Fix bug where we considered function types equivalent even if they had differing...
[oota-llvm.git] / lib / Transforms / Utils / SimplifyCFG.cpp
1 //===- SimplifyCFG.cpp - Code to perform CFG simplification ---------------===//
2 //
3 // Peephole optimize the CFG.
4 //
5 //===----------------------------------------------------------------------===//
6
7 #include "llvm/Transforms/Utils/Local.h"
8 #include "llvm/Constant.h"
9 #include "llvm/Intrinsics.h"
10 #include "llvm/iPHINode.h"
11 #include "llvm/iTerminators.h"
12 #include "llvm/iOther.h"
13 #include "llvm/Support/CFG.h"
14 #include <algorithm>
15 #include <functional>
16
17 // PropagatePredecessors - This gets "Succ" ready to have the predecessors from
18 // "BB".  This is a little tricky because "Succ" has PHI nodes, which need to
19 // have extra slots added to them to hold the merge edges from BB's
20 // predecessors, and BB itself might have had PHI nodes in it.  This function
21 // returns true (failure) if the Succ BB already has a predecessor that is a
22 // predecessor of BB and incoming PHI arguments would not be discernable.
23 //
24 // Assumption: Succ is the single successor for BB.
25 //
26 static bool PropagatePredecessorsForPHIs(BasicBlock *BB, BasicBlock *Succ) {
27   assert(*succ_begin(BB) == Succ && "Succ is not successor of BB!");
28
29   if (!isa<PHINode>(Succ->front()))
30     return false;  // We can make the transformation, no problem.
31
32   // If there is more than one predecessor, and there are PHI nodes in
33   // the successor, then we need to add incoming edges for the PHI nodes
34   //
35   const std::vector<BasicBlock*> BBPreds(pred_begin(BB), pred_end(BB));
36
37   // Check to see if one of the predecessors of BB is already a predecessor of
38   // Succ.  If so, we cannot do the transformation if there are any PHI nodes
39   // with incompatible values coming in from the two edges!
40   //
41   for (pred_iterator PI = pred_begin(Succ), PE = pred_end(Succ); PI != PE; ++PI)
42     if (find(BBPreds.begin(), BBPreds.end(), *PI) != BBPreds.end()) {
43       // Loop over all of the PHI nodes checking to see if there are
44       // incompatible values coming in.
45       for (BasicBlock::iterator I = Succ->begin();
46            PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(I); ++I) {
47         // Loop up the entries in the PHI node for BB and for *PI if the values
48         // coming in are non-equal, we cannot merge these two blocks (instead we
49         // should insert a conditional move or something, then merge the
50         // blocks).
51         int Idx1 = PN->getBasicBlockIndex(BB);
52         int Idx2 = PN->getBasicBlockIndex(*PI);
53         assert(Idx1 != -1 && Idx2 != -1 &&
54                "Didn't have entries for my predecessors??");
55         if (PN->getIncomingValue(Idx1) != PN->getIncomingValue(Idx2))
56           return true;  // Values are not equal...
57       }
58     }
59
60   // Loop over all of the PHI nodes in the successor BB
61   for (BasicBlock::iterator I = Succ->begin();
62        PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(I); ++I) {
63     Value *OldVal = PN->removeIncomingValue(BB, false);
64     assert(OldVal && "No entry in PHI for Pred BB!");
65
66     // If this incoming value is one of the PHI nodes in BB...
67     if (isa<PHINode>(OldVal) && cast<PHINode>(OldVal)->getParent() == BB) {
68       PHINode *OldValPN = cast<PHINode>(OldVal);
69       for (std::vector<BasicBlock*>::const_iterator PredI = BBPreds.begin(), 
70              End = BBPreds.end(); PredI != End; ++PredI) {
71         PN->addIncoming(OldValPN->getIncomingValueForBlock(*PredI), *PredI);
72       }
73     } else {
74       for (std::vector<BasicBlock*>::const_iterator PredI = BBPreds.begin(), 
75              End = BBPreds.end(); PredI != End; ++PredI) {
76         // Add an incoming value for each of the new incoming values...
77         PN->addIncoming(OldVal, *PredI);
78       }
79     }
80   }
81   return false;
82 }
83
84
85 // SimplifyCFG - This function is used to do simplification of a CFG.  For
86 // example, it adjusts branches to branches to eliminate the extra hop, it
87 // eliminates unreachable basic blocks, and does other "peephole" optimization
88 // of the CFG.  It returns true if a modification was made.
