inline a function, making the result much simpler.
[oota-llvm.git] / lib / Transforms / Utils / SimplifyCFG.cpp
1 //===- SimplifyCFG.cpp - Code to perform CFG simplification ---------------===//
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 // Peephole optimize the CFG.
11 //
12 //===----------------------------------------------------------------------===//
13
14 #define DEBUG_TYPE "simplifycfg"
15 #include "llvm/Transforms/Utils/Local.h"
16 #include "llvm/Constants.h"
17 #include "llvm/Instructions.h"
18 #include "llvm/IntrinsicInst.h"
19 #include "llvm/Type.h"
20 #include "llvm/DerivedTypes.h"
21 #include "llvm/GlobalVariable.h"
22 #include "llvm/Support/CFG.h"
23 #include "llvm/Support/Debug.h"
24 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
25 #include "llvm/Analysis/ConstantFolding.h"
26 #include "llvm/Target/TargetData.h"
27 #include "llvm/Transforms/Utils/BasicBlockUtils.h"
28 #include "llvm/ADT/DenseMap.h"
29 #include "llvm/ADT/SmallVector.h"
30 #include "llvm/ADT/SmallPtrSet.h"
31 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
32 #include "llvm/ADT/STLExtras.h"
33 #include <algorithm>
34 #include <set>
35 #include <map>
36 using namespace llvm;
37
38 STATISTIC(NumSpeculations, "Number of speculative executed instructions");
39
40 namespace {
41 class SimplifyCFGOpt {
42   const TargetData *const TD;
43
44   Value *isValueEqualityComparison(TerminatorInst *TI);
45   BasicBlock *GetValueEqualityComparisonCases(TerminatorInst *TI,
46     std::vector<std::pair<ConstantInt*, BasicBlock*> > &Cases);
47   bool SimplifyEqualityComparisonWithOnlyPredecessor(TerminatorInst *TI,
48                                                      BasicBlock *Pred);
49   bool FoldValueComparisonIntoPredecessors(TerminatorInst *TI);
50
51 public:
52   explicit SimplifyCFGOpt(const TargetData *td) : TD(td) {}
53   bool run(BasicBlock *BB);
54 };
55 }
56
57 /// SafeToMergeTerminators - Return true if it is safe to merge these two
58 /// terminator instructions together.
59 ///
60 static bool SafeToMergeTerminators(TerminatorInst *SI1, TerminatorInst *SI2) {
61   if (SI1 == SI2) return false;  // Can't merge with self!
62   
63   // It is not safe to merge these two switch instructions if they have a common
64   // successor, and if that successor has a PHI node, and if *that* PHI node has
65   // conflicting incoming values from the two switch blocks.
66   BasicBlock *SI1BB = SI1->getParent();
67   BasicBlock *SI2BB = SI2->getParent();
68   SmallPtrSet<BasicBlock*, 16> SI1Succs(succ_begin(SI1BB), succ_end(SI1BB));
69   
70   for (succ_iterator I = succ_begin(SI2BB), E = succ_end(SI2BB); I != E; ++I)
71     if (SI1Succs.count(*I))
72       for (BasicBlock::iterator BBI = (*I)->begin();
73            isa<PHINode>(BBI); ++BBI) {
74         PHINode *PN = cast<PHINode>(BBI);
75         if (PN->getIncomingValueForBlock(SI1BB) !=
76             PN->getIncomingValueForBlock(SI2BB))
77           return false;
78       }
79         
80   return true;
81 }
82
83 /// AddPredecessorToBlock - Update PHI nodes in Succ to indicate that there will
84 /// now be entries in it from the 'NewPred' block.  The values that will be
85 /// flowing into the PHI nodes will be the same as those coming in from
86 /// ExistPred, an existing predecessor of Succ.
87 static void AddPredecessorToBlock(BasicBlock *Succ, BasicBlock *NewPred,
88                                   BasicBlock *ExistPred) {
89   assert(std::find(succ_begin(ExistPred), succ_end(ExistPred), Succ) !=
90          succ_end(ExistPred) && "ExistPred is not a predecessor of Succ!");
91   if (!isa<PHINode>(Succ->begin())) return; // Quick exit if nothing to do
92   
93   PHINode *PN;
94   for (BasicBlock::iterator I = Succ->begin();
95        (PN = dyn_cast<PHINode>(I)); ++I)
96     PN->addIncoming(PN->getIncomingValueForBlock(ExistPred), NewPred);
97 }
98
99
100 /// GetIfCondition - Given a basic block (BB) with two predecessors (and
101 /// presumably PHI nodes in it), check to see if the merge at this block is due
102 /// to an "if condition".  If so, return the boolean condition that determines
103 /// which entry into BB will be taken.  Also, return by references the block
104 /// that will be entered from if the condition is true, and the block that will
105 /// be entered if the condition is false.
106 ///
107 ///
108 static Value *GetIfCondition(BasicBlock *BB,
109                              BasicBlock *&IfTrue, BasicBlock *&IfFalse) {
110   assert(std::distance(pred_begin(BB), pred_end(BB)) == 2 &&
111          "Function can only handle blocks with 2 predecessors!");
112   BasicBlock *Pred1 = *pred_begin(BB);
113   BasicBlock *Pred2 = *++pred_begin(BB);
114
115   // We can only handle branches.  Other control flow will be lowered to
116   // branches if possible anyway.
117   if (!isa<BranchInst>(Pred1->getTerminator()) ||
118       !isa<BranchInst>(Pred2->getTerminator()))
119     return 0;
120   BranchInst *Pred1Br = cast<BranchInst>(Pred1->getTerminator());
121   BranchInst *Pred2Br = cast<BranchInst>(Pred2->getTerminator());
122
123   // Eliminate code duplication by ensuring that Pred1Br is conditional if
124   // either are.
125   if (Pred2Br->isConditional()) {
126     // If both branches are conditional, we don't have an "if statement".  In
127     // reality, we could transform this case, but since the condition will be
128     // required anyway, we stand no chance of eliminating it, so the xform is
129     // probably not profitable.
130     if (Pred1Br->isConditional())
131       return 0;
132
133     std::swap(Pred1, Pred2);
134     std::swap(Pred1Br, Pred2Br);
135   }
136
137   if (Pred1Br->isConditional()) {
138     // If we found a conditional branch predecessor, make sure that it branches
139     // to BB and Pred2Br.  If it doesn't, this isn't an "if statement".
140     if (Pred1Br->getSuccessor(0) == BB &&
141         Pred1Br->getSuccessor(1) == Pred2) {
142       IfTrue = Pred1;
143       IfFalse = Pred2;
144     } else if (Pred1Br->getSuccessor(0) == Pred2 &&
145                Pred1Br->getSuccessor(1) == BB) {
146       IfTrue = Pred2;
147       IfFalse = Pred1;
148     } else {
149       // We know that one arm of the conditional goes to BB, so the other must
150       // go somewhere unrelated, and this must not be an "if statement".
151       return 0;
152     }
153
154     // The only thing we have to watch out for here is to make sure that Pred2
155     // doesn't have incoming edges from other blocks.  If it does, the condition
156     // doesn't dominate BB.
157     if (++pred_begin(Pred2) != pred_end(Pred2))
158       return 0;
159
160     return Pred1Br->getCondition();
161   }
162
163   // Ok, if we got here, both predecessors end with an unconditional branch to
164   // BB.  Don't panic!  If both blocks only have a single (identical)
165   // predecessor, and THAT is a conditional branch, then we're all ok!
166   if (pred_begin(Pred1) == pred_end(Pred1) ||
167       ++pred_begin(Pred1) != pred_end(Pred1) ||
168       pred_begin(Pred2) == pred_end(Pred2) ||
169       ++pred_begin(Pred2) != pred_end(Pred2) ||
170       *pred_begin(Pred1) != *pred_begin(Pred2))
171     return 0;
172
173   // Otherwise, if this is a conditional branch, then we can use it!
174   BasicBlock *CommonPred = *pred_begin(Pred1);
175   if (BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(CommonPred->getTerminator())) {
176     assert(BI->isConditional() && "Two successors but not conditional?");
177     if (BI->getSuccessor(0) == Pred1) {
178       IfTrue = Pred1;
179       IfFalse = Pred2;
180     } else {
181       IfTrue = Pred2;
182       IfFalse = Pred1;
183     }
184     return BI->getCondition();
185   }
186   return 0;
187 }
188
189 /// DominatesMergePoint - If we have a merge point of an "if condition" as
190 /// accepted above, return true if the specified value dominates the block.  We
191 /// don't handle the true generality of domination here, just a special case
192 /// which works well enough for us.
193 ///
194 /// If AggressiveInsts is non-null, and if V does not dominate BB, we check to
195 /// see if V (which must be an instruction) is cheap to compute and is
196 /// non-trapping.  If both are true, the instruction is inserted into the set
197 /// and true is returned.
198 static bool DominatesMergePoint(Value *V, BasicBlock *BB,
199                                 std::set<Instruction*> *AggressiveInsts) {
200   Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V);
201   if (!I) {
202     // Non-instructions all dominate instructions, but not all constantexprs
203     // can be executed unconditionally.
204     if (ConstantExpr *C = dyn_cast<ConstantExpr>(V))
205       if (C->canTrap())
206         return false;
207     return true;
208   }
209   BasicBlock *PBB = I->getParent();
210
211   // We don't want to allow weird loops that might have the "if condition" in
212   // the bottom of this block.
213   if (PBB == BB) return false;
214
215   // If this instruction is defined in a block that contains an unconditional
216   // branch to BB, then it must be in the 'conditional' part of the "if
217   // statement".
218   if (BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(PBB->getTerminator()))
219     if (BI->isUnconditional() && BI->getSuccessor(0) == BB) {
220       if (!AggressiveInsts) return false;
221       // Okay, it looks like the instruction IS in the "condition".  Check to
222       // see if it's a cheap instruction to unconditionally compute, and if it
223       // only uses stuff defined outside of the condition.  If so, hoist it out.
224       if (!I->isSafeToSpeculativelyExecute())
225         return false;
226
227       switch (I->getOpcode()) {
228       default: return false;  // Cannot hoist this out safely.
229       case Instruction::Load: {
230         // We have to check to make sure there are no instructions before the
231         // load in its basic block, as we are going to hoist the loop out to
232         // its predecessor.
233         BasicBlock::iterator IP = PBB->begin();
234         while (isa<DbgInfoIntrinsic>(IP))
235           IP++;
236         if (IP != BasicBlock::iterator(I))
237           return false;
238         break;
239       }
240       case Instruction::Add:
241       case Instruction::Sub:
242       case Instruction::And:
243       case Instruction::Or:
244       case Instruction::Xor:
245       case Instruction::Shl:
246       case Instruction::LShr:
247       case Instruction::AShr:
248       case Instruction::ICmp:
249         break;   // These are all cheap and non-trapping instructions.
250       }
251
252       // Okay, we can only really hoist these out if their operands are not
253       // defined in the conditional region.
254       for (User::op_iterator i = I->op_begin(), e = I->op_end(); i != e; ++i)
255         if (!DominatesMergePoint(*i, BB, 0))
256           return false;
257       // Okay, it's safe to do this!  Remember this instruction.
258       AggressiveInsts->insert(I);
259     }
260
261   return true;
262 }
263
264 /// GetConstantInt - Extract ConstantInt from value, looking through IntToPtr
265 /// and PointerNullValue. Return NULL if value is not a constant int.
266 static ConstantInt *GetConstantInt(Value *V, const TargetData *TD) {
267   // Normal constant int.
268   ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(V);
269   if (CI || !TD || !isa<Constant>(V) || !V->getType()->isPointerTy())
270     return CI;
271
272   // This is some kind of pointer constant. Turn it into a pointer-sized
273   // ConstantInt if possible.
274   const IntegerType *PtrTy = TD->getIntPtrType(V->getContext());
275
276   // Null pointer means 0, see SelectionDAGBuilder::getValue(const Value*).
277   if (isa<ConstantPointerNull>(V))
278     return ConstantInt::get(PtrTy, 0);
279
280   // IntToPtr const int.
281   if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(V))
282     if (CE->getOpcode() == Instruction::IntToPtr)
283       if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(CE->getOperand(0))) {
284         // The constant is very likely to have the right type already.
285         if (CI->getType() == PtrTy)
286           return CI;
287         else
288           return cast<ConstantInt>
289             (ConstantExpr::getIntegerCast(CI, PtrTy, /*isSigned=*/false));
290       }
291   return 0;
292 }
293
294 /// GatherConstantSetEQs - Given a potentially 'or'd together collection of
295 /// icmp_eq instructions that compare a value against a constant, return the
296 /// value being compared, and stick the constant into the Values vector.
297 static Value *
298 GatherConstantSetEQs(Value *V, std::vector<ConstantInt*> &Values,
299                      const TargetData *TD) {
300   Instruction *Inst = dyn_cast<Instruction>(V);
301   if (Inst == 0) return 0;
302   
303   if (Inst->getOpcode() == Instruction::ICmp &&
304       cast<ICmpInst>(Inst)->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_EQ) {
305     if (ConstantInt *C = GetConstantInt(Inst->getOperand(1), TD)) {
306       Values.push_back(C);
307       return Inst->getOperand(0);
308     }
309     if (ConstantInt *C = GetConstantInt(Inst->getOperand(0), TD)) {
310       Values.push_back(C);
311       return Inst->getOperand(1);
312     }
313   } else if (Inst->getOpcode() == Instruction::Or) {
314     if (Value *LHS = GatherConstantSetEQs(Inst->getOperand(0), Values, TD))
315       if (Value *RHS = GatherConstantSetEQs(Inst->getOperand(1), Values, TD))
316         if (LHS == RHS)
317           return LHS;
318   }
319   return 0;
320 }
321
322 /// GatherConstantSetNEs - Given a potentially 'and'd together collection of
323 /// setne instructions that compare a value against a constant, return the value
324 /// being compared, and stick the constant into the Values vector.
