[RS4GC] Use an value handle to help isolate errors quickly
[oota-llvm.git] / lib / Transforms / Scalar / LoopUnswitch.cpp
index e2e42e5054fed19427fdf6439204aa16a77b84f7..95d7f8a3beda23b180d350f3835f2e2c187e639e 100644 (file)
 //
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
-#define DEBUG_TYPE "loop-unswitch"
 #include "llvm/Transforms/Scalar.h"
 #include "llvm/ADT/STLExtras.h"
 #include "llvm/ADT/SmallPtrSet.h"
 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
+#include "llvm/Analysis/GlobalsModRef.h"
+#include "llvm/Analysis/AssumptionCache.h"
 #include "llvm/Analysis/CodeMetrics.h"
-#include "llvm/Analysis/Dominators.h"
 #include "llvm/Analysis/InstructionSimplify.h"
 #include "llvm/Analysis/LoopInfo.h"
 #include "llvm/Analysis/LoopPass.h"
 #include "llvm/Analysis/ScalarEvolution.h"
-#include "llvm/Constants.h"
-#include "llvm/DerivedTypes.h"
-#include "llvm/Function.h"
-#include "llvm/Instructions.h"
+#include "llvm/Analysis/TargetTransformInfo.h"
+#include "llvm/Analysis/BlockFrequencyInfoImpl.h"
+#include "llvm/Analysis/BlockFrequencyInfo.h"
+#include "llvm/Analysis/BranchProbabilityInfo.h"
+#include "llvm/Support/BranchProbability.h"
+#include "llvm/IR/Constants.h"
+#include "llvm/IR/DerivedTypes.h"
+#include "llvm/IR/Dominators.h"
+#include "llvm/IR/Function.h"
+#include "llvm/IR/Instructions.h"
+#include "llvm/IR/Module.h"
+#include "llvm/IR/MDBuilder.h"
 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
 #include "llvm/Support/Debug.h"
 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
@@ -52,6 +60,8 @@
 #include <set>
 using namespace llvm;
 
+#define DEBUG_TYPE "loop-unswitch"
+
 STATISTIC(NumBranches, "Number of branches unswitched");
 STATISTIC(NumSwitches, "Number of switches unswitched");
 STATISTIC(NumSelects , "Number of selects unswitched");
@@ -65,6 +75,19 @@ static cl::opt<unsigned>
 Threshold("loop-unswitch-threshold", cl::desc("Max loop size to unswitch"),
           cl::init(100), cl::Hidden);
 
+static cl::opt<bool>
+LoopUnswitchWithBlockFrequency("loop-unswitch-with-block-frequency",
+    cl::init(false), cl::Hidden,
+    cl::desc("Enable the use of the block frequency analysis to access PGO "
+             "heuristics to minimize code growth in cold regions."));
+
+static cl::opt<unsigned>
+ColdnessThreshold("loop-unswitch-coldness-threshold", cl::init(1), cl::Hidden,
+    cl::desc("Coldness threshold in percentage. The loop header frequency "
+             "(relative to the entry frequency) is compared with this "
+             "threshold to determine if non-trivial unswitching should be "
+             "enabled."));
+
 namespace {
 
   class LUAnalysisCache {
@@ -76,6 +99,7 @@ namespace {
 
     struct LoopProperties {
       unsigned CanBeUnswitchedCount;
+      unsigned WasUnswitchedCount;
       unsigned SizeEstimation;
       UnswitchedValsMap UnswitchedVals;
     };
@@ -86,51 +110,75 @@ namespace {
     typedef LoopPropsMap::iterator LoopPropsMapIt;
 
     LoopPropsMap LoopsProperties;
-    UnswitchedValsMap* CurLoopInstructions;
-    LoopProperties* CurrentLoopProperties;
-
-    // Max size of code we can produce on remained iterations.
+    UnswitchedValsMap *CurLoopInstructions;
+    LoopProperties *CurrentLoopProperties;
+
+    // A loop unswitching with an estimated cost above this threshold
+    // is not performed. MaxSize is turned into unswitching quota for
+    // the current loop, and reduced correspondingly, though note that
+    // the quota is returned by releaseMemory() when the loop has been
+    // processed, so that MaxSize will return to its previous
+    // value. So in most cases MaxSize will equal the Threshold flag
+    // when a new loop is processed. An exception to that is that
+    // MaxSize will have a smaller value while processing nested loops
+    // that were introduced due to loop unswitching of an outer loop.
+    //
+    // FIXME: The way that MaxSize works is subtle and depends on the
+    // pass manager processing loops and calling releaseMemory() in a
+    // specific order. It would be good to find a more straightforward
+    // way of doing what MaxSize does.
     unsigned MaxSize;
 
-    public:
-
-      LUAnalysisCache() :
-        CurLoopInstructions(NULL), CurrentLoopProperties(NULL),
-        MaxSize(Threshold)
-      {}
-
-      // Analyze loop. Check its size, calculate is it possible to unswitch
-      // it. Returns true if we can unswitch this loop.
-      bool countLoop(const Loop* L);
-
-      // Clean all data related to given loop.
-      void forgetLoop(const Loop* L);
-
-      // Mark case value as unswitched.
-      // Since SI instruction can be partly unswitched, in order to avoid
-      // extra unswitching in cloned loops keep track all unswitched values.
-      void setUnswitched(const SwitchInst* SI, const Value* V);
-
-      // Check was this case value unswitched before or not.
-      bool isUnswitched(const SwitchInst* SI, const Value* V);
-
-      // Clone all loop-unswitch related loop properties.
-      // Redistribute unswitching quotas.
-      // Note, that new loop data is stored inside the VMap.
-      void cloneData(const Loop* NewLoop, const Loop* OldLoop,
-                     const ValueToValueMapTy& VMap);
+  public:
+    LUAnalysisCache()
+        : CurLoopInstructions(nullptr), CurrentLoopProperties(nullptr),
+          MaxSize(Threshold) {}
+
+    // Analyze loop. Check its size, calculate is it possible to unswitch
+    // it. Returns true if we can unswitch this loop.
+    bool countLoop(const Loop *L, const TargetTransformInfo &TTI,
+                   AssumptionCache *AC);
+
+    // Clean all data related to given loop.
+    void forgetLoop(const Loop *L);
+
+    // Mark case value as unswitched.
+    // Since SI instruction can be partly unswitched, in order to avoid
+    // extra unswitching in cloned loops keep track all unswitched values.
+    void setUnswitched(const SwitchInst *SI, const Value *V);
+
+    // Check was this case value unswitched before or not.
+    bool isUnswitched(const SwitchInst *SI, const Value *V);
+
+    // Returns true if another unswitching could be done within the cost
+    // threshold.
+    bool CostAllowsUnswitching();
+
+    // Clone all loop-unswitch related loop properties.
+    // Redistribute unswitching quotas.
+    // Note, that new loop data is stored inside the VMap.
+    void cloneData(const Loop *NewLoop, const Loop *OldLoop,
+                   const ValueToValueMapTy &VMap);
   };
 
   class LoopUnswitch : public LoopPass {
     LoopInfo *LI;  // Loop information
     LPPassManager *LPM;
+    AssumptionCache *AC;
 
-    // LoopProcessWorklist - Used to check if second loop needs processing
-    // after RewriteLoopBodyWithConditionConstant rewrites first loop.
+    // Used to check if second loop needs processing after
+    // RewriteLoopBodyWithConditionConstant rewrites first loop.
     std::vector<Loop*> LoopProcessWorklist;
 
     LUAnalysisCache BranchesInfo;
 
+    bool EnabledPGO;
+
+    // BFI and ColdEntryFreq are only used when PGO and
+    // LoopUnswitchWithBlockFrequency are enabled.
+    BlockFrequencyInfo BFI;
+    BlockFrequency ColdEntryFreq;
+
     bool OptimizeForSize;
     bool redoLoop;
 
@@ -150,43 +198,38 @@ namespace {
     static char ID; // Pass ID, replacement for typeid
     explicit LoopUnswitch(bool Os = false) :
       LoopPass(ID), OptimizeForSize(Os), redoLoop(false),
-      currentLoop(NULL), DT(NULL), loopHeader(NULL),
-      loopPreheader(NULL) {
+      currentLoop(nullptr), DT(nullptr), loopHeader(nullptr),
+      loopPreheader(nullptr) {
         initializeLoopUnswitchPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
       }
 
-    bool runOnLoop(Loop *L, LPPassManager &LPM);
+    bool runOnLoop(Loop *L, LPPassManager &LPM) override;
     bool processCurrentLoop();
 
