Don't form a WeakVH around the sentinel node in the instructions BB
[oota-llvm.git] / lib / Transforms / Utils / Local.cpp
1 //===-- Local.cpp - Functions to perform local transformations ------------===//
2 //
3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
4 //
5 // This file is distributed under the University of Illinois Open Source
6 // License. See LICENSE.TXT for details.
7 //
8 //===----------------------------------------------------------------------===//
9 //
10 // This family of functions perform various local transformations to the
11 // program.
12 //
13 //===----------------------------------------------------------------------===//
14
15 #include "llvm/Transforms/Utils/Local.h"
16 #include "llvm/Constants.h"
17 #include "llvm/GlobalAlias.h"
18 #include "llvm/GlobalVariable.h"
19 #include "llvm/DerivedTypes.h"
20 #include "llvm/Instructions.h"
21 #include "llvm/Intrinsics.h"
22 #include "llvm/IntrinsicInst.h"
23 #include "llvm/Metadata.h"
24 #include "llvm/Operator.h"
25 #include "llvm/ADT/DenseMap.h"
26 #include "llvm/ADT/SmallPtrSet.h"
27 #include "llvm/Analysis/DebugInfo.h"
28 #include "llvm/Analysis/DIBuilder.h"
29 #include "llvm/Analysis/Dominators.h"
30 #include "llvm/Analysis/InstructionSimplify.h"
31 #include "llvm/Analysis/MemoryBuiltins.h"
32 #include "llvm/Analysis/ProfileInfo.h"
33 #include "llvm/Analysis/ValueTracking.h"
34 #include "llvm/Target/TargetData.h"
35 #include "llvm/Support/CFG.h"
36 #include "llvm/Support/Debug.h"
37 #include "llvm/Support/GetElementPtrTypeIterator.h"
38 #include "llvm/Support/IRBuilder.h"
39 #include "llvm/Support/MathExtras.h"
40 #include "llvm/Support/ValueHandle.h"
41 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
42 using namespace llvm;
43
44 //===----------------------------------------------------------------------===//
45 //  Local constant propagation.
46 //
47
48 /// ConstantFoldTerminator - If a terminator instruction is predicated on a
49 /// constant value, convert it into an unconditional branch to the constant
50 /// destination.  This is a nontrivial operation because the successors of this
51 /// basic block must have their PHI nodes updated.
52 /// Also calls RecursivelyDeleteTriviallyDeadInstructions() on any branch/switch
53 /// conditions and indirectbr addresses this might make dead if
54 /// DeleteDeadConditions is true.
55 bool llvm::ConstantFoldTerminator(BasicBlock *BB, bool DeleteDeadConditions) {
56   TerminatorInst *T = BB->getTerminator();
57   IRBuilder<> Builder(T);
58
59   // Branch - See if we are conditional jumping on constant
60   if (BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(T)) {
61     if (BI->isUnconditional()) return false;  // Can't optimize uncond branch
62     BasicBlock *Dest1 = BI->getSuccessor(0);
63     BasicBlock *Dest2 = BI->getSuccessor(1);
64
65     if (ConstantInt *Cond = dyn_cast<ConstantInt>(BI->getCondition())) {
66       // Are we branching on constant?
67       // YES.  Change to unconditional branch...
68       BasicBlock *Destination = Cond->getZExtValue() ? Dest1 : Dest2;
69       BasicBlock *OldDest     = Cond->getZExtValue() ? Dest2 : Dest1;
70
71       //cerr << "Function: " << T->getParent()->getParent()
72       //     << "\nRemoving branch from " << T->getParent()
73       //     << "\n\nTo: " << OldDest << endl;
74
75       // Let the basic block know that we are letting go of it.  Based on this,
76       // it will adjust it's PHI nodes.
77       OldDest->removePredecessor(BB);
78
79       // Replace the conditional branch with an unconditional one.
80       Builder.CreateBr(Destination);
81       BI->eraseFromParent();
82       return true;
83     }
84     
85     if (Dest2 == Dest1) {       // Conditional branch to same location?
86       // This branch matches something like this:
87       //     br bool %cond, label %Dest, label %Dest
88       // and changes it into:  br label %Dest
89
90       // Let the basic block know that we are letting go of one copy of it.
91       assert(BI->getParent() && "Terminator not inserted in block!");
92       Dest1->removePredecessor(BI->getParent());
93
94       // Replace the conditional branch with an unconditional one.
95       Builder.CreateBr(Dest1);
96       Value *Cond = BI->getCondition();
97       BI->eraseFromParent();
98       if (DeleteDeadConditions)
99         RecursivelyDeleteTriviallyDeadInstructions(Cond);
100       return true;
101     }
102     return false;
103   }
104   
105   if (SwitchInst *SI = dyn_cast<SwitchInst>(T)) {
106     // If we are switching on a constant, we can convert the switch into a
107     // single branch instruction!
