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