     /// This transformation requires natural loop information & requires that
     /// loop preheaders be inserted into the CFG.
     ///
-    virtual void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
+    void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const override {
+      AU.addRequired<AssumptionCacheTracker>();
       AU.addRequiredID(LoopSimplifyID);
       AU.addPreservedID(LoopSimplifyID);
-      AU.addRequired<LoopInfo>();
-      AU.addPreserved<LoopInfo>();
+      AU.addRequired<LoopInfoWrapperPass>();
+      AU.addPreserved<LoopInfoWrapperPass>();
       AU.addRequiredID(LCSSAID);
       AU.addPreservedID(LCSSAID);
-      AU.addPreserved<DominatorTree>();
-      AU.addPreserved<ScalarEvolution>();
+      AU.addRequired<DominatorTreeWrapperPass>();
+      AU.addPreserved<DominatorTreeWrapperPass>();
+      AU.addPreserved<ScalarEvolutionWrapperPass>();
+      AU.addRequired<TargetTransformInfoWrapperPass>();
+      AU.addPreserved<GlobalsAAWrapperPass>();
     }
 
   private:
 
-    virtual void releaseMemory() {
+    void releaseMemory() override {
       BranchesInfo.forgetLoop(currentLoop);
     }
 
-    /// RemoveLoopFromWorklist - If the specified loop is on the loop worklist,
-    /// remove it.
-    void RemoveLoopFromWorklist(Loop *L) {
-      std::vector<Loop*>::iterator I = std::find(LoopProcessWorklist.begin(),
-                                                 LoopProcessWorklist.end(), L);
-      if (I != LoopProcessWorklist.end())
-        LoopProcessWorklist.erase(I);
-    }
-
     void initLoopData() {
       loopHeader = currentLoop->getHeader();
       loopPreheader = currentLoop->getLoopPreheader();
@@ -194,12 +237,17 @@ namespace {
 
     /// Split all of the edges from inside the loop to their exit blocks.
     /// Update the appropriate Phi nodes as we do so.
-    void SplitExitEdges(Loop *L, const SmallVector<BasicBlock *, 8> &ExitBlocks);
+    void SplitExitEdges(Loop *L,
+                        const SmallVectorImpl<BasicBlock *> &ExitBlocks);
+
+    bool TryTrivialLoopUnswitch(bool &Changed);
 
-    bool UnswitchIfProfitable(Value *LoopCond, Constant *Val);
+    bool UnswitchIfProfitable(Value *LoopCond, Constant *Val,
+                              TerminatorInst *TI = nullptr);
     void UnswitchTrivialCondition(Loop *L, Value *Cond, Constant *Val,
-                                  BasicBlock *ExitBlock);
-    void UnswitchNontrivialCondition(Value *LIC, Constant *OnVal, Loop *L);
+                                  BasicBlock *ExitBlock, TerminatorInst *TI);
+    void UnswitchNontrivialCondition(Value *LIC, Constant *OnVal, Loop *L,
+                                     TerminatorInst *TI);
 
     void RewriteLoopBodyWithConditionConstant(Loop *L, Value *LIC,
                                               Constant *Val, bool isEqual);
@@ -207,28 +255,26 @@ namespace {
     void EmitPreheaderBranchOnCondition(Value *LIC, Constant *Val,
                                         BasicBlock *TrueDest,
                                         BasicBlock *FalseDest,
-                                        Instruction *InsertPt);
+                                        Instruction *InsertPt,
+                                        TerminatorInst *TI);
 
     void SimplifyCode(std::vector<Instruction*> &Worklist, Loop *L);
-    void RemoveBlockIfDead(BasicBlock *BB,
-                           std::vector<Instruction*> &Worklist, Loop *l);
-    void RemoveLoopFromHierarchy(Loop *L);
-    bool IsTrivialUnswitchCondition(Value *Cond, Constant **Val = 0,
-                                    BasicBlock **LoopExit = 0);
-
   };
 }
 
 // Analyze loop. Check its size, calculate is it possible to unswitch
 // it. Returns true if we can unswitch this loop.
-bool LUAnalysisCache::countLoop(const Loop* L) {
+bool LUAnalysisCache::countLoop(const Loop *L, const TargetTransformInfo &TTI,
+                                AssumptionCache *AC) {
 
-  std::pair<LoopPropsMapIt, bool> InsertRes =
+  LoopPropsMapIt PropsIt;
+  bool Inserted;
+  std::tie(PropsIt, Inserted) =
       LoopsProperties.insert(std::make_pair(L, LoopProperties()));
 
-  LoopProperties& Props = InsertRes.first->second;
+  LoopProperties &Props = PropsIt->second;
 
-  if (InsertRes.second) {
+  if (Inserted) {
     // New loop.
 
     // Limit the number of instructions to avoid causing significant code
@@ -236,35 +282,30 @@ bool LUAnalysisCache::countLoop(const Loop* L) {
     // large numbers of branches which cause loop unswitching to go crazy.
     // This is a very ad-hoc heuristic.
 
+    SmallPtrSet<const Value *, 32> EphValues;
+    CodeMetrics::collectEphemeralValues(L, AC, EphValues);
+
     // FIXME: This is overly conservative because it does not take into
     // consideration code simplification opportunities and code that can
     // be shared by the resultant unswitched loops.
     CodeMetrics Metrics;
-    for (Loop::block_iterator I = L->block_begin(),
-           E = L->block_end();
-         I != E; ++I)
-      Metrics.analyzeBasicBlock(*I);
+    for (Loop::block_iterator I = L->block_begin(), E = L->block_end(); I != E;
+         ++I)
+      Metrics.analyzeBasicBlock(*I, TTI, EphValues);
 
-    Props.SizeEstimation = std::min(Metrics.NumInsts, Metrics.NumBlocks * 5);
+    Props.SizeEstimation = Metrics.NumInsts;
     Props.CanBeUnswitchedCount = MaxSize / (Props.SizeEstimation);
+    Props.WasUnswitchedCount = 0;
     MaxSize -= Props.SizeEstimation * Props.CanBeUnswitchedCount;
 
     if (Metrics.notDuplicatable) {
       DEBUG(dbgs() << "NOT unswitching loop %"
-            << L->getHeader()->getName() << ", contents cannot be "
-            << "duplicated!\n");
+                   << L->getHeader()->getName() << ", contents cannot be "
+                   << "duplicated!\n");
       return false;
     }
   }
 
-  if (!Props.CanBeUnswitchedCount) {
-    DEBUG(dbgs() << "NOT unswitching loop %"
-          << L->getHeader()->getName() << ", cost too high: "
-          << L->getBlocks().size() << "\n");
-
-    return false;
-  }
-
   // Be careful. This links are good only before new loop addition.
   CurrentLoopProperties = &Props;
   CurLoopInstructions = &Props.UnswitchedVals;
@@ -273,45 +314,52 @@ bool LUAnalysisCache::countLoop(const Loop* L) {
 }
 
 // Clean all data related to given loop.
-void LUAnalysisCache::forgetLoop(const LoopL) {
+void LUAnalysisCache::forgetLoop(const Loop *L) {
 
   LoopPropsMapIt LIt = LoopsProperties.find(L);
 
   if (LIt != LoopsProperties.end()) {
-    LoopProperties& Props = LIt->second;
-    MaxSize += Props.CanBeUnswitchedCount * Props.SizeEstimation;
+    LoopProperties &Props = LIt->second;
+    MaxSize += (Props.CanBeUnswitchedCount + Props.WasUnswitchedCount) *
+               Props.SizeEstimation;
     LoopsProperties.erase(LIt);
   }
 
-  CurrentLoopProperties = NULL;
-  CurLoopInstructions = NULL;
+  CurrentLoopProperties = nullptr;
+  CurLoopInstructions = nullptr;
 }
 
 // Mark case value as unswitched.
 // Since SI instruction can be partly unswitched, in order to avoid
 // extra unswitching in cloned loops keep track all unswitched values.
-void LUAnalysisCache::setUnswitched(const SwitchInst* SI, const Value* V) {
+void LUAnalysisCache::setUnswitched(const SwitchInst *SI, const Value *V) {
   (*CurLoopInstructions)[SI].insert(V);
 }
 
 // Check was this case value unswitched before or not.
-bool LUAnalysisCache::isUnswitched(const SwitchInst* SI, const Value* V) {
+bool LUAnalysisCache::isUnswitched(const SwitchInst *SI, const Value *V) {
   return (*CurLoopInstructions)[SI].count(V);
 }
 
+bool LUAnalysisCache::CostAllowsUnswitching() {
+  return CurrentLoopProperties->CanBeUnswitchedCount > 0;
+}
+
 // Clone all loop-unswitch related loop properties.
 // Redistribute unswitching quotas.
 // Note, that new loop data is stored inside the VMap.
-void LUAnalysisCache::cloneData(const Loop* NewLoop, const Loop* OldLoop,
-                     const ValueToValueMapTy& VMap) {
+void LUAnalysisCache::cloneData(const Loop *NewLoop, const Loop *OldLoop,
+                                const ValueToValueMapTy &VMap) {
 
-  LoopPropertiesNewLoopProps = LoopsProperties[NewLoop];
-  LoopPropertiesOldLoopProps = *CurrentLoopProperties;
-  UnswitchedValsMapInsts = OldLoopProps.UnswitchedVals;
+  LoopProperties &NewLoopProps = LoopsProperties[NewLoop];
+  LoopProperties &OldLoopProps = *CurrentLoopProperties;
+  UnswitchedValsMap &Insts = OldLoopProps.UnswitchedVals;
 
