]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - contrib/llvm/lib/Transforms/Scalar/JumpThreading.cpp
Merge llvm, clang, lld, lldb, compiler-rt and libc++ r304149, and update
[FreeBSD/FreeBSD.git] / contrib / llvm / lib / Transforms / Scalar / JumpThreading.cpp
1 //===- JumpThreading.cpp - Thread control through conditional blocks ------===//
2 //
3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
4 //
5 // This file is distributed under the University of Illinois Open Source
6 // License. See LICENSE.TXT for details.
7 //
8 //===----------------------------------------------------------------------===//
9 //
10 // This file implements the Jump Threading pass.
11 //
12 //===----------------------------------------------------------------------===//
13
14 #include "llvm/Transforms/Scalar/JumpThreading.h"
15 #include "llvm/Transforms/Scalar.h"
16 #include "llvm/ADT/DenseMap.h"
17 #include "llvm/ADT/DenseSet.h"
18 #include "llvm/ADT/STLExtras.h"
19 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
20 #include "llvm/Analysis/AliasAnalysis.h"
21 #include "llvm/Analysis/GlobalsModRef.h"
22 #include "llvm/Analysis/CFG.h"
23 #include "llvm/Analysis/BlockFrequencyInfoImpl.h"
24 #include "llvm/Analysis/ConstantFolding.h"
25 #include "llvm/Analysis/InstructionSimplify.h"
26 #include "llvm/Analysis/Loads.h"
27 #include "llvm/Analysis/LoopInfo.h"
28 #include "llvm/Analysis/ValueTracking.h"
29 #include "llvm/IR/DataLayout.h"
30 #include "llvm/IR/IntrinsicInst.h"
31 #include "llvm/IR/LLVMContext.h"
32 #include "llvm/IR/MDBuilder.h"
33 #include "llvm/IR/Metadata.h"
34 #include "llvm/IR/PatternMatch.h"
35 #include "llvm/Pass.h"
36 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
37 #include "llvm/Support/Debug.h"
38 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
39 #include "llvm/Transforms/Utils/BasicBlockUtils.h"
40 #include "llvm/Transforms/Utils/Cloning.h"
41 #include "llvm/Transforms/Utils/Local.h"
42 #include "llvm/Transforms/Utils/SSAUpdater.h"
43 #include <algorithm>
44 #include <memory>
45 using namespace llvm;
46 using namespace jumpthreading;
47
48 #define DEBUG_TYPE "jump-threading"
49
50 STATISTIC(NumThreads, "Number of jumps threaded");
51 STATISTIC(NumFolds,   "Number of terminators folded");
52 STATISTIC(NumDupes,   "Number of branch blocks duplicated to eliminate phi");
53
54 static cl::opt<unsigned>
55 BBDuplicateThreshold("jump-threading-threshold",
56           cl::desc("Max block size to duplicate for jump threading"),
57           cl::init(6), cl::Hidden);
58
59 static cl::opt<unsigned>
60 ImplicationSearchThreshold(
61   "jump-threading-implication-search-threshold",
62   cl::desc("The number of predecessors to search for a stronger "
63            "condition to use to thread over a weaker condition"),
64   cl::init(3), cl::Hidden);
65
66 namespace {
67   /// This pass performs 'jump threading', which looks at blocks that have
68   /// multiple predecessors and multiple successors.  If one or more of the
69   /// predecessors of the block can be proven to always jump to one of the
70   /// successors, we forward the edge from the predecessor to the successor by
71   /// duplicating the contents of this block.
72   ///
73   /// An example of when this can occur is code like this:
74   ///
75   ///   if () { ...
76   ///     X = 4;
77   ///   }
78   ///   if (X < 3) {
79   ///
80   /// In this case, the unconditional branch at the end of the first if can be
81   /// revectored to the false side of the second if.
82   ///
83   class JumpThreading : public FunctionPass {
84     JumpThreadingPass Impl;
85
86   public:
87     static char ID; // Pass identification
88     JumpThreading(int T = -1) : FunctionPass(ID), Impl(T) {
89       initializeJumpThreadingPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
90     }
91
92     bool runOnFunction(Function &F) override;
93
94     void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const override {
95       AU.addRequired<AAResultsWrapperPass>();
96       AU.addRequired<LazyValueInfoWrapperPass>();
97       AU.addPreserved<LazyValueInfoWrapperPass>();
98       AU.addPreserved<GlobalsAAWrapperPass>();
99       AU.addRequired<TargetLibraryInfoWrapperPass>();
100     }
101
102     void releaseMemory() override { Impl.releaseMemory(); }
103   };
104 }
105
106 char JumpThreading::ID = 0;
107 INITIALIZE_PASS_BEGIN(JumpThreading, "jump-threading",
108                 "Jump Threading", false, false)
109 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(LazyValueInfoWrapperPass)
110 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(TargetLibraryInfoWrapperPass)
111 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(AAResultsWrapperPass)
112 INITIALIZE_PASS_END(JumpThreading, "jump-threading",
113                 "Jump Threading", false, false)
114
115 // Public interface to the Jump Threading pass
116 FunctionPass *llvm::createJumpThreadingPass(int Threshold) { return new JumpThreading(Threshold); }
117
118 JumpThreadingPass::JumpThreadingPass(int T) {
119   BBDupThreshold = (T == -1) ? BBDuplicateThreshold : unsigned(T);
120 }
121
122 /// runOnFunction - Top level algorithm.
123 ///
124 bool JumpThreading::runOnFunction(Function &F) {
125   if (skipFunction(F))
126     return false;
127   auto TLI = &getAnalysis<TargetLibraryInfoWrapperPass>().getTLI();
128   auto LVI = &getAnalysis<LazyValueInfoWrapperPass>().getLVI();
129   auto AA = &getAnalysis<AAResultsWrapperPass>().getAAResults();
130   std::unique_ptr<BlockFrequencyInfo> BFI;
131   std::unique_ptr<BranchProbabilityInfo> BPI;
132   bool HasProfileData = F.getEntryCount().hasValue();
133   if (HasProfileData) {
134     LoopInfo LI{DominatorTree(F)};
135     BPI.reset(new BranchProbabilityInfo(F, LI));
136     BFI.reset(new BlockFrequencyInfo(F, *BPI, LI));
137   }
138
139   return Impl.runImpl(F, TLI, LVI, AA, HasProfileData, std::move(BFI),
140                       std::move(BPI));
141 }
142
143 PreservedAnalyses JumpThreadingPass::run(Function &F,
144                                          FunctionAnalysisManager &AM) {
145
146   auto &TLI = AM.getResult<TargetLibraryAnalysis>(F);
147   auto &LVI = AM.getResult<LazyValueAnalysis>(F);
148   auto &AA = AM.getResult<AAManager>(F);
149
150   std::unique_ptr<BlockFrequencyInfo> BFI;
151   std::unique_ptr<BranchProbabilityInfo> BPI;
152   bool HasProfileData = F.getEntryCount().hasValue();
153   if (HasProfileData) {
154     LoopInfo LI{DominatorTree(F)};
155     BPI.reset(new BranchProbabilityInfo(F, LI));
156     BFI.reset(new BlockFrequencyInfo(F, *BPI, LI));
157   }
158
159   bool Changed = runImpl(F, &TLI, &LVI, &AA, HasProfileData, std::move(BFI),
160                          std::move(BPI));
161
162   if (!Changed)
163     return PreservedAnalyses::all();
164   PreservedAnalyses PA;
165   PA.preserve<GlobalsAA>();
166   return PA;
167 }
168
169 bool JumpThreadingPass::runImpl(Function &F, TargetLibraryInfo *TLI_,
170                                 LazyValueInfo *LVI_, AliasAnalysis *AA_,
171                                 bool HasProfileData_,
172                                 std::unique_ptr<BlockFrequencyInfo> BFI_,
173                                 std::unique_ptr<BranchProbabilityInfo> BPI_) {
174
175   DEBUG(dbgs() << "Jump threading on function '" << F.getName() << "'\n");
176   TLI = TLI_;
177   LVI = LVI_;
178   AA = AA_;
179   BFI.reset();
180   BPI.reset();
181   // When profile data is available, we need to update edge weights after
182   // successful jump threading, which requires both BPI and BFI being available.
183   HasProfileData = HasProfileData_;
184   auto *GuardDecl = F.getParent()->getFunction(
185       Intrinsic::getName(Intrinsic::experimental_guard));
186   HasGuards = GuardDecl && !GuardDecl->use_empty();
187   if (HasProfileData) {
188     BPI = std::move(BPI_);
189     BFI = std::move(BFI_);
190   }
191
192   // Remove unreachable blocks from function as they may result in infinite
193   // loop. We do threading if we found something profitable. Jump threading a
194   // branch can create other opportunities. If these opportunities form a cycle
195   // i.e. if any jump threading is undoing previous threading in the path, then
196   // we will loop forever. We take care of this issue by not jump threading for
197   // back edges. This works for normal cases but not for unreachable blocks as
198   // they may have cycle with no back edge.
199   bool EverChanged = false;
200   EverChanged |= removeUnreachableBlocks(F, LVI);
201
202   FindLoopHeaders(F);
203
204   bool Changed;
205   do {
206     Changed = false;
207     for (Function::iterator I = F.begin(), E = F.end(); I != E;) {
208       BasicBlock *BB = &*I;
209       // Thread all of the branches we can over this block.
210       while (ProcessBlock(BB))
211         Changed = true;
212
213       ++I;
214
215       // If the block is trivially dead, zap it.  This eliminates the successor
216       // edges which simplifies the CFG.
217       if (pred_empty(BB) &&
218           BB != &BB->getParent()->getEntryBlock()) {
219         DEBUG(dbgs() << "  JT: Deleting dead block '" << BB->getName()
220               << "' with terminator: " << *BB->getTerminator() << '\n');
221         LoopHeaders.erase(BB);
222         LVI->eraseBlock(BB);
223         DeleteDeadBlock(BB);
224         Changed = true;
225         continue;
226       }
227
228       BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(BB->getTerminator());
229
230       // Can't thread an unconditional jump, but if the block is "almost
231       // empty", we can replace uses of it with uses of the successor and make
232       // this dead.
233       // We should not eliminate the loop header either, because eliminating
234       // a loop header might later prevent LoopSimplify from transforming nested
235       // loops into simplified form.
236       if (BI && BI->isUnconditional() &&
237           BB != &BB->getParent()->getEntryBlock() &&
238           // If the terminator is the only non-phi instruction, try to nuke it.
239           BB->getFirstNonPHIOrDbg()->isTerminator() && !LoopHeaders.count(BB)) {
240         // FIXME: It is always conservatively correct to drop the info
241         // for a block even if it doesn't get erased.  This isn't totally
242         // awesome, but it allows us to use AssertingVH to prevent nasty
243         // dangling pointer issues within LazyValueInfo.
244         LVI->eraseBlock(BB);
245         if (TryToSimplifyUncondBranchFromEmptyBlock(BB))
246           Changed = true;
247       }
248     }
249     EverChanged |= Changed;
250   } while (Changed);
251
252   LoopHeaders.clear();
253   return EverChanged;
254 }
255
256 // Replace uses of Cond with ToVal when safe to do so. If all uses are
257 // replaced, we can remove Cond. We cannot blindly replace all uses of Cond
258 // because we may incorrectly replace uses when guards/assumes are uses of
259 // of `Cond` and we used the guards/assume to reason about the `Cond` value
260 // at the end of block. RAUW unconditionally replaces all uses
261 // including the guards/assumes themselves and the uses before the
262 // guard/assume.
263 static void ReplaceFoldableUses(Instruction *Cond, Value *ToVal) {
264   assert(Cond->getType() == ToVal->getType());
265   auto *BB = Cond->getParent();
266   // We can unconditionally replace all uses in non-local blocks (i.e. uses
267   // strictly dominated by BB), since LVI information is true from the
268   // terminator of BB.
269   replaceNonLocalUsesWith(Cond, ToVal);
270   for (Instruction &I : reverse(*BB)) {
271     // Reached the Cond whose uses we are trying to replace, so there are no
272     // more uses.
273     if (&I == Cond)
274       break;
275     // We only replace uses in instructions that are guaranteed to reach the end
276     // of BB, where we know Cond is ToVal.
277     if (!isGuaranteedToTransferExecutionToSuccessor(&I))
278       break;
279     I.replaceUsesOfWith(Cond, ToVal);
280   }
281   if (Cond->use_empty() && !Cond->mayHaveSideEffects())
282     Cond->eraseFromParent();
283 }
284
285 /// Return the cost of duplicating a piece of this block from first non-phi
286 /// and before StopAt instruction to thread across it. Stop scanning the block
287 /// when exceeding the threshold. If duplication is impossible, returns ~0U.
288 static unsigned getJumpThreadDuplicationCost(BasicBlock *BB,
289                                              Instruction *StopAt,
290                                              unsigned Threshold) {
291   assert(StopAt->getParent() == BB && "Not an instruction from proper BB?");
292   /// Ignore PHI nodes, these will be flattened when duplication happens.
