Use names instead of numbers for some of the magic
[oota-llvm.git] / lib / Transforms / Utils / LoopSimplify.cpp
1 //===- LoopSimplify.cpp - Loop Canonicalization Pass ----------------------===//
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 pass performs several transformations to transform natural loops into a
11 // simpler form, which makes subsequent analyses and transformations simpler and
12 // more effective.
13 //
14 // Loop pre-header insertion guarantees that there is a single, non-critical
15 // entry edge from outside of the loop to the loop header.  This simplifies a
16 // number of analyses and transformations, such as LICM.
17 //
18 // Loop exit-block insertion guarantees that all exit blocks from the loop
19 // (blocks which are outside of the loop that have predecessors inside of the
20 // loop) only have predecessors from inside of the loop (and are thus dominated
21 // by the loop header).  This simplifies transformations such as store-sinking
22 // that are built into LICM.
23 //
24 // This pass also guarantees that loops will have exactly one backedge.
25 //
26 // Note that the simplifycfg pass will clean up blocks which are split out but
27 // end up being unnecessary, so usage of this pass should not pessimize
28 // generated code.
29 //
30 // This pass obviously modifies the CFG, but updates loop information and
31 // dominator information.
32 //
33 //===----------------------------------------------------------------------===//
34
35 #define DEBUG_TYPE "loopsimplify"
36 #include "llvm/Transforms/Scalar.h"
37 #include "llvm/Constants.h"
38 #include "llvm/Instructions.h"
39 #include "llvm/Function.h"
40 #include "llvm/LLVMContext.h"
41 #include "llvm/Type.h"
42 #include "llvm/Analysis/AliasAnalysis.h"
43 #include "llvm/Analysis/Dominators.h"
44 #include "llvm/Analysis/LoopPass.h"
45 #include "llvm/Analysis/ScalarEvolution.h"
46 #include "llvm/Transforms/Utils/BasicBlockUtils.h"
47 #include "llvm/Transforms/Utils/Local.h"
48 #include "llvm/Support/CFG.h"
49 #include "llvm/Support/Compiler.h"
50 #include "llvm/ADT/SetOperations.h"
51 #include "llvm/ADT/SetVector.h"
52 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
53 #include "llvm/ADT/DepthFirstIterator.h"
54 using namespace llvm;
55
56 STATISTIC(NumInserted, "Number of pre-header or exit blocks inserted");
57 STATISTIC(NumNested  , "Number of nested loops split out");
58
59 namespace {
60   struct VISIBILITY_HIDDEN LoopSimplify : public LoopPass {
61     static char ID; // Pass identification, replacement for typeid
62     LoopSimplify() : LoopPass(&ID) {}
63
64     // AA - If we have an alias analysis object to update, this is it, otherwise
65     // this is null.
66     AliasAnalysis *AA;
67     LoopInfo *LI;
68     DominatorTree *DT;
69     Loop *L;
70     virtual bool runOnLoop(Loop *L, LPPassManager &LPM);
71
72     virtual void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
73       // We need loop information to identify the loops...
74       AU.addRequiredTransitive<LoopInfo>();
75       AU.addRequiredTransitive<DominatorTree>();
76
77       AU.addPreserved<LoopInfo>();
78       AU.addPreserved<DominatorTree>();
79       AU.addPreserved<DominanceFrontier>();
80       AU.addPreserved<AliasAnalysis>();
81       AU.addPreserved<ScalarEvolution>();
82       AU.addPreservedID(BreakCriticalEdgesID);  // No critical edges added.
83     }
84
85     /// verifyAnalysis() - Verify loop nest.