   // Reallocate "can-be-unswitched quota"
 
   --OldLoopProps.CanBeUnswitchedCount;
+  ++OldLoopProps.WasUnswitchedCount;
+  NewLoopProps.WasUnswitchedCount = 0;
   unsigned Quota = OldLoopProps.CanBeUnswitchedCount;
   NewLoopProps.CanBeUnswitchedCount = Quota / 2;
   OldLoopProps.CanBeUnswitchedCount = Quota - Quota / 2;
@@ -322,9 +370,9 @@ void LUAnalysisCache::cloneData(const Loop* NewLoop, const Loop* OldLoop,
   // for new loop switches we clone info about values that was
   // already unswitched and has redundant successors.
   for (UnswitchedValsIt I = Insts.begin(); I != Insts.end(); ++I) {
-    const SwitchInstOldInst = I->first;
-    ValueNewI = VMap.lookup(OldInst);
-    const SwitchInstNewInst = cast_or_null<SwitchInst>(NewI);
+    const SwitchInst *OldInst = I->first;
+    Value *NewI = VMap.lookup(OldInst);
+    const SwitchInst *NewInst = cast_or_null<SwitchInst>(NewI);
     assert(NewInst && "All instructions that are in SrcBB must be in VMap.");
 
     NewLoopProps.UnswitchedVals[NewInst] = OldLoopProps.UnswitchedVals[OldInst];
@@ -334,8 +382,10 @@ void LUAnalysisCache::cloneData(const Loop* NewLoop, const Loop* OldLoop,
 char LoopUnswitch::ID = 0;
 INITIALIZE_PASS_BEGIN(LoopUnswitch, "loop-unswitch", "Unswitch loops",
                       false, false)
+INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(TargetTransformInfoWrapperPass)
+INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(AssumptionCacheTracker)
 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(LoopSimplify)
-INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(LoopInfo)
+INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(LoopInfoWrapperPass)
 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(LCSSA)
 INITIALIZE_PASS_END(LoopUnswitch, "loop-unswitch", "Unswitch loops",
                       false, false)
@@ -344,9 +394,8 @@ Pass *llvm::createLoopUnswitchPass(bool Os) {
   return new LoopUnswitch(Os);
 }
 
-/// FindLIVLoopCondition - Cond is a condition that occurs in L.  If it is
-/// invariant in the loop, or has an invariant piece, return the invariant.
-/// Otherwise, return null.
+/// Cond is a condition that occurs in L. If it is invariant in the loop, or has
+/// an invariant piece, return the invariant. Otherwise, return null.
 static Value *FindLIVLoopCondition(Value *Cond, Loop *L, bool &Changed) {
 
   // We started analyze new instruction, increment scanned instructions counter.
@@ -354,10 +403,10 @@ static Value *FindLIVLoopCondition(Value *Cond, Loop *L, bool &Changed) {
 
   // We can never unswitch on vector conditions.
   if (Cond->getType()->isVectorTy())
-    return 0;
+    return nullptr;
 
   // Constants should be folded, not unswitched on!
-  if (isa<Constant>(Cond)) return 0;
+  if (isa<Constant>(Cond)) return nullptr;
 
   // TODO: Handle: br (VARIANT|INVARIANT).
 
@@ -377,15 +426,34 @@ static Value *FindLIVLoopCondition(Value *Cond, Loop *L, bool &Changed) {
         return RHS;
     }
 
-  return 0;
+  return nullptr;
 }
 
 bool LoopUnswitch::runOnLoop(Loop *L, LPPassManager &LPM_Ref) {
-  LI = &getAnalysis<LoopInfo>();
+  if (skipOptnoneFunction(L))
+    return false;
+
+  AC = &getAnalysis<AssumptionCacheTracker>().getAssumptionCache(
+      *L->getHeader()->getParent());
+  LI = &getAnalysis<LoopInfoWrapperPass>().getLoopInfo();
   LPM = &LPM_Ref;
-  DT = getAnalysisIfAvailable<DominatorTree>();
+  DT = &getAnalysis<DominatorTreeWrapperPass>().getDomTree();
   currentLoop = L;
   Function *F = currentLoop->getHeader()->getParent();
+
+  EnabledPGO = F->getEntryCount().hasValue();
+
+  if (LoopUnswitchWithBlockFrequency && EnabledPGO) {
+    BranchProbabilityInfo BPI(*F, *LI);
+    BFI.calculate(*L->getHeader()->getParent(), BPI, *LI);
+
+    // Use BranchProbability to compute a minimum frequency based on
+    // function entry baseline frequency. Loops with headers below this
+    // frequency are considered as cold.
+    const BranchProbability ColdProb(ColdnessThreshold, 100);
+    ColdEntryFreq = BlockFrequency(BFI.getEntryFreq()) * ColdProb;
+  }
+
   bool Changed = false;
   do {
     assert(currentLoop->isLCSSAForm(*DT));
@@ -393,16 +461,13 @@ bool LoopUnswitch::runOnLoop(Loop *L, LPPassManager &LPM_Ref) {
     Changed |= processCurrentLoop();
   } while(redoLoop);
 
-  if (Changed) {
-    // FIXME: Reconstruct dom info, because it is not preserved properly.
-    if (DT)
-      DT->runOnFunction(*F);
-  }
+  // FIXME: Reconstruct dom info, because it is not preserved properly.
+  if (Changed)
+    DT->recalculate(*F);
   return Changed;
 }
 
-/// processCurrentLoop - Do actual work and unswitch loop if possible
-/// and profitable.
+/// Do actual work and unswitch loop if possible and profitable.
 bool LoopUnswitch::processCurrentLoop() {
   bool Changed = false;
 
@@ -422,11 +487,48 @@ bool LoopUnswitch::processCurrentLoop() {
 
   LLVMContext &Context = loopHeader->getContext();
 
-  // Probably we reach the quota of branches for this loop. If so
-  // stop unswitching.
-  if (!BranchesInfo.countLoop(currentLoop))
+  // Analyze loop cost, and stop unswitching if loop content can not be duplicated.
+  if (!BranchesInfo.countLoop(
+          currentLoop, getAnalysis<TargetTransformInfoWrapperPass>().getTTI(
+                           *currentLoop->getHeader()->getParent()),
+          AC))
+    return false;
+
+  // Try trivial unswitch first before loop over other basic blocks in the loop.
+  if (TryTrivialLoopUnswitch(Changed)) {
+    return true;
+  }
+
+  // Do not unswitch loops containing convergent operations, as we might be
+  // making them control dependent on the unswitch value when they were not
+  // before.
+  // FIXME: This could be refined to only bail if the convergent operation is
+  // not already control-dependent on the unswitch value.
+  for (const auto BB : currentLoop->blocks()) {
+    for (auto &I : *BB) {
+      auto CS = CallSite(&I);
+      if (!CS) continue;
+      if (CS.hasFnAttr(Attribute::Convergent))
+        return false;
+    }
+  }
+
+  // Do not do non-trivial unswitch while optimizing for size.
+  // FIXME: Use Function::optForSize().
+  if (OptimizeForSize ||
+      loopHeader->getParent()->hasFnAttribute(Attribute::OptimizeForSize))
     return false;
 
+  if (LoopUnswitchWithBlockFrequency && EnabledPGO) {
+    // Compute the weighted frequency of the hottest block in the
+    // loop (loopHeader in this case since inner loops should be
+    // processed before outer loop). If it is less than ColdFrequency,
+    // we should not unswitch.
+    BlockFrequency LoopEntryFreq = BFI.getBlockFreq(loopHeader);
+    if (LoopEntryFreq < ColdEntryFreq)
+      return false;
+  }
+
   // Loop over all of the basic blocks in the loop.  If we find an interior
   // block that is branching on a loop-invariant condition, we can unswitch this
   // loop.
@@ -441,8 +543,8 @@ bool LoopUnswitch::processCurrentLoop() {
         // unswitch on it if we desire.
         Value *LoopCond = FindLIVLoopCondition(BI->getCondition(),
                                                currentLoop, Changed);
-        if (LoopCond && UnswitchIfProfitable(LoopCond,
-                                             ConstantInt::getTrue(Context))) {
+        if (LoopCond &&
+            UnswitchIfProfitable(LoopCond, ConstantInt::getTrue(Context), TI)) {
           ++NumBranches;
           return true;
         }
@@ -455,14 +557,14 @@ bool LoopUnswitch::processCurrentLoop() {
         // Find a value to unswitch on:
         // FIXME: this should chose the most expensive case!
         // FIXME: scan for a case with a non-critical edge?
-        Constant *UnswitchVal = NULL;
+        Constant *UnswitchVal = nullptr;
 
