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