108     ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(SI->getCondition());
109     BasicBlock *TheOnlyDest = SI->getDefaultDest();
110     BasicBlock *DefaultDest = TheOnlyDest;
111
112     // Figure out which case it goes to.
113     for (SwitchInst::CaseIt i = SI->case_begin(), e = SI->case_end();
114          i != e; ++i) {
115       // Found case matching a constant operand?
116       if (i.getCaseValue() == CI) {
117         TheOnlyDest = i.getCaseSuccessor();
118         break;
119       }
120
121       // Check to see if this branch is going to the same place as the default
122       // dest.  If so, eliminate it as an explicit compare.
123       if (i.getCaseSuccessor() == DefaultDest) {
124         // Remove this entry.
125         DefaultDest->removePredecessor(SI->getParent());
126         SI->removeCase(i);
127         --i; --e;
128         continue;
129       }
130
131       // Otherwise, check to see if the switch only branches to one destination.
132       // We do this by reseting "TheOnlyDest" to null when we find two non-equal
133       // destinations.
134       if (i.getCaseSuccessor() != TheOnlyDest) TheOnlyDest = 0;
135     }
136
137     if (CI && !TheOnlyDest) {
138       // Branching on a constant, but not any of the cases, go to the default
139       // successor.
140       TheOnlyDest = SI->getDefaultDest();
141     }
142
143     // If we found a single destination that we can fold the switch into, do so
144     // now.
145     if (TheOnlyDest) {
146       // Insert the new branch.
147       Builder.CreateBr(TheOnlyDest);
148       BasicBlock *BB = SI->getParent();
149
150       // Remove entries from PHI nodes which we no longer branch to...
151       for (unsigned i = 0, e = SI->getNumSuccessors(); i != e; ++i) {
152         // Found case matching a constant operand?
153         BasicBlock *Succ = SI->getSuccessor(i);
154         if (Succ == TheOnlyDest)
155           TheOnlyDest = 0;  // Don't modify the first branch to TheOnlyDest
156         else
157           Succ->removePredecessor(BB);
158       }
159
160       // Delete the old switch.
161       Value *Cond = SI->getCondition();
162       SI->eraseFromParent();
163       if (DeleteDeadConditions)
164         RecursivelyDeleteTriviallyDeadInstructions(Cond);
165       return true;
166     }
167     
168     if (SI->getNumCases() == 1) {
169       // Otherwise, we can fold this switch into a conditional branch
170       // instruction if it has only one non-default destination.
171       SwitchInst::CaseIt FirstCase = SI->case_begin();
172       Value *Cond = Builder.CreateICmpEQ(SI->getCondition(),
173           FirstCase.getCaseValue(), "cond");
174
175       // Insert the new branch.
176       Builder.CreateCondBr(Cond, FirstCase.getCaseSuccessor(),
177                            SI->getDefaultDest());
178
179       // Delete the old switch.
180       SI->eraseFromParent();
181       return true;
182     }
183     return false;
184   }
185
186   if (IndirectBrInst *IBI = dyn_cast<IndirectBrInst>(T)) {
187     // indirectbr blockaddress(@F, @BB) -> br label @BB
188     if (BlockAddress *BA =
189           dyn_cast<BlockAddress>(IBI->getAddress()->stripPointerCasts())) {
190       BasicBlock *TheOnlyDest = BA->getBasicBlock();
191       // Insert the new branch.
192       Builder.CreateBr(TheOnlyDest);
193       
194       for (unsigned i = 0, e = IBI->getNumDestinations(); i != e; ++i) {
195         if (IBI->getDestination(i) == TheOnlyDest)
196           TheOnlyDest = 0;
197         else
198           IBI->getDestination(i)->removePredecessor(IBI->getParent());
199       }
200       Value *Address = IBI->getAddress();
201       IBI->eraseFromParent();
202       if (DeleteDeadConditions)
203         RecursivelyDeleteTriviallyDeadInstructions(Address);
204       
205       // If we didn't find our destination in the IBI successor list, then we
206       // have undefined behavior.  Replace the unconditional branch with an
207       // 'unreachable' instruction.
208       if (TheOnlyDest) {
209         BB->getTerminator()->eraseFromParent();
210         new UnreachableInst(BB->getContext(), BB);
211       }
212       
213       return true;
214     }
215   }
216   
217   return false;
218 }
219
220
221 //===----------------------------------------------------------------------===//
222 //  Local dead code elimination.
223 //
224
225 /// isInstructionTriviallyDead - Return true if the result produced by the
226 /// instruction is not used, and the instruction has no side effects.
227 ///
228 bool llvm::isInstructionTriviallyDead(Instruction *I) {
229   if (!I->use_empty() || isa<TerminatorInst>(I)) return false;
230
231   // We don't want the landingpad instruction removed by anything this general.
232   if (isa<LandingPadInst>(I))
233     return false;
234
235   // We don't want debug info removed by anything this general, unless
236   // debug info is empty.