325 static Value *
326 GatherConstantSetNEs(Value *V, std::vector<ConstantInt*> &Values,
327                      const TargetData *TD) {
328   Instruction *Inst = dyn_cast<Instruction>(V);
329   if (Inst == 0) return 0;
330
331   if (Inst->getOpcode() == Instruction::ICmp &&
332              cast<ICmpInst>(Inst)->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE) {
333     if (ConstantInt *C = GetConstantInt(Inst->getOperand(1), TD)) {
334       Values.push_back(C);
335       return Inst->getOperand(0);
336     }
337     if (ConstantInt *C = GetConstantInt(Inst->getOperand(0), TD)) {
338       Values.push_back(C);
339       return Inst->getOperand(1);
340     }
341   } else if (Inst->getOpcode() == Instruction::And) {
342     if (Value *LHS = GatherConstantSetNEs(Inst->getOperand(0), Values, TD))
343       if (Value *RHS = GatherConstantSetNEs(Inst->getOperand(1), Values, TD))
344         if (LHS == RHS)
345           return LHS;
346   }
347   return 0;
348 }
349
350
351 static void EraseTerminatorInstAndDCECond(TerminatorInst *TI) {
352   Instruction* Cond = 0;
353   if (SwitchInst *SI = dyn_cast<SwitchInst>(TI)) {
354     Cond = dyn_cast<Instruction>(SI->getCondition());
355   } else if (BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(TI)) {
356     if (BI->isConditional())
357       Cond = dyn_cast<Instruction>(BI->getCondition());
358   } else if (IndirectBrInst *IBI = dyn_cast<IndirectBrInst>(TI)) {
359     Cond = dyn_cast<Instruction>(IBI->getAddress());
360   }
361
362   TI->eraseFromParent();
363   if (Cond) RecursivelyDeleteTriviallyDeadInstructions(Cond);
364 }
365
366 /// isValueEqualityComparison - Return true if the specified terminator checks
367 /// to see if a value is equal to constant integer value.
368 Value *SimplifyCFGOpt::isValueEqualityComparison(TerminatorInst *TI) {
369   Value *CV = 0;
370   if (SwitchInst *SI = dyn_cast<SwitchInst>(TI)) {
371     // Do not permit merging of large switch instructions into their
372     // predecessors unless there is only one predecessor.
373     if (SI->getNumSuccessors()*std::distance(pred_begin(SI->getParent()),
374                                              pred_end(SI->getParent())) <= 128)
375       CV = SI->getCondition();
376   } else if (BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(TI))
377     if (BI->isConditional() && BI->getCondition()->hasOneUse())
378       if (ICmpInst *ICI = dyn_cast<ICmpInst>(BI->getCondition()))
379         if ((ICI->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_EQ ||
380              ICI->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE) &&
381             GetConstantInt(ICI->getOperand(1), TD))
382           CV = ICI->getOperand(0);
383
384   // Unwrap any lossless ptrtoint cast.
385   if (TD && CV && CV->getType() == TD->getIntPtrType(CV->getContext()))
386     if (PtrToIntInst *PTII = dyn_cast<PtrToIntInst>(CV))
387       CV = PTII->getOperand(0);
388   return CV;
389 }
390
391 /// GetValueEqualityComparisonCases - Given a value comparison instruction,
392 /// decode all of the 'cases' that it represents and return the 'default' block.
393 BasicBlock *SimplifyCFGOpt::
394 GetValueEqualityComparisonCases(TerminatorInst *TI,
395                                 std::vector<std::pair<ConstantInt*,
396                                                       BasicBlock*> > &Cases) {
397   if (SwitchInst *SI = dyn_cast<SwitchInst>(TI)) {
398     Cases.reserve(SI->getNumCases());
399     for (unsigned i = 1, e = SI->getNumCases(); i != e; ++i)
400       Cases.push_back(std::make_pair(SI->getCaseValue(i), SI->getSuccessor(i)));
401     return SI->getDefaultDest();
402   }
403
404   BranchInst *BI = cast<BranchInst>(TI);
405   ICmpInst *ICI = cast<ICmpInst>(BI->getCondition());
406   Cases.push_back(std::make_pair(GetConstantInt(ICI->getOperand(1), TD),
407                                  BI->getSuccessor(ICI->getPredicate() ==
408                                                   ICmpInst::ICMP_NE)));
409   return BI->getSuccessor(ICI->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_EQ);
410 }
411
412
413 /// EliminateBlockCases - Given a vector of bb/value pairs, remove any entries
414 /// in the list that match the specified block.
415 static void EliminateBlockCases(BasicBlock *BB,
416                std::vector<std::pair<ConstantInt*, BasicBlock*> > &Cases) {
417   for (unsigned i = 0, e = Cases.size(); i != e; ++i)
418     if (Cases[i].second == BB) {
419       Cases.erase(Cases.begin()+i);
420       --i; --e;
421     }
422 }
423
424 /// ValuesOverlap - Return true if there are any keys in C1 that exist in C2 as
425 /// well.
426 static bool
427 ValuesOverlap(std::vector<std::pair<ConstantInt*, BasicBlock*> > &C1,
428               std::vector<std::pair<ConstantInt*, BasicBlock*> > &C2) {
429   std::vector<std::pair<ConstantInt*, BasicBlock*> > *V1 = &C1, *V2 = &C2;
430
431   // Make V1 be smaller than V2.
432   if (V1->size() > V2->size())
433     std::swap(V1, V2);
434
435   if (V1->size() == 0) return false;
436   if (V1->size() == 1) {
437     // Just scan V2.
438     ConstantInt *TheVal = (*V1)[0].first;
439     for (unsigned i = 0, e = V2->size(); i != e; ++i)
440       if (TheVal == (*V2)[i].first)
441         return true;
442   }
443
444   // Otherwise, just sort both lists and compare element by element.
445   array_pod_sort(V1->begin(), V1->end());
446   array_pod_sort(V2->begin(), V2->end());
447   unsigned i1 = 0, i2 = 0, e1 = V1->size(), e2 = V2->size();
448   while (i1 != e1 && i2 != e2) {
449     if ((*V1)[i1].first == (*V2)[i2].first)
450       return true;
451     if ((*V1)[i1].first < (*V2)[i2].first)
452       ++i1;
453     else
454       ++i2;
455   }
456   return false;
457 }
458
459 /// SimplifyEqualityComparisonWithOnlyPredecessor - If TI is known to be a
460 /// terminator instruction and its block is known to only have a single
461 /// predecessor block, check to see if that predecessor is also a value
462 /// comparison with the same value, and if that comparison determines the
463 /// outcome of this comparison.  If so, simplify TI.  This does a very limited
464 /// form of jump threading.
465 bool SimplifyCFGOpt::
466 SimplifyEqualityComparisonWithOnlyPredecessor(TerminatorInst *TI,
467                                               BasicBlock *Pred) {
468   Value *PredVal = isValueEqualityComparison(Pred->getTerminator());
469   if (!PredVal) return false;  // Not a value comparison in predecessor.
470
471   Value *ThisVal = isValueEqualityComparison(TI);
472   assert(ThisVal && "This isn't a value comparison!!");
473   if (ThisVal != PredVal) return false;  // Different predicates.
474
475   // Find out information about when control will move from Pred to TI's block.
476   std::vector<std::pair<ConstantInt*, BasicBlock*> > PredCases;
477   BasicBlock *PredDef = GetValueEqualityComparisonCases(Pred->getTerminator(),
478                                                         PredCases);
479   EliminateBlockCases(PredDef, PredCases);  // Remove default from cases.
480
481   // Find information about how control leaves this block.
482   std::vector<std::pair<ConstantInt*, BasicBlock*> > ThisCases;
483   BasicBlock *ThisDef = GetValueEqualityComparisonCases(TI, ThisCases);
484   EliminateBlockCases(ThisDef, ThisCases);  // Remove default from cases.
485
486   // If TI's block is the default block from Pred's comparison, potentially
487   // simplify TI based on this knowledge.
488   if (PredDef == TI->getParent()) {
489     // If we are here, we know that the value is none of those cases listed in
490     // PredCases.  If there are any cases in ThisCases that are in PredCases, we
491     // can simplify TI.
492     if (!ValuesOverlap(PredCases, ThisCases))
493       return false;
494     
495     if (isa<BranchInst>(TI)) {
496       // Okay, one of the successors of this condbr is dead.  Convert it to a
497       // uncond br.
498       assert(ThisCases.size() == 1 && "Branch can only have one case!");
499       // Insert the new branch.
500       Instruction *NI = BranchInst::Create(ThisDef, TI);
501       (void) NI;
502
503       // Remove PHI node entries for the dead edge.
504       ThisCases[0].second->removePredecessor(TI->getParent());
505
506       DEBUG(dbgs() << "Threading pred instr: " << *Pred->getTerminator()
507            << "Through successor TI: " << *TI << "Leaving: " << *NI << "\n");
508
509       EraseTerminatorInstAndDCECond(TI);
510       return true;
511     }
512       
513     SwitchInst *SI = cast<SwitchInst>(TI);
514     // Okay, TI has cases that are statically dead, prune them away.
515     SmallPtrSet<Constant*, 16> DeadCases;
516     for (unsigned i = 0, e = PredCases.size(); i != e; ++i)
517       DeadCases.insert(PredCases[i].first);
518
519     DEBUG(dbgs() << "Threading pred instr: " << *Pred->getTerminator()
520                  << "Through successor TI: " << *TI);
521
522     for (unsigned i = SI->getNumCases()-1; i != 0; --i)
523       if (DeadCases.count(SI->getCaseValue(i))) {
524         SI->getSuccessor(i)->removePredecessor(TI->getParent());
525         SI->removeCase(i);
526       }
527
528     DEBUG(dbgs() << "Leaving: " << *TI << "\n");
529     return true;
530   }
531   
532   // Otherwise, TI's block must correspond to some matched value.  Find out
533   // which value (or set of values) this is.
534   ConstantInt *TIV = 0;
535   BasicBlock *TIBB = TI->getParent();
536   for (unsigned i = 0, e = PredCases.size(); i != e; ++i)
537     if (PredCases[i].second == TIBB) {
538       if (TIV != 0)
539         return false;  // Cannot handle multiple values coming to this block.
540       TIV = PredCases[i].first;
541     }
542   assert(TIV && "No edge from pred to succ?");
543
544   // Okay, we found the one constant that our value can be if we get into TI's
545   // BB.  Find out which successor will unconditionally be branched to.
546   BasicBlock *TheRealDest = 0;
547   for (unsigned i = 0, e = ThisCases.size(); i != e; ++i)
548     if (ThisCases[i].first == TIV) {
549       TheRealDest = ThisCases[i].second;
550       break;
551     }
552
553   // If not handled by any explicit cases, it is handled by the default case.
554   if (TheRealDest == 0) TheRealDest = ThisDef;
555
556   // Remove PHI node entries for dead edges.
557   BasicBlock *CheckEdge = TheRealDest;
558   for (succ_iterator SI = succ_begin(TIBB), e = succ_end(TIBB); SI != e; ++SI)
559     if (*SI != CheckEdge)
560       (*SI)->removePredecessor(TIBB);
561     else
562       CheckEdge = 0;
563
564   // Insert the new branch.
565   Instruction *NI = BranchInst::Create(TheRealDest, TI);
566   (void) NI;
567
568   DEBUG(dbgs() << "Threading pred instr: " << *Pred->getTerminator()
569             << "Through successor TI: " << *TI << "Leaving: " << *NI << "\n");
570
571   EraseTerminatorInstAndDCECond(TI);
572   return true;
573 }
574
575 namespace {
576   /// ConstantIntOrdering - This class implements a stable ordering of constant
577   /// integers that does not depend on their address.  This is important for
578   /// applications that sort ConstantInt's to ensure uniqueness.
579   struct ConstantIntOrdering {
580     bool operator()(const ConstantInt *LHS, const ConstantInt *RHS) const {
581       return LHS->getValue().ult(RHS->getValue());
582     }
583   };
584 }
585
586 static int ConstantIntSortPredicate(const void *P1, const void *P2) {
587   const ConstantInt *LHS = *(const ConstantInt**)P1;
588   const ConstantInt *RHS = *(const ConstantInt**)P2;
589   return LHS->getValue().ult(RHS->getValue());
590 }
591
592 /// FoldValueComparisonIntoPredecessors - The specified terminator is a value
593 /// equality comparison instruction (either a switch or a branch on "X == c").
594 /// See if any of the predecessors of the terminator block are value comparisons
595 /// on the same value.  If so, and if safe to do so, fold them together.
596 bool SimplifyCFGOpt::FoldValueComparisonIntoPredecessors(TerminatorInst *TI) {
597   BasicBlock *BB = TI->getParent();
598   Value *CV = isValueEqualityComparison(TI);  // CondVal
599   assert(CV && "Not a comparison?");
600   bool Changed = false;
601
602   SmallVector<BasicBlock*, 16> Preds(pred_begin(BB), pred_end(BB));
603   while (!Preds.empty()) {
604     BasicBlock *Pred = Preds.pop_back_val();
605
606     // See if the predecessor is a comparison with the same value.
