Split byval argument initialization so the memcpy(s) are injected at the
[oota-llvm.git] / lib / Transforms / Utils / SimplifyCFG.cpp
1 //===- SimplifyCFG.cpp - Code to perform CFG simplification ---------------===//
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 // Peephole optimize the CFG.
11 //
12 //===----------------------------------------------------------------------===//
13
14 #define DEBUG_TYPE "simplifycfg"
15 #include "llvm/Transforms/Utils/Local.h"
16 #include "llvm/ADT/DenseMap.h"
17 #include "llvm/ADT/STLExtras.h"
18 #include "llvm/ADT/SetVector.h"
19 #include "llvm/ADT/SmallPtrSet.h"
20 #include "llvm/ADT/SmallVector.h"
21 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
22 #include "llvm/Analysis/ConstantFolding.h"
23 #include "llvm/Analysis/InstructionSimplify.h"
24 #include "llvm/Analysis/TargetTransformInfo.h"
25 #include "llvm/Analysis/ValueTracking.h"
26 #include "llvm/IR/CFG.h"
27 #include "llvm/IR/ConstantRange.h"
28 #include "llvm/IR/Constants.h"
29 #include "llvm/IR/DataLayout.h"
30 #include "llvm/IR/DerivedTypes.h"
31 #include "llvm/IR/GlobalVariable.h"
32 #include "llvm/IR/IRBuilder.h"
33 #include "llvm/IR/Instructions.h"
34 #include "llvm/IR/IntrinsicInst.h"
35 #include "llvm/IR/LLVMContext.h"
36 #include "llvm/IR/MDBuilder.h"
37 #include "llvm/IR/Metadata.h"
38 #include "llvm/IR/Module.h"
39 #include "llvm/IR/NoFolder.h"
40 #include "llvm/IR/Operator.h"
41 #include "llvm/IR/PatternMatch.h"
42 #include "llvm/IR/Type.h"
43 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
44 #include "llvm/Support/Debug.h"
45 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
46 #include "llvm/Transforms/Utils/BasicBlockUtils.h"
47 #include <algorithm>
48 #include <map>
49 #include <set>
50 using namespace llvm;
51 using namespace PatternMatch;
52
53 static cl::opt<unsigned>
54 PHINodeFoldingThreshold("phi-node-folding-threshold", cl::Hidden, cl::init(1),
55    cl::desc("Control the amount of phi node folding to perform (default = 1)"));
56
57 static cl::opt<bool>
58 DupRet("simplifycfg-dup-ret", cl::Hidden, cl::init(false),
59        cl::desc("Duplicate return instructions into unconditional branches"));
60
61 static cl::opt<bool>
62 SinkCommon("simplifycfg-sink-common", cl::Hidden, cl::init(true),
63        cl::desc("Sink common instructions down to the end block"));
64
65 static cl::opt<bool> HoistCondStores(
66     "simplifycfg-hoist-cond-stores", cl::Hidden, cl::init(true),
67     cl::desc("Hoist conditional stores if an unconditional store precedes"));
68
69 STATISTIC(NumBitMaps, "Number of switch instructions turned into bitmaps");
70 STATISTIC(NumLookupTables, "Number of switch instructions turned into lookup tables");
71 STATISTIC(NumLookupTablesHoles, "Number of switch instructions turned into lookup tables (holes checked)");
72 STATISTIC(NumSinkCommons, "Number of common instructions sunk down to the end block");
73 STATISTIC(NumSpeculations, "Number of speculative executed instructions");
74
75 namespace {
76   /// ValueEqualityComparisonCase - Represents a case of a switch.
77   struct ValueEqualityComparisonCase {
78     ConstantInt *Value;
79     BasicBlock *Dest;
80
81     ValueEqualityComparisonCase(ConstantInt *Value, BasicBlock *Dest)
82       : Value(Value), Dest(Dest) {}
83
84     bool operator<(ValueEqualityComparisonCase RHS) const {
85       // Comparing pointers is ok as we only rely on the order for uniquing.
86       return Value < RHS.Value;
87     }
88
89     bool operator==(BasicBlock *RHSDest) const { return Dest == RHSDest; }
90   };
91
92 class SimplifyCFGOpt {
93   const TargetTransformInfo &TTI;
94   const DataLayout *const DL;
95   Value *isValueEqualityComparison(TerminatorInst *TI);
96   BasicBlock *GetValueEqualityComparisonCases(TerminatorInst *TI,
97                                std::vector<ValueEqualityComparisonCase> &Cases);
98   bool SimplifyEqualityComparisonWithOnlyPredecessor(TerminatorInst *TI,
99                                                      BasicBlock *Pred,
100                                                      IRBuilder<> &Builder);
101   bool FoldValueComparisonIntoPredecessors(TerminatorInst *TI,
102                                            IRBuilder<> &Builder);
103
104   bool SimplifyReturn(ReturnInst *RI, IRBuilder<> &Builder);
105   bool SimplifyResume(ResumeInst *RI, IRBuilder<> &Builder);
106   bool SimplifyUnreachable(UnreachableInst *UI);
107   bool SimplifySwitch(SwitchInst *SI, IRBuilder<> &Builder);
108   bool SimplifyIndirectBr(IndirectBrInst *IBI);
109   bool SimplifyUncondBranch(BranchInst *BI, IRBuilder <> &Builder);
110   bool SimplifyCondBranch(BranchInst *BI, IRBuilder <>&Builder);
111
112 public:
113   SimplifyCFGOpt(const TargetTransformInfo &TTI, const DataLayout *DL)
114       : TTI(TTI), DL(DL) {}
115   bool run(BasicBlock *BB);
116 };
117 }
118
119 /// SafeToMergeTerminators - Return true if it is safe to merge these two
120 /// terminator instructions together.
121 ///
122 static bool SafeToMergeTerminators(TerminatorInst *SI1, TerminatorInst *SI2) {
123   if (SI1 == SI2) return false;  // Can't merge with self!
124
125   // It is not safe to merge these two switch instructions if they have a common
126   // successor, and if that successor has a PHI node, and if *that* PHI node has
127   // conflicting incoming values from the two switch blocks.
128   BasicBlock *SI1BB = SI1->getParent();
129   BasicBlock *SI2BB = SI2->getParent();
130   SmallPtrSet<BasicBlock*, 16> SI1Succs(succ_begin(SI1BB), succ_end(SI1BB));
131
132   for (succ_iterator I = succ_begin(SI2BB), E = succ_end(SI2BB); I != E; ++I)
133     if (SI1Succs.count(*I))
134       for (BasicBlock::iterator BBI = (*I)->begin();
135            isa<PHINode>(BBI); ++BBI) {
136         PHINode *PN = cast<PHINode>(BBI);
137         if (PN->getIncomingValueForBlock(SI1BB) !=
138             PN->getIncomingValueForBlock(SI2BB))
139           return false;
140       }
141
142   return true;
143 }
144
145 /// isProfitableToFoldUnconditional - Return true if it is safe and profitable
146 /// to merge these two terminator instructions together, where SI1 is an
147 /// unconditional branch. PhiNodes will store all PHI nodes in common
148 /// successors.
149 ///
150 static bool isProfitableToFoldUnconditional(BranchInst *SI1,
151                                           BranchInst *SI2,
152                                           Instruction *Cond,
153                                           SmallVectorImpl<PHINode*> &PhiNodes) {
154   if (SI1 == SI2) return false;  // Can't merge with self!
155   assert(SI1->isUnconditional() && SI2->isConditional());
156
157   // We fold the unconditional branch if we can easily update all PHI nodes in
158   // common successors:
159   // 1> We have a constant incoming value for the conditional branch;
160   // 2> We have "Cond" as the incoming value for the unconditional branch;
161   // 3> SI2->getCondition() and Cond have same operands.
162   CmpInst *Ci2 = dyn_cast<CmpInst>(SI2->getCondition());
163   if (!Ci2) return false;
164   if (!(Cond->getOperand(0) == Ci2->getOperand(0) &&
165         Cond->getOperand(1) == Ci2->getOperand(1)) &&
166       !(Cond->getOperand(0) == Ci2->getOperand(1) &&
167         Cond->getOperand(1) == Ci2->getOperand(0)))
168     return false;
169
170   BasicBlock *SI1BB = SI1->getParent();
171   BasicBlock *SI2BB = SI2->getParent();
172   SmallPtrSet<BasicBlock*, 16> SI1Succs(succ_begin(SI1BB), succ_end(SI1BB));
173   for (succ_iterator I = succ_begin(SI2BB), E = succ_end(SI2BB); I != E; ++I)
174     if (SI1Succs.count(*I))
175       for (BasicBlock::iterator BBI = (*I)->begin();
176            isa<PHINode>(BBI); ++BBI) {
177         PHINode *PN = cast<PHINode>(BBI);
178         if (PN->getIncomingValueForBlock(SI1BB) != Cond ||
179             !isa<ConstantInt>(PN->getIncomingValueForBlock(SI2BB)))
180           return false;
181         PhiNodes.push_back(PN);
182       }
183   return true;
184 }
185
186 /// AddPredecessorToBlock - Update PHI nodes in Succ to indicate that there will
187 /// now be entries in it from the 'NewPred' block.  The values that will be
188 /// flowing into the PHI nodes will be the same as those coming in from
189 /// ExistPred, an existing predecessor of Succ.
190 static void AddPredecessorToBlock(BasicBlock *Succ, BasicBlock *NewPred,
191                                   BasicBlock *ExistPred) {
192   if (!isa<PHINode>(Succ->begin())) return; // Quick exit if nothing to do
193
194   PHINode *PN;
195   for (BasicBlock::iterator I = Succ->begin();
196        (PN = dyn_cast<PHINode>(I)); ++I)
197     PN->addIncoming(PN->getIncomingValueForBlock(ExistPred), NewPred);
198 }
199
200 /// ComputeSpeculationCost - Compute an abstract "cost" of speculating the
201 /// given instruction, which is assumed to be safe to speculate. 1 means
202 /// cheap, 2 means less cheap, and UINT_MAX means prohibitively expensive.
203 static unsigned ComputeSpeculationCost(const User *I) {
204   assert(isSafeToSpeculativelyExecute(I) &&
205          "Instruction is not safe to speculatively execute!");
206   switch (Operator::getOpcode(I)) {
207   default:
208     // In doubt, be conservative.
209     return UINT_MAX;
210   case Instruction::GetElementPtr:
211     // GEPs are cheap if all indices are constant.
212     if (!cast<GEPOperator>(I)->hasAllConstantIndices())
213       return UINT_MAX;
214     return 1;
215   case Instruction::Load:
216   case Instruction::Add:
217   case Instruction::Sub:
218   case Instruction::And:
219   case Instruction::Or:
220   case Instruction::Xor:
221   case Instruction::Shl:
222   case Instruction::LShr:
223   case Instruction::AShr:
224   case Instruction::ICmp:
225   case Instruction::Trunc:
226   case Instruction::ZExt:
227   case Instruction::SExt:
228     return 1; // These are all cheap.
229
230   case Instruction::Call:
231   case Instruction::Select:
232     return 2;
233   }
234 }
235
236 /// DominatesMergePoint - If we have a merge point of an "if condition" as
237 /// accepted above, return true if the specified value dominates the block.  We
238 /// don't handle the true generality of domination here, just a special case
239 /// which works well enough for us.
240 ///
241 /// If AggressiveInsts is non-null, and if V does not dominate BB, we check to
242 /// see if V (which must be an instruction) and its recursive operands
243 /// that do not dominate BB have a combined cost lower than CostRemaining and
244 /// are non-trapping.  If both are true, the instruction is inserted into the
245 /// set and true is returned.
246 ///
247 /// The cost for most non-trapping instructions is defined as 1 except for
248 /// Select whose cost is 2.
249 ///
250 /// After this function returns, CostRemaining is decreased by the cost of
251 /// V plus its non-dominating operands.  If that cost is greater than
252 /// CostRemaining, false is returned and CostRemaining is undefined.
253 static bool DominatesMergePoint(Value *V, BasicBlock *BB,
254                                 SmallPtrSet<Instruction*, 4> *AggressiveInsts,
255                                 unsigned &CostRemaining) {
256   Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V);
257   if (!I) {
258     // Non-instructions all dominate instructions, but not all constantexprs
259     // can be executed unconditionally.
260     if (ConstantExpr *C = dyn_cast<ConstantExpr>(V))
261       if (C->canTrap())
262         return false;
263     return true;
264   }
265   BasicBlock *PBB = I->getParent();
266
267   // We don't want to allow weird loops that might have the "if condition" in
268   // the bottom of this block.
269   if (PBB == BB) return false;
270
271   // If this instruction is defined in a block that contains an unconditional
272   // branch to BB, then it must be in the 'conditional' part of the "if
273   // statement".  If not, it definitely dominates the region.
274   BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(PBB->getTerminator());
275   if (BI == 0 || BI->isConditional() || BI->getSuccessor(0) != BB)
276     return true;
277
278   // If we aren't allowing aggressive promotion anymore, then don't consider
279   // instructions in the 'if region'.
280   if (AggressiveInsts == 0) return false;
281
282   // If we have seen this instruction before, don't count it again.
283   if (AggressiveInsts->count(I)) return true;
284
285   // Okay, it looks like the instruction IS in the "condition".  Check to
286   // see if it's a cheap instruction to unconditionally compute, and if it
287   // only uses stuff defined outside of the condition.  If so, hoist it out.
288   if (!isSafeToSpeculativelyExecute(I))
289     return false;
290
291   unsigned Cost = ComputeSpeculationCost(I);
292
293   if (Cost > CostRemaining)
294     return false;
295
296   CostRemaining -= Cost;
297
298   // Okay, we can only really hoist these out if their operands do
299   // not take us over the cost threshold.
300   for (User::op_iterator i = I->op_begin(), e = I->op_end(); i != e; ++i)
301     if (!DominatesMergePoint(*i, BB, AggressiveInsts, CostRemaining))
302       return false;
303   // Okay, it's safe to do this!  Remember this instruction.
304   AggressiveInsts->insert(I);
305   return true;
306 }
307
308 /// GetConstantInt - Extract ConstantInt from value, looking through IntToPtr
309 /// and PointerNullValue. Return NULL if value is not a constant int.
310 static ConstantInt *GetConstantInt(Value *V, const DataLayout *DL) {
311   // Normal constant int.
312   ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(V);
313   if (CI || !DL || !isa<Constant>(V) || !V->getType()->isPointerTy())
314     return CI;
315
316   // This is some kind of pointer constant. Turn it into a pointer-sized
317   // ConstantInt if possible.
318   IntegerType *PtrTy = cast<IntegerType>(DL->getIntPtrType(V->getType()));
319
320   // Null pointer means 0, see SelectionDAGBuilder::getValue(const Value*).
321   if (isa<ConstantPointerNull>(V))
322     return ConstantInt::get(PtrTy, 0);
323
324   // IntToPtr const int.
325   if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(V))
326     if (CE->getOpcode() == Instruction::IntToPtr)
327       if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(CE->getOperand(0))) {
328         // The constant is very likely to have the right type already.
329         if (CI->getType() == PtrTy)
330           return CI;
331         else
332           return cast<ConstantInt>
333             (ConstantExpr::getIntegerCast(CI, PtrTy, /*isSigned=*/false));
334       }
335   return 0;
336 }
337
338 /// GatherConstantCompares - Given a potentially 'or'd or 'and'd together
339 /// collection of icmp eq/ne instructions that compare a value against a
340 /// constant, return the value being compared, and stick the constant into the
341 /// Values vector.
342 static Value *
343 GatherConstantCompares(Value *V, std::vector<ConstantInt*> &Vals, Value *&Extra,
344                        const DataLayout *DL, bool isEQ, unsigned &UsedICmps) {
345   Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V);
346   if (I == 0) return 0;
347
348   // If this is an icmp against a constant, handle this as one of the cases.
349   if (ICmpInst *ICI = dyn_cast<ICmpInst>(I)) {
350     if (ConstantInt *C = GetConstantInt(I->getOperand(1), DL)) {
351       Value *RHSVal;
352       ConstantInt *RHSC;
353
354       if (ICI->getPredicate() == (isEQ ? ICmpInst::ICMP_EQ:ICmpInst::ICMP_NE)) {
355         // (x & ~2^x) == y --> x == y || x == y|2^x
356         // This undoes a transformation done by instcombine to fuse 2 compares.
357         if (match(ICI->getOperand(0),
358                   m_And(m_Value(RHSVal), m_ConstantInt(RHSC)))) {
359           APInt Not = ~RHSC->getValue();
360           if (Not.isPowerOf2()) {
361             Vals.push_back(C);
362             Vals.push_back(
363                 ConstantInt::get(C->getContext(), C->getValue() | Not));
364             UsedICmps++;
365             return RHSVal;
366           }
367         }
368
369         UsedICmps++;
370         Vals.push_back(C);
371         return I->getOperand(0);
372       }
373
374       // If we have "x ult 3" comparison, for example, then we can add 0,1,2 to
375       // the set.
376       ConstantRange Span =
377         ConstantRange::makeICmpRegion(ICI->getPredicate(), C->getValue());
378
379       // Shift the range if the compare is fed by an add. This is the range
380       // compare idiom as emitted by instcombine.
381       bool hasAdd =
382           match(I->getOperand(0), m_Add(m_Value(RHSVal), m_ConstantInt(RHSC)));
383       if (hasAdd)
384         Span = Span.subtract(RHSC->getValue());
385
386       // If this is an and/!= check then we want to optimize "x ugt 2" into
387       // x != 0 && x != 1.
388       if (!isEQ)
389         Span = Span.inverse();
390
391       // If there are a ton of values, we don't want to make a ginormous switch.
392       if (Span.getSetSize().ugt(8) || Span.isEmptySet())
393         return 0;
394
395       for (APInt Tmp = Span.getLower(); Tmp != Span.getUpper(); ++Tmp)
396         Vals.push_back(ConstantInt::get(V->getContext(), Tmp));
397       UsedICmps++;
398       return hasAdd ? RHSVal : I->getOperand(0);
399     }
400     return 0;
401   }
402
403   // Otherwise, we can only handle an | or &, depending on isEQ.
404   if (I->getOpcode() != (isEQ ? Instruction::Or : Instruction::And))
405     return 0;
406
407   unsigned NumValsBeforeLHS = Vals.size();
408   unsigned UsedICmpsBeforeLHS = UsedICmps;
409   if (Value *LHS = GatherConstantCompares(I->getOperand(0), Vals, Extra, DL,
410                                           isEQ, UsedICmps)) {
411     unsigned NumVals = Vals.size();
412     unsigned UsedICmpsBeforeRHS = UsedICmps;
413     if (Value *RHS = GatherConstantCompares(I->getOperand(1), Vals, Extra, DL,
414                                             isEQ, UsedICmps)) {
415       if (LHS == RHS)
416         return LHS;
417       Vals.resize(NumVals);
418       UsedICmps = UsedICmpsBeforeRHS;
419     }
420
421     // The RHS of the or/and can't be folded in and we haven't used "Extra" yet,
422     // set it and return success.
423     if (Extra == 0 || Extra == I->getOperand(1)) {
424       Extra = I->getOperand(1);
425       return LHS;
426     }
427
428     Vals.resize(NumValsBeforeLHS);
429     UsedICmps = UsedICmpsBeforeLHS;
430     return 0;
431   }
432
433   // If the LHS can't be folded in, but Extra is available and RHS can, try to
434   // use LHS as Extra.
435   if (Extra == 0 || Extra == I->getOperand(0)) {
436     Value *OldExtra = Extra;
437     Extra = I->getOperand(0);
438     if (Value *RHS = GatherConstantCompares(I->getOperand(1), Vals, Extra, DL,
439                                             isEQ, UsedICmps))
440       return RHS;
441     assert(Vals.size() == NumValsBeforeLHS);
442     Extra = OldExtra;
443   }
444
445   return 0;
446 }
447
448 static void EraseTerminatorInstAndDCECond(TerminatorInst *TI) {
449   Instruction *Cond = 0;
450   if (SwitchInst *SI = dyn_cast<SwitchInst>(TI)) {
451     Cond = dyn_cast<Instruction>(SI->getCondition());
452   } else if (BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(TI)) {
453     if (BI->isConditional())
454       Cond = dyn_cast<Instruction>(BI->getCondition());
455   } else if (IndirectBrInst *IBI = dyn_cast<IndirectBrInst>(TI)) {
456     Cond = dyn_cast<Instruction>(IBI->getAddress());
457   }
458
459   TI->eraseFromParent();
460   if (Cond) RecursivelyDeleteTriviallyDeadInstructions(Cond);
461 }
462
463 /// isValueEqualityComparison - Return true if the specified terminator checks
464 /// to see if a value is equal to constant integer value.
465 Value *SimplifyCFGOpt::isValueEqualityComparison(TerminatorInst *TI) {
466   Value *CV = 0;
467   if (SwitchInst *SI = dyn_cast<SwitchInst>(TI)) {
468     // Do not permit merging of large switch instructions into their
469     // predecessors unless there is only one predecessor.
470     if (SI->getNumSuccessors()*std::distance(pred_begin(SI->getParent()),
471                                              pred_end(SI->getParent())) <= 128)
472       CV = SI->getCondition();
473   } else if (BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(TI))
474     if (BI->isConditional() && BI->getCondition()->hasOneUse())
475       if (ICmpInst *ICI = dyn_cast<ICmpInst>(BI->getCondition()))
476         if (ICI->isEquality() && GetConstantInt(ICI->getOperand(1), DL))
477           CV = ICI->getOperand(0);
478
479   // Unwrap any lossless ptrtoint cast.
480   if (DL && CV) {
481     if (PtrToIntInst *PTII = dyn_cast<PtrToIntInst>(CV)) {
482       Value *Ptr = PTII->getPointerOperand();
483       if (PTII->getType() == DL->getIntPtrType(Ptr->getType()))
484         CV = Ptr;
485     }
486   }
487   return CV;
488 }
489
490 /// GetValueEqualityComparisonCases - Given a value comparison instruction,
491 /// decode all of the 'cases' that it represents and return the 'default' block.
492 BasicBlock *SimplifyCFGOpt::
493 GetValueEqualityComparisonCases(TerminatorInst *TI,
494                                 std::vector<ValueEqualityComparisonCase>
495                                                                        &Cases) {
496   if (SwitchInst *SI = dyn_cast<SwitchInst>(TI)) {
497     Cases.reserve(SI->getNumCases());
498     for (SwitchInst::CaseIt i = SI->case_begin(), e = SI->case_end(); i != e; ++i)
499       Cases.push_back(ValueEqualityComparisonCase(i.getCaseValue(),
500                                                   i.getCaseSuccessor()));
501     return SI->getDefaultDest();
502   }
503
504   BranchInst *BI = cast<BranchInst>(TI);
505   ICmpInst *ICI = cast<ICmpInst>(BI->getCondition());
506   BasicBlock *Succ = BI->getSuccessor(ICI->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE);
507   Cases.push_back(ValueEqualityComparisonCase(GetConstantInt(ICI->getOperand(1),
508                                                              DL),
509                                               Succ));
510   return BI->getSuccessor(ICI->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_EQ);
511 }
512
513
514 /// EliminateBlockCases - Given a vector of bb/value pairs, remove any entries
515 /// in the list that match the specified block.
516 static void EliminateBlockCases(BasicBlock *BB,
517                               std::vector<ValueEqualityComparisonCase> &Cases) {
518   Cases.erase(std::remove(Cases.begin(), Cases.end(), BB), Cases.end());
519 }
520
521 /// ValuesOverlap - Return true if there are any keys in C1 that exist in C2 as
522 /// well.
523 static bool
524 ValuesOverlap(std::vector<ValueEqualityComparisonCase> &C1,
525               std::vector<ValueEqualityComparisonCase > &C2) {
526   std::vector<ValueEqualityComparisonCase> *V1 = &C1, *V2 = &C2;
527
528   // Make V1 be smaller than V2.
529   if (V1->size() > V2->size())
530     std::swap(V1, V2);
531
532   if (V1->size() == 0) return false;
533   if (V1->size() == 1) {
534     // Just scan V2.
535     ConstantInt *TheVal = (*V1)[0].Value;
536     for (unsigned i = 0, e = V2->size(); i != e; ++i)
537       if (TheVal == (*V2)[i].Value)
538         return true;
539   }
540
541   // Otherwise, just sort both lists and compare element by element.