86     void verifyAnalysis() const {
87       assert(L->isLoopSimplifyForm() && "LoopSimplify form not preserved!");
88     }
89
90   private:
91     bool ProcessLoop(Loop *L, LPPassManager &LPM);
92     BasicBlock *RewriteLoopExitBlock(Loop *L, BasicBlock *Exit);
93     BasicBlock *InsertPreheaderForLoop(Loop *L);
94     Loop *SeparateNestedLoop(Loop *L, LPPassManager &LPM);
95     void InsertUniqueBackedgeBlock(Loop *L, BasicBlock *Preheader);
96     void PlaceSplitBlockCarefully(BasicBlock *NewBB,
97                                   SmallVectorImpl<BasicBlock*> &SplitPreds,
98                                   Loop *L);
99   };
100 }
101
102 char LoopSimplify::ID = 0;
103 static RegisterPass<LoopSimplify>
104 X("loopsimplify", "Canonicalize natural loops", true);
105
106 // Publically exposed interface to pass...
107 const PassInfo *const llvm::LoopSimplifyID = &X;
108 Pass *llvm::createLoopSimplifyPass() { return new LoopSimplify(); }
109
110 /// runOnFunction - Run down all loops in the CFG (recursively, but we could do
111 /// it in any convenient order) inserting preheaders...
112 ///
113 bool LoopSimplify::runOnLoop(Loop *l, LPPassManager &LPM) {
114   L = l;
115   bool Changed = false;
116   LI = &getAnalysis<LoopInfo>();
117   AA = getAnalysisIfAvailable<AliasAnalysis>();
118   DT = &getAnalysis<DominatorTree>();
119
120   Changed |= ProcessLoop(L, LPM);
121
122   return Changed;
123 }
124
125 /// ProcessLoop - Walk the loop structure in depth first order, ensuring that
126 /// all loops have preheaders.
127 ///
128 bool LoopSimplify::ProcessLoop(Loop *L, LPPassManager &LPM) {
129   bool Changed = false;
130 ReprocessLoop:
131
132   // Check to see that no blocks (other than the header) in this loop that has
133   // predecessors that are not in the loop.  This is not valid for natural
134   // loops, but can occur if the blocks are unreachable.  Since they are
135   // unreachable we can just shamelessly delete those CFG edges!
136   for (Loop::block_iterator BB = L->block_begin(), E = L->block_end();
137        BB != E; ++BB) {
138     if (*BB == L->getHeader()) continue;
139
140     SmallPtrSet<BasicBlock *, 4> BadPreds;
141     for (pred_iterator PI = pred_begin(*BB), PE = pred_end(*BB); PI != PE; ++PI)
142       if (!L->contains(*PI))
143         BadPreds.insert(*PI);
144
145     // Delete each unique out-of-loop (and thus dead) predecessor.
146     for (SmallPtrSet<BasicBlock *, 4>::iterator I = BadPreds.begin(),
147          E = BadPreds.end(); I != E; ++I) {
148       // Inform each successor of each dead pred.
149       for (succ_iterator SI = succ_begin(*I), SE = succ_end(*I); SI != SE; ++SI)
150         (*SI)->removePredecessor(*I);
151       // Zap the dead pred's terminator and replace it with unreachable.
152       TerminatorInst *TI = (*I)->getTerminator();
153        TI->replaceAllUsesWith(UndefValue::get(TI->getType()));
154       (*I)->getTerminator()->eraseFromParent();
155       new UnreachableInst((*I)->getContext(), *I);
156       Changed = true;
157     }
158   }
159
160   // Does the loop already have a preheader?  If so, don't insert one.
161   BasicBlock *Preheader = L->getLoopPreheader();
162   if (!Preheader) {
163     Preheader = InsertPreheaderForLoop(L);
164     NumInserted++;
165     Changed = true;
166   }
167
168   // Next, check to make sure that all exit nodes of the loop only have
169   // predecessors that are inside of the loop.  This check guarantees that the
170   // loop preheader/header will dominate the exit blocks.  If the exit block has
171   // predecessors from outside of the loop, split the edge now.
172   SmallVector<BasicBlock*, 8> ExitBlocks;
173   L->getExitBlocks(ExitBlocks);
174     
175   SetVector<BasicBlock*> ExitBlockSet(ExitBlocks.begin(), ExitBlocks.end());
176   for (SetVector<BasicBlock*>::iterator I = ExitBlockSet.begin(),
177          E = ExitBlockSet.end(); I != E; ++I) {
178     BasicBlock *ExitBlock = *I;
179     for (pred_iterator PI = pred_begin(ExitBlock), PE = pred_end(ExitBlock);
180          PI != PE; ++PI)
181       // Must be exactly this loop: no subloops, parent loops, or non-loop preds
182       // allowed.
