[C++11] Replace llvm::next and llvm::prior with std::next and std::prev.
[oota-llvm.git] / lib / Transforms / Utils / SimplifyCFG.cpp
index 5f8953abc07ab813c60e9c0b3e5ee2749cc0511e..a70cfadccab265bf8a071f48bef2c22e6ff1e9e8 100644 (file)
 
 #define DEBUG_TYPE "simplifycfg"
 #include "llvm/Transforms/Utils/Local.h"
-#include "llvm/Constants.h"
-#include "llvm/DerivedTypes.h"
-#include "llvm/GlobalVariable.h"
-#include "llvm/IRBuilder.h"
-#include "llvm/Instructions.h"
-#include "llvm/IntrinsicInst.h"
-#include "llvm/LLVMContext.h"
-#include "llvm/MDBuilder.h"
-#include "llvm/Metadata.h"
-#include "llvm/Module.h"
-#include "llvm/Operator.h"
-#include "llvm/Type.h"
 #include "llvm/ADT/DenseMap.h"
 #include "llvm/ADT/STLExtras.h"
 #include "llvm/ADT/SetVector.h"
 #include "llvm/ADT/SmallPtrSet.h"
 #include "llvm/ADT/SmallVector.h"
 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
+#include "llvm/Analysis/ConstantFolding.h"
 #include "llvm/Analysis/InstructionSimplify.h"
+#include "llvm/Analysis/TargetTransformInfo.h"
 #include "llvm/Analysis/ValueTracking.h"
+#include "llvm/IR/Constants.h"
+#include "llvm/IR/DataLayout.h"
+#include "llvm/IR/DerivedTypes.h"
+#include "llvm/IR/GlobalVariable.h"
+#include "llvm/IR/IRBuilder.h"
+#include "llvm/IR/Instructions.h"
+#include "llvm/IR/IntrinsicInst.h"
+#include "llvm/IR/LLVMContext.h"
+#include "llvm/IR/MDBuilder.h"
+#include "llvm/IR/Metadata.h"
+#include "llvm/IR/Module.h"
+#include "llvm/IR/Operator.h"
+#include "llvm/IR/Type.h"
 #include "llvm/Support/CFG.h"
 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
 #include "llvm/Support/ConstantRange.h"
 #include "llvm/Support/Debug.h"
 #include "llvm/Support/NoFolder.h"
+#include "llvm/Support/PatternMatch.h"
 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
-#include "llvm/DataLayout.h"
 #include "llvm/Transforms/Utils/BasicBlockUtils.h"
 #include <algorithm>
-#include <set>
 #include <map>
+#include <set>
 using namespace llvm;
+using namespace PatternMatch;
 
 static cl::opt<unsigned>
 PHINodeFoldingThreshold("phi-node-folding-threshold", cl::Hidden, cl::init(1),
@@ -58,6 +62,10 @@ static cl::opt<bool>
 SinkCommon("simplifycfg-sink-common", cl::Hidden, cl::init(true),
        cl::desc("Sink common instructions down to the end block"));
 
+static cl::opt<bool> HoistCondStores(
+    "simplifycfg-hoist-cond-stores", cl::Hidden, cl::init(true),
+    cl::desc("Hoist conditional stores if an unconditional store precedes"));
+
 STATISTIC(NumBitMaps, "Number of switch instructions turned into bitmaps");
 STATISTIC(NumLookupTables, "Number of switch instructions turned into lookup tables");
 STATISTIC(NumSinkCommons, "Number of common instructions sunk down to the end block");
@@ -76,11 +84,13 @@ namespace {
       // Comparing pointers is ok as we only rely on the order for uniquing.
       return Value < RHS.Value;
     }
+
+    bool operator==(BasicBlock *RHSDest) const { return Dest == RHSDest; }
   };
 
 class SimplifyCFGOpt {
-  const DataLayout *const TD;
-
+  const TargetTransformInfo &TTI;
+  const DataLayout *const DL;
   Value *isValueEqualityComparison(TerminatorInst *TI);
   BasicBlock *GetValueEqualityComparisonCases(TerminatorInst *TI,
                                std::vector<ValueEqualityComparisonCase> &Cases);
@@ -99,7 +109,8 @@ class SimplifyCFGOpt {
   bool SimplifyCondBranch(BranchInst *BI, IRBuilder <>&Builder);
 
 public:
-  explicit SimplifyCFGOpt(const DataLayout *td) : TD(td) {}
+  SimplifyCFGOpt(const TargetTransformInfo &TTI, const DataLayout *DL)
+      : TTI(TTI), DL(DL) {}
   bool run(BasicBlock *BB);
 };
 }
@@ -185,94 +196,7 @@ static void AddPredecessorToBlock(BasicBlock *Succ, BasicBlock *NewPred,
     PN->addIncoming(PN->getIncomingValueForBlock(ExistPred), NewPred);
 }
 
-
-/// GetIfCondition - Given a basic block (BB) with two predecessors (and at
-/// least one PHI node in it), check to see if the merge at this block is due
-/// to an "if condition".  If so, return the boolean condition that determines
-/// which entry into BB will be taken.  Also, return by references the block
-/// that will be entered from if the condition is true, and the block that will
-/// be entered if the condition is false.
-///
-/// This does no checking to see if the true/false blocks have large or unsavory
-/// instructions in them.
-static Value *GetIfCondition(BasicBlock *BB, BasicBlock *&IfTrue,
-                             BasicBlock *&IfFalse) {
-  PHINode *SomePHI = cast<PHINode>(BB->begin());
-  assert(SomePHI->getNumIncomingValues() == 2 &&
-         "Function can only handle blocks with 2 predecessors!");
-  BasicBlock *Pred1 = SomePHI->getIncomingBlock(0);
-  BasicBlock *Pred2 = SomePHI->getIncomingBlock(1);
-
-  // We can only handle branches.  Other control flow will be lowered to
-  // branches if possible anyway.
-  BranchInst *Pred1Br = dyn_cast<BranchInst>(Pred1->getTerminator());
-  BranchInst *Pred2Br = dyn_cast<BranchInst>(Pred2->getTerminator());
-  if (Pred1Br == 0 || Pred2Br == 0)
-    return 0;
-
-  // Eliminate code duplication by ensuring that Pred1Br is conditional if
-  // either are.
-  if (Pred2Br->isConditional()) {
-    // If both branches are conditional, we don't have an "if statement".  In
-    // reality, we could transform this case, but since the condition will be
-    // required anyway, we stand no chance of eliminating it, so the xform is
-    // probably not profitable.
-    if (Pred1Br->isConditional())
-      return 0;
-
-    std::swap(Pred1, Pred2);
-    std::swap(Pred1Br, Pred2Br);
-  }
-
-  if (Pred1Br->isConditional()) {
-    // The only thing we have to watch out for here is to make sure that Pred2
-    // doesn't have incoming edges from other blocks.  If it does, the condition
-    // doesn't dominate BB.
-    if (Pred2->getSinglePredecessor() == 0)
-      return 0;
-
-    // If we found a conditional branch predecessor, make sure that it branches
-    // to BB and Pred2Br.  If it doesn't, this isn't an "if statement".
-    if (Pred1Br->getSuccessor(0) == BB &&
-        Pred1Br->getSuccessor(1) == Pred2) {
-      IfTrue = Pred1;
-      IfFalse = Pred2;
-    } else if (Pred1Br->getSuccessor(0) == Pred2 &&
-               Pred1Br->getSuccessor(1) == BB) {
-      IfTrue = Pred2;
-      IfFalse = Pred1;
-    } else {
-      // We know that one arm of the conditional goes to BB, so the other must
-      // go somewhere unrelated, and this must not be an "if statement".
-      return 0;
-    }
-
-    return Pred1Br->getCondition();
-  }
-
-  // Ok, if we got here, both predecessors end with an unconditional branch to
-  // BB.  Don't panic!  If both blocks only have a single (identical)
-  // predecessor, and THAT is a conditional branch, then we're all ok!
-  BasicBlock *CommonPred = Pred1->getSinglePredecessor();
-  if (CommonPred == 0 || CommonPred != Pred2->getSinglePredecessor())
-    return 0;
-
-  // Otherwise, if this is a conditional branch, then we can use it!
-  BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(CommonPred->getTerminator());
-  if (BI == 0) return 0;
-
-  assert(BI->isConditional() && "Two successors but not conditional?");
-  if (BI->getSuccessor(0) == Pred1) {
-    IfTrue = Pred1;
-    IfFalse = Pred2;
-  } else {
-    IfTrue = Pred2;
-    IfFalse = Pred1;
-  }
-  return BI->getCondition();
-}
-
-/// ComputeSpeculuationCost - Compute an abstract "cost" of speculating the
+/// ComputeSpeculationCost - Compute an abstract "cost" of speculating the
 /// given instruction, which is assumed to be safe to speculate. 1 means
 /// cheap, 2 means less cheap, and UINT_MAX means prohibitively expensive.
 static unsigned ComputeSpeculationCost(const User *I) {
@@ -382,15 +306,15 @@ static bool DominatesMergePoint(Value *V, BasicBlock *BB,
 
 /// GetConstantInt - Extract ConstantInt from value, looking through IntToPtr
 /// and PointerNullValue. Return NULL if value is not a constant int.
-static ConstantInt *GetConstantInt(Value *V, const DataLayout *TD) {
+static ConstantInt *GetConstantInt(Value *V, const DataLayout *DL) {
   // Normal constant int.
   ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(V);
-  if (CI || !TD || !isa<Constant>(V) || !V->getType()->isPointerTy())
+  if (CI || !DL || !isa<Constant>(V) || !V->getType()->isPointerTy())
     return CI;
 
   // This is some kind of pointer constant. Turn it into a pointer-sized
   // ConstantInt if possible.
-  IntegerType *PtrTy = TD->getIntPtrType(V->getContext());
+  IntegerType *PtrTy = cast<IntegerType>(DL->getIntPtrType(V->getType()));
 
   // Null pointer means 0, see SelectionDAGBuilder::getValue(const Value*).
   if (isa<ConstantPointerNull>(V))
@@ -416,14 +340,31 @@ static ConstantInt *GetConstantInt(Value *V, const DataLayout *TD) {
 /// Values vector.
 static Value *
 GatherConstantCompares(Value *V, std::vector<ConstantInt*> &Vals, Value *&Extra,
-                       const DataLayout *TD, bool isEQ, unsigned &UsedICmps) {
+                       const DataLayout *DL, bool isEQ, unsigned &UsedICmps) {
   Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V);
   if (I == 0) return 0;
 