237   if (DbgDeclareInst *DDI = dyn_cast<DbgDeclareInst>(I)) {
238     if (DDI->getAddress())
239       return false;
240     return true;
241   }
242   if (DbgValueInst *DVI = dyn_cast<DbgValueInst>(I)) {
243     if (DVI->getValue())
244       return false;
245     return true;
246   }
247
248   if (!I->mayHaveSideEffects()) return true;
249
250   // Special case intrinsics that "may have side effects" but can be deleted
251   // when dead.
252   if (IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(I)) {
253     // Safe to delete llvm.stacksave if dead.
254     if (II->getIntrinsicID() == Intrinsic::stacksave)
255       return true;
256
257     // Lifetime intrinsics are dead when their right-hand is undef.
258     if (II->getIntrinsicID() == Intrinsic::lifetime_start ||
259         II->getIntrinsicID() == Intrinsic::lifetime_end)
260       return isa<UndefValue>(II->getArgOperand(1));
261   }
262
263   if (extractMallocCall(I)) return true;
264
265   if (CallInst *CI = isFreeCall(I))
266     if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(CI->getArgOperand(0)))
267       return C->isNullValue() || isa<UndefValue>(C);
268
269   return false;
270 }
271
272 /// RecursivelyDeleteTriviallyDeadInstructions - If the specified value is a
273 /// trivially dead instruction, delete it.  If that makes any of its operands
274 /// trivially dead, delete them too, recursively.  Return true if any
275 /// instructions were deleted.
276 bool llvm::RecursivelyDeleteTriviallyDeadInstructions(Value *V) {
277   Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V);
278   if (!I || !I->use_empty() || !isInstructionTriviallyDead(I))
279     return false;
280   
281   SmallVector<Instruction*, 16> DeadInsts;
282   DeadInsts.push_back(I);
283   
284   do {
285     I = DeadInsts.pop_back_val();
286
287     // Null out all of the instruction's operands to see if any operand becomes
288     // dead as we go.
289     for (unsigned i = 0, e = I->getNumOperands(); i != e; ++i) {
290       Value *OpV = I->getOperand(i);
291       I->setOperand(i, 0);
292       
293       if (!OpV->use_empty()) continue;
294     
295       // If the operand is an instruction that became dead as we nulled out the
296       // operand, and if it is 'trivially' dead, delete it in a future loop
297       // iteration.
298       if (Instruction *OpI = dyn_cast<Instruction>(OpV))
299         if (isInstructionTriviallyDead(OpI))
300           DeadInsts.push_back(OpI);
301     }
302     
303     I->eraseFromParent();
304   } while (!DeadInsts.empty());
305
306   return true;
307 }
308
309 /// areAllUsesEqual - Check whether the uses of a value are all the same.
310 /// This is similar to Instruction::hasOneUse() except this will also return
311 /// true when there are no uses or multiple uses that all refer to the same
312 /// value.
313 static bool areAllUsesEqual(Instruction *I) {
314   Value::use_iterator UI = I->use_begin();
315   Value::use_iterator UE = I->use_end();
316   if (UI == UE)
317     return true;
318
319   User *TheUse = *UI;
320   for (++UI; UI != UE; ++UI) {
321     if (*UI != TheUse)
322       return false;
323   }
324   return true;
325 }
326
327 /// RecursivelyDeleteDeadPHINode - If the specified value is an effectively
328 /// dead PHI node, due to being a def-use chain of single-use nodes that
329 /// either forms a cycle or is terminated by a trivially dead instruction,
330 /// delete it.  If that makes any of its operands trivially dead, delete them
331 /// too, recursively.  Return true if a change was made.
332 bool llvm::RecursivelyDeleteDeadPHINode(PHINode *PN) {
333   SmallPtrSet<Instruction*, 4> Visited;
334   for (Instruction *I = PN; areAllUsesEqual(I) && !I->mayHaveSideEffects();
335        I = cast<Instruction>(*I->use_begin())) {
336     if (I->use_empty())
337       return RecursivelyDeleteTriviallyDeadInstructions(I);
338
339     // If we find an instruction more than once, we're on a cycle that
340     // won't prove fruitful.
341     if (!Visited.insert(I)) {
342       // Break the cycle and delete the instruction and its operands.
343       I->replaceAllUsesWith(UndefValue::get(I->getType()));
344       (void)RecursivelyDeleteTriviallyDeadInstructions(I);
345       return true;
346     }
347   }
348   return false;
349 }
350
351 /// SimplifyInstructionsInBlock - Scan the specified basic block and try to
352 /// simplify any instructions in it and recursively delete dead instructions.
353 ///
354 /// This returns true if it changed the code, note that it can delete
355 /// instructions in other blocks as well in this block.