         // Do not process same value again and again.
         // At this point we have some cases already unswitched and
         // some not yet unswitched. Let's find the first not yet unswitched one.
         for (SwitchInst::CaseIt i = SI->case_begin(), e = SI->case_end();
              i != e; ++i) {
-          ConstantUnswitchValCandidate = i.getCaseValue();
+          Constant *UnswitchValCandidate = i.getCaseValue();
           if (!BranchesInfo.isUnswitched(SI, UnswitchValCandidate)) {
             UnswitchVal = UnswitchValCandidate;
             break;
@@ -495,8 +597,8 @@ bool LoopUnswitch::processCurrentLoop() {
   return Changed;
 }
 
-/// isTrivialLoopExitBlock - Check to see if all paths from BB exit the
-/// loop with no side effects (including infinite loops).
+/// Check to see if all paths from BB exit the loop with no side effects
+/// (including infinite loops).
 ///
 /// If true, we return true and set ExitBB to the block we
 /// exit through.
@@ -508,10 +610,11 @@ static bool isTrivialLoopExitBlockHelper(Loop *L, BasicBlock *BB,
     // Already visited. Without more analysis, this could indicate an infinite
     // loop.
     return false;
-  } else if (!L->contains(BB)) {
+  }
+  if (!L->contains(BB)) {
     // Otherwise, this is a loop exit, this is fine so long as this is the
     // first exit.
-    if (ExitBB != 0) return false;
+    if (ExitBB) return false;
     ExitBB = BB;
     return true;
   }
@@ -532,190 +635,141 @@ static bool isTrivialLoopExitBlockHelper(Loop *L, BasicBlock *BB,
   return true;
 }
 
-/// isTrivialLoopExitBlock - Return true if the specified block unconditionally
-/// leads to an exit from the specified loop, and has no side-effects in the
-/// process.  If so, return the block that is exited to, otherwise return null.
+/// Return true if the specified block unconditionally leads to an exit from
+/// the specified loop, and has no side-effects in the process. If so, return
+/// the block that is exited to, otherwise return null.
 static BasicBlock *isTrivialLoopExitBlock(Loop *L, BasicBlock *BB) {
   std::set<BasicBlock*> Visited;
   Visited.insert(L->getHeader());  // Branches to header make infinite loops.
-  BasicBlock *ExitBB = 0;
+  BasicBlock *ExitBB = nullptr;
   if (isTrivialLoopExitBlockHelper(L, BB, ExitBB, Visited))
     return ExitBB;
-  return 0;
+  return nullptr;
 }
 
-/// IsTrivialUnswitchCondition - Check to see if this unswitch condition is
-/// trivial: that is, that the condition controls whether or not the loop does
-/// anything at all.  If this is a trivial condition, unswitching produces no
-/// code duplications (equivalently, it produces a simpler loop and a new empty
-/// loop, which gets deleted).
-///
-/// If this is a trivial condition, return true, otherwise return false.  When
-/// returning true, this sets Cond and Val to the condition that controls the
-/// trivial condition: when Cond dynamically equals Val, the loop is known to
-/// exit.  Finally, this sets LoopExit to the BB that the loop exits to when
-/// Cond == Val.
-///
-bool LoopUnswitch::IsTrivialUnswitchCondition(Value *Cond, Constant **Val,
-                                       BasicBlock **LoopExit) {
-  BasicBlock *Header = currentLoop->getHeader();
-  TerminatorInst *HeaderTerm = Header->getTerminator();
-  LLVMContext &Context = Header->getContext();
-
-  BasicBlock *LoopExitBB = 0;
-  if (BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(HeaderTerm)) {
-    // If the header block doesn't end with a conditional branch on Cond, we
-    // can't handle it.
-    if (!BI->isConditional() || BI->getCondition() != Cond)
-      return false;
-
-    // Check to see if a successor of the branch is guaranteed to
-    // exit through a unique exit block without having any
-    // side-effects.  If so, determine the value of Cond that causes it to do
-    // this.
-    if ((LoopExitBB = isTrivialLoopExitBlock(currentLoop,
-                                             BI->getSuccessor(0)))) {
-      if (Val) *Val = ConstantInt::getTrue(Context);
-    } else if ((LoopExitBB = isTrivialLoopExitBlock(currentLoop,
-                                                    BI->getSuccessor(1)))) {
-      if (Val) *Val = ConstantInt::getFalse(Context);
-    }
-  } else if (SwitchInst *SI = dyn_cast<SwitchInst>(HeaderTerm)) {
-    // If this isn't a switch on Cond, we can't handle it.
-    if (SI->getCondition() != Cond) return false;
-
-    // Check to see if a successor of the switch is guaranteed to go to the
-    // latch block or exit through a one exit block without having any
-    // side-effects.  If so, determine the value of Cond that causes it to do
-    // this.
-    // Note that we can't trivially unswitch on the default case or
-    // on already unswitched cases.
-    for (SwitchInst::CaseIt i = SI->case_begin(), e = SI->case_end();
-         i != e; ++i) {
-      BasicBlock* LoopExitCandidate;
-      if ((LoopExitCandidate = isTrivialLoopExitBlock(currentLoop,
-                                               i.getCaseSuccessor()))) {
-        // Okay, we found a trivial case, remember the value that is trivial.
-        ConstantInt* CaseVal = i.getCaseValue();
-
-        // Check that it was not unswitched before, since already unswitched
-        // trivial vals are looks trivial too.
-        if (BranchesInfo.isUnswitched(SI, CaseVal))
-          continue;
-        LoopExitBB = LoopExitCandidate;
-        if (Val) *Val = CaseVal;
-        break;
-      }
-    }
-  }
-
-  // If we didn't find a single unique LoopExit block, or if the loop exit block
-  // contains phi nodes, this isn't trivial.
-  if (!LoopExitBB || isa<PHINode>(LoopExitBB->begin()))
-    return false;   // Can't handle this.
-
-  if (LoopExit) *LoopExit = LoopExitBB;
-
-  // We already know that nothing uses any scalar values defined inside of this
-  // loop.  As such, we just have to check to see if this loop will execute any
-  // side-effecting instructions (e.g. stores, calls, volatile loads) in the
-  // part of the loop that the code *would* execute.  We already checked the
-  // tail, check the header now.
-  for (BasicBlock::iterator I = Header->begin(), E = Header->end(); I != E; ++I)
-    if (I->mayHaveSideEffects())
-      return false;
-  return true;
-}
-
-/// UnswitchIfProfitable - We have found that we can unswitch currentLoop when
-/// LoopCond == Val to simplify the loop.  If we decide that this is profitable,
+/// We have found that we can unswitch currentLoop when LoopCond == Val to
+/// simplify the loop.  If we decide that this is profitable,
 /// unswitch the loop, reprocess the pieces, then return true.
-bool LoopUnswitch::UnswitchIfProfitable(Value *LoopCond, Constant *Val) {
-  Function *F = loopHeader->getParent();
-  Constant *CondVal = 0;
-  BasicBlock *ExitBlock = 0;
-
-  if (IsTrivialUnswitchCondition(LoopCond, &CondVal, &ExitBlock)) {
-    // If the condition is trivial, always unswitch. There is no code growth
-    // for this case.
-    UnswitchTrivialCondition(currentLoop, LoopCond, CondVal, ExitBlock);
-    return true;
-  }
-
+bool LoopUnswitch::UnswitchIfProfitable(Value *LoopCond, Constant *Val,
+                                        TerminatorInst *TI) {
   // Check to see if it would be profitable to unswitch current loop.
-
-  // Do not do non-trivial unswitch while optimizing for size.
-  if (OptimizeForSize ||
-      F->getFnAttributes().hasAttribute(Attribute::OptimizeForSize))
+  if (!BranchesInfo.CostAllowsUnswitching()) {
+    DEBUG(dbgs() << "NOT unswitching loop %"
+                 << currentLoop->getHeader()->getName()
+                 << " at non-trivial condition '" << *Val
+                 << "' == " << *LoopCond << "\n"
+                 << ". Cost too high.\n");
     return false;
+  }
 
-  UnswitchNontrivialCondition(LoopCond, Val, currentLoop);
+  UnswitchNontrivialCondition(LoopCond, Val, currentLoop, TI);
   return true;
 }
 
-/// CloneLoop - Recursively clone the specified loop and all of its children,
+/// Recursively clone the specified loop and all of its children,
 /// mapping the blocks with the specified map.
 static Loop *CloneLoop(Loop *L, Loop *PL, ValueToValueMapTy &VM,
                        LoopInfo *LI, LPPassManager *LPM) {
-  Loop *New = new Loop();
-  LPM->insertLoop(New, PL);
+  Loop &New = LPM->addLoop(PL);
 
   // Add all of the blocks in L to the new loop.
   for (Loop::block_iterator I = L->block_begin(), E = L->block_end();
        I != E; ++I)
     if (LI->getLoopFor(*I) == L)
-      New->addBasicBlockToLoop(cast<BasicBlock>(VM[*I]), LI->getBase());
+      New.addBasicBlockToLoop(cast<BasicBlock>(VM[*I]), *LI);
 
   // Add all of the subloops to the new loop.
   for (Loop::iterator I = L->begin(), E = L->end(); I != E; ++I)
-    CloneLoop(*I, New, VM, LI, LPM);
+    CloneLoop(*I, &New, VM, LI, LPM);
 