   // If this is an icmp against a constant, handle this as one of the cases.
   if (ICmpInst *ICI = dyn_cast<ICmpInst>(I)) {
-    if (ConstantInt *C = GetConstantInt(I->getOperand(1), TD)) {
+    if (ConstantInt *C = GetConstantInt(I->getOperand(1), DL)) {
+      Value *RHSVal;
+      ConstantInt *RHSC;
+
       if (ICI->getPredicate() == (isEQ ? ICmpInst::ICMP_EQ:ICmpInst::ICMP_NE)) {
+        // (x & ~2^x) == y --> x == y || x == y|2^x
+        // This undoes a transformation done by instcombine to fuse 2 compares.
+        if (match(ICI->getOperand(0),
+                  m_And(m_Value(RHSVal), m_ConstantInt(RHSC)))) {
+          APInt Not = ~RHSC->getValue();
+          if (Not.isPowerOf2()) {
+            Vals.push_back(C);
+            Vals.push_back(
+                ConstantInt::get(C->getContext(), C->getValue() | Not));
+            UsedICmps++;
+            return RHSVal;
+          }
+        }
+
         UsedICmps++;
         Vals.push_back(C);
         return I->getOperand(0);
@@ -434,6 +375,13 @@ GatherConstantCompares(Value *V, std::vector<ConstantInt*> &Vals, Value *&Extra,
       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.
+      bool hasAdd =
+          match(I->getOperand(0), m_Add(m_Value(RHSVal), m_ConstantInt(RHSC)));
+      if (hasAdd)
+        Span = Span.subtract(RHSC->getValue());
+
       // If this is an and/!= check then we want to optimize "x ugt 2" into
       // x != 0 && x != 1.
       if (!isEQ)
@@ -446,7 +394,7 @@ GatherConstantCompares(Value *V, std::vector<ConstantInt*> &Vals, Value *&Extra,
       for (APInt Tmp = Span.getLower(); Tmp != Span.getUpper(); ++Tmp)
         Vals.push_back(ConstantInt::get(V->getContext(), Tmp));
       UsedICmps++;
-      return I->getOperand(0);
+      return hasAdd ? RHSVal : I->getOperand(0);
     }
     return 0;
   }
@@ -457,11 +405,11 @@ GatherConstantCompares(Value *V, std::vector<ConstantInt*> &Vals, Value *&Extra,
 
   unsigned NumValsBeforeLHS = Vals.size();
   unsigned UsedICmpsBeforeLHS = UsedICmps;
-  if (Value *LHS = GatherConstantCompares(I->getOperand(0), Vals, Extra, TD,
+  if (Value *LHS = GatherConstantCompares(I->getOperand(0), Vals, Extra, DL,
                                           isEQ, UsedICmps)) {
     unsigned NumVals = Vals.size();
     unsigned UsedICmpsBeforeRHS = UsedICmps;
-    if (Value *RHS = GatherConstantCompares(I->getOperand(1), Vals, Extra, TD,
+    if (Value *RHS = GatherConstantCompares(I->getOperand(1), Vals, Extra, DL,
                                             isEQ, UsedICmps)) {
       if (LHS == RHS)
         return LHS;
@@ -486,7 +434,7 @@ GatherConstantCompares(Value *V, std::vector<ConstantInt*> &Vals, Value *&Extra,
   if (Extra == 0 || Extra == I->getOperand(0)) {
     Value *OldExtra = Extra;
     Extra = I->getOperand(0);
-    if (Value *RHS = GatherConstantCompares(I->getOperand(1), Vals, Extra, TD,
+    if (Value *RHS = GatherConstantCompares(I->getOperand(1), Vals, Extra, DL,
                                             isEQ, UsedICmps))
       return RHS;
     assert(Vals.size() == NumValsBeforeLHS);
@@ -524,15 +472,17 @@ Value *SimplifyCFGOpt::isValueEqualityComparison(TerminatorInst *TI) {
   } else if (BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(TI))
     if (BI->isConditional() && BI->getCondition()->hasOneUse())
       if (ICmpInst *ICI = dyn_cast<ICmpInst>(BI->getCondition()))
-        if ((ICI->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_EQ ||
-             ICI->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE) &&
-            GetConstantInt(ICI->getOperand(1), TD))
+        if (ICI->isEquality() && GetConstantInt(ICI->getOperand(1), DL))
           CV = ICI->getOperand(0);
 
   // Unwrap any lossless ptrtoint cast.
-  if (TD && CV && CV->getType() == TD->getIntPtrType(CV->getContext()))
-    if (PtrToIntInst *PTII = dyn_cast<PtrToIntInst>(CV))
-      CV = PTII->getOperand(0);
+  if (DL && CV) {
+    if (PtrToIntInst *PTII = dyn_cast<PtrToIntInst>(CV)) {
+      Value *Ptr = PTII->getPointerOperand();
+      if (PTII->getType() == DL->getIntPtrType(Ptr->getType()))
+        CV = Ptr;
+    }
+  }
   return CV;
 }
 
@@ -554,7 +504,7 @@ GetValueEqualityComparisonCases(TerminatorInst *TI,
   ICmpInst *ICI = cast<ICmpInst>(BI->getCondition());
   BasicBlock *Succ = BI->getSuccessor(ICI->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE);
   Cases.push_back(ValueEqualityComparisonCase(GetConstantInt(ICI->getOperand(1),
-                                                             TD),
+                                                             DL),
                                               Succ));
   return BI->getSuccessor(ICI->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_EQ);
 }
@@ -564,11 +514,7 @@ GetValueEqualityComparisonCases(TerminatorInst *TI,
 /// in the list that match the specified block.
 static void EliminateBlockCases(BasicBlock *BB,
                               std::vector<ValueEqualityComparisonCase> &Cases) {
-  for (unsigned i = 0, e = Cases.size(); i != e; ++i)
-    if (Cases[i].Dest == BB) {
-      Cases.erase(Cases.begin()+i);
-      --i; --e;
-    }
+  Cases.erase(std::remove(Cases.begin(), Cases.end(), BB), Cases.end());
 }
 
 /// ValuesOverlap - Return true if there are any keys in C1 that exist in C2 as
@@ -758,9 +704,10 @@ namespace {
   };
 }
 
-static int ConstantIntSortPredicate(const void *P1, const void *P2) {
-  const ConstantInt *LHS = *(const ConstantInt*const*)P1;
-  const ConstantInt *RHS = *(const ConstantInt*const*)P2;
+static int ConstantIntSortPredicate(ConstantInt *const *P1,
+                                    ConstantInt *const *P2) {
+  const ConstantInt *LHS = *P1;
+  const ConstantInt *RHS = *P2;
   if (LHS->getValue().ult(RHS->getValue()))
     return 1;
   if (LHS->getValue() == RHS->getValue())
@@ -801,21 +748,22 @@ static void GetBranchWeights(TerminatorInst *TI,
   }
 }
 
-/// Sees if any of the weights are too big for a uint32_t, and halves all the
-/// weights if any are.
+/// Keep halving the weights until all can fit in uint32_t.
 static void FitWeights(MutableArrayRef<uint64_t> Weights) {
-  bool Halve = false;
-  for (unsigned i = 0; i < Weights.size(); ++i)
-    if (Weights[i] > UINT_MAX) {
-      Halve = true;
-      break;
-    }
+  while (true) {
+    bool Halve = false;
+    for (unsigned i = 0; i < Weights.size(); ++i)
+      if (Weights[i] > UINT_MAX) {
+        Halve = true;
+        break;
+      }
 
-  if (! Halve)
-    return;
+    if (! Halve)
+      return;
 
-  for (unsigned i = 0; i < Weights.size(); ++i)
-    Weights[i] /= 2;
+    for (unsigned i = 0; i < Weights.size(); ++i)
+      Weights[i] /= 2;
+  }
 }
 
 /// FoldValueComparisonIntoPredecessors - The specified terminator is a value
@@ -857,7 +805,7 @@ bool SimplifyCFGOpt::FoldValueComparisonIntoPredecessors(TerminatorInst *TI,
 
       if (PredHasWeights) {
         GetBranchWeights(PTI, Weights);
-        // branch-weight metadata is inconsistant here.
+        // branch-weight metadata is inconsistent here.
         if (Weights.size() != 1 + PredCases.size())
           PredHasWeights = SuccHasWeights = false;
       } else if (SuccHasWeights)
@@ -869,7 +817,7 @@ bool SimplifyCFGOpt::FoldValueComparisonIntoPredecessors(TerminatorInst *TI,
       SmallVector<uint64_t, 8> SuccWeights;
       if (SuccHasWeights) {
         GetBranchWeights(TI, SuccWeights);
-        // branch-weight metadata is inconsistant here.
+        // branch-weight metadata is inconsistent here.
         if (SuccWeights.size() != 1 + BBCases.size())
           PredHasWeights = SuccHasWeights = false;
       } else if (PredHasWeights)
@@ -966,8 +914,8 @@ bool SimplifyCFGOpt::FoldValueComparisonIntoPredecessors(TerminatorInst *TI,
         for (std::set<ConstantInt*, ConstantIntOrdering>::iterator I =
                                     PTIHandled.begin(),
                E = PTIHandled.end(); I != E; ++I) {
-          if (PredHasWeights || SuccHasWeights) 
-            Weights.push_back(WeightsForHandled[*I]); 
+          if (PredHasWeights || SuccHasWeights)
+            Weights.push_back(WeightsForHandled[*I]);
           PredCases.push_back(ValueEqualityComparisonCase(*I, BBDefault));
           NewSuccessors.push_back(BBDefault);
         }
@@ -982,8 +930,8 @@ bool SimplifyCFGOpt::FoldValueComparisonIntoPredecessors(TerminatorInst *TI,
       Builder.SetInsertPoint(PTI);
       // Convert pointer to int before we switch.
       if (CV->getType()->isPointerTy()) {
-        assert(TD && "Cannot switch on pointer without DataLayout");
-        CV = Builder.CreatePtrToInt(CV, TD->getIntPtrType(CV->getContext()),
+        assert(DL && "Cannot switch on pointer without DataLayout");
+        CV = Builder.CreatePtrToInt(CV, DL->getIntPtrType(CV->getType()),
                                     "magicptr");
       }
 
