]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - contrib/llvm-project/llvm/include/llvm/Transforms/Utils/BasicBlockUtils.h
MFC r355940:
[FreeBSD/FreeBSD.git] / contrib / llvm-project / llvm / include / llvm / Transforms / Utils / BasicBlockUtils.h
1 //===- Transform/Utils/BasicBlockUtils.h - BasicBlock Utils -----*- C++ -*-===//
2 //
3 // Part of the LLVM Project, under the Apache License v2.0 with LLVM Exceptions.
4 // See https://llvm.org/LICENSE.txt for license information.
5 // SPDX-License-Identifier: Apache-2.0 WITH LLVM-exception
6 //
7 //===----------------------------------------------------------------------===//
8 //
9 // This family of functions perform manipulations on basic blocks, and
10 // instructions contained within basic blocks.
11 //
12 //===----------------------------------------------------------------------===//
13
14 #ifndef LLVM_TRANSFORMS_UTILS_BASICBLOCKUTILS_H
15 #define LLVM_TRANSFORMS_UTILS_BASICBLOCKUTILS_H
16
17 // FIXME: Move to this file: BasicBlock::removePredecessor, BB::splitBasicBlock
18
19 #include "llvm/ADT/ArrayRef.h"
20 #include "llvm/Analysis/DomTreeUpdater.h"
21 #include "llvm/IR/BasicBlock.h"
22 #include "llvm/IR/CFG.h"
23 #include "llvm/IR/InstrTypes.h"
24 #include <cassert>
25
26 namespace llvm {
27
28 class BlockFrequencyInfo;
29 class BranchProbabilityInfo;
30 class DominatorTree;
31 class DomTreeUpdater;
32 class Function;
33 class Instruction;
34 class LoopInfo;
35 class MDNode;
36 class MemoryDependenceResults;
37 class MemorySSAUpdater;
38 class PostDominatorTree;
39 class ReturnInst;
40 class TargetLibraryInfo;
41 class Value;
42
43 /// Replace contents of every block in \p BBs with single unreachable
44 /// instruction. If \p Updates is specified, collect all necessary DT updates
45 /// into this vector. If \p KeepOneInputPHIs is true, one-input Phis in
46 /// successors of blocks being deleted will be preserved.
47 void DetatchDeadBlocks(ArrayRef <BasicBlock *> BBs,
48                        SmallVectorImpl<DominatorTree::UpdateType> *Updates,
49                        bool KeepOneInputPHIs = false);
50
51 /// Delete the specified block, which must have no predecessors.
52 void DeleteDeadBlock(BasicBlock *BB, DomTreeUpdater *DTU = nullptr,
53                      bool KeepOneInputPHIs = false);
54
55 /// Delete the specified blocks from \p BB. The set of deleted blocks must have
56 /// no predecessors that are not being deleted themselves. \p BBs must have no
57 /// duplicating blocks. If there are loops among this set of blocks, all
58 /// relevant loop info updates should be done before this function is called.
59 /// If \p KeepOneInputPHIs is true, one-input Phis in successors of blocks
60 /// being deleted will be preserved.
61 void DeleteDeadBlocks(ArrayRef <BasicBlock *> BBs,
62                       DomTreeUpdater *DTU = nullptr,
63                       bool KeepOneInputPHIs = false);
64
65 /// Delete all basic blocks from \p F that are not reachable from its entry
66 /// node. If \p KeepOneInputPHIs is true, one-input Phis in successors of
67 /// blocks being deleted will be preserved.
68 bool EliminateUnreachableBlocks(Function &F, DomTreeUpdater *DTU = nullptr,
69                                 bool KeepOneInputPHIs = false);
70
71 /// We know that BB has one predecessor. If there are any single-entry PHI nodes
72 /// in it, fold them away. This handles the case when all entries to the PHI
73 /// nodes in a block are guaranteed equal, such as when the block has exactly
74 /// one predecessor.
75 void FoldSingleEntryPHINodes(BasicBlock *BB,
76                              MemoryDependenceResults *MemDep = nullptr);
77
78 /// Examine each PHI in the given block and delete it if it is dead. Also
79 /// recursively delete any operands that become dead as a result. This includes
80 /// tracing the def-use list from the PHI to see if it is ultimately unused or
81 /// if it reaches an unused cycle. Return true if any PHIs were deleted.
