.
334     for (unsigned i = 0, e = I->getNumOperands(); i != e; ++i) {
335       Value *OpV = I->getOperand(i);
336       I->setOperand(i, nullptr);
337
338       if (!OpV->use_empty()) continue;
339
340       // If the operand is an instruction that became dead as we nulled out the
341       // operand, and if it is 'trivially' dead, delete it in a future loop
342       // iteration.
343       if (Instruction *OpI = dyn_cast<Instruction>(OpV))
344         if (isInstructionTriviallyDead(OpI, TLI))
345           DeadInsts.push_back(OpI);
346     }
347
348     I->eraseFromParent();
349   } while (!DeadInsts.empty());
350
351   return true;
352 }
353
354 /// areAllUsesEqual - Check whether the uses of a value are all the same.
355 /// This is similar to Instruction::hasOneUse() except this will also return
356 /// true when there are no uses or multiple uses that all refer to the same
357 /// value.
358 static bool areAllUsesEqual(Instruction *I) {
359   Value::user_iterator UI = I->user_begin();
360   Value::user_iterator UE = I->user_end();
361   if (UI == UE)
362     return true;
363
364   User *TheUse = *UI;
365   for (++UI; UI != UE; ++UI) {
366     if (*UI != TheUse)
367       return false;
368   }
369   return true;
370 }
371
372 /// RecursivelyDeleteDeadPHINode - If the specified value is an effectively
373 /// dead PHI node, due to being a def-use chain of single-use nodes that
374 /// either forms a cycle or is terminated by a trivially dead instruction,
375 /// delete it.  If that makes any of its operands trivially dead, delete them
376 /// too, recursively.  Return true if a change was made.
377 bool llvm::RecursivelyDeleteDeadPHINode(PHINode *PN,
378                                         const TargetLibraryInfo *TLI) {
379   SmallPtrSet<Instruction*, 4> Visited;
380   for (Instruction *I = PN; areAllUsesEqual(I) && !I->mayHaveSideEffects();
381        I = cast<Instruction>(*I->user_begin())) {
382     if (I->use_empty())
383       return RecursivelyDeleteTriviallyDeadInstructions(I, TLI);
384
385     // If we find an instruction more than once, we're on a cycle that
386     // won't prove fruitful.
387     if (!Visited.insert(I)) {
388       // Break the cycle and delete the instruction and its operands.
389       I->replaceAllUsesWith(UndefValue::get(I->getType()));
390       (void)RecursivelyDeleteTriviallyDeadInstructions(I, TLI);
391       return true;
392     }
393   }
394   return false;
395 }
396
397 /// SimplifyInstructionsInBlock - Scan the specified basic block and try to
398 /// simplify any instructions in it and recursively delete dead instructions.
399 ///
400 /// This returns true if it changed the code, note that it can delete
401 /// instructions in other blocks as well in this block.
402 bool llvm::SimplifyInstructionsInBlock(BasicBlock *BB, const DataLayout *TD,
403                                        const TargetLibraryInfo *TLI) {
404   bool MadeChange = false;
405
406 #ifndef NDEBUG
407   // In debug builds, ensure that the terminator of the block is never replaced
408   // or deleted by these simplifications. The idea of simplification is that it
409   // cannot introduce new instructions, and there is no way to replace the
410   // terminator of a block without introducing a new instruction.
411   AssertingVH<Instruction> TerminatorVH(--BB->end());
412 #endif
413
414   for (BasicBlock::iterator BI = BB->begin(), E = --BB->end(); BI != E; ) {
415     assert(!BI->isTerminator());
416     Instruction *Inst = BI++;
417
418     WeakVH BIHandle(BI);
419     if (recursivelySimplifyInstruction(Inst, TD, TLI)) {
420       MadeChange = true;
421       if (BIHandle != BI)
422         BI = BB->begin();
423       continue;
424     }
425
426     MadeChange |= RecursivelyDeleteTriviallyDeadInstructions(Inst, TLI);
427     if (BIHandle != BI)
428       BI = BB->begin();
429   }
430   return MadeChange;
431 }
432
433 //===----------------------------------------------------------------------===//
434 //  Control Flow Graph Restructuring.
435 //
436
437
438 /// RemovePredecessorAndSimplify - Like BasicBlock::removePredecessor, this
439 /// method is called when we're about to delete Pred as a predecessor of BB.  If
440 /// BB contains any PHI nodes, this drops the entries in the PHI nodes for Pred.
441 ///
442 /// Unlike the removePredecessor method, this attempts to simplify uses of PHI
443 /// nodes that collapse into identity values.  For example, if we have:
444 ///   x = phi(1, 0, 0, 0)
445 ///   y = and x, z
446 ///
447 /// .. and delete the predecessor corresponding to the '1', this will attempt to
448 /// recursively fold the and to 0.
449 void llvm::RemovePredecessorAndSimplify(BasicBlock *BB, BasicBlock *Pred,
450                                         DataLayout *TD) {
451   // This only adjusts blocks with PHI nodes.
452   if (!isa<PHINode>(BB->begin()))
453     return;
454
455   // Remove the entries for Pred from the PHI nodes in BB, but do not simplify
456   // them down.  This will leave us with single entry phi nodes and other phis
457   // that can be removed.