@@ -1078,9 +1026,9 @@ static bool HoistThenElseCodeToIf(BranchInst *BI) {
       (isa<InvokeInst>(I1) && !isSafeToHoistInvoke(BB1, BB2, I1, I2)))
     return false;
 
-  // If we get here, we can hoist at least one instruction.
   BasicBlock *BIParent = BI->getParent();
 
+  bool Changed = false;
   do {
     // If we are hoisting the terminator instruction, don't move one (making a
     // broken BB), instead clone it, and remove BI.
@@ -1095,6 +1043,7 @@ static bool HoistThenElseCodeToIf(BranchInst *BI) {
       I2->replaceAllUsesWith(I1);
     I1->intersectOptionalDataWith(I2);
     I2->eraseFromParent();
+    Changed = true;
 
     I1 = BB1_Itr++;
     I2 = BB2_Itr++;
@@ -1114,7 +1063,23 @@ static bool HoistThenElseCodeToIf(BranchInst *BI) {
 HoistTerminator:
   // It may not be possible to hoist an invoke.
   if (isa<InvokeInst>(I1) && !isSafeToHoistInvoke(BB1, BB2, I1, I2))
-    return true;
+    return Changed;
+
+  for (succ_iterator SI = succ_begin(BB1), E = succ_end(BB1); SI != E; ++SI) {
+    PHINode *PN;
+    for (BasicBlock::iterator BBI = SI->begin();
+         (PN = dyn_cast<PHINode>(BBI)); ++BBI) {
+      Value *BB1V = PN->getIncomingValueForBlock(BB1);
+      Value *BB2V = PN->getIncomingValueForBlock(BB2);
+      if (BB1V == BB2V)
+        continue;
+
+      if (isa<ConstantExpr>(BB1V) && !isSafeToSpeculativelyExecute(BB1V))
+        return Changed;
+      if (isa<ConstantExpr>(BB2V) && !isSafeToSpeculativelyExecute(BB2V))
+        return Changed;
+    }
+  }
 
   // Okay, it is safe to hoist the terminator.
   Instruction *NT = I1->clone();
@@ -1192,7 +1157,7 @@ static bool SinkThenElseCodeToEnd(BranchInst *BI1) {
        I != E; ++I) {
     if (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(I)) {
       Value *BB1V = PN->getIncomingValueForBlock(BB1);
-      Value *BB2V = PN->getIncomingValueForBlock(BB2); 
+      Value *BB2V = PN->getIncomingValueForBlock(BB2);
       MapValueFromBB1ToBB2[BB1V] = std::make_pair(BB2V, PN);
     } else {
       FirstNonPhiInBBEnd = &*I;
@@ -1201,7 +1166,7 @@ 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
@@ -1331,155 +1296,286 @@ static bool SinkThenElseCodeToEnd(BranchInst *BI1) {
   return Changed;
 }
 
-/// SpeculativelyExecuteBB - Given a conditional branch that goes to BB1
-/// and an BB2 and the only successor of BB1 is BB2, hoist simple code
-/// (for now, restricted to a single instruction that's side effect free) from
-/// the BB1 into the branch block to speculatively execute it.
+/// \brief Determine if we can hoist sink a sole store instruction out of a
+/// conditional block.
+///
+/// We are looking for code like the following:
+///   BrBB:
+///     store i32 %add, i32* %arrayidx2
+///     ... // No other stores or function calls (we could be calling a memory
+///     ... // function).
+///     %cmp = icmp ult %x, %y
+///     br i1 %cmp, label %EndBB, label %ThenBB
+///   ThenBB:
+///     store i32 %add5, i32* %arrayidx2
+///     br label EndBB
+///   EndBB:
+///     ...
+///   We are going to transform this into:
+///   BrBB:
+///     store i32 %add, i32* %arrayidx2
+///     ... //
+///     %cmp = icmp ult %x, %y
+///     %add.add5 = select i1 %cmp, i32 %add, %add5
+///     store i32 %add.add5, i32* %arrayidx2
+///     ...
+///
+/// \return The pointer to the value of the previous store if the store can be
+///         hoisted into the predecessor block. 0 otherwise.
+static Value *isSafeToSpeculateStore(Instruction *I, BasicBlock *BrBB,
+                                     BasicBlock *StoreBB, BasicBlock *EndBB) {
+  StoreInst *StoreToHoist = dyn_cast<StoreInst>(I);
+  if (!StoreToHoist)
+    return 0;
+
+  // Volatile or atomic.
+  if (!StoreToHoist->isSimple())
+    return 0;
+
+  Value *StorePtr = StoreToHoist->getPointerOperand();
+
+  // Look for a store to the same pointer in BrBB.
+  unsigned MaxNumInstToLookAt = 10;
+  for (BasicBlock::reverse_iterator RI = BrBB->rbegin(),
+       RE = BrBB->rend(); RI != RE && (--MaxNumInstToLookAt); ++RI) {
+    Instruction *CurI = &*RI;
+
+    // Could be calling an instruction that effects memory like free().
+    if (CurI->mayHaveSideEffects() && !isa<StoreInst>(CurI))
+      return 0;
+
+    StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(CurI);
+    // Found the previous store make sure it stores to the same location.
+    if (SI && SI->getPointerOperand() == StorePtr)
+      // Found the previous store, return its value operand.
+      return SI->getValueOperand();
+    else if (SI)
+      return 0; // Unknown store.
+  }
+
+  return 0;
+}
+
+/// \brief Speculate a conditional basic block flattening the CFG.
+///
+/// Note that this is a very risky transform currently. Speculating
+/// instructions like this is most often not desirable. Instead, there is an MI
+/// pass which can do it with full awareness of the resource constraints.
+/// However, some cases are "obvious" and we should do directly. An example of
+/// this is speculating a single, reasonably cheap instruction.
+///
+/// There is only one distinct advantage to flattening the CFG at the IR level:
+/// it makes very common but simplistic optimizations such as are common in
+/// instcombine and the DAG combiner more powerful by removing CFG edges and
+/// modeling their effects with easier to reason about SSA value graphs.
 ///
-/// Turn
-/// BB:
-///     %t1 = icmp
-///     br i1 %t1, label %BB1, label %BB2
-/// BB1:
-///     %t3 = add %t2, c
+///
+/// An illustration of this transform is turning this IR:
+/// \code
+///   BB:
+///     %cmp = icmp ult %x, %y
+///     br i1 %cmp, label %EndBB, label %ThenBB
+///   ThenBB:
+///     %sub = sub %x, %y
 ///     br label BB2
-/// BB2:
-/// =>
-/// BB:
-///     %t1 = icmp
-///     %t4 = add %t2, c
-///     %t3 = select i1 %t1, %t2, %t3
-static bool SpeculativelyExecuteBB(BranchInst *BI, BasicBlock *BB1) {
-  // Only speculatively execution a single instruction (not counting the
-  // terminator) for now.
-  Instruction *HInst = NULL;
-  Instruction *Term = BB1->getTerminator();
-  for (BasicBlock::iterator BBI = BB1->begin(), BBE = BB1->end();
+///   EndBB:
+///     %phi = phi [ %sub, %ThenBB ], [ 0, %EndBB ]
+///     ...
+/// \endcode
+///
+/// Into this IR:
+/// \code
+///   BB:
+///     %cmp = icmp ult %x, %y
+///     %sub = sub %x, %y
+///     %cond = select i1 %cmp, 0, %sub
+///     ...
+/// \endcode
+///
+/// \returns true if the conditional block is removed.
+static bool SpeculativelyExecuteBB(BranchInst *BI, BasicBlock *ThenBB) {
+  // Be conservative for now. FP select instruction can often be expensive.
+  Value *BrCond = BI->getCondition();
+  if (isa<FCmpInst>(BrCond))
+    return false;
+
+  BasicBlock *BB = BI->getParent();
+  BasicBlock *EndBB = ThenBB->getTerminator()->getSuccessor(0);
+
+  // If ThenBB is actually on the false edge of the conditional branch, remember
+  // to swap the select operands later.
+  bool Invert = false;
+  if (ThenBB != BI->getSuccessor(0)) {
+    assert(ThenBB == BI->getSuccessor(1) && "No edge from 'if' block?");
+    Invert = true;
+  }
+  assert(EndBB == BI->getSuccessor(!Invert) && "No edge from to end block");
+
+  // Keep a count of how many times instructions are used within CondBB when
+  // they are candidates for sinking into CondBB. Specifically:
+  // - They are defined in BB, and
+  // - They have no side effects, and
+  // - All of their uses are in CondBB.
+  SmallDenseMap<Instruction *, unsigned, 4> SinkCandidateUseCounts;
+
+  unsigned SpeculationCost = 0;
+  Value *SpeculatedStoreValue = 0;
+  StoreInst *SpeculatedStore = 0;
+  for (BasicBlock::iterator BBI = ThenBB->begin(),
+                            BBE = std::prev(ThenBB->end());
        BBI != BBE; ++BBI) {
     Instruction *I = BBI;
     // Skip debug info.
-    if (isa<DbgInfoIntrinsic>(I)) continue;
-    if (I == Term) break;
+    if (isa<DbgInfoIntrinsic>(I))
+      continue;
 
-    if (HInst)
+    // Only speculatively execution a single instruction (not counting the
+    // terminator) for now.
+    ++SpeculationCost;
+    if (SpeculationCost > 1)
       return false;
-    HInst = I;
-  }
-
-  BasicBlock *BIParent = BI->getParent();
 
-  // Check the instruction to be hoisted, if there is one.
-  if (HInst) {
     // Don't hoist the instruction if it's unsafe or expensive.
-    if (!isSafeToSpeculativelyExecute(HInst))
+    if (!isSafeToSpeculativelyExecute(I) &&
+        !(HoistCondStores &&
+          (SpeculatedStoreValue = isSafeToSpeculateStore(I, BB, ThenBB,
+                                                         EndBB))))
       return false;
-    if (ComputeSpeculationCost(HInst) > PHINodeFoldingThreshold)
+    if (!SpeculatedStoreValue &&
+        ComputeSpeculationCost(I) > PHINodeFoldingThreshold)
       return false;
 