-  return New;
+  return &New;
 }
 
-/// EmitPreheaderBranchOnCondition - Emit a conditional branch on two values
-/// if LIC == Val, branch to TrueDst, otherwise branch to FalseDest.  Insert the
-/// code immediately before InsertPt.
+static void copyMetadata(Instruction *DstInst, const Instruction *SrcInst,
+                         bool Swapped) {
+  if (!SrcInst || !SrcInst->hasMetadata())
+    return;
+
+  SmallVector<std::pair<unsigned, MDNode *>, 4> MDs;
+  SrcInst->getAllMetadata(MDs);
+  for (auto &MD : MDs) {
+    switch (MD.first) {
+    default:
+      break;
+    case LLVMContext::MD_prof:
+      if (Swapped && MD.second->getNumOperands() == 3 &&
+          isa<MDString>(MD.second->getOperand(0))) {
+        MDString *MDName = cast<MDString>(MD.second->getOperand(0));
+        if (MDName->getString() == "branch_weights") {
+          auto *ValT = cast_or_null<ConstantAsMetadata>(
+                           MD.second->getOperand(1))->getValue();
+          auto *ValF = cast_or_null<ConstantAsMetadata>(
+                           MD.second->getOperand(2))->getValue();
+          assert(ValT && ValF && "Invalid Operands of branch_weights");
+          auto NewMD =
+              MDBuilder(DstInst->getParent()->getContext())
+                  .createBranchWeights(cast<ConstantInt>(ValF)->getZExtValue(),
+                                       cast<ConstantInt>(ValT)->getZExtValue());
+          MD.second = NewMD;
+        }
+      }
+      // fallthrough.
+    case LLVMContext::MD_make_implicit:
+    case LLVMContext::MD_dbg:
+      DstInst->setMetadata(MD.first, MD.second);
+    }
+  }
+}
+
+/// Emit a conditional branch on two values if LIC == Val, branch to TrueDst,
+/// otherwise branch to FalseDest. Insert the code immediately before InsertPt.
 void LoopUnswitch::EmitPreheaderBranchOnCondition(Value *LIC, Constant *Val,
                                                   BasicBlock *TrueDest,
                                                   BasicBlock *FalseDest,
-                                                  Instruction *InsertPt) {
+                                                  Instruction *InsertPt,
+                                                  TerminatorInst *TI) {
   // Insert a conditional branch on LIC to the two preheaders.  The original
   // code is the true version and the new code is the false version.
   Value *BranchVal = LIC;
+  bool Swapped = false;
   if (!isa<ConstantInt>(Val) ||
       Val->getType() != Type::getInt1Ty(LIC->getContext()))
     BranchVal = new ICmpInst(InsertPt, ICmpInst::ICMP_EQ, LIC, Val);
-  else if (Val != ConstantInt::getTrue(Val->getContext()))
+  else if (Val != ConstantInt::getTrue(Val->getContext())) {
     // We want to enter the new loop when the condition is true.
     std::swap(TrueDest, FalseDest);
+    Swapped = true;
+  }
 
   // Insert the new branch.
   BranchInst *BI = BranchInst::Create(TrueDest, FalseDest, BranchVal, InsertPt);
+  copyMetadata(BI, TI, Swapped);
 
   // If either edge is critical, split it. This helps preserve LoopSimplify
   // form for enclosing loops.
-  SplitCriticalEdge(BI, 0, this, false, false, true);
-  SplitCriticalEdge(BI, 1, this, false, false, true);
+  auto Options = CriticalEdgeSplittingOptions(DT, LI).setPreserveLCSSA();
+  SplitCriticalEdge(BI, 0, Options);
+  SplitCriticalEdge(BI, 1, Options);
 }
 
-/// UnswitchTrivialCondition - Given a loop that has a trivial unswitchable
-/// condition in it (a cond branch from its header block to its latch block,
-/// where the path through the loop that doesn't execute its body has no
-/// side-effects), unswitch it.  This doesn't involve any code duplication, just
-/// moving the conditional branch outside of the loop and updating loop info.
-void LoopUnswitch::UnswitchTrivialCondition(Loop *L, Value *Cond,
-                                            Constant *Val,
-                                            BasicBlock *ExitBlock) {
+/// Given a loop that has a trivial unswitchable condition in it (a cond branch
+/// from its header block to its latch block, where the path through the loop
+/// that doesn't execute its body has no side-effects), unswitch it. This
+/// doesn't involve any code duplication, just moving the conditional branch
+/// outside of the loop and updating loop info.
+void LoopUnswitch::UnswitchTrivialCondition(Loop *L, Value *Cond, Constant *Val,
+                                            BasicBlock *ExitBlock,
+                                            TerminatorInst *TI) {
   DEBUG(dbgs() << "loop-unswitch: Trivial-Unswitch loop %"
-        << loopHeader->getName() << " [" << L->getBlocks().size()
-        << " blocks] in Function " << L->getHeader()->getParent()->getName()
-        << " on cond: " << *Val << " == " << *Cond << "\n");
+               << loopHeader->getName() << " [" << L->getBlocks().size()
+               << " blocks] in Function "
+               << L->getHeader()->getParent()->getName() << " on cond: " << *Val
+               << " == " << *Cond << "\n");
 
   // First step, split the preheader, so that we know that there is a safe place
   // to insert the conditional branch.  We will change loopPreheader to have a
   // conditional branch on Cond.
-  BasicBlock *NewPH = SplitEdge(loopPreheader, loopHeader, this);
+  BasicBlock *NewPH = SplitEdge(loopPreheader, loopHeader, DT, LI);
 
   // Now that we have a place to insert the conditional branch, create a place
   // to branch to: this is the exit block out of the loop that we should
@@ -726,12 +780,12 @@ void LoopUnswitch::UnswitchTrivialCondition(Loop *L, Value *Cond,
   // without actually branching to it (the exit block should be dominated by the
   // loop header, not the preheader).
   assert(!L->contains(ExitBlock) && "Exit block is in the loop?");
-  BasicBlock *NewExit = SplitBlock(ExitBlock, ExitBlock->begin(), this);
+  BasicBlock *NewExit = SplitBlock(ExitBlock, &ExitBlock->front(), DT, LI);
 
   // Okay, now we have a position to branch from and a position to branch to,
   // insert the new conditional branch.
   EmitPreheaderBranchOnCondition(Cond, Val, NewExit, NewPH,
-                                 loopPreheader->getTerminator());
+                                 loopPreheader->getTerminator(), TI);
   LPM->deleteSimpleAnalysisValue(loopPreheader->getTerminator(), L);
   loopPreheader->getTerminator()->eraseFromParent();
 
@@ -745,10 +799,157 @@ void LoopUnswitch::UnswitchTrivialCondition(Loop *L, Value *Cond,
   ++NumTrivial;
 }
 