607     TerminatorInst *PTI = Pred->getTerminator();
608     Value *PCV = isValueEqualityComparison(PTI);  // PredCondVal
609
610     if (PCV == CV && SafeToMergeTerminators(TI, PTI)) {
611       // Figure out which 'cases' to copy from SI to PSI.
612       std::vector<std::pair<ConstantInt*, BasicBlock*> > BBCases;
613       BasicBlock *BBDefault = GetValueEqualityComparisonCases(TI, BBCases);
614
615       std::vector<std::pair<ConstantInt*, BasicBlock*> > PredCases;
616       BasicBlock *PredDefault = GetValueEqualityComparisonCases(PTI, PredCases);
617
618       // Based on whether the default edge from PTI goes to BB or not, fill in
619       // PredCases and PredDefault with the new switch cases we would like to
620       // build.
621       SmallVector<BasicBlock*, 8> NewSuccessors;
622
623       if (PredDefault == BB) {
624         // If this is the default destination from PTI, only the edges in TI
625         // that don't occur in PTI, or that branch to BB will be activated.
626         std::set<ConstantInt*, ConstantIntOrdering> PTIHandled;
627         for (unsigned i = 0, e = PredCases.size(); i != e; ++i)
628           if (PredCases[i].second != BB)
629             PTIHandled.insert(PredCases[i].first);
630           else {
631             // The default destination is BB, we don't need explicit targets.
632             std::swap(PredCases[i], PredCases.back());
633             PredCases.pop_back();
634             --i; --e;
635           }
636
637         // Reconstruct the new switch statement we will be building.
638         if (PredDefault != BBDefault) {
639           PredDefault->removePredecessor(Pred);
640           PredDefault = BBDefault;
641           NewSuccessors.push_back(BBDefault);
642         }
643         for (unsigned i = 0, e = BBCases.size(); i != e; ++i)
644           if (!PTIHandled.count(BBCases[i].first) &&
645               BBCases[i].second != BBDefault) {
646             PredCases.push_back(BBCases[i]);
647             NewSuccessors.push_back(BBCases[i].second);
648           }
649
650       } else {
651         // If this is not the default destination from PSI, only the edges
652         // in SI that occur in PSI with a destination of BB will be
653         // activated.
654         std::set<ConstantInt*, ConstantIntOrdering> PTIHandled;
655         for (unsigned i = 0, e = PredCases.size(); i != e; ++i)
656           if (PredCases[i].second == BB) {
657             PTIHandled.insert(PredCases[i].first);
658             std::swap(PredCases[i], PredCases.back());
659             PredCases.pop_back();
660             --i; --e;
661           }
662
663         // Okay, now we know which constants were sent to BB from the
664         // predecessor.  Figure out where they will all go now.
665         for (unsigned i = 0, e = BBCases.size(); i != e; ++i)
666           if (PTIHandled.count(BBCases[i].first)) {
667             // If this is one we are capable of getting...
668             PredCases.push_back(BBCases[i]);
669             NewSuccessors.push_back(BBCases[i].second);
670             PTIHandled.erase(BBCases[i].first);// This constant is taken care of
671           }
672
673         // If there are any constants vectored to BB that TI doesn't handle,
674         // they must go to the default destination of TI.
675         for (std::set<ConstantInt*, ConstantIntOrdering>::iterator I = 
676                                     PTIHandled.begin(),
677                E = PTIHandled.end(); I != E; ++I) {
678           PredCases.push_back(std::make_pair(*I, BBDefault));
679           NewSuccessors.push_back(BBDefault);
680         }
681       }
682
683       // Okay, at this point, we know which new successor Pred will get.  Make
684       // sure we update the number of entries in the PHI nodes for these
685       // successors.
686       for (unsigned i = 0, e = NewSuccessors.size(); i != e; ++i)
687         AddPredecessorToBlock(NewSuccessors[i], Pred, BB);
688
689       // Convert pointer to int before we switch.
690       if (CV->getType()->isPointerTy()) {
691         assert(TD && "Cannot switch on pointer without TargetData");
692         CV = new PtrToIntInst(CV, TD->getIntPtrType(CV->getContext()),
693                               "magicptr", PTI);
694       }
695
696       // Now that the successors are updated, create the new Switch instruction.
697       SwitchInst *NewSI = SwitchInst::Create(CV, PredDefault,
698                                              PredCases.size(), PTI);
699       for (unsigned i = 0, e = PredCases.size(); i != e; ++i)
700         NewSI->addCase(PredCases[i].first, PredCases[i].second);
701
702       EraseTerminatorInstAndDCECond(PTI);
703
704       // Okay, last check.  If BB is still a successor of PSI, then we must
705       // have an infinite loop case.  If so, add an infinitely looping block
706       // to handle the case to preserve the behavior of the code.
707       BasicBlock *InfLoopBlock = 0;
708       for (unsigned i = 0, e = NewSI->getNumSuccessors(); i != e; ++i)
709         if (NewSI->getSuccessor(i) == BB) {
710           if (InfLoopBlock == 0) {
711             // Insert it at the end of the function, because it's either code,
712             // or it won't matter if it's hot. :)
713             InfLoopBlock = BasicBlock::Create(BB->getContext(),
714                                               "infloop", BB->getParent());
715             BranchInst::Create(InfLoopBlock, InfLoopBlock);
716           }
717           NewSI->setSuccessor(i, InfLoopBlock);
718         }
719
720       Changed = true;
721     }
722   }
723   return Changed;
724 }
725
726 // isSafeToHoistInvoke - If we would need to insert a select that uses the
727 // value of this invoke (comments in HoistThenElseCodeToIf explain why we
728 // would need to do this), we can't hoist the invoke, as there is nowhere
729 // to put the select in this case.
730 static bool isSafeToHoistInvoke(BasicBlock *BB1, BasicBlock *BB2,
731                                 Instruction *I1, Instruction *I2) {
732   for (succ_iterator SI = succ_begin(BB1), E = succ_end(BB1); SI != E; ++SI) {
733     PHINode *PN;
734     for (BasicBlock::iterator BBI = SI->begin();
735          (PN = dyn_cast<PHINode>(BBI)); ++BBI) {
736       Value *BB1V = PN->getIncomingValueForBlock(BB1);
737       Value *BB2V = PN->getIncomingValueForBlock(BB2);
738       if (BB1V != BB2V && (BB1V==I1 || BB2V==I2)) {
739         return false;
740       }
741     }
742   }
743   return true;
744 }
745
746 /// HoistThenElseCodeToIf - Given a conditional branch that goes to BB1 and
747 /// BB2, hoist any common code in the two blocks up into the branch block.  The
748 /// caller of this function guarantees that BI's block dominates BB1 and BB2.
749 static bool HoistThenElseCodeToIf(BranchInst *BI) {
750   // This does very trivial matching, with limited scanning, to find identical
751   // instructions in the two blocks.  In particular, we don't want to get into
752   // O(M*N) situations here where M and N are the sizes of BB1 and BB2.  As
753   // such, we currently just scan for obviously identical instructions in an
754   // identical order.
755   BasicBlock *BB1 = BI->getSuccessor(0);  // The true destination.
756   BasicBlock *BB2 = BI->getSuccessor(1);  // The false destination
757
758   BasicBlock::iterator BB1_Itr = BB1->begin();
759   BasicBlock::iterator BB2_Itr = BB2->begin();
760
761   Instruction *I1 = BB1_Itr++, *I2 = BB2_Itr++;
762   while (isa<DbgInfoIntrinsic>(I1))
763     I1 = BB1_Itr++;
764   while (isa<DbgInfoIntrinsic>(I2))
765     I2 = BB2_Itr++;
766   if (I1->getOpcode() != I2->getOpcode() || isa<PHINode>(I1) ||
767       !I1->isIdenticalToWhenDefined(I2) ||
768       (isa<InvokeInst>(I1) && !isSafeToHoistInvoke(BB1, BB2, I1, I2)))
769     return false;
770
771   // If we get here, we can hoist at least one instruction.
772   BasicBlock *BIParent = BI->getParent();
773
774   do {
775     // If we are hoisting the terminator instruction, don't move one (making a
776     // broken BB), instead clone it, and remove BI.
777     if (isa<TerminatorInst>(I1))
778       goto HoistTerminator;
779
780     // For a normal instruction, we just move one to right before the branch,
781     // then replace all uses of the other with the first.  Finally, we remove
782     // the now redundant second instruction.
783     BIParent->getInstList().splice(BI, BB1->getInstList(), I1);
784     if (!I2->use_empty())
785       I2->replaceAllUsesWith(I1);
786     I1->intersectOptionalDataWith(I2);
787     BB2->getInstList().erase(I2);
788
789     I1 = BB1_Itr++;
790     while (isa<DbgInfoIntrinsic>(I1))
791       I1 = BB1_Itr++;
792     I2 = BB2_Itr++;
793     while (isa<DbgInfoIntrinsic>(I2))
794       I2 = BB2_Itr++;
795   } while (I1->getOpcode() == I2->getOpcode() &&
796            I1->isIdenticalToWhenDefined(I2));
797
798   return true;
799
800 HoistTerminator:
801   // It may not be possible to hoist an invoke.
802   if (isa<InvokeInst>(I1) && !isSafeToHoistInvoke(BB1, BB2, I1, I2))
803     return true;
804
805   // Okay, it is safe to hoist the terminator.
806   Instruction *NT = I1->clone();
807   BIParent->getInstList().insert(BI, NT);
808   if (!NT->getType()->isVoidTy()) {
809     I1->replaceAllUsesWith(NT);
810     I2->replaceAllUsesWith(NT);
811     NT->takeName(I1);
812   }
813
814   // Hoisting one of the terminators from our successor is a great thing.
815   // Unfortunately, the successors of the if/else blocks may have PHI nodes in
816   // them.  If they do, all PHI entries for BB1/BB2 must agree for all PHI
817   // nodes, so we insert select instruction to compute the final result.
818   std::map<std::pair<Value*,Value*>, SelectInst*> InsertedSelects;
819   for (succ_iterator SI = succ_begin(BB1), E = succ_end(BB1); SI != E; ++SI) {
820     PHINode *PN;
821     for (BasicBlock::iterator BBI = SI->begin();
822          (PN = dyn_cast<PHINode>(BBI)); ++BBI) {
823       Value *BB1V = PN->getIncomingValueForBlock(BB1);
824       Value *BB2V = PN->getIncomingValueForBlock(BB2);
825       if (BB1V == BB2V) continue;
826       
827       // These values do not agree.  Insert a select instruction before NT
828       // that determines the right value.
829       SelectInst *&SI = InsertedSelects[std::make_pair(BB1V, BB2V)];
830       if (SI == 0)
831         SI = SelectInst::Create(BI->getCondition(), BB1V, BB2V,
832                                 BB1V->getName()+"."+BB2V->getName(), NT);
833       // Make the PHI node use the select for all incoming values for BB1/BB2
834       for (unsigned i = 0, e = PN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i)
835         if (PN->getIncomingBlock(i) == BB1 || PN->getIncomingBlock(i) == BB2)
836           PN->setIncomingValue(i, SI);
837     }
838   }
839
840   // Update any PHI nodes in our new successors.
841   for (succ_iterator SI = succ_begin(BB1), E = succ_end(BB1); SI != E; ++SI)
842     AddPredecessorToBlock(*SI, BIParent, BB1);
843
844   EraseTerminatorInstAndDCECond(BI);
845   return true;
846 }
847
848 /// SpeculativelyExecuteBB - Given a conditional branch that goes to BB1
849 /// and an BB2 and the only successor of BB1 is BB2, hoist simple code
850 /// (for now, restricted to a single instruction that's side effect free) from
851 /// the BB1 into the branch block to speculatively execute it.
852 static bool SpeculativelyExecuteBB(BranchInst *BI, BasicBlock *BB1) {
853   // Only speculatively execution a single instruction (not counting the
854   // terminator) for now.
855   Instruction *HInst = NULL;
856   Instruction *Term = BB1->getTerminator();
857   for (BasicBlock::iterator BBI = BB1->begin(), BBE = BB1->end();
858        BBI != BBE; ++BBI) {
859     Instruction *I = BBI;
860     // Skip debug info.
861     if (isa<DbgInfoIntrinsic>(I)) continue;
862     if (I == Term) break;
863
864     if (HInst)
865       return false;
866     HInst = I;
867   }
868   if (!HInst)
869     return false;
870
871   // Be conservative for now. FP select instruction can often be expensive.
872   Value *BrCond = BI->getCondition();
873   if (isa<FCmpInst>(BrCond))
874     return false;
875
876   // If BB1 is actually on the false edge of the conditional branch, remember
877   // to swap the select operands later.
878   bool Invert = false;
879   if (BB1 != BI->getSuccessor(0)) {
880     assert(BB1 == BI->getSuccessor(1) && "No edge from 'if' block?");
881     Invert = true;
882   }
883
884   // Turn
885   // BB:
886   //     %t1 = icmp
887   //     br i1 %t1, label %BB1, label %BB2
888   // BB1:
889   //     %t3 = add %t2, c
890   //     br label BB2
891   // BB2:
892   // =>
893   // BB:
894   //     %t1 = icmp
895   //     %t4 = add %t2, c
896   //     %t3 = select i1 %t1, %t2, %t3
897   switch (HInst->getOpcode()) {
898   default: return false;  // Not safe / profitable to hoist.
899   case Instruction::Add:
900   case Instruction::Sub:
901     // Not worth doing for vector ops.