+    // Store the store speculation candidate.
+    if (SpeculatedStoreValue)
+      SpeculatedStore = cast<StoreInst>(I);
+
     // Do not hoist the instruction if any of its operands are defined but not
-    // used in this BB. The transformation will prevent the operand from
+    // used in BB. The transformation will prevent the operand from
     // being sunk into the use block.
-    for (User::op_iterator i = HInst->op_begin(), e = HInst->op_end();
+    for (User::op_iterator i = I->op_begin(), e = I->op_end();
          i != e; ++i) {
       Instruction *OpI = dyn_cast<Instruction>(*i);
-      if (OpI && OpI->getParent() == BIParent &&
-          !OpI->mayHaveSideEffects() &&
-          !OpI->isUsedInBasicBlock(BIParent))
-        return false;
+      if (!OpI || OpI->getParent() != BB ||
+          OpI->mayHaveSideEffects())
+        continue; // Not a candidate for sinking.
+
+      ++SinkCandidateUseCounts[OpI];
     }
   }
 
-  // Be conservative for now. FP select instruction can often be expensive.
-  Value *BrCond = BI->getCondition();
-  if (isa<FCmpInst>(BrCond))
-    return false;
-
-  // If BB1 is actually on the false edge of the conditional branch, remember
-  // to swap the select operands later.
-  bool Invert = false;
-  if (BB1 != BI->getSuccessor(0)) {
-    assert(BB1 == BI->getSuccessor(1) && "No edge from 'if' block?");
-    Invert = true;
-  }
+  // Consider any sink candidates which are only used in CondBB as costs for
+  // speculation. Note, while we iterate over a DenseMap here, we are summing
+  // and so iteration order isn't significant.
+  for (SmallDenseMap<Instruction *, unsigned, 4>::iterator I =
+           SinkCandidateUseCounts.begin(), E = SinkCandidateUseCounts.end();
+       I != E; ++I)
+    if (I->first->getNumUses() == I->second) {
+      ++SpeculationCost;
+      if (SpeculationCost > 1)
+        return false;
+    }
 
-  // Collect interesting PHIs, and scan for hazards.
-  SmallSetVector<std::pair<Value *, Value *>, 4> PHIs;
-  BasicBlock *BB2 = BB1->getTerminator()->getSuccessor(0);
-  for (BasicBlock::iterator I = BB2->begin();
+  // Check that the PHI nodes can be converted to selects.
+  bool HaveRewritablePHIs = false;
+  for (BasicBlock::iterator I = EndBB->begin();
        PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(I); ++I) {
-    Value *BB1V = PN->getIncomingValueForBlock(BB1);
-    Value *BIParentV = PN->getIncomingValueForBlock(BIParent);
+    Value *OrigV = PN->getIncomingValueForBlock(BB);
+    Value *ThenV = PN->getIncomingValueForBlock(ThenBB);
 
+    // FIXME: Try to remove some of the duplication with HoistThenElseCodeToIf.
     // Skip PHIs which are trivial.
-    if (BB1V == BIParentV)
+    if (ThenV == OrigV)
       continue;
 
-    // Check for saftey.
-    if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(BB1V)) {
-      // An unfolded ConstantExpr could end up getting expanded into
-      // Instructions. Don't speculate this and another instruction at
-      // the same time.
-      if (HInst)
-        return false;
-      if (!isSafeToSpeculativelyExecute(CE))
-        return false;
-      if (ComputeSpeculationCost(CE) > PHINodeFoldingThreshold)
-        return false;
-    }
+    HaveRewritablePHIs = true;
+    ConstantExpr *OrigCE = dyn_cast<ConstantExpr>(OrigV);
+    ConstantExpr *ThenCE = dyn_cast<ConstantExpr>(ThenV);
+    if (!OrigCE && !ThenCE)
+      continue; // Known safe and cheap.
+
+    if ((ThenCE && !isSafeToSpeculativelyExecute(ThenCE)) ||
+        (OrigCE && !isSafeToSpeculativelyExecute(OrigCE)))
+      return false;
+    unsigned OrigCost = OrigCE ? ComputeSpeculationCost(OrigCE) : 0;
+    unsigned ThenCost = ThenCE ? ComputeSpeculationCost(ThenCE) : 0;
+    if (OrigCost + ThenCost > 2 * PHINodeFoldingThreshold)
+      return false;
 
-    // Ok, we may insert a select for this PHI.
-    PHIs.insert(std::make_pair(BB1V, BIParentV));
+    // Account for the cost of an unfolded ConstantExpr which could end up
+    // getting expanded into Instructions.
+    // FIXME: This doesn't account for how many operations are combined in the
+    // constant expression.
+    ++SpeculationCost;
+    if (SpeculationCost > 1)
+      return false;
   }
 
   // If there are no PHIs to process, bail early. This helps ensure idempotence
   // as well.
-  if (PHIs.empty())
+  if (!HaveRewritablePHIs && !(HoistCondStores && SpeculatedStoreValue))
     return false;
 
   // If we get here, we can hoist the instruction and if-convert.
-  DEBUG(dbgs() << "SPECULATIVELY EXECUTING BB" << *BB1 << "\n";);
+  DEBUG(dbgs() << "SPECULATIVELY EXECUTING BB" << *ThenBB << "\n";);
+
+  // Insert a select of the value of the speculated store.
+  if (SpeculatedStoreValue) {
+    IRBuilder<true, NoFolder> Builder(BI);
+    Value *TrueV = SpeculatedStore->getValueOperand();
+    Value *FalseV = SpeculatedStoreValue;
+    if (Invert)
+      std::swap(TrueV, FalseV);
+    Value *S = Builder.CreateSelect(BrCond, TrueV, FalseV, TrueV->getName() +
+                                    "." + FalseV->getName());
+    SpeculatedStore->setOperand(0, S);
+  }
 
-  // Hoist the instruction.
-  if (HInst)
-    BIParent->getInstList().splice(BI, BB1->getInstList(), HInst);
+  // Hoist the instructions.
+  BB->getInstList().splice(BI, ThenBB->getInstList(), ThenBB->begin(),
+                           std::prev(ThenBB->end()));
 
   // Insert selects and rewrite the PHI operands.
   IRBuilder<true, NoFolder> Builder(BI);
-  for (unsigned i = 0, e = PHIs.size(); i != e; ++i) {
-    Value *TrueV = PHIs[i].first;
-    Value *FalseV = PHIs[i].second;
+  for (BasicBlock::iterator I = EndBB->begin();
+       PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(I); ++I) {
+    unsigned OrigI = PN->getBasicBlockIndex(BB);
+    unsigned ThenI = PN->getBasicBlockIndex(ThenBB);
+    Value *OrigV = PN->getIncomingValue(OrigI);
+    Value *ThenV = PN->getIncomingValue(ThenI);
+
+    // Skip PHIs which are trivial.
+    if (OrigV == ThenV)
+      continue;
 
     // Create a select whose true value is the speculatively executed value and
-    // false value is the previously determined FalseV.
-    SelectInst *SI;
+    // false value is the preexisting value. Swap them if the branch
+    // destinations were inverted.
+    Value *TrueV = ThenV, *FalseV = OrigV;
     if (Invert)
-      SI = cast<SelectInst>
-        (Builder.CreateSelect(BrCond, FalseV, TrueV,
-                              FalseV->getName() + "." + TrueV->getName()));
-    else
-      SI = cast<SelectInst>
-        (Builder.CreateSelect(BrCond, TrueV, FalseV,
-                              TrueV->getName() + "." + FalseV->getName()));
-
-    // Make the PHI node use the select for all incoming values for "then" and
-    // "if" blocks.
-    for (BasicBlock::iterator I = BB2->begin();
-         PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(I); ++I) {
-      unsigned BB1I = PN->getBasicBlockIndex(BB1);
-      unsigned BIParentI = PN->getBasicBlockIndex(BIParent);
-      Value *BB1V = PN->getIncomingValue(BB1I);
-      Value *BIParentV = PN->getIncomingValue(BIParentI);
-      if (TrueV == BB1V && FalseV == BIParentV) {
-        PN->setIncomingValue(BB1I, SI);
-        PN->setIncomingValue(BIParentI, SI);
-      }
-    }
+      std::swap(TrueV, FalseV);
+    Value *V = Builder.CreateSelect(BrCond, TrueV, FalseV,
+                                    TrueV->getName() + "." + FalseV->getName());
+    PN->setIncomingValue(OrigI, V);
+    PN->setIncomingValue(ThenI, V);
   }
 
   ++NumSpeculations;
   return true;
 }
 
+/// \returns True if this block contains a CallInst with the NoDuplicate
+/// attribute.
+static bool HasNoDuplicateCall(const BasicBlock *BB) {
+  for (BasicBlock::const_iterator I = BB->begin(), E = BB->end(); I != E; ++I) {
+    const CallInst *CI = dyn_cast<CallInst>(I);
+    if (!CI)
+      continue;
+    if (CI->cannotDuplicate())
+      return true;
+  }
+  return false;
+}
+
 /// BlockIsSimpleEnoughToThreadThrough - Return true if we can thread a branch
 /// across this block.
 static bool BlockIsSimpleEnoughToThreadThrough(BasicBlock *BB) {
@@ -1510,7 +1606,7 @@ static bool BlockIsSimpleEnoughToThreadThrough(BasicBlock *BB) {
 /// that is defined in the same block as the branch and if any PHI entries are
 /// constants, thread edges corresponding to that entry to be branches to their
 /// ultimate destination.
-static bool FoldCondBranchOnPHI(BranchInst *BI, const DataLayout *TD) {
+static bool FoldCondBranchOnPHI(BranchInst *BI, const DataLayout *DL) {
   BasicBlock *BB = BI->getParent();
   PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(BI->getCondition());
   // NOTE: we currently cannot transform this case if the PHI node is used
@@ -1527,6 +1623,8 @@ static bool FoldCondBranchOnPHI(BranchInst *BI, const DataLayout *TD) {
   // Now we know that this block has multiple preds and two succs.
   if (!BlockIsSimpleEnoughToThreadThrough(BB)) return false;
 
+  if (HasNoDuplicateCall(BB)) return false;
+
   // Okay, this is a simple enough basic block.  See if any phi values are
   // constants.
   for (unsigned i = 0, e = PN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
@@ -1577,7 +1675,7 @@ static bool FoldCondBranchOnPHI(BranchInst *BI, const DataLayout *TD) {
       }
 
       // Check for trivial simplification.
-      if (Value *V = SimplifyInstruction(N, TD)) {
+      if (Value *V = SimplifyInstruction(N, DL)) {
         TranslateMap[BBI] = V;
         delete N;   // Instruction folded away, don't need actual inst
       } else {
@@ -1598,7 +1696,7 @@ static bool FoldCondBranchOnPHI(BranchInst *BI, const DataLayout *TD) {
       }
 