293   BasicBlock::const_iterator I(BB->getFirstNonPHI());
294
295   // FIXME: THREADING will delete values that are just used to compute the
296   // branch, so they shouldn't count against the duplication cost.
297
298   unsigned Bonus = 0;
299   if (BB->getTerminator() == StopAt) {
300     // Threading through a switch statement is particularly profitable.  If this
301     // block ends in a switch, decrease its cost to make it more likely to
302     // happen.
303     if (isa<SwitchInst>(StopAt))
304       Bonus = 6;
305
306     // The same holds for indirect branches, but slightly more so.
307     if (isa<IndirectBrInst>(StopAt))
308       Bonus = 8;
309   }
310
311   // Bump the threshold up so the early exit from the loop doesn't skip the
312   // terminator-based Size adjustment at the end.
313   Threshold += Bonus;
314
315   // Sum up the cost of each instruction until we get to the terminator.  Don't
316   // include the terminator because the copy won't include it.
317   unsigned Size = 0;
318   for (; &*I != StopAt; ++I) {
319
320     // Stop scanning the block if we've reached the threshold.
321     if (Size > Threshold)
322       return Size;
323
324     // Debugger intrinsics don't incur code size.
325     if (isa<DbgInfoIntrinsic>(I)) continue;
326
327     // If this is a pointer->pointer bitcast, it is free.
328     if (isa<BitCastInst>(I) && I->getType()->isPointerTy())
329       continue;
330
331     // Bail out if this instruction gives back a token type, it is not possible
332     // to duplicate it if it is used outside this BB.
333     if (I->getType()->isTokenTy() && I->isUsedOutsideOfBlock(BB))
334       return ~0U;
335
336     // All other instructions count for at least one unit.
337     ++Size;
338
339     // Calls are more expensive.  If they are non-intrinsic calls, we model them
340     // as having cost of 4.  If they are a non-vector intrinsic, we model them
341     // as having cost of 2 total, and if they are a vector intrinsic, we model
342     // them as having cost 1.
343     if (const CallInst *CI = dyn_cast<CallInst>(I)) {
344       if (CI->cannotDuplicate() || CI->isConvergent())
345         // Blocks with NoDuplicate are modelled as having infinite cost, so they
346         // are never duplicated.
347         return ~0U;
348       else if (!isa<IntrinsicInst>(CI))
349         Size += 3;
350       else if (!CI->getType()->isVectorTy())
351         Size += 1;
352     }
353   }
354
355   return Size > Bonus ? Size - Bonus : 0;
356 }
357
358 /// FindLoopHeaders - We do not want jump threading to turn proper loop
359 /// structures into irreducible loops.  Doing this breaks up the loop nesting
360 /// hierarchy and pessimizes later transformations.  To prevent this from
361 /// happening, we first have to find the loop headers.  Here we approximate this
362 /// by finding targets of backedges in the CFG.
363 ///
364 /// Note that there definitely are cases when we want to allow threading of
365 /// edges across a loop header.  For example, threading a jump from outside the
366 /// loop (the preheader) to an exit block of the loop is definitely profitable.
367 /// It is also almost always profitable to thread backedges from within the loop
368 /// to exit blocks, and is often profitable to thread backedges to other blocks
369 /// within the loop (forming a nested loop).  This simple analysis is not rich
370 /// enough to track all of these properties and keep it up-to-date as the CFG
371 /// mutates, so we don't allow any of these transformations.
372 ///
373 void JumpThreadingPass::FindLoopHeaders(Function &F) {
374   SmallVector<std::pair<const BasicBlock*,const BasicBlock*>, 32> Edges;
375   FindFunctionBackedges(F, Edges);
376
377   for (const auto &Edge : Edges)
378     LoopHeaders.insert(Edge.second);
379 }
380
381 /// getKnownConstant - Helper method to determine if we can thread over a
382 /// terminator with the given value as its condition, and if so what value to
383 /// use for that. What kind of value this is depends on whether we want an
384 /// integer or a block address, but an undef is always accepted.
385 /// Returns null if Val is null or not an appropriate constant.
386 static Constant *getKnownConstant(Value *Val, ConstantPreference Preference) {
387   if (!Val)
388     return nullptr;
389
390   // Undef is "known" enough.
391   if (UndefValue *U = dyn_cast<UndefValue>(Val))
392     return U;
393
394   if (Preference == WantBlockAddress)
395     return dyn_cast<BlockAddress>(Val->stripPointerCasts());
396
397   return dyn_cast<ConstantInt>(Val);
398 }
399
400 /// ComputeValueKnownInPredecessors - Given a basic block BB and a value V, see
401 /// if we can infer that the value is a known ConstantInt/BlockAddress or undef
402 /// in any of our predecessors.  If so, return the known list of value and pred
403 /// BB in the result vector.
404 ///
405 /// This returns true if there were any known values.
406 ///
407 bool JumpThreadingPass::ComputeValueKnownInPredecessors(
408     Value *V, BasicBlock *BB, PredValueInfo &Result,
409     ConstantPreference Preference, Instruction *CxtI) {
410   // This method walks up use-def chains recursively.  Because of this, we could
411   // get into an infinite loop going around loops in the use-def chain.  To
412   // prevent this, keep track of what (value, block) pairs we've already visited
413   // and terminate the search if we loop back to them
414   if (!RecursionSet.insert(std::make_pair(V, BB)).second)
415     return false;
416
417   // An RAII help to remove this pair from the recursion set once the recursion
418   // stack pops back out again.
419   RecursionSetRemover remover(RecursionSet, std::make_pair(V, BB));
420
421   // If V is a constant, then it is known in all predecessors.
422   if (Constant *KC = getKnownConstant(V, Preference)) {
423     for (BasicBlock *Pred : predecessors(BB))
424       Result.push_back(std::make_pair(KC, Pred));
425
426     return !Result.empty();
427   }
428
429   // If V is a non-instruction value, or an instruction in a different block,
430   // then it can't be derived from a PHI.
431   Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V);
432   if (!I || I->getParent() != BB) {
433
434     // Okay, if this is a live-in value, see if it has a known value at the end
435     // of any of our predecessors.
436     //
437     // FIXME: This should be an edge property, not a block end property.
438     /// TODO: Per PR2563, we could infer value range information about a
439     /// predecessor based on its terminator.
440     //
441     // FIXME: change this to use the more-rich 'getPredicateOnEdge' method if
442     // "I" is a non-local compare-with-a-constant instruction.  This would be
443     // able to handle value inequalities better, for example if the compare is
444     // "X < 4" and "X < 3" is known true but "X < 4" itself is not available.
445     // Perhaps getConstantOnEdge should be smart enough to do this?
446
447     for (BasicBlock *P : predecessors(BB)) {
448       // If the value is known by LazyValueInfo to be a constant in a
449       // predecessor, use that information to try to thread this block.
450       Constant *PredCst = LVI->getConstantOnEdge(V, P, BB, CxtI);
451       if (Constant *KC = getKnownConstant(PredCst, Preference))
452         Result.push_back(std::make_pair(KC, P));
453     }
454
455     return !Result.empty();
456   }
457
458   /// If I is a PHI node, then we know the incoming values for any constants.
459   if (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(I)) {
460     for (unsigned i = 0, e = PN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
461       Value *InVal = PN->getIncomingValue(i);
462       if (Constant *KC = getKnownConstant(InVal, Preference)) {
463         Result.push_back(std::make_pair(KC, PN->getIncomingBlock(i)));
464       } else {
465         Constant *CI = LVI->getConstantOnEdge(InVal,
466                                               PN->getIncomingBlock(i),
467                                               BB, CxtI);
468         if (Constant *KC = getKnownConstant(CI, Preference))
469           Result.push_back(std::make_pair(KC, PN->getIncomingBlock(i)));
470       }
471     }
472
473     return !Result.empty();
474   }
475
476   // Handle Cast instructions.  Only see through Cast when the source operand is
477   // PHI or Cmp and the source type is i1 to save the compilation time.
478   if (CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(I)) {
479     Value *Source = CI->getOperand(0);
480     if (!Source->getType()->isIntegerTy(1))
481       return false;
482     if (!isa<PHINode>(Source) && !isa<CmpInst>(Source))
483       return false;
484     ComputeValueKnownInPredecessors(Source, BB, Result, Preference, CxtI);
485     if (Result.empty())
486       return false;
487
488     // Convert the known values.
489     for (auto &R : Result)
490       R.first = ConstantExpr::getCast(CI->getOpcode(), R.first, CI->getType());
491
492     return true;
493   }
494
495   PredValueInfoTy LHSVals, RHSVals;
496
497   // Handle some boolean conditions.
498   if (I->getType()->getPrimitiveSizeInBits() == 1) {
499     assert(Preference == WantInteger && "One-bit non-integer type?");
500     // X | true -> true
501     // X & false -> false
502     if (I->getOpcode() == Instruction::Or ||
503         I->getOpcode() == Instruction::And) {
504       ComputeValueKnownInPredecessors(I->getOperand(0), BB, LHSVals,
505                                       WantInteger, CxtI);
506       ComputeValueKnownInPredecessors(I->getOperand(1), BB, RHSVals,
507                                       WantInteger, CxtI);
508
509       if (LHSVals.empty() && RHSVals.empty())
510         return false;
511
512       ConstantInt *InterestingVal;
513       if (I->getOpcode() == Instruction::Or)
514         InterestingVal = ConstantInt::getTrue(I->getContext());
515       else
516         InterestingVal = ConstantInt::getFalse(I->getContext());
517
518       SmallPtrSet<BasicBlock*, 4> LHSKnownBBs;
519
520       // Scan for the sentinel.  If we find an undef, force it to the
521       // interesting value: x|undef -> true and x&undef -> false.
522       for (const auto &LHSVal : LHSVals)
523         if (LHSVal.first == InterestingVal || isa<UndefValue>(LHSVal.first)) {
524           Result.emplace_back(InterestingVal, LHSVal.second);
525           LHSKnownBBs.insert(LHSVal.second);
526         }
527       for (const auto &RHSVal : RHSVals)
528         if (RHSVal.first == InterestingVal || isa<UndefValue>(RHSVal.first)) {
529           // If we already inferred a value for this block on the LHS, don't
530           // re-add it.
531           if (!LHSKnownBBs.count(RHSVal.second))
532             Result.emplace_back(InterestingVal, RHSVal.second);
533         }
534
535       return !Result.empty();
536     }
537
538     // Handle the NOT form of XOR.
539     if (I->getOpcode() == Instruction::Xor &&
540         isa<ConstantInt>(I->getOperand(1)) &&
541         cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))->isOne()) {
542       ComputeValueKnownInPredecessors(I->getOperand(0), BB, Result,
543                                       WantInteger, CxtI);
544       if (Result.empty())
545         return false;
546
547       // Invert the known values.
548       for (auto &R : Result)
549         R.first = ConstantExpr::getNot(R.first);
550
551       return true;
552     }
553
554   // Try to simplify some other binary operator values.
555   } else if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(I)) {
556     assert(Preference != WantBlockAddress
557             && "A binary operator creating a block address?");
558     if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(BO->getOperand(1))) {
559       PredValueInfoTy LHSVals;
560       ComputeValueKnownInPredecessors(BO->getOperand(0), BB, LHSVals,
561                                       WantInteger, CxtI);
562
563       // Try to use constant folding to simplify the binary operator.
564       for (const auto &LHSVal : LHSVals) {
565         Constant *V = LHSVal.first;
566         Constant *Folded = ConstantExpr::get(BO->getOpcode(), V, CI);
567
568         if (Constant *KC = getKnownConstant(Folded, WantInteger))
569           Result.push_back(std::make_pair(KC, LHSVal.second));
570       }
571     }
572
573     return !Result.empty();
574   }
575
576   // Handle compare with phi operand, where the PHI is defined in this block.
577   if (CmpInst *Cmp = dyn_cast<CmpInst>(I)) {
578     assert(Preference == WantInteger && "Compares only produce integers");
579     PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(Cmp->getOperand(0));
580     if (PN && PN->getParent() == BB) {
581       const DataLayout &DL = PN->getModule()->getDataLayout();
582       // We can do this simplification if any comparisons fold to true or false.
583       // See if any do.
584       for (unsigned i = 0, e = PN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
585         BasicBlock *PredBB = PN->getIncomingBlock(i);
586         Value *LHS = PN->getIncomingValue(i);
587         Value *RHS = Cmp->getOperand(1)->DoPHITranslation(BB, PredBB);
588
589         Value *Res = SimplifyCmpInst(Cmp->getPredicate(), LHS, RHS, {DL});
590         if (!Res) {
591           if (!isa<Constant>(RHS))
592             continue;
593
594           LazyValueInfo::Tristate
595             ResT = LVI->getPredicateOnEdge(Cmp->getPredicate(), LHS,
596                                            cast<Constant>(RHS), PredBB, BB,
597                                            CxtI ? CxtI : Cmp);
598           if (ResT == LazyValueInfo::Unknown)
599             continue;
600           Res = ConstantInt::get(Type::getInt1Ty(LHS->getContext()), ResT);
601         }
602
603         if (Constant *KC = getKnownConstant(Res, WantInteger))
604           Result.push_back(std::make_pair(KC, PredBB));
605       }
606
607       return !Result.empty();
608     }
609
610     // If comparing a live-in value against a constant, see if we know the
611     // live-in value on any predecessors.