183       if (!L->contains(*PI)) {
184         RewriteLoopExitBlock(L, ExitBlock);
185         NumInserted++;
186         Changed = true;
187         break;
188       }
189   }
190
191   // If the header has more than two predecessors at this point (from the
192   // preheader and from multiple backedges), we must adjust the loop.
193   unsigned NumBackedges = L->getNumBackEdges();
194   if (NumBackedges != 1) {
195     // If this is really a nested loop, rip it out into a child loop.  Don't do
196     // this for loops with a giant number of backedges, just factor them into a
197     // common backedge instead.
198     if (NumBackedges < 8) {
199       if (SeparateNestedLoop(L, LPM)) {
200         ++NumNested;
201         // This is a big restructuring change, reprocess the whole loop.
202         Changed = true;
203         // GCC doesn't tail recursion eliminate this.
204         goto ReprocessLoop;
205       }
206     }
207
208     // If we either couldn't, or didn't want to, identify nesting of the loops,
209     // insert a new block that all backedges target, then make it jump to the
210     // loop header.
211     InsertUniqueBackedgeBlock(L, Preheader);
212     NumInserted++;
213     Changed = true;
214   }
215
216   // Scan over the PHI nodes in the loop header.  Since they now have only two
217   // incoming values (the loop is canonicalized), we may have simplified the PHI
218   // down to 'X = phi [X, Y]', which should be replaced with 'Y'.
219   PHINode *PN;
220   for (BasicBlock::iterator I = L->getHeader()->begin();
221        (PN = dyn_cast<PHINode>(I++)); )
222     if (Value *V = PN->hasConstantValue(DT)) {
223       if (AA) AA->deleteValue(PN);
224       PN->replaceAllUsesWith(V);
225       PN->eraseFromParent();
226     }
227
228   // If this loop has muliple exits and the exits all go to the same
229   // block, attempt to merge the exits. This helps several passes, such
230   // as LoopRotation, which do not support loops with multiple exits.
231   // SimplifyCFG also does this (and this code uses the same utility
232   // function), however this code is loop-aware, where SimplifyCFG is
233   // not. That gives it the advantage of being able to hoist
234   // loop-invariant instructions out of the way to open up more
235   // opportunities, and the disadvantage of having the responsibility
236   // to preserve dominator information.
237   if (ExitBlocks.size() > 1 && L->getUniqueExitBlock()) {
238     SmallVector<BasicBlock*, 8> ExitingBlocks;
239     L->getExitingBlocks(ExitingBlocks);
240     for (unsigned i = 0, e = ExitingBlocks.size(); i != e; ++i) {
241       BasicBlock *ExitingBlock = ExitingBlocks[i];
242       if (!ExitingBlock->getSinglePredecessor()) continue;
243       BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(ExitingBlock->getTerminator());
244       if (!BI || !BI->isConditional()) continue;
245       CmpInst *CI = dyn_cast<CmpInst>(BI->getCondition());
246       if (!CI || CI->getParent() != ExitingBlock) continue;
247
248       // Attempt to hoist out all instructions except for the
249       // comparison and the branch.
250       bool AllInvariant = true;
251       for (BasicBlock::iterator I = ExitingBlock->begin(); &*I != BI; ) {
252         Instruction *Inst = I++;
253         if (Inst == CI)
254           continue;
255         if (!L->makeLoopInvariant(Inst, Changed, Preheader->getTerminator())) {
256           AllInvariant = false;
257           break;
258         }
259       }
260       if (!AllInvariant) continue;
261
262       // The block has now been cleared of all instructions except for
263       // a comparison and a conditional branch. SimplifyCFG may be able
264       // to fold it now.