     // Recurse, simplifying any other constants.
-    return FoldCondBranchOnPHI(BI, TD) | true;
+    return FoldCondBranchOnPHI(BI, DL) | true;
   }
 
   return false;
@@ -1606,7 +1704,7 @@ static bool FoldCondBranchOnPHI(BranchInst *BI, const DataLayout *TD) {
 
 /// FoldTwoEntryPHINode - Given a BB that starts with the specified two-entry
 /// PHI node, see if we can eliminate it.
-static bool FoldTwoEntryPHINode(PHINode *PN, const DataLayout *TD) {
+static bool FoldTwoEntryPHINode(PHINode *PN, const DataLayout *DL) {
   // Ok, this is a two entry PHI node.  Check to see if this is a simple "if
   // statement", which has a very simple dominance structure.  Basically, we
   // are trying to find the condition that is being branched on, which
@@ -1640,7 +1738,7 @@ static bool FoldTwoEntryPHINode(PHINode *PN, const DataLayout *TD) {
 
   for (BasicBlock::iterator II = BB->begin(); isa<PHINode>(II);) {
     PHINode *PN = cast<PHINode>(II++);
-    if (Value *V = SimplifyInstruction(PN, TD)) {
+    if (Value *V = SimplifyInstruction(PN, DL)) {
       PN->replaceAllUsesWith(V);
       PN->eraseFromParent();
       continue;
@@ -1993,14 +2091,19 @@ bool llvm::FoldBranchToCommonDest(BranchInst *BI) {
     // Ensure that any values used in the bonus instruction are also used
     // by the terminator of the predecessor.  This means that those values
     // must already have been resolved, so we won't be inhibiting the
-    // out-of-order core by speculating them earlier.
-    if (BonusInst) {
+    // out-of-order core by speculating them earlier. We also allow
+    // instructions that are used by the terminator's condition because it
+    // exposes more merging opportunities.
+    bool UsedByBranch = (BonusInst && BonusInst->hasOneUse() &&
+                         *BonusInst->use_begin() == Cond);
+
+    if (BonusInst && !UsedByBranch) {
       // Collect the values used by the bonus inst
       SmallPtrSet<Value*, 4> UsedValues;
       for (Instruction::op_iterator OI = BonusInst->op_begin(),
            OE = BonusInst->op_end(); OI != OE; ++OI) {
         Value *V = *OI;
-        if (!isa<Constant>(V))
+        if (!isa<Constant>(V) && !isa<Argument>(V))
           UsedValues.insert(V);
       }
 
@@ -2051,6 +2154,14 @@ bool llvm::FoldBranchToCommonDest(BranchInst *BI) {
     Instruction *NewBonus = 0;
     if (BonusInst) {
       NewBonus = BonusInst->clone();
+
+      // If we moved a load, we cannot any longer claim any knowledge about
+      // its potential value. The previous information might have been valid
+      // only given the branch precondition.
+      // For an analogous reason, we must also drop all the metadata whose
+      // semantics we don't understand.
+      NewBonus->dropUnknownMetadata(LLVMContext::MD_dbg);
+
       PredBlock->getInstList().insert(PBI, NewBonus);
       NewBonus->takeName(BonusInst);
       BonusInst->setName(BonusInst->getName()+".old");
@@ -2521,9 +2632,9 @@ static bool SimplifyIndirectBrOnSelect(IndirectBrInst *IBI, SelectInst *SI) {
 ///
 /// We prefer to split the edge to 'end' so that there is a true/false entry to
 /// the PHI, merging the third icmp into the switch.
-static bool TryToSimplifyUncondBranchWithICmpInIt(ICmpInst *ICI,
-                                                  const DataLayout *TD,
-                                                  IRBuilder<> &Builder) {
+static bool TryToSimplifyUncondBranchWithICmpInIt(
+    ICmpInst *ICI, IRBuilder<> &Builder, const TargetTransformInfo &TTI,
+    const DataLayout *DL) {
   BasicBlock *BB = ICI->getParent();
 
   // If the block has any PHIs in it or the icmp has multiple uses, it is too
@@ -2551,12 +2662,12 @@ static bool TryToSimplifyUncondBranchWithICmpInIt(ICmpInst *ICI,
     assert(VVal && "Should have a unique destination value");
     ICI->setOperand(0, VVal);
 
-    if (Value *V = SimplifyInstruction(ICI, TD)) {
+    if (Value *V = SimplifyInstruction(ICI, DL)) {
       ICI->replaceAllUsesWith(V);
       ICI->eraseFromParent();
     }
     // BB is now empty, so it is likely to simplify away.
-    return SimplifyCFG(BB) | true;
+    return SimplifyCFG(BB, TTI, DL) | true;
   }
 
   // Ok, the block is reachable from the default dest.  If the constant we're
@@ -2572,7 +2683,7 @@ static bool TryToSimplifyUncondBranchWithICmpInIt(ICmpInst *ICI,
     ICI->replaceAllUsesWith(V);
     ICI->eraseFromParent();
     // BB is now empty, so it is likely to simplify away.
-    return SimplifyCFG(BB) | true;
+    return SimplifyCFG(BB, TTI, DL) | true;
   }
 
   // The use of the icmp has to be in the 'end' block, by the only PHI node in
@@ -2628,7 +2739,7 @@ static bool TryToSimplifyUncondBranchWithICmpInIt(ICmpInst *ICI,
 /// SimplifyBranchOnICmpChain - The specified branch is a conditional branch.
 /// Check to see if it is branching on an or/and chain of icmp instructions, and
 /// fold it into a switch instruction if so.
-static bool SimplifyBranchOnICmpChain(BranchInst *BI, const DataLayout *TD,
+static bool SimplifyBranchOnICmpChain(BranchInst *BI, const DataLayout *DL,
                                       IRBuilder<> &Builder) {
   Instruction *Cond = dyn_cast<Instruction>(BI->getCondition());
   if (Cond == 0) return false;
@@ -2644,10 +2755,10 @@ static bool SimplifyBranchOnICmpChain(BranchInst *BI, const DataLayout *TD,
   unsigned UsedICmps = 0;
 
   if (Cond->getOpcode() == Instruction::Or) {
-    CompVal = GatherConstantCompares(Cond, Values, ExtraCase, TD, true,
+    CompVal = GatherConstantCompares(Cond, Values, ExtraCase, DL, true,
                                      UsedICmps);
   } else if (Cond->getOpcode() == Instruction::And) {
-    CompVal = GatherConstantCompares(Cond, Values, ExtraCase, TD, false,
+    CompVal = GatherConstantCompares(Cond, Values, ExtraCase, DL, false,
                                      UsedICmps);
     TrueWhenEqual = false;
   }
@@ -2709,9 +2820,9 @@ static bool SimplifyBranchOnICmpChain(BranchInst *BI, const DataLayout *TD,
   Builder.SetInsertPoint(BI);
   // Convert pointer to int before we switch.
   if (CompVal->getType()->isPointerTy()) {
-    assert(TD && "Cannot switch on pointer without DataLayout");
+    assert(DL && "Cannot switch on pointer without DataLayout");
     CompVal = Builder.CreatePtrToInt(CompVal,
-                                     TD->getIntPtrType(CompVal->getContext()),
+                                     DL->getIntPtrType(CompVal->getType()),
                                      "magicptr");
   }
 
@@ -2757,9 +2868,20 @@ bool SimplifyCFGOpt::SimplifyResume(ResumeInst *RI, IRBuilder<> &Builder) {
       return false;
 
   // Turn all invokes that unwind here into calls and delete the basic block.
+  bool InvokeRequiresTableEntry = false;
+  bool Changed = false;
   for (pred_iterator PI = pred_begin(BB), PE = pred_end(BB); PI != PE;) {
     InvokeInst *II = cast<InvokeInst>((*PI++)->getTerminator());
+
+    if (II->hasFnAttr(Attribute::UWTable)) {
+      // Don't remove an `invoke' instruction if the ABI requires an entry into
+      // the table.
+      InvokeRequiresTableEntry = true;
+      continue;
+    }
+
     SmallVector<Value*, 8> Args(II->op_begin(), II->op_end() - 3);
+
     // Insert a call instruction before the invoke.
     CallInst *Call = CallInst::Create(II->getCalledValue(), Args, "", II);
     Call->takeName(II);
@@ -2779,11 +2901,14 @@ bool SimplifyCFGOpt::SimplifyResume(ResumeInst *RI, IRBuilder<> &Builder) {
 
     // Finally, delete the invoke instruction!
     II->eraseFromParent();
+    Changed = true;
   }
 
-  // The landingpad is now unreachable.  Zap it.
-  BB->eraseFromParent();
-  return true;
+  if (!InvokeRequiresTableEntry)
+    // The landingpad is now unreachable.  Zap it.
+    BB->eraseFromParent();
+
+  return Changed;
 }
 
 bool SimplifyCFGOpt::SimplifyReturn(ReturnInst *RI, IRBuilder<> &Builder) {
@@ -3027,7 +3152,12 @@ static bool TurnSwitchRangeIntoICmp(SwitchInst *SI, IRBuilder<> &Builder) {
   Value *Sub = SI->getCondition();
   if (!Offset->isNullValue())
     Sub = Builder.CreateAdd(Sub, Offset, Sub->getName()+".off");
-  Value *Cmp = Builder.CreateICmpULT(Sub, NumCases, "switch");
+  Value *Cmp;
+  // If NumCases overflowed, then all possible values jump to the successor.
+  if (NumCases->isNullValue() && SI->getNumCases() != 0)
+    Cmp = ConstantInt::getTrue(SI->getContext());
+  else
+    Cmp = Builder.CreateICmpULT(Sub, NumCases, "switch");
   BranchInst *NewBI = Builder.CreateCondBr(
       Cmp, SI->case_begin().getCaseSuccessor(), SI->getDefaultDest());
 
@@ -3065,7 +3195,7 @@ static bool TurnSwitchRangeIntoICmp(SwitchInst *SI, IRBuilder<> &Builder) {
 /// and use it to remove dead cases.
 static bool EliminateDeadSwitchCases(SwitchInst *SI) {
   Value *Cond = SI->getCondition();
-  unsigned Bits = cast<IntegerType>(Cond->getType())->getBitWidth();
+  unsigned Bits = Cond->getType()->getIntegerBitWidth();
   APInt KnownZero(Bits, 0), KnownOne(Bits, 0);
   ComputeMaskedBits(Cond, KnownZero, KnownOne);
 