612     if (isa<Constant>(Cmp->getOperand(1)) && !Cmp->getType()->isVectorTy()) {
613       Constant *CmpConst = cast<Constant>(Cmp->getOperand(1));
614
615       if (!isa<Instruction>(Cmp->getOperand(0)) ||
616           cast<Instruction>(Cmp->getOperand(0))->getParent() != BB) {
617         for (BasicBlock *P : predecessors(BB)) {
618           // If the value is known by LazyValueInfo to be a constant in a
619           // predecessor, use that information to try to thread this block.
620           LazyValueInfo::Tristate Res =
621             LVI->getPredicateOnEdge(Cmp->getPredicate(), Cmp->getOperand(0),
622                                     CmpConst, P, BB, CxtI ? CxtI : Cmp);
623           if (Res == LazyValueInfo::Unknown)
624             continue;
625
626           Constant *ResC = ConstantInt::get(Cmp->getType(), Res);
627           Result.push_back(std::make_pair(ResC, P));
628         }
629
630         return !Result.empty();
631       }
632
633       // Try to find a constant value for the LHS of a comparison,
634       // and evaluate it statically if we can.
635       PredValueInfoTy LHSVals;
636       ComputeValueKnownInPredecessors(I->getOperand(0), BB, LHSVals,
637                                       WantInteger, CxtI);
638
639       for (const auto &LHSVal : LHSVals) {
640         Constant *V = LHSVal.first;
641         Constant *Folded = ConstantExpr::getCompare(Cmp->getPredicate(),
642                                                     V, CmpConst);
643         if (Constant *KC = getKnownConstant(Folded, WantInteger))
644           Result.push_back(std::make_pair(KC, LHSVal.second));
645       }
646
647       return !Result.empty();
648     }
649   }
650
651   if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(I)) {
652     // Handle select instructions where at least one operand is a known constant
653     // and we can figure out the condition value for any predecessor block.
654     Constant *TrueVal = getKnownConstant(SI->getTrueValue(), Preference);
655     Constant *FalseVal = getKnownConstant(SI->getFalseValue(), Preference);
656     PredValueInfoTy Conds;
657     if ((TrueVal || FalseVal) &&
658         ComputeValueKnownInPredecessors(SI->getCondition(), BB, Conds,
659                                         WantInteger, CxtI)) {
660       for (auto &C : Conds) {
661         Constant *Cond = C.first;
662
663         // Figure out what value to use for the condition.
664         bool KnownCond;
665         if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Cond)) {
666           // A known boolean.
667           KnownCond = CI->isOne();
668         } else {
669           assert(isa<UndefValue>(Cond) && "Unexpected condition value");
670           // Either operand will do, so be sure to pick the one that's a known
671           // constant.
672           // FIXME: Do this more cleverly if both values are known constants?
673           KnownCond = (TrueVal != nullptr);
674         }
675
676         // See if the select has a known constant value for this predecessor.
677         if (Constant *Val = KnownCond ? TrueVal : FalseVal)
678           Result.push_back(std::make_pair(Val, C.second));
679       }
680
681       return !Result.empty();
682     }
683   }
684
685   // If all else fails, see if LVI can figure out a constant value for us.
686   Constant *CI = LVI->getConstant(V, BB, CxtI);
687   if (Constant *KC = getKnownConstant(CI, Preference)) {
688     for (BasicBlock *Pred : predecessors(BB))
689       Result.push_back(std::make_pair(KC, Pred));
690   }
691
692   return !Result.empty();
693 }
694
695
696
697 /// GetBestDestForBranchOnUndef - If we determine that the specified block ends
698 /// in an undefined jump, decide which block is best to revector to.
699 ///
700 /// Since we can pick an arbitrary destination, we pick the successor with the
701 /// fewest predecessors.  This should reduce the in-degree of the others.
702 ///
703 static unsigned GetBestDestForJumpOnUndef(BasicBlock *BB) {
704   TerminatorInst *BBTerm = BB->getTerminator();
705   unsigned MinSucc = 0;
706   BasicBlock *TestBB = BBTerm->getSuccessor(MinSucc);
707   // Compute the successor with the minimum number of predecessors.
708   unsigned MinNumPreds = std::distance(pred_begin(TestBB), pred_end(TestBB));
709   for (unsigned i = 1, e = BBTerm->getNumSuccessors(); i != e; ++i) {
710     TestBB = BBTerm->getSuccessor(i);
711     unsigned NumPreds = std::distance(pred_begin(TestBB), pred_end(TestBB));
712     if (NumPreds < MinNumPreds) {
713       MinSucc = i;
714       MinNumPreds = NumPreds;
715     }
716   }
717
718   return MinSucc;
719 }
720
721 static bool hasAddressTakenAndUsed(BasicBlock *BB) {
722   if (!BB->hasAddressTaken()) return false;
723
724   // If the block has its address taken, it may be a tree of dead constants
725   // hanging off of it.  These shouldn't keep the block alive.
726   BlockAddress *BA = BlockAddress::get(BB);
727   BA->removeDeadConstantUsers();
728   return !BA->use_empty();
729 }
730
731 /// ProcessBlock - If there are any predecessors whose control can be threaded
732 /// through to a successor, transform them now.
733 bool JumpThreadingPass::ProcessBlock(BasicBlock *BB) {
734   // If the block is trivially dead, just return and let the caller nuke it.
735   // This simplifies other transformations.
736   if (pred_empty(BB) &&
737       BB != &BB->getParent()->getEntryBlock())
738     return false;
739
740   // If this block has a single predecessor, and if that pred has a single
741   // successor, merge the blocks.  This encourages recursive jump threading
742   // because now the condition in this block can be threaded through
743   // predecessors of our predecessor block.
744   if (BasicBlock *SinglePred = BB->getSinglePredecessor()) {
745     const TerminatorInst *TI = SinglePred->getTerminator();
746     if (!TI->isExceptional() && TI->getNumSuccessors() == 1 &&
747         SinglePred != BB && !hasAddressTakenAndUsed(BB)) {
748       // If SinglePred was a loop header, BB becomes one.
749       if (LoopHeaders.erase(SinglePred))
750         LoopHeaders.insert(BB);
751
752       LVI->eraseBlock(SinglePred);
753       MergeBasicBlockIntoOnlyPred(BB);
754
755       return true;
756     }
757   }
758
759   if (TryToUnfoldSelectInCurrBB(BB))
760     return true;
761
762   // Look if we can propagate guards to predecessors.
763   if (HasGuards && ProcessGuards(BB))
764     return true;
765
766   // What kind of constant we're looking for.
767   ConstantPreference Preference = WantInteger;
768
769   // Look to see if the terminator is a conditional branch, switch or indirect
770   // branch, if not we can't thread it.
771   Value *Condition;
772   Instruction *Terminator = BB->getTerminator();
773   if (BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(Terminator)) {
774     // Can't thread an unconditional jump.
775     if (BI->isUnconditional()) return false;
776     Condition = BI->getCondition();
777   } else if (SwitchInst *SI = dyn_cast<SwitchInst>(Terminator)) {
778     Condition = SI->getCondition();
779   } else if (IndirectBrInst *IB = dyn_cast<IndirectBrInst>(Terminator)) {
780     // Can't thread indirect branch with no successors.
781     if (IB->getNumSuccessors() == 0) return false;
782     Condition = IB->getAddress()->stripPointerCasts();
783     Preference = WantBlockAddress;
784   } else {
785     return false; // Must be an invoke.
786   }
787
788   // Run constant folding to see if we can reduce the condition to a simple
789   // constant.
790   if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(Condition)) {
791     Value *SimpleVal =
792         ConstantFoldInstruction(I, BB->getModule()->getDataLayout(), TLI);
793     if (SimpleVal) {
794       I->replaceAllUsesWith(SimpleVal);
795       if (isInstructionTriviallyDead(I, TLI))
796         I->eraseFromParent();
797       Condition = SimpleVal;
798     }
799   }
800
801   // If the terminator is branching on an undef, we can pick any of the
802   // successors to branch to.  Let GetBestDestForJumpOnUndef decide.
803   if (isa<UndefValue>(Condition)) {
804     unsigned BestSucc = GetBestDestForJumpOnUndef(BB);
805
806     // Fold the branch/switch.
807     TerminatorInst *BBTerm = BB->getTerminator();
808     for (unsigned i = 0, e = BBTerm->getNumSuccessors(); i != e; ++i) {
809       if (i == BestSucc) continue;
810       BBTerm->getSuccessor(i)->removePredecessor(BB, true);
811     }
812
813     DEBUG(dbgs() << "  In block '" << BB->getName()
814           << "' folding undef terminator: " << *BBTerm << '\n');
815     BranchInst::Create(BBTerm->getSuccessor(BestSucc), BBTerm);
816     BBTerm->eraseFromParent();
817     return true;
818   }
819
820   // If the terminator of this block is branching on a constant, simplify the
821   // terminator to an unconditional branch.  This can occur due to threading in
822   // other blocks.
823   if (getKnownConstant(Condition, Preference)) {
824     DEBUG(dbgs() << "  In block '" << BB->getName()
825           << "' folding terminator: " << *BB->getTerminator() << '\n');
826     ++NumFolds;
827     ConstantFoldTerminator(BB, true);
828     return true;
829   }
830
831   Instruction *CondInst = dyn_cast<Instruction>(Condition);
832
833   // All the rest of our checks depend on the condition being an instruction.
834   if (!CondInst) {
835     // FIXME: Unify this with code below.
836     if (ProcessThreadableEdges(Condition, BB, Preference, Terminator))
837       return true;
838     return false;
839   }
840
841   if (CmpInst *CondCmp = dyn_cast<CmpInst>(CondInst)) {
842     // If we're branching on a conditional, LVI might be able to determine
843     // it's value at the branch instruction.  We only handle comparisons
844     // against a constant at this time.
845     // TODO: This should be extended to handle switches as well.
846     BranchInst *CondBr = dyn_cast<BranchInst>(BB->getTerminator());
847     Constant *CondConst = dyn_cast<Constant>(CondCmp->getOperand(1));
848     if (CondBr && CondConst) {
849       // We should have returned as soon as we turn a conditional branch to
850       // unconditional. Because its no longer interesting as far as jump
851       // threading is concerned.
852       assert(CondBr->isConditional() && "Threading on unconditional terminator");
853
854       LazyValueInfo::Tristate Ret =
855         LVI->getPredicateAt(CondCmp->getPredicate(), CondCmp->getOperand(0),
856                             CondConst, CondBr);
857       if (Ret != LazyValueInfo::Unknown) {
858         unsigned ToRemove = Ret == LazyValueInfo::True ? 1 : 0;
859         unsigned ToKeep = Ret == LazyValueInfo::True ? 0 : 1;
860         CondBr->getSuccessor(ToRemove)->removePredecessor(BB, true);
861         BranchInst::Create(CondBr->getSuccessor(ToKeep), CondBr);
862         CondBr->eraseFromParent();
863         if (CondCmp->use_empty())
864           CondCmp->eraseFromParent();
865         // We can safely replace *some* uses of the CondInst if it has
866         // exactly one value as returned by LVI. RAUW is incorrect in the
867         // presence of guards and assumes, that have the `Cond` as the use. This
868         // is because we use the guards/assume to reason about the `Cond` value
869         // at the end of block, but RAUW unconditionally replaces all uses
870         // including the guards/assumes themselves and the uses before the
871         // guard/assume.
872         else if (CondCmp->getParent() == BB) {
873           auto *CI = Ret == LazyValueInfo::True ?
874             ConstantInt::getTrue(CondCmp->getType()) :
875             ConstantInt::getFalse(CondCmp->getType());
876           ReplaceFoldableUses(CondCmp, CI);
877         }
878         return true;
879       }
880
881       // We did not manage to simplify this branch, try to see whether
882       // CondCmp depends on a known phi-select pattern.
883       if (TryToUnfoldSelect(CondCmp, BB))
884         return true;
885     }
886   }
887
888   // Check for some cases that are worth simplifying.  Right now we want to look
889   // for loads that are used by a switch or by the condition for the branch.  If
890   // we see one, check to see if it's partially redundant.  If so, insert a PHI
891   // which can then be used to thread the values.
892   //
893   Value *SimplifyValue = CondInst;
894   if (CmpInst *CondCmp = dyn_cast<CmpInst>(SimplifyValue))
895     if (isa<Constant>(CondCmp->getOperand(1)))
896       SimplifyValue = CondCmp->getOperand(0);
897
898   // TODO: There are other places where load PRE would be profitable, such as
899   // more complex comparisons.