265       if (!FoldBranchToCommonDest(BI)) continue;
266
267       // Success. The block is now dead, so remove it from the loop,
268       // update the dominator tree and dominance frontier, and delete it.
269       assert(pred_begin(ExitingBlock) == pred_end(ExitingBlock));
270       Changed = true;
271       LI->removeBlock(ExitingBlock);
272
273       DominanceFrontier *DF = getAnalysisIfAvailable<DominanceFrontier>();
274       DomTreeNode *Node = DT->getNode(ExitingBlock);
275       const std::vector<DomTreeNodeBase<BasicBlock> *> &Children =
276         Node->getChildren();
277       while (!Children.empty()) {
278         DomTreeNode *Child = Children.front();
279         DT->changeImmediateDominator(Child, Node->getIDom());
280         if (DF) DF->changeImmediateDominator(Child->getBlock(),
281                                              Node->getIDom()->getBlock(),
282                                              DT);
283       }
284       DT->eraseNode(ExitingBlock);
285       if (DF) DF->removeBlock(ExitingBlock);
286
287       BI->getSuccessor(0)->removePredecessor(ExitingBlock);
288       BI->getSuccessor(1)->removePredecessor(ExitingBlock);
289       ExitingBlock->eraseFromParent();
290     }
291   }
292
293   return Changed;
294 }
295
296 /// InsertPreheaderForLoop - Once we discover that a loop doesn't have a
297 /// preheader, this method is called to insert one.  This method has two phases:
298 /// preheader insertion and analysis updating.
299 ///
300 BasicBlock *LoopSimplify::InsertPreheaderForLoop(Loop *L) {
301   BasicBlock *Header = L->getHeader();
302
303   // Compute the set of predecessors of the loop that are not in the loop.
304   SmallVector<BasicBlock*, 8> OutsideBlocks;
305   for (pred_iterator PI = pred_begin(Header), PE = pred_end(Header);
306        PI != PE; ++PI)
307     if (!L->contains(*PI))           // Coming in from outside the loop?
308       OutsideBlocks.push_back(*PI);  // Keep track of it...
309
310   // Split out the loop pre-header.
311   BasicBlock *NewBB =
312     SplitBlockPredecessors(Header, &OutsideBlocks[0], OutsideBlocks.size(),
313                            ".preheader", this);
314
315   // Make sure that NewBB is put someplace intelligent, which doesn't mess up
316   // code layout too horribly.
317   PlaceSplitBlockCarefully(NewBB, OutsideBlocks, L);
318
319   return NewBB;
320 }
321
322 /// RewriteLoopExitBlock - Ensure that the loop preheader dominates all exit
323 /// blocks.  This method is used to split exit blocks that have predecessors
324 /// outside of the loop.
325 BasicBlock *LoopSimplify::RewriteLoopExitBlock(Loop *L, BasicBlock *Exit) {
326   SmallVector<BasicBlock*, 8> LoopBlocks;
327   for (pred_iterator I = pred_begin(Exit), E = pred_end(Exit); I != E; ++I)
328     if (L->contains(*I))
329       LoopBlocks.push_back(*I);
330
331   assert(!LoopBlocks.empty() && "No edges coming in from outside the loop?");
332   BasicBlock *NewBB = SplitBlockPredecessors(Exit, &LoopBlocks[0], 
333                                              LoopBlocks.size(), ".loopexit",
334                                              this);
335
336   return NewBB;
337 }
338
339 /// AddBlockAndPredsToSet - Add the specified block, and all of its
340 /// predecessors, to the specified set, if it's not already in there.  Stop
341 /// predecessor traversal when we reach StopBlock.
342 static void AddBlockAndPredsToSet(BasicBlock *InputBB, BasicBlock *StopBlock,
343                                   std::set<BasicBlock*> &Blocks) {
344   std::vector<BasicBlock *> WorkList;
345   WorkList.push_back(InputBB);
346   do {
347     BasicBlock *BB = WorkList.back(); WorkList.pop_back();
348     if (Blocks.insert(BB).second && BB != StopBlock)
349       // If BB is not already processed and it is not a stop block then
350       // insert its predecessor in the work list
351       for (pred_iterator I = pred_begin(BB), E = pred_end(BB); I != E; ++I) {
352         BasicBlock *WBB = *I;
353         WorkList.push_back(WBB);
354       }
355   } while(!WorkList.empty());
356 }
357
358 /// FindPHIToPartitionLoops - The first part of loop-nestification is to find a
359 /// PHI node that tells us how to partition the loops.