902     if (HInst->getType()->isVectorTy())
903       return false;
904     break;
905   case Instruction::And:
906   case Instruction::Or:
907   case Instruction::Xor:
908   case Instruction::Shl:
909   case Instruction::LShr:
910   case Instruction::AShr:
911     // Don't mess with vector operations.
912     if (HInst->getType()->isVectorTy())
913       return false;
914     break;   // These are all cheap and non-trapping instructions.
915   }
916   
917   // If the instruction is obviously dead, don't try to predicate it.
918   if (HInst->use_empty()) {
919     HInst->eraseFromParent();
920     return true;
921   }
922
923   // Can we speculatively execute the instruction? And what is the value 
924   // if the condition is false? Consider the phi uses, if the incoming value
925   // from the "if" block are all the same V, then V is the value of the
926   // select if the condition is false.
927   BasicBlock *BIParent = BI->getParent();
928   SmallVector<PHINode*, 4> PHIUses;
929   Value *FalseV = NULL;
930   
931   BasicBlock *BB2 = BB1->getTerminator()->getSuccessor(0);
932   for (Value::use_iterator UI = HInst->use_begin(), E = HInst->use_end();
933        UI != E; ++UI) {
934     // Ignore any user that is not a PHI node in BB2.  These can only occur in
935     // unreachable blocks, because they would not be dominated by the instr.
936     PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(*UI);
937     if (!PN || PN->getParent() != BB2)
938       return false;
939     PHIUses.push_back(PN);
940     
941     Value *PHIV = PN->getIncomingValueForBlock(BIParent);
942     if (!FalseV)
943       FalseV = PHIV;
944     else if (FalseV != PHIV)
945       return false;  // Inconsistent value when condition is false.
946   }
947   
948   assert(FalseV && "Must have at least one user, and it must be a PHI");
949
950   // Do not hoist the instruction if any of its operands are defined but not
951   // used in this BB. The transformation will prevent the operand from
952   // being sunk into the use block.
953   for (User::op_iterator i = HInst->op_begin(), e = HInst->op_end(); 
954        i != e; ++i) {
955     Instruction *OpI = dyn_cast<Instruction>(*i);
956     if (OpI && OpI->getParent() == BIParent &&
957         !OpI->isUsedInBasicBlock(BIParent))
958       return false;
959   }
960
961   // If we get here, we can hoist the instruction. Try to place it
962   // before the icmp instruction preceding the conditional branch.
963   BasicBlock::iterator InsertPos = BI;
964   if (InsertPos != BIParent->begin())
965     --InsertPos;
966   // Skip debug info between condition and branch.
967   while (InsertPos != BIParent->begin() && isa<DbgInfoIntrinsic>(InsertPos))
968     --InsertPos;
969   if (InsertPos == BrCond && !isa<PHINode>(BrCond)) {
970     SmallPtrSet<Instruction *, 4> BB1Insns;
971     for(BasicBlock::iterator BB1I = BB1->begin(), BB1E = BB1->end(); 
972         BB1I != BB1E; ++BB1I) 
973       BB1Insns.insert(BB1I);
974     for(Value::use_iterator UI = BrCond->use_begin(), UE = BrCond->use_end();
975         UI != UE; ++UI) {
976       Instruction *Use = cast<Instruction>(*UI);
977       if (!BB1Insns.count(Use)) continue;
978       
979       // If BrCond uses the instruction that place it just before
980       // branch instruction.
981       InsertPos = BI;
982       break;
983     }
984   } else
985     InsertPos = BI;
986   BIParent->getInstList().splice(InsertPos, BB1->getInstList(), HInst);
987
988   // Create a select whose true value is the speculatively executed value and
989   // false value is the previously determined FalseV.
990   SelectInst *SI;
991   if (Invert)
992     SI = SelectInst::Create(BrCond, FalseV, HInst,
993                             FalseV->getName() + "." + HInst->getName(), BI);
994   else
995     SI = SelectInst::Create(BrCond, HInst, FalseV,
996                             HInst->getName() + "." + FalseV->getName(), BI);
997
998   // Make the PHI node use the select for all incoming values for "then" and
999   // "if" blocks.
1000   for (unsigned i = 0, e = PHIUses.size(); i != e; ++i) {
1001     PHINode *PN = PHIUses[i];
1002     for (unsigned j = 0, ee = PN->getNumIncomingValues(); j != ee; ++j)
1003       if (PN->getIncomingBlock(j) == BB1 || PN->getIncomingBlock(j) == BIParent)
1004         PN->setIncomingValue(j, SI);
1005   }
1006
1007   ++NumSpeculations;
1008   return true;
1009 }
1010
1011 /// BlockIsSimpleEnoughToThreadThrough - Return true if we can thread a branch
1012 /// across this block.
1013 static bool BlockIsSimpleEnoughToThreadThrough(BasicBlock *BB) {
1014   BranchInst *BI = cast<BranchInst>(BB->getTerminator());
1015   unsigned Size = 0;
1016   
1017   for (BasicBlock::iterator BBI = BB->begin(); &*BBI != BI; ++BBI) {
1018     if (isa<DbgInfoIntrinsic>(BBI))
1019       continue;
1020     if (Size > 10) return false;  // Don't clone large BB's.
1021     ++Size;
1022     
1023     // We can only support instructions that do not define values that are
1024     // live outside of the current basic block.
1025     for (Value::use_iterator UI = BBI->use_begin(), E = BBI->use_end();
1026          UI != E; ++UI) {
1027       Instruction *U = cast<Instruction>(*UI);
1028       if (U->getParent() != BB || isa<PHINode>(U)) return false;
1029     }
1030     
1031     // Looks ok, continue checking.
1032   }
1033
1034   return true;
1035 }
1036
1037 /// FoldCondBranchOnPHI - If we have a conditional branch on a PHI node value
1038 /// that is defined in the same block as the branch and if any PHI entries are
1039 /// constants, thread edges corresponding to that entry to be branches to their
1040 /// ultimate destination.
1041 static bool FoldCondBranchOnPHI(BranchInst *BI) {
1042   BasicBlock *BB = BI->getParent();
1043   PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(BI->getCondition());
1044   // NOTE: we currently cannot transform this case if the PHI node is used
1045   // outside of the block.
1046   if (!PN || PN->getParent() != BB || !PN->hasOneUse())
1047     return false;
1048   
1049   // Degenerate case of a single entry PHI.
1050   if (PN->getNumIncomingValues() == 1) {
1051     FoldSingleEntryPHINodes(PN->getParent());
1052     return true;    
1053   }
1054
1055   // Now we know that this block has multiple preds and two succs.
1056   if (!BlockIsSimpleEnoughToThreadThrough(BB)) return false;
1057   
1058   // Okay, this is a simple enough basic block.  See if any phi values are
1059   // constants.
1060   for (unsigned i = 0, e = PN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
1061     ConstantInt *CB = dyn_cast<ConstantInt>(PN->getIncomingValue(i));
1062     if (CB == 0 || !CB->getType()->isIntegerTy(1)) continue;
1063     
1064     // Okay, we now know that all edges from PredBB should be revectored to
1065     // branch to RealDest.
1066     BasicBlock *PredBB = PN->getIncomingBlock(i);
1067     BasicBlock *RealDest = BI->getSuccessor(!CB->getZExtValue());
1068     
1069     if (RealDest == BB) continue;  // Skip self loops.
1070     
1071     // The dest block might have PHI nodes, other predecessors and other
1072     // difficult cases.  Instead of being smart about this, just insert a new
1073     // block that jumps to the destination block, effectively splitting
1074     // the edge we are about to create.
1075     BasicBlock *EdgeBB = BasicBlock::Create(BB->getContext(),
1076                                             RealDest->getName()+".critedge",
1077                                             RealDest->getParent(), RealDest);
1078     BranchInst::Create(RealDest, EdgeBB);
1079     PHINode *PN;
1080     for (BasicBlock::iterator BBI = RealDest->begin();
1081          (PN = dyn_cast<PHINode>(BBI)); ++BBI) {
1082       Value *V = PN->getIncomingValueForBlock(BB);
1083       PN->addIncoming(V, EdgeBB);
1084     }
1085
1086     // BB may have instructions that are being threaded over.  Clone these
1087     // instructions into EdgeBB.  We know that there will be no uses of the
1088     // cloned instructions outside of EdgeBB.
1089     BasicBlock::iterator InsertPt = EdgeBB->begin();
1090     DenseMap<Value*, Value*> TranslateMap;  // Track translated values.
1091     for (BasicBlock::iterator BBI = BB->begin(); &*BBI != BI; ++BBI) {
1092       if (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(BBI)) {
1093         TranslateMap[PN] = PN->getIncomingValueForBlock(PredBB);
1094         continue;
1095       }
1096       // Clone the instruction.
1097       Instruction *N = BBI->clone();
1098       if (BBI->hasName()) N->setName(BBI->getName()+".c");
1099       
1100       // Update operands due to translation.
1101       for (User::op_iterator i = N->op_begin(), e = N->op_end();
1102            i != e; ++i) {
1103         DenseMap<Value*, Value*>::iterator PI = TranslateMap.find(*i);
1104         if (PI != TranslateMap.end())
1105           *i = PI->second;
1106       }
1107       
1108       // Check for trivial simplification.
1109       if (Constant *C = ConstantFoldInstruction(N)) {
1110         TranslateMap[BBI] = C;
1111         delete N;   // Constant folded away, don't need actual inst
1112       } else {
1113         // Insert the new instruction into its new home.
1114         EdgeBB->getInstList().insert(InsertPt, N);
1115         if (!BBI->use_empty())
1116           TranslateMap[BBI] = N;
1117       }
1118     }
1119
1120     // Loop over all of the edges from PredBB to BB, changing them to branch
1121     // to EdgeBB instead.
1122     TerminatorInst *PredBBTI = PredBB->getTerminator();
1123     for (unsigned i = 0, e = PredBBTI->getNumSuccessors(); i != e; ++i)
1124       if (PredBBTI->getSuccessor(i) == BB) {
1125         BB->removePredecessor(PredBB);
1126         PredBBTI->setSuccessor(i, EdgeBB);
1127       }
1128     
1129     // Recurse, simplifying any other constants.
1130     return FoldCondBranchOnPHI(BI) | true;
1131   }
1132
1133   return false;
1134 }
1135
1136 /// FoldTwoEntryPHINode - Given a BB that starts with the specified two-entry
1137 /// PHI node, see if we can eliminate it.
1138 static bool FoldTwoEntryPHINode(PHINode *PN) {
1139   // Ok, this is a two entry PHI node.  Check to see if this is a simple "if
1140   // statement", which has a very simple dominance structure.  Basically, we
1141   // are trying to find the condition that is being branched on, which
1142   // subsequently causes this merge to happen.  We really want control
1143   // dependence information for this check, but simplifycfg can't keep it up
1144   // to date, and this catches most of the cases we care about anyway.
1145   //
1146   BasicBlock *BB = PN->getParent();
1147   BasicBlock *IfTrue, *IfFalse;
1148   Value *IfCond = GetIfCondition(BB, IfTrue, IfFalse);
1149   if (!IfCond) return false;
1150   
1151   // Okay, we found that we can merge this two-entry phi node into a select.
1152   // Doing so would require us to fold *all* two entry phi nodes in this block.
1153   // At some point this becomes non-profitable (particularly if the target
1154   // doesn't support cmov's).  Only do this transformation if there are two or
1155   // fewer PHI nodes in this block.
1156   unsigned NumPhis = 0;
1157   for (BasicBlock::iterator I = BB->begin(); isa<PHINode>(I); ++NumPhis, ++I)
1158     if (NumPhis > 2)
1159       return false;
1160   
1161   DEBUG(dbgs() << "FOUND IF CONDITION!  " << *IfCond << "  T: "
1162         << IfTrue->getName() << "  F: " << IfFalse->getName() << "\n");
1163   
1164   // Loop over the PHI's seeing if we can promote them all to select
1165   // instructions.  While we are at it, keep track of the instructions
1166   // that need to be moved to the dominating block.
1167   std::set<Instruction*> AggressiveInsts;
1168   
1169   BasicBlock::iterator AfterPHIIt = BB->begin();
1170   while (isa<PHINode>(AfterPHIIt)) {
1171     PHINode *PN = cast<PHINode>(AfterPHIIt++);
1172     if (PN->getIncomingValue(0) == PN->getIncomingValue(1)) {
1173       if (PN->getIncomingValue(0) != PN)
1174         PN->replaceAllUsesWith(PN->getIncomingValue(0));
1175       else
1176         PN->replaceAllUsesWith(UndefValue::get(PN->getType()));
1177     } else if (!DominatesMergePoint(PN->getIncomingValue(0), BB,
1178                                     &AggressiveInsts) ||
1179                !DominatesMergePoint(PN->getIncomingValue(1), BB,
1180                                     &AggressiveInsts)) {
1181       return false;
1182     }
1183   }
1184   
1185   // If we all PHI nodes are promotable, check to make sure that all
1186   // instructions in the predecessor blocks can be promoted as well.  If
1187   // not, we won't be able to get rid of the control flow, so it's not
1188   // worth promoting to select instructions.
1189   BasicBlock *DomBlock = 0, *IfBlock1 = 0, *IfBlock2 = 0;
1190   PN = cast<PHINode>(BB->begin());
1191   BasicBlock *Pred = PN->getIncomingBlock(0);
1192   if (cast<BranchInst>(Pred->getTerminator())->isUnconditional()) {
1193     IfBlock1 = Pred;
1194     DomBlock = *pred_begin(Pred);
1195     for (BasicBlock::iterator I = Pred->begin();
1196          !isa<TerminatorInst>(I); ++I)
1197       if (!AggressiveInsts.count(I) && !isa<DbgInfoIntrinsic>(I)) {
1198         // This is not an aggressive instruction that we can promote.