82 bool DeleteDeadPHIs(BasicBlock *BB, const TargetLibraryInfo *TLI = nullptr);
83
84 /// Attempts to merge a block into its predecessor, if possible. The return
85 /// value indicates success or failure.
86 bool MergeBlockIntoPredecessor(BasicBlock *BB, DomTreeUpdater *DTU = nullptr,
87                                LoopInfo *LI = nullptr,
88                                MemorySSAUpdater *MSSAU = nullptr,
89                                MemoryDependenceResults *MemDep = nullptr);
90
91 /// Replace all uses of an instruction (specified by BI) with a value, then
92 /// remove and delete the original instruction.
93 void ReplaceInstWithValue(BasicBlock::InstListType &BIL,
94                           BasicBlock::iterator &BI, Value *V);
95
96 /// Replace the instruction specified by BI with the instruction specified by I.
97 /// Copies DebugLoc from BI to I, if I doesn't already have a DebugLoc. The
98 /// original instruction is deleted and BI is updated to point to the new
99 /// instruction.
100 void ReplaceInstWithInst(BasicBlock::InstListType &BIL,
101                          BasicBlock::iterator &BI, Instruction *I);
102
103 /// Replace the instruction specified by From with the instruction specified by
104 /// To. Copies DebugLoc from BI to I, if I doesn't already have a DebugLoc.
105 void ReplaceInstWithInst(Instruction *From, Instruction *To);
106
107 /// Option class for critical edge splitting.
108 ///
109 /// This provides a builder interface for overriding the default options used
110 /// during critical edge splitting.
111 struct CriticalEdgeSplittingOptions {
112   DominatorTree *DT;
113   PostDominatorTree *PDT;
114   LoopInfo *LI;
115   MemorySSAUpdater *MSSAU;
116   bool MergeIdenticalEdges = false;
117   bool KeepOneInputPHIs = false;
118   bool PreserveLCSSA = false;
119   bool IgnoreUnreachableDests = false;
120
121   CriticalEdgeSplittingOptions(DominatorTree *DT = nullptr,
122                                LoopInfo *LI = nullptr,
123                                MemorySSAUpdater *MSSAU = nullptr,
124                                PostDominatorTree *PDT = nullptr)
125       : DT(DT), PDT(PDT), LI(LI), MSSAU(MSSAU) {}
126
127   CriticalEdgeSplittingOptions &setMergeIdenticalEdges() {
128     MergeIdenticalEdges = true;
129     return *this;
130   }
131
132   CriticalEdgeSplittingOptions &setKeepOneInputPHIs() {
133     KeepOneInputPHIs = true;
134     return *this;
135   }
136
137   CriticalEdgeSplittingOptions &setPreserveLCSSA() {
138     PreserveLCSSA = true;
139     return *this;
140   }
141
142   CriticalEdgeSplittingOptions &setIgnoreUnreachableDests() {
143     IgnoreUnreachableDests = true;
144     return *this;
145   }
146 };
147
148 /// If this edge is a critical edge, insert a new node to split the critical
149 /// edge. This will update the analyses passed in through the option struct.
150 /// This returns the new block if the edge was split, null otherwise.
151 ///
152 /// If MergeIdenticalEdges in the options struct is true (not the default),
153 /// *all* edges from TI to the specified successor will be merged into the same
154 /// critical edge block. This is most commonly interesting with switch
155 /// instructions, which may have many edges to any one destination.  This
156 /// ensures that all edges to that dest go to one block instead of each going
157 /// to a different block, but isn't the standard definition of a "critical
158 /// edge".
159 ///
160 /// It is invalid to call this function on a critical edge that starts at an
161 /// IndirectBrInst.  Splitting these edges will almost always create an invalid
162 /// program because the address of the new block won't be the one that is jumped
163 /// to.