360 static PHINode *FindPHIToPartitionLoops(Loop *L, DominatorTree *DT,
361                                         AliasAnalysis *AA) {
362   for (BasicBlock::iterator I = L->getHeader()->begin(); isa<PHINode>(I); ) {
363     PHINode *PN = cast<PHINode>(I);
364     ++I;
365     if (Value *V = PN->hasConstantValue(DT)) {
366       // This is a degenerate PHI already, don't modify it!
367       PN->replaceAllUsesWith(V);
368       if (AA) AA->deleteValue(PN);
369       PN->eraseFromParent();
370       continue;
371     }
372
373     // Scan this PHI node looking for a use of the PHI node by itself.
374     for (unsigned i = 0, e = PN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i)
375       if (PN->getIncomingValue(i) == PN &&
376           L->contains(PN->getIncomingBlock(i)))
377         // We found something tasty to remove.
378         return PN;
379   }
380   return 0;
381 }
382
383 // PlaceSplitBlockCarefully - If the block isn't already, move the new block to
384 // right after some 'outside block' block.  This prevents the preheader from
385 // being placed inside the loop body, e.g. when the loop hasn't been rotated.
386 void LoopSimplify::PlaceSplitBlockCarefully(BasicBlock *NewBB,
387                                        SmallVectorImpl<BasicBlock*> &SplitPreds,
388                                             Loop *L) {
389   // Check to see if NewBB is already well placed.
390   Function::iterator BBI = NewBB; --BBI;
391   for (unsigned i = 0, e = SplitPreds.size(); i != e; ++i) {
392     if (&*BBI == SplitPreds[i])
393       return;
394   }
395   
396   // If it isn't already after an outside block, move it after one.  This is
397   // always good as it makes the uncond branch from the outside block into a
398   // fall-through.
399   
400   // Figure out *which* outside block to put this after.  Prefer an outside
401   // block that neighbors a BB actually in the loop.
402   BasicBlock *FoundBB = 0;
403   for (unsigned i = 0, e = SplitPreds.size(); i != e; ++i) {
404     Function::iterator BBI = SplitPreds[i];
405     if (++BBI != NewBB->getParent()->end() && 
406         L->contains(BBI)) {
407       FoundBB = SplitPreds[i];
408       break;
409     }
410   }
411   
412   // If our heuristic for a *good* bb to place this after doesn't find
413   // anything, just pick something.  It's likely better than leaving it within
414   // the loop.
415   if (!FoundBB)
416     FoundBB = SplitPreds[0];
417   NewBB->moveAfter(FoundBB);
418 }
419
420
421 /// SeparateNestedLoop - If this loop has multiple backedges, try to pull one of
422 /// them out into a nested loop.  This is important for code that looks like
423 /// this:
424 ///
425 ///  Loop:
426 ///     ...
427 ///     br cond, Loop, Next
428 ///     ...
429 ///     br cond2, Loop, Out
430 ///
431 /// To identify this common case, we look at the PHI nodes in the header of the
432 /// loop.  PHI nodes with unchanging values on one backedge correspond to values
433 /// that change in the "outer" loop, but not in the "inner" loop.
434 ///
435 /// If we are able to separate out a loop, return the new outer loop that was
436 /// created.
437 ///
438 Loop *LoopSimplify::SeparateNestedLoop(Loop *L, LPPassManager &LPM) {
439   PHINode *PN = FindPHIToPartitionLoops(L, DT, AA);
440   if (PN == 0) return 0;  // No known way to partition.
441
442   // Pull out all predecessors that have varying values in the loop.  This
443   // handles the case when a PHI node has multiple instances of itself as
444   // arguments.