542   array_pod_sort(V1->begin(), V1->end());
543   array_pod_sort(V2->begin(), V2->end());
544   unsigned i1 = 0, i2 = 0, e1 = V1->size(), e2 = V2->size();
545   while (i1 != e1 && i2 != e2) {
546     if ((*V1)[i1].Value == (*V2)[i2].Value)
547       return true;
548     if ((*V1)[i1].Value < (*V2)[i2].Value)
549       ++i1;
550     else
551       ++i2;
552   }
553   return false;
554 }
555
556 /// SimplifyEqualityComparisonWithOnlyPredecessor - If TI is known to be a
557 /// terminator instruction and its block is known to only have a single
558 /// predecessor block, check to see if that predecessor is also a value
559 /// comparison with the same value, and if that comparison determines the
560 /// outcome of this comparison.  If so, simplify TI.  This does a very limited
561 /// form of jump threading.
562 bool SimplifyCFGOpt::
563 SimplifyEqualityComparisonWithOnlyPredecessor(TerminatorInst *TI,
564                                               BasicBlock *Pred,
565                                               IRBuilder<> &Builder) {
566   Value *PredVal = isValueEqualityComparison(Pred->getTerminator());
567   if (!PredVal) return false;  // Not a value comparison in predecessor.
568
569   Value *ThisVal = isValueEqualityComparison(TI);
570   assert(ThisVal && "This isn't a value comparison!!");
571   if (ThisVal != PredVal) return false;  // Different predicates.
572
573   // TODO: Preserve branch weight metadata, similarly to how
574   // FoldValueComparisonIntoPredecessors preserves it.
575
576   // Find out information about when control will move from Pred to TI's block.
577   std::vector<ValueEqualityComparisonCase> PredCases;
578   BasicBlock *PredDef = GetValueEqualityComparisonCases(Pred->getTerminator(),
579                                                         PredCases);
580   EliminateBlockCases(PredDef, PredCases);  // Remove default from cases.
581
582   // Find information about how control leaves this block.
583   std::vector<ValueEqualityComparisonCase> ThisCases;
584   BasicBlock *ThisDef = GetValueEqualityComparisonCases(TI, ThisCases);
585   EliminateBlockCases(ThisDef, ThisCases);  // Remove default from cases.
586
587   // If TI's block is the default block from Pred's comparison, potentially
588   // simplify TI based on this knowledge.
589   if (PredDef == TI->getParent()) {
590     // If we are here, we know that the value is none of those cases listed in
591     // PredCases.  If there are any cases in ThisCases that are in PredCases, we
592     // can simplify TI.
593     if (!ValuesOverlap(PredCases, ThisCases))
594       return false;
595
596     if (isa<BranchInst>(TI)) {
597       // Okay, one of the successors of this condbr is dead.  Convert it to a
598       // uncond br.
599       assert(ThisCases.size() == 1 && "Branch can only have one case!");
600       // Insert the new branch.
601       Instruction *NI = Builder.CreateBr(ThisDef);
602       (void) NI;
603
604       // Remove PHI node entries for the dead edge.
605       ThisCases[0].Dest->removePredecessor(TI->getParent());
606
607       DEBUG(dbgs() << "Threading pred instr: " << *Pred->getTerminator()
608            << "Through successor TI: " << *TI << "Leaving: " << *NI << "\n");
609
610       EraseTerminatorInstAndDCECond(TI);
611       return true;
612     }
613
614     SwitchInst *SI = cast<SwitchInst>(TI);
615     // Okay, TI has cases that are statically dead, prune them away.
616     SmallPtrSet<Constant*, 16> DeadCases;
617     for (unsigned i = 0, e = PredCases.size(); i != e; ++i)
618       DeadCases.insert(PredCases[i].Value);
619
620     DEBUG(dbgs() << "Threading pred instr: " << *Pred->getTerminator()
621                  << "Through successor TI: " << *TI);
622
623     // Collect branch weights into a vector.
624     SmallVector<uint32_t, 8> Weights;
625     MDNode* MD = SI->getMetadata(LLVMContext::MD_prof);
626     bool HasWeight = MD && (MD->getNumOperands() == 2 + SI->getNumCases());
627     if (HasWeight)
628       for (unsigned MD_i = 1, MD_e = MD->getNumOperands(); MD_i < MD_e;
629            ++MD_i) {
630         ConstantInt* CI = dyn_cast<ConstantInt>(MD->getOperand(MD_i));
631         assert(CI);
632         Weights.push_back(CI->getValue().getZExtValue());
633       }
634     for (SwitchInst::CaseIt i = SI->case_end(), e = SI->case_begin(); i != e;) {
635       --i;
636       if (DeadCases.count(i.getCaseValue())) {
637         if (HasWeight) {
638           std::swap(Weights[i.getCaseIndex()+1], Weights.back());
639           Weights.pop_back();
640         }
641         i.getCaseSuccessor()->removePredecessor(TI->getParent());
642         SI->removeCase(i);
643       }
644     }
645     if (HasWeight && Weights.size() >= 2)
646       SI->setMetadata(LLVMContext::MD_prof,
647                       MDBuilder(SI->getParent()->getContext()).
648                       createBranchWeights(Weights));
649
650     DEBUG(dbgs() << "Leaving: " << *TI << "\n");
651     return true;
652   }
653
654   // Otherwise, TI's block must correspond to some matched value.  Find out
655   // which value (or set of values) this is.
656   ConstantInt *TIV = 0;
657   BasicBlock *TIBB = TI->getParent();
658   for (unsigned i = 0, e = PredCases.size(); i != e; ++i)
659     if (PredCases[i].Dest == TIBB) {
660       if (TIV != 0)
661         return false;  // Cannot handle multiple values coming to this block.
662       TIV = PredCases[i].Value;
663     }
664   assert(TIV && "No edge from pred to succ?");
665
666   // Okay, we found the one constant that our value can be if we get into TI's
667   // BB.  Find out which successor will unconditionally be branched to.
668   BasicBlock *TheRealDest = 0;
669   for (unsigned i = 0, e = ThisCases.size(); i != e; ++i)
670     if (ThisCases[i].Value == TIV) {
671       TheRealDest = ThisCases[i].Dest;
672       break;
673     }
674
675   // If not handled by any explicit cases, it is handled by the default case.
676   if (TheRealDest == 0) TheRealDest = ThisDef;
677
678   // Remove PHI node entries for dead edges.
679   BasicBlock *CheckEdge = TheRealDest;
680   for (succ_iterator SI = succ_begin(TIBB), e = succ_end(TIBB); SI != e; ++SI)
681     if (*SI != CheckEdge)
682       (*SI)->removePredecessor(TIBB);
683     else
684       CheckEdge = 0;
685
686   // Insert the new branch.
687   Instruction *NI = Builder.CreateBr(TheRealDest);
688   (void) NI;
689
690   DEBUG(dbgs() << "Threading pred instr: " << *Pred->getTerminator()
691             << "Through successor TI: " << *TI << "Leaving: " << *NI << "\n");
692
693   EraseTerminatorInstAndDCECond(TI);
694   return true;
695 }
696
697 namespace {
698   /// ConstantIntOrdering - This class implements a stable ordering of constant
699   /// integers that does not depend on their address.  This is important for
700   /// applications that sort ConstantInt's to ensure uniqueness.
701   struct ConstantIntOrdering {
702     bool operator()(const ConstantInt *LHS, const ConstantInt *RHS) const {
703       return LHS->getValue().ult(RHS->getValue());
704     }
705   };
706 }
707
708 static int ConstantIntSortPredicate(ConstantInt *const *P1,
709                                     ConstantInt *const *P2) {
710   const ConstantInt *LHS = *P1;
711   const ConstantInt *RHS = *P2;
712   if (LHS->getValue().ult(RHS->getValue()))
713     return 1;
714   if (LHS->getValue() == RHS->getValue())
715     return 0;
716   return -1;
717 }
718
719 static inline bool HasBranchWeights(const Instruction* I) {
720   MDNode* ProfMD = I->getMetadata(LLVMContext::MD_prof);
721   if (ProfMD && ProfMD->getOperand(0))
722     if (MDString* MDS = dyn_cast<MDString>(ProfMD->getOperand(0)))
723       return MDS->getString().equals("branch_weights");
724
725   return false;
726 }
727
728 /// Get Weights of a given TerminatorInst, the default weight is at the front
729 /// of the vector. If TI is a conditional eq, we need to swap the branch-weight
730 /// metadata.
731 static void GetBranchWeights(TerminatorInst *TI,
732                              SmallVectorImpl<uint64_t> &Weights) {
733   MDNode* MD = TI->getMetadata(LLVMContext::MD_prof);
734   assert(MD);
735   for (unsigned i = 1, e = MD->getNumOperands(); i < e; ++i) {
736     ConstantInt *CI = cast<ConstantInt>(MD->getOperand(i));
737     Weights.push_back(CI->getValue().getZExtValue());
738   }
739
740   // If TI is a conditional eq, the default case is the false case,
741   // and the corresponding branch-weight data is at index 2. We swap the
742   // default weight to be the first entry.
743   if (BranchInst* BI = dyn_cast<BranchInst>(TI)) {
744     assert(Weights.size() == 2);
745     ICmpInst *ICI = cast<ICmpInst>(BI->getCondition());
746     if (ICI->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_EQ)
747       std::swap(Weights.front(), Weights.back());
748   }
749 }
750
751 /// Keep halving the weights until all can fit in uint32_t.
752 static void FitWeights(MutableArrayRef<uint64_t> Weights) {
753   uint64_t Max = *std::max_element(Weights.begin(), Weights.end());
754   if (Max > UINT_MAX) {
755     unsigned Offset = 32 - countLeadingZeros(Max);
756     for (uint64_t &I : Weights)
757       I >>= Offset;
758   }
759 }
760
761 /// FoldValueComparisonIntoPredecessors - The specified terminator is a value
762 /// equality comparison instruction (either a switch or a branch on "X == c").
763 /// See if any of the predecessors of the terminator block are value comparisons
764 /// on the same value.  If so, and if safe to do so, fold them together.
765 bool SimplifyCFGOpt::FoldValueComparisonIntoPredecessors(TerminatorInst *TI,
766                                                          IRBuilder<> &Builder) {
767   BasicBlock *BB = TI->getParent();
768   Value *CV = isValueEqualityComparison(TI);  // CondVal
769   assert(CV && "Not a comparison?");
770   bool Changed = false;
771
772   SmallVector<BasicBlock*, 16> Preds(pred_begin(BB), pred_end(BB));
773   while (!Preds.empty()) {
774     BasicBlock *Pred = Preds.pop_back_val();
775
776     // See if the predecessor is a comparison with the same value.
777     TerminatorInst *PTI = Pred->getTerminator();
778     Value *PCV = isValueEqualityComparison(PTI);  // PredCondVal
779
780     if (PCV == CV && SafeToMergeTerminators(TI, PTI)) {
781       // Figure out which 'cases' to copy from SI to PSI.
782       std::vector<ValueEqualityComparisonCase> BBCases;
783       BasicBlock *BBDefault = GetValueEqualityComparisonCases(TI, BBCases);
784
785       std::vector<ValueEqualityComparisonCase> PredCases;
786       BasicBlock *PredDefault = GetValueEqualityComparisonCases(PTI, PredCases);
787
788       // Based on whether the default edge from PTI goes to BB or not, fill in
789       // PredCases and PredDefault with the new switch cases we would like to
790       // build.
791       SmallVector<BasicBlock*, 8> NewSuccessors;
792
793       // Update the branch weight metadata along the way
794       SmallVector<uint64_t, 8> Weights;
795       bool PredHasWeights = HasBranchWeights(PTI);
796       bool SuccHasWeights = HasBranchWeights(TI);
797
798       if (PredHasWeights) {
799         GetBranchWeights(PTI, Weights);
800         // branch-weight metadata is inconsistent here.
801         if (Weights.size() != 1 + PredCases.size())
802           PredHasWeights = SuccHasWeights = false;
803       } else if (SuccHasWeights)
804         // If there are no predecessor weights but there are successor weights,
805         // populate Weights with 1, which will later be scaled to the sum of
806         // successor's weights
807         Weights.assign(1 + PredCases.size(), 1);
808
809       SmallVector<uint64_t, 8> SuccWeights;
810       if (SuccHasWeights) {
811         GetBranchWeights(TI, SuccWeights);
812         // branch-weight metadata is inconsistent here.
813         if (SuccWeights.size() != 1 + BBCases.size())
814           PredHasWeights = SuccHasWeights = false;
815       } else if (PredHasWeights)
816         SuccWeights.assign(1 + BBCases.size(), 1);
817
818       if (PredDefault == BB) {
819         // If this is the default destination from PTI, only the edges in TI
820         // that don't occur in PTI, or that branch to BB will be activated.
821         std::set<ConstantInt*, ConstantIntOrdering> PTIHandled;
822         for (unsigned i = 0, e = PredCases.size(); i != e; ++i)
823           if (PredCases[i].Dest != BB)
824             PTIHandled.insert(PredCases[i].Value);
825           else {
826             // The default destination is BB, we don't need explicit targets.
827             std::swap(PredCases[i], PredCases.back());
828
829             if (PredHasWeights || SuccHasWeights) {
830               // Increase weight for the default case.
831               Weights[0] += Weights[i+1];
832               std::swap(Weights[i+1], Weights.back());
833               Weights.pop_back();
834             }
835
836             PredCases.pop_back();
837             --i; --e;
838           }
839
840         // Reconstruct the new switch statement we will be building.
841         if (PredDefault != BBDefault) {
842           PredDefault->removePredecessor(Pred);
843           PredDefault = BBDefault;
844           NewSuccessors.push_back(BBDefault);
845         }
846
847         unsigned CasesFromPred = Weights.size();
848         uint64_t ValidTotalSuccWeight = 0;
849         for (unsigned i = 0, e = BBCases.size(); i != e; ++i)
850           if (!PTIHandled.count(BBCases[i].Value) &&
851               BBCases[i].Dest != BBDefault) {
852             PredCases.push_back(BBCases[i]);
853             NewSuccessors.push_back(BBCases[i].Dest);
854             if (SuccHasWeights || PredHasWeights) {
855               // The default weight is at index 0, so weight for the ith case
856               // should be at index i+1. Scale the cases from successor by
857               // PredDefaultWeight (Weights[0]).
858               Weights.push_back(Weights[0] * SuccWeights[i+1]);
859               ValidTotalSuccWeight += SuccWeights[i+1];
860             }
861           }
862
863         if (SuccHasWeights || PredHasWeights) {
864           ValidTotalSuccWeight += SuccWeights[0];
865           // Scale the cases from predecessor by ValidTotalSuccWeight.
866           for (unsigned i = 1; i < CasesFromPred; ++i)
867             Weights[i] *= ValidTotalSuccWeight;
868           // Scale the default weight by SuccDefaultWeight (SuccWeights[0]).
869           Weights[0] *= SuccWeights[0];
870         }
871       } else {
872         // If this is not the default destination from PSI, only the edges
873         // in SI that occur in PSI with a destination of BB will be
874         // activated.
875         std::set<ConstantInt*, ConstantIntOrdering> PTIHandled;
876         std::map<ConstantInt*, uint64_t> WeightsForHandled;
877         for (unsigned i = 0, e = PredCases.size(); i != e; ++i)
878           if (PredCases[i].Dest == BB) {
879             PTIHandled.insert(PredCases[i].Value);
880
881             if (PredHasWeights || SuccHasWeights) {
882               WeightsForHandled[PredCases[i].Value] = Weights[i+1];
883               std::swap(Weights[i+1], Weights.back());
884               Weights.pop_back();
885             }
886
887             std::swap(PredCases[i], PredCases.back());
888             PredCases.pop_back();
889             --i; --e;
890           }
891
892         // Okay, now we know which constants were sent to BB from the
893         // predecessor.  Figure out where they will all go now.
894         for (unsigned i = 0, e = BBCases.size(); i != e; ++i)
895           if (PTIHandled.count(BBCases[i].Value)) {
896             // If this is one we are capable of getting...
897             if (PredHasWeights || SuccHasWeights)
898               Weights.push_back(WeightsForHandled[BBCases[i].Value]);
899             PredCases.push_back(BBCases[i]);
900             NewSuccessors.push_back(BBCases[i].Dest);
901             PTIHandled.erase(BBCases[i].Value);// This constant is taken care of
902           }
903
904         // If there are any constants vectored to BB that TI doesn't handle,
905         // they must go to the default destination of TI.
906         for (std::set<ConstantInt*, ConstantIntOrdering>::iterator I =
907                                     PTIHandled.begin(),
908                E = PTIHandled.end(); I != E; ++I) {
909           if (PredHasWeights || SuccHasWeights)
910             Weights.push_back(WeightsForHandled[*I]);
911           PredCases.push_back(ValueEqualityComparisonCase(*I, BBDefault));
912           NewSuccessors.push_back(BBDefault);
913         }
914       }
915
916       // Okay, at this point, we know which new successor Pred will get.  Make
917       // sure we update the number of entries in the PHI nodes for these
918       // successors.
919       for (unsigned i = 0, e = NewSuccessors.size(); i != e; ++i)
920         AddPredecessorToBlock(NewSuccessors[i], Pred, BB);
921
922       Builder.SetInsertPoint(PTI);
923       // Convert pointer to int before we switch.
924       if (CV->getType()->isPointerTy()) {
925         assert(DL && "Cannot switch on pointer without DataLayout");
926         CV = Builder.CreatePtrToInt(CV, DL->getIntPtrType(CV->getType()),
927                                     "magicptr");
928       }
929
930       // Now that the successors are updated, create the new Switch instruction.
931       SwitchInst *NewSI = Builder.CreateSwitch(CV, PredDefault,
932                                                PredCases.size());
933       NewSI->setDebugLoc(PTI->getDebugLoc());
934       for (unsigned i = 0, e = PredCases.size(); i != e; ++i)
935         NewSI->addCase(PredCases[i].Value, PredCases[i].Dest);
936
937       if (PredHasWeights || SuccHasWeights) {
938         // Halve the weights if any of them cannot fit in an uint32_t
939         FitWeights(Weights);
940
941         SmallVector<uint32_t, 8> MDWeights(Weights.begin(), Weights.end());
942
943         NewSI->setMetadata(LLVMContext::MD_prof,
944                            MDBuilder(BB->getContext()).
945                            createBranchWeights(MDWeights));
946       }
947
948       EraseTerminatorInstAndDCECond(PTI);
949
950       // Okay, last check.  If BB is still a successor of PSI, then we must
951       // have an infinite loop case.  If so, add an infinitely looping block
952       // to handle the case to preserve the behavior of the code.
953       BasicBlock *InfLoopBlock = 0;
954       for (unsigned i = 0, e = NewSI->getNumSuccessors(); i != e; ++i)
955         if (NewSI->getSuccessor(i) == BB) {
956           if (InfLoopBlock == 0) {
957             // Insert it at the end of the function, because it's either code,
958             // or it won't matter if it's hot. :)
959             InfLoopBlock = BasicBlock::Create(BB->getContext(),
960                                               "infloop", BB->getParent());
961             BranchInst::Create(InfLoopBlock, InfLoopBlock);
962           }
963           NewSI->setSuccessor(i, InfLoopBlock);
964         }
965
966       Changed = true;
967     }
968   }
969   return Changed;
970 }
971
972 // isSafeToHoistInvoke - If we would need to insert a select that uses the
973 // value of this invoke (comments in HoistThenElseCodeToIf explain why we
974 // would need to do this), we can't hoist the invoke, as there is nowhere
975 // to put the select in this case.
976 static bool isSafeToHoistInvoke(BasicBlock *BB1, BasicBlock *BB2,
977                                 Instruction *I1, Instruction *I2) {
978   for (succ_iterator SI = succ_begin(BB1), E = succ_end(BB1); SI != E; ++SI) {
979     PHINode *PN;
980     for (BasicBlock::iterator BBI = SI->begin();
981          (PN = dyn_cast<PHINode>(BBI)); ++BBI) {
982       Value *BB1V = PN->getIncomingValueForBlock(BB1);
983       Value *BB2V = PN->getIncomingValueForBlock(BB2);
984       if (BB1V != BB2V && (BB1V==I1 || BB2V==I2)) {
985         return false;
986       }
987     }
988   }
989   return true;
990 }
991
992 /// HoistThenElseCodeToIf - Given a conditional branch that goes to BB1 and
993 /// BB2, hoist any common code in the two blocks up into the branch block.  The
994 /// caller of this function guarantees that BI's block dominates BB1 and BB2.
995 static bool HoistThenElseCodeToIf(BranchInst *BI) {
996   // This does very trivial matching, with limited scanning, to find identical
997   // instructions in the two blocks.  In particular, we don't want to get into
998   // O(M*N) situations here where M and N are the sizes of BB1 and BB2.  As
999   // such, we currently just scan for obviously identical instructions in an
1000   // identical order.
1001   BasicBlock *BB1 = BI->getSuccessor(0);  // The true destination.
1002   BasicBlock *BB2 = BI->getSuccessor(1);  // The false destination
1003
1004   BasicBlock::iterator BB1_Itr = BB1->begin();
1005   BasicBlock::iterator BB2_Itr = BB2->begin();
1006
1007   Instruction *I1 = BB1_Itr++, *I2 = BB2_Itr++;
1008   // Skip debug info if it is not identical.
1009   DbgInfoIntrinsic *DBI1 = dyn_cast<DbgInfoIntrinsic>(I1);
1010   DbgInfoIntrinsic *DBI2 = dyn_cast<DbgInfoIntrinsic>(I2);
1011   if (!DBI1 || !DBI2 || !DBI1->isIdenticalToWhenDefined(DBI2)) {
1012     while (isa<DbgInfoIntrinsic>(I1))
1013       I1 = BB1_Itr++;
1014     while (isa<DbgInfoIntrinsic>(I2))
1015       I2 = BB2_Itr++;
1016   }
1017   if (isa<PHINode>(I1) || !I1->isIdenticalToWhenDefined(I2) ||
1018       (isa<InvokeInst>(I1) && !isSafeToHoistInvoke(BB1, BB2, I1, I2)))
1019     return false;
1020
1021   BasicBlock *BIParent = BI->getParent();
1022
1023   bool Changed = false;
1024   do {
1025     // If we are hoisting the terminator instruction, don't move one (making a
1026     // broken BB), instead clone it, and remove BI.
1027     if (isa<TerminatorInst>(I1))
1028       goto HoistTerminator;
1029
1030     // For a normal instruction, we just move one to right before the branch,
1031     // then replace all uses of the other with the first.  Finally, we remove
1032     // the now redundant second instruction.
1033     BIParent->getInstList().splice(BI, BB1->getInstList(), I1);
1034     if (!I2->use_empty())
1035       I2->replaceAllUsesWith(I1);
1036     I1->intersectOptionalDataWith(I2);
1037     I2->eraseFromParent();
1038     Changed = true;
1039
1040     I1 = BB1_Itr++;
1041     I2 = BB2_Itr++;
1042     // Skip debug info if it is not identical.
1043     DbgInfoIntrinsic *DBI1 = dyn_cast<DbgInfoIntrinsic>(I1);
1044     DbgInfoIntrinsic *DBI2 = dyn_cast<DbgInfoIntrinsic>(I2);
1045     if (!DBI1 || !DBI2 || !DBI1->isIdenticalToWhenDefined(DBI2)) {
1046       while (isa<DbgInfoIntrinsic>(I1))
1047         I1 = BB1_Itr++;
1048       while (isa<DbgInfoIntrinsic>(I2))
1049         I2 = BB2_Itr++;
1050     }
1051   } while (I1->isIdenticalToWhenDefined(I2));
1052
1053   return true;
1054
1055 HoistTerminator:
1056   // It may not be possible to hoist an invoke.
1057   if (isa<InvokeInst>(I1) && !isSafeToHoistInvoke(BB1, BB2, I1, I2))
1058     return Changed;
1059
1060   for (succ_iterator SI = succ_begin(BB1), E = succ_end(BB1); SI != E; ++SI) {
1061     PHINode *PN;
1062     for (BasicBlock::iterator BBI = SI->begin();
1063          (PN = dyn_cast<PHINode>(BBI)); ++BBI) {
1064       Value *BB1V = PN->getIncomingValueForBlock(BB1);
1065       Value *BB2V = PN->getIncomingValueForBlock(BB2);
1066       if (BB1V == BB2V)
1067         continue;
1068
1069       if (isa<ConstantExpr>(BB1V) && !isSafeToSpeculativelyExecute(BB1V))
1070         return Changed;
1071       if (isa<ConstantExpr>(BB2V) && !isSafeToSpeculativelyExecute(BB2V))
1072         return Changed;
1073     }
1074   }
1075
1076   // Okay, it is safe to hoist the terminator.
1077   Instruction *NT = I1->clone();
1078   BIParent->getInstList().insert(BI, NT);
1079   if (!NT->getType()->isVoidTy()) {
1080     I1->replaceAllUsesWith(NT);
1081     I2->replaceAllUsesWith(NT);
1082     NT->takeName(I1);
1083   }
1084
1085   IRBuilder<true, NoFolder> Builder(NT);
1086   // Hoisting one of the terminators from our successor is a great thing.
