SimplifyCFG: check uses of constant-foldable instrs in switch destinations (PR20210)
[oota-llvm.git] / lib / Transforms / Utils / SimplifyCFG.cpp
index aa3baf07ab31162e0a4036abfdfc8da72c0da55e..50ebdb77158350a392056525e65586ad8b46d909 100644 (file)
@@ -73,6 +73,7 @@ STATISTIC(NumBitMaps, "Number of switch instructions turned into bitmaps");
 STATISTIC(NumLinearMaps, "Number of switch instructions turned into linear mapping");
 STATISTIC(NumLookupTables, "Number of switch instructions turned into lookup tables");
 STATISTIC(NumLookupTablesHoles, "Number of switch instructions turned into lookup tables (holes checked)");
+STATISTIC(NumTableCmpReuses, "Number of reused switch table lookup compares");
 STATISTIC(NumSinkCommons, "Number of common instructions sunk down to the end block");
 STATISTIC(NumSpeculations, "Number of speculative executed instructions");
 
@@ -107,7 +108,7 @@ class SimplifyCFGOpt {
   const TargetTransformInfo &TTI;
   unsigned BonusInstThreshold;
   const DataLayout *const DL;
-  AssumptionTracker *AT;
+  AssumptionCache *AC;
   Value *isValueEqualityComparison(TerminatorInst *TI);
   BasicBlock *GetValueEqualityComparisonCases(TerminatorInst *TI,
                                std::vector<ValueEqualityComparisonCase> &Cases);
@@ -127,8 +128,8 @@ class SimplifyCFGOpt {
 
 public:
   SimplifyCFGOpt(const TargetTransformInfo &TTI, unsigned BonusInstThreshold,
-                 const DataLayout *DL, AssumptionTracker *AT)
-      : TTI(TTI), BonusInstThreshold(BonusInstThreshold), DL(DL), AT(AT) {}
+                 const DataLayout *DL, AssumptionCache *AC)
+      : TTI(TTI), BonusInstThreshold(BonusInstThreshold), DL(DL), AC(AC) {}
   bool run(BasicBlock *BB);
 };
 }
@@ -357,159 +358,177 @@ static ConstantInt *GetConstantInt(Value *V, const DataLayout *DL) {
   return nullptr;
 }
 
+namespace {
 
-
-// Try to match Instruction I as a comparison against a constant and populates
-// Vals with the set of value that match (or does not depending on isEQ).
-// Return nullptr on failure, or return the Value the comparison matched against
-// on success
-// CurrValue, if supplied, is the value we want to match against. The function
-// is expected to fail if a match is found but the value compared to is not the
-// one expected. If CurrValue is supplied, the return value has to be either
-// nullptr or CurrValue
-static Value* GatherConstantComparesMatch(Instruction *I,
-                                          Value *CurrValue,
-                                          SmallVectorImpl<ConstantInt*> &Vals,
-                                          const DataLayout *DL,
-                                          unsigned &UsedICmps,
-                                          bool isEQ) {
-
-  // If this is an icmp against a constant, handle this as one of the cases.
-  ICmpInst *ICI;
-  ConstantInt *C;
-  if (not ((ICI = dyn_cast<ICmpInst>(I)) &&
-           (C = GetConstantInt(I->getOperand(1), DL)))) {
-    return nullptr;
+/// Given a chain of or (||) or and (&&) comparison of a value against a
+/// constant, this will try to recover the information required for a switch
+/// structure.
+/// It will depth-first traverse the chain of comparison, seeking for patterns
+/// like %a == 12 or %a < 4 and combine them to produce a set of integer
+/// representing the different cases for the switch.
+/// Note that if the chain is composed of '||' it will build the set of elements
+/// that matches the comparisons (i.e. any of this value validate the chain)
+/// while for a chain of '&&' it will build the set elements that make the test
+/// fail.
+struct ConstantComparesGatherer {
+
+  Value *CompValue; /// Value found for the switch comparison
+  Value *Extra;     /// Extra clause to be checked before the switch
+  SmallVector<ConstantInt *, 8> Vals; /// Set of integers to match in switch
+  unsigned UsedICmps; /// Number of comparisons matched in the and/or chain
+
+  /// Construct and compute the result for the comparison instruction Cond
+  ConstantComparesGatherer(Instruction *Cond, const DataLayout *DL)
+      : CompValue(nullptr), Extra(nullptr), UsedICmps(0) {
+    gather(Cond, DL);
   }
 
-  Value *RHSVal;
-  ConstantInt *RHSC;
-
-  // Pattern match a special case
-  // (x & ~2^x) == y --> x == y || x == y|2^x
-  // This undoes a transformation done by instcombine to fuse 2 compares.
-  if (ICI->getPredicate() == (isEQ ? ICmpInst::ICMP_EQ:ICmpInst::ICMP_NE)) {
-    if (match(ICI->getOperand(0),
-              m_And(m_Value(RHSVal), m_ConstantInt(RHSC)))) {
-      APInt Not = ~RHSC->getValue();
-      if (Not.isPowerOf2()) {
-        // If we already have a value for the switch, it has to match!
-        if(CurrValue && CurrValue != RHSVal)
-          return nullptr;
-
-        Vals.push_back(C);
-        Vals.push_back(ConstantInt::get(C->getContext(),
-                                        C->getValue() | Not));
-        UsedICmps++;
-        return RHSVal;
-      }
-    }
-
-    // If we already have a value for the switch, it has to match!
-    if(CurrValue && CurrValue != ICI->getOperand(0))
-      return nullptr;
-
-    UsedICmps++;
-    Vals.push_back(C);
-    return ICI->getOperand(0);
-  }
+  /// Prevent copy
+  ConstantComparesGatherer(const ConstantComparesGatherer &)
+      LLVM_DELETED_FUNCTION;
+  ConstantComparesGatherer &
+  operator=(const ConstantComparesGatherer &) LLVM_DELETED_FUNCTION;
 
-  // If we have "x ult 3", for example, then we can add 0,1,2 to the set.
-  ConstantRange Span = ConstantRange::makeICmpRegion(ICI->getPredicate(),
-                                                     C->getValue());
+private:
 