445   SmallVector<BasicBlock*, 8> OuterLoopPreds;
446   for (unsigned i = 0, e = PN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i)
447     if (PN->getIncomingValue(i) != PN ||
448         !L->contains(PN->getIncomingBlock(i)))
449       OuterLoopPreds.push_back(PN->getIncomingBlock(i));
450
451   BasicBlock *Header = L->getHeader();
452   BasicBlock *NewBB = SplitBlockPredecessors(Header, &OuterLoopPreds[0],
453                                              OuterLoopPreds.size(),
454                                              ".outer", this);
455
456   // Make sure that NewBB is put someplace intelligent, which doesn't mess up
457   // code layout too horribly.
458   PlaceSplitBlockCarefully(NewBB, OuterLoopPreds, L);
459   
460   // Create the new outer loop.
461   Loop *NewOuter = new Loop();
462
463   // Change the parent loop to use the outer loop as its child now.
464   if (Loop *Parent = L->getParentLoop())
465     Parent->replaceChildLoopWith(L, NewOuter);
466   else
467     LI->changeTopLevelLoop(L, NewOuter);
468
469   // L is now a subloop of our outer loop.
470   NewOuter->addChildLoop(L);
471
472   // Add the new loop to the pass manager queue.
473   LPM.insertLoopIntoQueue(NewOuter);
474
475   for (Loop::block_iterator I = L->block_begin(), E = L->block_end();
476        I != E; ++I)
477     NewOuter->addBlockEntry(*I);
478
479   // Now reset the header in L, which had been moved by
480   // SplitBlockPredecessors for the outer loop.
481   L->moveToHeader(Header);
482
483   // Determine which blocks should stay in L and which should be moved out to
484   // the Outer loop now.
485   std::set<BasicBlock*> BlocksInL;
486   for (pred_iterator PI = pred_begin(Header), E = pred_end(Header); PI!=E; ++PI)
487     if (DT->dominates(Header, *PI))
488       AddBlockAndPredsToSet(*PI, Header, BlocksInL);
489
490
491   // Scan all of the loop children of L, moving them to OuterLoop if they are
492   // not part of the inner loop.
493   const std::vector<Loop*> &SubLoops = L->getSubLoops();
494   for (size_t I = 0; I != SubLoops.size(); )
495     if (BlocksInL.count(SubLoops[I]->getHeader()))
496       ++I;   // Loop remains in L
497     else
498       NewOuter->addChildLoop(L->removeChildLoop(SubLoops.begin() + I));
499
500   // Now that we know which blocks are in L and which need to be moved to
501   // OuterLoop, move any blocks that need it.
502   for (unsigned i = 0; i != L->getBlocks().size(); ++i) {
503     BasicBlock *BB = L->getBlocks()[i];
504     if (!BlocksInL.count(BB)) {
505       // Move this block to the parent, updating the exit blocks sets
506       L->removeBlockFromLoop(BB);
507       if ((*LI)[BB] == L)
508         LI->changeLoopFor(BB, NewOuter);
509       --i;
510     }
511   }
512
513   return NewOuter;
514 }
515
516
517
518 /// InsertUniqueBackedgeBlock - This method is called when the specified loop
519 /// has more than one backedge in it.  If this occurs, revector all of these
520 /// backedges to target a new basic block and have that block branch to the loop
521 /// header.  This ensures that loops have exactly one backedge.
522 ///
523 void LoopSimplify::InsertUniqueBackedgeBlock(Loop *L, BasicBlock *Preheader) {
524   assert(L->getNumBackEdges() > 1 && "Must have > 1 backedge!");
525
526   // Get information about the loop
527   BasicBlock *Header = L->getHeader();
528   Function *F = Header->getParent();
529
530   // Figure out which basic blocks contain back-edges to the loop header.
531   std::vector<BasicBlock*> BackedgeBlocks;
532   for (pred_iterator I = pred_begin(Header), E = pred_end(Header); I != E; ++I)
533     if (*I != Preheader) BackedgeBlocks.push_back(*I);
534
535   // Create and insert the new backedge block...