356 bool llvm::SimplifyInstructionsInBlock(BasicBlock *BB, const TargetData *TD) {
357   bool MadeChange = false;
358   for (BasicBlock::iterator BI = BB->begin(), E = --BB->end(); BI != E; ) {
359     assert(!BI->isTerminator());
360     Instruction *Inst = BI++;
361
362     WeakVH BIHandle(BI);
363     if (recursivelySimplifyInstruction(Inst, TD)) {
364       MadeChange = true;
365       if (BIHandle != BI)
366         BI = BB->begin();
367       continue;
368     }
369
370     MadeChange |= RecursivelyDeleteTriviallyDeadInstructions(Inst);
371     if (BIHandle != BI)
372       BI = BB->begin();
373   }
374   return MadeChange;
375 }
376
377 //===----------------------------------------------------------------------===//
378 //  Control Flow Graph Restructuring.
379 //
380
381
382 /// RemovePredecessorAndSimplify - Like BasicBlock::removePredecessor, this
383 /// method is called when we're about to delete Pred as a predecessor of BB.  If
384 /// BB contains any PHI nodes, this drops the entries in the PHI nodes for Pred.
385 ///
386 /// Unlike the removePredecessor method, this attempts to simplify uses of PHI
387 /// nodes that collapse into identity values.  For example, if we have:
388 ///   x = phi(1, 0, 0, 0)
389 ///   y = and x, z
390 ///
391 /// .. and delete the predecessor corresponding to the '1', this will attempt to
392 /// recursively fold the and to 0.
393 void llvm::RemovePredecessorAndSimplify(BasicBlock *BB, BasicBlock *Pred,
394                                         TargetData *TD) {
395   // This only adjusts blocks with PHI nodes.
396   if (!isa<PHINode>(BB->begin()))
397     return;
398   
399   // Remove the entries for Pred from the PHI nodes in BB, but do not simplify
400   // them down.  This will leave us with single entry phi nodes and other phis
401   // that can be removed.
402   BB->removePredecessor(Pred, true);
403   
404   WeakVH PhiIt = &BB->front();
405   while (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(PhiIt)) {
406     PhiIt = &*++BasicBlock::iterator(cast<Instruction>(PhiIt));
407     Value *OldPhiIt = PhiIt;
408
409     if (!recursivelySimplifyInstruction(PN, TD))
410       continue;
411
412     // If recursive simplification ended up deleting the next PHI node we would
413     // iterate to, then our iterator is invalid, restart scanning from the top
414     // of the block.
415     if (PhiIt != OldPhiIt) PhiIt = &BB->front();
416   }
417 }
418
419
420 /// MergeBasicBlockIntoOnlyPred - DestBB is a block with one predecessor and its
421 /// predecessor is known to have one successor (DestBB!).  Eliminate the edge
422 /// between them, moving the instructions in the predecessor into DestBB and
423 /// deleting the predecessor block.
424 ///
425 void llvm::MergeBasicBlockIntoOnlyPred(BasicBlock *DestBB, Pass *P) {
426   // If BB has single-entry PHI nodes, fold them.
427   while (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(DestBB->begin())) {
428     Value *NewVal = PN->getIncomingValue(0);
429     // Replace self referencing PHI with undef, it must be dead.
430     if (NewVal == PN) NewVal = UndefValue::get(PN->getType());
431     PN->replaceAllUsesWith(NewVal);
432     PN->eraseFromParent();
433   }
434   
435   BasicBlock *PredBB = DestBB->getSinglePredecessor();
436   assert(PredBB && "Block doesn't have a single predecessor!");
437   
438   // Zap anything that took the address of DestBB.  Not doing this will give the
439   // address an invalid value.
440   if (DestBB->hasAddressTaken()) {
441     BlockAddress *BA = BlockAddress::get(DestBB);
442     Constant *Replacement =
443       ConstantInt::get(llvm::Type::getInt32Ty(BA->getContext()), 1);
444     BA->replaceAllUsesWith(ConstantExpr::getIntToPtr(Replacement,
445                                                      BA->getType()));
446     BA->destroyConstant();
447   }
448   
449   // Anything that branched to PredBB now branches to DestBB.
450   PredBB->replaceAllUsesWith(DestBB);
451   
452   // Splice all the instructions from PredBB to DestBB.
453   PredBB->getTerminator()->eraseFromParent();
454   DestBB->getInstList().splice(DestBB->begin(), PredBB->getInstList());
455
456   if (P) {
457     DominatorTree *DT = P->getAnalysisIfAvailable<DominatorTree>();
458     if (DT) {
459       BasicBlock *PredBBIDom = DT->getNode(PredBB)->getIDom()->getBlock();
460       DT->changeImmediateDominator(DestBB, PredBBIDom);
461       DT->eraseNode(PredBB);
462     }
463     ProfileInfo *PI = P->getAnalysisIfAvailable<ProfileInfo>();
464     if (PI) {
465       PI->replaceAllUses(PredBB, DestBB);
466       PI->removeEdge(ProfileInfo::getEdge(PredBB, DestBB));
467     }
468   }
469   // Nuke BB.
470   PredBB->eraseFromParent();
471 }
472
473 /// CanPropagatePredecessorsForPHIs - Return true if we can fold BB, an
474 /// almost-empty BB ending in an unconditional branch to Succ, into succ.