-  // Shift the range if the compare is fed by an add. This is the range
-  // compare idiom as emitted by instcombine.
-  Value *CandidateVal = I->getOperand(0);
-  if(match(I->getOperand(0), m_Add(m_Value(RHSVal), m_ConstantInt(RHSC)))) {
-    Span = Span.subtract(RHSC->getValue());
-    CandidateVal = RHSVal;
+  /// Try to set the current value used for the comparison, it succeeds only if
+  /// it wasn't set before or if the new value is the same as the old one
+  bool setValueOnce(Value *NewVal) {
+    if(CompValue && CompValue != NewVal) return false;
+    CompValue = NewVal;
+    return (CompValue != nullptr);
   }
 
-  // If we already have a value for the switch, it has to match!
-  if(CurrValue && CurrValue != CandidateVal)
-    return nullptr;
+  /// Try to match Instruction "I" as a comparison against a constant and
+  /// populates the array Vals with the set of values that match (or do not
+  /// match depending on isEQ).
+  /// Return false on failure. On success, the Value the comparison matched
+  /// against is placed in CompValue.
+  /// If CompValue is already set, the function is expected to fail if a match
+  /// is found but the value compared to is different.
+  bool matchInstruction(Instruction *I, const DataLayout *DL, bool isEQ) {
+    // If this is an icmp against a constant, handle this as one of the cases.
+    ICmpInst *ICI;
+    ConstantInt *C;
+    if (!((ICI = dyn_cast<ICmpInst>(I)) &&
+             (C = GetConstantInt(I->getOperand(1), DL)))) {
+      return false;
+    }
 
-  // If this is an and/!= check, then we are looking to build the set of
-  // value that *don't* pass the and chain. I.e. to turn "x ugt 2" into
-  // x != 0 && x != 1.
-  if (!isEQ)
-    Span = Span.inverse();
+    Value *RHSVal;
+    ConstantInt *RHSC;
+
+    // Pattern match a special case
+    // (x & ~2^x) == y --> x == y || x == y|2^x
+    // This undoes a transformation done by instcombine to fuse 2 compares.
+    if (ICI->getPredicate() == (isEQ ? ICmpInst::ICMP_EQ:ICmpInst::ICMP_NE)) {
+      if (match(ICI->getOperand(0),
+                m_And(m_Value(RHSVal), m_ConstantInt(RHSC)))) {
+        APInt Not = ~RHSC->getValue();
+        if (Not.isPowerOf2()) {
+          // If we already have a value for the switch, it has to match!
+          if(!setValueOnce(RHSVal))
+            return false;
+
+          Vals.push_back(C);
+          Vals.push_back(ConstantInt::get(C->getContext(),
+                                          C->getValue() | Not));
+          UsedICmps++;
+          return true;
+        }
+      }
 
-  // If there are a ton of values, we don't want to make a ginormous switch.
-  if (Span.getSetSize().ugt(8) || Span.isEmptySet()) {
-    return nullptr;
-  }
+      // If we already have a value for the switch, it has to match!
+      if(!setValueOnce(ICI->getOperand(0)))
+        return false;
 
-  // Add all values from the range to the set
-  for (APInt Tmp = Span.getLower(); Tmp != Span.getUpper(); ++Tmp)
-    Vals.push_back(ConstantInt::get(I->getContext(), Tmp));
+      UsedICmps++;
+      Vals.push_back(C);
+      return ICI->getOperand(0);
+    }
 
-  UsedICmps++;
-  return CandidateVal;
+    // If we have "x ult 3", for example, then we can add 0,1,2 to the set.
+    ConstantRange Span = ConstantRange::makeICmpRegion(ICI->getPredicate(),
+                                                       C->getValue());
 
-}
+    // Shift the range if the compare is fed by an add. This is the range
+    // compare idiom as emitted by instcombine.
+    Value *CandidateVal = I->getOperand(0);
+    if(match(I->getOperand(0), m_Add(m_Value(RHSVal), m_ConstantInt(RHSC)))) {
+      Span = Span.subtract(RHSC->getValue());
+      CandidateVal = RHSVal;
+    }
 
-/// GatherConstantCompares - Given a potentially 'or'd or 'and'd together
-/// collection of icmp eq/ne instructions that compare a value against a
-/// constant, return the value being compared, and stick the constant into the
-/// Values vector.
-/// One "Extra" case is allowed to differ from the other.
-static Value *
-GatherConstantCompares(Value *V, SmallVectorImpl<ConstantInt*> &Vals, Value *&Extra,
-                       const DataLayout *DL, unsigned &UsedICmps) {
-  Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V);
-  if (!I) return nullptr;
+    // If this is an and/!= check, then we are looking to build the set of
+    // value that *don't* pass the and chain. I.e. to turn "x ugt 2" into
+    // x != 0 && x != 1.
+    if (!isEQ)
+      Span = Span.inverse();
 
-  bool isEQ = (I->getOpcode() == Instruction::Or);
+    // If there are a ton of values, we don't want to make a ginormous switch.
+    if (Span.getSetSize().ugt(8) || Span.isEmptySet()) {
+      return false;
+    }
 
-  // Keep a stack (SmallVector for efficiency) for depth-first traversal
-  SmallVector<Value *, 8> DFT;
+    // If we already have a value for the switch, it has to match!
+    if(!setValueOnce(CandidateVal))
+      return false;
 
-  // Initialize
-  DFT.push_back(V);
+    // Add all values from the range to the set
+    for (APInt Tmp = Span.getLower(); Tmp != Span.getUpper(); ++Tmp)
+      Vals.push_back(ConstantInt::get(I->getContext(), Tmp));
 
-  // Will hold the value used for the switch comparison
-  Value *CurrValue = nullptr;
+    UsedICmps++;
+    return true;
 