458   BB->removePredecessor(Pred, true);
459
460   WeakVH PhiIt = &BB->front();
461   while (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(PhiIt)) {
462     PhiIt = &*++BasicBlock::iterator(cast<Instruction>(PhiIt));
463     Value *OldPhiIt = PhiIt;
464
465     if (!recursivelySimplifyInstruction(PN, TD))
466       continue;
467
468     // If recursive simplification ended up deleting the next PHI node we would
469     // iterate to, then our iterator is invalid, restart scanning from the top
470     // of the block.
471     if (PhiIt != OldPhiIt) PhiIt = &BB->front();
472   }
473 }
474
475
476 /// MergeBasicBlockIntoOnlyPred - DestBB is a block with one predecessor and its
477 /// predecessor is known to have one successor (DestBB!).  Eliminate the edge
478 /// between them, moving the instructions in the predecessor into DestBB and
479 /// deleting the predecessor block.
480 ///
481 void llvm::MergeBasicBlockIntoOnlyPred(BasicBlock *DestBB, Pass *P) {
482   // If BB has single-entry PHI nodes, fold them.
483   while (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(DestBB->begin())) {
484     Value *NewVal = PN->getIncomingValue(0);
485     // Replace self referencing PHI with undef, it must be dead.
486     if (NewVal == PN) NewVal = UndefValue::get(PN->getType());
487     PN->replaceAllUsesWith(NewVal);
488     PN->eraseFromParent();
489   }
490
491   BasicBlock *PredBB = DestBB->getSinglePredecessor();
492   assert(PredBB && "Block doesn't have a single predecessor!");
493
494   // Zap anything that took the address of DestBB.  Not doing this will give the
495   // address an invalid value.
496   if (DestBB->hasAddressTaken()) {
497     BlockAddress *BA = BlockAddress::get(DestBB);
498     Constant *Replacement =
499       ConstantInt::get(llvm::Type::getInt32Ty(BA->getContext()), 1);
500     BA->replaceAllUsesWith(ConstantExpr::getIntToPtr(Replacement,
501                                                      BA->getType()));
502     BA->destroyConstant();
503   }
504
505   // Anything that branched to PredBB now branches to DestBB.
506   PredBB->replaceAllUsesWith(DestBB);
507
508   // Splice all the instructions from PredBB to DestBB.
509   PredBB->getTerminator()->eraseFromParent();
510   DestBB->getInstList().splice(DestBB->begin(), PredBB->getInstList());
511
512   // If the PredBB is the entry block of the function, move DestBB up to
513   // become the entry block after we erase PredBB.
514   if (PredBB == &DestBB->getParent()->getEntryBlock())
515     DestBB->moveAfter(PredBB);
516
517   if (P) {
518     if (DominatorTreeWrapperPass *DTWP =
519             P->getAnalysisIfAvailable<DominatorTreeWrapperPass>()) {
520       DominatorTree &DT = DTWP->getDomTree();
521       BasicBlock *PredBBIDom = DT.getNode(PredBB)->getIDom()->getBlock();
522       DT.changeImmediateDominator(DestBB, PredBBIDom);
523       DT.eraseNode(PredBB);
524     }
525   }
526   // Nuke BB.
527   PredBB->eraseFromParent();
528 }
529
530 /// CanMergeValues - Return true if we can choose one of these values to use
531 /// in place of the other. Note that we will always choose the non-undef
532 /// value to keep.
533 static bool CanMergeValues(Value *First, Value *Second) {
534   return First == Second || isa<UndefValue>(First) || isa<UndefValue>(Second);
535 }
536
537 /// CanPropagatePredecessorsForPHIs - Return true if we can fold BB, an
538 /// almost-empty BB ending in an unconditional branch to Succ, into Succ.
539 ///
540 /// Assumption: Succ is the single successor for BB.
541 ///
542 static bool CanPropagatePredecessorsForPHIs(BasicBlock *BB, BasicBlock *Succ) {
543   assert(*succ_begin(BB) == Succ && "Succ is not successor of BB!");
544
545   DEBUG(dbgs() << "Looking to fold " << BB->getName() << " into "
546         << Succ->getName() << "\n");
547   // Shortcut, if there is only a single predecessor it must be BB and merging
548   // is always safe
549   if (Succ->getSinglePredecessor()) return true;
550
551   // Make a list of the predecessors of BB
552   SmallPtrSet<BasicBlock*, 16> BBPreds(pred_begin(BB), pred_end(BB));
553
554   // Look at all the phi nodes in Succ, to see if they present a conflict when
555   // merging these blocks
556   for (BasicBlock::iterator I = Succ->begin(); isa<PHINode>(I); ++I) {
557     PHINode *PN = cast<PHINode>(I);
558
559     // If the incoming value from BB is again a PHINode in
560     // BB which has the same incoming value for *PI as PN does, we can
561     // merge the phi nodes and then the blocks can still be merged
562     PHINode *BBPN = dyn_cast<PHINode>(PN->getIncomingValueForBlock(BB));
563     if (BBPN && BBPN->getParent() == BB) {
564       for (unsigned PI = 0, PE = PN->getNumIncomingValues(); PI != PE; ++PI) {
565         BasicBlock *IBB = PN->getIncomingBlock(PI);
566         if (BBPreds.count(IBB) &&
567             !CanMergeValues(BBPN->getIncomingValueForBlock(IBB),
568                             PN->getIncomingValue(PI))) {
569           DEBUG(dbgs() << "Can't fold, phi node " << PN->getName() << " in "
570                 << Succ->getName() << " is conflicting with "
571                 << BBPN->getName() << " with regard to common predecessor "
572                 << IBB->getName() << "\n");
573           return false;
574         }
575       }
576     } else {
577       Value* Val = PN->getIncomingValueForBlock(BB);
578       for (unsigned PI = 0, PE = PN->getNumIncomingValues(); PI != PE; ++PI) {
579         // See if the incoming value for the common predecessor is equal to the
580         // one for BB, in which case this phi node will not prevent the merging
581         // of the block.