1199         // Because of this, we won't be able to get rid of the control
1200         // flow, so the xform is not worth it.
1201         return false;
1202       }
1203   }
1204     
1205   Pred = PN->getIncomingBlock(1);
1206   if (cast<BranchInst>(Pred->getTerminator())->isUnconditional()) {
1207     IfBlock2 = Pred;
1208     DomBlock = *pred_begin(Pred);
1209     for (BasicBlock::iterator I = Pred->begin();
1210          !isa<TerminatorInst>(I); ++I)
1211       if (!AggressiveInsts.count(I) && !isa<DbgInfoIntrinsic>(I)) {
1212         // This is not an aggressive instruction that we can promote.
1213         // Because of this, we won't be able to get rid of the control
1214         // flow, so the xform is not worth it.
1215         return false;
1216       }
1217   }
1218       
1219   // If we can still promote the PHI nodes after this gauntlet of tests,
1220   // do all of the PHI's now.
1221
1222   // Move all 'aggressive' instructions, which are defined in the
1223   // conditional parts of the if's up to the dominating block.
1224   if (IfBlock1)
1225     DomBlock->getInstList().splice(DomBlock->getTerminator(),
1226                                    IfBlock1->getInstList(), IfBlock1->begin(),
1227                                    IfBlock1->getTerminator());
1228   if (IfBlock2)
1229     DomBlock->getInstList().splice(DomBlock->getTerminator(),
1230                                    IfBlock2->getInstList(), IfBlock2->begin(),
1231                                    IfBlock2->getTerminator());
1232   
1233   while (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(BB->begin())) {
1234     // Change the PHI node into a select instruction.
1235     Value *TrueVal  = PN->getIncomingValue(PN->getIncomingBlock(0) == IfFalse);
1236     Value *FalseVal = PN->getIncomingValue(PN->getIncomingBlock(0) == IfTrue);
1237     
1238     Value *NV = SelectInst::Create(IfCond, TrueVal, FalseVal, "", AfterPHIIt);
1239     PN->replaceAllUsesWith(NV);
1240     NV->takeName(PN);
1241     
1242     BB->getInstList().erase(PN);
1243   }
1244   return true;
1245 }
1246
1247 /// SimplifyCondBranchToTwoReturns - If we found a conditional branch that goes
1248 /// to two returning blocks, try to merge them together into one return,
1249 /// introducing a select if the return values disagree.
1250 static bool SimplifyCondBranchToTwoReturns(BranchInst *BI) {
1251   assert(BI->isConditional() && "Must be a conditional branch");
1252   BasicBlock *TrueSucc = BI->getSuccessor(0);
1253   BasicBlock *FalseSucc = BI->getSuccessor(1);
1254   ReturnInst *TrueRet = cast<ReturnInst>(TrueSucc->getTerminator());
1255   ReturnInst *FalseRet = cast<ReturnInst>(FalseSucc->getTerminator());
1256   
1257   // Check to ensure both blocks are empty (just a return) or optionally empty
1258   // with PHI nodes.  If there are other instructions, merging would cause extra
1259   // computation on one path or the other.
1260   if (!TrueSucc->getFirstNonPHIOrDbg()->isTerminator())
1261     return false;
1262   if (!FalseSucc->getFirstNonPHIOrDbg()->isTerminator())
1263     return false;
1264
1265   // Okay, we found a branch that is going to two return nodes.  If
1266   // there is no return value for this function, just change the
1267   // branch into a return.
1268   if (FalseRet->getNumOperands() == 0) {
1269     TrueSucc->removePredecessor(BI->getParent());
1270     FalseSucc->removePredecessor(BI->getParent());
1271     ReturnInst::Create(BI->getContext(), 0, BI);
1272     EraseTerminatorInstAndDCECond(BI);
1273     return true;
1274   }
1275     
1276   // Otherwise, figure out what the true and false return values are
1277   // so we can insert a new select instruction.
1278   Value *TrueValue = TrueRet->getReturnValue();
1279   Value *FalseValue = FalseRet->getReturnValue();
1280   
1281   // Unwrap any PHI nodes in the return blocks.
1282   if (PHINode *TVPN = dyn_cast_or_null<PHINode>(TrueValue))
1283     if (TVPN->getParent() == TrueSucc)
1284       TrueValue = TVPN->getIncomingValueForBlock(BI->getParent());
1285   if (PHINode *FVPN = dyn_cast_or_null<PHINode>(FalseValue))
1286     if (FVPN->getParent() == FalseSucc)
1287       FalseValue = FVPN->getIncomingValueForBlock(BI->getParent());
1288   
1289   // In order for this transformation to be safe, we must be able to
1290   // unconditionally execute both operands to the return.  This is
1291   // normally the case, but we could have a potentially-trapping
1292   // constant expression that prevents this transformation from being
1293   // safe.
1294   if (ConstantExpr *TCV = dyn_cast_or_null<ConstantExpr>(TrueValue))
1295     if (TCV->canTrap())
1296       return false;
1297   if (ConstantExpr *FCV = dyn_cast_or_null<ConstantExpr>(FalseValue))
1298     if (FCV->canTrap())
1299       return false;
1300   
1301   // Okay, we collected all the mapped values and checked them for sanity, and
1302   // defined to really do this transformation.  First, update the CFG.
1303   TrueSucc->removePredecessor(BI->getParent());
1304   FalseSucc->removePredecessor(BI->getParent());
1305   
1306   // Insert select instructions where needed.
1307   Value *BrCond = BI->getCondition();
1308   if (TrueValue) {
1309     // Insert a select if the results differ.
1310     if (TrueValue == FalseValue || isa<UndefValue>(FalseValue)) {
1311     } else if (isa<UndefValue>(TrueValue)) {
1312       TrueValue = FalseValue;
1313     } else {
1314       TrueValue = SelectInst::Create(BrCond, TrueValue,
1315                                      FalseValue, "retval", BI);
1316     }
1317   }
1318
1319   Value *RI = !TrueValue ?
1320               ReturnInst::Create(BI->getContext(), BI) :
1321               ReturnInst::Create(BI->getContext(), TrueValue, BI);
1322   (void) RI;
1323       
1324   DEBUG(dbgs() << "\nCHANGING BRANCH TO TWO RETURNS INTO SELECT:"
1325                << "\n  " << *BI << "NewRet = " << *RI
1326                << "TRUEBLOCK: " << *TrueSucc << "FALSEBLOCK: "<< *FalseSucc);
1327       
1328   EraseTerminatorInstAndDCECond(BI);
1329
1330   return true;
1331 }
1332
1333 /// FoldBranchToCommonDest - If this basic block is ONLY a setcc and a branch,
1334 /// and if a predecessor branches to us and one of our successors, fold the
1335 /// setcc into the predecessor and use logical operations to pick the right
1336 /// destination.
1337 bool llvm::FoldBranchToCommonDest(BranchInst *BI) {
1338   BasicBlock *BB = BI->getParent();
1339   Instruction *Cond = dyn_cast<Instruction>(BI->getCondition());
1340   if (Cond == 0 || (!isa<CmpInst>(Cond) && !isa<BinaryOperator>(Cond)) ||
1341     Cond->getParent() != BB || !Cond->hasOneUse())
1342   return false;
1343   
1344   // Only allow this if the condition is a simple instruction that can be
1345   // executed unconditionally.  It must be in the same block as the branch, and
1346   // must be at the front of the block.
1347   BasicBlock::iterator FrontIt = BB->front();
1348   // Ignore dbg intrinsics.
1349   while(isa<DbgInfoIntrinsic>(FrontIt))
1350     ++FrontIt;
1351     
1352   // Allow a single instruction to be hoisted in addition to the compare
1353   // that feeds the branch.  We later ensure that any values that _it_ uses
1354   // were also live in the predecessor, so that we don't unnecessarily create
1355   // register pressure or inhibit out-of-order execution.
1356   Instruction *BonusInst = 0;
1357   if (&*FrontIt != Cond &&
1358       FrontIt->hasOneUse() && *FrontIt->use_begin() == Cond &&
1359       FrontIt->isSafeToSpeculativelyExecute()) {
1360     BonusInst = &*FrontIt;
1361     ++FrontIt;
1362   }
1363   
1364   // Only a single bonus inst is allowed.
1365   if (&*FrontIt != Cond)
1366     return false;
1367   
1368   // Make sure the instruction after the condition is the cond branch.
1369   BasicBlock::iterator CondIt = Cond; ++CondIt;
1370   // Ingore dbg intrinsics.
1371   while(isa<DbgInfoIntrinsic>(CondIt))
1372     ++CondIt;
1373   if (&*CondIt != BI) {
1374     assert (!isa<DbgInfoIntrinsic>(CondIt) && "Hey do not forget debug info!");
1375     return false;
1376   }
1377
1378   // Cond is known to be a compare or binary operator.  Check to make sure that
1379   // neither operand is a potentially-trapping constant expression.
1380   if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(Cond->getOperand(0)))
1381     if (CE->canTrap())
1382       return false;
1383   if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(Cond->getOperand(1)))
1384     if (CE->canTrap())
1385       return false;
1386   
1387   
1388   // Finally, don't infinitely unroll conditional loops.
1389   BasicBlock *TrueDest  = BI->getSuccessor(0);
1390   BasicBlock *FalseDest = BI->getSuccessor(1);
1391   if (TrueDest == BB || FalseDest == BB)
1392     return false;
1393   
1394   for (pred_iterator PI = pred_begin(BB), E = pred_end(BB); PI != E; ++PI) {
1395     BasicBlock *PredBlock = *PI;
1396     BranchInst *PBI = dyn_cast<BranchInst>(PredBlock->getTerminator());
1397     
1398     // Check that we have two conditional branches.  If there is a PHI node in
1399     // the common successor, verify that the same value flows in from both
1400     // blocks.
1401     if (PBI == 0 || PBI->isUnconditional() ||
1402         !SafeToMergeTerminators(BI, PBI))
1403       continue;
1404     
1405     // Ensure that any values used in the bonus instruction are also used
1406     // by the terminator of the predecessor.  This means that those values
1407     // must already have been resolved, so we won't be inhibiting the 
1408     // out-of-order core by speculating them earlier.
1409     if (BonusInst) {
1410       // Collect the values used by the bonus inst
1411       SmallPtrSet<Value*, 4> UsedValues;
1412       for (Instruction::op_iterator OI = BonusInst->op_begin(),
1413            OE = BonusInst->op_end(); OI != OE; ++OI) {
1414         Value* V = *OI;
1415         if (!isa<Constant>(V))
1416           UsedValues.insert(V);
1417       }
1418
1419       SmallVector<std::pair<Value*, unsigned>, 4> Worklist;
1420       Worklist.push_back(std::make_pair(PBI->getOperand(0), 0));
1421       
1422       // Walk up to four levels back up the use-def chain of the predecessor's
1423       // terminator to see if all those values were used.  The choice of four
1424       // levels is arbitrary, to provide a compile-time-cost bound.
1425       while (!Worklist.empty()) {
1426         std::pair<Value*, unsigned> Pair = Worklist.back();
1427         Worklist.pop_back();
1428         
1429         if (Pair.second >= 4) continue;
1430         UsedValues.erase(Pair.first);
1431         if (UsedValues.empty()) break;
1432         
1433         if (Instruction* I = dyn_cast<Instruction>(Pair.first)) {
1434           for (Instruction::op_iterator OI = I->op_begin(), OE = I->op_end();
1435                OI != OE; ++OI)
1436             Worklist.push_back(std::make_pair(OI->get(), Pair.second+1));
1437         }       
1438       }
1439       
1440       if (!UsedValues.empty()) return false;
1441     }
1442     
1443     Instruction::BinaryOps Opc;
1444     bool InvertPredCond = false;
1445
1446     if (PBI->getSuccessor(0) == TrueDest)
1447       Opc = Instruction::Or;
1448     else if (PBI->getSuccessor(1) == FalseDest)
1449       Opc = Instruction::And;
1450     else if (PBI->getSuccessor(0) == FalseDest)
1451       Opc = Instruction::And, InvertPredCond = true;
1452     else if (PBI->getSuccessor(1) == TrueDest)
1453       Opc = Instruction::Or, InvertPredCond = true;
1454     else
1455       continue;
1456
1457     DEBUG(dbgs() << "FOLDING BRANCH TO COMMON DEST:\n" << *PBI << *BB);
1458     
1459     // If we need to invert the condition in the pred block to match, do so now.
1460     if (InvertPredCond) {
1461       Value *NewCond =
1462         BinaryOperator::CreateNot(PBI->getCondition(),
1463                                   PBI->getCondition()->getName()+".not", PBI);
1464       PBI->setCondition(NewCond);
1465       BasicBlock *OldTrue = PBI->getSuccessor(0);
1466       BasicBlock *OldFalse = PBI->getSuccessor(1);
1467       PBI->setSuccessor(0, OldFalse);
1468       PBI->setSuccessor(1, OldTrue);
1469     }
1470     
1471     // If we have a bonus inst, clone it into the predecessor block.
1472     Instruction *NewBonus = 0;
1473     if (BonusInst) {
1474       NewBonus = BonusInst->clone();
1475       PredBlock->getInstList().insert(PBI, NewBonus);
1476       NewBonus->takeName(BonusInst);
1477       BonusInst->setName(BonusInst->getName()+".old");
1478     }
1479     
1480     // Clone Cond into the predecessor basic block, and or/and the
1481     // two conditions together.