-  while(not DFT.empty()) {
-    V = DFT.pop_back_val();
+  }
 
-    if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V)) {
+  /// gather - Given a potentially 'or'd or 'and'd together collection of icmp
+  /// eq/ne/lt/gt instructions that compare a value against a constant, extract
+  /// the value being compared, and stick the list constants into the Vals
+  /// vector.
+  /// One "Extra" case is allowed to differ from the other.
+  void gather(Value *V, const DataLayout *DL) {
+    Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V);
+    bool isEQ = (I->getOpcode() == Instruction::Or);
+
+    // Keep a stack (SmallVector for efficiency) for depth-first traversal
+    SmallVector<Value *, 8> DFT;
+
+    // Initialize
+    DFT.push_back(V);
+
+    while(!DFT.empty()) {
+      V = DFT.pop_back_val();
+
+      if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V)) {
+        // If it is a || (or && depending on isEQ), process the operands.
+        if (I->getOpcode() == (isEQ ? Instruction::Or : Instruction::And)) {
+          DFT.push_back(I->getOperand(1));
+          DFT.push_back(I->getOperand(0));
+          continue;
+        }
 
-      // If it is a || (or && depending on isEQ), process the operands.
-      if (I->getOpcode() == (isEQ ? Instruction::Or : Instruction::And)) {
-        DFT.push_back(I->getOperand(1));
-        DFT.push_back(I->getOperand(0));
-        continue;
+        // Try to match the current instruction
+        if (matchInstruction(I, DL, isEQ))
+          // Match succeed, continue the loop
+          continue;
       }
 
-      // Try to match the current instruction
-      if (Value *Matched = GatherConstantComparesMatch(I,
-                                                       CurrValue,
-                                                       Vals,
-                                                       DL,
-                                                       UsedICmps,
-                                                       isEQ)) {
-        // Match succeed, continue the loop
-        CurrValue = Matched;
+      // One element of the sequence of || (or &&) could not be match as a
+      // comparison against the same value as the others.
+      // We allow only one "Extra" case to be checked before the switch
+      if (!Extra) {
+        Extra = V;
         continue;
       }
+      // Failed to parse a proper sequence, abort now
+      CompValue = nullptr;
+      break;
     }
-
-    // One element of the sequence of || (or &&) could not be match as a
-    // comparison against the same value as the others.
-    // We allow only one "Extra" case to be checked before the switch
-    if (Extra == nullptr) {
-      Extra = V;
-      continue;
-    }
-    return nullptr;
-
   }
+};
 
-  // Return the value to be used for the switch comparison (if any)
-  return CurrValue;
 }
 
 static void EraseTerminatorInstAndDCECond(TerminatorInst *TI) {
@@ -694,8 +713,7 @@ SimplifyEqualityComparisonWithOnlyPredecessor(TerminatorInst *TI,
     if (HasWeight)
       for (unsigned MD_i = 1, MD_e = MD->getNumOperands(); MD_i < MD_e;
            ++MD_i) {
-        ConstantInt* CI = dyn_cast<ConstantInt>(MD->getOperand(MD_i));
-        assert(CI);
+        ConstantInt *CI = mdconst::extract<ConstantInt>(MD->getOperand(MD_i));
         Weights.push_back(CI->getValue().getZExtValue());
       }
     for (SwitchInst::CaseIt i = SI->case_end(), e = SI->case_begin(); i != e;) {
@@ -800,7 +818,7 @@ static void GetBranchWeights(TerminatorInst *TI,
   MDNode *MD = TI->getMetadata(LLVMContext::MD_prof);
   assert(MD);
   for (unsigned i = 1, e = MD->getNumOperands(); i < e; ++i) {
-    ConstantInt *CI = cast<ConstantInt>(MD->getOperand(i));
+    ConstantInt *CI = mdconst::extract<ConstantInt>(MD->getOperand(i));
     Weights.push_back(CI->getValue().getZExtValue());
   }
 
@@ -1226,14 +1244,13 @@ static bool SinkThenElseCodeToEnd(BranchInst *BI1) {
     return false;
 
   // Gather the PHI nodes in BBEnd.
-  std::map<Value*, std::pair<Value*, PHINode*> > MapValueFromBB1ToBB2;
+  SmallDenseMap<std::pair<Value *, Value *>, PHINode *> JointValueMap;
   Instruction *FirstNonPhiInBBEnd = nullptr;
-  for (BasicBlock::iterator I = BBEnd->begin(), E = BBEnd->end();
-       I != E; ++I) {
+  for (BasicBlock::iterator I = BBEnd->begin(), E = BBEnd->end(); I != E; ++I) {
     if (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(I)) {
       Value *BB1V = PN->getIncomingValueForBlock(BB1);
       Value *BB2V = PN->getIncomingValueForBlock(BB2);
-      MapValueFromBB1ToBB2[BB1V] = std::make_pair(BB2V, PN);
+      JointValueMap[std::make_pair(BB1V, BB2V)] = PN;
     } else {
       FirstNonPhiInBBEnd = &*I;
       break;
@@ -1242,13 +1259,13 @@ static bool SinkThenElseCodeToEnd(BranchInst *BI1) {
   if (!FirstNonPhiInBBEnd)
     return false;
 
-
   // This does very trivial matching, with limited scanning, to find identical
   // instructions in the two blocks.  We scan backward for obviously identical
   // instructions in an identical order.
   BasicBlock::InstListType::reverse_iterator RI1 = BB1->getInstList().rbegin(),
-      RE1 = BB1->getInstList().rend(), RI2 = BB2->getInstList().rbegin(),
-      RE2 = BB2->getInstList().rend();
+                                             RE1 = BB1->getInstList().rend(),
+                                             RI2 = BB2->getInstList().rbegin(),
+                                             RE2 = BB2->getInstList().rend();
   // Skip debug info.
   while (RI1 != RE1 && isa<DbgInfoIntrinsic>(&*RI1)) ++RI1;
   if (RI1 == RE1)
@@ -1271,6 +1288,7 @@ static bool SinkThenElseCodeToEnd(BranchInst *BI1) {
       return Changed;
 