536   BasicBlock *BEBlock = BasicBlock::Create(Header->getContext(),
537                                            Header->getName()+".backedge", F);
538   BranchInst *BETerminator = BranchInst::Create(Header, BEBlock);
539
540   // Move the new backedge block to right after the last backedge block.
541   Function::iterator InsertPos = BackedgeBlocks.back(); ++InsertPos;
542   F->getBasicBlockList().splice(InsertPos, F->getBasicBlockList(), BEBlock);
543
544   // Now that the block has been inserted into the function, create PHI nodes in
545   // the backedge block which correspond to any PHI nodes in the header block.
546   for (BasicBlock::iterator I = Header->begin(); isa<PHINode>(I); ++I) {
547     PHINode *PN = cast<PHINode>(I);
548     PHINode *NewPN = PHINode::Create(PN->getType(), PN->getName()+".be",
549                                      BETerminator);
550     NewPN->reserveOperandSpace(BackedgeBlocks.size());
551     if (AA) AA->copyValue(PN, NewPN);
552
553     // Loop over the PHI node, moving all entries except the one for the
554     // preheader over to the new PHI node.
555     unsigned PreheaderIdx = ~0U;
556     bool HasUniqueIncomingValue = true;
557     Value *UniqueValue = 0;
558     for (unsigned i = 0, e = PN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
559       BasicBlock *IBB = PN->getIncomingBlock(i);
560       Value *IV = PN->getIncomingValue(i);
561       if (IBB == Preheader) {
562         PreheaderIdx = i;
563       } else {
564         NewPN->addIncoming(IV, IBB);
565         if (HasUniqueIncomingValue) {
566           if (UniqueValue == 0)
567             UniqueValue = IV;
568           else if (UniqueValue != IV)
569             HasUniqueIncomingValue = false;
570         }
571       }
572     }
573
574     // Delete all of the incoming values from the old PN except the preheader's
575     assert(PreheaderIdx != ~0U && "PHI has no preheader entry??");
576     if (PreheaderIdx != 0) {
577       PN->setIncomingValue(0, PN->getIncomingValue(PreheaderIdx));
578       PN->setIncomingBlock(0, PN->getIncomingBlock(PreheaderIdx));
579     }
580     // Nuke all entries except the zero'th.
581     for (unsigned i = 0, e = PN->getNumIncomingValues()-1; i != e; ++i)
582       PN->removeIncomingValue(e-i, false);
583
584     // Finally, add the newly constructed PHI node as the entry for the BEBlock.
585     PN->addIncoming(NewPN, BEBlock);
586
587     // As an optimization, if all incoming values in the new PhiNode (which is a
588     // subset of the incoming values of the old PHI node) have the same value,
589     // eliminate the PHI Node.
590     if (HasUniqueIncomingValue) {
591       NewPN->replaceAllUsesWith(UniqueValue);
592       if (AA) AA->deleteValue(NewPN);
593       BEBlock->getInstList().erase(NewPN);
594     }
595   }
596
597   // Now that all of the PHI nodes have been inserted and adjusted, modify the
598   // backedge blocks to just to the BEBlock instead of the header.
599   for (unsigned i = 0, e = BackedgeBlocks.size(); i != e; ++i) {
600     TerminatorInst *TI = BackedgeBlocks[i]->getTerminator();
601     for (unsigned Op = 0, e = TI->getNumSuccessors(); Op != e; ++Op)
602       if (TI->getSuccessor(Op) == Header)
603         TI->setSuccessor(Op, BEBlock);
604   }
605
606   //===--- Update all analyses which we must preserve now -----------------===//
607
608   // Update Loop Information - we know that this block is now in the current
609   // loop and all parent loops.
610   L->addBasicBlockToLoop(BEBlock, LI->getBase());
611
612   // Update dominator information
613   DT->splitBlock(BEBlock);
614   if (DominanceFrontier *DF = getAnalysisIfAvailable<DominanceFrontier>())
615     DF->splitBlock(BEBlock);
616 }