-/// SplitExitEdges - Split all of the edges from inside the loop to their exit
-/// blocks.  Update the appropriate Phi nodes as we do so.
+/// Check if the first non-constant condition starting from the loop header is
+/// a trivial unswitch condition: that is, a condition controls whether or not
+/// the loop does anything at all. If it is a trivial condition, unswitching
+/// produces no code duplications (equivalently, it produces a simpler loop and
+/// a new empty loop, which gets deleted). Therefore always unswitch trivial
+/// condition.
+bool LoopUnswitch::TryTrivialLoopUnswitch(bool &Changed) {
+  BasicBlock *CurrentBB = currentLoop->getHeader();
+  TerminatorInst *CurrentTerm = CurrentBB->getTerminator();
+  LLVMContext &Context = CurrentBB->getContext();
+
+  // If loop header has only one reachable successor (currently via an
+  // unconditional branch or constant foldable conditional branch, but
+  // should also consider adding constant foldable switch instruction in
+  // future), we should keep looking for trivial condition candidates in
+  // the successor as well. An alternative is to constant fold conditions
+  // and merge successors into loop header (then we only need to check header's
+  // terminator). The reason for not doing this in LoopUnswitch pass is that
+  // it could potentially break LoopPassManager's invariants. Folding dead
+  // branches could either eliminate the current loop or make other loops
+  // unreachable. LCSSA form might also not be preserved after deleting
+  // branches. The following code keeps traversing loop header's successors
+  // until it finds the trivial condition candidate (condition that is not a
+  // constant). Since unswitching generates branches with constant conditions,
+  // this scenario could be very common in practice.
+  SmallSet<BasicBlock*, 8> Visited;
+
+  while (true) {
+    // If we exit loop or reach a previous visited block, then
+    // we can not reach any trivial condition candidates (unfoldable
+    // branch instructions or switch instructions) and no unswitch
+    // can happen. Exit and return false.
+    if (!currentLoop->contains(CurrentBB) || !Visited.insert(CurrentBB).second)
+      return false;
+
+    // Check if this loop will execute any side-effecting instructions (e.g.
+    // stores, calls, volatile loads) in the part of the loop that the code
+    // *would* execute. Check the header first.
+    for (Instruction &I : *CurrentBB)
+      if (I.mayHaveSideEffects())
+        return false;
+
+    // FIXME: add check for constant foldable switch instructions.
+    if (BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(CurrentTerm)) {
+      if (BI->isUnconditional()) {
+        CurrentBB = BI->getSuccessor(0);
+      } else if (BI->getCondition() == ConstantInt::getTrue(Context)) {
+        CurrentBB = BI->getSuccessor(0);
+      } else if (BI->getCondition() == ConstantInt::getFalse(Context)) {
+        CurrentBB = BI->getSuccessor(1);
+      } else {
+        // Found a trivial condition candidate: non-foldable conditional branch.
+        break;
+      }
+    } else {
+      break;
+    }
+
+    CurrentTerm = CurrentBB->getTerminator();
+  }
+
+  // CondVal is the condition that controls the trivial condition.
+  // LoopExitBB is the BasicBlock that loop exits when meets trivial condition.
+  Constant *CondVal = nullptr;
+  BasicBlock *LoopExitBB = nullptr;
+
+  if (BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(CurrentTerm)) {
+    // If this isn't branching on an invariant condition, we can't unswitch it.
+    if (!BI->isConditional())
+      return false;
+
+    Value *LoopCond = FindLIVLoopCondition(BI->getCondition(),
+                                           currentLoop, Changed);
+
+    // Unswitch only if the trivial condition itself is an LIV (not
+    // partial LIV which could occur in and/or)
+    if (!LoopCond || LoopCond != BI->getCondition())
+      return false;
+
+    // Check to see if a successor of the branch is guaranteed to
+    // exit through a unique exit block without having any
+    // side-effects.  If so, determine the value of Cond that causes
+    // it to do this.
+    if ((LoopExitBB = isTrivialLoopExitBlock(currentLoop,
+                                             BI->getSuccessor(0)))) {
+      CondVal = ConstantInt::getTrue(Context);
+    } else if ((LoopExitBB = isTrivialLoopExitBlock(currentLoop,
+                                                    BI->getSuccessor(1)))) {
+      CondVal = ConstantInt::getFalse(Context);
+    }
+
+    // If we didn't find a single unique LoopExit block, or if the loop exit
+    // block contains phi nodes, this isn't trivial.
+    if (!LoopExitBB || isa<PHINode>(LoopExitBB->begin()))
+      return false;   // Can't handle this.
+
+    UnswitchTrivialCondition(currentLoop, LoopCond, CondVal, LoopExitBB,
+                             CurrentTerm);
+    ++NumBranches;
+    return true;
+  } else if (SwitchInst *SI = dyn_cast<SwitchInst>(CurrentTerm)) {
+    // If this isn't switching on an invariant condition, we can't unswitch it.
+    Value *LoopCond = FindLIVLoopCondition(SI->getCondition(),
+                                           currentLoop, Changed);
+
+    // Unswitch only if the trivial condition itself is an LIV (not
+    // partial LIV which could occur in and/or)
+    if (!LoopCond || LoopCond != SI->getCondition())
+      return false;
+
+    // Check to see if a successor of the switch is guaranteed to go to the
+    // latch block or exit through a one exit block without having any
+    // side-effects.  If so, determine the value of Cond that causes it to do
+    // this.
+    // Note that we can't trivially unswitch on the default case or
+    // on already unswitched cases.
+    for (SwitchInst::CaseIt i = SI->case_begin(), e = SI->case_end();
+         i != e; ++i) {
+      BasicBlock *LoopExitCandidate;
+      if ((LoopExitCandidate = isTrivialLoopExitBlock(currentLoop,
+                                               i.getCaseSuccessor()))) {
+        // Okay, we found a trivial case, remember the value that is trivial.
+        ConstantInt *CaseVal = i.getCaseValue();
+
+        // Check that it was not unswitched before, since already unswitched
+        // trivial vals are looks trivial too.
+        if (BranchesInfo.isUnswitched(SI, CaseVal))
+          continue;
+        LoopExitBB = LoopExitCandidate;
+        CondVal = CaseVal;
+        break;
+      }
+    }
+
+    // If we didn't find a single unique LoopExit block, or if the loop exit
+    // block contains phi nodes, this isn't trivial.
+    if (!LoopExitBB || isa<PHINode>(LoopExitBB->begin()))
+      return false;   // Can't handle this.
+
+    UnswitchTrivialCondition(currentLoop, LoopCond, CondVal, LoopExitBB,
+                             nullptr);
+    ++NumSwitches;
+    return true;
+  }
+  return false;
+}
+
+/// Split all of the edges from inside the loop to their exit blocks.
+/// Update the appropriate Phi nodes as we do so.
 void LoopUnswitch::SplitExitEdges(Loop *L,
-                                const SmallVector<BasicBlock *, 8> &ExitBlocks){
+                               const SmallVectorImpl<BasicBlock *> &ExitBlocks){
 
   for (unsigned i = 0, e = ExitBlocks.size(); i != e; ++i) {
     BasicBlock *ExitBlock = ExitBlocks[i];
@@ -757,36 +958,31 @@ void LoopUnswitch::SplitExitEdges(Loop *L,
 
     // Although SplitBlockPredecessors doesn't preserve loop-simplify in
     // general, if we call it on all predecessors of all exits then it does.
-    if (!ExitBlock->isLandingPad()) {
-      SplitBlockPredecessors(ExitBlock, Preds, ".us-lcssa", this);
-    } else {
-      SmallVector<BasicBlock*, 2> NewBBs;
-      SplitLandingPadPredecessors(ExitBlock, Preds, ".us-lcssa", ".us-lcssa",
-                                  this, NewBBs);
-    }
+    SplitBlockPredecessors(ExitBlock, Preds, ".us-lcssa", DT, LI,
+                           /*PreserveLCSSA*/ true);
   }
 }
 
-/// UnswitchNontrivialCondition - We determined that the loop is profitable
-/// to unswitch when LIC equal Val.  Split it into loop versions and test the
-/// condition outside of either loop.  Return the loops created as Out1/Out2.
+/// We determined that the loop is profitable to unswitch when LIC equal Val.
+/// Split it into loop versions and test the condition outside of either loop.
+/// Return the loops created as Out1/Out2.
 void LoopUnswitch::UnswitchNontrivialCondition(Value *LIC, Constant *Val,
-                                               Loop *L) {
+                                               Loop *L, TerminatorInst *TI) {
   Function *F = loopHeader->getParent();
   DEBUG(dbgs() << "loop-unswitch: Unswitching loop %"
         << loopHeader->getName() << " [" << L->getBlocks().size()
         << " blocks] in Function " << F->getName()
         << " when '" << *Val << "' == " << *LIC << "\n");
 
-  if (ScalarEvolution *SE = getAnalysisIfAvailable<ScalarEvolution>())
-    SE->forgetLoop(L);
+  if (auto *SEWP = getAnalysisIfAvailable<ScalarEvolutionWrapperPass>())
+    SEWP->getSE().forgetLoop(L);
 
   LoopBlocks.clear();
   NewBlocks.clear();
 
   // First step, split the preheader and exit blocks, and add these blocks to
   // the LoopBlocks list.
-  BasicBlock *NewPreheader = SplitEdge(loopPreheader, loopHeader, this);
+  BasicBlock *NewPreheader = SplitEdge(loopPreheader, loopHeader, DT, LI);
   LoopBlocks.push_back(NewPreheader);
 
   // We want the loop to come after the preheader, but before the exit blocks.
@@ -821,8 +1017,13 @@ void LoopUnswitch::UnswitchNontrivialCondition(Value *LIC, Constant *Val,
 
   // Splice the newly inserted blocks into the function right before the
   // original preheader.
-  F->getBasicBlockList().splice(NewPreheader, F->getBasicBlockList(),
-                                NewBlocks[0], F->end());
+  F->getBasicBlockList().splice(NewPreheader->getIterator(),
+                                F->getBasicBlockList(),
+                                NewBlocks[0]->getIterator(), F->end());
+
+  // FIXME: We could register any cloned assumptions instead of clearing the
+  // whole function's cache.
+  AC->clear();
 
   // Now we create the new Loop object for the versioned loop.
   Loop *NewLoop = CloneLoop(L, L->getParentLoop(), VMap, LI, LPM);
@@ -835,14 +1036,14 @@ void LoopUnswitch::UnswitchNontrivialCondition(Value *LIC, Constant *Val,
   if (ParentLoop) {
     // Make sure to add the cloned preheader and exit blocks to the parent loop
     // as well.
-    ParentLoop->addBasicBlockToLoop(NewBlocks[0], LI->getBase());
+    ParentLoop->addBasicBlockToLoop(NewBlocks[0], *LI);
   }
 
   for (unsigned i = 0, e = ExitBlocks.size(); i != e; ++i) {
     BasicBlock *NewExit = cast<BasicBlock>(VMap[ExitBlocks[i]]);
     // The new exit block should be in the same loop as the old one.
     if (Loop *ExitBBLoop = LI->getLoopFor(ExitBlocks[i]))
-      ExitBBLoop->addBasicBlockToLoop(NewExit, LI->getBase());
+      ExitBBLoop->addBasicBlockToLoop(NewExit, *LI);
 
     assert(NewExit->getTerminator()->getNumSuccessors() == 1 &&
            "Exit block should have been split to have one successor!");
@@ -850,9 +1051,8 @@ void LoopUnswitch::UnswitchNontrivialCondition(Value *LIC, Constant *Val,
 