900   if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(SimplifyValue))
901     if (SimplifyPartiallyRedundantLoad(LI))
902       return true;
903
904   // Handle a variety of cases where we are branching on something derived from
905   // a PHI node in the current block.  If we can prove that any predecessors
906   // compute a predictable value based on a PHI node, thread those predecessors.
907   //
908   if (ProcessThreadableEdges(CondInst, BB, Preference, Terminator))
909     return true;
910
911   // If this is an otherwise-unfoldable branch on a phi node in the current
912   // block, see if we can simplify.
913   if (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(CondInst))
914     if (PN->getParent() == BB && isa<BranchInst>(BB->getTerminator()))
915       return ProcessBranchOnPHI(PN);
916
917   // If this is an otherwise-unfoldable branch on a XOR, see if we can simplify.
918   if (CondInst->getOpcode() == Instruction::Xor &&
919       CondInst->getParent() == BB && isa<BranchInst>(BB->getTerminator()))
920     return ProcessBranchOnXOR(cast<BinaryOperator>(CondInst));
921
922   // Search for a stronger dominating condition that can be used to simplify a
923   // conditional branch leaving BB.
924   if (ProcessImpliedCondition(BB))
925     return true;
926
927   return false;
928 }
929
930 bool JumpThreadingPass::ProcessImpliedCondition(BasicBlock *BB) {
931   auto *BI = dyn_cast<BranchInst>(BB->getTerminator());
932   if (!BI || !BI->isConditional())
933     return false;
934
935   Value *Cond = BI->getCondition();
936   BasicBlock *CurrentBB = BB;
937   BasicBlock *CurrentPred = BB->getSinglePredecessor();
938   unsigned Iter = 0;
939
940   auto &DL = BB->getModule()->getDataLayout();
941
942   while (CurrentPred && Iter++ < ImplicationSearchThreshold) {
943     auto *PBI = dyn_cast<BranchInst>(CurrentPred->getTerminator());
944     if (!PBI || !PBI->isConditional())
945       return false;
946     if (PBI->getSuccessor(0) != CurrentBB && PBI->getSuccessor(1) != CurrentBB)
947       return false;
948
949     bool FalseDest = PBI->getSuccessor(1) == CurrentBB;
950     Optional<bool> Implication =
951       isImpliedCondition(PBI->getCondition(), Cond, DL, FalseDest);
952     if (Implication) {
953       BI->getSuccessor(*Implication ? 1 : 0)->removePredecessor(BB);
954       BranchInst::Create(BI->getSuccessor(*Implication ? 0 : 1), BI);
955       BI->eraseFromParent();
956       return true;
957     }
958     CurrentBB = CurrentPred;
959     CurrentPred = CurrentBB->getSinglePredecessor();
960   }
961
962   return false;
963 }
964
965 /// Return true if Op is an instruction defined in the given block.
966 static bool isOpDefinedInBlock(Value *Op, BasicBlock *BB) {
967   if (Instruction *OpInst = dyn_cast<Instruction>(Op))
968     if (OpInst->getParent() == BB)
969       return true;
970   return false;
971 }
972
973 /// SimplifyPartiallyRedundantLoad - If LI is an obviously partially redundant
974 /// load instruction, eliminate it by replacing it with a PHI node.  This is an
975 /// important optimization that encourages jump threading, and needs to be run
976 /// interlaced with other jump threading tasks.
977 bool JumpThreadingPass::SimplifyPartiallyRedundantLoad(LoadInst *LI) {
978   // Don't hack volatile and ordered loads.
979   if (!LI->isUnordered()) return false;
980
981   // If the load is defined in a block with exactly one predecessor, it can't be
982   // partially redundant.
983   BasicBlock *LoadBB = LI->getParent();
984   if (LoadBB->getSinglePredecessor())
985     return false;
986
987   // If the load is defined in an EH pad, it can't be partially redundant,
988   // because the edges between the invoke and the EH pad cannot have other
989   // instructions between them.
990   if (LoadBB->isEHPad())
991     return false;
992
993   Value *LoadedPtr = LI->getOperand(0);
994
995   // If the loaded operand is defined in the LoadBB and its not a phi,
996   // it can't be available in predecessors.
997   if (isOpDefinedInBlock(LoadedPtr, LoadBB) && !isa<PHINode>(LoadedPtr))
998     return false;
999
1000   // Scan a few instructions up from the load, to see if it is obviously live at
1001   // the entry to its block.
1002   BasicBlock::iterator BBIt(LI);
1003   bool IsLoadCSE;
1004   if (Value *AvailableVal = FindAvailableLoadedValue(
1005           LI, LoadBB, BBIt, DefMaxInstsToScan, AA, &IsLoadCSE)) {
1006     // If the value of the load is locally available within the block, just use
1007     // it.  This frequently occurs for reg2mem'd allocas.
1008
1009     if (IsLoadCSE) {
1010       LoadInst *NLI = cast<LoadInst>(AvailableVal);
1011       combineMetadataForCSE(NLI, LI);
1012     };
1013
1014     // If the returned value is the load itself, replace with an undef. This can
1015     // only happen in dead loops.
1016     if (AvailableVal == LI) AvailableVal = UndefValue::get(LI->getType());
1017     if (AvailableVal->getType() != LI->getType())
1018       AvailableVal =
1019           CastInst::CreateBitOrPointerCast(AvailableVal, LI->getType(), "", LI);
1020     LI->replaceAllUsesWith(AvailableVal);
1021     LI->eraseFromParent();
1022     return true;
1023   }
1024
1025   // Otherwise, if we scanned the whole block and got to the top of the block,
1026   // we know the block is locally transparent to the load.  If not, something
1027   // might clobber its value.
1028   if (BBIt != LoadBB->begin())
1029     return false;
1030
1031   // If all of the loads and stores that feed the value have the same AA tags,
1032   // then we can propagate them onto any newly inserted loads.
1033   AAMDNodes AATags;
1034   LI->getAAMetadata(AATags);
1035
1036   SmallPtrSet<BasicBlock*, 8> PredsScanned;
1037   typedef SmallVector<std::pair<BasicBlock*, Value*>, 8> AvailablePredsTy;
1038   AvailablePredsTy AvailablePreds;
1039   BasicBlock *OneUnavailablePred = nullptr;
1040   SmallVector<LoadInst*, 8> CSELoads;
1041
1042   // If we got here, the loaded value is transparent through to the start of the
1043   // block.  Check to see if it is available in any of the predecessor blocks.
1044   for (BasicBlock *PredBB : predecessors(LoadBB)) {
1045     // If we already scanned this predecessor, skip it.
1046     if (!PredsScanned.insert(PredBB).second)
1047       continue;
1048
1049     BBIt = PredBB->end();
1050     unsigned NumScanedInst = 0;
1051     Value *PredAvailable = nullptr;
1052     // NOTE: We don't CSE load that is volatile or anything stronger than
1053     // unordered, that should have been checked when we entered the function.
1054     assert(LI->isUnordered() && "Attempting to CSE volatile or atomic loads");
1055     // If this is a load on a phi pointer, phi-translate it and search
1056     // for available load/store to the pointer in predecessors.
1057     Value *Ptr = LoadedPtr->DoPHITranslation(LoadBB, PredBB);
1058     PredAvailable = FindAvailablePtrLoadStore(
1059         Ptr, LI->getType(), LI->isAtomic(), PredBB, BBIt, DefMaxInstsToScan,
1060         AA, &IsLoadCSE, &NumScanedInst);
1061
1062     // If PredBB has a single predecessor, continue scanning through the
1063     // single precessor.
1064     BasicBlock *SinglePredBB = PredBB;
1065     while (!PredAvailable && SinglePredBB && BBIt == SinglePredBB->begin() &&
1066            NumScanedInst < DefMaxInstsToScan) {
1067       SinglePredBB = SinglePredBB->getSinglePredecessor();
1068       if (SinglePredBB) {
1069         BBIt = SinglePredBB->end();
1070         PredAvailable = FindAvailablePtrLoadStore(
1071             Ptr, LI->getType(), LI->isAtomic(), SinglePredBB, BBIt,
1072             (DefMaxInstsToScan - NumScanedInst), AA, &IsLoadCSE,
1073             &NumScanedInst);
1074       }
1075     }
1076
1077     if (!PredAvailable) {
1078       OneUnavailablePred = PredBB;
1079       continue;
1080     }
1081
1082     if (IsLoadCSE)
1083       CSELoads.push_back(cast<LoadInst>(PredAvailable));
1084
1085     // If so, this load is partially redundant.  Remember this info so that we
1086     // can create a PHI node.
1087     AvailablePreds.push_back(std::make_pair(PredBB, PredAvailable));
1088   }
1089
1090   // If the loaded value isn't available in any predecessor, it isn't partially
1091   // redundant.
1092   if (AvailablePreds.empty()) return false;
1093
1094   // Okay, the loaded value is available in at least one (and maybe all!)
1095   // predecessors.  If the value is unavailable in more than one unique
1096   // predecessor, we want to insert a merge block for those common predecessors.
1097   // This ensures that we only have to insert one reload, thus not increasing
1098   // code size.
1099   BasicBlock *UnavailablePred = nullptr;
1100
1101   // If there is exactly one predecessor where the value is unavailable, the
1102   // already computed 'OneUnavailablePred' block is it.  If it ends in an
1103   // unconditional branch, we know that it isn't a critical edge.
1104   if (PredsScanned.size() == AvailablePreds.size()+1 &&
1105       OneUnavailablePred->getTerminator()->getNumSuccessors() == 1) {
1106     UnavailablePred = OneUnavailablePred;
1107   } else if (PredsScanned.size() != AvailablePreds.size()) {
1108     // Otherwise, we had multiple unavailable predecessors or we had a critical
1109     // edge from the one.
1110     SmallVector<BasicBlock*, 8> PredsToSplit;
1111     SmallPtrSet<BasicBlock*, 8> AvailablePredSet;
1112
1113     for (const auto &AvailablePred : AvailablePreds)
1114       AvailablePredSet.insert(AvailablePred.first);
1115
1116     // Add all the unavailable predecessors to the PredsToSplit list.
1117     for (BasicBlock *P : predecessors(LoadBB)) {
1118       // If the predecessor is an indirect goto, we can't split the edge.
1119       if (isa<IndirectBrInst>(P->getTerminator()))
1120         return false;
1121
1122       if (!AvailablePredSet.count(P))
1123         PredsToSplit.push_back(P);
1124     }
1125
1126     // Split them out to their own block.
1127     UnavailablePred = SplitBlockPreds(LoadBB, PredsToSplit, "thread-pre-split");
1128   }
1129
1130   // If the value isn't available in all predecessors, then there will be
1131   // exactly one where it isn't available.  Insert a load on that edge and add
1132   // it to the AvailablePreds list.
1133   if (UnavailablePred) {
1134     assert(UnavailablePred->getTerminator()->getNumSuccessors() == 1 &&
1135            "Can't handle critical edge here!");
1136     LoadInst *NewVal = new LoadInst(
1137         LoadedPtr->DoPHITranslation(LoadBB, UnavailablePred),
1138         LI->getName() + ".pr", false, LI->getAlignment(), LI->getOrdering(),
1139         LI->getSynchScope(), UnavailablePred->getTerminator());
1140     NewVal->setDebugLoc(LI->getDebugLoc());
1141     if (AATags)
1142       NewVal->setAAMetadata(AATags);
1143
1144     AvailablePreds.push_back(std::make_pair(UnavailablePred, NewVal));
1145   }
1146
1147   // Now we know that each predecessor of this block has a value in
1148   // AvailablePreds, sort them for efficient access as we're walking the preds.
1149   array_pod_sort(AvailablePreds.begin(), AvailablePreds.end());
1150
1151   // Create a PHI node at the start of the block for the PRE'd load value.
1152   pred_iterator PB = pred_begin(LoadBB), PE = pred_end(LoadBB);
1153   PHINode *PN = PHINode::Create(LI->getType(), std::distance(PB, PE), "",
1154                                 &LoadBB->front());
1155   PN->takeName(LI);
1156   PN->setDebugLoc(LI->getDebugLoc());
1157
1158   // Insert new entries into the PHI for each predecessor.  A single block may
1159   // have multiple entries here.
1160   for (pred_iterator PI = PB; PI != PE; ++PI) {
1161     BasicBlock *P = *PI;
1162     AvailablePredsTy::iterator I =
1163       std::lower_bound(AvailablePreds.begin(), AvailablePreds.end(),
1164                        std::make_pair(P, (Value*)nullptr));
1165
1166     assert(I != AvailablePreds.end() && I->first == P &&
1167            "Didn't find entry for predecessor!");
1168
1169     // If we have an available predecessor but it requires casting, insert the
1170     // cast in the predecessor and use the cast. Note that we have to update the
1171     // AvailablePreds vector as we go so that all of the PHI entries for this
1172     // predecessor use the same bitcast.