@@ -3101,7 +3231,7 @@ static bool EliminateDeadSwitchCases(SwitchInst *SI) {
     Case.getCaseSuccessor()->removePredecessor(SI->getParent());
     SI->removeCase(Case);
   }
-  if (HasWeight) {
+  if (HasWeight && Weights.size() >= 2) {
     SmallVector<uint32_t, 8> MDWeights(Weights.begin(), Weights.end());
     SI->setMetadata(LLVMContext::MD_prof,
                     MDBuilder(SI->getParent()->getContext()).
@@ -3170,7 +3300,7 @@ static bool ForwardSwitchConditionToPHI(SwitchInst *SI) {
   for (ForwardingNodesMap::iterator I = ForwardingNodes.begin(),
        E = ForwardingNodes.end(); I != E; ++I) {
     PHINode *Phi = I->first;
-    SmallVector<int,4> &Indexes = I->second;
+    SmallVectorImpl<int> &Indexes = I->second;
 
     if (Indexes.size() < 2) continue;
 
@@ -3195,26 +3325,84 @@ static bool ValidLookupTableConstant(Constant *C) {
       isa<UndefValue>(C);
 }
 
-/// GetCaseResulsts - Try to determine the resulting constant values in phi
-/// nodes at the common destination basic block for one of the case
-/// destinations of a switch instruction.
-static bool GetCaseResults(SwitchInst *SI,
-                           BasicBlock *CaseDest,
-                           BasicBlock **CommonDest,
-                           SmallVector<std::pair<PHINode*,Constant*>, 4> &Res) {
-  // The block from which we enter the common destination.
-  BasicBlock *Pred = SI->getParent();
+/// LookupConstant - If V is a Constant, return it. Otherwise, try to look up
+/// its constant value in ConstantPool, returning 0 if it's not there.
+static Constant *LookupConstant(Value *V,
+                         const SmallDenseMap<Value*, Constant*>& ConstantPool) {
+  if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(V))
+    return C;
+  return ConstantPool.lookup(V);
+}
 
-  // If CaseDest is empty, continue to its successor.
-  if (CaseDest->getFirstNonPHIOrDbg() == CaseDest->getTerminator() &&
-      !isa<PHINode>(CaseDest->begin())) {
+/// ConstantFold - Try to fold instruction I into a constant. This works for
+/// simple instructions such as binary operations where both operands are
+/// constant or can be replaced by constants from the ConstantPool. Returns the
+/// resulting constant on success, 0 otherwise.
+static Constant *
+ConstantFold(Instruction *I,
+             const SmallDenseMap<Value *, Constant *> &ConstantPool,
+             const DataLayout *DL) {
+  if (SelectInst *Select = dyn_cast<SelectInst>(I)) {
+    Constant *A = LookupConstant(Select->getCondition(), ConstantPool);
+    if (!A)
+      return 0;
+    if (A->isAllOnesValue())
+      return LookupConstant(Select->getTrueValue(), ConstantPool);
+    if (A->isNullValue())
+      return LookupConstant(Select->getFalseValue(), ConstantPool);
+    return 0;
+  }
 
-    TerminatorInst *Terminator = CaseDest->getTerminator();
-    if (Terminator->getNumSuccessors() != 1)
-      return false;
+  SmallVector<Constant *, 4> COps;
+  for (unsigned N = 0, E = I->getNumOperands(); N != E; ++N) {
+    if (Constant *A = LookupConstant(I->getOperand(N), ConstantPool))
+      COps.push_back(A);
+    else
+      return 0;
+  }
+
+  if (CmpInst *Cmp = dyn_cast<CmpInst>(I))
+    return ConstantFoldCompareInstOperands(Cmp->getPredicate(), COps[0],
+                                           COps[1], DL);
+
+  return ConstantFoldInstOperands(I->getOpcode(), I->getType(), COps, DL);
+}
+
+/// GetCaseResults - Try to determine the resulting constant values in phi nodes
+/// at the common destination basic block, *CommonDest, for one of the case
+/// destionations CaseDest corresponding to value CaseVal (0 for the default
+/// case), of a switch instruction SI.
+static bool
+GetCaseResults(SwitchInst *SI,
+               ConstantInt *CaseVal,
+               BasicBlock *CaseDest,
+               BasicBlock **CommonDest,
+               SmallVectorImpl<std::pair<PHINode *, Constant *> > &Res,
+               const DataLayout *DL) {
+  // The block from which we enter the common destination.
+  BasicBlock *Pred = SI->getParent();
 
-    Pred = CaseDest;
-    CaseDest = Terminator->getSuccessor(0);
+  // If CaseDest is empty except for some side-effect free instructions through
+  // which we can constant-propagate the CaseVal, continue to its successor.
+  SmallDenseMap<Value*, Constant*> ConstantPool;
+  ConstantPool.insert(std::make_pair(SI->getCondition(), CaseVal));
+  for (BasicBlock::iterator I = CaseDest->begin(), E = CaseDest->end(); I != E;
+       ++I) {
+    if (TerminatorInst *T = dyn_cast<TerminatorInst>(I)) {
+      // If the terminator is a simple branch, continue to the next block.
+      if (T->getNumSuccessors() != 1)
+        return false;
+      Pred = CaseDest;
+      CaseDest = T->getSuccessor(0);
+    } else if (isa<DbgInfoIntrinsic>(I)) {
+      // Skip debug intrinsic.
+      continue;
+    } else if (Constant *C = ConstantFold(I, ConstantPool, DL)) {
+      // Instruction is side-effect free and constant.
+      ConstantPool.insert(std::make_pair(I, C));
+    } else {
+      break;
+    }
   }
 
   // If we did not have a CommonDest before, use the current one.
@@ -3231,10 +3419,17 @@ static bool GetCaseResults(SwitchInst *SI,
     if (Idx == -1)
       continue;
 
-    Constant *ConstVal = dyn_cast<Constant>(PHI->getIncomingValue(Idx));
+    Constant *ConstVal = LookupConstant(PHI->getIncomingValue(Idx),
+                                        ConstantPool);
     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;
@@ -3242,7 +3437,7 @@ static bool GetCaseResults(SwitchInst *SI,
     Res.push_back(std::make_pair(PHI, ConstVal));
   }
 
-  return true;
+  return Res.size() > 0;
 }
 
 namespace {
@@ -3256,9 +3451,9 @@ namespace {
     SwitchLookupTable(Module &M,
                       uint64_t TableSize,
                       ConstantInt *Offset,
-               const SmallVector<std::pair<ConstantInt*, Constant*>, 4>& Values,
+             const SmallVectorImpl<std::pair<ConstantInt*, Constant*> >& Values,
                       Constant *DefaultValue,
-                      const DataLayout *TD);
+                      const DataLayout *DL);
 
     /// BuildLookup - Build instructions with Builder to retrieve the value at
     /// the position given by Index in the lookup table.
@@ -3266,7 +3461,7 @@ namespace {
 
     /// WouldFitInRegister - Return true if a table with TableSize elements of
     /// type ElementType would fit in a target-legal register.
-    static bool WouldFitInRegister(const DataLayout *TD,
+    static bool WouldFitInRegister(const DataLayout *DL,
                                    uint64_t TableSize,
                                    const Type *ElementType);
 
@@ -3303,39 +3498,44 @@ namespace {
 SwitchLookupTable::SwitchLookupTable(Module &M,
                                      uint64_t TableSize,
                                      ConstantInt *Offset,
-               const SmallVector<std::pair<ConstantInt*, Constant*>, 4>& Values,
+             const SmallVectorImpl<std::pair<ConstantInt*, Constant*> >& Values,
                                      Constant *DefaultValue,
-                                     const DataLayout *TD) {
+                                     const DataLayout *DL)
+    : SingleValue(0), BitMap(0), BitMapElementTy(0), Array(0) {
   assert(Values.size() && "Can't build lookup table without values!");
   assert(TableSize >= Values.size() && "Can't fit values in table!");
 
   // If all values in the table are equal, this is that value.
   SingleValue = Values.begin()->second;
 
+  Type *ValueType = Values.begin()->second->getType();
+
   // Build up the table contents.
   SmallVector<Constant*, 64> TableContents(TableSize);
   for (size_t I = 0, E = Values.size(); I != E; ++I) {
     ConstantInt *CaseVal = Values[I].first;
     Constant *CaseRes = Values[I].second;
-    assert(CaseRes->getType() == DefaultValue->getType());
+    assert(CaseRes->getType() == ValueType);
 
     uint64_t Idx = (CaseVal->getValue() - Offset->getValue())
                    .getLimitedValue();
     TableContents[Idx] = CaseRes;
 
     if (CaseRes != SingleValue)
-      SingleValue = NULL;
+      SingleValue = 0;
   }
 
   // Fill in any holes in the table with the default result.
   if (Values.size() < TableSize) {
+    assert(DefaultValue && "Need a default value to fill the lookup table holes.");
+    assert(DefaultValue->getType() == ValueType);
     for (uint64_t I = 0; I < TableSize; ++I) {
       if (!TableContents[I])
         TableContents[I] = DefaultValue;
     }
 
     if (DefaultValue != SingleValue)
-      SingleValue = NULL;
+      SingleValue = 0;
   }
 
   // If each element in the table contains the same value, we only need to store
@@ -3346,8 +3546,8 @@ SwitchLookupTable::SwitchLookupTable(Module &M,
   }
 
   // If the type is integer and the table fits in a register, build a bitmap.
-  if (WouldFitInRegister(TD, TableSize, DefaultValue->getType())) {
-    IntegerType *IT = cast<IntegerType>(DefaultValue->getType());
+  if (WouldFitInRegister(DL, TableSize, ValueType)) {
+    IntegerType *IT = cast<IntegerType>(ValueType);
     APInt TableInt(TableSize * IT->getBitWidth(), 0);
     for (uint64_t I = TableSize; I > 0; --I) {
       TableInt <<= IT->getBitWidth();
@@ -3365,7 +3565,7 @@ SwitchLookupTable::SwitchLookupTable(Module &M,
   }
 
   // Store the table in an array.
-  ArrayType *ArrayTy = ArrayType::get(DefaultValue->getType(), TableSize);
+  ArrayType *ArrayTy = ArrayType::get(ValueType, TableSize);
   Constant *Initializer = ConstantArray::get(ArrayTy, TableContents);
 