     Instruction *I1 = &*RI1, *I2 = &*RI2;
+    auto InstPair = std::make_pair(I1, I2);
     // I1 and I2 should have a single use in the same PHI node, and they
     // perform the same operation.
     // Cannot move control-flow-involving, volatile loads, vaarg, etc.
@@ -1281,11 +1299,11 @@ static bool SinkThenElseCodeToEnd(BranchInst *BI1) {
         I1->mayHaveSideEffects() || I2->mayHaveSideEffects() ||
         I1->mayReadOrWriteMemory() || I2->mayReadOrWriteMemory() ||
         !I1->hasOneUse() || !I2->hasOneUse() ||
-        MapValueFromBB1ToBB2.find(I1) == MapValueFromBB1ToBB2.end() ||
-        MapValueFromBB1ToBB2[I1].first != I2)
+        !JointValueMap.count(InstPair))
       return Changed;
 
     // Check whether we should swap the operands of ICmpInst.
+    // TODO: Add support of communativity.
     ICmpInst *ICmp1 = dyn_cast<ICmpInst>(I1), *ICmp2 = dyn_cast<ICmpInst>(I2);
     bool SwapOpnds = false;
     if (ICmp1 && ICmp2 &&
@@ -1306,16 +1324,13 @@ static bool SinkThenElseCodeToEnd(BranchInst *BI1) {
     // with a PHI node after sinking. We only handle the case where there is
     // a single pair of different operands.
     Value *DifferentOp1 = nullptr, *DifferentOp2 = nullptr;
-    unsigned Op1Idx = 0;
+    unsigned Op1Idx = ~0U;
     for (unsigned I = 0, E = I1->getNumOperands(); I != E; ++I) {
       if (I1->getOperand(I) == I2->getOperand(I))
         continue;
-      // Early exit if we have more-than one pair of different operands or
-      // the different operand is already in MapValueFromBB1ToBB2.
-      // Early exit if we need a PHI node to replace a constant.
-      if (DifferentOp1 ||
-          MapValueFromBB1ToBB2.find(I1->getOperand(I)) !=
-          MapValueFromBB1ToBB2.end() ||
+      // Early exit if we have more-than one pair of different operands or if
+      // we need a PHI node to replace a constant.
+      if (Op1Idx != ~0U ||
           isa<Constant>(I1->getOperand(I)) ||
           isa<Constant>(I2->getOperand(I))) {
         // If we can't sink the instructions, undo the swapping.
@@ -1328,24 +1343,27 @@ static bool SinkThenElseCodeToEnd(BranchInst *BI1) {
       DifferentOp2 = I2->getOperand(I);
     }
 
-    // We insert the pair of different operands to MapValueFromBB1ToBB2 and
-    // remove (I1, I2) from MapValueFromBB1ToBB2.
-    if (DifferentOp1) {
-      PHINode *NewPN = PHINode::Create(DifferentOp1->getType(), 2,
-                                       DifferentOp1->getName() + ".sink",
-                                       BBEnd->begin());
-      MapValueFromBB1ToBB2[DifferentOp1] = std::make_pair(DifferentOp2, NewPN);
+    DEBUG(dbgs() << "SINK common instructions " << *I1 << "\n");
+    DEBUG(dbgs() << "                         " << *I2 << "\n");
+
+    // We insert the pair of different operands to JointValueMap and
+    // remove (I1, I2) from JointValueMap.
+    if (Op1Idx != ~0U) {
+      auto &NewPN = JointValueMap[std::make_pair(DifferentOp1, DifferentOp2)];
+      if (!NewPN) {
+        NewPN =
+            PHINode::Create(DifferentOp1->getType(), 2,
+                            DifferentOp1->getName() + ".sink", BBEnd->begin());
+        NewPN->addIncoming(DifferentOp1, BB1);
+        NewPN->addIncoming(DifferentOp2, BB2);
+        DEBUG(dbgs() << "Create PHI node " << *NewPN << "\n";);
+      }
       // I1 should use NewPN instead of DifferentOp1.
       I1->setOperand(Op1Idx, NewPN);
-      NewPN->addIncoming(DifferentOp1, BB1);
-      NewPN->addIncoming(DifferentOp2, BB2);
-      DEBUG(dbgs() << "Create PHI node " << *NewPN << "\n";);
     }
-    PHINode *OldPN = MapValueFromBB1ToBB2[I1].second;
-    MapValueFromBB1ToBB2.erase(I1);
+    PHINode *OldPN = JointValueMap[InstPair];
+    JointValueMap.erase(InstPair);
 
-    DEBUG(dbgs() << "SINK common instructions " << *I1 << "\n";);
-    DEBUG(dbgs() << "                         " << *I2 << "\n";);
     // We need to update RE1 and RE2 if we are going to sink the first
     // instruction in the basic block down.
     bool UpdateRE1 = (I1 == BB1->begin()), UpdateRE2 = (I2 == BB2->begin());
@@ -2018,8 +2036,10 @@ static bool ExtractBranchMetadata(BranchInst *BI,
          "Looking for probabilities on unconditional branch?");
   MDNode *ProfileData = BI->getMetadata(LLVMContext::MD_prof);
   if (!ProfileData || ProfileData->getNumOperands() != 3) return false;
-  ConstantInt *CITrue = dyn_cast<ConstantInt>(ProfileData->getOperand(1));
-  ConstantInt *CIFalse = dyn_cast<ConstantInt>(ProfileData->getOperand(2));
+  ConstantInt *CITrue =
+      mdconst::dyn_extract<ConstantInt>(ProfileData->getOperand(1));
+  ConstantInt *CIFalse =
+      mdconst::dyn_extract<ConstantInt>(ProfileData->getOperand(2));
   if (!CITrue || !CIFalse) return false;
   ProbTrue = CITrue->getValue().getZExtValue();
   ProbFalse = CIFalse->getValue().getZExtValue();
@@ -2700,7 +2720,7 @@ static bool SimplifyIndirectBrOnSelect(IndirectBrInst *IBI, SelectInst *SI) {
 /// the PHI, merging the third icmp into the switch.
 static bool TryToSimplifyUncondBranchWithICmpInIt(
     ICmpInst *ICI, IRBuilder<> &Builder, const TargetTransformInfo &TTI,
-    unsigned BonusInstThreshold, const DataLayout *DL, AssumptionTracker *AT) {
+    unsigned BonusInstThreshold, const DataLayout *DL, AssumptionCache *AC) {
   BasicBlock *BB = ICI->getParent();
 