1087   // Unfortunately, the successors of the if/else blocks may have PHI nodes in
1088   // them.  If they do, all PHI entries for BB1/BB2 must agree for all PHI
1089   // nodes, so we insert select instruction to compute the final result.
1090   std::map<std::pair<Value*,Value*>, SelectInst*> InsertedSelects;
1091   for (succ_iterator SI = succ_begin(BB1), E = succ_end(BB1); SI != E; ++SI) {
1092     PHINode *PN;
1093     for (BasicBlock::iterator BBI = SI->begin();
1094          (PN = dyn_cast<PHINode>(BBI)); ++BBI) {
1095       Value *BB1V = PN->getIncomingValueForBlock(BB1);
1096       Value *BB2V = PN->getIncomingValueForBlock(BB2);
1097       if (BB1V == BB2V) continue;
1098
1099       // These values do not agree.  Insert a select instruction before NT
1100       // that determines the right value.
1101       SelectInst *&SI = InsertedSelects[std::make_pair(BB1V, BB2V)];
1102       if (SI == 0)
1103         SI = cast<SelectInst>
1104           (Builder.CreateSelect(BI->getCondition(), BB1V, BB2V,
1105                                 BB1V->getName()+"."+BB2V->getName()));
1106
1107       // Make the PHI node use the select for all incoming values for BB1/BB2
1108       for (unsigned i = 0, e = PN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i)
1109         if (PN->getIncomingBlock(i) == BB1 || PN->getIncomingBlock(i) == BB2)
1110           PN->setIncomingValue(i, SI);
1111     }
1112   }
1113
1114   // Update any PHI nodes in our new successors.
1115   for (succ_iterator SI = succ_begin(BB1), E = succ_end(BB1); SI != E; ++SI)
1116     AddPredecessorToBlock(*SI, BIParent, BB1);
1117
1118   EraseTerminatorInstAndDCECond(BI);
1119   return true;
1120 }
1121
1122 /// SinkThenElseCodeToEnd - Given an unconditional branch that goes to BBEnd,
1123 /// check whether BBEnd has only two predecessors and the other predecessor
1124 /// ends with an unconditional branch. If it is true, sink any common code
1125 /// in the two predecessors to BBEnd.
1126 static bool SinkThenElseCodeToEnd(BranchInst *BI1) {
1127   assert(BI1->isUnconditional());
1128   BasicBlock *BB1 = BI1->getParent();
1129   BasicBlock *BBEnd = BI1->getSuccessor(0);
1130
1131   // Check that BBEnd has two predecessors and the other predecessor ends with
1132   // an unconditional branch.
1133   pred_iterator PI = pred_begin(BBEnd), PE = pred_end(BBEnd);
1134   BasicBlock *Pred0 = *PI++;
1135   if (PI == PE) // Only one predecessor.
1136     return false;
1137   BasicBlock *Pred1 = *PI++;
1138   if (PI != PE) // More than two predecessors.
1139     return false;
1140   BasicBlock *BB2 = (Pred0 == BB1) ? Pred1 : Pred0;
1141   BranchInst *BI2 = dyn_cast<BranchInst>(BB2->getTerminator());
1142   if (!BI2 || !BI2->isUnconditional())
1143     return false;
1144
1145   // Gather the PHI nodes in BBEnd.
1146   std::map<Value*, std::pair<Value*, PHINode*> > MapValueFromBB1ToBB2;
1147   Instruction *FirstNonPhiInBBEnd = 0;
1148   for (BasicBlock::iterator I = BBEnd->begin(), E = BBEnd->end();
1149        I != E; ++I) {
1150     if (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(I)) {
1151       Value *BB1V = PN->getIncomingValueForBlock(BB1);
1152       Value *BB2V = PN->getIncomingValueForBlock(BB2);
1153       MapValueFromBB1ToBB2[BB1V] = std::make_pair(BB2V, PN);
1154     } else {
1155       FirstNonPhiInBBEnd = &*I;
1156       break;
1157     }
1158   }
1159   if (!FirstNonPhiInBBEnd)
1160     return false;
1161
1162
1163   // This does very trivial matching, with limited scanning, to find identical
1164   // instructions in the two blocks.  We scan backward for obviously identical
1165   // instructions in an identical order.
1166   BasicBlock::InstListType::reverse_iterator RI1 = BB1->getInstList().rbegin(),
1167       RE1 = BB1->getInstList().rend(), RI2 = BB2->getInstList().rbegin(),
1168       RE2 = BB2->getInstList().rend();
1169   // Skip debug info.
1170   while (RI1 != RE1 && isa<DbgInfoIntrinsic>(&*RI1)) ++RI1;
1171   if (RI1 == RE1)
1172     return false;
1173   while (RI2 != RE2 && isa<DbgInfoIntrinsic>(&*RI2)) ++RI2;
1174   if (RI2 == RE2)
1175     return false;
1176   // Skip the unconditional branches.
1177   ++RI1;
1178   ++RI2;
1179
1180   bool Changed = false;
1181   while (RI1 != RE1 && RI2 != RE2) {
1182     // Skip debug info.
1183     while (RI1 != RE1 && isa<DbgInfoIntrinsic>(&*RI1)) ++RI1;
1184     if (RI1 == RE1)
1185       return Changed;
1186     while (RI2 != RE2 && isa<DbgInfoIntrinsic>(&*RI2)) ++RI2;
1187     if (RI2 == RE2)
1188       return Changed;
1189
1190     Instruction *I1 = &*RI1, *I2 = &*RI2;
1191     // I1 and I2 should have a single use in the same PHI node, and they
1192     // perform the same operation.
1193     // Cannot move control-flow-involving, volatile loads, vaarg, etc.
1194     if (isa<PHINode>(I1) || isa<PHINode>(I2) ||
1195         isa<TerminatorInst>(I1) || isa<TerminatorInst>(I2) ||
1196         isa<LandingPadInst>(I1) || isa<LandingPadInst>(I2) ||
1197         isa<AllocaInst>(I1) || isa<AllocaInst>(I2) ||
1198         I1->mayHaveSideEffects() || I2->mayHaveSideEffects() ||
1199         I1->mayReadOrWriteMemory() || I2->mayReadOrWriteMemory() ||
1200         !I1->hasOneUse() || !I2->hasOneUse() ||
1201         MapValueFromBB1ToBB2.find(I1) == MapValueFromBB1ToBB2.end() ||
1202         MapValueFromBB1ToBB2[I1].first != I2)
1203       return Changed;
1204
1205     // Check whether we should swap the operands of ICmpInst.
1206     ICmpInst *ICmp1 = dyn_cast<ICmpInst>(I1), *ICmp2 = dyn_cast<ICmpInst>(I2);
1207     bool SwapOpnds = false;
1208     if (ICmp1 && ICmp2 &&
1209         ICmp1->getOperand(0) != ICmp2->getOperand(0) &&
1210         ICmp1->getOperand(1) != ICmp2->getOperand(1) &&
1211         (ICmp1->getOperand(0) == ICmp2->getOperand(1) ||
1212          ICmp1->getOperand(1) == ICmp2->getOperand(0))) {
1213       ICmp2->swapOperands();
1214       SwapOpnds = true;
1215     }
1216     if (!I1->isSameOperationAs(I2)) {
1217       if (SwapOpnds)
1218         ICmp2->swapOperands();
1219       return Changed;
1220     }
1221
1222     // The operands should be either the same or they need to be generated
1223     // with a PHI node after sinking. We only handle the case where there is
1224     // a single pair of different operands.
1225     Value *DifferentOp1 = 0, *DifferentOp2 = 0;
1226     unsigned Op1Idx = 0;
1227     for (unsigned I = 0, E = I1->getNumOperands(); I != E; ++I) {
1228       if (I1->getOperand(I) == I2->getOperand(I))
1229         continue;
1230       // Early exit if we have more-than one pair of different operands or
1231       // the different operand is already in MapValueFromBB1ToBB2.
1232       // Early exit if we need a PHI node to replace a constant.
1233       if (DifferentOp1 ||
1234           MapValueFromBB1ToBB2.find(I1->getOperand(I)) !=
1235           MapValueFromBB1ToBB2.end() ||
1236           isa<Constant>(I1->getOperand(I)) ||
1237           isa<Constant>(I2->getOperand(I))) {
1238         // If we can't sink the instructions, undo the swapping.
1239         if (SwapOpnds)
1240           ICmp2->swapOperands();
1241         return Changed;
1242       }
1243       DifferentOp1 = I1->getOperand(I);
1244       Op1Idx = I;
1245       DifferentOp2 = I2->getOperand(I);
1246     }
1247
1248     // We insert the pair of different operands to MapValueFromBB1ToBB2 and
1249     // remove (I1, I2) from MapValueFromBB1ToBB2.
1250     if (DifferentOp1) {
1251       PHINode *NewPN = PHINode::Create(DifferentOp1->getType(), 2,
1252                                        DifferentOp1->getName() + ".sink",
1253                                        BBEnd->begin());
1254       MapValueFromBB1ToBB2[DifferentOp1] = std::make_pair(DifferentOp2, NewPN);
1255       // I1 should use NewPN instead of DifferentOp1.
1256       I1->setOperand(Op1Idx, NewPN);
1257       NewPN->addIncoming(DifferentOp1, BB1);
1258       NewPN->addIncoming(DifferentOp2, BB2);
1259       DEBUG(dbgs() << "Create PHI node " << *NewPN << "\n";);
1260     }
1261     PHINode *OldPN = MapValueFromBB1ToBB2[I1].second;
1262     MapValueFromBB1ToBB2.erase(I1);
1263
1264     DEBUG(dbgs() << "SINK common instructions " << *I1 << "\n";);
1265     DEBUG(dbgs() << "                         " << *I2 << "\n";);
1266     // We need to update RE1 and RE2 if we are going to sink the first
1267     // instruction in the basic block down.
1268     bool UpdateRE1 = (I1 == BB1->begin()), UpdateRE2 = (I2 == BB2->begin());
1269     // Sink the instruction.
1270     BBEnd->getInstList().splice(FirstNonPhiInBBEnd, BB1->getInstList(), I1);
1271     if (!OldPN->use_empty())
1272       OldPN->replaceAllUsesWith(I1);
1273     OldPN->eraseFromParent();
1274
1275     if (!I2->use_empty())
1276       I2->replaceAllUsesWith(I1);
1277     I1->intersectOptionalDataWith(I2);
1278     I2->eraseFromParent();
1279
1280     if (UpdateRE1)
1281       RE1 = BB1->getInstList().rend();
1282     if (UpdateRE2)
1283       RE2 = BB2->getInstList().rend();
1284     FirstNonPhiInBBEnd = I1;
1285     NumSinkCommons++;
1286     Changed = true;
1287   }
1288   return Changed;
1289 }
1290
1291 /// \brief Determine if we can hoist sink a sole store instruction out of a
1292 /// conditional block.
1293 ///
1294 /// We are looking for code like the following:
1295 ///   BrBB:
1296 ///     store i32 %add, i32* %arrayidx2
1297 ///     ... // No other stores or function calls (we could be calling a memory
1298 ///     ... // function).
1299 ///     %cmp = icmp ult %x, %y
1300 ///     br i1 %cmp, label %EndBB, label %ThenBB
1301 ///   ThenBB:
1302 ///     store i32 %add5, i32* %arrayidx2
1303 ///     br label EndBB
1304 ///   EndBB:
1305 ///     ...
1306 ///   We are going to transform this into:
1307 ///   BrBB:
1308 ///     store i32 %add, i32* %arrayidx2
1309 ///     ... //
1310 ///     %cmp = icmp ult %x, %y
1311 ///     %add.add5 = select i1 %cmp, i32 %add, %add5
1312 ///     store i32 %add.add5, i32* %arrayidx2
1313 ///     ...
1314 ///
1315 /// \return The pointer to the value of the previous store if the store can be
1316 ///         hoisted into the predecessor block. 0 otherwise.
1317 static Value *isSafeToSpeculateStore(Instruction *I, BasicBlock *BrBB,
1318                                      BasicBlock *StoreBB, BasicBlock *EndBB) {
1319   StoreInst *StoreToHoist = dyn_cast<StoreInst>(I);
1320   if (!StoreToHoist)
1321     return 0;
1322
1323   // Volatile or atomic.
1324   if (!StoreToHoist->isSimple())
1325     return 0;
1326
1327   Value *StorePtr = StoreToHoist->getPointerOperand();
1328
1329   // Look for a store to the same pointer in BrBB.
1330   unsigned MaxNumInstToLookAt = 10;
1331   for (BasicBlock::reverse_iterator RI = BrBB->rbegin(),
1332        RE = BrBB->rend(); RI != RE && (--MaxNumInstToLookAt); ++RI) {
1333     Instruction *CurI = &*RI;
1334
1335     // Could be calling an instruction that effects memory like free().
1336     if (CurI->mayHaveSideEffects() && !isa<StoreInst>(CurI))
1337       return 0;
1338
1339     StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(CurI);
1340     // Found the previous store make sure it stores to the same location.
1341     if (SI && SI->getPointerOperand() == StorePtr)
1342       // Found the previous store, return its value operand.
1343       return SI->getValueOperand();
1344     else if (SI)
1345       return 0; // Unknown store.
1346   }
1347
1348   return 0;
1349 }
1350
1351 /// \brief Speculate a conditional basic block flattening the CFG.
1352 ///
1353 /// Note that this is a very risky transform currently. Speculating
1354 /// instructions like this is most often not desirable. Instead, there is an MI
1355 /// pass which can do it with full awareness of the resource constraints.
1356 /// However, some cases are "obvious" and we should do directly. An example of
1357 /// this is speculating a single, reasonably cheap instruction.
1358 ///
1359 /// There is only one distinct advantage to flattening the CFG at the IR level:
1360 /// it makes very common but simplistic optimizations such as are common in
1361 /// instcombine and the DAG combiner more powerful by removing CFG edges and
1362 /// modeling their effects with easier to reason about SSA value graphs.
1363 ///
1364 ///
1365 /// An illustration of this transform is turning this IR:
1366 /// \code
1367 ///   BB:
1368 ///     %cmp = icmp ult %x, %y
1369 ///     br i1 %cmp, label %EndBB, label %ThenBB
1370 ///   ThenBB:
1371 ///     %sub = sub %x, %y
1372 ///     br label BB2
1373 ///   EndBB:
1374 ///     %phi = phi [ %sub, %ThenBB ], [ 0, %EndBB ]
1375 ///     ...
1376 /// \endcode
1377 ///
1378 /// Into this IR:
1379 /// \code
1380 ///   BB:
1381 ///     %cmp = icmp ult %x, %y
1382 ///     %sub = sub %x, %y
1383 ///     %cond = select i1 %cmp, 0, %sub
1384 ///     ...
1385 /// \endcode
1386 ///
1387 /// \returns true if the conditional block is removed.
1388 static bool SpeculativelyExecuteBB(BranchInst *BI, BasicBlock *ThenBB) {
1389   // Be conservative for now. FP select instruction can often be expensive.
1390   Value *BrCond = BI->getCondition();
1391   if (isa<FCmpInst>(BrCond))
1392     return false;
1393
1394   BasicBlock *BB = BI->getParent();
1395   BasicBlock *EndBB = ThenBB->getTerminator()->getSuccessor(0);
1396
1397   // If ThenBB is actually on the false edge of the conditional branch, remember
1398   // to swap the select operands later.
1399   bool Invert = false;
1400   if (ThenBB != BI->getSuccessor(0)) {
1401     assert(ThenBB == BI->getSuccessor(1) && "No edge from 'if' block?");
1402     Invert = true;
1403   }
1404   assert(EndBB == BI->getSuccessor(!Invert) && "No edge from to end block");
1405
1406   // Keep a count of how many times instructions are used within CondBB when
1407   // they are candidates for sinking into CondBB. Specifically:
1408   // - They are defined in BB, and
1409   // - They have no side effects, and
1410   // - All of their uses are in CondBB.
1411   SmallDenseMap<Instruction *, unsigned, 4> SinkCandidateUseCounts;
1412
1413   unsigned SpeculationCost = 0;
1414   Value *SpeculatedStoreValue = 0;
1415   StoreInst *SpeculatedStore = 0;
1416   for (BasicBlock::iterator BBI = ThenBB->begin(),
1417                             BBE = std::prev(ThenBB->end());
1418        BBI != BBE; ++BBI) {
1419     Instruction *I = BBI;
1420     // Skip debug info.
1421     if (isa<DbgInfoIntrinsic>(I))
1422       continue;
1423
1424     // Only speculatively execution a single instruction (not counting the
1425     // terminator) for now.
1426     ++SpeculationCost;
1427     if (SpeculationCost > 1)
1428       return false;
1429
1430     // Don't hoist the instruction if it's unsafe or expensive.
1431     if (!isSafeToSpeculativelyExecute(I) &&
1432         !(HoistCondStores &&
1433           (SpeculatedStoreValue = isSafeToSpeculateStore(I, BB, ThenBB,
1434                                                          EndBB))))
1435       return false;
1436     if (!SpeculatedStoreValue &&
1437         ComputeSpeculationCost(I) > PHINodeFoldingThreshold)
1438       return false;
1439
1440     // Store the store speculation candidate.
1441     if (SpeculatedStoreValue)
1442       SpeculatedStore = cast<StoreInst>(I);
1443
1444     // Do not hoist the instruction if any of its operands are defined but not
1445     // used in BB. The transformation will prevent the operand from
1446     // being sunk into the use block.
1447     for (User::op_iterator i = I->op_begin(), e = I->op_end();
1448          i != e; ++i) {
1449       Instruction *OpI = dyn_cast<Instruction>(*i);
1450       if (!OpI || OpI->getParent() != BB ||
1451           OpI->mayHaveSideEffects())
1452         continue; // Not a candidate for sinking.
1453
1454       ++SinkCandidateUseCounts[OpI];
1455     }
1456   }
1457
1458   // Consider any sink candidates which are only used in CondBB as costs for
1459   // speculation. Note, while we iterate over a DenseMap here, we are summing
1460   // and so iteration order isn't significant.
1461   for (SmallDenseMap<Instruction *, unsigned, 4>::iterator I =
1462            SinkCandidateUseCounts.begin(), E = SinkCandidateUseCounts.end();
1463        I != E; ++I)
1464     if (I->first->getNumUses() == I->second) {
1465       ++SpeculationCost;
1466       if (SpeculationCost > 1)
1467         return false;
1468     }
1469
1470   // Check that the PHI nodes can be converted to selects.
1471   bool HaveRewritablePHIs = false;
1472   for (BasicBlock::iterator I = EndBB->begin();
1473        PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(I); ++I) {
1474     Value *OrigV = PN->getIncomingValueForBlock(BB);
1475     Value *ThenV = PN->getIncomingValueForBlock(ThenBB);
1476
1477     // FIXME: Try to remove some of the duplication with HoistThenElseCodeToIf.
1478     // Skip PHIs which are trivial.
1479     if (ThenV == OrigV)
1480       continue;
1481
1482     HaveRewritablePHIs = true;
1483     ConstantExpr *OrigCE = dyn_cast<ConstantExpr>(OrigV);
1484     ConstantExpr *ThenCE = dyn_cast<ConstantExpr>(ThenV);
1485     if (!OrigCE && !ThenCE)
1486       continue; // Known safe and cheap.
1487
1488     if ((ThenCE && !isSafeToSpeculativelyExecute(ThenCE)) ||
1489         (OrigCE && !isSafeToSpeculativelyExecute(OrigCE)))
1490       return false;
1491     unsigned OrigCost = OrigCE ? ComputeSpeculationCost(OrigCE) : 0;
1492     unsigned ThenCost = ThenCE ? ComputeSpeculationCost(ThenCE) : 0;
1493     if (OrigCost + ThenCost > 2 * PHINodeFoldingThreshold)
1494       return false;
1495
1496     // Account for the cost of an unfolded ConstantExpr which could end up
1497     // getting expanded into Instructions.
1498     // FIXME: This doesn't account for how many operations are combined in the
1499     // constant expression.
1500     ++SpeculationCost;
1501     if (SpeculationCost > 1)
1502       return false;
1503   }
1504
1505   // If there are no PHIs to process, bail early. This helps ensure idempotence
1506   // as well.
1507   if (!HaveRewritablePHIs && !(HoistCondStores && SpeculatedStoreValue))
1508     return false;
1509
1510   // If we get here, we can hoist the instruction and if-convert.
1511   DEBUG(dbgs() << "SPECULATIVELY EXECUTING BB" << *ThenBB << "\n";);
1512
1513   // Insert a select of the value of the speculated store.
1514   if (SpeculatedStoreValue) {
1515     IRBuilder<true, NoFolder> Builder(BI);
1516     Value *TrueV = SpeculatedStore->getValueOperand();
1517     Value *FalseV = SpeculatedStoreValue;
1518     if (Invert)
1519       std::swap(TrueV, FalseV);
1520     Value *S = Builder.CreateSelect(BrCond, TrueV, FalseV, TrueV->getName() +
1521                                     "." + FalseV->getName());
1522     SpeculatedStore->setOperand(0, S);
1523   }
1524
1525   // Hoist the instructions.
1526   BB->getInstList().splice(BI, ThenBB->getInstList(), ThenBB->begin(),
1527                            std::prev(ThenBB->end()));
1528
1529   // Insert selects and rewrite the PHI operands.
1530   IRBuilder<true, NoFolder> Builder(BI);
1531   for (BasicBlock::iterator I = EndBB->begin();
1532        PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(I); ++I) {
1533     unsigned OrigI = PN->getBasicBlockIndex(BB);
1534     unsigned ThenI = PN->getBasicBlockIndex(ThenBB);
1535     Value *OrigV = PN->getIncomingValue(OrigI);
1536     Value *ThenV = PN->getIncomingValue(ThenI);
1537
1538     // Skip PHIs which are trivial.
1539     if (OrigV == ThenV)
1540       continue;
1541
1542     // Create a select whose true value is the speculatively executed value and
1543     // false value is the preexisting value. Swap them if the branch
1544     // destinations were inverted.
1545     Value *TrueV = ThenV, *FalseV = OrigV;
1546     if (Invert)
1547       std::swap(TrueV, FalseV);
1548     Value *V = Builder.CreateSelect(BrCond, TrueV, FalseV,
1549                                     TrueV->getName() + "." + FalseV->getName());
1550     PN->setIncomingValue(OrigI, V);
1551     PN->setIncomingValue(ThenI, V);
1552   }
1553
1554   ++NumSpeculations;
1555   return true;
1556 }
1557
1558 /// \returns True if this block contains a CallInst with the NoDuplicate
1559 /// attribute.
1560 static bool HasNoDuplicateCall(const BasicBlock *BB) {
1561   for (BasicBlock::const_iterator I = BB->begin(), E = BB->end(); I != E; ++I) {
1562     const CallInst *CI = dyn_cast<CallInst>(I);
1563     if (!CI)
1564       continue;
1565     if (CI->cannotDuplicate())
1566       return true;
1567   }
1568   return false;
1569 }
1570
1571 /// BlockIsSimpleEnoughToThreadThrough - Return true if we can thread a branch
1572 /// across this block.
1573 static bool BlockIsSimpleEnoughToThreadThrough(BasicBlock *BB) {
1574   BranchInst *BI = cast<BranchInst>(BB->getTerminator());
1575   unsigned Size = 0;
1576
1577   for (BasicBlock::iterator BBI = BB->begin(); &*BBI != BI; ++BBI) {
1578     if (isa<DbgInfoIntrinsic>(BBI))
1579       continue;
1580     if (Size > 10) return false;  // Don't clone large BB's.
1581     ++Size;
1582
1583     // We can only support instructions that do not define values that are
1584     // live outside of the current basic block.
1585     for (User *U : BBI->users()) {
1586       Instruction *UI = cast<Instruction>(U);
1587       if (UI->getParent() != BB || isa<PHINode>(UI)) return false;
1588     }
1589
1590     // Looks ok, continue checking.
1591   }
1592
1593   return true;
1594 }
1595
1596 /// FoldCondBranchOnPHI - If we have a conditional branch on a PHI node value
1597 /// that is defined in the same block as the branch and if any PHI entries are
1598 /// constants, thread edges corresponding to that entry to be branches to their
1599 /// ultimate destination.
1600 static bool FoldCondBranchOnPHI(BranchInst *BI, const DataLayout *DL) {
1601   BasicBlock *BB = BI->getParent();
1602   PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(BI->getCondition());
1603   // NOTE: we currently cannot transform this case if the PHI node is used
1604   // outside of the block.