582         BasicBlock *IBB = PN->getIncomingBlock(PI);
583         if (BBPreds.count(IBB) &&
584             !CanMergeValues(Val, PN->getIncomingValue(PI))) {
585           DEBUG(dbgs() << "Can't fold, phi node " << PN->getName() << " in "
586                 << Succ->getName() << " is conflicting with regard to common "
587                 << "predecessor " << IBB->getName() << "\n");
588           return false;
589         }
590       }
591     }
592   }
593
594   return true;
595 }
596
597 typedef SmallVector<BasicBlock *, 16> PredBlockVector;
598 typedef DenseMap<BasicBlock *, Value *> IncomingValueMap;
599
600 /// \brief Determines the value to use as the phi node input for a block.
601 ///
602 /// Select between \p OldVal any value that we know flows from \p BB
603 /// to a particular phi on the basis of which one (if either) is not
604 /// undef. Update IncomingValues based on the selected value.
605 ///
606 /// \param OldVal The value we are considering selecting.
607 /// \param BB The block that the value flows in from.
608 /// \param IncomingValues A map from block-to-value for other phi inputs
609 /// that we have examined.
610 ///
611 /// \returns the selected value.
612 static Value *selectIncomingValueForBlock(Value *OldVal, BasicBlock *BB,
613                                           IncomingValueMap &IncomingValues) {
614   if (!isa<UndefValue>(OldVal)) {
615     assert((!IncomingValues.count(BB) ||
616             IncomingValues.find(BB)->second == OldVal) &&
617            "Expected OldVal to match incoming value from BB!");
618
619     IncomingValues.insert(std::make_pair(BB, OldVal));
620     return OldVal;
621   }
622
623   IncomingValueMap::const_iterator It = IncomingValues.find(BB);
624   if (It != IncomingValues.end()) return It->second;
625
626   return OldVal;
627 }
628
629 /// \brief Create a map from block to value for the operands of a
630 /// given phi.
631 ///
632 /// Create a map from block to value for each non-undef value flowing
633 /// into \p PN.
634 ///
635 /// \param PN The phi we are collecting the map for.
636 /// \param IncomingValues [out] The map from block to value for this phi.
637 static void gatherIncomingValuesToPhi(PHINode *PN,
638                                       IncomingValueMap &IncomingValues) {
639   for (unsigned i = 0, e = PN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
640     BasicBlock *BB = PN->getIncomingBlock(i);
641     Value *V = PN->getIncomingValue(i);
642
643     if (!isa<UndefValue>(V))
644       IncomingValues.insert(std::make_pair(BB, V));
645   }
646 }
647
648 /// \brief Replace the incoming undef values to a phi with the values
649 /// from a block-to-value map.
650 ///
651 /// \param PN The phi we are replacing the undefs in.
652 /// \param IncomingValues A map from block to value.
653 static void replaceUndefValuesInPhi(PHINode *PN,
654                                     const IncomingValueMap &IncomingValues) {
655   for (unsigned i = 0, e = PN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
656     Value *V = PN->getIncomingValue(i);
657
658     if (!isa<UndefValue>(V)) continue;
659
660     BasicBlock *BB = PN->getIncomingBlock(i);
661     IncomingValueMap::const_iterator It = IncomingValues.find(BB);
662     if (It == IncomingValues.end()) continue;
663
664     PN->setIncomingValue(i, It->second);
665   }
666 }
667
668 /// \brief Replace a value flowing from a block to a phi with
669 /// potentially multiple instances of that value flowing from the
670 /// block's predecessors to the phi.
671 ///
672 /// \param BB The block with the value flowing into the phi.
673 /// \param BBPreds The predecessors of BB.
674 /// \param PN The phi that we are updating.
675 static void redirectValuesFromPredecessorsToPhi(BasicBlock *BB,
676                                                 const PredBlockVector &BBPreds,
677                                                 PHINode *PN) {
678   Value *OldVal = PN->removeIncomingValue(BB, false);
679   assert(OldVal && "No entry in PHI for Pred BB!");
680
681   IncomingValueMap IncomingValues;
682
683   // We are merging two blocks - BB, and the block containing PN - and
684   // as a result we need to redirect edges from the predecessors of BB
685   // to go to the block containing PN, and update PN
686   // accordingly. Since we allow merging blocks in the case where the
687   // predecessor and successor blocks both share some predecessors,
688   // and where some of those common predecessors might have undef
689   // values flowing into PN, we want to rewrite those values to be
690   // consistent with the non-undef values.
691
692   gatherIncomingValuesToPhi(PN, IncomingValues);
693
694   // If this incoming value is one of the PHI nodes in BB, the new entries
695   // in the PHI node are the entries from the old PHI.