     // If the successor of the exit block had PHI nodes, add an entry for
     // NewExit.
-    PHINode *PN;
-    for (BasicBlock::iterator I = ExitSucc->begin(); isa<PHINode>(I); ++I) {
-      PN = cast<PHINode>(I);
+    for (BasicBlock::iterator I = ExitSucc->begin();
+         PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(I); ++I) {
       Value *V = PN->getIncomingValueForBlock(ExitBlocks[i]);
       ValueToValueMapTy::iterator It = VMap.find(V);
       if (It != VMap.end()) V = It->second;
@@ -860,8 +1060,8 @@ void LoopUnswitch::UnswitchNontrivialCondition(Value *LIC, Constant *Val,
     }
 
     if (LandingPadInst *LPad = NewExit->getLandingPadInst()) {
-      PN = PHINode::Create(LPad->getType(), 0, "",
-                           ExitSucc->getFirstInsertionPt());
+      PHINode *PN = PHINode::Create(LPad->getType(), 0, "",
+                                    &*ExitSucc->getFirstInsertionPt());
 
       for (pred_iterator I = pred_begin(ExitSucc), E = pred_end(ExitSucc);
            I != E; ++I) {
@@ -877,7 +1077,8 @@ void LoopUnswitch::UnswitchNontrivialCondition(Value *LIC, Constant *Val,
   for (unsigned i = 0, e = NewBlocks.size(); i != e; ++i)
     for (BasicBlock::iterator I = NewBlocks[i]->begin(),
            E = NewBlocks[i]->end(); I != E; ++I)
-      RemapInstruction(I, VMap,RF_NoModuleLevelChanges|RF_IgnoreMissingEntries);
+      RemapInstruction(&*I, VMap,
+                       RF_NoModuleLevelChanges | RF_IgnoreMissingEntries);
 
   // Rewrite the original preheader to select between versions of the loop.
   BranchInst *OldBR = cast<BranchInst>(loopPreheader->getTerminator());
@@ -885,7 +1086,8 @@ void LoopUnswitch::UnswitchNontrivialCondition(Value *LIC, Constant *Val,
          "Preheader splitting did not work correctly!");
 
   // Emit the new branch that selects between the two versions of this loop.
-  EmitPreheaderBranchOnCondition(LIC, Val, NewBlocks[0], LoopBlocks[0], OldBR);
+  EmitPreheaderBranchOnCondition(LIC, Val, NewBlocks[0], LoopBlocks[0], OldBR,
+                                 TI);
   LPM->deleteSimpleAnalysisValue(OldBR, L);
   OldBR->eraseFromParent();
 
@@ -910,8 +1112,7 @@ void LoopUnswitch::UnswitchNontrivialCondition(Value *LIC, Constant *Val,
     RewriteLoopBodyWithConditionConstant(NewLoop, LICHandle, Val, true);
 }
 
-/// RemoveFromWorklist - Remove all instances of I from the worklist vector
-/// specified.
+/// Remove all instances of I from the worklist vector specified.
 static void RemoveFromWorklist(Instruction *I,
                                std::vector<Instruction*> &Worklist) {
 
@@ -919,7 +1120,7 @@ static void RemoveFromWorklist(Instruction *I,
                  Worklist.end());
 }
 
-/// ReplaceUsesOfWith - When we find that I really equals V, remove I from the
+/// When we find that I really equals V, remove I from the
 /// program, replacing all uses with V and update the worklist.
 static void ReplaceUsesOfWith(Instruction *I, Value *V,
                               std::vector<Instruction*> &Worklist,
@@ -932,9 +1133,8 @@ static void ReplaceUsesOfWith(Instruction *I, Value *V,
       Worklist.push_back(Use);
 
   // Add users to the worklist which may be simplified now.
-  for (Value::use_iterator UI = I->use_begin(), E = I->use_end();
-       UI != E; ++UI)
-    Worklist.push_back(cast<Instruction>(*UI));
+  for (User *U : I->users())
+    Worklist.push_back(cast<Instruction>(U));
   LPM->deleteSimpleAnalysisValue(I, L);
   RemoveFromWorklist(I, Worklist);
   I->replaceAllUsesWith(V);
@@ -942,131 +1142,9 @@ static void ReplaceUsesOfWith(Instruction *I, Value *V,
   ++NumSimplify;
 }
 
-/// RemoveBlockIfDead - If the specified block is dead, remove it, update loop
-/// information, and remove any dead successors it has.
-///
-void LoopUnswitch::RemoveBlockIfDead(BasicBlock *BB,
-                                     std::vector<Instruction*> &Worklist,
-                                     Loop *L) {
-  if (pred_begin(BB) != pred_end(BB)) {
-    // This block isn't dead, since an edge to BB was just removed, see if there
-    // are any easy simplifications we can do now.
-    if (BasicBlock *Pred = BB->getSinglePredecessor()) {
-      // If it has one pred, fold phi nodes in BB.
-      while (isa<PHINode>(BB->begin()))
-        ReplaceUsesOfWith(BB->begin(),
-                          cast<PHINode>(BB->begin())->getIncomingValue(0),
-                          Worklist, L, LPM);
-
-      // If this is the header of a loop and the only pred is the latch, we now
-      // have an unreachable loop.
-      if (Loop *L = LI->getLoopFor(BB))
-        if (loopHeader == BB && L->contains(Pred)) {
-          // Remove the branch from the latch to the header block, this makes
-          // the header dead, which will make the latch dead (because the header
-          // dominates the latch).
-          LPM->deleteSimpleAnalysisValue(Pred->getTerminator(), L);
-          Pred->getTerminator()->eraseFromParent();
-          new UnreachableInst(BB->getContext(), Pred);
-
-          // The loop is now broken, remove it from LI.
-          RemoveLoopFromHierarchy(L);
-
-          // Reprocess the header, which now IS dead.
-          RemoveBlockIfDead(BB, Worklist, L);
-          return;
-        }
-
-      // If pred ends in a uncond branch, add uncond branch to worklist so that
-      // the two blocks will get merged.
-      if (BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(Pred->getTerminator()))
-        if (BI->isUnconditional())
-          Worklist.push_back(BI);
-    }
-    return;
-  }
-
-  DEBUG(dbgs() << "Nuking dead block: " << *BB);
-
-  // Remove the instructions in the basic block from the worklist.
-  for (BasicBlock::iterator I = BB->begin(), E = BB->end(); I != E; ++I) {
-    RemoveFromWorklist(I, Worklist);
-
-    // Anything that uses the instructions in this basic block should have their
-    // uses replaced with undefs.
-    // If I is not void type then replaceAllUsesWith undef.
-    // This allows ValueHandlers and custom metadata to adjust itself.
-    if (!I->getType()->isVoidTy())
-      I->replaceAllUsesWith(UndefValue::get(I->getType()));
-  }
-
-  // If this is the edge to the header block for a loop, remove the loop and
-  // promote all subloops.
-  if (Loop *BBLoop = LI->getLoopFor(BB)) {
-    if (BBLoop->getLoopLatch() == BB) {
-      RemoveLoopFromHierarchy(BBLoop);
-      if (currentLoop == BBLoop) {
-        currentLoop = 0;
-        redoLoop = false;
-      }
-    }
-  }
-
-  // Remove the block from the loop info, which removes it from any loops it
-  // was in.
-  LI->removeBlock(BB);
-
-
-  // Remove phi node entries in successors for this block.
-  TerminatorInst *TI = BB->getTerminator();
-  SmallVector<BasicBlock*, 4> Succs;
-  for (unsigned i = 0, e = TI->getNumSuccessors(); i != e; ++i) {
-    Succs.push_back(TI->getSuccessor(i));
-    TI->getSuccessor(i)->removePredecessor(BB);
-  }
-
-  // Unique the successors, remove anything with multiple uses.
-  array_pod_sort(Succs.begin(), Succs.end());
-  Succs.erase(std::unique(Succs.begin(), Succs.end()), Succs.end());
-
-  // Remove the basic block, including all of the instructions contained in it.
-  LPM->deleteSimpleAnalysisValue(BB, L);
-  BB->eraseFromParent();
-  // Remove successor blocks here that are not dead, so that we know we only
-  // have dead blocks in this list.  Nondead blocks have a way of becoming dead,
-  // then getting removed before we revisit them, which is badness.
-  //
-  for (unsigned i = 0; i != Succs.size(); ++i)
-    if (pred_begin(Succs[i]) != pred_end(Succs[i])) {
-      // One exception is loop headers.  If this block was the preheader for a
-      // loop, then we DO want to visit the loop so the loop gets deleted.
-      // We know that if the successor is a loop header, that this loop had to
-      // be the preheader: the case where this was the latch block was handled
-      // above and headers can only have two predecessors.
-      if (!LI->isLoopHeader(Succs[i])) {
-        Succs.erase(Succs.begin()+i);
-        --i;
-      }
-    }
-
-  for (unsigned i = 0, e = Succs.size(); i != e; ++i)
-    RemoveBlockIfDead(Succs[i], Worklist, L);
-}
-
-/// RemoveLoopFromHierarchy - We have discovered that the specified loop has
-/// become unwrapped, either because the backedge was deleted, or because the
-/// edge into the header was removed.  If the edge into the header from the
-/// latch block was removed, the loop is unwrapped but subloops are still alive,
-/// so they just reparent loops.  If the loops are actually dead, they will be
-/// removed later.
-void LoopUnswitch::RemoveLoopFromHierarchy(Loop *L) {
-  LPM->deleteLoopFromQueue(L);
-  RemoveLoopFromWorklist(L);
-}
-
-// RewriteLoopBodyWithConditionConstant - We know either that the value LIC has
-// the value specified by Val in the specified loop, or we know it does NOT have
-// that value.  Rewrite any uses of LIC or of properties correlated to it.
+/// We know either that the value LIC has the value specified by Val in the
+/// specified loop, or we know it does NOT have that value.
+/// Rewrite any uses of LIC or of properties correlated to it.
 void LoopUnswitch::RewriteLoopBodyWithConditionConstant(Loop *L, Value *LIC,
                                                         Constant *Val,
                                                         bool IsEqual) {
@@ -1084,7 +1162,6 @@ void LoopUnswitch::RewriteLoopBodyWithConditionConstant(Loop *L, Value *LIC,
   std::vector<Instruction*> Worklist;
   LLVMContext &Context = Val->getContext();
 