1605   if (!PN || PN->getParent() != BB || !PN->hasOneUse())
1606     return false;
1607
1608   // Degenerate case of a single entry PHI.
1609   if (PN->getNumIncomingValues() == 1) {
1610     FoldSingleEntryPHINodes(PN->getParent());
1611     return true;
1612   }
1613
1614   // Now we know that this block has multiple preds and two succs.
1615   if (!BlockIsSimpleEnoughToThreadThrough(BB)) return false;
1616
1617   if (HasNoDuplicateCall(BB)) return false;
1618
1619   // Okay, this is a simple enough basic block.  See if any phi values are
1620   // constants.
1621   for (unsigned i = 0, e = PN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
1622     ConstantInt *CB = dyn_cast<ConstantInt>(PN->getIncomingValue(i));
1623     if (CB == 0 || !CB->getType()->isIntegerTy(1)) continue;
1624
1625     // Okay, we now know that all edges from PredBB should be revectored to
1626     // branch to RealDest.
1627     BasicBlock *PredBB = PN->getIncomingBlock(i);
1628     BasicBlock *RealDest = BI->getSuccessor(!CB->getZExtValue());
1629
1630     if (RealDest == BB) continue;  // Skip self loops.
1631     // Skip if the predecessor's terminator is an indirect branch.
1632     if (isa<IndirectBrInst>(PredBB->getTerminator())) continue;
1633
1634     // The dest block might have PHI nodes, other predecessors and other
1635     // difficult cases.  Instead of being smart about this, just insert a new
1636     // block that jumps to the destination block, effectively splitting
1637     // the edge we are about to create.
1638     BasicBlock *EdgeBB = BasicBlock::Create(BB->getContext(),
1639                                             RealDest->getName()+".critedge",
1640                                             RealDest->getParent(), RealDest);
1641     BranchInst::Create(RealDest, EdgeBB);
1642
1643     // Update PHI nodes.
1644     AddPredecessorToBlock(RealDest, EdgeBB, BB);
1645
1646     // BB may have instructions that are being threaded over.  Clone these
1647     // instructions into EdgeBB.  We know that there will be no uses of the
1648     // cloned instructions outside of EdgeBB.
1649     BasicBlock::iterator InsertPt = EdgeBB->begin();
1650     DenseMap<Value*, Value*> TranslateMap;  // Track translated values.
1651     for (BasicBlock::iterator BBI = BB->begin(); &*BBI != BI; ++BBI) {
1652       if (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(BBI)) {
1653         TranslateMap[PN] = PN->getIncomingValueForBlock(PredBB);
1654         continue;
1655       }
1656       // Clone the instruction.
1657       Instruction *N = BBI->clone();
1658       if (BBI->hasName()) N->setName(BBI->getName()+".c");
1659
1660       // Update operands due to translation.
1661       for (User::op_iterator i = N->op_begin(), e = N->op_end();
1662            i != e; ++i) {
1663         DenseMap<Value*, Value*>::iterator PI = TranslateMap.find(*i);
1664         if (PI != TranslateMap.end())
1665           *i = PI->second;
1666       }
1667
1668       // Check for trivial simplification.
1669       if (Value *V = SimplifyInstruction(N, DL)) {
1670         TranslateMap[BBI] = V;
1671         delete N;   // Instruction folded away, don't need actual inst
1672       } else {
1673         // Insert the new instruction into its new home.
1674         EdgeBB->getInstList().insert(InsertPt, N);
1675         if (!BBI->use_empty())
1676           TranslateMap[BBI] = N;
1677       }
1678     }
1679
1680     // Loop over all of the edges from PredBB to BB, changing them to branch
1681     // to EdgeBB instead.
1682     TerminatorInst *PredBBTI = PredBB->getTerminator();
1683     for (unsigned i = 0, e = PredBBTI->getNumSuccessors(); i != e; ++i)
1684       if (PredBBTI->getSuccessor(i) == BB) {
1685         BB->removePredecessor(PredBB);
1686         PredBBTI->setSuccessor(i, EdgeBB);
1687       }
1688
1689     // Recurse, simplifying any other constants.
1690     return FoldCondBranchOnPHI(BI, DL) | true;
1691   }
1692
1693   return false;
1694 }
1695
1696 /// FoldTwoEntryPHINode - Given a BB that starts with the specified two-entry
1697 /// PHI node, see if we can eliminate it.
1698 static bool FoldTwoEntryPHINode(PHINode *PN, const DataLayout *DL) {
1699   // Ok, this is a two entry PHI node.  Check to see if this is a simple "if
1700   // statement", which has a very simple dominance structure.  Basically, we
1701   // are trying to find the condition that is being branched on, which
1702   // subsequently causes this merge to happen.  We really want control
1703   // dependence information for this check, but simplifycfg can't keep it up
1704   // to date, and this catches most of the cases we care about anyway.
1705   BasicBlock *BB = PN->getParent();
1706   BasicBlock *IfTrue, *IfFalse;
1707   Value *IfCond = GetIfCondition(BB, IfTrue, IfFalse);
1708   if (!IfCond ||
1709       // Don't bother if the branch will be constant folded trivially.
1710       isa<ConstantInt>(IfCond))
1711     return false;
1712
1713   // Okay, we found that we can merge this two-entry phi node into a select.
1714   // Doing so would require us to fold *all* two entry phi nodes in this block.
1715   // At some point this becomes non-profitable (particularly if the target
1716   // doesn't support cmov's).  Only do this transformation if there are two or
1717   // fewer PHI nodes in this block.
1718   unsigned NumPhis = 0;
1719   for (BasicBlock::iterator I = BB->begin(); isa<PHINode>(I); ++NumPhis, ++I)
1720     if (NumPhis > 2)
1721       return false;
1722
1723   // Loop over the PHI's seeing if we can promote them all to select
1724   // instructions.  While we are at it, keep track of the instructions
1725   // that need to be moved to the dominating block.
1726   SmallPtrSet<Instruction*, 4> AggressiveInsts;
1727   unsigned MaxCostVal0 = PHINodeFoldingThreshold,
1728            MaxCostVal1 = PHINodeFoldingThreshold;
1729
1730   for (BasicBlock::iterator II = BB->begin(); isa<PHINode>(II);) {
1731     PHINode *PN = cast<PHINode>(II++);
1732     if (Value *V = SimplifyInstruction(PN, DL)) {
1733       PN->replaceAllUsesWith(V);
1734       PN->eraseFromParent();
1735       continue;
1736     }
1737
1738     if (!DominatesMergePoint(PN->getIncomingValue(0), BB, &AggressiveInsts,
1739                              MaxCostVal0) ||
1740         !DominatesMergePoint(PN->getIncomingValue(1), BB, &AggressiveInsts,
1741                              MaxCostVal1))
1742       return false;
1743   }
1744
1745   // If we folded the first phi, PN dangles at this point.  Refresh it.  If
1746   // we ran out of PHIs then we simplified them all.
1747   PN = dyn_cast<PHINode>(BB->begin());
1748   if (PN == 0) return true;
1749
1750   // Don't fold i1 branches on PHIs which contain binary operators.  These can
1751   // often be turned into switches and other things.
1752   if (PN->getType()->isIntegerTy(1) &&
1753       (isa<BinaryOperator>(PN->getIncomingValue(0)) ||
1754        isa<BinaryOperator>(PN->getIncomingValue(1)) ||
1755        isa<BinaryOperator>(IfCond)))
1756     return false;
1757
1758   // If we all PHI nodes are promotable, check to make sure that all
1759   // instructions in the predecessor blocks can be promoted as well.  If
1760   // not, we won't be able to get rid of the control flow, so it's not
1761   // worth promoting to select instructions.
1762   BasicBlock *DomBlock = 0;
1763   BasicBlock *IfBlock1 = PN->getIncomingBlock(0);
1764   BasicBlock *IfBlock2 = PN->getIncomingBlock(1);
1765   if (cast<BranchInst>(IfBlock1->getTerminator())->isConditional()) {
1766     IfBlock1 = 0;
1767   } else {
1768     DomBlock = *pred_begin(IfBlock1);
1769     for (BasicBlock::iterator I = IfBlock1->begin();!isa<TerminatorInst>(I);++I)
1770       if (!AggressiveInsts.count(I) && !isa<DbgInfoIntrinsic>(I)) {
1771         // This is not an aggressive instruction that we can promote.
1772         // Because of this, we won't be able to get rid of the control
1773         // flow, so the xform is not worth it.
1774         return false;
1775       }
1776   }
1777
1778   if (cast<BranchInst>(IfBlock2->getTerminator())->isConditional()) {
1779     IfBlock2 = 0;
1780   } else {
1781     DomBlock = *pred_begin(IfBlock2);
1782     for (BasicBlock::iterator I = IfBlock2->begin();!isa<TerminatorInst>(I);++I)
1783       if (!AggressiveInsts.count(I) && !isa<DbgInfoIntrinsic>(I)) {
1784         // This is not an aggressive instruction that we can promote.
1785         // Because of this, we won't be able to get rid of the control
1786         // flow, so the xform is not worth it.
1787         return false;
1788       }
1789   }
1790
1791   DEBUG(dbgs() << "FOUND IF CONDITION!  " << *IfCond << "  T: "
1792                << IfTrue->getName() << "  F: " << IfFalse->getName() << "\n");
1793
1794   // If we can still promote the PHI nodes after this gauntlet of tests,
1795   // do all of the PHI's now.
1796   Instruction *InsertPt = DomBlock->getTerminator();
1797   IRBuilder<true, NoFolder> Builder(InsertPt);
1798
1799   // Move all 'aggressive' instructions, which are defined in the
1800   // conditional parts of the if's up to the dominating block.
1801   if (IfBlock1)
1802     DomBlock->getInstList().splice(InsertPt,
1803                                    IfBlock1->getInstList(), IfBlock1->begin(),
1804                                    IfBlock1->getTerminator());
1805   if (IfBlock2)
1806     DomBlock->getInstList().splice(InsertPt,
1807                                    IfBlock2->getInstList(), IfBlock2->begin(),
1808                                    IfBlock2->getTerminator());
1809
1810   while (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(BB->begin())) {
1811     // Change the PHI node into a select instruction.
1812     Value *TrueVal  = PN->getIncomingValue(PN->getIncomingBlock(0) == IfFalse);
1813     Value *FalseVal = PN->getIncomingValue(PN->getIncomingBlock(0) == IfTrue);
1814
1815     SelectInst *NV =
1816       cast<SelectInst>(Builder.CreateSelect(IfCond, TrueVal, FalseVal, ""));
1817     PN->replaceAllUsesWith(NV);
1818     NV->takeName(PN);
1819     PN->eraseFromParent();
1820   }
1821
1822   // At this point, IfBlock1 and IfBlock2 are both empty, so our if statement
1823   // has been flattened.  Change DomBlock to jump directly to our new block to
1824   // avoid other simplifycfg's kicking in on the diamond.
1825   TerminatorInst *OldTI = DomBlock->getTerminator();
1826   Builder.SetInsertPoint(OldTI);
1827   Builder.CreateBr(BB);
1828   OldTI->eraseFromParent();
1829   return true;
1830 }
1831
1832 /// SimplifyCondBranchToTwoReturns - If we found a conditional branch that goes
1833 /// to two returning blocks, try to merge them together into one return,
1834 /// introducing a select if the return values disagree.
1835 static bool SimplifyCondBranchToTwoReturns(BranchInst *BI,
1836                                            IRBuilder<> &Builder) {
1837   assert(BI->isConditional() && "Must be a conditional branch");
1838   BasicBlock *TrueSucc = BI->getSuccessor(0);
1839   BasicBlock *FalseSucc = BI->getSuccessor(1);
1840   ReturnInst *TrueRet = cast<ReturnInst>(TrueSucc->getTerminator());
1841   ReturnInst *FalseRet = cast<ReturnInst>(FalseSucc->getTerminator());
1842
1843   // Check to ensure both blocks are empty (just a return) or optionally empty
1844   // with PHI nodes.  If there are other instructions, merging would cause extra
1845   // computation on one path or the other.
1846   if (!TrueSucc->getFirstNonPHIOrDbg()->isTerminator())
1847     return false;
1848   if (!FalseSucc->getFirstNonPHIOrDbg()->isTerminator())
1849     return false;
1850
1851   Builder.SetInsertPoint(BI);
1852   // Okay, we found a branch that is going to two return nodes.  If
1853   // there is no return value for this function, just change the
1854   // branch into a return.
1855   if (FalseRet->getNumOperands() == 0) {
1856     TrueSucc->removePredecessor(BI->getParent());
1857     FalseSucc->removePredecessor(BI->getParent());
1858     Builder.CreateRetVoid();
1859     EraseTerminatorInstAndDCECond(BI);
1860     return true;
1861   }
1862
1863   // Otherwise, figure out what the true and false return values are
1864   // so we can insert a new select instruction.
1865   Value *TrueValue = TrueRet->getReturnValue();
1866   Value *FalseValue = FalseRet->getReturnValue();
1867
1868   // Unwrap any PHI nodes in the return blocks.
1869   if (PHINode *TVPN = dyn_cast_or_null<PHINode>(TrueValue))
1870     if (TVPN->getParent() == TrueSucc)
1871       TrueValue = TVPN->getIncomingValueForBlock(BI->getParent());
1872   if (PHINode *FVPN = dyn_cast_or_null<PHINode>(FalseValue))
1873     if (FVPN->getParent() == FalseSucc)
1874       FalseValue = FVPN->getIncomingValueForBlock(BI->getParent());
1875
1876   // In order for this transformation to be safe, we must be able to
1877   // unconditionally execute both operands to the return.  This is
1878   // normally the case, but we could have a potentially-trapping
1879   // constant expression that prevents this transformation from being
1880   // safe.
1881   if (ConstantExpr *TCV = dyn_cast_or_null<ConstantExpr>(TrueValue))
1882     if (TCV->canTrap())
1883       return false;
1884   if (ConstantExpr *FCV = dyn_cast_or_null<ConstantExpr>(FalseValue))
1885     if (FCV->canTrap())
1886       return false;
1887
1888   // Okay, we collected all the mapped values and checked them for sanity, and
1889   // defined to really do this transformation.  First, update the CFG.
1890   TrueSucc->removePredecessor(BI->getParent());
1891   FalseSucc->removePredecessor(BI->getParent());
1892
1893   // Insert select instructions where needed.
1894   Value *BrCond = BI->getCondition();
1895   if (TrueValue) {
1896     // Insert a select if the results differ.
1897     if (TrueValue == FalseValue || isa<UndefValue>(FalseValue)) {
1898     } else if (isa<UndefValue>(TrueValue)) {
1899       TrueValue = FalseValue;
1900     } else {
1901       TrueValue = Builder.CreateSelect(BrCond, TrueValue,
1902                                        FalseValue, "retval");
1903     }
1904   }
1905
1906   Value *RI = !TrueValue ?
1907     Builder.CreateRetVoid() : Builder.CreateRet(TrueValue);
1908
1909   (void) RI;
1910
1911   DEBUG(dbgs() << "\nCHANGING BRANCH TO TWO RETURNS INTO SELECT:"
1912                << "\n  " << *BI << "NewRet = " << *RI
1913                << "TRUEBLOCK: " << *TrueSucc << "FALSEBLOCK: "<< *FalseSucc);
1914
1915   EraseTerminatorInstAndDCECond(BI);
1916
1917   return true;
1918 }
1919
1920 /// ExtractBranchMetadata - Given a conditional BranchInstruction, retrieve the
1921 /// probabilities of the branch taking each edge. Fills in the two APInt
1922 /// parameters and return true, or returns false if no or invalid metadata was
1923 /// found.
1924 static bool ExtractBranchMetadata(BranchInst *BI,
1925                                   uint64_t &ProbTrue, uint64_t &ProbFalse) {
1926   assert(BI->isConditional() &&
1927          "Looking for probabilities on unconditional branch?");
1928   MDNode *ProfileData = BI->getMetadata(LLVMContext::MD_prof);
1929   if (!ProfileData || ProfileData->getNumOperands() != 3) return false;
1930   ConstantInt *CITrue = dyn_cast<ConstantInt>(ProfileData->getOperand(1));
1931   ConstantInt *CIFalse = dyn_cast<ConstantInt>(ProfileData->getOperand(2));
1932   if (!CITrue || !CIFalse) return false;
1933   ProbTrue = CITrue->getValue().getZExtValue();
1934   ProbFalse = CIFalse->getValue().getZExtValue();
1935   return true;
1936 }
1937
1938 /// checkCSEInPredecessor - Return true if the given instruction is available
1939 /// in its predecessor block. If yes, the instruction will be removed.
1940 ///
1941 static bool checkCSEInPredecessor(Instruction *Inst, BasicBlock *PB) {
1942   if (!isa<BinaryOperator>(Inst) && !isa<CmpInst>(Inst))
1943     return false;
1944   for (BasicBlock::iterator I = PB->begin(), E = PB->end(); I != E; I++) {
1945     Instruction *PBI = &*I;
1946     // Check whether Inst and PBI generate the same value.
1947     if (Inst->isIdenticalTo(PBI)) {
1948       Inst->replaceAllUsesWith(PBI);
1949       Inst->eraseFromParent();
1950       return true;
1951     }
1952   }
1953   return false;
1954 }
1955
1956 /// FoldBranchToCommonDest - If this basic block is simple enough, and if a
1957 /// predecessor branches to us and one of our successors, fold the block into
1958 /// the predecessor and use logical operations to pick the right destination.
1959 bool llvm::FoldBranchToCommonDest(BranchInst *BI) {
1960   BasicBlock *BB = BI->getParent();
1961
1962   Instruction *Cond = 0;
1963   if (BI->isConditional())
1964     Cond = dyn_cast<Instruction>(BI->getCondition());
1965   else {
1966     // For unconditional branch, check for a simple CFG pattern, where
1967     // BB has a single predecessor and BB's successor is also its predecessor's
1968     // successor. If such pattern exisits, check for CSE between BB and its
1969     // predecessor.
1970     if (BasicBlock *PB = BB->getSinglePredecessor())
1971       if (BranchInst *PBI = dyn_cast<BranchInst>(PB->getTerminator()))
1972         if (PBI->isConditional() &&
1973             (BI->getSuccessor(0) == PBI->getSuccessor(0) ||
1974              BI->getSuccessor(0) == PBI->getSuccessor(1))) {
1975           for (BasicBlock::iterator I = BB->begin(), E = BB->end();
1976                I != E; ) {
1977             Instruction *Curr = I++;
1978             if (isa<CmpInst>(Curr)) {
1979               Cond = Curr;
1980               break;
1981             }
1982             // Quit if we can't remove this instruction.
1983             if (!checkCSEInPredecessor(Curr, PB))
1984               return false;
1985           }
1986         }
1987
1988     if (Cond == 0)
1989       return false;
1990   }
1991
1992   if (Cond == 0 || (!isa<CmpInst>(Cond) && !isa<BinaryOperator>(Cond)) ||
1993     Cond->getParent() != BB || !Cond->hasOneUse())
1994   return false;
1995
1996   // Only allow this if the condition is a simple instruction that can be
1997   // executed unconditionally.  It must be in the same block as the branch, and
1998   // must be at the front of the block.
1999   BasicBlock::iterator FrontIt = BB->front();
2000
2001   // Ignore dbg intrinsics.
2002   while (isa<DbgInfoIntrinsic>(FrontIt)) ++FrontIt;
2003
2004   // Allow a single instruction to be hoisted in addition to the compare
2005   // that feeds the branch.  We later ensure that any values that _it_ uses
2006   // were also live in the predecessor, so that we don't unnecessarily create
2007   // register pressure or inhibit out-of-order execution.
2008   Instruction *BonusInst = 0;
2009   if (&*FrontIt != Cond &&
2010       FrontIt->hasOneUse() && FrontIt->user_back() == Cond &&
2011       isSafeToSpeculativelyExecute(FrontIt)) {
2012     BonusInst = &*FrontIt;
2013     ++FrontIt;
2014
2015     // Ignore dbg intrinsics.
2016     while (isa<DbgInfoIntrinsic>(FrontIt)) ++FrontIt;
2017   }
2018
2019   // Only a single bonus inst is allowed.
2020   if (&*FrontIt != Cond)
2021     return false;
2022
2023   // Make sure the instruction after the condition is the cond branch.
2024   BasicBlock::iterator CondIt = Cond; ++CondIt;
2025
2026   // Ingore dbg intrinsics.
2027   while (isa<DbgInfoIntrinsic>(CondIt)) ++CondIt;
2028
2029   if (&*CondIt != BI)
2030     return false;
2031
2032   // Cond is known to be a compare or binary operator.  Check to make sure that
2033   // neither operand is a potentially-trapping constant expression.
2034   if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(Cond->getOperand(0)))
2035     if (CE->canTrap())
2036       return false;
2037   if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(Cond->getOperand(1)))
2038     if (CE->canTrap())
2039       return false;
2040
2041   // Finally, don't infinitely unroll conditional loops.
2042   BasicBlock *TrueDest  = BI->getSuccessor(0);
2043   BasicBlock *FalseDest = (BI->isConditional()) ? BI->getSuccessor(1) : 0;
2044   if (TrueDest == BB || FalseDest == BB)
2045     return false;
2046
2047   for (pred_iterator PI = pred_begin(BB), E = pred_end(BB); PI != E; ++PI) {
2048     BasicBlock *PredBlock = *PI;
2049     BranchInst *PBI = dyn_cast<BranchInst>(PredBlock->getTerminator());
2050
2051     // Check that we have two conditional branches.  If there is a PHI node in
2052     // the common successor, verify that the same value flows in from both
2053     // blocks.
2054     SmallVector<PHINode*, 4> PHIs;
2055     if (PBI == 0 || PBI->isUnconditional() ||
2056         (BI->isConditional() &&
2057          !SafeToMergeTerminators(BI, PBI)) ||
2058         (!BI->isConditional() &&
2059          !isProfitableToFoldUnconditional(BI, PBI, Cond, PHIs)))
2060       continue;
2061
2062     // Determine if the two branches share a common destination.
2063     Instruction::BinaryOps Opc = Instruction::BinaryOpsEnd;
2064     bool InvertPredCond = false;
2065
2066     if (BI->isConditional()) {
2067       if (PBI->getSuccessor(0) == TrueDest)
2068         Opc = Instruction::Or;
2069       else if (PBI->getSuccessor(1) == FalseDest)
2070         Opc = Instruction::And;
2071       else if (PBI->getSuccessor(0) == FalseDest)
2072         Opc = Instruction::And, InvertPredCond = true;
2073       else if (PBI->getSuccessor(1) == TrueDest)
2074         Opc = Instruction::Or, InvertPredCond = true;
2075       else
2076         continue;
2077     } else {
2078       if (PBI->getSuccessor(0) != TrueDest && PBI->getSuccessor(1) != TrueDest)
2079         continue;
2080     }
2081
2082     // Ensure that any values used in the bonus instruction are also used
2083     // by the terminator of the predecessor.  This means that those values
2084     // must already have been resolved, so we won't be inhibiting the
2085     // out-of-order core by speculating them earlier. We also allow
2086     // instructions that are used by the terminator's condition because it
2087     // exposes more merging opportunities.
2088     bool UsedByBranch = (BonusInst && BonusInst->hasOneUse() &&
2089                          BonusInst->user_back() == Cond);
2090
2091     if (BonusInst && !UsedByBranch) {
2092       // Collect the values used by the bonus inst
2093       SmallPtrSet<Value*, 4> UsedValues;
2094       for (Instruction::op_iterator OI = BonusInst->op_begin(),
2095            OE = BonusInst->op_end(); OI != OE; ++OI) {
2096         Value *V = *OI;
2097         if (!isa<Constant>(V) && !isa<Argument>(V))
2098           UsedValues.insert(V);
2099       }
2100
2101       SmallVector<std::pair<Value*, unsigned>, 4> Worklist;
2102       Worklist.push_back(std::make_pair(PBI->getOperand(0), 0));
2103
2104       // Walk up to four levels back up the use-def chain of the predecessor's
2105       // terminator to see if all those values were used.  The choice of four
2106       // levels is arbitrary, to provide a compile-time-cost bound.
2107       while (!Worklist.empty()) {
2108         std::pair<Value*, unsigned> Pair = Worklist.back();
2109         Worklist.pop_back();
2110
2111         if (Pair.second >= 4) continue;
2112         UsedValues.erase(Pair.first);
2113         if (UsedValues.empty()) break;
2114
2115         if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(Pair.first)) {
2116           for (Instruction::op_iterator OI = I->op_begin(), OE = I->op_end();
2117                OI != OE; ++OI)
2118             Worklist.push_back(std::make_pair(OI->get(), Pair.second+1));
2119         }
2120       }
2121
2122       if (!UsedValues.empty()) return false;
2123     }
2124
2125     DEBUG(dbgs() << "FOLDING BRANCH TO COMMON DEST:\n" << *PBI << *BB);
2126     IRBuilder<> Builder(PBI);
2127
2128     // If we need to invert the condition in the pred block to match, do so now.