1173     Value *&PredV = I->second;
1174     if (PredV->getType() != LI->getType())
1175       PredV = CastInst::CreateBitOrPointerCast(PredV, LI->getType(), "",
1176                                                P->getTerminator());
1177
1178     PN->addIncoming(PredV, I->first);
1179   }
1180
1181   for (LoadInst *PredLI : CSELoads) {
1182     combineMetadataForCSE(PredLI, LI);
1183   }
1184
1185   LI->replaceAllUsesWith(PN);
1186   LI->eraseFromParent();
1187
1188   return true;
1189 }
1190
1191 /// FindMostPopularDest - The specified list contains multiple possible
1192 /// threadable destinations.  Pick the one that occurs the most frequently in
1193 /// the list.
1194 static BasicBlock *
1195 FindMostPopularDest(BasicBlock *BB,
1196                     const SmallVectorImpl<std::pair<BasicBlock*,
1197                                   BasicBlock*> > &PredToDestList) {
1198   assert(!PredToDestList.empty());
1199
1200   // Determine popularity.  If there are multiple possible destinations, we
1201   // explicitly choose to ignore 'undef' destinations.  We prefer to thread
1202   // blocks with known and real destinations to threading undef.  We'll handle
1203   // them later if interesting.
1204   DenseMap<BasicBlock*, unsigned> DestPopularity;
1205   for (const auto &PredToDest : PredToDestList)
1206     if (PredToDest.second)
1207       DestPopularity[PredToDest.second]++;
1208
1209   // Find the most popular dest.
1210   DenseMap<BasicBlock*, unsigned>::iterator DPI = DestPopularity.begin();
1211   BasicBlock *MostPopularDest = DPI->first;
1212   unsigned Popularity = DPI->second;
1213   SmallVector<BasicBlock*, 4> SamePopularity;
1214
1215   for (++DPI; DPI != DestPopularity.end(); ++DPI) {
1216     // If the popularity of this entry isn't higher than the popularity we've
1217     // seen so far, ignore it.
1218     if (DPI->second < Popularity)
1219       ; // ignore.
1220     else if (DPI->second == Popularity) {
1221       // If it is the same as what we've seen so far, keep track of it.
1222       SamePopularity.push_back(DPI->first);
1223     } else {
1224       // If it is more popular, remember it.
1225       SamePopularity.clear();
1226       MostPopularDest = DPI->first;
1227       Popularity = DPI->second;
1228     }
1229   }
1230
1231   // Okay, now we know the most popular destination.  If there is more than one
1232   // destination, we need to determine one.  This is arbitrary, but we need
1233   // to make a deterministic decision.  Pick the first one that appears in the
1234   // successor list.
1235   if (!SamePopularity.empty()) {
1236     SamePopularity.push_back(MostPopularDest);
1237     TerminatorInst *TI = BB->getTerminator();
1238     for (unsigned i = 0; ; ++i) {
1239       assert(i != TI->getNumSuccessors() && "Didn't find any successor!");
1240
1241       if (!is_contained(SamePopularity, TI->getSuccessor(i)))
1242         continue;
1243
1244       MostPopularDest = TI->getSuccessor(i);
1245       break;
1246     }
1247   }
1248
1249   // Okay, we have finally picked the most popular destination.
1250   return MostPopularDest;
1251 }
1252
1253 bool JumpThreadingPass::ProcessThreadableEdges(Value *Cond, BasicBlock *BB,
1254                                                ConstantPreference Preference,
1255                                                Instruction *CxtI) {
1256   // If threading this would thread across a loop header, don't even try to
1257   // thread the edge.
1258   if (LoopHeaders.count(BB))
1259     return false;
1260
1261   PredValueInfoTy PredValues;
1262   if (!ComputeValueKnownInPredecessors(Cond, BB, PredValues, Preference, CxtI))
1263     return false;
1264
1265   assert(!PredValues.empty() &&
1266          "ComputeValueKnownInPredecessors returned true with no values");
1267
1268   DEBUG(dbgs() << "IN BB: " << *BB;
1269         for (const auto &PredValue : PredValues) {
1270           dbgs() << "  BB '" << BB->getName() << "': FOUND condition = "
1271             << *PredValue.first
1272             << " for pred '" << PredValue.second->getName() << "'.\n";
1273         });
1274
1275   // Decide what we want to thread through.  Convert our list of known values to
1276   // a list of known destinations for each pred.  This also discards duplicate
1277   // predecessors and keeps track of the undefined inputs (which are represented
1278   // as a null dest in the PredToDestList).
1279   SmallPtrSet<BasicBlock*, 16> SeenPreds;
1280   SmallVector<std::pair<BasicBlock*, BasicBlock*>, 16> PredToDestList;
1281
1282   BasicBlock *OnlyDest = nullptr;
1283   BasicBlock *MultipleDestSentinel = (BasicBlock*)(intptr_t)~0ULL;
1284   Constant *OnlyVal = nullptr;
1285   Constant *MultipleVal = (Constant *)(intptr_t)~0ULL;
1286
1287   unsigned PredWithKnownDest = 0;
1288   for (const auto &PredValue : PredValues) {
1289     BasicBlock *Pred = PredValue.second;
1290     if (!SeenPreds.insert(Pred).second)
1291       continue;  // Duplicate predecessor entry.
1292
1293     Constant *Val = PredValue.first;
1294
1295     BasicBlock *DestBB;
1296     if (isa<UndefValue>(Val))
1297       DestBB = nullptr;
1298     else if (BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(BB->getTerminator())) {
1299       assert(isa<ConstantInt>(Val) && "Expecting a constant integer");
1300       DestBB = BI->getSuccessor(cast<ConstantInt>(Val)->isZero());
1301     } else if (SwitchInst *SI = dyn_cast<SwitchInst>(BB->getTerminator())) {
1302       assert(isa<ConstantInt>(Val) && "Expecting a constant integer");
1303       DestBB = SI->findCaseValue(cast<ConstantInt>(Val))->getCaseSuccessor();
1304     } else {
1305       assert(isa<IndirectBrInst>(BB->getTerminator())
1306               && "Unexpected terminator");
1307       assert(isa<BlockAddress>(Val) && "Expecting a constant blockaddress");
1308       DestBB = cast<BlockAddress>(Val)->getBasicBlock();
1309     }
1310
1311     // If we have exactly one destination, remember it for efficiency below.
1312     if (PredToDestList.empty()) {
1313       OnlyDest = DestBB;
1314       OnlyVal = Val;
1315     } else {
1316       if (OnlyDest != DestBB)
1317         OnlyDest = MultipleDestSentinel;
1318       // It possible we have same destination, but different value, e.g. default
1319       // case in switchinst.
1320       if (Val != OnlyVal)
1321         OnlyVal = MultipleVal;
1322     }
1323
1324     // We know where this predecessor is going.
1325     ++PredWithKnownDest;
1326
1327     // If the predecessor ends with an indirect goto, we can't change its
1328     // destination.
1329     if (isa<IndirectBrInst>(Pred->getTerminator()))
1330       continue;
1331
1332     PredToDestList.push_back(std::make_pair(Pred, DestBB));
1333   }
1334
1335   // If all edges were unthreadable, we fail.
1336   if (PredToDestList.empty())
1337     return false;
1338
1339   // If all the predecessors go to a single known successor, we want to fold,
1340   // not thread. By doing so, we do not need to duplicate the current block and
1341   // also miss potential opportunities in case we dont/cant duplicate.
1342   if (OnlyDest && OnlyDest != MultipleDestSentinel) {
1343     if (PredWithKnownDest ==
1344         (size_t)std::distance(pred_begin(BB), pred_end(BB))) {
1345       bool SeenFirstBranchToOnlyDest = false;
1346       for (BasicBlock *SuccBB : successors(BB)) {
1347         if (SuccBB == OnlyDest && !SeenFirstBranchToOnlyDest)
1348           SeenFirstBranchToOnlyDest = true; // Don't modify the first branch.
1349         else
1350           SuccBB->removePredecessor(BB, true); // This is unreachable successor.
1351       }
1352
1353       // Finally update the terminator.
1354       TerminatorInst *Term = BB->getTerminator();
1355       BranchInst::Create(OnlyDest, Term);
1356       Term->eraseFromParent();
1357
1358       // If the condition is now dead due to the removal of the old terminator,
1359       // erase it.
1360       if (auto *CondInst = dyn_cast<Instruction>(Cond)) {
1361         if (CondInst->use_empty() && !CondInst->mayHaveSideEffects())
1362           CondInst->eraseFromParent();
1363         // We can safely replace *some* uses of the CondInst if it has
1364         // exactly one value as returned by LVI. RAUW is incorrect in the
1365         // presence of guards and assumes, that have the `Cond` as the use. This
1366         // is because we use the guards/assume to reason about the `Cond` value
1367         // at the end of block, but RAUW unconditionally replaces all uses
1368         // including the guards/assumes themselves and the uses before the
1369         // guard/assume.
1370         else if (OnlyVal && OnlyVal != MultipleVal &&
1371                  CondInst->getParent() == BB)
1372           ReplaceFoldableUses(CondInst, OnlyVal);
1373       }
1374       return true;
1375     }
1376   }
1377
1378   // Determine which is the most common successor.  If we have many inputs and
1379   // this block is a switch, we want to start by threading the batch that goes
1380   // to the most popular destination first.  If we only know about one
1381   // threadable destination (the common case) we can avoid this.
1382   BasicBlock *MostPopularDest = OnlyDest;
1383
1384   if (MostPopularDest == MultipleDestSentinel)
1385     MostPopularDest = FindMostPopularDest(BB, PredToDestList);
1386
1387   // Now that we know what the most popular destination is, factor all
1388   // predecessors that will jump to it into a single predecessor.
1389   SmallVector<BasicBlock*, 16> PredsToFactor;
1390   for (const auto &PredToDest : PredToDestList)
1391     if (PredToDest.second == MostPopularDest) {
1392       BasicBlock *Pred = PredToDest.first;
1393
1394       // This predecessor may be a switch or something else that has multiple
1395       // edges to the block.  Factor each of these edges by listing them
1396       // according to # occurrences in PredsToFactor.
1397       for (BasicBlock *Succ : successors(Pred))
1398         if (Succ == BB)
1399           PredsToFactor.push_back(Pred);
1400     }
1401
1402   // If the threadable edges are branching on an undefined value, we get to pick
1403   // the destination that these predecessors should get to.
1404   if (!MostPopularDest)
1405     MostPopularDest = BB->getTerminator()->
1406                             getSuccessor(GetBestDestForJumpOnUndef(BB));
1407
1408   // Ok, try to thread it!
1409   return ThreadEdge(BB, PredsToFactor, MostPopularDest);
1410 }
1411
1412 /// ProcessBranchOnPHI - We have an otherwise unthreadable conditional branch on
1413 /// a PHI node in the current block.  See if there are any simplifications we
1414 /// can do based on inputs to the phi node.
1415 ///
1416 bool JumpThreadingPass::ProcessBranchOnPHI(PHINode *PN) {
1417   BasicBlock *BB = PN->getParent();
1418
1419   // TODO: We could make use of this to do it once for blocks with common PHI
1420   // values.
1421   SmallVector<BasicBlock*, 1> PredBBs;
1422   PredBBs.resize(1);
1423
1424   // If any of the predecessor blocks end in an unconditional branch, we can
1425   // *duplicate* the conditional branch into that block in order to further
1426   // encourage jump threading and to eliminate cases where we have branch on a
1427   // phi of an icmp (branch on icmp is much better).
1428   for (unsigned i = 0, e = PN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
1429     BasicBlock *PredBB = PN->getIncomingBlock(i);
1430     if (BranchInst *PredBr = dyn_cast<BranchInst>(PredBB->getTerminator()))
1431       if (PredBr->isUnconditional()) {
1432         PredBBs[0] = PredBB;
1433         // Try to duplicate BB into PredBB.
1434         if (DuplicateCondBranchOnPHIIntoPred(BB, PredBBs))
1435           return true;
1436       }
1437   }
1438
1439   return false;
1440 }
1441
1442 /// ProcessBranchOnXOR - We have an otherwise unthreadable conditional branch on
1443 /// a xor instruction in the current block.  See if there are any
1444 /// simplifications we can do based on inputs to the xor.
1445 ///
1446 bool JumpThreadingPass::ProcessBranchOnXOR(BinaryOperator *BO) {
1447   BasicBlock *BB = BO->getParent();
1448
1449   // If either the LHS or RHS of the xor is a constant, don't do this
1450   // optimization.
1451   if (isa<ConstantInt>(BO->getOperand(0)) ||
1452       isa<ConstantInt>(BO->getOperand(1)))
1453     return false;
1454
1455   // If the first instruction in BB isn't a phi, we won't be able to infer
1456   // anything special about any particular predecessor.
1457   if (!isa<PHINode>(BB->front()))
1458     return false;
1459
1460   // If this BB is a landing pad, we won't be able to split the edge into it.