696   if (isa<PHINode>(OldVal) && cast<PHINode>(OldVal)->getParent() == BB) {
697     PHINode *OldValPN = cast<PHINode>(OldVal);
698     for (unsigned i = 0, e = OldValPN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
699       // Note that, since we are merging phi nodes and BB and Succ might
700       // have common predecessors, we could end up with a phi node with
701       // identical incoming branches. This will be cleaned up later (and
702       // will trigger asserts if we try to clean it up now, without also
703       // simplifying the corresponding conditional branch).
704       BasicBlock *PredBB = OldValPN->getIncomingBlock(i);
705       Value *PredVal = OldValPN->getIncomingValue(i);
706       Value *Selected = selectIncomingValueForBlock(PredVal, PredBB,
707                                                     IncomingValues);
708
709       // And add a new incoming value for this predecessor for the
710       // newly retargeted branch.
711       PN->addIncoming(Selected, PredBB);
712     }
713   } else {
714     for (unsigned i = 0, e = BBPreds.size(); i != e; ++i) {
715       // Update existing incoming values in PN for this
716       // predecessor of BB.
717       BasicBlock *PredBB = BBPreds[i];
718       Value *Selected = selectIncomingValueForBlock(OldVal, PredBB,
719                                                     IncomingValues);
720
721       // And add a new incoming value for this predecessor for the
722       // newly retargeted branch.
723       PN->addIncoming(Selected, PredBB);
724     }
725   }
726
727   replaceUndefValuesInPhi(PN, IncomingValues);
728 }
729
730 /// TryToSimplifyUncondBranchFromEmptyBlock - BB is known to contain an
731 /// unconditional branch, and contains no instructions other than PHI nodes,
732 /// potential side-effect free intrinsics and the branch.  If possible,
733 /// eliminate BB by rewriting all the predecessors to branch to the successor
734 /// block and return true.  If we can't transform, return false.
735 bool llvm::TryToSimplifyUncondBranchFromEmptyBlock(BasicBlock *BB) {
736   assert(BB != &BB->getParent()->getEntryBlock() &&
737          "TryToSimplifyUncondBranchFromEmptyBlock called on entry block!");
738
739   // We can't eliminate infinite loops.
740   BasicBlock *Succ = cast<BranchInst>(BB->getTerminator())->getSuccessor(0);
741   if (BB == Succ) return false;
742
743   // Check to see if merging these blocks would cause conflicts for any of the
744   // phi nodes in BB or Succ. If not, we can safely merge.
745   if (!CanPropagatePredecessorsForPHIs(BB, Succ)) return false;
746
747   // Check for cases where Succ has multiple predecessors and a PHI node in BB
748   // has uses which will not disappear when the PHI nodes are merged.  It is
749   // possible to handle such cases, but difficult: it requires checking whether
750   // BB dominates Succ, which is non-trivial to calculate in the case where
751   // Succ has multiple predecessors.  Also, it requires checking whether
752   // constructing the necessary self-referential PHI node doesn't introduce any
753   // conflicts; this isn't too difficult, but the previous code for doing this
754   // was incorrect.
755   //
756   // Note that if this check finds a live use, BB dominates Succ, so BB is
757   // something like a loop pre-header (or rarely, a part of an irreducible CFG);
758   // folding the branch isn't profitable in that case anyway.
759   if (!Succ->getSinglePredecessor()) {
760     BasicBlock::iterator BBI = BB->begin();
761     while (isa<PHINode>(*BBI)) {
762       for (Use &U : BBI->uses()) {
763         if (PHINode* PN = dyn_cast<PHINode>(U.getUser())) {
764           if (PN->getIncomingBlock(U) != BB)
765             return false;
766         } else {
767           return false;
768         }
769       }
770       ++BBI;
771     }
772   }
773
774   DEBUG(dbgs() << "Killing Trivial BB: \n" << *BB);
775
776   if (isa<PHINode>(Succ->begin())) {
777     // If there is more than one pred of succ, and there are PHI nodes in
778     // the successor, then we need to add incoming edges for the PHI nodes
779     //
780     const PredBlockVector BBPreds(pred_begin(BB), pred_end(BB));
781
782     // Loop over all of the PHI nodes in the successor of BB.
783     for (BasicBlock::iterator I = Succ->begin(); isa<PHINode>(I); ++I) {
784       PHINode *PN = cast<PHINode>(I);
785
786       redirectValuesFromPredecessorsToPhi(BB, BBPreds, PN);
787     }
788   }
789
790   if (Succ->getSinglePredecessor()) {
791     // BB is the only predecessor of Succ, so Succ will end up with exactly
792     // the same predecessors BB had.
793
794     // Copy over any phi, debug or lifetime instruction.
795     BB->getTerminator()->eraseFromParent();
796     Succ->getInstList().splice(Succ->getFirstNonPHI(), BB->getInstList());
797   } else {
798     while (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(&BB->front())) {
799       // We explicitly check for such uses in CanPropagatePredecessorsForPHIs.
800       assert(PN->use_empty() && "There shouldn't be any uses here!");
801       PN->eraseFromParent();
802     }
803   }
804
805   // Everything that jumped to BB now goes to Succ.
806   BB->replaceAllUsesWith(Succ);
807   if (!Succ->hasName()) Succ->takeName(BB);
808   BB->eraseFromParent();              // Delete the old basic block.
809   return true;
810 }
811
812 /// EliminateDuplicatePHINodes - Check for and eliminate duplicate PHI
813 /// nodes in this block. This doesn't try to be clever about PHI nodes
814 /// which differ only in the order of the incoming values, but instcombine
815 /// orders them so it usually won't matter.