2129     if (InvertPredCond) {
2130       Value *NewCond = PBI->getCondition();
2131
2132       if (NewCond->hasOneUse() && isa<CmpInst>(NewCond)) {
2133         CmpInst *CI = cast<CmpInst>(NewCond);
2134         CI->setPredicate(CI->getInversePredicate());
2135       } else {
2136         NewCond = Builder.CreateNot(NewCond,
2137                                     PBI->getCondition()->getName()+".not");
2138       }
2139
2140       PBI->setCondition(NewCond);
2141       PBI->swapSuccessors();
2142     }
2143
2144     // If we have a bonus inst, clone it into the predecessor block.
2145     Instruction *NewBonus = 0;
2146     if (BonusInst) {
2147       NewBonus = BonusInst->clone();
2148
2149       // If we moved a load, we cannot any longer claim any knowledge about
2150       // its potential value. The previous information might have been valid
2151       // only given the branch precondition.
2152       // For an analogous reason, we must also drop all the metadata whose
2153       // semantics we don't understand.
2154       NewBonus->dropUnknownMetadata(LLVMContext::MD_dbg);
2155
2156       PredBlock->getInstList().insert(PBI, NewBonus);
2157       NewBonus->takeName(BonusInst);
2158       BonusInst->setName(BonusInst->getName()+".old");
2159     }
2160
2161     // Clone Cond into the predecessor basic block, and or/and the
2162     // two conditions together.
2163     Instruction *New = Cond->clone();
2164     if (BonusInst) New->replaceUsesOfWith(BonusInst, NewBonus);
2165     PredBlock->getInstList().insert(PBI, New);
2166     New->takeName(Cond);
2167     Cond->setName(New->getName()+".old");
2168
2169     if (BI->isConditional()) {
2170       Instruction *NewCond =
2171         cast<Instruction>(Builder.CreateBinOp(Opc, PBI->getCondition(),
2172                                             New, "or.cond"));
2173       PBI->setCondition(NewCond);
2174
2175       uint64_t PredTrueWeight, PredFalseWeight, SuccTrueWeight, SuccFalseWeight;
2176       bool PredHasWeights = ExtractBranchMetadata(PBI, PredTrueWeight,
2177                                                   PredFalseWeight);
2178       bool SuccHasWeights = ExtractBranchMetadata(BI, SuccTrueWeight,
2179                                                   SuccFalseWeight);
2180       SmallVector<uint64_t, 8> NewWeights;
2181
2182       if (PBI->getSuccessor(0) == BB) {
2183         if (PredHasWeights && SuccHasWeights) {
2184           // PBI: br i1 %x, BB, FalseDest
2185           // BI:  br i1 %y, TrueDest, FalseDest
2186           //TrueWeight is TrueWeight for PBI * TrueWeight for BI.
2187           NewWeights.push_back(PredTrueWeight * SuccTrueWeight);
2188           //FalseWeight is FalseWeight for PBI * TotalWeight for BI +
2189           //               TrueWeight for PBI * FalseWeight for BI.
2190           // We assume that total weights of a BranchInst can fit into 32 bits.
2191           // Therefore, we will not have overflow using 64-bit arithmetic.
2192           NewWeights.push_back(PredFalseWeight * (SuccFalseWeight +
2193                SuccTrueWeight) + PredTrueWeight * SuccFalseWeight);
2194         }
2195         AddPredecessorToBlock(TrueDest, PredBlock, BB);
2196         PBI->setSuccessor(0, TrueDest);
2197       }
2198       if (PBI->getSuccessor(1) == BB) {
2199         if (PredHasWeights && SuccHasWeights) {
2200           // PBI: br i1 %x, TrueDest, BB
2201           // BI:  br i1 %y, TrueDest, FalseDest
2202           //TrueWeight is TrueWeight for PBI * TotalWeight for BI +
2203           //              FalseWeight for PBI * TrueWeight for BI.
2204           NewWeights.push_back(PredTrueWeight * (SuccFalseWeight +
2205               SuccTrueWeight) + PredFalseWeight * SuccTrueWeight);
2206           //FalseWeight is FalseWeight for PBI * FalseWeight for BI.
2207           NewWeights.push_back(PredFalseWeight * SuccFalseWeight);
2208         }
2209         AddPredecessorToBlock(FalseDest, PredBlock, BB);
2210         PBI->setSuccessor(1, FalseDest);
2211       }
2212       if (NewWeights.size() == 2) {
2213         // Halve the weights if any of them cannot fit in an uint32_t
2214         FitWeights(NewWeights);
2215
2216         SmallVector<uint32_t, 8> MDWeights(NewWeights.begin(),NewWeights.end());
2217         PBI->setMetadata(LLVMContext::MD_prof,
2218                          MDBuilder(BI->getContext()).
2219                          createBranchWeights(MDWeights));
2220       } else
2221         PBI->setMetadata(LLVMContext::MD_prof, NULL);
2222     } else {
2223       // Update PHI nodes in the common successors.
2224       for (unsigned i = 0, e = PHIs.size(); i != e; ++i) {
2225         ConstantInt *PBI_C = cast<ConstantInt>(
2226           PHIs[i]->getIncomingValueForBlock(PBI->getParent()));
2227         assert(PBI_C->getType()->isIntegerTy(1));
2228         Instruction *MergedCond = 0;
2229         if (PBI->getSuccessor(0) == TrueDest) {
2230           // Create (PBI_Cond and PBI_C) or (!PBI_Cond and BI_Value)
2231           // PBI_C is true: PBI_Cond or (!PBI_Cond and BI_Value)
2232           //       is false: !PBI_Cond and BI_Value
2233           Instruction *NotCond =
2234             cast<Instruction>(Builder.CreateNot(PBI->getCondition(),
2235                                 "not.cond"));
2236           MergedCond =
2237             cast<Instruction>(Builder.CreateBinOp(Instruction::And,
2238                                 NotCond, New,
2239                                 "and.cond"));
2240           if (PBI_C->isOne())
2241             MergedCond =
2242               cast<Instruction>(Builder.CreateBinOp(Instruction::Or,
2243                                   PBI->getCondition(), MergedCond,
2244                                   "or.cond"));
2245         } else {
2246           // Create (PBI_Cond and BI_Value) or (!PBI_Cond and PBI_C)
2247           // PBI_C is true: (PBI_Cond and BI_Value) or (!PBI_Cond)
2248           //       is false: PBI_Cond and BI_Value
2249           MergedCond =
2250             cast<Instruction>(Builder.CreateBinOp(Instruction::And,
2251                                 PBI->getCondition(), New,
2252                                 "and.cond"));
2253           if (PBI_C->isOne()) {
2254             Instruction *NotCond =
2255               cast<Instruction>(Builder.CreateNot(PBI->getCondition(),
2256                                   "not.cond"));
2257             MergedCond =
2258               cast<Instruction>(Builder.CreateBinOp(Instruction::Or,
2259                                   NotCond, MergedCond,
2260                                   "or.cond"));
2261           }
2262         }
2263         // Update PHI Node.
2264         PHIs[i]->setIncomingValue(PHIs[i]->getBasicBlockIndex(PBI->getParent()),
2265                                   MergedCond);
2266       }
2267       // Change PBI from Conditional to Unconditional.
2268       BranchInst *New_PBI = BranchInst::Create(TrueDest, PBI);
2269       EraseTerminatorInstAndDCECond(PBI);
2270       PBI = New_PBI;
2271     }
2272
2273     // TODO: If BB is reachable from all paths through PredBlock, then we
2274     // could replace PBI's branch probabilities with BI's.
2275
2276     // Copy any debug value intrinsics into the end of PredBlock.
2277     for (BasicBlock::iterator I = BB->begin(), E = BB->end(); I != E; ++I)
2278       if (isa<DbgInfoIntrinsic>(*I))
2279         I->clone()->insertBefore(PBI);
2280
2281     return true;
2282   }
2283   return false;
2284 }
2285
2286 /// SimplifyCondBranchToCondBranch - If we have a conditional branch as a
2287 /// predecessor of another block, this function tries to simplify it.  We know
2288 /// that PBI and BI are both conditional branches, and BI is in one of the
2289 /// successor blocks of PBI - PBI branches to BI.
2290 static bool SimplifyCondBranchToCondBranch(BranchInst *PBI, BranchInst *BI) {
2291   assert(PBI->isConditional() && BI->isConditional());
2292   BasicBlock *BB = BI->getParent();
2293
2294   // If this block ends with a branch instruction, and if there is a
2295   // predecessor that ends on a branch of the same condition, make
2296   // this conditional branch redundant.
2297   if (PBI->getCondition() == BI->getCondition() &&
2298       PBI->getSuccessor(0) != PBI->getSuccessor(1)) {
2299     // Okay, the outcome of this conditional branch is statically
2300     // knowable.  If this block had a single pred, handle specially.
2301     if (BB->getSinglePredecessor()) {
2302       // Turn this into a branch on constant.
2303       bool CondIsTrue = PBI->getSuccessor(0) == BB;
2304       BI->setCondition(ConstantInt::get(Type::getInt1Ty(BB->getContext()),
2305                                         CondIsTrue));
2306       return true;  // Nuke the branch on constant.
2307     }
2308
2309     // Otherwise, if there are multiple predecessors, insert a PHI that merges
2310     // in the constant and simplify the block result.  Subsequent passes of
2311     // simplifycfg will thread the block.
2312     if (BlockIsSimpleEnoughToThreadThrough(BB)) {
2313       pred_iterator PB = pred_begin(BB), PE = pred_end(BB);
2314       PHINode *NewPN = PHINode::Create(Type::getInt1Ty(BB->getContext()),
2315                                        std::distance(PB, PE),
2316                                        BI->getCondition()->getName() + ".pr",
2317                                        BB->begin());
2318       // Okay, we're going to insert the PHI node.  Since PBI is not the only
2319       // predecessor, compute the PHI'd conditional value for all of the preds.
2320       // Any predecessor where the condition is not computable we keep symbolic.
2321       for (pred_iterator PI = PB; PI != PE; ++PI) {
2322         BasicBlock *P = *PI;
2323         if ((PBI = dyn_cast<BranchInst>(P->getTerminator())) &&
2324             PBI != BI && PBI->isConditional() &&
2325             PBI->getCondition() == BI->getCondition() &&
2326             PBI->getSuccessor(0) != PBI->getSuccessor(1)) {
2327           bool CondIsTrue = PBI->getSuccessor(0) == BB;
2328           NewPN->addIncoming(ConstantInt::get(Type::getInt1Ty(BB->getContext()),
2329                                               CondIsTrue), P);
2330         } else {
2331           NewPN->addIncoming(BI->getCondition(), P);
2332         }
2333       }
2334
2335       BI->setCondition(NewPN);
2336       return true;
2337     }
2338   }
2339
2340   // If this is a conditional branch in an empty block, and if any
2341   // predecessors is a conditional branch to one of our destinations,
2342   // fold the conditions into logical ops and one cond br.
2343   BasicBlock::iterator BBI = BB->begin();
2344   // Ignore dbg intrinsics.
2345   while (isa<DbgInfoIntrinsic>(BBI))
2346     ++BBI;
2347   if (&*BBI != BI)
2348     return false;
2349
2350
2351   if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(BI->getCondition()))
2352     if (CE->canTrap())
2353       return false;
2354
2355   int PBIOp, BIOp;
2356   if (PBI->getSuccessor(0) == BI->getSuccessor(0))
2357     PBIOp = BIOp = 0;
2358   else if (PBI->getSuccessor(0) == BI->getSuccessor(1))
2359     PBIOp = 0, BIOp = 1;
2360   else if (PBI->getSuccessor(1) == BI->getSuccessor(0))
2361     PBIOp = 1, BIOp = 0;
2362   else if (PBI->getSuccessor(1) == BI->getSuccessor(1))
2363     PBIOp = BIOp = 1;
2364   else
2365     return false;
2366
2367   // Check to make sure that the other destination of this branch
2368   // isn't BB itself.  If so, this is an infinite loop that will
2369   // keep getting unwound.
2370   if (PBI->getSuccessor(PBIOp) == BB)
2371     return false;
2372
2373   // Do not perform this transformation if it would require
2374   // insertion of a large number of select instructions. For targets
2375   // without predication/cmovs, this is a big pessimization.
2376   BasicBlock *CommonDest = PBI->getSuccessor(PBIOp);
2377
2378   unsigned NumPhis = 0;
2379   for (BasicBlock::iterator II = CommonDest->begin();
2380        isa<PHINode>(II); ++II, ++NumPhis)
2381     if (NumPhis > 2) // Disable this xform.
2382       return false;
2383
2384   // Finally, if everything is ok, fold the branches to logical ops.
2385   BasicBlock *OtherDest  = BI->getSuccessor(BIOp ^ 1);
2386
2387   DEBUG(dbgs() << "FOLDING BRs:" << *PBI->getParent()
2388                << "AND: " << *BI->getParent());
2389
2390
2391   // If OtherDest *is* BB, then BB is a basic block with a single conditional
2392   // branch in it, where one edge (OtherDest) goes back to itself but the other
2393   // exits.  We don't *know* that the program avoids the infinite loop
2394   // (even though that seems likely).  If we do this xform naively, we'll end up
2395   // recursively unpeeling the loop.  Since we know that (after the xform is
2396   // done) that the block *is* infinite if reached, we just make it an obviously
2397   // infinite loop with no cond branch.
2398   if (OtherDest == BB) {
2399     // Insert it at the end of the function, because it's either code,
2400     // or it won't matter if it's hot. :)
2401     BasicBlock *InfLoopBlock = BasicBlock::Create(BB->getContext(),
2402                                                   "infloop", BB->getParent());
2403     BranchInst::Create(InfLoopBlock, InfLoopBlock);
2404     OtherDest = InfLoopBlock;
2405   }
2406
2407   DEBUG(dbgs() << *PBI->getParent()->getParent());
2408
2409   // BI may have other predecessors.  Because of this, we leave
2410   // it alone, but modify PBI.
2411
2412   // Make sure we get to CommonDest on True&True directions.
2413   Value *PBICond = PBI->getCondition();
2414   IRBuilder<true, NoFolder> Builder(PBI);
2415   if (PBIOp)
2416     PBICond = Builder.CreateNot(PBICond, PBICond->getName()+".not");
2417
2418   Value *BICond = BI->getCondition();
2419   if (BIOp)
2420     BICond = Builder.CreateNot(BICond, BICond->getName()+".not");
2421
2422   // Merge the conditions.
2423   Value *Cond = Builder.CreateOr(PBICond, BICond, "brmerge");
2424
2425   // Modify PBI to branch on the new condition to the new dests.
2426   PBI->setCondition(Cond);
2427   PBI->setSuccessor(0, CommonDest);
2428   PBI->setSuccessor(1, OtherDest);
2429
2430   // Update branch weight for PBI.
2431   uint64_t PredTrueWeight, PredFalseWeight, SuccTrueWeight, SuccFalseWeight;
2432   bool PredHasWeights = ExtractBranchMetadata(PBI, PredTrueWeight,
2433                                               PredFalseWeight);
2434   bool SuccHasWeights = ExtractBranchMetadata(BI, SuccTrueWeight,
2435                                               SuccFalseWeight);
2436   if (PredHasWeights && SuccHasWeights) {
2437     uint64_t PredCommon = PBIOp ? PredFalseWeight : PredTrueWeight;
2438     uint64_t PredOther = PBIOp ?PredTrueWeight : PredFalseWeight;
2439     uint64_t SuccCommon = BIOp ? SuccFalseWeight : SuccTrueWeight;
2440     uint64_t SuccOther = BIOp ? SuccTrueWeight : SuccFalseWeight;
2441     // The weight to CommonDest should be PredCommon * SuccTotal +
2442     //                                    PredOther * SuccCommon.
2443     // The weight to OtherDest should be PredOther * SuccOther.
2444     SmallVector<uint64_t, 2> NewWeights;
2445     NewWeights.push_back(PredCommon * (SuccCommon + SuccOther) +
2446                          PredOther * SuccCommon);
2447     NewWeights.push_back(PredOther * SuccOther);
2448     // Halve the weights if any of them cannot fit in an uint32_t
2449     FitWeights(NewWeights);
2450
2451     SmallVector<uint32_t, 2> MDWeights(NewWeights.begin(),NewWeights.end());
2452     PBI->setMetadata(LLVMContext::MD_prof,
2453                      MDBuilder(BI->getContext()).
2454                      createBranchWeights(MDWeights));
2455   }
2456
2457   // OtherDest may have phi nodes.  If so, add an entry from PBI's
2458   // block that are identical to the entries for BI's block.
2459   AddPredecessorToBlock(OtherDest, PBI->getParent(), BB);
2460
2461   // We know that the CommonDest already had an edge from PBI to
2462   // it.  If it has PHIs though, the PHIs may have different
2463   // entries for BB and PBI's BB.  If so, insert a select to make
2464   // them agree.
2465   PHINode *PN;
2466   for (BasicBlock::iterator II = CommonDest->begin();
2467        (PN = dyn_cast<PHINode>(II)); ++II) {
2468     Value *BIV = PN->getIncomingValueForBlock(BB);
2469     unsigned PBBIdx = PN->getBasicBlockIndex(PBI->getParent());
2470     Value *PBIV = PN->getIncomingValue(PBBIdx);
2471     if (BIV != PBIV) {
2472       // Insert a select in PBI to pick the right value.
2473       Value *NV = cast<SelectInst>
2474         (Builder.CreateSelect(PBICond, PBIV, BIV, PBIV->getName()+".mux"));
2475       PN->setIncomingValue(PBBIdx, NV);
2476     }
2477   }
2478
2479   DEBUG(dbgs() << "INTO: " << *PBI->getParent());
2480   DEBUG(dbgs() << *PBI->getParent()->getParent());
2481
2482   // This basic block is probably dead.  We know it has at least
2483   // one fewer predecessor.
2484   return true;
2485 }
2486
2487 // SimplifyTerminatorOnSelect - Simplifies a terminator by replacing it with a
2488 // branch to TrueBB if Cond is true or to FalseBB if Cond is false.
2489 // Takes care of updating the successors and removing the old terminator.
2490 // Also makes sure not to introduce new successors by assuming that edges to
2491 // non-successor TrueBBs and FalseBBs aren't reachable.
2492 static bool SimplifyTerminatorOnSelect(TerminatorInst *OldTerm, Value *Cond,
2493                                        BasicBlock *TrueBB, BasicBlock *FalseBB,
2494                                        uint32_t TrueWeight,
2495                                        uint32_t FalseWeight){
2496   // Remove any superfluous successor edges from the CFG.
2497   // First, figure out which successors to preserve.
2498   // If TrueBB and FalseBB are equal, only try to preserve one copy of that
2499   // successor.
2500   BasicBlock *KeepEdge1 = TrueBB;
2501   BasicBlock *KeepEdge2 = TrueBB != FalseBB ? FalseBB : 0;
2502
2503   // Then remove the rest.
2504   for (unsigned I = 0, E = OldTerm->getNumSuccessors(); I != E; ++I) {
2505     BasicBlock *Succ = OldTerm->getSuccessor(I);
2506     // Make sure only to keep exactly one copy of each edge.
2507     if (Succ == KeepEdge1)
2508       KeepEdge1 = 0;
2509     else if (Succ == KeepEdge2)
2510       KeepEdge2 = 0;
2511     else
2512       Succ->removePredecessor(OldTerm->getParent());
2513   }
2514
2515   IRBuilder<> Builder(OldTerm);
2516   Builder.SetCurrentDebugLocation(OldTerm->getDebugLoc());
2517
2518   // Insert an appropriate new terminator.
2519   if ((KeepEdge1 == 0) && (KeepEdge2 == 0)) {
2520     if (TrueBB == FalseBB)
2521       // We were only looking for one successor, and it was present.
2522       // Create an unconditional branch to it.
2523       Builder.CreateBr(TrueBB);
2524     else {
2525       // We found both of the successors we were looking for.
2526       // Create a conditional branch sharing the condition of the select.
2527       BranchInst *NewBI = Builder.CreateCondBr(Cond, TrueBB, FalseBB);
2528       if (TrueWeight != FalseWeight)
2529         NewBI->setMetadata(LLVMContext::MD_prof,
2530                            MDBuilder(OldTerm->getContext()).
2531                            createBranchWeights(TrueWeight, FalseWeight));
2532     }
2533   } else if (KeepEdge1 && (KeepEdge2 || TrueBB == FalseBB)) {
2534     // Neither of the selected blocks were successors, so this
2535     // terminator must be unreachable.
2536     new UnreachableInst(OldTerm->getContext(), OldTerm);
2537   } else {
2538     // One of the selected values was a successor, but the other wasn't.
2539     // Insert an unconditional branch to the one that was found;
2540     // the edge to the one that wasn't must be unreachable.
2541     if (KeepEdge1 == 0)
2542       // Only TrueBB was found.
2543       Builder.CreateBr(TrueBB);
2544     else
2545       // Only FalseBB was found.
2546       Builder.CreateBr(FalseBB);
2547   }
2548
2549   EraseTerminatorInstAndDCECond(OldTerm);
2550   return true;
2551 }
2552
2553 // SimplifySwitchOnSelect - Replaces
2554 //   (switch (select cond, X, Y)) on constant X, Y
2555 // with a branch - conditional if X and Y lead to distinct BBs,
2556 // unconditional otherwise.
2557 static bool SimplifySwitchOnSelect(SwitchInst *SI, SelectInst *Select) {
2558   // Check for constant integer values in the select.
2559   ConstantInt *TrueVal = dyn_cast<ConstantInt>(Select->getTrueValue());
2560   ConstantInt *FalseVal = dyn_cast<ConstantInt>(Select->getFalseValue());
2561   if (!TrueVal || !FalseVal)
2562     return false;
2563
2564   // Find the relevant condition and destinations.
2565   Value *Condition = Select->getCondition();
2566   BasicBlock *TrueBB = SI->findCaseValue(TrueVal).getCaseSuccessor();
2567   BasicBlock *FalseBB = SI->findCaseValue(FalseVal).getCaseSuccessor();
2568
2569   // Get weight for TrueBB and FalseBB.
2570   uint32_t TrueWeight = 0, FalseWeight = 0;
2571   SmallVector<uint64_t, 8> Weights;
2572   bool HasWeights = HasBranchWeights(SI);
2573   if (HasWeights) {
2574     GetBranchWeights(SI, Weights);
2575     if (Weights.size() == 1 + SI->getNumCases()) {
2576       TrueWeight = (uint32_t)Weights[SI->findCaseValue(TrueVal).
2577                                      getSuccessorIndex()];
2578       FalseWeight = (uint32_t)Weights[SI->findCaseValue(FalseVal).
2579                                       getSuccessorIndex()];
2580     }
2581   }
2582
2583   // Perform the actual simplification.
2584   return SimplifyTerminatorOnSelect(SI, Condition, TrueBB, FalseBB,
2585                                     TrueWeight, FalseWeight);
2586 }
2587
2588 // SimplifyIndirectBrOnSelect - Replaces
2589 //   (indirectbr (select cond, blockaddress(@fn, BlockA),
2590 //                             blockaddress(@fn, BlockB)))
2591 // with
2592 //   (br cond, BlockA, BlockB).
2593 static bool SimplifyIndirectBrOnSelect(IndirectBrInst *IBI, SelectInst *SI) {
2594   // Check that both operands of the select are block addresses.
2595   BlockAddress *TBA = dyn_cast<BlockAddress>(SI->getTrueValue());
2596   BlockAddress *FBA = dyn_cast<BlockAddress>(SI->getFalseValue());
2597   if (!TBA || !FBA)
2598     return false;
2599
2600   // Extract the actual blocks.
2601   BasicBlock *TrueBB = TBA->getBasicBlock();
2602   BasicBlock *FalseBB = FBA->getBasicBlock();
2603
2604   // Perform the actual simplification.