1461   if (BB->isEHPad())
1462     return false;
1463
1464   // If we have a xor as the branch input to this block, and we know that the
1465   // LHS or RHS of the xor in any predecessor is true/false, then we can clone
1466   // the condition into the predecessor and fix that value to true, saving some
1467   // logical ops on that path and encouraging other paths to simplify.
1468   //
1469   // This copies something like this:
1470   //
1471   //  BB:
1472   //    %X = phi i1 [1],  [%X']
1473   //    %Y = icmp eq i32 %A, %B
1474   //    %Z = xor i1 %X, %Y
1475   //    br i1 %Z, ...
1476   //
1477   // Into:
1478   //  BB':
1479   //    %Y = icmp ne i32 %A, %B
1480   //    br i1 %Y, ...
1481
1482   PredValueInfoTy XorOpValues;
1483   bool isLHS = true;
1484   if (!ComputeValueKnownInPredecessors(BO->getOperand(0), BB, XorOpValues,
1485                                        WantInteger, BO)) {
1486     assert(XorOpValues.empty());
1487     if (!ComputeValueKnownInPredecessors(BO->getOperand(1), BB, XorOpValues,
1488                                          WantInteger, BO))
1489       return false;
1490     isLHS = false;
1491   }
1492
1493   assert(!XorOpValues.empty() &&
1494          "ComputeValueKnownInPredecessors returned true with no values");
1495
1496   // Scan the information to see which is most popular: true or false.  The
1497   // predecessors can be of the set true, false, or undef.
1498   unsigned NumTrue = 0, NumFalse = 0;
1499   for (const auto &XorOpValue : XorOpValues) {
1500     if (isa<UndefValue>(XorOpValue.first))
1501       // Ignore undefs for the count.
1502       continue;
1503     if (cast<ConstantInt>(XorOpValue.first)->isZero())
1504       ++NumFalse;
1505     else
1506       ++NumTrue;
1507   }
1508
1509   // Determine which value to split on, true, false, or undef if neither.
1510   ConstantInt *SplitVal = nullptr;
1511   if (NumTrue > NumFalse)
1512     SplitVal = ConstantInt::getTrue(BB->getContext());
1513   else if (NumTrue != 0 || NumFalse != 0)
1514     SplitVal = ConstantInt::getFalse(BB->getContext());
1515
1516   // Collect all of the blocks that this can be folded into so that we can
1517   // factor this once and clone it once.
1518   SmallVector<BasicBlock*, 8> BlocksToFoldInto;
1519   for (const auto &XorOpValue : XorOpValues) {
1520     if (XorOpValue.first != SplitVal && !isa<UndefValue>(XorOpValue.first))
1521       continue;
1522
1523     BlocksToFoldInto.push_back(XorOpValue.second);
1524   }
1525
1526   // If we inferred a value for all of the predecessors, then duplication won't
1527   // help us.  However, we can just replace the LHS or RHS with the constant.
1528   if (BlocksToFoldInto.size() ==
1529       cast<PHINode>(BB->front()).getNumIncomingValues()) {
1530     if (!SplitVal) {
1531       // If all preds provide undef, just nuke the xor, because it is undef too.
1532       BO->replaceAllUsesWith(UndefValue::get(BO->getType()));
1533       BO->eraseFromParent();
1534     } else if (SplitVal->isZero()) {
1535       // If all preds provide 0, replace the xor with the other input.
1536       BO->replaceAllUsesWith(BO->getOperand(isLHS));
1537       BO->eraseFromParent();
1538     } else {
1539       // If all preds provide 1, set the computed value to 1.
1540       BO->setOperand(!isLHS, SplitVal);
1541     }
1542
1543     return true;
1544   }
1545
1546   // Try to duplicate BB into PredBB.
1547   return DuplicateCondBranchOnPHIIntoPred(BB, BlocksToFoldInto);
1548 }
1549
1550
1551 /// AddPHINodeEntriesForMappedBlock - We're adding 'NewPred' as a new
1552 /// predecessor to the PHIBB block.  If it has PHI nodes, add entries for
1553 /// NewPred using the entries from OldPred (suitably mapped).
1554 static void AddPHINodeEntriesForMappedBlock(BasicBlock *PHIBB,
1555                                             BasicBlock *OldPred,
1556                                             BasicBlock *NewPred,
1557                                      DenseMap<Instruction*, Value*> &ValueMap) {
1558   for (BasicBlock::iterator PNI = PHIBB->begin();
1559        PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(PNI); ++PNI) {
1560     // Ok, we have a PHI node.  Figure out what the incoming value was for the
1561     // DestBlock.
1562     Value *IV = PN->getIncomingValueForBlock(OldPred);
1563
1564     // Remap the value if necessary.
1565     if (Instruction *Inst = dyn_cast<Instruction>(IV)) {
1566       DenseMap<Instruction*, Value*>::iterator I = ValueMap.find(Inst);
1567       if (I != ValueMap.end())
1568         IV = I->second;
1569     }
1570
1571     PN->addIncoming(IV, NewPred);
1572   }
1573 }
1574
1575 /// ThreadEdge - We have decided that it is safe and profitable to factor the
1576 /// blocks in PredBBs to one predecessor, then thread an edge from it to SuccBB
1577 /// across BB.  Transform the IR to reflect this change.
1578 bool JumpThreadingPass::ThreadEdge(BasicBlock *BB,
1579                                    const SmallVectorImpl<BasicBlock *> &PredBBs,
1580                                    BasicBlock *SuccBB) {
1581   // If threading to the same block as we come from, we would infinite loop.
1582   if (SuccBB == BB) {
1583     DEBUG(dbgs() << "  Not threading across BB '" << BB->getName()
1584           << "' - would thread to self!\n");
1585     return false;
1586   }
1587
1588   // If threading this would thread across a loop header, don't thread the edge.
1589   // See the comments above FindLoopHeaders for justifications and caveats.
1590   if (LoopHeaders.count(BB)) {
1591     DEBUG(dbgs() << "  Not threading across loop header BB '" << BB->getName()
1592           << "' to dest BB '" << SuccBB->getName()
1593           << "' - it might create an irreducible loop!\n");
1594     return false;
1595   }
1596
1597   unsigned JumpThreadCost =
1598       getJumpThreadDuplicationCost(BB, BB->getTerminator(), BBDupThreshold);
1599   if (JumpThreadCost > BBDupThreshold) {
1600     DEBUG(dbgs() << "  Not threading BB '" << BB->getName()
1601           << "' - Cost is too high: " << JumpThreadCost << "\n");
1602     return false;
1603   }
1604
1605   // And finally, do it!  Start by factoring the predecessors if needed.
1606   BasicBlock *PredBB;
1607   if (PredBBs.size() == 1)
1608     PredBB = PredBBs[0];
1609   else {
1610     DEBUG(dbgs() << "  Factoring out " << PredBBs.size()
1611           << " common predecessors.\n");
1612     PredBB = SplitBlockPreds(BB, PredBBs, ".thr_comm");
1613   }
1614
1615   // And finally, do it!
1616   DEBUG(dbgs() << "  Threading edge from '" << PredBB->getName() << "' to '"
1617         << SuccBB->getName() << "' with cost: " << JumpThreadCost
1618         << ", across block:\n    "
1619         << *BB << "\n");
1620
1621   LVI->threadEdge(PredBB, BB, SuccBB);
1622
1623   // We are going to have to map operands from the original BB block to the new
1624   // copy of the block 'NewBB'.  If there are PHI nodes in BB, evaluate them to
1625   // account for entry from PredBB.
1626   DenseMap<Instruction*, Value*> ValueMapping;
1627
1628   BasicBlock *NewBB = BasicBlock::Create(BB->getContext(),
1629                                          BB->getName()+".thread",
1630                                          BB->getParent(), BB);
1631   NewBB->moveAfter(PredBB);
1632
1633   // Set the block frequency of NewBB.
1634   if (HasProfileData) {
1635     auto NewBBFreq =
1636         BFI->getBlockFreq(PredBB) * BPI->getEdgeProbability(PredBB, BB);
1637     BFI->setBlockFreq(NewBB, NewBBFreq.getFrequency());
1638   }
1639
1640   BasicBlock::iterator BI = BB->begin();
1641   for (; PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(BI); ++BI)
1642     ValueMapping[PN] = PN->getIncomingValueForBlock(PredBB);
1643
1644   // Clone the non-phi instructions of BB into NewBB, keeping track of the
1645   // mapping and using it to remap operands in the cloned instructions.
1646   for (; !isa<TerminatorInst>(BI); ++BI) {
1647     Instruction *New = BI->clone();
1648     New->setName(BI->getName());
1649     NewBB->getInstList().push_back(New);
1650     ValueMapping[&*BI] = New;
1651
1652     // Remap operands to patch up intra-block references.
1653     for (unsigned i = 0, e = New->getNumOperands(); i != e; ++i)
1654       if (Instruction *Inst = dyn_cast<Instruction>(New->getOperand(i))) {
1655         DenseMap<Instruction*, Value*>::iterator I = ValueMapping.find(Inst);
1656         if (I != ValueMapping.end())
1657           New->setOperand(i, I->second);
1658       }
1659   }
1660
1661   // We didn't copy the terminator from BB over to NewBB, because there is now
1662   // an unconditional jump to SuccBB.  Insert the unconditional jump.
1663   BranchInst *NewBI = BranchInst::Create(SuccBB, NewBB);
1664   NewBI->setDebugLoc(BB->getTerminator()->getDebugLoc());
1665
1666   // Check to see if SuccBB has PHI nodes. If so, we need to add entries to the
1667   // PHI nodes for NewBB now.
1668   AddPHINodeEntriesForMappedBlock(SuccBB, BB, NewBB, ValueMapping);
1669
1670   // If there were values defined in BB that are used outside the block, then we
1671   // now have to update all uses of the value to use either the original value,
1672   // the cloned value, or some PHI derived value.  This can require arbitrary
1673   // PHI insertion, of which we are prepared to do, clean these up now.
1674   SSAUpdater SSAUpdate;
1675   SmallVector<Use*, 16> UsesToRename;
1676   for (Instruction &I : *BB) {
1677     // Scan all uses of this instruction to see if it is used outside of its
1678     // block, and if so, record them in UsesToRename.
1679     for (Use &U : I.uses()) {
1680       Instruction *User = cast<Instruction>(U.getUser());
1681       if (PHINode *UserPN = dyn_cast<PHINode>(User)) {
1682         if (UserPN->getIncomingBlock(U) == BB)
1683           continue;
1684       } else if (User->getParent() == BB)
1685         continue;
1686
1687       UsesToRename.push_back(&U);
1688     }
1689
1690     // If there are no uses outside the block, we're done with this instruction.
1691     if (UsesToRename.empty())
1692       continue;
1693
1694     DEBUG(dbgs() << "JT: Renaming non-local uses of: " << I << "\n");
1695
1696     // We found a use of I outside of BB.  Rename all uses of I that are outside
1697     // its block to be uses of the appropriate PHI node etc.  See ValuesInBlocks
1698     // with the two values we know.
1699     SSAUpdate.Initialize(I.getType(), I.getName());
1700     SSAUpdate.AddAvailableValue(BB, &I);
1701     SSAUpdate.AddAvailableValue(NewBB, ValueMapping[&I]);
1702
1703     while (!UsesToRename.empty())
1704       SSAUpdate.RewriteUse(*UsesToRename.pop_back_val());
1705     DEBUG(dbgs() << "\n");
1706   }
1707
1708
1709   // Ok, NewBB is good to go.  Update the terminator of PredBB to jump to
1710   // NewBB instead of BB.  This eliminates predecessors from BB, which requires
1711   // us to simplify any PHI nodes in BB.
1712   TerminatorInst *PredTerm = PredBB->getTerminator();
1713   for (unsigned i = 0, e = PredTerm->getNumSuccessors(); i != e; ++i)
1714     if (PredTerm->getSuccessor(i) == BB) {
1715       BB->removePredecessor(PredBB, true);
1716       PredTerm->setSuccessor(i, NewBB);
1717     }
1718
1719   // At this point, the IR is fully up to date and consistent.  Do a quick scan
1720   // over the new instructions and zap any that are constants or dead.  This
1721   // frequently happens because of phi translation.
1722   SimplifyInstructionsInBlock(NewBB, TLI);
1723
1724   // Update the edge weight from BB to SuccBB, which should be less than before.
1725   UpdateBlockFreqAndEdgeWeight(PredBB, BB, NewBB, SuccBB);
1726
1727   // Threaded an edge!
1728   ++NumThreads;
1729   return true;
1730 }
1731
1732 /// Create a new basic block that will be the predecessor of BB and successor of
1733 /// all blocks in Preds. When profile data is available, update the frequency of
1734 /// this new block.
1735 BasicBlock *JumpThreadingPass::SplitBlockPreds(BasicBlock *BB,
1736                                                ArrayRef<BasicBlock *> Preds,
1737                                                const char *Suffix) {
1738   // Collect the frequencies of all predecessors of BB, which will be used to
1739   // update the edge weight on BB->SuccBB.