816 ///
817 bool llvm::EliminateDuplicatePHINodes(BasicBlock *BB) {
818   bool Changed = false;
819
820   // This implementation doesn't currently consider undef operands
821   // specially. Theoretically, two phis which are identical except for
822   // one having an undef where the other doesn't could be collapsed.
823
824   // Map from PHI hash values to PHI nodes. If multiple PHIs have
825   // the same hash value, the element is the first PHI in the
826   // linked list in CollisionMap.
827   DenseMap<uintptr_t, PHINode *> HashMap;
828
829   // Maintain linked lists of PHI nodes with common hash values.
830   DenseMap<PHINode *, PHINode *> CollisionMap;
831
832   // Examine each PHI.
833   for (BasicBlock::iterator I = BB->begin();
834        PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(I++); ) {
835     // Compute a hash value on the operands. Instcombine will likely have sorted
836     // them, which helps expose duplicates, but we have to check all the
837     // operands to be safe in case instcombine hasn't run.
838     uintptr_t Hash = 0;
839     // This hash algorithm is quite weak as hash functions go, but it seems
840     // to do a good enough job for this particular purpose, and is very quick.
841     for (User::op_iterator I = PN->op_begin(), E = PN->op_end(); I != E; ++I) {
842       Hash ^= reinterpret_cast<uintptr_t>(static_cast<Value *>(*I));
843       Hash = (Hash << 7) | (Hash >> (sizeof(uintptr_t) * CHAR_BIT - 7));
844     }
845     for (PHINode::block_iterator I = PN->block_begin(), E = PN->block_end();
846          I != E; ++I) {
847       Hash ^= reinterpret_cast<uintptr_t>(static_cast<BasicBlock *>(*I));
848       Hash = (Hash << 7) | (Hash >> (sizeof(uintptr_t) * CHAR_BIT - 7));
849     }
850     // Avoid colliding with the DenseMap sentinels ~0 and ~0-1.
851     Hash >>= 1;
852     // If we've never seen this hash value before, it's a unique PHI.
853     std::pair<DenseMap<uintptr_t, PHINode *>::iterator, bool> Pair =
854       HashMap.insert(std::make_pair(Hash, PN));
855     if (Pair.second) continue;
856     // Otherwise it's either a duplicate or a hash collision.
857     for (PHINode *OtherPN = Pair.first->second; ; ) {
858       if (OtherPN->isIdenticalTo(PN)) {
859         // A duplicate. Replace this PHI with its duplicate.
860         PN->replaceAllUsesWith(OtherPN);
861         PN->eraseFromParent();
862         Changed = true;
863         break;
864       }
865       // A non-duplicate hash collision.
866       DenseMap<PHINode *, PHINode *>::iterator I = CollisionMap.find(OtherPN);
867       if (I == CollisionMap.end()) {
868         // Set this PHI to be the head of the linked list of colliding PHIs.
869         PHINode *Old = Pair.first->second;
870         Pair.first->second = PN;
871         CollisionMap[PN] = Old;
872         break;
873       }
874       // Proceed to the next PHI in the list.
875       OtherPN = I->second;
876     }
877   }
878
879   return Changed;
880 }
881
882 /// enforceKnownAlignment - If the specified pointer points to an object that
883 /// we control, modify the object's alignment to PrefAlign. This isn't
884 /// often possible though. If alignment is important, a more reliable approach
885 /// is to simply align all global variables and allocation instructions to
886 /// their preferred alignment from the beginning.
887 ///
888 static unsigned enforceKnownAlignment(Value *V, unsigned Align,
889                                       unsigned PrefAlign, const DataLayout *TD) {
890   V = V->stripPointerCasts();
891
892   if (AllocaInst *AI = dyn_cast<AllocaInst>(V)) {
893     // If the preferred alignment is greater than the natural stack alignment
894     // then don't round up. This avoids dynamic stack realignment.
895     if (TD && TD->exceedsNaturalStackAlignment(PrefAlign))
896       return Align;
897     // If there is a requested alignment and if this is an alloca, round up.
898     if (AI->getAlignment() >= PrefAlign)
899       return AI->getAlignment();
900     AI->setAlignment(PrefAlign);
901     return PrefAlign;
902   }
903
904   if (auto *GO = dyn_cast<GlobalObject>(V)) {
905     // If there is a large requested alignment and we can, bump up the alignment
906     // of the global.
907     if (GO->isDeclaration())
908       return Align;
909     // If the memory we set aside for the global may not be the memory used by
910     // the final program then it is impossible for us to reliably enforce the
911     // preferred alignment.
912     if (GO->isWeakForLinker())
913       return Align;
914
915     if (GO->getAlignment() >= PrefAlign)
916       return GO->getAlignment();
917     // We can only increase the alignment of the global if it has no alignment
918     // specified or if it is not assigned a section.  If it is assigned a
919     // section, the global could be densely packed with other objects in the
920     // section, increasing the alignment could cause padding issues.
921     if (!GO->hasSection() || GO->getAlignment() == 0)
922       GO->setAlignment(PrefAlign);
923     return GO->getAlignment();
924   }
925
926   return Align;
927 }
928
929 /// getOrEnforceKnownAlignment - If the specified pointer has an alignment that
930 /// we can determine, return it, otherwise return 0.  If PrefAlign is specified,
931 /// and it is more than the alignment of the ultimate object, see if we can
932 /// increase the alignment of the ultimate object, making this check succeed.