89 //
90 // WARNING:  The entry node of a function may not be simplified.
91 //
92 bool SimplifyCFG(BasicBlock *BB) {
93   bool Changed = false;
94   Function *M = BB->getParent();
95
96   assert(BB && BB->getParent() && "Block not embedded in function!");
97   assert(BB->getTerminator() && "Degenerate basic block encountered!");
98   assert(&BB->getParent()->front() != BB && "Can't Simplify entry block!");
99
100   // Check to see if the first instruction in this block is just an
101   // 'llvm.unwind'.  If so, replace any invoke instructions which use this as an
102   // exception destination with call instructions.
103   //
104   if (CallInst *CI = dyn_cast<CallInst>(&BB->front()))
105     if (Function *F = CI->getCalledFunction())
106       if (F->getIntrinsicID() == LLVMIntrinsic::unwind) {
107         std::vector<BasicBlock*> Preds(pred_begin(BB), pred_end(BB));
108         while (!Preds.empty()) {
109           BasicBlock *Pred = Preds.back();
110           if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(Pred->getTerminator()))
111             if (II->getExceptionalDest() == BB) {
112               // Insert a new branch instruction before the invoke, because this
113               // is now a fall through...
114               BranchInst *BI = new BranchInst(II->getNormalDest(), II);
115               Pred->getInstList().remove(II);   // Take out of symbol table
116               
117               // Insert the call now...
118               std::vector<Value*> Args(II->op_begin()+3, II->op_end());
119               CallInst *CI = new CallInst(II->getCalledValue(), Args,
120                                           II->getName(), BI);
121               // If the invoke produced a value, the Call now does instead
122               II->replaceAllUsesWith(CI);
123               delete II;
124               Changed = true;
125             }
126           
127           Preds.pop_back();
128         }
129       }
130
131   // Remove basic blocks that have no predecessors... which are unreachable.
132   if (pred_begin(BB) == pred_end(BB) &&
133       !BB->hasConstantReferences()) {
134     //cerr << "Removing BB: \n" << BB;
135
136     // Loop through all of our successors and make sure they know that one
137     // of their predecessors is going away.
138     for_each(succ_begin(BB), succ_end(BB),
139              std::bind2nd(std::mem_fun(&BasicBlock::removePredecessor), BB));
140
141     while (!BB->empty()) {
142       Instruction &I = BB->back();
143       // If this instruction is used, replace uses with an arbitrary
144       // constant value.  Because control flow can't get here, we don't care
145       // what we replace the value with.  Note that since this block is 
146       // unreachable, and all values contained within it must dominate their
147       // uses, that all uses will eventually be removed.
148       if (!I.use_empty()) 
149         // Make all users of this instruction reference the constant instead
150         I.replaceAllUsesWith(Constant::getNullValue(I.getType()));
151       
152       // Remove the instruction from the basic block
153       BB->getInstList().pop_back();
154     }
155     M->getBasicBlockList().erase(BB);
156     return true;
157   }
158
159   // Check to see if we can constant propagate this terminator instruction
160   // away...
161   Changed |= ConstantFoldTerminator(BB);
162
163   // Check to see if this block has no non-phi instructions and only a single
164   // successor.  If so, replace references to this basic block with references
165   // to the successor.
166   succ_iterator SI(succ_begin(BB));
167   if (SI != succ_end(BB) && ++SI == succ_end(BB)) {  // One succ?
168
169     BasicBlock::iterator BBI = BB->begin();  // Skip over phi nodes...
170     while (isa<PHINode>(*BBI)) ++BBI;
171
172     if (BBI->isTerminator()) {   // Terminator is the only non-phi instruction!
173       BasicBlock *Succ = *succ_begin(BB); // There is exactly one successor
174      
175       if (Succ != BB) {   // Arg, don't hurt infinite loops!
176         // If our successor has PHI nodes, then we need to update them to
177         // include entries for BB's predecessors, not for BB itself.
178         // Be careful though, if this transformation fails (returns true) then
179         // we cannot do this transformation!