   // If the block has any PHIs in it or the icmp has multiple uses, it is too
@@ -2733,7 +2753,7 @@ static bool TryToSimplifyUncondBranchWithICmpInIt(
       ICI->eraseFromParent();
     }
     // BB is now empty, so it is likely to simplify away.
-    return SimplifyCFG(BB, TTI, BonusInstThreshold, DL, AT) | true;
+    return SimplifyCFG(BB, TTI, BonusInstThreshold, DL, AC) | true;
   }
 
   // Ok, the block is reachable from the default dest.  If the constant we're
@@ -2749,7 +2769,7 @@ static bool TryToSimplifyUncondBranchWithICmpInIt(
     ICI->replaceAllUsesWith(V);
     ICI->eraseFromParent();
     // BB is now empty, so it is likely to simplify away.
-    return SimplifyCFG(BB, TTI, BonusInstThreshold, DL, AT) | true;
+    return SimplifyCFG(BB, TTI, BonusInstThreshold, DL, AC) | true;
   }
 
   // The use of the icmp has to be in the 'end' block, by the only PHI node in
@@ -2810,18 +2830,17 @@ static bool SimplifyBranchOnICmpChain(BranchInst *BI, const DataLayout *DL,
   Instruction *Cond = dyn_cast<Instruction>(BI->getCondition());
   if (!Cond) return false;
 
-
   // Change br (X == 0 | X == 1), T, F into a switch instruction.
   // If this is a bunch of seteq's or'd together, or if it's a bunch of
   // 'setne's and'ed together, collect them.
-  Value *CompVal = nullptr;
-  SmallVector<ConstantInt*, 8> Values;
-  bool TrueWhenEqual = (Cond->getOpcode() == Instruction::Or);
-  Value *ExtraCase = nullptr;
-  unsigned UsedICmps = 0;
 
   // Try to gather values from a chain of and/or to be turned into a switch
-  CompVal = GatherConstantCompares(Cond, Values, ExtraCase, DL, UsedICmps);
+  ConstantComparesGatherer ConstantCompare(Cond, DL);
+  // Unpack the result
+  SmallVectorImpl<ConstantInt*> &Values = ConstantCompare.Vals;
+  Value *CompVal = ConstantCompare.CompValue;
+  unsigned UsedICmps = ConstantCompare.UsedICmps;
+  Value *ExtraCase = ConstantCompare.Extra;
 
   // If we didn't have a multiply compared value, fail.
   if (!CompVal) return false;
@@ -2830,6 +2849,8 @@ static bool SimplifyBranchOnICmpChain(BranchInst *BI, const DataLayout *DL,
   if (UsedICmps <= 1)
     return false;
 
+  bool TrueWhenEqual = (Cond->getOpcode() == Instruction::Or);
+
   // There might be duplicate constants in the list, which the switch
   // instruction can't handle, remove them now.
   array_pod_sort(Values.begin(), Values.end(), ConstantIntSortPredicate);
@@ -3254,11 +3275,11 @@ static bool TurnSwitchRangeIntoICmp(SwitchInst *SI, IRBuilder<> &Builder) {
 /// EliminateDeadSwitchCases - Compute masked bits for the condition of a switch
 /// and use it to remove dead cases.
 static bool EliminateDeadSwitchCases(SwitchInst *SI, const DataLayout *DL,
-                                     AssumptionTracker *AT) {
+                                     AssumptionCache *AC) {
   Value *Cond = SI->getCondition();
   unsigned Bits = Cond->getType()->getIntegerBitWidth();
   APInt KnownZero(Bits, 0), KnownOne(Bits, 0);
-  computeKnownBits(Cond, KnownZero, KnownOne, DL, 0, AT, SI);
+  computeKnownBits(Cond, KnownZero, KnownOne, DL, 0, AC, SI);
 
   // Gather dead cases.
   SmallVector<ConstantInt*, 8> DeadCases;
@@ -3465,6 +3486,21 @@ GetCaseResults(SwitchInst *SI,
       continue;
     } else if (Constant *C = ConstantFold(I, ConstantPool, DL)) {
       // Instruction is side-effect free and constant.
+
+      // If the instruction has uses outside this block or a phi node slot for
+      // the block, it is not safe to bypass the instruction since it would then
+      // no longer dominate all its uses.
+      for (auto &Use : I->uses()) {
+        User *User = Use.getUser();
+        if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(User))
+          if (I->getParent() == CaseDest)
+            continue;
+        if (PHINode *Phi = dyn_cast<PHINode>(User))
+          if (Phi->getIncomingBlock(Use) == CaseDest)
+            continue;
+        return false;
+      }
+
       ConstantPool.insert(std::make_pair(I, C));
     } else {
       break;
@@ -3490,12 +3526,6 @@ GetCaseResults(SwitchInst *SI,
     if (!ConstVal)
       return false;
 
-    // Note: If the constant comes from constant-propagating the case value
-    // through the CaseDest basic block, it will be safe to remove the
-    // instructions in that block. They cannot be used (except in the phi nodes
-    // we visit) outside CaseDest, because that block does not dominate its
-    // successor. If it did, we would not be in this phi node.
-
     // Be conservative about which kinds of constants we support.
     if (!ValidLookupTableConstant(ConstVal))
       return false;
@@ -3636,7 +3666,7 @@ static void RemoveSwitchAfterSelectConversion(SwitchInst *SI, PHINode *PHI,
 /// phi nodes in a common successor block with only two different
 /// constant values, replace the switch with select.
 static bool SwitchToSelect(SwitchInst *SI, IRBuilder<> &Builder,
-                           const DataLayout *DL, AssumptionTracker *AT) {
+                           const DataLayout *DL, AssumptionCache *AC) {
   Value *const Cond = SI->getCondition();
   PHINode *PHI = nullptr;
   BasicBlock *CommonDest = nullptr;
@@ -3963,6 +3993,89 @@ static bool ShouldBuildLookupTable(SwitchInst *SI,
   return SI->getNumCases() * 10 >= TableSize * 4;
 }
 