2605   return SimplifyTerminatorOnSelect(IBI, SI->getCondition(), TrueBB, FalseBB,
2606                                     0, 0);
2607 }
2608
2609 /// TryToSimplifyUncondBranchWithICmpInIt - This is called when we find an icmp
2610 /// instruction (a seteq/setne with a constant) as the only instruction in a
2611 /// block that ends with an uncond branch.  We are looking for a very specific
2612 /// pattern that occurs when "A == 1 || A == 2 || A == 3" gets simplified.  In
2613 /// this case, we merge the first two "or's of icmp" into a switch, but then the
2614 /// default value goes to an uncond block with a seteq in it, we get something
2615 /// like:
2616 ///
2617 ///   switch i8 %A, label %DEFAULT [ i8 1, label %end    i8 2, label %end ]
2618 /// DEFAULT:
2619 ///   %tmp = icmp eq i8 %A, 92
2620 ///   br label %end
2621 /// end:
2622 ///   ... = phi i1 [ true, %entry ], [ %tmp, %DEFAULT ], [ true, %entry ]
2623 ///
2624 /// We prefer to split the edge to 'end' so that there is a true/false entry to
2625 /// the PHI, merging the third icmp into the switch.
2626 static bool TryToSimplifyUncondBranchWithICmpInIt(
2627     ICmpInst *ICI, IRBuilder<> &Builder, const TargetTransformInfo &TTI,
2628     const DataLayout *DL) {
2629   BasicBlock *BB = ICI->getParent();
2630
2631   // If the block has any PHIs in it or the icmp has multiple uses, it is too
2632   // complex.
2633   if (isa<PHINode>(BB->begin()) || !ICI->hasOneUse()) return false;
2634
2635   Value *V = ICI->getOperand(0);
2636   ConstantInt *Cst = cast<ConstantInt>(ICI->getOperand(1));
2637
2638   // The pattern we're looking for is where our only predecessor is a switch on
2639   // 'V' and this block is the default case for the switch.  In this case we can
2640   // fold the compared value into the switch to simplify things.
2641   BasicBlock *Pred = BB->getSinglePredecessor();
2642   if (Pred == 0 || !isa<SwitchInst>(Pred->getTerminator())) return false;
2643
2644   SwitchInst *SI = cast<SwitchInst>(Pred->getTerminator());
2645   if (SI->getCondition() != V)
2646     return false;
2647
2648   // If BB is reachable on a non-default case, then we simply know the value of
2649   // V in this block.  Substitute it and constant fold the icmp instruction
2650   // away.
2651   if (SI->getDefaultDest() != BB) {
2652     ConstantInt *VVal = SI->findCaseDest(BB);
2653     assert(VVal && "Should have a unique destination value");
2654     ICI->setOperand(0, VVal);
2655
2656     if (Value *V = SimplifyInstruction(ICI, DL)) {
2657       ICI->replaceAllUsesWith(V);
2658       ICI->eraseFromParent();
2659     }
2660     // BB is now empty, so it is likely to simplify away.
2661     return SimplifyCFG(BB, TTI, DL) | true;
2662   }
2663
2664   // Ok, the block is reachable from the default dest.  If the constant we're
2665   // comparing exists in one of the other edges, then we can constant fold ICI
2666   // and zap it.
2667   if (SI->findCaseValue(Cst) != SI->case_default()) {
2668     Value *V;
2669     if (ICI->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_EQ)
2670       V = ConstantInt::getFalse(BB->getContext());
2671     else
2672       V = ConstantInt::getTrue(BB->getContext());
2673
2674     ICI->replaceAllUsesWith(V);
2675     ICI->eraseFromParent();
2676     // BB is now empty, so it is likely to simplify away.
2677     return SimplifyCFG(BB, TTI, DL) | true;
2678   }
2679
2680   // The use of the icmp has to be in the 'end' block, by the only PHI node in
2681   // the block.
2682   BasicBlock *SuccBlock = BB->getTerminator()->getSuccessor(0);
2683   PHINode *PHIUse = dyn_cast<PHINode>(ICI->user_back());
2684   if (PHIUse == 0 || PHIUse != &SuccBlock->front() ||
2685       isa<PHINode>(++BasicBlock::iterator(PHIUse)))
2686     return false;
2687
2688   // If the icmp is a SETEQ, then the default dest gets false, the new edge gets
2689   // true in the PHI.
2690   Constant *DefaultCst = ConstantInt::getTrue(BB->getContext());
2691   Constant *NewCst     = ConstantInt::getFalse(BB->getContext());
2692
2693   if (ICI->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_EQ)
2694     std::swap(DefaultCst, NewCst);
2695
2696   // Replace ICI (which is used by the PHI for the default value) with true or
2697   // false depending on if it is EQ or NE.
2698   ICI->replaceAllUsesWith(DefaultCst);
2699   ICI->eraseFromParent();
2700
2701   // Okay, the switch goes to this block on a default value.  Add an edge from
2702   // the switch to the merge point on the compared value.
2703   BasicBlock *NewBB = BasicBlock::Create(BB->getContext(), "switch.edge",
2704                                          BB->getParent(), BB);
2705   SmallVector<uint64_t, 8> Weights;
2706   bool HasWeights = HasBranchWeights(SI);
2707   if (HasWeights) {
2708     GetBranchWeights(SI, Weights);
2709     if (Weights.size() == 1 + SI->getNumCases()) {
2710       // Split weight for default case to case for "Cst".
2711       Weights[0] = (Weights[0]+1) >> 1;
2712       Weights.push_back(Weights[0]);
2713
2714       SmallVector<uint32_t, 8> MDWeights(Weights.begin(), Weights.end());
2715       SI->setMetadata(LLVMContext::MD_prof,
2716                       MDBuilder(SI->getContext()).
2717                       createBranchWeights(MDWeights));
2718     }
2719   }
2720   SI->addCase(Cst, NewBB);
2721
2722   // NewBB branches to the phi block, add the uncond branch and the phi entry.
2723   Builder.SetInsertPoint(NewBB);
2724   Builder.SetCurrentDebugLocation(SI->getDebugLoc());
2725   Builder.CreateBr(SuccBlock);
2726   PHIUse->addIncoming(NewCst, NewBB);
2727   return true;
2728 }
2729
2730 /// SimplifyBranchOnICmpChain - The specified branch is a conditional branch.
2731 /// Check to see if it is branching on an or/and chain of icmp instructions, and
2732 /// fold it into a switch instruction if so.
2733 static bool SimplifyBranchOnICmpChain(BranchInst *BI, const DataLayout *DL,
2734                                       IRBuilder<> &Builder) {
2735   Instruction *Cond = dyn_cast<Instruction>(BI->getCondition());
2736   if (Cond == 0) return false;
2737
2738
2739   // Change br (X == 0 | X == 1), T, F into a switch instruction.
2740   // If this is a bunch of seteq's or'd together, or if it's a bunch of
2741   // 'setne's and'ed together, collect them.
2742   Value *CompVal = 0;
2743   std::vector<ConstantInt*> Values;
2744   bool TrueWhenEqual = true;
2745   Value *ExtraCase = 0;
2746   unsigned UsedICmps = 0;
2747
2748   if (Cond->getOpcode() == Instruction::Or) {
2749     CompVal = GatherConstantCompares(Cond, Values, ExtraCase, DL, true,
2750                                      UsedICmps);
2751   } else if (Cond->getOpcode() == Instruction::And) {
2752     CompVal = GatherConstantCompares(Cond, Values, ExtraCase, DL, false,
2753                                      UsedICmps);
2754     TrueWhenEqual = false;
2755   }
2756
2757   // If we didn't have a multiply compared value, fail.
2758   if (CompVal == 0) return false;
2759
2760   // Avoid turning single icmps into a switch.
2761   if (UsedICmps <= 1)
2762     return false;
2763
2764   // There might be duplicate constants in the list, which the switch
2765   // instruction can't handle, remove them now.
2766   array_pod_sort(Values.begin(), Values.end(), ConstantIntSortPredicate);
2767   Values.erase(std::unique(Values.begin(), Values.end()), Values.end());
2768
2769   // If Extra was used, we require at least two switch values to do the
2770   // transformation.  A switch with one value is just an cond branch.
2771   if (ExtraCase && Values.size() < 2) return false;
2772
2773   // TODO: Preserve branch weight metadata, similarly to how
2774   // FoldValueComparisonIntoPredecessors preserves it.
2775
2776   // Figure out which block is which destination.
2777   BasicBlock *DefaultBB = BI->getSuccessor(1);
2778   BasicBlock *EdgeBB    = BI->getSuccessor(0);
2779   if (!TrueWhenEqual) std::swap(DefaultBB, EdgeBB);
2780
2781   BasicBlock *BB = BI->getParent();
2782
2783   DEBUG(dbgs() << "Converting 'icmp' chain with " << Values.size()
2784                << " cases into SWITCH.  BB is:\n" << *BB);
2785
2786   // If there are any extra values that couldn't be folded into the switch
2787   // then we evaluate them with an explicit branch first.  Split the block
2788   // right before the condbr to handle it.
2789   if (ExtraCase) {
2790     BasicBlock *NewBB = BB->splitBasicBlock(BI, "switch.early.test");
2791     // Remove the uncond branch added to the old block.
2792     TerminatorInst *OldTI = BB->getTerminator();
2793     Builder.SetInsertPoint(OldTI);
2794
2795     if (TrueWhenEqual)
2796       Builder.CreateCondBr(ExtraCase, EdgeBB, NewBB);
2797     else
2798       Builder.CreateCondBr(ExtraCase, NewBB, EdgeBB);
2799
2800     OldTI->eraseFromParent();
2801
2802     // If there are PHI nodes in EdgeBB, then we need to add a new entry to them
2803     // for the edge we just added.
2804     AddPredecessorToBlock(EdgeBB, BB, NewBB);
2805
2806     DEBUG(dbgs() << "  ** 'icmp' chain unhandled condition: " << *ExtraCase
2807           << "\nEXTRABB = " << *BB);
2808     BB = NewBB;
2809   }
2810
2811   Builder.SetInsertPoint(BI);
2812   // Convert pointer to int before we switch.
2813   if (CompVal->getType()->isPointerTy()) {
2814     assert(DL && "Cannot switch on pointer without DataLayout");
2815     CompVal = Builder.CreatePtrToInt(CompVal,
2816                                      DL->getIntPtrType(CompVal->getType()),
2817                                      "magicptr");
2818   }
2819
2820   // Create the new switch instruction now.
2821   SwitchInst *New = Builder.CreateSwitch(CompVal, DefaultBB, Values.size());
2822
2823   // Add all of the 'cases' to the switch instruction.
2824   for (unsigned i = 0, e = Values.size(); i != e; ++i)
2825     New->addCase(Values[i], EdgeBB);
2826
2827   // We added edges from PI to the EdgeBB.  As such, if there were any
2828   // PHI nodes in EdgeBB, they need entries to be added corresponding to
2829   // the number of edges added.
2830   for (BasicBlock::iterator BBI = EdgeBB->begin();
2831        isa<PHINode>(BBI); ++BBI) {
2832     PHINode *PN = cast<PHINode>(BBI);
2833     Value *InVal = PN->getIncomingValueForBlock(BB);
2834     for (unsigned i = 0, e = Values.size()-1; i != e; ++i)
2835       PN->addIncoming(InVal, BB);
2836   }
2837
2838   // Erase the old branch instruction.
2839   EraseTerminatorInstAndDCECond(BI);
2840
2841   DEBUG(dbgs() << "  ** 'icmp' chain result is:\n" << *BB << '\n');
2842   return true;
2843 }
2844
2845 bool SimplifyCFGOpt::SimplifyResume(ResumeInst *RI, IRBuilder<> &Builder) {
2846   // If this is a trivial landing pad that just continues unwinding the caught
2847   // exception then zap the landing pad, turning its invokes into calls.
2848   BasicBlock *BB = RI->getParent();
2849   LandingPadInst *LPInst = dyn_cast<LandingPadInst>(BB->getFirstNonPHI());
2850   if (RI->getValue() != LPInst)
2851     // Not a landing pad, or the resume is not unwinding the exception that
2852     // caused control to branch here.
2853     return false;
2854
2855   // Check that there are no other instructions except for debug intrinsics.
2856   BasicBlock::iterator I = LPInst, E = RI;
2857   while (++I != E)
2858     if (!isa<DbgInfoIntrinsic>(I))
2859       return false;
2860
2861   // Turn all invokes that unwind here into calls and delete the basic block.
2862   bool InvokeRequiresTableEntry = false;
2863   bool Changed = false;
2864   for (pred_iterator PI = pred_begin(BB), PE = pred_end(BB); PI != PE;) {
2865     InvokeInst *II = cast<InvokeInst>((*PI++)->getTerminator());
2866
2867     if (II->hasFnAttr(Attribute::UWTable)) {
2868       // Don't remove an `invoke' instruction if the ABI requires an entry into
2869       // the table.
2870       InvokeRequiresTableEntry = true;
2871       continue;
2872     }
2873
2874     SmallVector<Value*, 8> Args(II->op_begin(), II->op_end() - 3);
2875
2876     // Insert a call instruction before the invoke.
2877     CallInst *Call = CallInst::Create(II->getCalledValue(), Args, "", II);
2878     Call->takeName(II);
2879     Call->setCallingConv(II->getCallingConv());
2880     Call->setAttributes(II->getAttributes());
2881     Call->setDebugLoc(II->getDebugLoc());
2882
2883     // Anything that used the value produced by the invoke instruction now uses
2884     // the value produced by the call instruction.  Note that we do this even
2885     // for void functions and calls with no uses so that the callgraph edge is
2886     // updated.
2887     II->replaceAllUsesWith(Call);
2888     BB->removePredecessor(II->getParent());
2889
2890     // Insert a branch to the normal destination right before the invoke.
2891     BranchInst::Create(II->getNormalDest(), II);
2892
2893     // Finally, delete the invoke instruction!
2894     II->eraseFromParent();
2895     Changed = true;
2896   }
2897
2898   if (!InvokeRequiresTableEntry)
2899     // The landingpad is now unreachable.  Zap it.
2900     BB->eraseFromParent();
2901
2902   return Changed;
2903 }
2904
2905 bool SimplifyCFGOpt::SimplifyReturn(ReturnInst *RI, IRBuilder<> &Builder) {
2906   BasicBlock *BB = RI->getParent();
2907   if (!BB->getFirstNonPHIOrDbg()->isTerminator()) return false;
2908
2909   // Find predecessors that end with branches.
2910   SmallVector<BasicBlock*, 8> UncondBranchPreds;
2911   SmallVector<BranchInst*, 8> CondBranchPreds;
2912   for (pred_iterator PI = pred_begin(BB), E = pred_end(BB); PI != E; ++PI) {
2913     BasicBlock *P = *PI;
2914     TerminatorInst *PTI = P->getTerminator();
2915     if (BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(PTI)) {
2916       if (BI->isUnconditional())
2917         UncondBranchPreds.push_back(P);
2918       else
2919         CondBranchPreds.push_back(BI);
2920     }
2921   }
2922
2923   // If we found some, do the transformation!
2924   if (!UncondBranchPreds.empty() && DupRet) {
2925     while (!UncondBranchPreds.empty()) {
2926       BasicBlock *Pred = UncondBranchPreds.pop_back_val();
2927       DEBUG(dbgs() << "FOLDING: " << *BB
2928             << "INTO UNCOND BRANCH PRED: " << *Pred);
2929       (void)FoldReturnIntoUncondBranch(RI, BB, Pred);
2930     }
2931
2932     // If we eliminated all predecessors of the block, delete the block now.
2933     if (pred_begin(BB) == pred_end(BB))
2934       // We know there are no successors, so just nuke the block.
2935       BB->eraseFromParent();
2936
2937     return true;
2938   }
2939
2940   // Check out all of the conditional branches going to this return
2941   // instruction.  If any of them just select between returns, change the
2942   // branch itself into a select/return pair.
2943   while (!CondBranchPreds.empty()) {
2944     BranchInst *BI = CondBranchPreds.pop_back_val();
2945
2946     // Check to see if the non-BB successor is also a return block.
2947     if (isa<ReturnInst>(BI->getSuccessor(0)->getTerminator()) &&
2948         isa<ReturnInst>(BI->getSuccessor(1)->getTerminator()) &&
2949         SimplifyCondBranchToTwoReturns(BI, Builder))
2950       return true;
2951   }
2952   return false;
2953 }
2954
2955 bool SimplifyCFGOpt::SimplifyUnreachable(UnreachableInst *UI) {
2956   BasicBlock *BB = UI->getParent();
2957
2958   bool Changed = false;
2959
2960   // If there are any instructions immediately before the unreachable that can
2961   // be removed, do so.
2962   while (UI != BB->begin()) {
2963     BasicBlock::iterator BBI = UI;
2964     --BBI;
2965     // Do not delete instructions that can have side effects which might cause
2966     // the unreachable to not be reachable; specifically, calls and volatile
2967     // operations may have this effect.
2968     if (isa<CallInst>(BBI) && !isa<DbgInfoIntrinsic>(BBI)) break;
2969
2970     if (BBI->mayHaveSideEffects()) {
2971       if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(BBI)) {
2972         if (SI->isVolatile())
2973           break;
2974       } else if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(BBI)) {
2975         if (LI->isVolatile())
2976           break;
2977       } else if (AtomicRMWInst *RMWI = dyn_cast<AtomicRMWInst>(BBI)) {
2978         if (RMWI->isVolatile())
2979           break;
2980       } else if (AtomicCmpXchgInst *CXI = dyn_cast<AtomicCmpXchgInst>(BBI)) {
2981         if (CXI->isVolatile())
2982           break;
2983       } else if (!isa<FenceInst>(BBI) && !isa<VAArgInst>(BBI) &&
2984                  !isa<LandingPadInst>(BBI)) {
2985         break;
2986       }
2987       // Note that deleting LandingPad's here is in fact okay, although it
2988       // involves a bit of subtle reasoning. If this inst is a LandingPad,
2989       // all the predecessors of this block will be the unwind edges of Invokes,
2990       // and we can therefore guarantee this block will be erased.
2991     }
2992
2993     // Delete this instruction (any uses are guaranteed to be dead)
2994     if (!BBI->use_empty())
2995       BBI->replaceAllUsesWith(UndefValue::get(BBI->getType()));
2996     BBI->eraseFromParent();
2997     Changed = true;
2998   }
2999
3000   // If the unreachable instruction is the first in the block, take a gander
3001   // at all of the predecessors of this instruction, and simplify them.
3002   if (&BB->front() != UI) return Changed;
3003
3004   SmallVector<BasicBlock*, 8> Preds(pred_begin(BB), pred_end(BB));
3005   for (unsigned i = 0, e = Preds.size(); i != e; ++i) {
3006     TerminatorInst *TI = Preds[i]->getTerminator();
3007     IRBuilder<> Builder(TI);
3008     if (BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(TI)) {
3009       if (BI->isUnconditional()) {
3010         if (BI->getSuccessor(0) == BB) {
3011           new UnreachableInst(TI->getContext(), TI);
3012           TI->eraseFromParent();
3013           Changed = true;
3014         }
3015       } else {
3016         if (BI->getSuccessor(0) == BB) {
3017           Builder.CreateBr(BI->getSuccessor(1));
3018           EraseTerminatorInstAndDCECond(BI);
3019         } else if (BI->getSuccessor(1) == BB) {
3020           Builder.CreateBr(BI->getSuccessor(0));
3021           EraseTerminatorInstAndDCECond(BI);
3022           Changed = true;
3023         }
3024       }
3025     } else if (SwitchInst *SI = dyn_cast<SwitchInst>(TI)) {
3026       for (SwitchInst::CaseIt i = SI->case_begin(), e = SI->case_end();
3027            i != e; ++i)
3028         if (i.getCaseSuccessor() == BB) {
3029           BB->removePredecessor(SI->getParent());
3030           SI->removeCase(i);
3031           --i; --e;
3032           Changed = true;
3033         }
3034       // If the default value is unreachable, figure out the most popular
3035       // destination and make it the default.
3036       if (SI->getDefaultDest() == BB) {
3037         std::map<BasicBlock*, std::pair<unsigned, unsigned> > Popularity;
3038         for (SwitchInst::CaseIt i = SI->case_begin(), e = SI->case_end();
3039              i != e; ++i) {
3040           std::pair<unsigned, unsigned> &entry =
3041               Popularity[i.getCaseSuccessor()];
3042           if (entry.first == 0) {
3043             entry.first = 1;
3044             entry.second = i.getCaseIndex();
3045           } else {
3046             entry.first++;
3047           }
3048         }
3049
3050         // Find the most popular block.
3051         unsigned MaxPop = 0;
3052         unsigned MaxIndex = 0;
3053         BasicBlock *MaxBlock = 0;
3054         for (std::map<BasicBlock*, std::pair<unsigned, unsigned> >::iterator
3055              I = Popularity.begin(), E = Popularity.end(); I != E; ++I) {
3056           if (I->second.first > MaxPop ||
3057               (I->second.first == MaxPop && MaxIndex > I->second.second)) {
3058             MaxPop = I->second.first;
3059             MaxIndex = I->second.second;
3060             MaxBlock = I->first;
3061           }
3062         }
3063         if (MaxBlock) {
3064           // Make this the new default, allowing us to delete any explicit
3065           // edges to it.
3066           SI->setDefaultDest(MaxBlock);
3067           Changed = true;
3068
3069           // If MaxBlock has phinodes in it, remove MaxPop-1 entries from
3070           // it.
3071           if (isa<PHINode>(MaxBlock->begin()))
3072             for (unsigned i = 0; i != MaxPop-1; ++i)
3073               MaxBlock->removePredecessor(SI->getParent());
3074
3075           for (SwitchInst::CaseIt i = SI->case_begin(), e = SI->case_end();
3076                i != e; ++i)
3077             if (i.getCaseSuccessor() == MaxBlock) {
3078               SI->removeCase(i);
3079               --i; --e;
3080             }
3081         }
3082       }
3083     } else if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(TI)) {
3084       if (II->getUnwindDest() == BB) {
3085         // Convert the invoke to a call instruction.  This would be a good
3086         // place to note that the call does not throw though.
3087         BranchInst *BI = Builder.CreateBr(II->getNormalDest());
3088         II->removeFromParent();   // Take out of symbol table
3089
3090         // Insert the call now...
3091         SmallVector<Value*, 8> Args(II->op_begin(), II->op_end()-3);
3092         Builder.SetInsertPoint(BI);
3093         CallInst *CI = Builder.CreateCall(II->getCalledValue(),
3094                                           Args, II->getName());
3095         CI->setCallingConv(II->getCallingConv());
3096         CI->setAttributes(II->getAttributes());
3097         // If the invoke produced a value, the call does now instead.
3098         II->replaceAllUsesWith(CI);
3099         delete II;
3100         Changed = true;
3101       }
3102     }
3103   }
3104
3105   // If this block is now dead, remove it.
3106   if (pred_begin(BB) == pred_end(BB) &&
3107       BB != &BB->getParent()->getEntryBlock()) {
3108     // We know there are no successors, so just nuke the block.
3109     BB->eraseFromParent();
3110     return true;
3111   }
3112
3113   return Changed;
3114 }
3115
3116 /// TurnSwitchRangeIntoICmp - Turns a switch with that contains only a
3117 /// integer range comparison into a sub, an icmp and a branch.
3118 static bool TurnSwitchRangeIntoICmp(SwitchInst *SI, IRBuilder<> &Builder) {
3119   assert(SI->getNumCases() > 1 && "Degenerate switch?");
3120
3121   // Make sure all cases point to the same destination and gather the values.
3122   SmallVector<ConstantInt *, 16> Cases;
3123   SwitchInst::CaseIt I = SI->case_begin();
3124   Cases.push_back(I.getCaseValue());
3125   SwitchInst::CaseIt PrevI = I++;
3126   for (SwitchInst::CaseIt E = SI->case_end(); I != E; PrevI = I++) {
3127     if (PrevI.getCaseSuccessor() != I.getCaseSuccessor())
3128       return false;
3129     Cases.push_back(I.getCaseValue());
3130   }
3131   assert(Cases.size() == SI->getNumCases() && "Not all cases gathered");
3132
3133   // Sort the case values, then check if they form a range we can transform.
3134   array_pod_sort(Cases.begin(), Cases.end(), ConstantIntSortPredicate);
3135   for (unsigned I = 1, E = Cases.size(); I != E; ++I) {
3136     if (Cases[I-1]->getValue() != Cases[I]->getValue()+1)
3137       return false;
3138   }
3139
3140   Constant *Offset = ConstantExpr::getNeg(Cases.back());
3141   Constant *NumCases = ConstantInt::get(Offset->getType(), SI->getNumCases());
3142
3143   Value *Sub = SI->getCondition();
3144   if (!Offset->isNullValue())
3145     Sub = Builder.CreateAdd(Sub, Offset, Sub->getName()+".off");
3146   Value *Cmp;
3147   // If NumCases overflowed, then all possible values jump to the successor.