1740   BlockFrequency PredBBFreq(0);
1741   if (HasProfileData)
1742     for (auto Pred : Preds)
1743       PredBBFreq += BFI->getBlockFreq(Pred) * BPI->getEdgeProbability(Pred, BB);
1744
1745   BasicBlock *PredBB = SplitBlockPredecessors(BB, Preds, Suffix);
1746
1747   // Set the block frequency of the newly created PredBB, which is the sum of
1748   // frequencies of Preds.
1749   if (HasProfileData)
1750     BFI->setBlockFreq(PredBB, PredBBFreq.getFrequency());
1751   return PredBB;
1752 }
1753
1754 bool JumpThreadingPass::doesBlockHaveProfileData(BasicBlock *BB) {
1755   const TerminatorInst *TI = BB->getTerminator();
1756   assert(TI->getNumSuccessors() > 1 && "not a split");
1757
1758   MDNode *WeightsNode = TI->getMetadata(LLVMContext::MD_prof);
1759   if (!WeightsNode)
1760     return false;
1761
1762   MDString *MDName = cast<MDString>(WeightsNode->getOperand(0));
1763   if (MDName->getString() != "branch_weights")
1764     return false;
1765
1766   // Ensure there are weights for all of the successors. Note that the first
1767   // operand to the metadata node is a name, not a weight.
1768   return WeightsNode->getNumOperands() == TI->getNumSuccessors() + 1;
1769 }
1770
1771 /// Update the block frequency of BB and branch weight and the metadata on the
1772 /// edge BB->SuccBB. This is done by scaling the weight of BB->SuccBB by 1 -
1773 /// Freq(PredBB->BB) / Freq(BB->SuccBB).
1774 void JumpThreadingPass::UpdateBlockFreqAndEdgeWeight(BasicBlock *PredBB,
1775                                                      BasicBlock *BB,
1776                                                      BasicBlock *NewBB,
1777                                                      BasicBlock *SuccBB) {
1778   if (!HasProfileData)
1779     return;
1780
1781   assert(BFI && BPI && "BFI & BPI should have been created here");
1782
1783   // As the edge from PredBB to BB is deleted, we have to update the block
1784   // frequency of BB.
1785   auto BBOrigFreq = BFI->getBlockFreq(BB);
1786   auto NewBBFreq = BFI->getBlockFreq(NewBB);
1787   auto BB2SuccBBFreq = BBOrigFreq * BPI->getEdgeProbability(BB, SuccBB);
1788   auto BBNewFreq = BBOrigFreq - NewBBFreq;
1789   BFI->setBlockFreq(BB, BBNewFreq.getFrequency());
1790
1791   // Collect updated outgoing edges' frequencies from BB and use them to update
1792   // edge probabilities.
1793   SmallVector<uint64_t, 4> BBSuccFreq;
1794   for (BasicBlock *Succ : successors(BB)) {
1795     auto SuccFreq = (Succ == SuccBB)
1796                         ? BB2SuccBBFreq - NewBBFreq
1797                         : BBOrigFreq * BPI->getEdgeProbability(BB, Succ);
1798     BBSuccFreq.push_back(SuccFreq.getFrequency());
1799   }
1800
1801   uint64_t MaxBBSuccFreq =
1802       *std::max_element(BBSuccFreq.begin(), BBSuccFreq.end());
1803
1804   SmallVector<BranchProbability, 4> BBSuccProbs;
1805   if (MaxBBSuccFreq == 0)
1806     BBSuccProbs.assign(BBSuccFreq.size(),
1807                        {1, static_cast<unsigned>(BBSuccFreq.size())});
1808   else {
1809     for (uint64_t Freq : BBSuccFreq)
1810       BBSuccProbs.push_back(
1811           BranchProbability::getBranchProbability(Freq, MaxBBSuccFreq));
1812     // Normalize edge probabilities so that they sum up to one.
1813     BranchProbability::normalizeProbabilities(BBSuccProbs.begin(),
1814                                               BBSuccProbs.end());
1815   }
1816
1817   // Update edge probabilities in BPI.
1818   for (int I = 0, E = BBSuccProbs.size(); I < E; I++)
1819     BPI->setEdgeProbability(BB, I, BBSuccProbs[I]);
1820
1821   // Update the profile metadata as well.
1822   //
1823   // Don't do this if the profile of the transformed blocks was statically
1824   // estimated.  (This could occur despite the function having an entry
1825   // frequency in completely cold parts of the CFG.)
1826   //
1827   // In this case we don't want to suggest to subsequent passes that the
1828   // calculated weights are fully consistent.  Consider this graph:
1829   //
1830   //                 check_1
1831   //             50% /  |
1832   //             eq_1   | 50%
1833   //                 \  |
1834   //                 check_2
1835   //             50% /  |
1836   //             eq_2   | 50%
1837   //                 \  |
1838   //                 check_3
1839   //             50% /  |
1840   //             eq_3   | 50%
1841   //                 \  |
1842   //
1843   // Assuming the blocks check_* all compare the same value against 1, 2 and 3,
1844   // the overall probabilities are inconsistent; the total probability that the
1845   // value is either 1, 2 or 3 is 150%.
1846   //
1847   // As a consequence if we thread eq_1 -> check_2 to check_3, check_2->check_3
1848   // becomes 0%.  This is even worse if the edge whose probability becomes 0% is
1849   // the loop exit edge.  Then based solely on static estimation we would assume
1850   // the loop was extremely hot.
1851   //
1852   // FIXME this locally as well so that BPI and BFI are consistent as well.  We
1853   // shouldn't make edges extremely likely or unlikely based solely on static
1854   // estimation.
1855   if (BBSuccProbs.size() >= 2 && doesBlockHaveProfileData(BB)) {
1856     SmallVector<uint32_t, 4> Weights;
1857     for (auto Prob : BBSuccProbs)
1858       Weights.push_back(Prob.getNumerator());
1859
1860     auto TI = BB->getTerminator();
1861     TI->setMetadata(
1862         LLVMContext::MD_prof,
1863         MDBuilder(TI->getParent()->getContext()).createBranchWeights(Weights));
1864   }
1865 }
1866
1867 /// DuplicateCondBranchOnPHIIntoPred - PredBB contains an unconditional branch
1868 /// to BB which contains an i1 PHI node and a conditional branch on that PHI.
1869 /// If we can duplicate the contents of BB up into PredBB do so now, this
1870 /// improves the odds that the branch will be on an analyzable instruction like
1871 /// a compare.
1872 bool JumpThreadingPass::DuplicateCondBranchOnPHIIntoPred(
1873     BasicBlock *BB, const SmallVectorImpl<BasicBlock *> &PredBBs) {
1874   assert(!PredBBs.empty() && "Can't handle an empty set");
1875
1876   // If BB is a loop header, then duplicating this block outside the loop would
1877   // cause us to transform this into an irreducible loop, don't do this.
1878   // See the comments above FindLoopHeaders for justifications and caveats.
1879   if (LoopHeaders.count(BB)) {
1880     DEBUG(dbgs() << "  Not duplicating loop header '" << BB->getName()
1881           << "' into predecessor block '" << PredBBs[0]->getName()
1882           << "' - it might create an irreducible loop!\n");
1883     return false;
1884   }
1885
1886   unsigned DuplicationCost =
1887       getJumpThreadDuplicationCost(BB, BB->getTerminator(), BBDupThreshold);
1888   if (DuplicationCost > BBDupThreshold) {
1889     DEBUG(dbgs() << "  Not duplicating BB '" << BB->getName()
1890           << "' - Cost is too high: " << DuplicationCost << "\n");
1891     return false;
1892   }
1893
1894   // And finally, do it!  Start by factoring the predecessors if needed.
1895   BasicBlock *PredBB;
1896   if (PredBBs.size() == 1)
1897     PredBB = PredBBs[0];
1898   else {
1899     DEBUG(dbgs() << "  Factoring out " << PredBBs.size()
1900           << " common predecessors.\n");
1901     PredBB = SplitBlockPreds(BB, PredBBs, ".thr_comm");
1902   }
1903
1904   // Okay, we decided to do this!  Clone all the instructions in BB onto the end
1905   // of PredBB.
1906   DEBUG(dbgs() << "  Duplicating block '" << BB->getName() << "' into end of '"
1907         << PredBB->getName() << "' to eliminate branch on phi.  Cost: "
1908         << DuplicationCost << " block is:" << *BB << "\n");
1909
1910   // Unless PredBB ends with an unconditional branch, split the edge so that we
1911   // can just clone the bits from BB into the end of the new PredBB.
1912   BranchInst *OldPredBranch = dyn_cast<BranchInst>(PredBB->getTerminator());
1913
1914   if (!OldPredBranch || !OldPredBranch->isUnconditional()) {
1915     PredBB = SplitEdge(PredBB, BB);
1916     OldPredBranch = cast<BranchInst>(PredBB->getTerminator());
1917   }
1918
1919   // We are going to have to map operands from the original BB block into the
1920   // PredBB block.  Evaluate PHI nodes in BB.
1921   DenseMap<Instruction*, Value*> ValueMapping;
1922
1923   BasicBlock::iterator BI = BB->begin();
1924   for (; PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(BI); ++BI)
1925     ValueMapping[PN] = PN->getIncomingValueForBlock(PredBB);
1926   // Clone the non-phi instructions of BB into PredBB, keeping track of the
1927   // mapping and using it to remap operands in the cloned instructions.
1928   for (; BI != BB->end(); ++BI) {
1929     Instruction *New = BI->clone();
1930
1931     // Remap operands to patch up intra-block references.
1932     for (unsigned i = 0, e = New->getNumOperands(); i != e; ++i)
1933       if (Instruction *Inst = dyn_cast<Instruction>(New->getOperand(i))) {
1934         DenseMap<Instruction*, Value*>::iterator I = ValueMapping.find(Inst);
1935         if (I != ValueMapping.end())
1936           New->setOperand(i, I->second);
1937       }
1938
1939     // If this instruction can be simplified after the operands are updated,
1940     // just use the simplified value instead.  This frequently happens due to
1941     // phi translation.
1942     if (Value *IV = SimplifyInstruction(
1943             New,
1944             {BB->getModule()->getDataLayout(), TLI, nullptr, nullptr, New})) {
1945       ValueMapping[&*BI] = IV;
1946       if (!New->mayHaveSideEffects()) {
1947         New->deleteValue();
1948         New = nullptr;
1949       }
1950     } else {
1951       ValueMapping[&*BI] = New;
1952     }
1953     if (New) {
1954       // Otherwise, insert the new instruction into the block.
1955       New->setName(BI->getName());
1956       PredBB->getInstList().insert(OldPredBranch->getIterator(), New);
1957     }
1958   }
1959
1960   // Check to see if the targets of the branch had PHI nodes. If so, we need to
1961   // add entries to the PHI nodes for branch from PredBB now.
1962   BranchInst *BBBranch = cast<BranchInst>(BB->getTerminator());
1963   AddPHINodeEntriesForMappedBlock(BBBranch->getSuccessor(0), BB, PredBB,
1964                                   ValueMapping);
1965   AddPHINodeEntriesForMappedBlock(BBBranch->getSuccessor(1), BB, PredBB,
1966                                   ValueMapping);
1967
1968   // If there were values defined in BB that are used outside the block, then we
1969   // now have to update all uses of the value to use either the original value,
1970   // the cloned value, or some PHI derived value.  This can require arbitrary
1971   // PHI insertion, of which we are prepared to do, clean these up now.
1972   SSAUpdater SSAUpdate;
1973   SmallVector<Use*, 16> UsesToRename;
1974   for (Instruction &I : *BB) {
1975     // Scan all uses of this instruction to see if it is used outside of its
1976     // block, and if so, record them in UsesToRename.
1977     for (Use &U : I.uses()) {
1978       Instruction *User = cast<Instruction>(U.getUser());
1979       if (PHINode *UserPN = dyn_cast<PHINode>(User)) {
1980         if (UserPN->getIncomingBlock(U) == BB)
1981           continue;
1982       } else if (User->getParent() == BB)
1983         continue;
1984
1985       UsesToRename.push_back(&U);
1986     }
1987
1988     // If there are no uses outside the block, we're done with this instruction.
1989     if (UsesToRename.empty())
1990       continue;
1991
1992     DEBUG(dbgs() << "JT: Renaming non-local uses of: " << I << "\n");
1993
1994     // We found a use of I outside of BB.  Rename all uses of I that are outside
1995     // its block to be uses of the appropriate PHI node etc.  See ValuesInBlocks
1996     // with the two values we know.
1997     SSAUpdate.Initialize(I.getType(), I.getName());
1998     SSAUpdate.AddAvailableValue(BB, &I);
1999     SSAUpdate.AddAvailableValue(PredBB, ValueMapping[&I]);
2000
2001     while (!UsesToRename.empty())
2002       SSAUpdate.RewriteUse(*UsesToRename.pop_back_val());
2003     DEBUG(dbgs() << "\n");
2004   }
2005
2006   // PredBB no longer jumps to BB, remove entries in the PHI node for the edge
2007   // that we nuked.