+/// Try to reuse the switch table index compare. Following pattern:
+/// \code
+///     if (idx < tablesize)
+///        r = table[idx]; // table does not contain default_value
+///     else
+///        r = default_value;
+///     if (r != default_value)
+///        ...
+/// \endcode
+/// Is optimized to:
+/// \code
+///     cond = idx < tablesize;
+///     if (cond)
+///        r = table[idx];
+///     else
+///        r = default_value;
+///     if (cond)
+///        ...
+/// \endcode
+/// Jump threading will then eliminate the second if(cond).
+static void reuseTableCompare(User *PhiUser, BasicBlock *PhiBlock,
+          BranchInst *RangeCheckBranch, Constant *DefaultValue,
+          const SmallVectorImpl<std::pair<ConstantInt*, Constant*> >& Values) {
+
+  ICmpInst *CmpInst = dyn_cast<ICmpInst>(PhiUser);
+  if (!CmpInst)
+    return;
+
+  // We require that the compare is in the same block as the phi so that jump
+  // threading can do its work afterwards.
+  if (CmpInst->getParent() != PhiBlock)
+    return;
+
+  Constant *CmpOp1 = dyn_cast<Constant>(CmpInst->getOperand(1));
+  if (!CmpOp1)
+    return;
+
+  Value *RangeCmp = RangeCheckBranch->getCondition();
+  Constant *TrueConst = ConstantInt::getTrue(RangeCmp->getType());
+  Constant *FalseConst = ConstantInt::getFalse(RangeCmp->getType());
+
+  // Check if the compare with the default value is constant true or false.
+  Constant *DefaultConst = ConstantExpr::getICmp(CmpInst->getPredicate(),
+                                                 DefaultValue, CmpOp1, true);
+  if (DefaultConst != TrueConst && DefaultConst != FalseConst)
+    return;
+
+  // Check if the compare with the case values is distinct from the default
+  // compare result.
+  for (auto ValuePair : Values) {
+    Constant *CaseConst = ConstantExpr::getICmp(CmpInst->getPredicate(),
+                              ValuePair.second, CmpOp1, true);
+    if (!CaseConst || CaseConst == DefaultConst)
+      return;
+    assert((CaseConst == TrueConst || CaseConst == FalseConst) &&
+           "Expect true or false as compare result.");
+  }
+  // Check if the branch instruction dominates the phi node. It's a simple
+  // dominance check, but sufficient for our needs.
+  // Although this check is invariant in the calling loops, it's better to do it
+  // at this late stage. Practically we do it at most once for a switch.
+  BasicBlock *BranchBlock = RangeCheckBranch->getParent();
+  for (auto PI = pred_begin(PhiBlock), E = pred_end(PhiBlock); PI != E; ++PI) {
+    BasicBlock *Pred = *PI;
+    if (Pred != BranchBlock && Pred->getUniquePredecessor() != BranchBlock)
+      return;
+  }
+
+  if (DefaultConst == FalseConst) {
+    // The compare yields the same result. We can replace it.
+    CmpInst->replaceAllUsesWith(RangeCmp);
+    ++NumTableCmpReuses;
+  } else {
+    // The compare yields the same result, just inverted. We can replace it.
+    Value *InvertedTableCmp = BinaryOperator::CreateXor(RangeCmp,
+                ConstantInt::get(RangeCmp->getType(), 1), "inverted.cmp",
+                RangeCheckBranch);
+    CmpInst->replaceAllUsesWith(InvertedTableCmp);
+    ++NumTableCmpReuses;
+  }
+}
+
 /// SwitchToLookupTable - If the switch is only used to initialize one or more
 /// phi nodes in a common successor block with different constant values,
 /// replace the switch with lookup tables.
@@ -4039,11 +4152,8 @@ static bool SwitchToLookupTable(SwitchInst *SI,
   // If the table has holes, we need a constant result for the default case
   // or a bitmask that fits in a register.
   SmallVector<std::pair<PHINode*, Constant*>, 4> DefaultResultsList;
-  bool HasDefaultResults = false;
-  if (TableHasHoles) {
-    HasDefaultResults = GetCaseResults(SI, nullptr, SI->getDefaultDest(),
+  bool HasDefaultResults = GetCaseResults(SI, nullptr, SI->getDefaultDest(),
                                        &CommonDest, DefaultResultsList, DL);
-  }
 
   bool NeedMask = (TableHasHoles && !HasDefaultResults);
   if (NeedMask) {
@@ -4087,6 +4197,8 @@ static bool SwitchToLookupTable(SwitchInst *SI,
   // lookup table BB. Otherwise, check if the condition value is within the case
   // range. If it is so, branch to the new BB. Otherwise branch to SI's default
   // destination.
+  BranchInst *RangeCheckBranch = nullptr;
+
   const bool GeneratingCoveredLookupTable = MaxTableSize == TableSize;
   if (GeneratingCoveredLookupTable) {
     Builder.CreateBr(LookupBB);
@@ -4097,7 +4209,7 @@ static bool SwitchToLookupTable(SwitchInst *SI,
   } else {
     Value *Cmp = Builder.CreateICmpULT(TableIndex, ConstantInt::get(
                                        MinCaseVal->getType(), TableSize));
-    Builder.CreateCondBr(Cmp, LookupBB, SI->getDefaultDest());
+    RangeCheckBranch = Builder.CreateCondBr(Cmp, LookupBB, SI->getDefaultDest());
   }
 
   // Populate the BB that does the lookups.
@@ -4148,11 +4260,11 @@ static bool SwitchToLookupTable(SwitchInst *SI,
   bool ReturnedEarly = false;
   for (size_t I = 0, E = PHIs.size(); I != E; ++I) {
     PHINode *PHI = PHIs[I];
+    const ResultListTy &ResultList = ResultLists[PHI];
 