   Array = new GlobalVariable(M, ArrayTy, /*constant=*/ true,
@@ -3411,10 +3611,10 @@ Value *SwitchLookupTable::BuildLookup(Value *Index, IRBuilder<> &Builder) {
   llvm_unreachable("Unknown lookup table kind!");
 }
 
-bool SwitchLookupTable::WouldFitInRegister(const DataLayout *TD,
+bool SwitchLookupTable::WouldFitInRegister(const DataLayout *DL,
                                            uint64_t TableSize,
                                            const Type *ElementType) {
-  if (!TD)
+  if (!DL)
     return false;
   const IntegerType *IT = dyn_cast<IntegerType>(ElementType);
   if (!IT)
@@ -3425,31 +3625,52 @@ bool SwitchLookupTable::WouldFitInRegister(const DataLayout *TD,
   // Avoid overflow, fitsInLegalInteger uses unsigned int for the width.
   if (TableSize >= UINT_MAX/IT->getBitWidth())
     return false;
-  return TD->fitsInLegalInteger(TableSize * IT->getBitWidth());
+  return DL->fitsInLegalInteger(TableSize * IT->getBitWidth());
 }
 
 /// ShouldBuildLookupTable - Determine whether a lookup table should be built
-/// for this switch, based on the number of caes, size of the table and the
+/// for this switch, based on the number of cases, size of the table and the
 /// types of the results.
 static bool ShouldBuildLookupTable(SwitchInst *SI,
                                    uint64_t TableSize,
-                                   const DataLayout *TD,
+                                   const TargetTransformInfo &TTI,
+                                   const DataLayout *DL,
                             const SmallDenseMap<PHINode*, Type*>& ResultTypes) {
-  // The table density should be at least 40%. This is the same criterion as for
-  // jump tables, see SelectionDAGBuilder::handleJTSwitchCase.
-  // FIXME: Find the best cut-off.
   if (SI->getNumCases() > TableSize || TableSize >= UINT64_MAX / 10)
     return false; // TableSize overflowed, or mul below might overflow.
-  if (SI->getNumCases() * 10 >= TableSize * 4)
-    return true;
 
-  // If each table would fit in a register, we should build it anyway.
+  bool AllTablesFitInRegister = true;
+  bool HasIllegalType = false;
   for (SmallDenseMap<PHINode*, Type*>::const_iterator I = ResultTypes.begin(),
        E = ResultTypes.end(); I != E; ++I) {
-    if (!SwitchLookupTable::WouldFitInRegister(TD, TableSize, I->second))
-      return false;
+    Type *Ty = I->second;
+
+    // Saturate this flag to true.
+    HasIllegalType = HasIllegalType || !TTI.isTypeLegal(Ty);
+
+    // Saturate this flag to false.
+    AllTablesFitInRegister = AllTablesFitInRegister &&
+      SwitchLookupTable::WouldFitInRegister(DL, TableSize, Ty);
+
+    // If both flags saturate, we're done. NOTE: This *only* works with
+    // saturating flags, and all flags have to saturate first due to the
+    // non-deterministic behavior of iterating over a dense map.
+    if (HasIllegalType && !AllTablesFitInRegister)
+      break;
   }
-  return true;
+
+  // If each table would fit in a register, we should build it anyway.
+  if (AllTablesFitInRegister)
+    return true;
+
+  // Don't build a table that doesn't fit in-register if it has illegal types.
+  if (HasIllegalType)
+    return false;
+
+  // The table density should be at least 40%. This is the same criterion as for
+  // jump tables, see SelectionDAGBuilder::handleJTSwitchCase.
+  // FIXME: Find the best cut-off.
+  return SI->getNumCases() * 10 >= TableSize * 4;
 }
 
 /// SwitchToLookupTable - If the switch is only used to initialize one or more
@@ -3457,9 +3678,13 @@ static bool ShouldBuildLookupTable(SwitchInst *SI,
 /// replace the switch with lookup tables.
 static bool SwitchToLookupTable(SwitchInst *SI,
                                 IRBuilder<> &Builder,
-                                const DataLayout* TD) {
+                                const TargetTransformInfo &TTI,
+                                const DataLayout* DL) {
   assert(SI->getNumCases() > 1 && "Degenerate switch?");
-  // FIXME: Handle unreachable cases.
+
+  // Only build lookup table when we have a target that supports it.
+  if (!TTI.shouldBuildLookupTables())
+    return false;
 
   // FIXME: If the switch is too sparse for a lookup table, perhaps we could
   // split off a dense part and build a lookup table for that.
@@ -3468,11 +3693,9 @@ static bool SwitchToLookupTable(SwitchInst *SI,
   // GEP needs a runtime relocation in PIC code. We should just build one big
   // string and lookup indices into that.
 
-  // Ignore the switch if the number of cases is too small.
-  // This is similar to the check when building jump tables in
-  // SelectionDAGBuilder::handleJTSwitchCase.
-  // FIXME: Determine the best cut-off.
-  if (SI->getNumCases() < 4)
+  // Ignore switches with less than three cases. Lookup tables will not make them
+  // faster, so we don't analyze them.
+  if (SI->getNumCases() < 3)
     return false;
 
   // Figure out the corresponding result for each case value and phi node in the
@@ -3482,7 +3705,7 @@ static bool SwitchToLookupTable(SwitchInst *SI,
   ConstantInt *MinCaseVal = CI.getCaseValue();
   ConstantInt *MaxCaseVal = CI.getCaseValue();
 
-  BasicBlock *CommonDest = NULL;
+  BasicBlock *CommonDest = 0;
   typedef SmallVector<std::pair<ConstantInt*, Constant*>, 4> ResultListTy;
   SmallDenseMap<PHINode*, ResultListTy> ResultLists;
   SmallDenseMap<PHINode*, Constant*> DefaultResults;
@@ -3499,7 +3722,8 @@ static bool SwitchToLookupTable(SwitchInst *SI,
     // Resulting value at phi nodes for this case value.
     typedef SmallVector<std::pair<PHINode*, Constant*>, 4> ResultsTy;
     ResultsTy Results;
-    if (!GetCaseResults(SI, CI.getCaseSuccessor(), &CommonDest, Results))
+    if (!GetCaseResults(SI, CaseVal, CI.getCaseSuccessor(), &CommonDest,
+                        Results, DL))
       return false;
 
     // Append the result from this case to the list for each phi.
@@ -3510,20 +3734,30 @@ static bool SwitchToLookupTable(SwitchInst *SI,
     }
   }
 
-  // Get the resulting values for the default case.
+  // Keep track of the result types.
+  for (size_t I = 0, E = PHIs.size(); I != E; ++I) {
+    PHINode *PHI = PHIs[I];
+    ResultTypes[PHI] = ResultLists[PHI][0].second->getType();
+  }
+
+  uint64_t NumResults = ResultLists[PHIs[0]].size();
+  APInt RangeSpread = MaxCaseVal->getValue() - MinCaseVal->getValue();
+  uint64_t TableSize = RangeSpread.getLimitedValue() + 1;
+  bool TableHasHoles = (NumResults < TableSize);
+
+  // If the table has holes, we need a constant result for the default case.
   SmallVector<std::pair<PHINode*, Constant*>, 4> DefaultResultsList;
-  if (!GetCaseResults(SI, SI->getDefaultDest(), &CommonDest, DefaultResultsList))
+  if (TableHasHoles && !GetCaseResults(SI, 0, SI->getDefaultDest(), &CommonDest,
+                                       DefaultResultsList, DL))
     return false;
+
   for (size_t I = 0, E = DefaultResultsList.size(); I != E; ++I) {
     PHINode *PHI = DefaultResultsList[I].first;
     Constant *Result = DefaultResultsList[I].second;
     DefaultResults[PHI] = Result;
-    ResultTypes[PHI] = Result->getType();
   }
 
-  APInt RangeSpread = MaxCaseVal->getValue() - MinCaseVal->getValue();
-  uint64_t TableSize = RangeSpread.getLimitedValue() + 1;
-  if (!ShouldBuildLookupTable(SI, TableSize, TD, ResultTypes))
+  if (!ShouldBuildLookupTable(SI, TableSize, TTI, DL, ResultTypes))
     return false;
 
   // Create the BB that does the lookups.
@@ -3533,14 +3767,32 @@ static bool SwitchToLookupTable(SwitchInst *SI,
                                             CommonDest->getParent(),
                                             CommonDest);
 
-  // Check whether the condition value is within the case range, and branch to
-  // the new BB.
+  // Compute the table index value.
   Builder.SetInsertPoint(SI);
   Value *TableIndex = Builder.CreateSub(SI->getCondition(), MinCaseVal,
                                         "switch.tableidx");
-  Value *Cmp = Builder.CreateICmpULT(TableIndex, ConstantInt::get(
-      MinCaseVal->getType(), TableSize));
-  Builder.CreateCondBr(Cmp, LookupBB, SI->getDefaultDest());
+
+  // Compute the maximum table size representable by the integer type we are
+  // switching upon.
+  unsigned CaseSize = MinCaseVal->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
+  uint64_t MaxTableSize = CaseSize > 63 ? UINT64_MAX : 1ULL << CaseSize;
+  assert(MaxTableSize >= TableSize &&
+         "It is impossible for a switch to have more entries than the max "
+         "representable value of its input integer type's size.");
+
+  // If we have a fully covered lookup table, unconditionally branch to the
+  // 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.
+  const bool GeneratingCoveredLookupTable = MaxTableSize == TableSize;
+  if (GeneratingCoveredLookupTable) {
+    Builder.CreateBr(LookupBB);
+    SI->getDefaultDest()->removePredecessor(SI->getParent());
+  } else {
+    Value *Cmp = Builder.CreateICmpULT(TableIndex, ConstantInt::get(
+                                         MinCaseVal->getType(), TableSize));
+    Builder.CreateCondBr(Cmp, LookupBB, SI->getDefaultDest());
+  }
 
   // Populate the BB that does the lookups.
   Builder.SetInsertPoint(LookupBB);
@@ -3549,7 +3801,7 @@ static bool SwitchToLookupTable(SwitchInst *SI,
     PHINode *PHI = PHIs[I];
 
     SwitchLookupTable Table(Mod, TableSize, MinCaseVal, ResultLists[PHI],
-                            DefaultResults[PHI], TD);
+                            DefaultResults[PHI], DL);
 
     Value *Result = Table.BuildLookup(TableIndex, Builder);
 