3148   if (NumCases->isNullValue() && SI->getNumCases() != 0)
3149     Cmp = ConstantInt::getTrue(SI->getContext());
3150   else
3151     Cmp = Builder.CreateICmpULT(Sub, NumCases, "switch");
3152   BranchInst *NewBI = Builder.CreateCondBr(
3153       Cmp, SI->case_begin().getCaseSuccessor(), SI->getDefaultDest());
3154
3155   // Update weight for the newly-created conditional branch.
3156   SmallVector<uint64_t, 8> Weights;
3157   bool HasWeights = HasBranchWeights(SI);
3158   if (HasWeights) {
3159     GetBranchWeights(SI, Weights);
3160     if (Weights.size() == 1 + SI->getNumCases()) {
3161       // Combine all weights for the cases to be the true weight of NewBI.
3162       // We assume that the sum of all weights for a Terminator can fit into 32
3163       // bits.
3164       uint32_t NewTrueWeight = 0;
3165       for (unsigned I = 1, E = Weights.size(); I != E; ++I)
3166         NewTrueWeight += (uint32_t)Weights[I];
3167       NewBI->setMetadata(LLVMContext::MD_prof,
3168                          MDBuilder(SI->getContext()).
3169                          createBranchWeights(NewTrueWeight,
3170                                              (uint32_t)Weights[0]));
3171     }
3172   }
3173
3174   // Prune obsolete incoming values off the successor's PHI nodes.
3175   for (BasicBlock::iterator BBI = SI->case_begin().getCaseSuccessor()->begin();
3176        isa<PHINode>(BBI); ++BBI) {
3177     for (unsigned I = 0, E = SI->getNumCases()-1; I != E; ++I)
3178       cast<PHINode>(BBI)->removeIncomingValue(SI->getParent());
3179   }
3180   SI->eraseFromParent();
3181
3182   return true;
3183 }
3184
3185 /// EliminateDeadSwitchCases - Compute masked bits for the condition of a switch
3186 /// and use it to remove dead cases.
3187 static bool EliminateDeadSwitchCases(SwitchInst *SI) {
3188   Value *Cond = SI->getCondition();
3189   unsigned Bits = Cond->getType()->getIntegerBitWidth();
3190   APInt KnownZero(Bits, 0), KnownOne(Bits, 0);
3191   ComputeMaskedBits(Cond, KnownZero, KnownOne);
3192
3193   // Gather dead cases.
3194   SmallVector<ConstantInt*, 8> DeadCases;
3195   for (SwitchInst::CaseIt I = SI->case_begin(), E = SI->case_end(); I != E; ++I) {
3196     if ((I.getCaseValue()->getValue() & KnownZero) != 0 ||
3197         (I.getCaseValue()->getValue() & KnownOne) != KnownOne) {
3198       DeadCases.push_back(I.getCaseValue());
3199       DEBUG(dbgs() << "SimplifyCFG: switch case '"
3200                    << I.getCaseValue() << "' is dead.\n");
3201     }
3202   }
3203
3204   SmallVector<uint64_t, 8> Weights;
3205   bool HasWeight = HasBranchWeights(SI);
3206   if (HasWeight) {
3207     GetBranchWeights(SI, Weights);
3208     HasWeight = (Weights.size() == 1 + SI->getNumCases());
3209   }
3210
3211   // Remove dead cases from the switch.
3212   for (unsigned I = 0, E = DeadCases.size(); I != E; ++I) {
3213     SwitchInst::CaseIt Case = SI->findCaseValue(DeadCases[I]);
3214     assert(Case != SI->case_default() &&
3215            "Case was not found. Probably mistake in DeadCases forming.");
3216     if (HasWeight) {
3217       std::swap(Weights[Case.getCaseIndex()+1], Weights.back());
3218       Weights.pop_back();
3219     }
3220
3221     // Prune unused values from PHI nodes.
3222     Case.getCaseSuccessor()->removePredecessor(SI->getParent());
3223     SI->removeCase(Case);
3224   }
3225   if (HasWeight && Weights.size() >= 2) {
3226     SmallVector<uint32_t, 8> MDWeights(Weights.begin(), Weights.end());
3227     SI->setMetadata(LLVMContext::MD_prof,
3228                     MDBuilder(SI->getParent()->getContext()).
3229                     createBranchWeights(MDWeights));
3230   }
3231
3232   return !DeadCases.empty();
3233 }
3234
3235 /// FindPHIForConditionForwarding - If BB would be eligible for simplification
3236 /// by TryToSimplifyUncondBranchFromEmptyBlock (i.e. it is empty and terminated
3237 /// by an unconditional branch), look at the phi node for BB in the successor
3238 /// block and see if the incoming value is equal to CaseValue. If so, return
3239 /// the phi node, and set PhiIndex to BB's index in the phi node.
3240 static PHINode *FindPHIForConditionForwarding(ConstantInt *CaseValue,
3241                                               BasicBlock *BB,
3242                                               int *PhiIndex) {
3243   if (BB->getFirstNonPHIOrDbg() != BB->getTerminator())
3244     return NULL; // BB must be empty to be a candidate for simplification.
3245   if (!BB->getSinglePredecessor())
3246     return NULL; // BB must be dominated by the switch.
3247
3248   BranchInst *Branch = dyn_cast<BranchInst>(BB->getTerminator());
3249   if (!Branch || !Branch->isUnconditional())
3250     return NULL; // Terminator must be unconditional branch.
3251
3252   BasicBlock *Succ = Branch->getSuccessor(0);
3253
3254   BasicBlock::iterator I = Succ->begin();
3255   while (PHINode *PHI = dyn_cast<PHINode>(I++)) {
3256     int Idx = PHI->getBasicBlockIndex(BB);
3257     assert(Idx >= 0 && "PHI has no entry for predecessor?");
3258
3259     Value *InValue = PHI->getIncomingValue(Idx);
3260     if (InValue != CaseValue) continue;
3261
3262     *PhiIndex = Idx;
3263     return PHI;
3264   }
3265
3266   return NULL;
3267 }
3268
3269 /// ForwardSwitchConditionToPHI - Try to forward the condition of a switch
3270 /// instruction to a phi node dominated by the switch, if that would mean that
3271 /// some of the destination blocks of the switch can be folded away.
3272 /// Returns true if a change is made.
3273 static bool ForwardSwitchConditionToPHI(SwitchInst *SI) {
3274   typedef DenseMap<PHINode*, SmallVector<int,4> > ForwardingNodesMap;
3275   ForwardingNodesMap ForwardingNodes;
3276
3277   for (SwitchInst::CaseIt I = SI->case_begin(), E = SI->case_end(); I != E; ++I) {
3278     ConstantInt *CaseValue = I.getCaseValue();
3279     BasicBlock *CaseDest = I.getCaseSuccessor();
3280
3281     int PhiIndex;
3282     PHINode *PHI = FindPHIForConditionForwarding(CaseValue, CaseDest,
3283                                                  &PhiIndex);
3284     if (!PHI) continue;
3285
3286     ForwardingNodes[PHI].push_back(PhiIndex);
3287   }
3288
3289   bool Changed = false;
3290
3291   for (ForwardingNodesMap::iterator I = ForwardingNodes.begin(),
3292        E = ForwardingNodes.end(); I != E; ++I) {
3293     PHINode *Phi = I->first;
3294     SmallVectorImpl<int> &Indexes = I->second;
3295
3296     if (Indexes.size() < 2) continue;
3297
3298     for (size_t I = 0, E = Indexes.size(); I != E; ++I)
3299       Phi->setIncomingValue(Indexes[I], SI->getCondition());
3300     Changed = true;
3301   }
3302
3303   return Changed;
3304 }
3305
3306 /// ValidLookupTableConstant - Return true if the backend will be able to handle
3307 /// initializing an array of constants like C.
3308 static bool ValidLookupTableConstant(Constant *C) {
3309   if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(C))
3310     return CE->isGEPWithNoNotionalOverIndexing();
3311
3312   return isa<ConstantFP>(C) ||
3313       isa<ConstantInt>(C) ||
3314       isa<ConstantPointerNull>(C) ||
3315       isa<GlobalValue>(C) ||
3316       isa<UndefValue>(C);
3317 }
3318
3319 /// LookupConstant - If V is a Constant, return it. Otherwise, try to look up
3320 /// its constant value in ConstantPool, returning 0 if it's not there.
3321 static Constant *LookupConstant(Value *V,
3322                          const SmallDenseMap<Value*, Constant*>& ConstantPool) {
3323   if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(V))
3324     return C;
3325   return ConstantPool.lookup(V);
3326 }
3327
3328 /// ConstantFold - Try to fold instruction I into a constant. This works for
3329 /// simple instructions such as binary operations where both operands are
3330 /// constant or can be replaced by constants from the ConstantPool. Returns the
3331 /// resulting constant on success, 0 otherwise.
3332 static Constant *
3333 ConstantFold(Instruction *I,
3334              const SmallDenseMap<Value *, Constant *> &ConstantPool,
3335              const DataLayout *DL) {
3336   if (SelectInst *Select = dyn_cast<SelectInst>(I)) {
3337     Constant *A = LookupConstant(Select->getCondition(), ConstantPool);
3338     if (!A)
3339       return 0;
3340     if (A->isAllOnesValue())
3341       return LookupConstant(Select->getTrueValue(), ConstantPool);
3342     if (A->isNullValue())
3343       return LookupConstant(Select->getFalseValue(), ConstantPool);
3344     return 0;
3345   }
3346
3347   SmallVector<Constant *, 4> COps;
3348   for (unsigned N = 0, E = I->getNumOperands(); N != E; ++N) {
3349     if (Constant *A = LookupConstant(I->getOperand(N), ConstantPool))
3350       COps.push_back(A);
3351     else
3352       return 0;
3353   }
3354
3355   if (CmpInst *Cmp = dyn_cast<CmpInst>(I))
3356     return ConstantFoldCompareInstOperands(Cmp->getPredicate(), COps[0],
3357                                            COps[1], DL);
3358
3359   return ConstantFoldInstOperands(I->getOpcode(), I->getType(), COps, DL);
3360 }
3361
3362 /// GetCaseResults - Try to determine the resulting constant values in phi nodes
3363 /// at the common destination basic block, *CommonDest, for one of the case
3364 /// destionations CaseDest corresponding to value CaseVal (0 for the default
3365 /// case), of a switch instruction SI.
3366 static bool
3367 GetCaseResults(SwitchInst *SI,
3368                ConstantInt *CaseVal,
3369                BasicBlock *CaseDest,
3370                BasicBlock **CommonDest,
3371                SmallVectorImpl<std::pair<PHINode *, Constant *> > &Res,
3372                const DataLayout *DL) {
3373   // The block from which we enter the common destination.
3374   BasicBlock *Pred = SI->getParent();
3375
3376   // If CaseDest is empty except for some side-effect free instructions through
3377   // which we can constant-propagate the CaseVal, continue to its successor.
3378   SmallDenseMap<Value*, Constant*> ConstantPool;
3379   ConstantPool.insert(std::make_pair(SI->getCondition(), CaseVal));
3380   for (BasicBlock::iterator I = CaseDest->begin(), E = CaseDest->end(); I != E;
3381        ++I) {
3382     if (TerminatorInst *T = dyn_cast<TerminatorInst>(I)) {
3383       // If the terminator is a simple branch, continue to the next block.
3384       if (T->getNumSuccessors() != 1)
3385         return false;
3386       Pred = CaseDest;
3387       CaseDest = T->getSuccessor(0);
3388     } else if (isa<DbgInfoIntrinsic>(I)) {
3389       // Skip debug intrinsic.
3390       continue;
3391     } else if (Constant *C = ConstantFold(I, ConstantPool, DL)) {
3392       // Instruction is side-effect free and constant.
3393       ConstantPool.insert(std::make_pair(I, C));
3394     } else {
3395       break;
3396     }
3397   }
3398
3399   // If we did not have a CommonDest before, use the current one.
3400   if (!*CommonDest)
3401     *CommonDest = CaseDest;
3402   // If the destination isn't the common one, abort.
3403   if (CaseDest != *CommonDest)
3404     return false;
3405
3406   // Get the values for this case from phi nodes in the destination block.
3407   BasicBlock::iterator I = (*CommonDest)->begin();
3408   while (PHINode *PHI = dyn_cast<PHINode>(I++)) {
3409     int Idx = PHI->getBasicBlockIndex(Pred);
3410     if (Idx == -1)
3411       continue;
3412
3413     Constant *ConstVal = LookupConstant(PHI->getIncomingValue(Idx),
3414                                         ConstantPool);
3415     if (!ConstVal)
3416       return false;
3417
3418     // Note: If the constant comes from constant-propagating the case value
3419     // through the CaseDest basic block, it will be safe to remove the
3420     // instructions in that block. They cannot be used (except in the phi nodes
3421     // we visit) outside CaseDest, because that block does not dominate its
3422     // successor. If it did, we would not be in this phi node.
3423
3424     // Be conservative about which kinds of constants we support.
3425     if (!ValidLookupTableConstant(ConstVal))
3426       return false;
3427
3428     Res.push_back(std::make_pair(PHI, ConstVal));
3429   }
3430
3431   return Res.size() > 0;
3432 }
3433
3434 namespace {
3435   /// SwitchLookupTable - This class represents a lookup table that can be used
3436   /// to replace a switch.
3437   class SwitchLookupTable {
3438   public:
3439     /// SwitchLookupTable - Create a lookup table to use as a switch replacement
3440     /// with the contents of Values, using DefaultValue to fill any holes in the
3441     /// table.
3442     SwitchLookupTable(Module &M,
3443                       uint64_t TableSize,
3444                       ConstantInt *Offset,
3445              const SmallVectorImpl<std::pair<ConstantInt*, Constant*> >& Values,
3446                       Constant *DefaultValue,
3447                       const DataLayout *DL);
3448
3449     /// BuildLookup - Build instructions with Builder to retrieve the value at
3450     /// the position given by Index in the lookup table.
3451     Value *BuildLookup(Value *Index, IRBuilder<> &Builder);
3452
3453     /// WouldFitInRegister - Return true if a table with TableSize elements of
3454     /// type ElementType would fit in a target-legal register.
3455     static bool WouldFitInRegister(const DataLayout *DL,
3456                                    uint64_t TableSize,
3457                                    const Type *ElementType);
3458
3459   private:
3460     // Depending on the contents of the table, it can be represented in
3461     // different ways.
3462     enum {
3463       // For tables where each element contains the same value, we just have to
3464       // store that single value and return it for each lookup.
3465       SingleValueKind,
3466
3467       // For small tables with integer elements, we can pack them into a bitmap
3468       // that fits into a target-legal register. Values are retrieved by
3469       // shift and mask operations.
3470       BitMapKind,
3471
3472       // The table is stored as an array of values. Values are retrieved by load
3473       // instructions from the table.
3474       ArrayKind
3475     } Kind;
3476
3477     // For SingleValueKind, this is the single value.
3478     Constant *SingleValue;
3479
3480     // For BitMapKind, this is the bitmap.
3481     ConstantInt *BitMap;
3482     IntegerType *BitMapElementTy;
3483
3484     // For ArrayKind, this is the array.
3485     GlobalVariable *Array;
3486   };
3487 }
3488
3489 SwitchLookupTable::SwitchLookupTable(Module &M,
3490                                      uint64_t TableSize,
3491                                      ConstantInt *Offset,
3492              const SmallVectorImpl<std::pair<ConstantInt*, Constant*> >& Values,
3493                                      Constant *DefaultValue,
3494                                      const DataLayout *DL)
3495     : SingleValue(0), BitMap(0), BitMapElementTy(0), Array(0) {
3496   assert(Values.size() && "Can't build lookup table without values!");
3497   assert(TableSize >= Values.size() && "Can't fit values in table!");
3498
3499   // If all values in the table are equal, this is that value.
3500   SingleValue = Values.begin()->second;
3501
3502   Type *ValueType = Values.begin()->second->getType();
3503
3504   // Build up the table contents.
3505   SmallVector<Constant*, 64> TableContents(TableSize);
3506   for (size_t I = 0, E = Values.size(); I != E; ++I) {
3507     ConstantInt *CaseVal = Values[I].first;
3508     Constant *CaseRes = Values[I].second;
3509     assert(CaseRes->getType() == ValueType);
3510
3511     uint64_t Idx = (CaseVal->getValue() - Offset->getValue())
3512                    .getLimitedValue();
3513     TableContents[Idx] = CaseRes;
3514
3515     if (CaseRes != SingleValue)
3516       SingleValue = 0;
3517   }
3518
3519   // Fill in any holes in the table with the default result.
3520   if (Values.size() < TableSize) {
3521     assert(DefaultValue && "Need a default value to fill the lookup table holes.");
3522     assert(DefaultValue->getType() == ValueType);
3523     for (uint64_t I = 0; I < TableSize; ++I) {
3524       if (!TableContents[I])
3525         TableContents[I] = DefaultValue;
3526     }
3527
3528     if (DefaultValue != SingleValue)
3529       SingleValue = 0;
3530   }
3531
3532   // If each element in the table contains the same value, we only need to store
3533   // that single value.
3534   if (SingleValue) {
3535     Kind = SingleValueKind;
3536     return;
3537   }
3538
3539   // If the type is integer and the table fits in a register, build a bitmap.
3540   if (WouldFitInRegister(DL, TableSize, ValueType)) {
3541     IntegerType *IT = cast<IntegerType>(ValueType);
3542     APInt TableInt(TableSize * IT->getBitWidth(), 0);
3543     for (uint64_t I = TableSize; I > 0; --I) {
3544       TableInt <<= IT->getBitWidth();
3545       // Insert values into the bitmap. Undef values are set to zero.
3546       if (!isa<UndefValue>(TableContents[I - 1])) {
3547         ConstantInt *Val = cast<ConstantInt>(TableContents[I - 1]);
3548         TableInt |= Val->getValue().zext(TableInt.getBitWidth());
3549       }
3550     }
3551     BitMap = ConstantInt::get(M.getContext(), TableInt);
3552     BitMapElementTy = IT;
3553     Kind = BitMapKind;
3554     ++NumBitMaps;
3555     return;
3556   }
3557
3558   // Store the table in an array.
3559   ArrayType *ArrayTy = ArrayType::get(ValueType, TableSize);
3560   Constant *Initializer = ConstantArray::get(ArrayTy, TableContents);
3561
3562   Array = new GlobalVariable(M, ArrayTy, /*constant=*/ true,
3563                              GlobalVariable::PrivateLinkage,
3564                              Initializer,
3565                              "switch.table");
3566   Array->setUnnamedAddr(true);
3567   Kind = ArrayKind;
3568 }
3569
3570 Value *SwitchLookupTable::BuildLookup(Value *Index, IRBuilder<> &Builder) {
3571   switch (Kind) {
3572     case SingleValueKind:
3573       return SingleValue;
3574     case BitMapKind: {
3575       // Type of the bitmap (e.g. i59).
3576       IntegerType *MapTy = BitMap->getType();
3577
3578       // Cast Index to the same type as the bitmap.
3579       // Note: The Index is <= the number of elements in the table, so
3580       // truncating it to the width of the bitmask is safe.
3581       Value *ShiftAmt = Builder.CreateZExtOrTrunc(Index, MapTy, "switch.cast");
3582
3583       // Multiply the shift amount by the element width.
3584       ShiftAmt = Builder.CreateMul(ShiftAmt,
3585                       ConstantInt::get(MapTy, BitMapElementTy->getBitWidth()),
3586                                    "switch.shiftamt");
3587
3588       // Shift down.
3589       Value *DownShifted = Builder.CreateLShr(BitMap, ShiftAmt,
3590                                               "switch.downshift");
3591       // Mask off.
3592       return Builder.CreateTrunc(DownShifted, BitMapElementTy,
3593                                  "switch.masked");
3594     }
3595     case ArrayKind: {
3596       Value *GEPIndices[] = { Builder.getInt32(0), Index };
3597       Value *GEP = Builder.CreateInBoundsGEP(Array, GEPIndices,
3598                                              "switch.gep");
3599       return Builder.CreateLoad(GEP, "switch.load");
3600     }
3601   }
3602   llvm_unreachable("Unknown lookup table kind!");
3603 }
3604
3605 bool SwitchLookupTable::WouldFitInRegister(const DataLayout *DL,
3606                                            uint64_t TableSize,
3607                                            const Type *ElementType) {
3608   if (!DL)
3609     return false;
3610   const IntegerType *IT = dyn_cast<IntegerType>(ElementType);
3611   if (!IT)
3612     return false;
3613   // FIXME: If the type is wider than it needs to be, e.g. i8 but all values
3614   // are <= 15, we could try to narrow the type.
3615
3616   // Avoid overflow, fitsInLegalInteger uses unsigned int for the width.
3617   if (TableSize >= UINT_MAX/IT->getBitWidth())
3618     return false;
3619   return DL->fitsInLegalInteger(TableSize * IT->getBitWidth());
3620 }
3621
3622 /// ShouldBuildLookupTable - Determine whether a lookup table should be built
3623 /// for this switch, based on the number of cases, size of the table and the
3624 /// types of the results.
3625 static bool ShouldBuildLookupTable(SwitchInst *SI,
3626                                    uint64_t TableSize,
3627                                    const TargetTransformInfo &TTI,
3628                                    const DataLayout *DL,
3629                             const SmallDenseMap<PHINode*, Type*>& ResultTypes) {
3630   if (SI->getNumCases() > TableSize || TableSize >= UINT64_MAX / 10)
3631     return false; // TableSize overflowed, or mul below might overflow.
3632
3633   bool AllTablesFitInRegister = true;
3634   bool HasIllegalType = false;
3635   for (SmallDenseMap<PHINode*, Type*>::const_iterator I = ResultTypes.begin(),
3636        E = ResultTypes.end(); I != E; ++I) {
3637     Type *Ty = I->second;
3638
3639     // Saturate this flag to true.
3640     HasIllegalType = HasIllegalType || !TTI.isTypeLegal(Ty);
3641
3642     // Saturate this flag to false.
3643     AllTablesFitInRegister = AllTablesFitInRegister &&
3644       SwitchLookupTable::WouldFitInRegister(DL, TableSize, Ty);
3645
3646     // If both flags saturate, we're done. NOTE: This *only* works with
3647     // saturating flags, and all flags have to saturate first due to the
3648     // non-deterministic behavior of iterating over a dense map.
3649     if (HasIllegalType && !AllTablesFitInRegister)
3650       break;
3651   }
3652
3653   // If each table would fit in a register, we should build it anyway.
3654   if (AllTablesFitInRegister)
3655     return true;
3656
3657   // Don't build a table that doesn't fit in-register if it has illegal types.
3658   if (HasIllegalType)
3659     return false;
3660
3661   // The table density should be at least 40%. This is the same criterion as for
3662   // jump tables, see SelectionDAGBuilder::handleJTSwitchCase.
3663   // FIXME: Find the best cut-off.
3664   return SI->getNumCases() * 10 >= TableSize * 4;
3665 }
3666
3667 /// SwitchToLookupTable - If the switch is only used to initialize one or more
3668 /// phi nodes in a common successor block with different constant values,
3669 /// replace the switch with lookup tables.
3670 static bool SwitchToLookupTable(SwitchInst *SI,
3671                                 IRBuilder<> &Builder,
3672                                 const TargetTransformInfo &TTI,
3673                                 const DataLayout* DL) {
3674   assert(SI->getNumCases() > 1 && "Degenerate switch?");
3675
3676   // Only build lookup table when we have a target that supports it.
3677   if (!TTI.shouldBuildLookupTables())
3678     return false;
3679
3680   // FIXME: If the switch is too sparse for a lookup table, perhaps we could
3681   // split off a dense part and build a lookup table for that.
3682
3683   // FIXME: This creates arrays of GEPs to constant strings, which means each
3684   // GEP needs a runtime relocation in PIC code. We should just build one big
3685   // string and lookup indices into that.
3686
3687   // Ignore switches with less than three cases. Lookup tables will not make them
3688   // faster, so we don't analyze them.
3689   if (SI->getNumCases() < 3)
3690     return false;
3691
3692   // Figure out the corresponding result for each case value and phi node in the
3693   // common destination, as well as the the min and max case values.
3694   assert(SI->case_begin() != SI->case_end());
3695   SwitchInst::CaseIt CI = SI->case_begin();
3696   ConstantInt *MinCaseVal = CI.getCaseValue();
3697   ConstantInt *MaxCaseVal = CI.getCaseValue();
3698
3699   BasicBlock *CommonDest = 0;
3700   typedef SmallVector<std::pair<ConstantInt*, Constant*>, 4> ResultListTy;
3701   SmallDenseMap<PHINode*, ResultListTy> ResultLists;
3702   SmallDenseMap<PHINode*, Constant*> DefaultResults;
3703   SmallDenseMap<PHINode*, Type*> ResultTypes;
3704   SmallVector<PHINode*, 4> PHIs;
3705
3706   for (SwitchInst::CaseIt E = SI->case_end(); CI != E; ++CI) {
3707     ConstantInt *CaseVal = CI.getCaseValue();
3708     if (CaseVal->getValue().slt(MinCaseVal->getValue()))
3709       MinCaseVal = CaseVal;
3710     if (CaseVal->getValue().sgt(MaxCaseVal->getValue()))
3711       MaxCaseVal = CaseVal;
3712
3713     // Resulting value at phi nodes for this case value.