     // If using a bitmask, use any value to fill the lookup table holes.
     Constant *DV = NeedMask ? ResultLists[PHI][0].second : DefaultResults[PHI];
-    SwitchLookupTable Table(Mod, TableSize, MinCaseVal, ResultLists[PHI],
-                            DV, DL);
+    SwitchLookupTable Table(Mod, TableSize, MinCaseVal, ResultList, DV, DL);
 
     Value *Result = Table.BuildLookup(TableIndex, Builder);
 
@@ -4165,6 +4277,16 @@ static bool SwitchToLookupTable(SwitchInst *SI,
       break;
     }
 
+    // Do a small peephole optimization: re-use the switch table compare if
+    // possible.
+    if (!TableHasHoles && HasDefaultResults && RangeCheckBranch) {
+      BasicBlock *PhiBlock = PHI->getParent();
+      // Search for compare instructions which use the phi.
+      for (auto *User : PHI->users()) {
+        reuseTableCompare(User, PhiBlock, RangeCheckBranch, DV, ResultList);
+      }
+    }
+
     PHI->addIncoming(Result, LookupBB);
   }
 
@@ -4195,12 +4317,12 @@ bool SimplifyCFGOpt::SimplifySwitch(SwitchInst *SI, IRBuilder<> &Builder) {
     // see if that predecessor totally determines the outcome of this switch.
     if (BasicBlock *OnlyPred = BB->getSinglePredecessor())
       if (SimplifyEqualityComparisonWithOnlyPredecessor(SI, OnlyPred, Builder))
-        return SimplifyCFG(BB, TTI, BonusInstThreshold, DL, AT) | true;
+        return SimplifyCFG(BB, TTI, BonusInstThreshold, DL, AC) | true;
 
     Value *Cond = SI->getCondition();
     if (SelectInst *Select = dyn_cast<SelectInst>(Cond))
       if (SimplifySwitchOnSelect(SI, Select))
-        return SimplifyCFG(BB, TTI, BonusInstThreshold, DL, AT) | true;
+        return SimplifyCFG(BB, TTI, BonusInstThreshold, DL, AC) | true;
 
     // If the block only contains the switch, see if we can fold the block
     // away into any preds.
@@ -4210,25 +4332,25 @@ bool SimplifyCFGOpt::SimplifySwitch(SwitchInst *SI, IRBuilder<> &Builder) {
       ++BBI;
     if (SI == &*BBI)
       if (FoldValueComparisonIntoPredecessors(SI, Builder))
-        return SimplifyCFG(BB, TTI, BonusInstThreshold, DL, AT) | true;
+        return SimplifyCFG(BB, TTI, BonusInstThreshold, DL, AC) | true;
   }
 
   // Try to transform the switch into an icmp and a branch.
   if (TurnSwitchRangeIntoICmp(SI, Builder))
-    return SimplifyCFG(BB, TTI, BonusInstThreshold, DL, AT) | true;
+    return SimplifyCFG(BB, TTI, BonusInstThreshold, DL, AC) | true;
 
   // Remove unreachable cases.
-  if (EliminateDeadSwitchCases(SI, DL, AT))
-    return SimplifyCFG(BB, TTI, BonusInstThreshold, DL, AT) | true;
+  if (EliminateDeadSwitchCases(SI, DL, AC))
+    return SimplifyCFG(BB, TTI, BonusInstThreshold, DL, AC) | true;
 
-  if (SwitchToSelect(SI, Builder, DL, AT))
-    return SimplifyCFG(BB, TTI, BonusInstThreshold, DL, AT) | true;
+  if (SwitchToSelect(SI, Builder, DL, AC))
+    return SimplifyCFG(BB, TTI, BonusInstThreshold, DL, AC) | true;
 
   if (ForwardSwitchConditionToPHI(SI))
-    return SimplifyCFG(BB, TTI, BonusInstThreshold, DL, AT) | true;
+    return SimplifyCFG(BB, TTI, BonusInstThreshold, DL, AC) | true;
 
   if (SwitchToLookupTable(SI, Builder, TTI, DL))
-    return SimplifyCFG(BB, TTI, BonusInstThreshold, DL, AT) | true;
+    return SimplifyCFG(BB, TTI, BonusInstThreshold, DL, AC) | true;
 
   return false;
 }
@@ -4265,7 +4387,7 @@ bool SimplifyCFGOpt::SimplifyIndirectBr(IndirectBrInst *IBI) {
 
   if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(IBI->getAddress())) {
     if (SimplifyIndirectBrOnSelect(IBI, SI))
-      return SimplifyCFG(BB, TTI, BonusInstThreshold, DL, AT) | true;
+      return SimplifyCFG(BB, TTI, BonusInstThreshold, DL, AC) | true;
   }
   return Changed;
 }
@@ -4290,7 +4412,7 @@ bool SimplifyCFGOpt::SimplifyUncondBranch(BranchInst *BI, IRBuilder<> &Builder){
         ;
       if (I->isTerminator() &&
           TryToSimplifyUncondBranchWithICmpInIt(ICI, Builder, TTI,
-                                                BonusInstThreshold, DL, AT))
+                                                BonusInstThreshold, DL, AC))
         return true;
     }
 
@@ -4299,7 +4421,7 @@ bool SimplifyCFGOpt::SimplifyUncondBranch(BranchInst *BI, IRBuilder<> &Builder){
   // predecessor and use logical operations to update the incoming value
   // for PHI nodes in common successor.
   if (FoldBranchToCommonDest(BI, DL, BonusInstThreshold))
-    return SimplifyCFG(BB, TTI, BonusInstThreshold, DL, AT) | true;
+    return SimplifyCFG(BB, TTI, BonusInstThreshold, DL, AC) | true;
   return false;
 }
 