475 ///
476 /// Assumption: Succ is the single successor for BB.
477 ///
478 static bool CanPropagatePredecessorsForPHIs(BasicBlock *BB, BasicBlock *Succ) {
479   assert(*succ_begin(BB) == Succ && "Succ is not successor of BB!");
480
481   DEBUG(dbgs() << "Looking to fold " << BB->getName() << " into " 
482         << Succ->getName() << "\n");
483   // Shortcut, if there is only a single predecessor it must be BB and merging
484   // is always safe
485   if (Succ->getSinglePredecessor()) return true;
486
487   // Make a list of the predecessors of BB
488   SmallPtrSet<BasicBlock*, 16> BBPreds(pred_begin(BB), pred_end(BB));
489
490   // Look at all the phi nodes in Succ, to see if they present a conflict when
491   // merging these blocks
492   for (BasicBlock::iterator I = Succ->begin(); isa<PHINode>(I); ++I) {
493     PHINode *PN = cast<PHINode>(I);
494
495     // If the incoming value from BB is again a PHINode in
496     // BB which has the same incoming value for *PI as PN does, we can
497     // merge the phi nodes and then the blocks can still be merged
498     PHINode *BBPN = dyn_cast<PHINode>(PN->getIncomingValueForBlock(BB));
499     if (BBPN && BBPN->getParent() == BB) {
500       for (unsigned PI = 0, PE = PN->getNumIncomingValues(); PI != PE; ++PI) {
501         BasicBlock *IBB = PN->getIncomingBlock(PI);
502         if (BBPreds.count(IBB) &&
503             BBPN->getIncomingValueForBlock(IBB) != PN->getIncomingValue(PI)) {
504           DEBUG(dbgs() << "Can't fold, phi node " << PN->getName() << " in " 
505                 << Succ->getName() << " is conflicting with " 
506                 << BBPN->getName() << " with regard to common predecessor "
507                 << IBB->getName() << "\n");
508           return false;
509         }
510       }
511     } else {
512       Value* Val = PN->getIncomingValueForBlock(BB);
513       for (unsigned PI = 0, PE = PN->getNumIncomingValues(); PI != PE; ++PI) {
514         // See if the incoming value for the common predecessor is equal to the
515         // one for BB, in which case this phi node will not prevent the merging
516         // of the block.
517         BasicBlock *IBB = PN->getIncomingBlock(PI);
518         if (BBPreds.count(IBB) && Val != PN->getIncomingValue(PI)) {
519           DEBUG(dbgs() << "Can't fold, phi node " << PN->getName() << " in " 
520                 << Succ->getName() << " is conflicting with regard to common "
521                 << "predecessor " << IBB->getName() << "\n");
522           return false;
523         }
524       }
525     }
526   }
527
528   return true;
529 }
530
531 /// TryToSimplifyUncondBranchFromEmptyBlock - BB is known to contain an
532 /// unconditional branch, and contains no instructions other than PHI nodes,
533 /// potential side-effect free intrinsics and the branch.  If possible,
534 /// eliminate BB by rewriting all the predecessors to branch to the successor
535 /// block and return true.  If we can't transform, return false.
536 bool llvm::TryToSimplifyUncondBranchFromEmptyBlock(BasicBlock *BB) {
537   assert(BB != &BB->getParent()->getEntryBlock() &&
538          "TryToSimplifyUncondBranchFromEmptyBlock called on entry block!");
539
540   // We can't eliminate infinite loops.
541   BasicBlock *Succ = cast<BranchInst>(BB->getTerminator())->getSuccessor(0);
542   if (BB == Succ) return false;
543   
544   // Check to see if merging these blocks would cause conflicts for any of the
545   // phi nodes in BB or Succ. If not, we can safely merge.
546   if (!CanPropagatePredecessorsForPHIs(BB, Succ)) return false;
547
548   // Check for cases where Succ has multiple predecessors and a PHI node in BB
549   // has uses which will not disappear when the PHI nodes are merged.  It is
550   // possible to handle such cases, but difficult: it requires checking whether
551   // BB dominates Succ, which is non-trivial to calculate in the case where
552   // Succ has multiple predecessors.  Also, it requires checking whether
553   // constructing the necessary self-referential PHI node doesn't intoduce any
554   // conflicts; this isn't too difficult, but the previous code for doing this
555   // was incorrect.
556   //
557   // Note that if this check finds a live use, BB dominates Succ, so BB is
558   // something like a loop pre-header (or rarely, a part of an irreducible CFG);
559   // folding the branch isn't profitable in that case anyway.