2008   BB->removePredecessor(PredBB, true);
2009
2010   // Remove the unconditional branch at the end of the PredBB block.
2011   OldPredBranch->eraseFromParent();
2012
2013   ++NumDupes;
2014   return true;
2015 }
2016
2017 /// TryToUnfoldSelect - Look for blocks of the form
2018 /// bb1:
2019 ///   %a = select
2020 ///   br bb2
2021 ///
2022 /// bb2:
2023 ///   %p = phi [%a, %bb1] ...
2024 ///   %c = icmp %p
2025 ///   br i1 %c
2026 ///
2027 /// And expand the select into a branch structure if one of its arms allows %c
2028 /// to be folded. This later enables threading from bb1 over bb2.
2029 bool JumpThreadingPass::TryToUnfoldSelect(CmpInst *CondCmp, BasicBlock *BB) {
2030   BranchInst *CondBr = dyn_cast<BranchInst>(BB->getTerminator());
2031   PHINode *CondLHS = dyn_cast<PHINode>(CondCmp->getOperand(0));
2032   Constant *CondRHS = cast<Constant>(CondCmp->getOperand(1));
2033
2034   if (!CondBr || !CondBr->isConditional() || !CondLHS ||
2035       CondLHS->getParent() != BB)
2036     return false;
2037
2038   for (unsigned I = 0, E = CondLHS->getNumIncomingValues(); I != E; ++I) {
2039     BasicBlock *Pred = CondLHS->getIncomingBlock(I);
2040     SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(CondLHS->getIncomingValue(I));
2041
2042     // Look if one of the incoming values is a select in the corresponding
2043     // predecessor.
2044     if (!SI || SI->getParent() != Pred || !SI->hasOneUse())
2045       continue;
2046
2047     BranchInst *PredTerm = dyn_cast<BranchInst>(Pred->getTerminator());
2048     if (!PredTerm || !PredTerm->isUnconditional())
2049       continue;
2050
2051     // Now check if one of the select values would allow us to constant fold the
2052     // terminator in BB. We don't do the transform if both sides fold, those
2053     // cases will be threaded in any case.
2054     LazyValueInfo::Tristate LHSFolds =
2055         LVI->getPredicateOnEdge(CondCmp->getPredicate(), SI->getOperand(1),
2056                                 CondRHS, Pred, BB, CondCmp);
2057     LazyValueInfo::Tristate RHSFolds =
2058         LVI->getPredicateOnEdge(CondCmp->getPredicate(), SI->getOperand(2),
2059                                 CondRHS, Pred, BB, CondCmp);
2060     if ((LHSFolds != LazyValueInfo::Unknown ||
2061          RHSFolds != LazyValueInfo::Unknown) &&
2062         LHSFolds != RHSFolds) {
2063       // Expand the select.
2064       //
2065       // Pred --
2066       //  |    v
2067       //  |  NewBB
2068       //  |    |
2069       //  |-----
2070       //  v
2071       // BB
2072       BasicBlock *NewBB = BasicBlock::Create(BB->getContext(), "select.unfold",
2073                                              BB->getParent(), BB);
2074       // Move the unconditional branch to NewBB.
2075       PredTerm->removeFromParent();
2076       NewBB->getInstList().insert(NewBB->end(), PredTerm);
2077       // Create a conditional branch and update PHI nodes.
2078       BranchInst::Create(NewBB, BB, SI->getCondition(), Pred);
2079       CondLHS->setIncomingValue(I, SI->getFalseValue());
2080       CondLHS->addIncoming(SI->getTrueValue(), NewBB);
2081       // The select is now dead.
2082       SI->eraseFromParent();
2083
2084       // Update any other PHI nodes in BB.
2085       for (BasicBlock::iterator BI = BB->begin();
2086            PHINode *Phi = dyn_cast<PHINode>(BI); ++BI)
2087         if (Phi != CondLHS)
2088           Phi->addIncoming(Phi->getIncomingValueForBlock(Pred), NewBB);
2089       return true;
2090     }
2091   }
2092   return false;
2093 }
2094
2095 /// TryToUnfoldSelectInCurrBB - Look for PHI/Select in the same BB of the form
2096 /// bb:
2097 ///   %p = phi [false, %bb1], [true, %bb2], [false, %bb3], [true, %bb4], ...
2098 ///   %s = select p, trueval, falseval
2099 ///
2100 /// And expand the select into a branch structure. This later enables
2101 /// jump-threading over bb in this pass.
2102 ///
2103 /// Using the similar approach of SimplifyCFG::FoldCondBranchOnPHI(), unfold
2104 /// select if the associated PHI has at least one constant.  If the unfolded
2105 /// select is not jump-threaded, it will be folded again in the later
2106 /// optimizations.
2107 bool JumpThreadingPass::TryToUnfoldSelectInCurrBB(BasicBlock *BB) {
2108   // If threading this would thread across a loop header, don't thread the edge.
2109   // See the comments above FindLoopHeaders for justifications and caveats.
2110   if (LoopHeaders.count(BB))
2111     return false;
2112
2113   // Look for a Phi/Select pair in the same basic block.  The Phi feeds the
2114   // condition of the Select and at least one of the incoming values is a
2115   // constant.
2116   for (BasicBlock::iterator BI = BB->begin();
2117        PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(BI); ++BI) {
2118     unsigned NumPHIValues = PN->getNumIncomingValues();
2119     if (NumPHIValues == 0 || !PN->hasOneUse())
2120       continue;
2121
2122     SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(PN->user_back());
2123     if (!SI || SI->getParent() != BB)
2124       continue;
2125
2126     Value *Cond = SI->getCondition();
2127     if (!Cond || Cond != PN || !Cond->getType()->isIntegerTy(1))
2128       continue;
2129
2130     bool HasConst = false;
2131     for (unsigned i = 0; i != NumPHIValues; ++i) {
2132       if (PN->getIncomingBlock(i) == BB)
2133         return false;
2134       if (isa<ConstantInt>(PN->getIncomingValue(i)))
2135         HasConst = true;
2136     }
2137
2138     if (HasConst) {
2139       // Expand the select.
2140       TerminatorInst *Term =
2141           SplitBlockAndInsertIfThen(SI->getCondition(), SI, false);
2142       PHINode *NewPN = PHINode::Create(SI->getType(), 2, "", SI);
2143       NewPN->addIncoming(SI->getTrueValue(), Term->getParent());
2144       NewPN->addIncoming(SI->getFalseValue(), BB);
2145       SI->replaceAllUsesWith(NewPN);
2146       SI->eraseFromParent();
2147       return true;
2148     }
2149   }
2150   
2151   return false;
2152 }
2153
2154 /// Try to propagate a guard from the current BB into one of its predecessors
2155 /// in case if another branch of execution implies that the condition of this
2156 /// guard is always true. Currently we only process the simplest case that
2157 /// looks like:
2158 ///
2159 /// Start:
2160 ///   %cond = ...
2161 ///   br i1 %cond, label %T1, label %F1
2162 /// T1:
2163 ///   br label %Merge
2164 /// F1:
2165 ///   br label %Merge
2166 /// Merge:
2167 ///   %condGuard = ...
2168 ///   call void(i1, ...) @llvm.experimental.guard( i1 %condGuard )[ "deopt"() ]
2169 ///
2170 /// And cond either implies condGuard or !condGuard. In this case all the
2171 /// instructions before the guard can be duplicated in both branches, and the
2172 /// guard is then threaded to one of them.
2173 bool JumpThreadingPass::ProcessGuards(BasicBlock *BB) {
2174   using namespace PatternMatch;
2175   // We only want to deal with two predecessors.
2176   BasicBlock *Pred1, *Pred2;
2177   auto PI = pred_begin(BB), PE = pred_end(BB);
2178   if (PI == PE)
2179     return false;
2180   Pred1 = *PI++;
2181   if (PI == PE)
2182     return false;
2183   Pred2 = *PI++;
2184   if (PI != PE)
2185     return false;
2186   if (Pred1 == Pred2)
2187     return false;
2188
2189   // Try to thread one of the guards of the block.
2190   // TODO: Look up deeper than to immediate predecessor?
2191   auto *Parent = Pred1->getSinglePredecessor();
2192   if (!Parent || Parent != Pred2->getSinglePredecessor())
2193     return false;
2194
2195   if (auto *BI = dyn_cast<BranchInst>(Parent->getTerminator()))
2196     for (auto &I : *BB)
2197       if (match(&I, m_Intrinsic<Intrinsic::experimental_guard>()))
2198         if (ThreadGuard(BB, cast<IntrinsicInst>(&I), BI))
2199           return true;
2200
2201   return false;
2202 }
2203
2204 /// Try to propagate the guard from BB which is the lower block of a diamond
2205 /// to one of its branches, in case if diamond's condition implies guard's
2206 /// condition.
2207 bool JumpThreadingPass::ThreadGuard(BasicBlock *BB, IntrinsicInst *Guard,
2208                                     BranchInst *BI) {
2209   assert(BI->getNumSuccessors() == 2 && "Wrong number of successors?");
2210   assert(BI->isConditional() && "Unconditional branch has 2 successors?");
2211   Value *GuardCond = Guard->getArgOperand(0);
2212   Value *BranchCond = BI->getCondition();
2213   BasicBlock *TrueDest = BI->getSuccessor(0);
2214   BasicBlock *FalseDest = BI->getSuccessor(1);
2215
2216   auto &DL = BB->getModule()->getDataLayout();
2217   bool TrueDestIsSafe = false;
2218   bool FalseDestIsSafe = false;
2219
2220   // True dest is safe if BranchCond => GuardCond.
2221   auto Impl = isImpliedCondition(BranchCond, GuardCond, DL);
2222   if (Impl && *Impl)
2223     TrueDestIsSafe = true;
2224   else {
2225     // False dest is safe if !BranchCond => GuardCond.
2226     Impl =
2227         isImpliedCondition(BranchCond, GuardCond, DL, /* InvertAPred */ true);
2228     if (Impl && *Impl)
2229       FalseDestIsSafe = true;
2230   }
2231
2232   if (!TrueDestIsSafe && !FalseDestIsSafe)
2233     return false;
2234
2235   BasicBlock *UnguardedBlock = TrueDestIsSafe ? TrueDest : FalseDest;
2236   BasicBlock *GuardedBlock = FalseDestIsSafe ? TrueDest : FalseDest;
2237
2238   ValueToValueMapTy UnguardedMapping, GuardedMapping;
2239   Instruction *AfterGuard = Guard->getNextNode();
2240   unsigned Cost = getJumpThreadDuplicationCost(BB, AfterGuard, BBDupThreshold);
2241   if (Cost > BBDupThreshold)
2242     return false;
2243   // Duplicate all instructions before the guard and the guard itself to the
2244   // branch where implication is not proved.
2245   GuardedBlock = DuplicateInstructionsInSplitBetween(
2246       BB, GuardedBlock, AfterGuard, GuardedMapping);
2247   assert(GuardedBlock && "Could not create the guarded block?");
2248   // Duplicate all instructions before the guard in the unguarded branch.
2249   // Since we have successfully duplicated the guarded block and this block
2250   // has fewer instructions, we expect it to succeed.
2251   UnguardedBlock = DuplicateInstructionsInSplitBetween(BB, UnguardedBlock,
2252                                                        Guard, UnguardedMapping);
2253   assert(UnguardedBlock && "Could not create the unguarded block?");
2254   DEBUG(dbgs() << "Moved guard " << *Guard << " to block "
2255                << GuardedBlock->getName() << "\n");
2256
2257   // Some instructions before the guard may still have uses. For them, we need
2258   // to create Phi nodes merging their copies in both guarded and unguarded
2259   // branches. Those instructions that have no uses can be just removed.
2260   SmallVector<Instruction *, 4> ToRemove;
2261   for (auto BI = BB->begin(); &*BI != AfterGuard; ++BI)
2262     if (!isa<PHINode>(&*BI))
2263       ToRemove.push_back(&*BI);
2264
2265   Instruction *InsertionPoint = &*BB->getFirstInsertionPt();
2266   assert(InsertionPoint && "Empty block?");
2267   // Substitute with Phis & remove.
2268   for (auto *Inst : reverse(ToRemove)) {
2269     if (!Inst->use_empty()) {
2270       PHINode *NewPN = PHINode::Create(Inst->getType(), 2);
2271       NewPN->addIncoming(UnguardedMapping[Inst], UnguardedBlock);
2272       NewPN->addIncoming(GuardedMapping[Inst], GuardedBlock);
2273       NewPN->insertBefore(InsertionPoint);
2274       Inst->replaceAllUsesWith(NewPN);
2275     }
2276     Inst->eraseFromParent();
2277   }
2278   return true;
2279 }