@@ -3569,9 +3821,11 @@ static bool SwitchToLookupTable(SwitchInst *SI,
     Builder.CreateBr(CommonDest);
 
   // Remove the switch.
-  for (unsigned i = 0; i < SI->getNumSuccessors(); ++i) {
+  for (unsigned i = 0, e = SI->getNumSuccessors(); i < e; ++i) {
     BasicBlock *Succ = SI->getSuccessor(i);
-    if (Succ == SI->getDefaultDest()) continue;
+
+    if (Succ == SI->getDefaultDest())
+      continue;
     Succ->removePredecessor(SI->getParent());
   }
   SI->eraseFromParent();
@@ -3581,46 +3835,44 @@ static bool SwitchToLookupTable(SwitchInst *SI,
 }
 
 bool SimplifyCFGOpt::SimplifySwitch(SwitchInst *SI, IRBuilder<> &Builder) {
-  // If this switch is too complex to want to look at, ignore it.
-  if (!isValueEqualityComparison(SI))
-    return false;
-
   BasicBlock *BB = SI->getParent();
 
-  // If we only have one predecessor, and if it is a branch on this value,
-  // see if that predecessor totally determines the outcome of this switch.
-  if (BasicBlock *OnlyPred = BB->getSinglePredecessor())
-    if (SimplifyEqualityComparisonWithOnlyPredecessor(SI, OnlyPred, Builder))
-      return SimplifyCFG(BB) | true;
+  if (isValueEqualityComparison(SI)) {
+    // If we only have one predecessor, and if it is a branch on this value,
+    // 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, DL) | true;
 
-  Value *Cond = SI->getCondition();
-  if (SelectInst *Select = dyn_cast<SelectInst>(Cond))
-    if (SimplifySwitchOnSelect(SI, Select))
-      return SimplifyCFG(BB) | true;
+    Value *Cond = SI->getCondition();
+    if (SelectInst *Select = dyn_cast<SelectInst>(Cond))
+      if (SimplifySwitchOnSelect(SI, Select))
+        return SimplifyCFG(BB, TTI, DL) | true;
 
-  // If the block only contains the switch, see if we can fold the block
-  // away into any preds.
-  BasicBlock::iterator BBI = BB->begin();
-  // Ignore dbg intrinsics.
-  while (isa<DbgInfoIntrinsic>(BBI))
-    ++BBI;
-  if (SI == &*BBI)
-    if (FoldValueComparisonIntoPredecessors(SI, Builder))
-      return SimplifyCFG(BB) | true;
+    // If the block only contains the switch, see if we can fold the block
+    // away into any preds.
+    BasicBlock::iterator BBI = BB->begin();
+    // Ignore dbg intrinsics.
+    while (isa<DbgInfoIntrinsic>(BBI))
+      ++BBI;
+    if (SI == &*BBI)
+      if (FoldValueComparisonIntoPredecessors(SI, Builder))
+        return SimplifyCFG(BB, TTI, DL) | true;
+  }
 
   // Try to transform the switch into an icmp and a branch.
   if (TurnSwitchRangeIntoICmp(SI, Builder))
-    return SimplifyCFG(BB) | true;
+    return SimplifyCFG(BB, TTI, DL) | true;
 
   // Remove unreachable cases.
   if (EliminateDeadSwitchCases(SI))
-    return SimplifyCFG(BB) | true;
+    return SimplifyCFG(BB, TTI, DL) | true;
 
   if (ForwardSwitchConditionToPHI(SI))
-    return SimplifyCFG(BB) | true;
+    return SimplifyCFG(BB, TTI, DL) | true;
 
-  if (SwitchToLookupTable(SI, Builder, TD))
-    return SimplifyCFG(BB) | true;
+  if (SwitchToLookupTable(SI, Builder, TTI, DL))
+    return SimplifyCFG(BB, TTI, DL) | true;
 
   return false;
 }
@@ -3657,7 +3909,7 @@ bool SimplifyCFGOpt::SimplifyIndirectBr(IndirectBrInst *IBI) {
 
   if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(IBI->getAddress())) {
     if (SimplifyIndirectBrOnSelect(IBI, SI))
-      return SimplifyCFG(BB) | true;
+      return SimplifyCFG(BB, TTI, DL) | true;
   }
   return Changed;
 }
@@ -3681,7 +3933,7 @@ bool SimplifyCFGOpt::SimplifyUncondBranch(BranchInst *BI, IRBuilder<> &Builder){
       for (++I; isa<DbgInfoIntrinsic>(I); ++I)
         ;
       if (I->isTerminator() &&
-          TryToSimplifyUncondBranchWithICmpInIt(ICI, TD, Builder))
+          TryToSimplifyUncondBranchWithICmpInIt(ICI, Builder, TTI, DL))
         return true;
     }
 
@@ -3690,7 +3942,7 @@ 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))
-    return SimplifyCFG(BB) | true;
+    return SimplifyCFG(BB, TTI, DL) | true;
   return false;
 }
 
@@ -3705,7 +3957,7 @@ bool SimplifyCFGOpt::SimplifyCondBranch(BranchInst *BI, IRBuilder<> &Builder) {
     // switch.
     if (BasicBlock *OnlyPred = BB->getSinglePredecessor())
       if (SimplifyEqualityComparisonWithOnlyPredecessor(BI, OnlyPred, Builder))
-        return SimplifyCFG(BB) | true;
+        return SimplifyCFG(BB, TTI, DL) | true;
 
     // This block must be empty, except for the setcond inst, if it exists.
     // Ignore dbg intrinsics.
@@ -3715,26 +3967,26 @@ bool SimplifyCFGOpt::SimplifyCondBranch(BranchInst *BI, IRBuilder<> &Builder) {
       ++I;
     if (&*I == BI) {
       if (FoldValueComparisonIntoPredecessors(BI, Builder))
-        return SimplifyCFG(BB) | true;
+        return SimplifyCFG(BB, TTI, DL) | 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) | true;
+        return SimplifyCFG(BB, TTI, DL) | true;
     }
   }
 
   // Try to turn "br (X == 0 | X == 1), T, F" into a switch instruction.
-  if (SimplifyBranchOnICmpChain(BI, TD, Builder))
+  if (SimplifyBranchOnICmpChain(BI, DL, Builder))
     return true;
 
   // If this basic block is ONLY a compare and a branch, and if a predecessor
   // 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))
-    return SimplifyCFG(BB) | true;
+    return SimplifyCFG(BB, TTI, DL) | 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
@@ -3743,7 +3995,7 @@ bool SimplifyCFGOpt::SimplifyCondBranch(BranchInst *BI, IRBuilder<> &Builder) {
   if (BI->getSuccessor(0)->getSinglePredecessor() != 0) {
     if (BI->getSuccessor(1)->getSinglePredecessor() != 0) {
       if (HoistThenElseCodeToIf(BI))
-        return SimplifyCFG(BB) | true;
+        return SimplifyCFG(BB, TTI, DL) | true;
     } else {
       // If Successor #1 has multiple preds, we may be able to conditionally
       // execute Successor #0 if it branches to successor #1.
@@ -3751,7 +4003,7 @@ bool SimplifyCFGOpt::SimplifyCondBranch(BranchInst *BI, IRBuilder<> &Builder) {
       if (Succ0TI->getNumSuccessors() == 1 &&
           Succ0TI->getSuccessor(0) == BI->getSuccessor(1))
         if (SpeculativelyExecuteBB(BI, BI->getSuccessor(0)))
-          return SimplifyCFG(BB) | true;
+          return SimplifyCFG(BB, TTI, DL) | true;
     }
   } else if (BI->getSuccessor(1)->getSinglePredecessor() != 0) {
     // If Successor #0 has multiple preds, we may be able to conditionally
@@ -3760,22 +4012,22 @@ bool SimplifyCFGOpt::SimplifyCondBranch(BranchInst *BI, IRBuilder<> &Builder) {
     if (Succ1TI->getNumSuccessors() == 1 &&
         Succ1TI->getSuccessor(0) == BI->getSuccessor(0))
       if (SpeculativelyExecuteBB(BI, BI->getSuccessor(1)))
-        return SimplifyCFG(BB) | true;
+        return SimplifyCFG(BB, TTI, DL) | true;
   }
 
   // If this is a branch on a phi node in the current block, thread control
   // through this block if any PHI node entries are constants.
   if (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(BI->getCondition()))
     if (PN->getParent() == BI->getParent())
-      if (FoldCondBranchOnPHI(BI, TD))
-        return SimplifyCFG(BB) | true;
+      if (FoldCondBranchOnPHI(BI, DL))
+        return SimplifyCFG(BB, TTI, DL) | 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) | true;
+          return SimplifyCFG(BB, TTI, DL) | true;
 
   return false;
 }
@@ -3810,11 +4062,13 @@ static bool passingValueIsAlwaysUndefined(Value *V, Instruction *I) {
 
     // Load from null is undefined.
     if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(Use))
-      return LI->getPointerAddressSpace() == 0;
+      if (!LI->isVolatile())
+        return LI->getPointerAddressSpace() == 0;
 
     // Store to null is undefined.
     if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(Use))
-      return SI->getPointerAddressSpace() == 0 && SI->getPointerOperand() == I;
+      if (!SI->isVolatile())
+        return SI->getPointerAddressSpace() == 0 && SI->getPointerOperand() == I;
   }
   return false;
 }
@@ -3885,7 +4139,7 @@ bool SimplifyCFGOpt::run(BasicBlock *BB) {
   // eliminate it, do so now.
   if (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(BB->begin()))
     if (PN->getNumIncomingValues() == 2)
-      Changed |= FoldTwoEntryPHINode(PN, TD);
+      Changed |= FoldTwoEntryPHINode(PN, DL);
 
   Builder.SetInsertPoint(BB->getTerminator());
   if (BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(BB->getTerminator())) {
@@ -3916,6 +4170,7 @@ bool SimplifyCFGOpt::run(BasicBlock *BB) {
 /// eliminates unreachable basic blocks, and does other "peephole" optimization
 /// of the CFG.  It returns true if a modification was made.
 ///
-bool llvm::SimplifyCFG(BasicBlock *BB, const DataLayout *TD) {
-  return SimplifyCFGOpt(TD).run(BB);
+bool llvm::SimplifyCFG(BasicBlock *BB, const TargetTransformInfo &TTI,
+                       const DataLayout *DL) {
+  return SimplifyCFGOpt(TTI, DL).run(BB);
 }