560   if (!Succ->getSinglePredecessor()) {
561     BasicBlock::iterator BBI = BB->begin();
562     while (isa<PHINode>(*BBI)) {
563       for (Value::use_iterator UI = BBI->use_begin(), E = BBI->use_end();
564            UI != E; ++UI) {
565         if (PHINode* PN = dyn_cast<PHINode>(*UI)) {
566           if (PN->getIncomingBlock(UI) != BB)
567             return false;
568         } else {
569           return false;
570         }
571       }
572       ++BBI;
573     }
574   }
575
576   DEBUG(dbgs() << "Killing Trivial BB: \n" << *BB);
577   
578   if (isa<PHINode>(Succ->begin())) {
579     // If there is more than one pred of succ, and there are PHI nodes in
580     // the successor, then we need to add incoming edges for the PHI nodes
581     //
582     const SmallVector<BasicBlock*, 16> BBPreds(pred_begin(BB), pred_end(BB));
583     
584     // Loop over all of the PHI nodes in the successor of BB.
585     for (BasicBlock::iterator I = Succ->begin(); isa<PHINode>(I); ++I) {
586       PHINode *PN = cast<PHINode>(I);
587       Value *OldVal = PN->removeIncomingValue(BB, false);
588       assert(OldVal && "No entry in PHI for Pred BB!");
589       
590       // If this incoming value is one of the PHI nodes in BB, the new entries
591       // in the PHI node are the entries from the old PHI.
592       if (isa<PHINode>(OldVal) && cast<PHINode>(OldVal)->getParent() == BB) {
593         PHINode *OldValPN = cast<PHINode>(OldVal);
594         for (unsigned i = 0, e = OldValPN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i)
595           // Note that, since we are merging phi nodes and BB and Succ might
596           // have common predecessors, we could end up with a phi node with
597           // identical incoming branches. This will be cleaned up later (and
598           // will trigger asserts if we try to clean it up now, without also
599           // simplifying the corresponding conditional branch).
600           PN->addIncoming(OldValPN->getIncomingValue(i),
601                           OldValPN->getIncomingBlock(i));
602       } else {
603         // Add an incoming value for each of the new incoming values.
604         for (unsigned i = 0, e = BBPreds.size(); i != e; ++i)
605           PN->addIncoming(OldVal, BBPreds[i]);
606       }
607     }
608   }
609   
610   if (Succ->getSinglePredecessor()) {
611     // BB is the only predecessor of Succ, so Succ will end up with exactly
612     // the same predecessors BB had.
613
614     // Copy over any phi, debug or lifetime instruction.
615     BB->getTerminator()->eraseFromParent();
616     Succ->getInstList().splice(Succ->getFirstNonPHI(), BB->getInstList());
617   } else {
618     while (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(&BB->front())) {
619       // We explicitly check for such uses in CanPropagatePredecessorsForPHIs.
620       assert(PN->use_empty() && "There shouldn't be any uses here!");
621       PN->eraseFromParent();
622     }
623   }
624     
625   // Everything that jumped to BB now goes to Succ.
626   BB->replaceAllUsesWith(Succ);
627   if (!Succ->hasName()) Succ->takeName(BB);
628   BB->eraseFromParent();              // Delete the old basic block.
629   return true;
630 }
631
632 /// EliminateDuplicatePHINodes - Check for and eliminate duplicate PHI
633 /// nodes in this block. This doesn't try to be clever about PHI nodes
634 /// which differ only in the order of the incoming values, but instcombine
635 /// orders them so it usually won't matter.
636 ///
637 bool llvm::EliminateDuplicatePHINodes(BasicBlock *BB) {
638   bool Changed = false;
639
640   // This implementation doesn't currently consider undef operands
641   // specially. Theoretically, two phis which are identical except for
642   // one having an undef where the other doesn't could be collapsed.
643
644   // Map from PHI hash values to PHI nodes. If multiple PHIs have
645   // the same hash value, the element is the first PHI in the
646   // linked list in CollisionMap.
647   DenseMap<uintptr_t, PHINode *> HashMap;
648
649   // Maintain linked lists of PHI nodes with common hash values.
650   DenseMap<PHINode *, PHINode *> CollisionMap;
651
652   // Examine each PHI.
653   for (BasicBlock::iterator I = BB->begin();
654        PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(I++); ) {
655     // Compute a hash value on the operands. Instcombine will likely have sorted
656     // them, which helps expose duplicates, but we have to check all the
657     // operands to be safe in case instcombine hasn't run.
658     uintptr_t Hash = 0;
659     // This hash algorithm is quite weak as hash functions go, but it seems
660     // to do a good enough job for this particular purpose, and is very quick.
661     for (User::op_iterator I = PN->op_begin(), E = PN->op_end(); I != E; ++I) {
662       Hash ^= reinterpret_cast<uintptr_t>(static_cast<Value *>(*I));
663       Hash = (Hash << 7) | (Hash >> (sizeof(uintptr_t) * CHAR_BIT - 7));
664     }
665     for (PHINode::block_iterator I = PN->block_begin(), E = PN->block_end();
666          I != E; ++I) {
667       Hash ^= reinterpret_cast<uintptr_t>(static_cast<BasicBlock *>(*I));
668       Hash = (Hash << 7) | (Hash >> (sizeof(uintptr_t) * CHAR_BIT - 7));
669     }
670     // Avoid colliding with the DenseMap sentinels ~0 and ~0-1.