1482     Instruction *New = Cond->clone();
1483     if (BonusInst) New->replaceUsesOfWith(BonusInst, NewBonus);
1484     PredBlock->getInstList().insert(PBI, New);
1485     New->takeName(Cond);
1486     Cond->setName(New->getName()+".old");
1487     
1488     Value *NewCond = BinaryOperator::Create(Opc, PBI->getCondition(),
1489                                             New, "or.cond", PBI);
1490     PBI->setCondition(NewCond);
1491     if (PBI->getSuccessor(0) == BB) {
1492       AddPredecessorToBlock(TrueDest, PredBlock, BB);
1493       PBI->setSuccessor(0, TrueDest);
1494     }
1495     if (PBI->getSuccessor(1) == BB) {
1496       AddPredecessorToBlock(FalseDest, PredBlock, BB);
1497       PBI->setSuccessor(1, FalseDest);
1498     }
1499     return true;
1500   }
1501   return false;
1502 }
1503
1504 /// SimplifyCondBranchToCondBranch - If we have a conditional branch as a
1505 /// predecessor of another block, this function tries to simplify it.  We know
1506 /// that PBI and BI are both conditional branches, and BI is in one of the
1507 /// successor blocks of PBI - PBI branches to BI.
1508 static bool SimplifyCondBranchToCondBranch(BranchInst *PBI, BranchInst *BI) {
1509   assert(PBI->isConditional() && BI->isConditional());
1510   BasicBlock *BB = BI->getParent();
1511
1512   // If this block ends with a branch instruction, and if there is a
1513   // predecessor that ends on a branch of the same condition, make 
1514   // this conditional branch redundant.
1515   if (PBI->getCondition() == BI->getCondition() &&
1516       PBI->getSuccessor(0) != PBI->getSuccessor(1)) {
1517     // Okay, the outcome of this conditional branch is statically
1518     // knowable.  If this block had a single pred, handle specially.
1519     if (BB->getSinglePredecessor()) {
1520       // Turn this into a branch on constant.
1521       bool CondIsTrue = PBI->getSuccessor(0) == BB;
1522       BI->setCondition(ConstantInt::get(Type::getInt1Ty(BB->getContext()), 
1523                                         CondIsTrue));
1524       return true;  // Nuke the branch on constant.
1525     }
1526     
1527     // Otherwise, if there are multiple predecessors, insert a PHI that merges
1528     // in the constant and simplify the block result.  Subsequent passes of
1529     // simplifycfg will thread the block.
1530     if (BlockIsSimpleEnoughToThreadThrough(BB)) {
1531       PHINode *NewPN = PHINode::Create(Type::getInt1Ty(BB->getContext()),
1532                                        BI->getCondition()->getName() + ".pr",
1533                                        BB->begin());
1534       // Okay, we're going to insert the PHI node.  Since PBI is not the only
1535       // predecessor, compute the PHI'd conditional value for all of the preds.
1536       // Any predecessor where the condition is not computable we keep symbolic.
1537       for (pred_iterator PI = pred_begin(BB), E = pred_end(BB); PI != E; ++PI) {
1538         BasicBlock *P = *PI;
1539         if ((PBI = dyn_cast<BranchInst>(P->getTerminator())) &&
1540             PBI != BI && PBI->isConditional() &&
1541             PBI->getCondition() == BI->getCondition() &&
1542             PBI->getSuccessor(0) != PBI->getSuccessor(1)) {
1543           bool CondIsTrue = PBI->getSuccessor(0) == BB;
1544           NewPN->addIncoming(ConstantInt::get(Type::getInt1Ty(BB->getContext()), 
1545                                               CondIsTrue), P);
1546         } else {
1547           NewPN->addIncoming(BI->getCondition(), P);
1548         }
1549       }
1550       
1551       BI->setCondition(NewPN);
1552       return true;
1553     }
1554   }
1555   
1556   // If this is a conditional branch in an empty block, and if any
1557   // predecessors is a conditional branch to one of our destinations,
1558   // fold the conditions into logical ops and one cond br.
1559   BasicBlock::iterator BBI = BB->begin();
1560   // Ignore dbg intrinsics.
1561   while (isa<DbgInfoIntrinsic>(BBI))
1562     ++BBI;
1563   if (&*BBI != BI)
1564     return false;
1565
1566   
1567   if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(BI->getCondition()))
1568     if (CE->canTrap())
1569       return false;
1570   
1571   int PBIOp, BIOp;
1572   if (PBI->getSuccessor(0) == BI->getSuccessor(0))
1573     PBIOp = BIOp = 0;
1574   else if (PBI->getSuccessor(0) == BI->getSuccessor(1))
1575     PBIOp = 0, BIOp = 1;
1576   else if (PBI->getSuccessor(1) == BI->getSuccessor(0))
1577     PBIOp = 1, BIOp = 0;
1578   else if (PBI->getSuccessor(1) == BI->getSuccessor(1))
1579     PBIOp = BIOp = 1;
1580   else
1581     return false;
1582     
1583   // Check to make sure that the other destination of this branch
1584   // isn't BB itself.  If so, this is an infinite loop that will
1585   // keep getting unwound.
1586   if (PBI->getSuccessor(PBIOp) == BB)
1587     return false;
1588     
1589   // Do not perform this transformation if it would require 
1590   // insertion of a large number of select instructions. For targets
1591   // without predication/cmovs, this is a big pessimization.
1592   BasicBlock *CommonDest = PBI->getSuccessor(PBIOp);
1593       
1594   unsigned NumPhis = 0;
1595   for (BasicBlock::iterator II = CommonDest->begin();
1596        isa<PHINode>(II); ++II, ++NumPhis)
1597     if (NumPhis > 2) // Disable this xform.
1598       return false;
1599     
1600   // Finally, if everything is ok, fold the branches to logical ops.
1601   BasicBlock *OtherDest  = BI->getSuccessor(BIOp ^ 1);
1602   
1603   DEBUG(dbgs() << "FOLDING BRs:" << *PBI->getParent()
1604                << "AND: " << *BI->getParent());
1605   
1606   
1607   // If OtherDest *is* BB, then BB is a basic block with a single conditional
1608   // branch in it, where one edge (OtherDest) goes back to itself but the other
1609   // exits.  We don't *know* that the program avoids the infinite loop
1610   // (even though that seems likely).  If we do this xform naively, we'll end up
1611   // recursively unpeeling the loop.  Since we know that (after the xform is
1612   // done) that the block *is* infinite if reached, we just make it an obviously
1613   // infinite loop with no cond branch.
1614   if (OtherDest == BB) {
1615     // Insert it at the end of the function, because it's either code,
1616     // or it won't matter if it's hot. :)
1617     BasicBlock *InfLoopBlock = BasicBlock::Create(BB->getContext(),
1618                                                   "infloop", BB->getParent());
1619     BranchInst::Create(InfLoopBlock, InfLoopBlock);
1620     OtherDest = InfLoopBlock;
1621   }  
1622   
1623   DEBUG(dbgs() << *PBI->getParent()->getParent());
1624   
1625   // BI may have other predecessors.  Because of this, we leave
1626   // it alone, but modify PBI.
1627   
1628   // Make sure we get to CommonDest on True&True directions.
1629   Value *PBICond = PBI->getCondition();
1630   if (PBIOp)
1631     PBICond = BinaryOperator::CreateNot(PBICond,
1632                                         PBICond->getName()+".not",
1633                                         PBI);
1634   Value *BICond = BI->getCondition();
1635   if (BIOp)
1636     BICond = BinaryOperator::CreateNot(BICond,
1637                                        BICond->getName()+".not",
1638                                        PBI);
1639   // Merge the conditions.
1640   Value *Cond = BinaryOperator::CreateOr(PBICond, BICond, "brmerge", PBI);
1641   
1642   // Modify PBI to branch on the new condition to the new dests.
1643   PBI->setCondition(Cond);
1644   PBI->setSuccessor(0, CommonDest);
1645   PBI->setSuccessor(1, OtherDest);
1646   
1647   // OtherDest may have phi nodes.  If so, add an entry from PBI's
1648   // block that are identical to the entries for BI's block.
1649   PHINode *PN;
1650   for (BasicBlock::iterator II = OtherDest->begin();
1651        (PN = dyn_cast<PHINode>(II)); ++II) {
1652     Value *V = PN->getIncomingValueForBlock(BB);
1653     PN->addIncoming(V, PBI->getParent());
1654   }
1655   
1656   // We know that the CommonDest already had an edge from PBI to
1657   // it.  If it has PHIs though, the PHIs may have different
1658   // entries for BB and PBI's BB.  If so, insert a select to make
1659   // them agree.
1660   for (BasicBlock::iterator II = CommonDest->begin();
1661        (PN = dyn_cast<PHINode>(II)); ++II) {
1662     Value *BIV = PN->getIncomingValueForBlock(BB);
1663     unsigned PBBIdx = PN->getBasicBlockIndex(PBI->getParent());
1664     Value *PBIV = PN->getIncomingValue(PBBIdx);
1665     if (BIV != PBIV) {
1666       // Insert a select in PBI to pick the right value.
1667       Value *NV = SelectInst::Create(PBICond, PBIV, BIV,
1668                                      PBIV->getName()+".mux", PBI);
1669       PN->setIncomingValue(PBBIdx, NV);
1670     }
1671   }
1672   
1673   DEBUG(dbgs() << "INTO: " << *PBI->getParent());
1674   DEBUG(dbgs() << *PBI->getParent()->getParent());
1675   
1676   // This basic block is probably dead.  We know it has at least
1677   // one fewer predecessor.
1678   return true;
1679 }
1680
1681 // SimplifyIndirectBrOnSelect - Replaces
1682 //   (indirectbr (select cond, blockaddress(@fn, BlockA),
1683 //                             blockaddress(@fn, BlockB)))
1684 // with
1685 //   (br cond, BlockA, BlockB).
1686 static bool SimplifyIndirectBrOnSelect(IndirectBrInst *IBI, SelectInst *SI) {
1687   // Check that both operands of the select are block addresses.
1688   BlockAddress *TBA = dyn_cast<BlockAddress>(SI->getTrueValue());
1689   BlockAddress *FBA = dyn_cast<BlockAddress>(SI->getFalseValue());
1690   if (!TBA || !FBA)
1691     return false;
1692
1693   // Extract the actual blocks.
1694   BasicBlock *TrueBB = TBA->getBasicBlock();
1695   BasicBlock *FalseBB = FBA->getBasicBlock();
1696
1697   // Remove any superfluous successor edges from the CFG.
1698   // First, figure out which successors to preserve.
1699   // If TrueBB and FalseBB are equal, only try to preserve one copy of that
1700   // successor.
1701   BasicBlock *KeepEdge1 = TrueBB;
1702   BasicBlock *KeepEdge2 = TrueBB != FalseBB ? FalseBB : 0;
1703
1704   // Then remove the rest.
1705   for (unsigned I = 0, E = IBI->getNumSuccessors(); I != E; ++I) {
1706     BasicBlock *Succ = IBI->getSuccessor(I);
1707     // Make sure only to keep exactly one copy of each edge.
1708     if (Succ == KeepEdge1)
1709       KeepEdge1 = 0;
1710     else if (Succ == KeepEdge2)
1711       KeepEdge2 = 0;
1712     else
1713       Succ->removePredecessor(IBI->getParent());
1714   }
1715
1716   // Insert an appropriate new terminator.
1717   if ((KeepEdge1 == 0) && (KeepEdge2 == 0)) {
1718     if (TrueBB == FalseBB)
1719       // We were only looking for one successor, and it was present.
1720       // Create an unconditional branch to it.
1721       BranchInst::Create(TrueBB, IBI);
1722     else
1723       // We found both of the successors we were looking for.
1724       // Create a conditional branch sharing the condition of the select.
1725       BranchInst::Create(TrueBB, FalseBB, SI->getCondition(), IBI);
1726   } else if (KeepEdge1 && (KeepEdge2 || TrueBB == FalseBB)) {
1727     // Neither of the selected blocks were successors, so this
1728     // indirectbr must be unreachable.
1729     new UnreachableInst(IBI->getContext(), IBI);
1730   } else {
1731     // One of the selected values was a successor, but the other wasn't.
1732     // Insert an unconditional branch to the one that was found;
1733     // the edge to the one that wasn't must be unreachable.
1734     if (KeepEdge1 == 0)
1735       // Only TrueBB was found.
1736       BranchInst::Create(TrueBB, IBI);
1737     else
1738       // Only FalseBB was found.
1739       BranchInst::Create(FalseBB, IBI);
1740   }
1741
1742   EraseTerminatorInstAndDCECond(IBI);
1743   return true;
1744 }
1745
1746 /// TryToSimplifyUncondBranchWithICmpInIt - This is called when we find an icmp
1747 /// instruction (a seteq/setne with a constant) as the only instruction in a
1748 /// block that ends with an uncond branch.  We are looking for a very specific
1749 /// pattern that occurs when "A == 1 || A == 2 || A == 3" gets simplified.  In
1750 /// this case, we merge the first two "or's of icmp" into a switch, but then the
1751 /// default value goes to an uncond block with a seteq in it, we get something
1752 /// like:
1753 ///
1754 ///   switch i8 %A, label %DEFAULT [ i8 1, label %end    i8 2, label %end ]
1755 /// DEFAULT:
1756 ///   %tmp = icmp eq i8 %A, 92
1757 ///   br label %end
1758 /// end:
1759 ///   ... = phi i1 [ true, %entry ], [ %tmp, %DEFAULT ], [ true, %entry ]
1760 /// 
1761 /// We prefer to split the edge to 'end' so that there is a true/false entry to
1762 /// the PHI, merging the third icmp into the switch.
