Fix bug: SimplifyCFG/2002-09-24-PHIAssertion.ll
[oota-llvm.git] / lib / Transforms / Utils / SimplifyCFG.cpp
1 //===- SimplifyCFG.cpp - Code to perform CFG simplification ---------------===//
2 //
3 // SimplifyCFG - This function is used to do simplification of a CFG.  For
4 // example, it adjusts branches to branches to eliminate the extra hop, it
5 // eliminates unreachable basic blocks, and does other "peephole" optimization
6 // of the CFG.  It returns true if a modification was made, and returns an 
7 // iterator that designates the first element remaining after the block that
8 // was deleted.
9 //
10 // WARNING:  The entry node of a function may not be simplified.
11 //
12 //===----------------------------------------------------------------------===//
13
14 #include "llvm/Transforms/Utils/Local.h"
15 #include "llvm/Constant.h"
16 #include "llvm/iPHINode.h"
17 #include "llvm/Support/CFG.h"
18 #include <algorithm>
19 #include <functional>
20
21 // PropogatePredecessors - This gets "Succ" ready to have the predecessors from
22 // "BB".  This is a little tricky because "Succ" has PHI nodes, which need to
23 // have extra slots added to them to hold the merge edges from BB's
24 // predecessors.  This function returns true (failure) if the Succ BB already
25 // has a predecessor that is a predecessor of BB.
26 //
27 // Assumption: Succ is the single successor for BB.
28 //
29 static bool PropogatePredecessorsForPHIs(BasicBlock *BB, BasicBlock *Succ) {
30   assert(*succ_begin(BB) == Succ && "Succ is not successor of BB!");
31
32   if (!isa<PHINode>(Succ->front()))
33     return false;  // We can make the transformation, no problem.
34
35   // If there is more than one predecessor, and there are PHI nodes in
36   // the successor, then we need to add incoming edges for the PHI nodes
37   //
38   const std::vector<BasicBlock*> BBPreds(pred_begin(BB), pred_end(BB));
39
40   // Check to see if one of the predecessors of BB is already a predecessor of
41   // Succ.  If so, we cannot do the transformation!
42   //
43   for (pred_iterator PI = pred_begin(Succ), PE = pred_end(Succ);
44        PI != PE; ++PI)
45     if (find(BBPreds.begin(), BBPreds.end(), *PI) != BBPreds.end())
46       return true;
47
48   // Loop over all of the PHI nodes in the successor BB
49   for (BasicBlock::iterator I = Succ->begin();
50        PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(&*I); ++I) {
51     Value *OldVal = PN->removeIncomingValue(BB);
52     assert(OldVal && "No entry in PHI for Pred BB!");
53
54     for (std::vector<BasicBlock*>::const_iterator PredI = BBPreds.begin(), 
55            End = BBPreds.end(); PredI != End; ++PredI) {
56       // Add an incoming value for each of the new incoming values...
57       PN->addIncoming(OldVal, *PredI);
58     }
59   }
60   return false;
61 }
62
63
64 // SimplifyCFG - This function is used to do simplification of a CFG.  For
65 // example, it adjusts branches to branches to eliminate the extra hop, it
66 // eliminates unreachable basic blocks, and does other "peephole" optimization
67 // of the CFG.  It returns true if a modification was made, and returns an 
68 // iterator that designates the first element remaining after the block that
69 // was deleted.
70 //
71 // WARNING:  The entry node of a function may not be simplified.
72 //
73 bool SimplifyCFG(BasicBlock *BB) {
74   Function *M = BB->getParent();
75
76   assert(BB && BB->getParent() && "Block not embedded in function!");
77   assert(BB->getTerminator() && "Degenerate basic block encountered!");
78   assert(&BB->getParent()->front() != BB && "Can't Simplify entry block!");
79
80
81   // Remove basic blocks that have no predecessors... which are unreachable.
82   if (pred_begin(BB) == pred_end(BB) &&
83       !BB->hasConstantReferences()) {
84     //cerr << "Removing BB: \n" << BB;
85
86     // Loop through all of our successors and make sure they know that one
87     // of their predecessors is going away.
88     for_each(succ_begin(BB), succ_end(BB),
89              std::bind2nd(std::mem_fun(&BasicBlock::removePredecessor), BB));
90
91     while (!BB->empty()) {
92       Instruction &I = BB->back();
93       // If this instruction is used, replace uses with an arbitrary
94       // constant value.  Because control flow can't get here, we don't care
95       // what we replace the value with.  Note that since this block is 
96       // unreachable, and all values contained within it must dominate their
97       // uses, that all uses will eventually be removed.