-
   // If we know that LIC == Val, or that LIC == NotVal, just replace uses of LIC
   // in the loop with the appropriate one directly.
   if (IsEqual || (isa<ConstantInt>(Val) &&
@@ -1096,16 +1173,15 @@ void LoopUnswitch::RewriteLoopBodyWithConditionConstant(Loop *L, Value *LIC,
       Replacement = ConstantInt::get(Type::getInt1Ty(Val->getContext()),
                                      !cast<ConstantInt>(Val)->getZExtValue());
 
-    for (Value::use_iterator UI = LIC->use_begin(), E = LIC->use_end();
-         UI != E; ++UI) {
-      Instruction *U = dyn_cast<Instruction>(*UI);
-      if (!U || !L->contains(U))
+    for (User *U : LIC->users()) {
+      Instruction *UI = dyn_cast<Instruction>(U);
+      if (!UI || !L->contains(UI))
         continue;
-      Worklist.push_back(U);
+      Worklist.push_back(UI);
     }
 
-    for (std::vector<Instruction*>::iterator UI = Worklist.begin();
-         UI != Worklist.end(); ++UI)
+    for (std::vector<Instruction*>::iterator UI = Worklist.begin(),
+         UE = Worklist.end(); UI != UE; ++UI)
       (*UI)->replaceUsesOfWith(LIC, Replacement);
 
     SimplifyCode(Worklist, L);
@@ -1115,20 +1191,19 @@ void LoopUnswitch::RewriteLoopBodyWithConditionConstant(Loop *L, Value *LIC,
   // Otherwise, we don't know the precise value of LIC, but we do know that it
   // is certainly NOT "Val".  As such, simplify any uses in the loop that we
   // can.  This case occurs when we unswitch switch statements.
-  for (Value::use_iterator UI = LIC->use_begin(), E = LIC->use_end();
-       UI != E; ++UI) {
-    Instruction *U = dyn_cast<Instruction>(*UI);
-    if (!U || !L->contains(U))
+  for (User *U : LIC->users()) {
+    Instruction *UI = dyn_cast<Instruction>(U);
+    if (!UI || !L->contains(UI))
       continue;
 
-    Worklist.push_back(U);
+    Worklist.push_back(UI);
 
     // TODO: We could do other simplifications, for example, turning
     // 'icmp eq LIC, Val' -> false.
 
     // If we know that LIC is not Val, use this info to simplify code.
-    SwitchInst *SI = dyn_cast<SwitchInst>(U);
-    if (SI == 0 || !isa<ConstantInt>(Val)) continue;
+    SwitchInst *SI = dyn_cast<SwitchInst>(UI);
+    if (!SI || !isa<ConstantInt>(Val)) continue;
 
     SwitchInst::CaseIt DeadCase = SI->findCaseValue(cast<ConstantInt>(Val));
     // Default case is live for multiple values.
@@ -1155,7 +1230,7 @@ void LoopUnswitch::RewriteLoopBodyWithConditionConstant(Loop *L, Value *LIC,
     // and hooked up so as to preserve the loop structure, because
     // trying to update it is complicated.  So instead we preserve the
     // loop structure and put the block on a dead code path.
-    SplitEdge(Switch, SISucc, this);
+    SplitEdge(Switch, SISucc, DT, LI);
     // Compute the successors instead of relying on the return value
     // of SplitEdge, since it may have split the switch successor
     // after PHI nodes.
@@ -1180,23 +1255,22 @@ void LoopUnswitch::RewriteLoopBodyWithConditionConstant(Loop *L, Value *LIC,
     // domtree here -- instead we force it to do a full recomputation
     // after the pass is complete -- but we do need to inform it of
     // new blocks.
-    if (DT)
-      DT->addNewBlock(Abort, NewSISucc);
+    DT->addNewBlock(Abort, NewSISucc);
   }
 
   SimplifyCode(Worklist, L);
 }
 
-/// SimplifyCode - Okay, now that we have simplified some instructions in the
-/// loop, walk over it and constant prop, dce, and fold control flow where
-/// possible.  Note that this is effectively a very simple loop-structure-aware
-/// optimizer.  During processing of this loop, L could very well be deleted, so
-/// it must not be used.
+/// Now that we have simplified some instructions in the loop, walk over it and
+/// constant prop, dce, and fold control flow where possible. Note that this is
+/// effectively a very simple loop-structure-aware optimizer. During processing
+/// of this loop, L could very well be deleted, so it must not be used.
 ///
 /// FIXME: When the loop optimizer is more mature, separate this out to a new
 /// pass.
 ///
 void LoopUnswitch::SimplifyCode(std::vector<Instruction*> &Worklist, Loop *L) {
+  const DataLayout &DL = L->getHeader()->getModule()->getDataLayout();
   while (!Worklist.empty()) {
     Instruction *I = Worklist.back();
     Worklist.pop_back();
@@ -1219,7 +1293,7 @@ void LoopUnswitch::SimplifyCode(std::vector<Instruction*> &Worklist, Loop *L) {
     // See if instruction simplification can hack this up.  This is common for
     // things like "select false, X, Y" after unswitching made the condition be
     // 'false'.  TODO: update the domtree properly so we can pass it here.
-    if (Value *V = SimplifyInstruction(I))
+    if (Value *V = SimplifyInstruction(I, DL))
       if (LI->replacementPreservesLCSSAForm(I, V)) {
         ReplaceUsesOfWith(I, V, Worklist, L, LPM);
         continue;
@@ -1248,8 +1322,8 @@ void LoopUnswitch::SimplifyCode(std::vector<Instruction*> &Worklist, Loop *L) {
         Succ->replaceAllUsesWith(Pred);
 
         // Move all of the successor contents from Succ to Pred.
-        Pred->getInstList().splice(BI, Succ->getInstList(), Succ->begin(),
-                                   Succ->end());
+        Pred->getInstList().splice(BI->getIterator(), Succ->getInstList(),
+                                   Succ->begin(), Succ->end());
         LPM->deleteSimpleAnalysisValue(BI, L);
         BI->eraseFromParent();
         RemoveFromWorklist(BI, Worklist);
@@ -1262,23 +1336,6 @@ void LoopUnswitch::SimplifyCode(std::vector<Instruction*> &Worklist, Loop *L) {
         continue;
       }
 
-      if (ConstantInt *CB = dyn_cast<ConstantInt>(BI->getCondition())){
-        // Conditional branch.  Turn it into an unconditional branch, then
-        // remove dead blocks.
-        continue;  // FIXME: Enable.
-
-        DEBUG(dbgs() << "Folded branch: " << *BI);
-        BasicBlock *DeadSucc = BI->getSuccessor(CB->getZExtValue());
-        BasicBlock *LiveSucc = BI->getSuccessor(!CB->getZExtValue());
-        DeadSucc->removePredecessor(BI->getParent(), true);
-        Worklist.push_back(BranchInst::Create(LiveSucc, BI));
-        LPM->deleteSimpleAnalysisValue(BI, L);
-        BI->eraseFromParent();
-        RemoveFromWorklist(BI, Worklist);
-        ++NumSimplify;
-
-        RemoveBlockIfDead(DeadSucc, Worklist, L);
-      }
       continue;
     }
   }