671     Hash >>= 1;
672     // If we've never seen this hash value before, it's a unique PHI.
673     std::pair<DenseMap<uintptr_t, PHINode *>::iterator, bool> Pair =
674       HashMap.insert(std::make_pair(Hash, PN));
675     if (Pair.second) continue;
676     // Otherwise it's either a duplicate or a hash collision.
677     for (PHINode *OtherPN = Pair.first->second; ; ) {
678       if (OtherPN->isIdenticalTo(PN)) {
679         // A duplicate. Replace this PHI with its duplicate.
680         PN->replaceAllUsesWith(OtherPN);
681         PN->eraseFromParent();
682         Changed = true;
683         break;
684       }
685       // A non-duplicate hash collision.
686       DenseMap<PHINode *, PHINode *>::iterator I = CollisionMap.find(OtherPN);
687       if (I == CollisionMap.end()) {
688         // Set this PHI to be the head of the linked list of colliding PHIs.
689         PHINode *Old = Pair.first->second;
690         Pair.first->second = PN;
691         CollisionMap[PN] = Old;
692         break;
693       }
694       // Procede to the next PHI in the list.
695       OtherPN = I->second;
696     }
697   }
698
699   return Changed;
700 }
701
702 /// enforceKnownAlignment - If the specified pointer points to an object that
703 /// we control, modify the object's alignment to PrefAlign. This isn't
704 /// often possible though. If alignment is important, a more reliable approach
705 /// is to simply align all global variables and allocation instructions to
706 /// their preferred alignment from the beginning.
707 ///
708 static unsigned enforceKnownAlignment(Value *V, unsigned Align,
709                                       unsigned PrefAlign, const TargetData *TD) {
710   V = V->stripPointerCasts();
711
712   if (AllocaInst *AI = dyn_cast<AllocaInst>(V)) {
713     // If the preferred alignment is greater than the natural stack alignment
714     // then don't round up. This avoids dynamic stack realignment.
715     if (TD && TD->exceedsNaturalStackAlignment(PrefAlign))
716       return Align;
717     // If there is a requested alignment and if this is an alloca, round up.
718     if (AI->getAlignment() >= PrefAlign)
719       return AI->getAlignment();
720     AI->setAlignment(PrefAlign);
721     return PrefAlign;
722   }
723
724   if (GlobalValue *GV = dyn_cast<GlobalValue>(V)) {
725     // If there is a large requested alignment and we can, bump up the alignment
726     // of the global.
727     if (GV->isDeclaration()) return Align;
728     // If the memory we set aside for the global may not be the memory used by
729     // the final program then it is impossible for us to reliably enforce the
730     // preferred alignment.
731     if (GV->isWeakForLinker()) return Align;
732     
733     if (GV->getAlignment() >= PrefAlign)
734       return GV->getAlignment();
735     // We can only increase the alignment of the global if it has no alignment
736     // specified or if it is not assigned a section.  If it is assigned a
737     // section, the global could be densely packed with other objects in the
738     // section, increasing the alignment could cause padding issues.
739     if (!GV->hasSection() || GV->getAlignment() == 0)
740       GV->setAlignment(PrefAlign);
741     return GV->getAlignment();
742   }
743
744   return Align;
745 }
746
747 /// getOrEnforceKnownAlignment - If the specified pointer has an alignment that
748 /// we can determine, return it, otherwise return 0.  If PrefAlign is specified,
749 /// and it is more than the alignment of the ultimate object, see if we can
750 /// increase the alignment of the ultimate object, making this check succeed.
751 unsigned llvm::getOrEnforceKnownAlignment(Value *V, unsigned PrefAlign,
752                                           const TargetData *TD) {
753   assert(V->getType()->isPointerTy() &&
754          "getOrEnforceKnownAlignment expects a pointer!");
755   unsigned BitWidth = TD ? TD->getPointerSizeInBits() : 64;
756   APInt Mask = APInt::getAllOnesValue(BitWidth);
757   APInt KnownZero(BitWidth, 0), KnownOne(BitWidth, 0);
758   ComputeMaskedBits(V, Mask, KnownZero, KnownOne, TD);
759   unsigned TrailZ = KnownZero.countTrailingOnes();
760   
761   // Avoid trouble with rediculously large TrailZ values, such as
762   // those computed from a null pointer.
763   TrailZ = std::min(TrailZ, unsigned(sizeof(unsigned) * CHAR_BIT - 1));
764   
765   unsigned Align = 1u << std::min(BitWidth - 1, TrailZ);
766   
767   // LLVM doesn't support alignments larger than this currently.
768   Align = std::min(Align, +Value::MaximumAlignment);
769   
770   if (PrefAlign > Align)
771     Align = enforceKnownAlignment(V, Align, PrefAlign, TD);
772     
773   // We don't need to make any adjustment.