@@ -4314,7 +4436,7 @@ bool SimplifyCFGOpt::SimplifyCondBranch(BranchInst *BI, IRBuilder<> &Builder) {
     // switch.
     if (BasicBlock *OnlyPred = BB->getSinglePredecessor())
       if (SimplifyEqualityComparisonWithOnlyPredecessor(BI, OnlyPred, Builder))
-        return SimplifyCFG(BB, TTI, BonusInstThreshold, DL, AT) | true;
+        return SimplifyCFG(BB, TTI, BonusInstThreshold, DL, AC) | true;
 
     // This block must be empty, except for the setcond inst, if it exists.
     // Ignore dbg intrinsics.
@@ -4324,14 +4446,14 @@ bool SimplifyCFGOpt::SimplifyCondBranch(BranchInst *BI, IRBuilder<> &Builder) {
       ++I;
     if (&*I == BI) {
       if (FoldValueComparisonIntoPredecessors(BI, Builder))
-        return SimplifyCFG(BB, TTI, BonusInstThreshold, DL, AT) | true;
+        return SimplifyCFG(BB, TTI, BonusInstThreshold, DL, AC) | true;
     } else if (&*I == cast<Instruction>(BI->getCondition())){
       ++I;
       // Ignore dbg intrinsics.
       while (isa<DbgInfoIntrinsic>(I))
         ++I;
       if (&*I == BI && FoldValueComparisonIntoPredecessors(BI, Builder))
-        return SimplifyCFG(BB, TTI, BonusInstThreshold, DL, AT) | true;
+        return SimplifyCFG(BB, TTI, BonusInstThreshold, DL, AC) | true;
     }
   }
 
@@ -4343,7 +4465,7 @@ bool SimplifyCFGOpt::SimplifyCondBranch(BranchInst *BI, IRBuilder<> &Builder) {
   // branches to us and one of our successors, fold the comparison into the
   // predecessor and use logical operations to pick the right destination.
   if (FoldBranchToCommonDest(BI, DL, BonusInstThreshold))
-    return SimplifyCFG(BB, TTI, BonusInstThreshold, DL, AT) | true;
+    return SimplifyCFG(BB, TTI, BonusInstThreshold, DL, AC) | true;
 
   // We have a conditional branch to two blocks that are only reachable
   // from BI.  We know that the condbr dominates the two blocks, so see if
@@ -4352,7 +4474,7 @@ bool SimplifyCFGOpt::SimplifyCondBranch(BranchInst *BI, IRBuilder<> &Builder) {
   if (BI->getSuccessor(0)->getSinglePredecessor()) {
     if (BI->getSuccessor(1)->getSinglePredecessor()) {
       if (HoistThenElseCodeToIf(BI, DL))
-        return SimplifyCFG(BB, TTI, BonusInstThreshold, DL, AT) | true;
+        return SimplifyCFG(BB, TTI, BonusInstThreshold, DL, AC) | true;
     } else {
       // If Successor #1 has multiple preds, we may be able to conditionally
       // execute Successor #0 if it branches to Successor #1.
@@ -4360,7 +4482,7 @@ bool SimplifyCFGOpt::SimplifyCondBranch(BranchInst *BI, IRBuilder<> &Builder) {
       if (Succ0TI->getNumSuccessors() == 1 &&
           Succ0TI->getSuccessor(0) == BI->getSuccessor(1))
         if (SpeculativelyExecuteBB(BI, BI->getSuccessor(0), DL))
-          return SimplifyCFG(BB, TTI, BonusInstThreshold, DL, AT) | true;
+          return SimplifyCFG(BB, TTI, BonusInstThreshold, DL, AC) | true;
     }
   } else if (BI->getSuccessor(1)->getSinglePredecessor()) {
     // If Successor #0 has multiple preds, we may be able to conditionally
@@ -4369,7 +4491,7 @@ bool SimplifyCFGOpt::SimplifyCondBranch(BranchInst *BI, IRBuilder<> &Builder) {
     if (Succ1TI->getNumSuccessors() == 1 &&
         Succ1TI->getSuccessor(0) == BI->getSuccessor(0))
       if (SpeculativelyExecuteBB(BI, BI->getSuccessor(1), DL))
-        return SimplifyCFG(BB, TTI, BonusInstThreshold, DL, AT) | true;
+        return SimplifyCFG(BB, TTI, BonusInstThreshold, DL, AC) | true;
   }
 
   // If this is a branch on a phi node in the current block, thread control
@@ -4377,14 +4499,14 @@ bool SimplifyCFGOpt::SimplifyCondBranch(BranchInst *BI, IRBuilder<> &Builder) {
   if (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(BI->getCondition()))
     if (PN->getParent() == BI->getParent())
       if (FoldCondBranchOnPHI(BI, DL))
-        return SimplifyCFG(BB, TTI, BonusInstThreshold, DL, AT) | true;
+        return SimplifyCFG(BB, TTI, BonusInstThreshold, DL, AC) | true;
 
   // Scan predecessor blocks for conditional branches.
   for (pred_iterator PI = pred_begin(BB), E = pred_end(BB); PI != E; ++PI)
     if (BranchInst *PBI = dyn_cast<BranchInst>((*PI)->getTerminator()))
       if (PBI != BI && PBI->isConditional())
         if (SimplifyCondBranchToCondBranch(PBI, BI))
-          return SimplifyCFG(BB, TTI, BonusInstThreshold, DL, AT) | true;
+          return SimplifyCFG(BB, TTI, BonusInstThreshold, DL, AC) | true;
 
   return false;
 }
@@ -4528,7 +4650,7 @@ bool SimplifyCFGOpt::run(BasicBlock *BB) {
 /// of the CFG.  It returns true if a modification was made.
 ///
 bool llvm::SimplifyCFG(BasicBlock *BB, const TargetTransformInfo &TTI,
-                       unsigned BonusInstThreshold,
-                       const DataLayout *DL, AssumptionTracker *AT) {
-  return SimplifyCFGOpt(TTI, BonusInstThreshold, DL, AT).run(BB);
+                       unsigned BonusInstThreshold, const DataLayout *DL,
+                       AssumptionCache *AC) {
+  return SimplifyCFGOpt(TTI, BonusInstThreshold, DL, AC).run(BB);
 }