164 BasicBlock *SplitCriticalEdge(Instruction *TI, unsigned SuccNum,
165                               const CriticalEdgeSplittingOptions &Options =
166                                   CriticalEdgeSplittingOptions());
167
168 inline BasicBlock *
169 SplitCriticalEdge(BasicBlock *BB, succ_iterator SI,
170                   const CriticalEdgeSplittingOptions &Options =
171                       CriticalEdgeSplittingOptions()) {
172   return SplitCriticalEdge(BB->getTerminator(), SI.getSuccessorIndex(),
173                            Options);
174 }
175
176 /// If the edge from *PI to BB is not critical, return false. Otherwise, split
177 /// all edges between the two blocks and return true. This updates all of the
178 /// same analyses as the other SplitCriticalEdge function. If P is specified, it
179 /// updates the analyses described above.
180 inline bool SplitCriticalEdge(BasicBlock *Succ, pred_iterator PI,
181                               const CriticalEdgeSplittingOptions &Options =
182                                   CriticalEdgeSplittingOptions()) {
183   bool MadeChange = false;
184   Instruction *TI = (*PI)->getTerminator();
185   for (unsigned i = 0, e = TI->getNumSuccessors(); i != e; ++i)
186     if (TI->getSuccessor(i) == Succ)
187       MadeChange |= !!SplitCriticalEdge(TI, i, Options);
188   return MadeChange;
189 }
190
191 /// If an edge from Src to Dst is critical, split the edge and return true,
192 /// otherwise return false. This method requires that there be an edge between
193 /// the two blocks. It updates the analyses passed in the options struct
194 inline BasicBlock *
195 SplitCriticalEdge(BasicBlock *Src, BasicBlock *Dst,
196                   const CriticalEdgeSplittingOptions &Options =
197                       CriticalEdgeSplittingOptions()) {
198   Instruction *TI = Src->getTerminator();
199   unsigned i = 0;
200   while (true) {
201     assert(i != TI->getNumSuccessors() && "Edge doesn't exist!");
202     if (TI->getSuccessor(i) == Dst)
203       return SplitCriticalEdge(TI, i, Options);
204     ++i;
205   }
206 }
207
208 /// Loop over all of the edges in the CFG, breaking critical edges as they are
209 /// found. Returns the number of broken edges.
210 unsigned SplitAllCriticalEdges(Function &F,
211                                const CriticalEdgeSplittingOptions &Options =
212                                    CriticalEdgeSplittingOptions());
213
214 /// Split the edge connecting specified block.
215 BasicBlock *SplitEdge(BasicBlock *From, BasicBlock *To,
216                       DominatorTree *DT = nullptr, LoopInfo *LI = nullptr,
217                       MemorySSAUpdater *MSSAU = nullptr);
218
219 /// Split the specified block at the specified instruction - everything before
220 /// SplitPt stays in Old and everything starting with SplitPt moves to a new
221 /// block. The two blocks are joined by an unconditional branch and the loop
222 /// info is updated.
223 BasicBlock *SplitBlock(BasicBlock *Old, Instruction *SplitPt,
224                        DominatorTree *DT = nullptr, LoopInfo *LI = nullptr,
225                        MemorySSAUpdater *MSSAU = nullptr);
226
227 /// This method introduces at least one new basic block into the function and
228 /// moves some of the predecessors of BB to be predecessors of the new block.
229 /// The new predecessors are indicated by the Preds array. The new block is
230 /// given a suffix of 'Suffix'. Returns new basic block to which predecessors
231 /// from Preds are now pointing.
232 ///
233 /// If BB is a landingpad block then additional basicblock might be introduced.
234 /// It will have Suffix+".split_lp". See SplitLandingPadPredecessors for more
235 /// details on this case.
236 ///
237 /// This currently updates the LLVM IR, DominatorTree, LoopInfo, and LCCSA but
238 /// no other analyses. In particular, it does not preserve LoopSimplify
239 /// (because it's complicated to handle the case where one of the edges being
240 /// split is an exit of a loop with other exits).