933 unsigned llvm::getOrEnforceKnownAlignment(Value *V, unsigned PrefAlign,
934                                           const DataLayout *DL) {
935   assert(V->getType()->isPointerTy() &&
936          "getOrEnforceKnownAlignment expects a pointer!");
937   unsigned BitWidth = DL ? DL->getPointerTypeSizeInBits(V->getType()) : 64;
938
939   APInt KnownZero(BitWidth, 0), KnownOne(BitWidth, 0);
940   computeKnownBits(V, KnownZero, KnownOne, DL);
941   unsigned TrailZ = KnownZero.countTrailingOnes();
942
943   // Avoid trouble with ridiculously large TrailZ values, such as
944   // those computed from a null pointer.
945   TrailZ = std::min(TrailZ, unsigned(sizeof(unsigned) * CHAR_BIT - 1));
946
947   unsigned Align = 1u << std::min(BitWidth - 1, TrailZ);
948
949   // LLVM doesn't support alignments larger than this currently.
950   Align = std::min(Align, +Value::MaximumAlignment);
951
952   if (PrefAlign > Align)
953     Align = enforceKnownAlignment(V, Align, PrefAlign, DL);
954
955   // We don't need to make any adjustment.
956   return Align;
957 }
958
959 ///===---------------------------------------------------------------------===//
960 ///  Dbg Intrinsic utilities
961 ///
962
963 /// See if there is a dbg.value intrinsic for DIVar before I.
964 static bool LdStHasDebugValue(DIVariable &DIVar, Instruction *I) {
965   // Since we can't guarantee that the original dbg.declare instrinsic
966   // is removed by LowerDbgDeclare(), we need to make sure that we are
967   // not inserting the same dbg.value intrinsic over and over.
968   llvm::BasicBlock::InstListType::iterator PrevI(I);
969   if (PrevI != I->getParent()->getInstList().begin()) {
970     --PrevI;
971     if (DbgValueInst *DVI = dyn_cast<DbgValueInst>(PrevI))
972       if (DVI->getValue() == I->getOperand(0) &&
973           DVI->getOffset() == 0 &&
974           DVI->getVariable() == DIVar)
975         return true;
976   }
977   return false;
978 }
979
980 /// Inserts a llvm.dbg.value intrinsic before a store to an alloca'd value
981 /// that has an associated llvm.dbg.decl intrinsic.
982 bool llvm::ConvertDebugDeclareToDebugValue(DbgDeclareInst *DDI,
983                                            StoreInst *SI, DIBuilder &Builder) {
984   DIVariable DIVar(DDI->getVariable());
985   assert((!DIVar || DIVar.isVariable()) &&
986          "Variable in DbgDeclareInst should be either null or a DIVariable.");
987   if (!DIVar)
988     return false;
989
990   if (LdStHasDebugValue(DIVar, SI))
991     return true;
992
993   Instruction *DbgVal = nullptr;
994   // If an argument is zero extended then use argument directly. The ZExt
995   // may be zapped by an optimization pass in future.
996   Argument *ExtendedArg = nullptr;
997   if (ZExtInst *ZExt = dyn_cast<ZExtInst>(SI->getOperand(0)))
998     ExtendedArg = dyn_cast<Argument>(ZExt->getOperand(0));
999   if (SExtInst *SExt = dyn_cast<SExtInst>(SI->getOperand(0)))
1000     ExtendedArg = dyn_cast<Argument>(SExt->getOperand(0));
1001   if (ExtendedArg)
1002     DbgVal = Builder.insertDbgValueIntrinsic(ExtendedArg, 0, DIVar, SI);
1003   else
1004     DbgVal = Builder.insertDbgValueIntrinsic(SI->getOperand(0), 0, DIVar, SI);
1005   DbgVal->setDebugLoc(DDI->getDebugLoc());
1006   return true;
1007 }
1008
1009 /// Inserts a llvm.dbg.value intrinsic before a load of an alloca'd value
1010 /// that has an associated llvm.dbg.decl intrinsic.
1011 bool llvm::ConvertDebugDeclareToDebugValue(DbgDeclareInst *DDI,
1012                                            LoadInst *LI, DIBuilder &Builder) {
1013   DIVariable DIVar(DDI->getVariable());
1014   assert((!DIVar || DIVar.isVariable()) &&
1015          "Variable in DbgDeclareInst should be either null or a DIVariable.");
1016   if (!DIVar)
1017     return false;
1018
1019   if (LdStHasDebugValue(DIVar, LI))
1020     return true;
1021
1022   Instruction *DbgVal =
1023     Builder.insertDbgValueIntrinsic(LI->getOperand(0), 0,
1024                                     DIVar, LI);
1025   DbgVal->setDebugLoc(DDI->getDebugLoc());
1026   return true;
1027 }
1028
1029 /// Determine whether this alloca is either a VLA or an array.
1030 static bool isArray(AllocaInst *AI) {
1031   return AI->isArrayAllocation() ||
1032     AI->getType()->getElementType()->isArrayTy();
1033 }
1034
1035 /// LowerDbgDeclare - Lowers llvm.dbg.declare intrinsics into appropriate set
1036 /// of llvm.dbg.value intrinsics.