98       if (!I.use_empty()) 
99         // Make all users of this instruction reference the constant instead
100         I.replaceAllUsesWith(Constant::getNullValue(I.getType()));
101       
102       // Remove the instruction from the basic block
103       BB->getInstList().pop_back();
104     }
105     M->getBasicBlockList().erase(BB);
106     return true;
107   }
108
109   // Check to see if this block has no instructions and only a single 
110   // successor.  If so, replace block references with successor.
111   succ_iterator SI(succ_begin(BB));
112   if (SI != succ_end(BB) && ++SI == succ_end(BB)) {  // One succ?
113     if (BB->front().isTerminator()) {   // Terminator is the only instruction!
114       BasicBlock *Succ = *succ_begin(BB); // There is exactly one successor
115      
116       if (Succ != BB) {   // Arg, don't hurt infinite loops!
117         // If our successor has PHI nodes, then we need to update them to
118         // include entries for BB's predecessors, not for BB itself.
119         // Be careful though, if this transformation fails (returns true) then
120         // we cannot do this transformation!
121         //
122         if (!PropogatePredecessorsForPHIs(BB, Succ)) {
123           //cerr << "Killing Trivial BB: \n" << BB;
124           BB->replaceAllUsesWith(Succ);
125           std::string OldName = BB->getName();
126
127           // Delete the old basic block...
128           M->getBasicBlockList().erase(BB);
129         
130           if (!OldName.empty() && !Succ->hasName())  // Transfer name if we can
131             Succ->setName(OldName);
132           
133           //cerr << "Function after removal: \n" << M;
134           return true;
135         }
136       }
137     }
138   }
139
140   // Merge basic blocks into their predecessor if there is only one distinct
141   // pred, and if there is only one distinct successor of the predecessor, and
142   // if there are no PHI nodes.
143   //
144   if (!BB->hasConstantReferences()) {
145     pred_iterator PI(pred_begin(BB)), PE(pred_end(BB));
146     BasicBlock *OnlyPred = *PI++;
147     for (; PI != PE; ++PI)  // Search all predecessors, see if they are all same
148       if (*PI != OnlyPred) {
149         OnlyPred = 0;       // There are multiple different predecessors...
150         break;
151       }
152   
153     BasicBlock *OnlySucc = 0;
154     if (OnlyPred && OnlyPred != BB) {   // Don't break self loops
155       // Check to see if there is only one distinct successor...
156       succ_iterator SI(succ_begin(OnlyPred)), SE(succ_end(OnlyPred));
157       OnlySucc = BB;
158       for (; SI != SE; ++SI)
159         if (*SI != OnlySucc) {
160           OnlySucc = 0;     // There are multiple distinct successors!
161           break;
162         }
163     }
164
165     if (OnlySucc) {
166       //cerr << "Merging: " << BB << "into: " << OnlyPred;
167       TerminatorInst *Term = OnlyPred->getTerminator();
168
169       // Resolve any PHI nodes at the start of the block.  They are all
170       // guaranteed to have exactly one entry if they exist, unless there are
171       // multiple duplicate (but guaranteed to be equal) entries for the
172       // incoming edges.  This occurs when there are multiple edges from
173       // OnlyPred to OnlySucc.
174       //
175       while (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(&BB->front())) {
176         PN->replaceAllUsesWith(PN->getIncomingValue(0));
177         BB->getInstList().pop_front();  // Delete the phi node...
178       }
179
180       // Delete the unconditional branch from the predecessor...
181       OnlyPred->getInstList().pop_back();
182       
183       // Move all definitions in the succecessor to the predecessor...
184       OnlyPred->getInstList().splice(OnlyPred->end(), BB->getInstList());
185                                      
186       // Make all PHI nodes that refered to BB now refer to Pred as their
187       // source...
188       BB->replaceAllUsesWith(OnlyPred);
189
190       std::string OldName = BB->getName();
191
192       // Erase basic block from the function... 
193       M->getBasicBlockList().erase(BB);
194
195       // Inherit predecessors name if it exists...
196       if (!OldName.empty() && !OnlyPred->hasName())
197         OnlyPred->setName(OldName);
198       
199       return true;
200     }
201   }
202   
203   return false;
204 }