774   return Align;
775 }
776
777 ///===---------------------------------------------------------------------===//
778 ///  Dbg Intrinsic utilities
779 ///
780
781 /// Inserts a llvm.dbg.value instrinsic before the stores to an alloca'd value
782 /// that has an associated llvm.dbg.decl intrinsic.
783 bool llvm::ConvertDebugDeclareToDebugValue(DbgDeclareInst *DDI,
784                                            StoreInst *SI, DIBuilder &Builder) {
785   DIVariable DIVar(DDI->getVariable());
786   if (!DIVar.Verify())
787     return false;
788
789   Instruction *DbgVal = NULL;
790   // If an argument is zero extended then use argument directly. The ZExt
791   // may be zapped by an optimization pass in future.
792   Argument *ExtendedArg = NULL;
793   if (ZExtInst *ZExt = dyn_cast<ZExtInst>(SI->getOperand(0)))
794     ExtendedArg = dyn_cast<Argument>(ZExt->getOperand(0));
795   if (SExtInst *SExt = dyn_cast<SExtInst>(SI->getOperand(0)))
796     ExtendedArg = dyn_cast<Argument>(SExt->getOperand(0));
797   if (ExtendedArg)
798     DbgVal = Builder.insertDbgValueIntrinsic(ExtendedArg, 0, DIVar, SI);
799   else
800     DbgVal = Builder.insertDbgValueIntrinsic(SI->getOperand(0), 0, DIVar, SI);
801
802   // Propagate any debug metadata from the store onto the dbg.value.
803   DebugLoc SIDL = SI->getDebugLoc();
804   if (!SIDL.isUnknown())
805     DbgVal->setDebugLoc(SIDL);
806   // Otherwise propagate debug metadata from dbg.declare.
807   else
808     DbgVal->setDebugLoc(DDI->getDebugLoc());
809   return true;
810 }
811
812 /// Inserts a llvm.dbg.value instrinsic before the stores to an alloca'd value
813 /// that has an associated llvm.dbg.decl intrinsic.
814 bool llvm::ConvertDebugDeclareToDebugValue(DbgDeclareInst *DDI,
815                                            LoadInst *LI, DIBuilder &Builder) {
816   DIVariable DIVar(DDI->getVariable());
817   if (!DIVar.Verify())
818     return false;
819
820   Instruction *DbgVal = 
821     Builder.insertDbgValueIntrinsic(LI->getOperand(0), 0,
822                                     DIVar, LI);
823   
824   // Propagate any debug metadata from the store onto the dbg.value.
825   DebugLoc LIDL = LI->getDebugLoc();
826   if (!LIDL.isUnknown())
827     DbgVal->setDebugLoc(LIDL);
828   // Otherwise propagate debug metadata from dbg.declare.
829   else
830     DbgVal->setDebugLoc(DDI->getDebugLoc());
831   return true;
832 }
833
834 /// LowerDbgDeclare - Lowers llvm.dbg.declare intrinsics into appropriate set
835 /// of llvm.dbg.value intrinsics.
836 bool llvm::LowerDbgDeclare(Function &F) {
837   DIBuilder DIB(*F.getParent());
838   SmallVector<DbgDeclareInst *, 4> Dbgs;
839   for (Function::iterator FI = F.begin(), FE = F.end(); FI != FE; ++FI)
840     for (BasicBlock::iterator BI = FI->begin(), BE = FI->end(); BI != BE; ++BI) {
841       if (DbgDeclareInst *DDI = dyn_cast<DbgDeclareInst>(BI))
842         Dbgs.push_back(DDI);
843     }
844   if (Dbgs.empty())
845     return false;
846
847   for (SmallVector<DbgDeclareInst *, 4>::iterator I = Dbgs.begin(),
848          E = Dbgs.end(); I != E; ++I) {
849     DbgDeclareInst *DDI = *I;
850     if (AllocaInst *AI = dyn_cast_or_null<AllocaInst>(DDI->getAddress())) {
851       bool RemoveDDI = true;
852       for (Value::use_iterator UI = AI->use_begin(), E = AI->use_end();
853            UI != E; ++UI)
854         if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(*UI))
855           ConvertDebugDeclareToDebugValue(DDI, SI, DIB);
856         else if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(*UI))
857           ConvertDebugDeclareToDebugValue(DDI, LI, DIB);
858         else
859           RemoveDDI = false;
860       if (RemoveDDI)
861         DDI->eraseFromParent();
862     }
863   }
864   return true;
865 }
866
867 /// FindAllocaDbgDeclare - Finds the llvm.dbg.declare intrinsic describing the
868 /// alloca 'V', if any.
869 DbgDeclareInst *llvm::FindAllocaDbgDeclare(Value *V) {
870   if (MDNode *DebugNode = MDNode::getIfExists(V->getContext(), V))
871     for (Value::use_iterator UI = DebugNode->use_begin(),
872          E = DebugNode->use_end(); UI != E; ++UI)
873       if (DbgDeclareInst *DDI = dyn_cast<DbgDeclareInst>(*UI))
874         return DDI;
875
876   return 0;
877 }