1037 bool llvm::LowerDbgDeclare(Function &F) {
1038   DIBuilder DIB(*F.getParent());
1039   SmallVector<DbgDeclareInst *, 4> Dbgs;
1040   for (auto &FI : F)
1041     for (BasicBlock::iterator BI : FI)
1042       if (auto DDI = dyn_cast<DbgDeclareInst>(BI))
1043         Dbgs.push_back(DDI);
1044
1045   if (Dbgs.empty())
1046     return false;
1047
1048   for (auto &I : Dbgs) {
1049     DbgDeclareInst *DDI = I;
1050     AllocaInst *AI = dyn_cast_or_null<AllocaInst>(DDI->getAddress());
1051     // If this is an alloca for a scalar variable, insert a dbg.value
1052     // at each load and store to the alloca and erase the dbg.declare.
1053     // The dbg.values allow tracking a variable even if it is not
1054     // stored on the stack, while the dbg.declare can only describe
1055     // the stack slot (and at a lexical-scope granularity). Later
1056     // passes will attempt to elide the stack slot.
1057     if (AI && !isArray(AI)) {
1058       for (User *U : AI->users())
1059         if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(U))
1060           ConvertDebugDeclareToDebugValue(DDI, SI, DIB);
1061         else if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(U))
1062           ConvertDebugDeclareToDebugValue(DDI, LI, DIB);
1063         else if (CallInst *CI = dyn_cast<CallInst>(U)) {
1064           // This is a call by-value or some other instruction that
1065           // takes a pointer to the variable. Insert a *value*
1066           // intrinsic that describes the alloca.
1067           auto DbgVal =
1068             DIB.insertDbgValueIntrinsic(AI, 0,
1069                                         DIVariable(DDI->getVariable()), CI);
1070           DbgVal->setDebugLoc(DDI->getDebugLoc());
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 (MDNode *DebugNode = MDNode::getIfExists(V->getContext(), V))
1082     for (User *U : DebugNode->users())
1083       if (DbgDeclareInst *DDI = dyn_cast<DbgDeclareInst>(U))
1084         return DDI;
1085
1086   return nullptr;
1087 }
1088
1089 bool llvm::replaceDbgDeclareForAlloca(AllocaInst *AI, Value *NewAllocaAddress,
1090                                       DIBuilder &Builder) {
1091   DbgDeclareInst *DDI = FindAllocaDbgDeclare(AI);
1092   if (!DDI)
1093     return false;
1094   DIVariable DIVar(DDI->getVariable());
1095   assert((!DIVar || DIVar.isVariable()) &&
1096          "Variable in DbgDeclareInst should be either null or a DIVariable.");
1097   if (!DIVar)
1098     return false;
1099
1100   // Create a copy of the original DIDescriptor for user variable, appending
1101   // "deref" operation to a list of address elements, as new llvm.dbg.declare
1102   // will take a value storing address of the memory for variable, not
1103   // alloca itself.
1104   Type *Int64Ty = Type::getInt64Ty(AI->getContext());
1105   SmallVector<Value*, 4> NewDIVarAddress;
1106   if (DIVar.hasComplexAddress()) {
1107     for (unsigned i = 0, n = DIVar.getNumAddrElements(); i < n; ++i) {
1108       NewDIVarAddress.push_back(
1109           ConstantInt::get(Int64Ty, DIVar.getAddrElement(i)));
1110     }
1111   }
1112   NewDIVarAddress.push_back(ConstantInt::get(Int64Ty, DIBuilder::OpDeref));
1113   DIVariable NewDIVar = Builder.createComplexVariable(
1114       DIVar.getTag(), DIVar.getContext(), DIVar.getName(),
1115       DIVar.getFile(), DIVar.getLineNumber(), DIVar.getType(),
1116       NewDIVarAddress, DIVar.getArgNumber());
1117
1118   // Insert llvm.dbg.declare in the same basic block as the original alloca,
1119   // and remove old llvm.dbg.declare.
1120   BasicBlock *BB = AI->getParent();
1121   Builder.insertDeclare(NewAllocaAddress, NewDIVar, BB);
1122   DDI->eraseFromParent();
1123   return true;
1124 }
1125
1126 /// changeToUnreachable - Insert an unreachable instruction before the specified
1127 /// instruction, making it and the rest of the code in the block dead.
1128 static void changeToUnreachable(Instruction *I, bool UseLLVMTrap) {
1129   BasicBlock *BB = I->getParent();
1130   // Loop over all of the successors, removing BB's entry from any PHI
1131   // nodes.
1132   for (succ_iterator SI = succ_begin(BB), SE = succ_end(BB); SI != SE; ++SI)
1133     (*SI)->removePredecessor(BB);
1134
1135   // Insert a call to llvm.trap right before this.  This turns the undefined
1136   // behavior into a hard fail instead of falling through into random code.
1137   if (UseLLVMTrap) {
1138     Function *TrapFn =
1139       Intrinsic::getDeclaration(BB->getParent()->getParent(), Intrinsic::trap);
1140     CallInst *CallTrap = CallInst::Create(TrapFn, "", I);
1141     CallTrap->setDebugLoc(I->getDebugLoc());
1142   }
1143   new UnreachableInst(I->getContext(), I);
1144
1145   // All instructions after this are dead.
1146   BasicBlock::iterator BBI = I, BBE = BB->end();
1147   while (BBI != BBE) {
1148     if (!BBI->use_empty())
1149       BBI->replaceAllUsesWith(UndefValue::get(BBI->getType()));
1150     BB->getInstList().erase(BBI++);
1151   }
1152 }
1153
1154 /// changeToCall - Convert the specified invoke into a normal call.