180         //
181         if (!PropagatePredecessorsForPHIs(BB, Succ)) {
182           //cerr << "Killing Trivial BB: \n" << BB;
183           std::string OldName = BB->getName();
184
185           std::vector<BasicBlock*>
186             OldSuccPreds(pred_begin(Succ), pred_end(Succ));
187
188           // Move all PHI nodes in BB to Succ if they are alive, otherwise
189           // delete them.
190           while (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(&BB->front()))
191             if (PN->use_empty())
192               BB->getInstList().erase(BB->begin());  // Nuke instruction...
193             else {
194               // The instruction is alive, so this means that Succ must have
195               // *ONLY* had BB as a predecessor, and the PHI node is still valid
196               // now.  Simply move it into Succ, because we know that BB
197               // strictly dominated Succ.
198               BB->getInstList().remove(BB->begin());
199               Succ->getInstList().push_front(PN);
200
201               // We need to add new entries for the PHI node to account for
202               // predecessors of Succ that the PHI node does not take into
203               // account.  At this point, since we know that BB dominated succ,
204               // this means that we should any newly added incoming edges should
205               // use the PHI node as the value for these edges, because they are
206               // loop back edges.
207               
208               for (unsigned i = 0, e = OldSuccPreds.size(); i != e; ++i)
209                 if (OldSuccPreds[i] != BB)
210                   PN->addIncoming(PN, OldSuccPreds[i]);
211             }
212
213           // Everything that jumped to BB now goes to Succ...
214           BB->replaceAllUsesWith(Succ);
215
216           // Delete the old basic block...
217           M->getBasicBlockList().erase(BB);
218         
219           if (!OldName.empty() && !Succ->hasName())  // Transfer name if we can
220             Succ->setName(OldName);
221           
222           //cerr << "Function after removal: \n" << M;
223           return true;
224         }
225       }
226     }
227   }
228
229   // Merge basic blocks into their predecessor if there is only one distinct
230   // pred, and if there is only one distinct successor of the predecessor, and
231   // if there are no PHI nodes.
232   //
233   if (!BB->hasConstantReferences()) {
234     pred_iterator PI(pred_begin(BB)), PE(pred_end(BB));
235     BasicBlock *OnlyPred = *PI++;
236     for (; PI != PE; ++PI)  // Search all predecessors, see if they are all same
237       if (*PI != OnlyPred) {
238         OnlyPred = 0;       // There are multiple different predecessors...
239         break;
240       }
241   
242     BasicBlock *OnlySucc = 0;
243     if (OnlyPred && OnlyPred != BB &&    // Don't break self loops
244         OnlyPred->getTerminator()->getOpcode() != Instruction::Invoke) {
245       // Check to see if there is only one distinct successor...
246       succ_iterator SI(succ_begin(OnlyPred)), SE(succ_end(OnlyPred));
247       OnlySucc = BB;
248       for (; SI != SE; ++SI)
249         if (*SI != OnlySucc) {
250           OnlySucc = 0;     // There are multiple distinct successors!
251           break;
252         }
253     }
254
255     if (OnlySucc) {
256       //cerr << "Merging: " << BB << "into: " << OnlyPred;
257       TerminatorInst *Term = OnlyPred->getTerminator();
258
259       // Resolve any PHI nodes at the start of the block.  They are all
260       // guaranteed to have exactly one entry if they exist, unless there are
261       // multiple duplicate (but guaranteed to be equal) entries for the
262       // incoming edges.  This occurs when there are multiple edges from
263       // OnlyPred to OnlySucc.
264       //
265       while (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(&BB->front())) {
266         PN->replaceAllUsesWith(PN->getIncomingValue(0));
267         BB->getInstList().pop_front();  // Delete the phi node...
268       }
269
270       // Delete the unconditional branch from the predecessor...
271       OnlyPred->getInstList().pop_back();
272       
273       // Move all definitions in the succecessor to the predecessor...
274       OnlyPred->getInstList().splice(OnlyPred->end(), BB->getInstList());
275                                      
276       // Make all PHI nodes that refered to BB now refer to Pred as their
277       // source...
278       BB->replaceAllUsesWith(OnlyPred);
279
280       std::string OldName = BB->getName();
281
282       // Erase basic block from the function... 
283       M->getBasicBlockList().erase(BB);
284
285       // Inherit predecessors name if it exists...
286       if (!OldName.empty() && !OnlyPred->hasName())
287         OnlyPred->setName(OldName);
288       
289       return true;
290     }
291   }
292   
293   return Changed;
294 }