1763 static bool TryToSimplifyUncondBranchWithICmpInIt(ICmpInst *ICI) {
1764   BasicBlock *BB = ICI->getParent();
1765   // If the block has any PHIs in it or the icmp has multiple uses, it is too
1766   // complex.
1767   if (isa<PHINode>(BB->begin()) || !ICI->hasOneUse()) return false;
1768
1769   Value *V = ICI->getOperand(0);
1770   ConstantInt *Cst = cast<ConstantInt>(ICI->getOperand(1));
1771   
1772   // The pattern we're looking for is where our only predecessor is a switch on
1773   // 'V' and this block is the default case for the switch.  In this case we can
1774   // fold the compared value into the switch to simplify things.
1775   BasicBlock *Pred = BB->getSinglePredecessor();
1776   if (Pred == 0 || !isa<SwitchInst>(Pred->getTerminator())) return false;
1777   
1778   SwitchInst *SI = cast<SwitchInst>(Pred->getTerminator());
1779   if (SI->getCondition() != V)
1780     return false;
1781   
1782   // If BB is reachable on a non-default case, then we simply know the value of
1783   // V in this block.  Substitute it and constant fold the icmp instruction
1784   // away.
1785   if (SI->getDefaultDest() != BB) {
1786     ConstantInt *VVal = SI->findCaseDest(BB);
1787     assert(VVal && "Should have a unique destination value");
1788     ICI->setOperand(0, VVal);
1789     
1790     if (Constant *C = ConstantFoldInstruction(ICI)) {
1791       ICI->replaceAllUsesWith(C);
1792       ICI->eraseFromParent();
1793     }
1794     // BB is now empty, so it is likely to simplify away.
1795     return SimplifyCFG(BB) | true;
1796   }
1797   
1798   // Ok, the block is reachable from the default dest.  If the constant we're
1799   // comparing exists in one of the other edges, then we can constant fold ICI
1800   // and zap it.
1801   if (SI->findCaseValue(Cst) != 0) {
1802     Value *V;
1803     if (ICI->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_EQ)
1804       V = ConstantInt::getFalse(BB->getContext());
1805     else
1806       V = ConstantInt::getTrue(BB->getContext());
1807     
1808     ICI->replaceAllUsesWith(V);
1809     ICI->eraseFromParent();
1810     // BB is now empty, so it is likely to simplify away.
1811     return SimplifyCFG(BB) | true;
1812   }
1813   
1814   // The use of the icmp has to be in the 'end' block, by the only PHI node in
1815   // the block.
1816   BasicBlock *SuccBlock = BB->getTerminator()->getSuccessor(0);
1817   PHINode *PHIUse = dyn_cast<PHINode>(ICI->use_back());
1818   if (PHIUse == 0 || PHIUse != &SuccBlock->front() ||
1819       isa<PHINode>(++BasicBlock::iterator(PHIUse)))
1820     return false;
1821
1822   // If the icmp is a SETEQ, then the default dest gets false, the new edge gets
1823   // true in the PHI.
1824   Constant *DefaultCst = ConstantInt::getTrue(BB->getContext());
1825   Constant *NewCst     = ConstantInt::getFalse(BB->getContext());
1826
1827   if (ICI->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_EQ)
1828     std::swap(DefaultCst, NewCst);
1829
1830   // Replace ICI (which is used by the PHI for the default value) with true or
1831   // false depending on if it is EQ or NE.
1832   ICI->replaceAllUsesWith(DefaultCst);
1833   ICI->eraseFromParent();
1834
1835   // Okay, the switch goes to this block on a default value.  Add an edge from
1836   // the switch to the merge point on the compared value.
1837   BasicBlock *NewBB = BasicBlock::Create(BB->getContext(), "switch.edge",
1838                                          BB->getParent(), BB);
1839   SI->addCase(Cst, NewBB);
1840   
1841   // NewBB branches to the phi block, add the uncond branch and the phi entry.
1842   BranchInst::Create(SuccBlock, NewBB);
1843   PHIUse->addIncoming(NewCst, NewBB);
1844   return true;
1845 }
1846
1847 bool SimplifyCFGOpt::run(BasicBlock *BB) {
1848   bool Changed = false;
1849   Function *Fn = BB->getParent();
1850
1851   assert(BB && Fn && "Block not embedded in function!");
1852   assert(BB->getTerminator() && "Degenerate basic block encountered!");
1853
1854   // Remove basic blocks that have no predecessors (except the entry block)...
1855   // or that just have themself as a predecessor.  These are unreachable.
1856   if ((pred_begin(BB) == pred_end(BB) && BB != &Fn->getEntryBlock()) ||
1857       BB->getSinglePredecessor() == BB) {
1858     DEBUG(dbgs() << "Removing BB: \n" << *BB);
1859     DeleteDeadBlock(BB);
1860     return true;
1861   }
1862
1863   // Check to see if we can constant propagate this terminator instruction
1864   // away...
1865   Changed |= ConstantFoldTerminator(BB);
1866
1867   // Check for and eliminate duplicate PHI nodes in this block.
1868   Changed |= EliminateDuplicatePHINodes(BB);
1869
1870   // If there is a trivial two-entry PHI node in this basic block, and we can
1871   // eliminate it, do so now.
1872   if (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(BB->begin()))
1873     if (PN->getNumIncomingValues() == 2)
1874       Changed |= FoldTwoEntryPHINode(PN); 
1875
1876   // If this is a returning block with only PHI nodes in it, fold the return
1877   // instruction into any unconditional branch predecessors.
1878   //
1879   // If any predecessor is a conditional branch that just selects among
1880   // different return values, fold the replace the branch/return with a select
1881   // and return.
1882   if (ReturnInst *RI = dyn_cast<ReturnInst>(BB->getTerminator())) {
1883     if (BB->getFirstNonPHIOrDbg()->isTerminator()) {
1884       // Find predecessors that end with branches.
1885       SmallVector<BasicBlock*, 8> UncondBranchPreds;
1886       SmallVector<BranchInst*, 8> CondBranchPreds;
1887       for (pred_iterator PI = pred_begin(BB), E = pred_end(BB); PI != E; ++PI) {
1888         BasicBlock *P = *PI;
1889         TerminatorInst *PTI = P->getTerminator();
1890         if (BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(PTI)) {
1891           if (BI->isUnconditional())
1892             UncondBranchPreds.push_back(P);
1893           else
1894             CondBranchPreds.push_back(BI);
1895         }
1896       }
1897
1898       // If we found some, do the transformation!
1899       if (!UncondBranchPreds.empty()) {
1900         while (!UncondBranchPreds.empty()) {
1901           BasicBlock *Pred = UncondBranchPreds.pop_back_val();
1902           DEBUG(dbgs() << "FOLDING: " << *BB
1903                        << "INTO UNCOND BRANCH PRED: " << *Pred);
1904           Instruction *UncondBranch = Pred->getTerminator();
1905           // Clone the return and add it to the end of the predecessor.
1906           Instruction *NewRet = RI->clone();
1907           Pred->getInstList().push_back(NewRet);
1908
1909           // If the return instruction returns a value, and if the value was a
1910           // PHI node in "BB", propagate the right value into the return.
1911           for (User::op_iterator i = NewRet->op_begin(), e = NewRet->op_end();
1912                i != e; ++i)
1913             if (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(*i))
1914               if (PN->getParent() == BB)
1915                 *i = PN->getIncomingValueForBlock(Pred);
1916           
1917           // Update any PHI nodes in the returning block to realize that we no
1918           // longer branch to them.
1919           BB->removePredecessor(Pred);
1920           Pred->getInstList().erase(UncondBranch);
1921         }
1922
1923         // If we eliminated all predecessors of the block, delete the block now.
1924         if (pred_begin(BB) == pred_end(BB))
1925           // We know there are no successors, so just nuke the block.
1926           Fn->getBasicBlockList().erase(BB);
1927
1928         return true;
1929       }
1930
1931       // Check out all of the conditional branches going to this return
1932       // instruction.  If any of them just select between returns, change the
1933       // branch itself into a select/return pair.
1934       while (!CondBranchPreds.empty()) {
1935         BranchInst *BI = CondBranchPreds.pop_back_val();
1936
1937         // Check to see if the non-BB successor is also a return block.
1938         if (isa<ReturnInst>(BI->getSuccessor(0)->getTerminator()) &&
1939             isa<ReturnInst>(BI->getSuccessor(1)->getTerminator()) &&
1940             SimplifyCondBranchToTwoReturns(BI))
1941           return true;
1942       }
1943     }
1944   } else if (isa<UnwindInst>(BB->begin())) {
1945     // Check to see if the first instruction in this block is just an unwind.
1946     // If so, replace any invoke instructions which use this as an exception
1947     // destination with call instructions.
1948     //
1949     SmallVector<BasicBlock*, 8> Preds(pred_begin(BB), pred_end(BB));
1950     while (!Preds.empty()) {
1951       BasicBlock *Pred = Preds.back();
1952       InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(Pred->getTerminator());
1953       if (II && II->getUnwindDest() == BB) {
1954         // Insert a new branch instruction before the invoke, because this
1955         // is now a fall through.
1956         BranchInst *BI = BranchInst::Create(II->getNormalDest(), II);
1957         Pred->getInstList().remove(II);   // Take out of symbol table
1958
1959         // Insert the call now.
1960         SmallVector<Value*,8> Args(II->op_begin(), II->op_end()-3);
1961         CallInst *CI = CallInst::Create(II->getCalledValue(),
1962                                         Args.begin(), Args.end(),
1963                                         II->getName(), BI);
1964         CI->setCallingConv(II->getCallingConv());
1965         CI->setAttributes(II->getAttributes());
1966         // If the invoke produced a value, the Call now does instead.
1967         II->replaceAllUsesWith(CI);
1968         delete II;
1969         Changed = true;
1970       }
1971
1972       Preds.pop_back();
1973     }
1974
1975     // If this block is now dead (and isn't the entry block), remove it.
1976     if (pred_begin(BB) == pred_end(BB) && BB != &Fn->getEntryBlock()) {
1977       // We know there are no successors, so just nuke the block.
1978       Fn->getBasicBlockList().erase(BB);
1979       return true;
1980     }
1981
1982   } else if (SwitchInst *SI = dyn_cast<SwitchInst>(BB->getTerminator())) {
1983     if (isValueEqualityComparison(SI)) {
1984       // If we only have one predecessor, and if it is a branch on this value,
1985       // see if that predecessor totally determines the outcome of this switch.
1986       if (BasicBlock *OnlyPred = BB->getSinglePredecessor())
1987         if (SimplifyEqualityComparisonWithOnlyPredecessor(SI, OnlyPred))
1988           return SimplifyCFG(BB) || 1;
1989
1990       // If the block only contains the switch, see if we can fold the block
1991       // away into any preds.
1992       BasicBlock::iterator BBI = BB->begin();
1993       // Ignore dbg intrinsics.
1994       while (isa<DbgInfoIntrinsic>(BBI))
1995         ++BBI;
1996       if (SI == &*BBI)
1997         if (FoldValueComparisonIntoPredecessors(SI))
1998           return SimplifyCFG(BB) || 1;
1999     }
2000   } else if (BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(BB->getTerminator())) {
2001     if (BI->isUnconditional()) {
2002       // If the Terminator is the only non-phi instruction, simplify the block.
2003       BasicBlock::iterator I = BB->getFirstNonPHIOrDbg();
2004       if (I->isTerminator() && BB != &Fn->getEntryBlock() &&
2005           TryToSimplifyUncondBranchFromEmptyBlock(BB))
2006         return true;
2007       
2008       // If the only instruction in the block is a seteq/setne comparison
2009       // against a constant, try to simplify the block.
2010       if (ICmpInst *ICI = dyn_cast<ICmpInst>(I))
2011         if (ICI->isEquality() && isa<ConstantInt>(ICI->getOperand(1))) {
2012           for (++I; isa<DbgInfoIntrinsic>(I); ++I)
2013             ;
2014           if (I->isTerminator() &&
2015               TryToSimplifyUncondBranchWithICmpInIt(ICI))
2016             return true;
2017         }
2018       
2019     } else {  // Conditional branch
2020       if (isValueEqualityComparison(BI)) {
2021         // If we only have one predecessor, and if it is a branch on this value,
2022         // see if that predecessor totally determines the outcome of this
2023         // switch.
2024         if (BasicBlock *OnlyPred = BB->getSinglePredecessor())
2025           if (SimplifyEqualityComparisonWithOnlyPredecessor(BI, OnlyPred))
2026             return SimplifyCFG(BB) | true;
2027
2028         // This block must be empty, except for the setcond inst, if it exists.
2029         // Ignore dbg intrinsics.
2030         BasicBlock::iterator I = BB->begin();
2031         // Ignore dbg intrinsics.
2032         while (isa<DbgInfoIntrinsic>(I))
2033           ++I;
2034         if (&*I == BI) {
2035           if (FoldValueComparisonIntoPredecessors(BI))
2036             return SimplifyCFG(BB) | true;
2037         } else if (&*I == cast<Instruction>(BI->getCondition())){
2038           ++I;
2039           // Ignore dbg intrinsics.