3714     typedef SmallVector<std::pair<PHINode*, Constant*>, 4> ResultsTy;
3715     ResultsTy Results;
3716     if (!GetCaseResults(SI, CaseVal, CI.getCaseSuccessor(), &CommonDest,
3717                         Results, DL))
3718       return false;
3719
3720     // Append the result from this case to the list for each phi.
3721     for (ResultsTy::iterator I = Results.begin(), E = Results.end(); I!=E; ++I) {
3722       if (!ResultLists.count(I->first))
3723         PHIs.push_back(I->first);
3724       ResultLists[I->first].push_back(std::make_pair(CaseVal, I->second));
3725     }
3726   }
3727
3728   // Keep track of the result types.
3729   for (size_t I = 0, E = PHIs.size(); I != E; ++I) {
3730     PHINode *PHI = PHIs[I];
3731     ResultTypes[PHI] = ResultLists[PHI][0].second->getType();
3732   }
3733
3734   uint64_t NumResults = ResultLists[PHIs[0]].size();
3735   APInt RangeSpread = MaxCaseVal->getValue() - MinCaseVal->getValue();
3736   uint64_t TableSize = RangeSpread.getLimitedValue() + 1;
3737   bool TableHasHoles = (NumResults < TableSize);
3738
3739   // If the table has holes, we need a constant result for the default case
3740   // or a bitmask that fits in a register.
3741   SmallVector<std::pair<PHINode*, Constant*>, 4> DefaultResultsList;
3742   bool HasDefaultResults = false;
3743   if (TableHasHoles) {
3744     HasDefaultResults = GetCaseResults(SI, 0, SI->getDefaultDest(), &CommonDest,
3745                                        DefaultResultsList, DL);
3746   }
3747   bool NeedMask = (TableHasHoles && !HasDefaultResults);
3748   if (NeedMask) {
3749     // As an extra penalty for the validity test we require more cases.
3750     if (SI->getNumCases() < 4)  // FIXME: Find best threshold value (benchmark).
3751       return false;
3752     if (!(DL && DL->fitsInLegalInteger(TableSize)))
3753       return false;
3754   }
3755
3756   for (size_t I = 0, E = DefaultResultsList.size(); I != E; ++I) {
3757     PHINode *PHI = DefaultResultsList[I].first;
3758     Constant *Result = DefaultResultsList[I].second;
3759     DefaultResults[PHI] = Result;
3760   }
3761
3762   if (!ShouldBuildLookupTable(SI, TableSize, TTI, DL, ResultTypes))
3763     return false;
3764
3765   // Create the BB that does the lookups.
3766   Module &Mod = *CommonDest->getParent()->getParent();
3767   BasicBlock *LookupBB = BasicBlock::Create(Mod.getContext(),
3768                                             "switch.lookup",
3769                                             CommonDest->getParent(),
3770                                             CommonDest);
3771
3772   // Compute the table index value.
3773   Builder.SetInsertPoint(SI);
3774   Value *TableIndex = Builder.CreateSub(SI->getCondition(), MinCaseVal,
3775                                         "switch.tableidx");
3776
3777   // Compute the maximum table size representable by the integer type we are
3778   // switching upon.
3779   unsigned CaseSize = MinCaseVal->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
3780   uint64_t MaxTableSize = CaseSize > 63 ? UINT64_MAX : 1ULL << CaseSize;
3781   assert(MaxTableSize >= TableSize &&
3782          "It is impossible for a switch to have more entries than the max "
3783          "representable value of its input integer type's size.");
3784
3785   // If we have a fully covered lookup table, unconditionally branch to the
3786   // lookup table BB. Otherwise, check if the condition value is within the case
3787   // range. If it is so, branch to the new BB. Otherwise branch to SI's default
3788   // destination.
3789   const bool GeneratingCoveredLookupTable = MaxTableSize == TableSize;
3790   if (GeneratingCoveredLookupTable) {
3791     Builder.CreateBr(LookupBB);
3792     SI->getDefaultDest()->removePredecessor(SI->getParent());
3793   } else {
3794     Value *Cmp = Builder.CreateICmpULT(TableIndex, ConstantInt::get(
3795                                          MinCaseVal->getType(), TableSize));
3796     Builder.CreateCondBr(Cmp, LookupBB, SI->getDefaultDest());
3797   }
3798
3799   // Populate the BB that does the lookups.
3800   Builder.SetInsertPoint(LookupBB);
3801
3802   if (NeedMask) {
3803     // Before doing the lookup we do the hole check.
3804     // The LookupBB is therefore re-purposed to do the hole check
3805     // and we create a new LookupBB.
3806     BasicBlock *MaskBB = LookupBB;
3807     MaskBB->setName("switch.hole_check");
3808     LookupBB = BasicBlock::Create(Mod.getContext(),
3809                                   "switch.lookup",
3810                                   CommonDest->getParent(),
3811                                   CommonDest);
3812
3813     // Build bitmask; fill in a 1 bit for every case.
3814     APInt MaskInt(TableSize, 0);
3815     APInt One(TableSize, 1);
3816     const ResultListTy &ResultList = ResultLists[PHIs[0]];
3817     for (size_t I = 0, E = ResultList.size(); I != E; ++I) {
3818       uint64_t Idx = (ResultList[I].first->getValue() -
3819                       MinCaseVal->getValue()).getLimitedValue();
3820       MaskInt |= One << Idx;
3821     }
3822     ConstantInt *TableMask = ConstantInt::get(Mod.getContext(), MaskInt);
3823
3824     // Get the TableIndex'th bit of the bitmask.
3825     // If this bit is 0 (meaning hole) jump to the default destination,
3826     // else continue with table lookup.
3827     IntegerType *MapTy = TableMask->getType();
3828     Value *MaskIndex = Builder.CreateZExtOrTrunc(TableIndex, MapTy,
3829                                                  "switch.maskindex");
3830     Value *Shifted = Builder.CreateLShr(TableMask, MaskIndex,
3831                                         "switch.shifted");
3832     Value *LoBit = Builder.CreateTrunc(Shifted,
3833                                        Type::getInt1Ty(Mod.getContext()),
3834                                        "switch.lobit");
3835     Builder.CreateCondBr(LoBit, LookupBB, SI->getDefaultDest());
3836
3837     Builder.SetInsertPoint(LookupBB);
3838     AddPredecessorToBlock(SI->getDefaultDest(), MaskBB, SI->getParent());
3839   }
3840
3841   bool ReturnedEarly = false;
3842   for (size_t I = 0, E = PHIs.size(); I != E; ++I) {
3843     PHINode *PHI = PHIs[I];
3844
3845     // If using a bitmask, use any value to fill the lookup table holes.
3846     Constant *DV = NeedMask ? ResultLists[PHI][0].second : DefaultResults[PHI];
3847     SwitchLookupTable Table(Mod, TableSize, MinCaseVal, ResultLists[PHI],
3848                             DV, DL);
3849
3850     Value *Result = Table.BuildLookup(TableIndex, Builder);
3851
3852     // If the result is used to return immediately from the function, we want to
3853     // do that right here.
3854     if (PHI->hasOneUse() && isa<ReturnInst>(*PHI->user_begin()) &&
3855         PHI->user_back() == CommonDest->getFirstNonPHIOrDbg()) {
3856       Builder.CreateRet(Result);
3857       ReturnedEarly = true;
3858       break;
3859     }
3860
3861     PHI->addIncoming(Result, LookupBB);
3862   }
3863
3864   if (!ReturnedEarly)
3865     Builder.CreateBr(CommonDest);
3866
3867   // Remove the switch.
3868   for (unsigned i = 0, e = SI->getNumSuccessors(); i < e; ++i) {
3869     BasicBlock *Succ = SI->getSuccessor(i);
3870
3871     if (Succ == SI->getDefaultDest())
3872       continue;
3873     Succ->removePredecessor(SI->getParent());
3874   }
3875   SI->eraseFromParent();
3876
3877   ++NumLookupTables;
3878   if (NeedMask)
3879     ++NumLookupTablesHoles;
3880   return true;
3881 }
3882
3883 bool SimplifyCFGOpt::SimplifySwitch(SwitchInst *SI, IRBuilder<> &Builder) {
3884   BasicBlock *BB = SI->getParent();
3885
3886   if (isValueEqualityComparison(SI)) {
3887     // If we only have one predecessor, and if it is a branch on this value,
3888     // see if that predecessor totally determines the outcome of this switch.
3889     if (BasicBlock *OnlyPred = BB->getSinglePredecessor())
3890       if (SimplifyEqualityComparisonWithOnlyPredecessor(SI, OnlyPred, Builder))
3891         return SimplifyCFG(BB, TTI, DL) | true;
3892
3893     Value *Cond = SI->getCondition();
3894     if (SelectInst *Select = dyn_cast<SelectInst>(Cond))
3895       if (SimplifySwitchOnSelect(SI, Select))
3896         return SimplifyCFG(BB, TTI, DL) | true;
3897
3898     // If the block only contains the switch, see if we can fold the block
3899     // away into any preds.
3900     BasicBlock::iterator BBI = BB->begin();
3901     // Ignore dbg intrinsics.
3902     while (isa<DbgInfoIntrinsic>(BBI))
3903       ++BBI;
3904     if (SI == &*BBI)
3905       if (FoldValueComparisonIntoPredecessors(SI, Builder))
3906         return SimplifyCFG(BB, TTI, DL) | true;
3907   }
3908
3909   // Try to transform the switch into an icmp and a branch.
3910   if (TurnSwitchRangeIntoICmp(SI, Builder))
3911     return SimplifyCFG(BB, TTI, DL) | true;
3912
3913   // Remove unreachable cases.
3914   if (EliminateDeadSwitchCases(SI))
3915     return SimplifyCFG(BB, TTI, DL) | true;
3916
3917   if (ForwardSwitchConditionToPHI(SI))
3918     return SimplifyCFG(BB, TTI, DL) | true;
3919
3920   if (SwitchToLookupTable(SI, Builder, TTI, DL))
3921     return SimplifyCFG(BB, TTI, DL) | true;
3922
3923   return false;
3924 }
3925
3926 bool SimplifyCFGOpt::SimplifyIndirectBr(IndirectBrInst *IBI) {
3927   BasicBlock *BB = IBI->getParent();
3928   bool Changed = false;
3929
3930   // Eliminate redundant destinations.
3931   SmallPtrSet<Value *, 8> Succs;
3932   for (unsigned i = 0, e = IBI->getNumDestinations(); i != e; ++i) {
3933     BasicBlock *Dest = IBI->getDestination(i);
3934     if (!Dest->hasAddressTaken() || !Succs.insert(Dest)) {
3935       Dest->removePredecessor(BB);
3936       IBI->removeDestination(i);
3937       --i; --e;
3938       Changed = true;
3939     }
3940   }
3941
3942   if (IBI->getNumDestinations() == 0) {
3943     // If the indirectbr has no successors, change it to unreachable.
3944     new UnreachableInst(IBI->getContext(), IBI);
3945     EraseTerminatorInstAndDCECond(IBI);
3946     return true;
3947   }
3948
3949   if (IBI->getNumDestinations() == 1) {
3950     // If the indirectbr has one successor, change it to a direct branch.
3951     BranchInst::Create(IBI->getDestination(0), IBI);
3952     EraseTerminatorInstAndDCECond(IBI);
3953     return true;
3954   }
3955
3956   if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(IBI->getAddress())) {
3957     if (SimplifyIndirectBrOnSelect(IBI, SI))
3958       return SimplifyCFG(BB, TTI, DL) | true;
3959   }
3960   return Changed;
3961 }
3962
3963 bool SimplifyCFGOpt::SimplifyUncondBranch(BranchInst *BI, IRBuilder<> &Builder){
3964   BasicBlock *BB = BI->getParent();
3965
3966   if (SinkCommon && SinkThenElseCodeToEnd(BI))
3967     return true;
3968
3969   // If the Terminator is the only non-phi instruction, simplify the block.
3970   BasicBlock::iterator I = BB->getFirstNonPHIOrDbgOrLifetime();
3971   if (I->isTerminator() && BB != &BB->getParent()->getEntryBlock() &&
3972       TryToSimplifyUncondBranchFromEmptyBlock(BB))
3973     return true;
3974
3975   // If the only instruction in the block is a seteq/setne comparison
3976   // against a constant, try to simplify the block.
3977   if (ICmpInst *ICI = dyn_cast<ICmpInst>(I))
3978     if (ICI->isEquality() && isa<ConstantInt>(ICI->getOperand(1))) {
3979       for (++I; isa<DbgInfoIntrinsic>(I); ++I)
3980         ;
3981       if (I->isTerminator() &&
3982           TryToSimplifyUncondBranchWithICmpInIt(ICI, Builder, TTI, DL))
3983         return true;
3984     }
3985
3986   // If this basic block is ONLY a compare and a branch, and if a predecessor
3987   // branches to us and our successor, fold the comparison into the
3988   // predecessor and use logical operations to update the incoming value
3989   // for PHI nodes in common successor.
3990   if (FoldBranchToCommonDest(BI))
3991     return SimplifyCFG(BB, TTI, DL) | true;
3992   return false;
3993 }
3994
3995
3996 bool SimplifyCFGOpt::SimplifyCondBranch(BranchInst *BI, IRBuilder<> &Builder) {
3997   BasicBlock *BB = BI->getParent();
3998
3999   // Conditional branch
4000   if (isValueEqualityComparison(BI)) {
4001     // If we only have one predecessor, and if it is a branch on this value,
4002     // see if that predecessor totally determines the outcome of this
4003     // switch.
4004     if (BasicBlock *OnlyPred = BB->getSinglePredecessor())
4005       if (SimplifyEqualityComparisonWithOnlyPredecessor(BI, OnlyPred, Builder))
4006         return SimplifyCFG(BB, TTI, DL) | true;
4007
4008     // This block must be empty, except for the setcond inst, if it exists.
4009     // Ignore dbg intrinsics.
4010     BasicBlock::iterator I = BB->begin();
4011     // Ignore dbg intrinsics.
4012     while (isa<DbgInfoIntrinsic>(I))
4013       ++I;
4014     if (&*I == BI) {
4015       if (FoldValueComparisonIntoPredecessors(BI, Builder))
4016         return SimplifyCFG(BB, TTI, DL) | true;
4017     } else if (&*I == cast<Instruction>(BI->getCondition())){
4018       ++I;
4019       // Ignore dbg intrinsics.
4020       while (isa<DbgInfoIntrinsic>(I))
4021         ++I;
4022       if (&*I == BI && FoldValueComparisonIntoPredecessors(BI, Builder))
4023         return SimplifyCFG(BB, TTI, DL) | true;
4024     }
4025   }
4026
4027   // Try to turn "br (X == 0 | X == 1), T, F" into a switch instruction.
4028   if (SimplifyBranchOnICmpChain(BI, DL, Builder))
4029     return true;
4030
4031   // If this basic block is ONLY a compare and a branch, and if a predecessor
4032   // branches to us and one of our successors, fold the comparison into the
4033   // predecessor and use logical operations to pick the right destination.
4034   if (FoldBranchToCommonDest(BI))
4035     return SimplifyCFG(BB, TTI, DL) | true;
4036
4037   // We have a conditional branch to two blocks that are only reachable
4038   // from BI.  We know that the condbr dominates the two blocks, so see if
4039   // there is any identical code in the "then" and "else" blocks.  If so, we
4040   // can hoist it up to the branching block.
4041   if (BI->getSuccessor(0)->getSinglePredecessor() != 0) {
4042     if (BI->getSuccessor(1)->getSinglePredecessor() != 0) {
4043       if (HoistThenElseCodeToIf(BI))
4044         return SimplifyCFG(BB, TTI, DL) | true;
4045     } else {
4046       // If Successor #1 has multiple preds, we may be able to conditionally
4047       // execute Successor #0 if it branches to successor #1.
4048       TerminatorInst *Succ0TI = BI->getSuccessor(0)->getTerminator();
4049       if (Succ0TI->getNumSuccessors() == 1 &&
4050           Succ0TI->getSuccessor(0) == BI->getSuccessor(1))
4051         if (SpeculativelyExecuteBB(BI, BI->getSuccessor(0)))
4052           return SimplifyCFG(BB, TTI, DL) | true;
4053     }
4054   } else if (BI->getSuccessor(1)->getSinglePredecessor() != 0) {
4055     // If Successor #0 has multiple preds, we may be able to conditionally
4056     // execute Successor #1 if it branches to successor #0.
4057     TerminatorInst *Succ1TI = BI->getSuccessor(1)->getTerminator();
4058     if (Succ1TI->getNumSuccessors() == 1 &&
4059         Succ1TI->getSuccessor(0) == BI->getSuccessor(0))
4060       if (SpeculativelyExecuteBB(BI, BI->getSuccessor(1)))
4061         return SimplifyCFG(BB, TTI, DL) | true;
4062   }
4063
4064   // If this is a branch on a phi node in the current block, thread control
4065   // through this block if any PHI node entries are constants.
4066   if (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(BI->getCondition()))
4067     if (PN->getParent() == BI->getParent())
4068       if (FoldCondBranchOnPHI(BI, DL))
4069         return SimplifyCFG(BB, TTI, DL) | true;
4070
4071   // Scan predecessor blocks for conditional branches.
4072   for (pred_iterator PI = pred_begin(BB), E = pred_end(BB); PI != E; ++PI)
4073     if (BranchInst *PBI = dyn_cast<BranchInst>((*PI)->getTerminator()))
4074       if (PBI != BI && PBI->isConditional())
4075         if (SimplifyCondBranchToCondBranch(PBI, BI))
4076           return SimplifyCFG(BB, TTI, DL) | true;
4077
4078   return false;
4079 }
4080
4081 /// Check if passing a value to an instruction will cause undefined behavior.
4082 static bool passingValueIsAlwaysUndefined(Value *V, Instruction *I) {
4083   Constant *C = dyn_cast<Constant>(V);
4084   if (!C)
4085     return false;
4086
4087   if (I->use_empty())
4088     return false;
4089
4090   if (C->isNullValue()) {
4091     // Only look at the first use, avoid hurting compile time with long uselists
4092     User *Use = *I->user_begin();
4093
4094     // Now make sure that there are no instructions in between that can alter
4095     // control flow (eg. calls)
4096     for (BasicBlock::iterator i = ++BasicBlock::iterator(I); &*i != Use; ++i)
4097       if (i == I->getParent()->end() || i->mayHaveSideEffects())
4098         return false;
4099
4100     // Look through GEPs. A load from a GEP derived from NULL is still undefined
4101     if (GetElementPtrInst *GEP = dyn_cast<GetElementPtrInst>(Use))
4102       if (GEP->getPointerOperand() == I)
4103         return passingValueIsAlwaysUndefined(V, GEP);
4104
4105     // Look through bitcasts.
4106     if (BitCastInst *BC = dyn_cast<BitCastInst>(Use))
4107       return passingValueIsAlwaysUndefined(V, BC);
4108
4109     // Load from null is undefined.
4110     if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(Use))
4111       if (!LI->isVolatile())
4112         return LI->getPointerAddressSpace() == 0;
4113
4114     // Store to null is undefined.
4115     if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(Use))
4116       if (!SI->isVolatile())
4117         return SI->getPointerAddressSpace() == 0 && SI->getPointerOperand() == I;
4118   }
4119   return false;
4120 }
4121
4122 /// If BB has an incoming value that will always trigger undefined behavior
4123 /// (eg. null pointer dereference), remove the branch leading here.
4124 static bool removeUndefIntroducingPredecessor(BasicBlock *BB) {
4125   for (BasicBlock::iterator i = BB->begin();
4126        PHINode *PHI = dyn_cast<PHINode>(i); ++i)
4127     for (unsigned i = 0, e = PHI->getNumIncomingValues(); i != e; ++i)
4128       if (passingValueIsAlwaysUndefined(PHI->getIncomingValue(i), PHI)) {
4129         TerminatorInst *T = PHI->getIncomingBlock(i)->getTerminator();
4130         IRBuilder<> Builder(T);
4131         if (BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(T)) {
4132           BB->removePredecessor(PHI->getIncomingBlock(i));
4133           // Turn uncoditional branches into unreachables and remove the dead
4134           // destination from conditional branches.
4135           if (BI->isUnconditional())
4136             Builder.CreateUnreachable();
4137           else
4138             Builder.CreateBr(BI->getSuccessor(0) == BB ? BI->getSuccessor(1) :
4139                                                          BI->getSuccessor(0));
4140           BI->eraseFromParent();
4141           return true;
4142         }
4143         // TODO: SwitchInst.
4144       }
4145
4146   return false;
4147 }
4148
4149 bool SimplifyCFGOpt::run(BasicBlock *BB) {
4150   bool Changed = false;
4151
4152   assert(BB && BB->getParent() && "Block not embedded in function!");
4153   assert(BB->getTerminator() && "Degenerate basic block encountered!");
4154
4155   // Remove basic blocks that have no predecessors (except the entry block)...
4156   // or that just have themself as a predecessor.  These are unreachable.
4157   if ((pred_begin(BB) == pred_end(BB) &&
4158        BB != &BB->getParent()->getEntryBlock()) ||
4159       BB->getSinglePredecessor() == BB) {
4160     DEBUG(dbgs() << "Removing BB: \n" << *BB);
4161     DeleteDeadBlock(BB);
4162     return true;
4163   }
4164
4165   // Check to see if we can constant propagate this terminator instruction
4166   // away...
4167   Changed |= ConstantFoldTerminator(BB, true);
4168
4169   // Check for and eliminate duplicate PHI nodes in this block.
4170   Changed |= EliminateDuplicatePHINodes(BB);
4171
4172   // Check for and remove branches that will always cause undefined behavior.
4173   Changed |= removeUndefIntroducingPredecessor(BB);
4174
4175   // Merge basic blocks into their predecessor if there is only one distinct
4176   // pred, and if there is only one distinct successor of the predecessor, and
4177   // if there are no PHI nodes.
4178   //
4179   if (MergeBlockIntoPredecessor(BB))
4180     return true;
4181
4182   IRBuilder<> Builder(BB);
4183
4184   // If there is a trivial two-entry PHI node in this basic block, and we can
4185   // eliminate it, do so now.
4186   if (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(BB->begin()))
4187     if (PN->getNumIncomingValues() == 2)
4188       Changed |= FoldTwoEntryPHINode(PN, DL);
4189
4190   Builder.SetInsertPoint(BB->getTerminator());
4191   if (BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(BB->getTerminator())) {
4192     if (BI->isUnconditional()) {
4193       if (SimplifyUncondBranch(BI, Builder)) return true;
4194     } else {
4195       if (SimplifyCondBranch(BI, Builder)) return true;
4196     }
4197   } else if (ReturnInst *RI = dyn_cast<ReturnInst>(BB->getTerminator())) {
4198     if (SimplifyReturn(RI, Builder)) return true;
4199   } else if (ResumeInst *RI = dyn_cast<ResumeInst>(BB->getTerminator())) {
4200     if (SimplifyResume(RI, Builder)) return true;
4201   } else if (SwitchInst *SI = dyn_cast<SwitchInst>(BB->getTerminator())) {
4202     if (SimplifySwitch(SI, Builder)) return true;
4203   } else if (UnreachableInst *UI =
4204                dyn_cast<UnreachableInst>(BB->getTerminator())) {
4205     if (SimplifyUnreachable(UI)) return true;
4206   } else if (IndirectBrInst *IBI =
4207                dyn_cast<IndirectBrInst>(BB->getTerminator())) {
4208     if (SimplifyIndirectBr(IBI)) return true;
4209   }
4210
4211   return Changed;
4212 }
4213
4214 /// SimplifyCFG - This function is used to do simplification of a CFG.  For
4215 /// example, it adjusts branches to branches to eliminate the extra hop, it
4216 /// eliminates unreachable basic blocks, and does other "peephole" optimization
4217 /// of the CFG.  It returns true if a modification was made.
4218 ///
4219 bool llvm::SimplifyCFG(BasicBlock *BB, const TargetTransformInfo &TTI,
4220                        const DataLayout *DL) {
4221   return SimplifyCFGOpt(TTI, DL).run(BB);
4222 }