1155 static void changeToCall(InvokeInst *II) {
1156   SmallVector<Value*, 8> Args(II->op_begin(), II->op_end() - 3);
1157   CallInst *NewCall = CallInst::Create(II->getCalledValue(), Args, "", II);
1158   NewCall->takeName(II);
1159   NewCall->setCallingConv(II->getCallingConv());
1160   NewCall->setAttributes(II->getAttributes());
1161   NewCall->setDebugLoc(II->getDebugLoc());
1162   II->replaceAllUsesWith(NewCall);
1163
1164   // Follow the call by a branch to the normal destination.
1165   BranchInst::Create(II->getNormalDest(), II);
1166
1167   // Update PHI nodes in the unwind destination
1168   II->getUnwindDest()->removePredecessor(II->getParent());
1169   II->eraseFromParent();
1170 }
1171
1172 static bool markAliveBlocks(BasicBlock *BB,
1173                             SmallPtrSet<BasicBlock*, 128> &Reachable) {
1174
1175   SmallVector<BasicBlock*, 128> Worklist;
1176   Worklist.push_back(BB);
1177   Reachable.insert(BB);
1178   bool Changed = false;
1179   do {
1180     BB = Worklist.pop_back_val();
1181
1182     // Do a quick scan of the basic block, turning any obviously unreachable
1183     // instructions into LLVM unreachable insts.  The instruction combining pass
1184     // canonicalizes unreachable insts into stores to null or undef.
1185     for (BasicBlock::iterator BBI = BB->begin(), E = BB->end(); BBI != E;++BBI){
1186       if (CallInst *CI = dyn_cast<CallInst>(BBI)) {
1187         if (CI->doesNotReturn()) {
1188           // If we found a call to a no-return function, insert an unreachable
1189           // instruction after it.  Make sure there isn't *already* one there
1190           // though.
1191           ++BBI;
1192           if (!isa<UnreachableInst>(BBI)) {
1193             // Don't insert a call to llvm.trap right before the unreachable.
1194             changeToUnreachable(BBI, false);
1195             Changed = true;
1196           }
1197           break;
1198         }
1199       }
1200
1201       // Store to undef and store to null are undefined and used to signal that
1202       // they should be changed to unreachable by passes that can't modify the
1203       // CFG.
1204       if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(BBI)) {
1205         // Don't touch volatile stores.
1206         if (SI->isVolatile()) continue;
1207
1208         Value *Ptr = SI->getOperand(1);
1209
1210         if (isa<UndefValue>(Ptr) ||
1211             (isa<ConstantPointerNull>(Ptr) &&
1212              SI->getPointerAddressSpace() == 0)) {
1213           changeToUnreachable(SI, true);
1214           Changed = true;
1215           break;
1216         }
1217       }
1218     }
1219
1220     // Turn invokes that call 'nounwind' functions into ordinary calls.
1221     if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(BB->getTerminator())) {
1222       Value *Callee = II->getCalledValue();
1223       if (isa<ConstantPointerNull>(Callee) || isa<UndefValue>(Callee)) {
1224         changeToUnreachable(II, true);
1225         Changed = true;
1226       } else if (II->doesNotThrow()) {
1227         if (II->use_empty() && II->onlyReadsMemory()) {
1228           // jump to the normal destination branch.
1229           BranchInst::Create(II->getNormalDest(), II);
1230           II->getUnwindDest()->removePredecessor(II->getParent());
1231           II->eraseFromParent();
1232         } else
1233           changeToCall(II);
1234         Changed = true;
1235       }
1236     }
1237
1238     Changed |= ConstantFoldTerminator(BB, true);
1239     for (succ_iterator SI = succ_begin(BB), SE = succ_end(BB); SI != SE; ++SI)
1240       if (Reachable.insert(*SI))
1241         Worklist.push_back(*SI);
1242   } while (!Worklist.empty());
1243   return Changed;
1244 }
1245
1246 /// removeUnreachableBlocksFromFn - Remove blocks that are not reachable, even
1247 /// if they are in a dead cycle.  Return true if a change was made, false
1248 /// otherwise.
1249 bool llvm::removeUnreachableBlocks(Function &F) {
1250   SmallPtrSet<BasicBlock*, 128> Reachable;
1251   bool Changed = markAliveBlocks(F.begin(), Reachable);
1252
1253   // If there are unreachable blocks in the CFG...
1254   if (Reachable.size() == F.size())
1255     return Changed;
1256
1257   assert(Reachable.size() < F.size());
1258   NumRemoved += F.size()-Reachable.size();
1259
1260   // Loop over all of the basic blocks that are not reachable, dropping all of
1261   // their internal references...
1262   for (Function::iterator BB = ++F.begin(), E = F.end(); BB != E; ++BB) {
1263     if (Reachable.count(BB))
1264       continue;
1265
1266     for (succ_iterator SI = succ_begin(BB), SE = succ_end(BB); SI != SE; ++SI)
1267       if (Reachable.count(*SI))
1268         (*SI)->removePredecessor(BB);
1269     BB->dropAllReferences();
1270   }
1271
1272   for (Function::iterator I = ++F.begin(); I != F.end();)
1273     if (!Reachable.count(I))
1274       I = F.getBasicBlockList().erase(I);
1275     else
1276       ++I;
1277
1278   return true;
1279 }