2040           while (isa<DbgInfoIntrinsic>(I))
2041             ++I;
2042           if (&*I == BI && FoldValueComparisonIntoPredecessors(BI))
2043             return SimplifyCFG(BB) | true;
2044         }
2045       }
2046
2047       // If this is a branch on a phi node in the current block, thread control
2048       // through this block if any PHI node entries are constants.
2049       if (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(BI->getCondition()))
2050         if (PN->getParent() == BI->getParent())
2051           if (FoldCondBranchOnPHI(BI))
2052             return SimplifyCFG(BB) | true;
2053
2054       // If this basic block is ONLY a setcc and a branch, and if a predecessor
2055       // branches to us and one of our successors, fold the setcc into the
2056       // predecessor and use logical operations to pick the right destination.
2057       if (FoldBranchToCommonDest(BI))
2058         return SimplifyCFG(BB) | true;
2059
2060
2061       // Scan predecessor blocks for conditional branches.
2062       for (pred_iterator PI = pred_begin(BB), E = pred_end(BB); PI != E; ++PI)
2063         if (BranchInst *PBI = dyn_cast<BranchInst>((*PI)->getTerminator()))
2064           if (PBI != BI && PBI->isConditional())
2065             if (SimplifyCondBranchToCondBranch(PBI, BI))
2066               return SimplifyCFG(BB) | true;
2067       
2068     
2069       // Change br (X == 0 | X == 1), T, F into a switch instruction.
2070       // If this is a bunch of seteq's or'd together, or if it's a bunch of
2071       // 'setne's and'ed together, collect them.
2072       Value *CompVal = 0;
2073       std::vector<ConstantInt*> Values;
2074       bool TrueWhenEqual = true;
2075       
2076       if (Instruction *Cond = dyn_cast<Instruction>(BI->getCondition())) {
2077         if (Cond->getOpcode() == Instruction::Or) {
2078           CompVal = GatherConstantSetEQs(Cond, Values, TD);
2079         } else if (Cond->getOpcode() == Instruction::And) {
2080           CompVal = GatherConstantSetNEs(Cond, Values, TD);
2081           TrueWhenEqual = false;
2082         }
2083       }
2084
2085       if (CompVal) {
2086         // There might be duplicate constants in the list, which the switch
2087         // instruction can't handle, remove them now.
2088         array_pod_sort(Values.begin(), Values.end(), ConstantIntSortPredicate);
2089         Values.erase(std::unique(Values.begin(), Values.end()), Values.end());
2090         
2091         // Figure out which block is which destination.
2092         BasicBlock *DefaultBB = BI->getSuccessor(1);
2093         BasicBlock *EdgeBB    = BI->getSuccessor(0);
2094         if (!TrueWhenEqual) std::swap(DefaultBB, EdgeBB);
2095         
2096         // Convert pointer to int before we switch.
2097         if (CompVal->getType()->isPointerTy()) {
2098           assert(TD && "Cannot switch on pointer without TargetData");
2099           CompVal = new PtrToIntInst(CompVal,
2100                                      TD->getIntPtrType(CompVal->getContext()),
2101                                      "magicptr", BI);
2102         }
2103         
2104         // Create the new switch instruction now.
2105         SwitchInst *New = SwitchInst::Create(CompVal, DefaultBB,
2106                                              Values.size(), BI);
2107         
2108         // Add all of the 'cases' to the switch instruction.
2109         for (unsigned i = 0, e = Values.size(); i != e; ++i)
2110           New->addCase(Values[i], EdgeBB);
2111         
2112         // We added edges from PI to the EdgeBB.  As such, if there were any
2113         // PHI nodes in EdgeBB, they need entries to be added corresponding to
2114         // the number of edges added.
2115         for (BasicBlock::iterator BBI = EdgeBB->begin();
2116              isa<PHINode>(BBI); ++BBI) {
2117           PHINode *PN = cast<PHINode>(BBI);
2118           Value *InVal = PN->getIncomingValueForBlock(BB);
2119           for (unsigned i = 0, e = Values.size()-1; i != e; ++i)
2120             PN->addIncoming(InVal, BB);
2121         }
2122         
2123         // Erase the old branch instruction.
2124         EraseTerminatorInstAndDCECond(BI);
2125         return true;
2126       }
2127     }
2128   } else if (isa<UnreachableInst>(BB->getTerminator())) {
2129     // If there are any instructions immediately before the unreachable that can
2130     // be removed, do so.
2131     Instruction *Unreachable = BB->getTerminator();
2132     while (Unreachable != BB->begin()) {
2133       BasicBlock::iterator BBI = Unreachable;
2134       --BBI;
2135       // Do not delete instructions that can have side effects, like calls
2136       // (which may never return) and volatile loads and stores.
2137       if (isa<CallInst>(BBI) && !isa<DbgInfoIntrinsic>(BBI)) break;
2138
2139       if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(BBI))
2140         if (SI->isVolatile())
2141           break;
2142
2143       if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(BBI))
2144         if (LI->isVolatile())
2145           break;
2146
2147       // Delete this instruction
2148       BB->getInstList().erase(BBI);
2149       Changed = true;
2150     }
2151
2152     // If the unreachable instruction is the first in the block, take a gander
2153     // at all of the predecessors of this instruction, and simplify them.
2154     if (&BB->front() == Unreachable) {
2155       SmallVector<BasicBlock*, 8> Preds(pred_begin(BB), pred_end(BB));
2156       for (unsigned i = 0, e = Preds.size(); i != e; ++i) {
2157         TerminatorInst *TI = Preds[i]->getTerminator();
2158
2159         if (BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(TI)) {
2160           if (BI->isUnconditional()) {
2161             if (BI->getSuccessor(0) == BB) {
2162               new UnreachableInst(TI->getContext(), TI);
2163               TI->eraseFromParent();
2164               Changed = true;
2165             }
2166           } else {
2167             if (BI->getSuccessor(0) == BB) {
2168               BranchInst::Create(BI->getSuccessor(1), BI);
2169               EraseTerminatorInstAndDCECond(BI);
2170             } else if (BI->getSuccessor(1) == BB) {
2171               BranchInst::Create(BI->getSuccessor(0), BI);
2172               EraseTerminatorInstAndDCECond(BI);
2173               Changed = true;
2174             }
2175           }
2176         } else if (SwitchInst *SI = dyn_cast<SwitchInst>(TI)) {
2177           for (unsigned i = 1, e = SI->getNumCases(); i != e; ++i)
2178             if (SI->getSuccessor(i) == BB) {
2179               BB->removePredecessor(SI->getParent());
2180               SI->removeCase(i);
2181               --i; --e;
2182               Changed = true;
2183             }
2184           // If the default value is unreachable, figure out the most popular
2185           // destination and make it the default.
2186           if (SI->getSuccessor(0) == BB) {
2187             std::map<BasicBlock*, unsigned> Popularity;
2188             for (unsigned i = 1, e = SI->getNumCases(); i != e; ++i)
2189               Popularity[SI->getSuccessor(i)]++;
2190
2191             // Find the most popular block.
2192             unsigned MaxPop = 0;
2193             BasicBlock *MaxBlock = 0;
2194             for (std::map<BasicBlock*, unsigned>::iterator
2195                    I = Popularity.begin(), E = Popularity.end(); I != E; ++I) {
2196               if (I->second > MaxPop) {
2197                 MaxPop = I->second;
2198                 MaxBlock = I->first;
2199               }
2200             }
2201             if (MaxBlock) {
2202               // Make this the new default, allowing us to delete any explicit
2203               // edges to it.
2204               SI->setSuccessor(0, MaxBlock);
2205               Changed = true;
2206
2207               // If MaxBlock has phinodes in it, remove MaxPop-1 entries from
2208               // it.
2209               if (isa<PHINode>(MaxBlock->begin()))
2210                 for (unsigned i = 0; i != MaxPop-1; ++i)
2211                   MaxBlock->removePredecessor(SI->getParent());
2212
2213               for (unsigned i = 1, e = SI->getNumCases(); i != e; ++i)
2214                 if (SI->getSuccessor(i) == MaxBlock) {
2215                   SI->removeCase(i);
2216                   --i; --e;
2217                 }
2218             }
2219           }
2220         } else if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(TI)) {
2221           if (II->getUnwindDest() == BB) {
2222             // Convert the invoke to a call instruction.  This would be a good
2223             // place to note that the call does not throw though.
2224             BranchInst *BI = BranchInst::Create(II->getNormalDest(), II);
2225             II->removeFromParent();   // Take out of symbol table
2226
2227             // Insert the call now...
2228             SmallVector<Value*, 8> Args(II->op_begin(), II->op_end()-3);
2229             CallInst *CI = CallInst::Create(II->getCalledValue(),
2230                                             Args.begin(), Args.end(),
2231                                             II->getName(), BI);
2232             CI->setCallingConv(II->getCallingConv());
2233             CI->setAttributes(II->getAttributes());
2234             // If the invoke produced a value, the call does now instead.
2235             II->replaceAllUsesWith(CI);
2236             delete II;
2237             Changed = true;
2238           }
2239         }
2240       }
2241
2242       // If this block is now dead, remove it.
2243       if (pred_begin(BB) == pred_end(BB) && BB != &Fn->getEntryBlock()) {
2244         // We know there are no successors, so just nuke the block.
2245         Fn->getBasicBlockList().erase(BB);
2246         return true;
2247       }
2248     }
2249   } else if (IndirectBrInst *IBI =
2250                dyn_cast<IndirectBrInst>(BB->getTerminator())) {
2251     // Eliminate redundant destinations.
2252     SmallPtrSet<Value *, 8> Succs;
2253     for (unsigned i = 0, e = IBI->getNumDestinations(); i != e; ++i) {
2254       BasicBlock *Dest = IBI->getDestination(i);
2255       if (!Dest->hasAddressTaken() || !Succs.insert(Dest)) {
2256         Dest->removePredecessor(BB);
2257         IBI->removeDestination(i);
2258         --i; --e;
2259         Changed = true;
2260       }
2261     } 
2262
2263     if (IBI->getNumDestinations() == 0) {
2264       // If the indirectbr has no successors, change it to unreachable.
2265       new UnreachableInst(IBI->getContext(), IBI);
2266       EraseTerminatorInstAndDCECond(IBI);
2267       Changed = true;
2268     } else if (IBI->getNumDestinations() == 1) {
2269       // If the indirectbr has one successor, change it to a direct branch.
2270       BranchInst::Create(IBI->getDestination(0), IBI);
2271       EraseTerminatorInstAndDCECond(IBI);
2272       Changed = true;
2273     } else if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(IBI->getAddress())) {
2274       if (SimplifyIndirectBrOnSelect(IBI, SI))
2275         return SimplifyCFG(BB) | true;
2276     }
2277   }
2278
2279   // Merge basic blocks into their predecessor if there is only one distinct
2280   // pred, and if there is only one distinct successor of the predecessor, and
2281   // if there are no PHI nodes.
2282   //
2283   if (MergeBlockIntoPredecessor(BB))
2284     return true;
2285
2286   // Otherwise, if this block only has a single predecessor, and if that block
2287   // is a conditional branch, see if we can hoist any code from this block up
2288   // into our predecessor.
2289   pred_iterator PI(pred_begin(BB)), PE(pred_end(BB));
2290   BasicBlock *OnlyPred = 0;
2291   for (; PI != PE; ++PI) { // Search all predecessors, see if they are all same
2292     if (!OnlyPred)
2293       OnlyPred = *PI;
2294     else if (*PI != OnlyPred) {
2295       OnlyPred = 0;       // There are multiple different predecessors...
2296       break;
2297     }
2298   }
2299   
2300   if (OnlyPred) {
2301     BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(OnlyPred->getTerminator());
2302     if (BI && BI->isConditional()) {
2303       // Get the other block.
2304       BasicBlock *OtherBB = BI->getSuccessor(BI->getSuccessor(0) == BB);
2305       PI = pred_begin(OtherBB);
2306       ++PI;
2307       
2308       if (PI == pred_end(OtherBB)) {
2309         // We have a conditional branch to two blocks that are only reachable
2310         // from the condbr.  We know that the condbr dominates the two blocks,
2311         // so see if there is any identical code in the "then" and "else"
2312         // blocks.  If so, we can hoist it up to the branching block.
2313         Changed |= HoistThenElseCodeToIf(BI);
2314       } else {
2315         BasicBlock* OnlySucc = NULL;
2316         for (succ_iterator SI = succ_begin(BB), SE = succ_end(BB);
2317              SI != SE; ++SI) {
2318           if (!OnlySucc)
2319             OnlySucc = *SI;
2320           else if (*SI != OnlySucc) {
2321             OnlySucc = 0;     // There are multiple distinct successors!
2322             break;
2323           }
2324         }
2325
2326         if (OnlySucc == OtherBB) {
2327           // If BB's only successor is the other successor of the predecessor,
2328           // i.e. a triangle, see if we can hoist any code from this block up
2329           // to the "if" block.
2330           Changed |= SpeculativelyExecuteBB(BI, BB);
2331         }
2332       }
2333     }
2334   }
2335   
2336   return Changed;
2337 }
2338
2339 /// SimplifyCFG - This function is used to do simplification of a CFG.  For
2340 /// example, it adjusts branches to branches to eliminate the extra hop, it
2341 /// eliminates unreachable basic blocks, and does other "peephole" optimization
2342 /// of the CFG.  It returns true if a modification was made.
2343 ///
2344 bool llvm::SimplifyCFG(BasicBlock *BB, const TargetData *TD) {
2345   return SimplifyCFGOpt(TD).run(BB);
2346 }