241 BasicBlock *SplitBlockPredecessors(BasicBlock *BB, ArrayRef<BasicBlock *> Preds,
242                                    const char *Suffix,
243                                    DominatorTree *DT = nullptr,
244                                    LoopInfo *LI = nullptr,
245                                    MemorySSAUpdater *MSSAU = nullptr,
246                                    bool PreserveLCSSA = false);
247
248 /// This method transforms the landing pad, OrigBB, by introducing two new basic
249 /// blocks into the function. One of those new basic blocks gets the
250 /// predecessors listed in Preds. The other basic block gets the remaining
251 /// predecessors of OrigBB. The landingpad instruction OrigBB is clone into both
252 /// of the new basic blocks. The new blocks are given the suffixes 'Suffix1' and
253 /// 'Suffix2', and are returned in the NewBBs vector.
254 ///
255 /// This currently updates the LLVM IR, DominatorTree, LoopInfo, and LCCSA but
256 /// no other analyses. In particular, it does not preserve LoopSimplify
257 /// (because it's complicated to handle the case where one of the edges being
258 /// split is an exit of a loop with other exits).
259 void SplitLandingPadPredecessors(
260     BasicBlock *OrigBB, ArrayRef<BasicBlock *> Preds, const char *Suffix,
261     const char *Suffix2, SmallVectorImpl<BasicBlock *> &NewBBs,
262     DominatorTree *DT = nullptr, LoopInfo *LI = nullptr,
263     MemorySSAUpdater *MSSAU = nullptr, bool PreserveLCSSA = false);
264
265 /// This method duplicates the specified return instruction into a predecessor
266 /// which ends in an unconditional branch. If the return instruction returns a
267 /// value defined by a PHI, propagate the right value into the return. It
268 /// returns the new return instruction in the predecessor.
269 ReturnInst *FoldReturnIntoUncondBranch(ReturnInst *RI, BasicBlock *BB,
270                                        BasicBlock *Pred,
271                                        DomTreeUpdater *DTU = nullptr);
272
273 /// Split the containing block at the specified instruction - everything before
274 /// SplitBefore stays in the old basic block, and the rest of the instructions
275 /// in the BB are moved to a new block. The two blocks are connected by a
276 /// conditional branch (with value of Cmp being the condition).
277 /// Before:
278 ///   Head
279 ///   SplitBefore
280 ///   Tail
281 /// After:
282 ///   Head
283 ///   if (Cond)
284 ///     ThenBlock
285 ///   SplitBefore
286 ///   Tail
287 ///
288 /// If \p ThenBlock is not specified, a new block will be created for it.
289 /// If \p Unreachable is true, the newly created block will end with
290 /// UnreachableInst, otherwise it branches to Tail.
291 /// Returns the NewBasicBlock's terminator.
292 ///
293 /// Updates DT and LI if given.
294 Instruction *SplitBlockAndInsertIfThen(Value *Cond, Instruction *SplitBefore,
295                                        bool Unreachable,
296                                        MDNode *BranchWeights = nullptr,
297                                        DominatorTree *DT = nullptr,
298                                        LoopInfo *LI = nullptr,
299                                        BasicBlock *ThenBlock = nullptr);
300
301 /// SplitBlockAndInsertIfThenElse is similar to SplitBlockAndInsertIfThen,
302 /// but also creates the ElseBlock.
303 /// Before:
304 ///   Head
305 ///   SplitBefore
306 ///   Tail
307 /// After:
308 ///   Head
309 ///   if (Cond)
310 ///     ThenBlock
311 ///   else
312 ///     ElseBlock
313 ///   SplitBefore
314 ///   Tail
315 void SplitBlockAndInsertIfThenElse(Value *Cond, Instruction *SplitBefore,
316                                    Instruction **ThenTerm,
317                                    Instruction **ElseTerm,
318                                    MDNode *BranchWeights = nullptr);
319
320 /// Check whether BB is the merge point of a if-region.
321 /// If so, return the boolean condition that determines which entry into
322 /// BB will be taken.  Also, return by references the block that will be
323 /// entered from if the condition is true, and the block that will be
324 /// entered if the condition is false.
325 ///
326 /// This does no checking to see if the true/false blocks have large or unsavory
327 /// instructions in them.
328 Value *GetIfCondition(BasicBlock *BB, BasicBlock *&IfTrue,
329                       BasicBlock *&IfFalse);
330
331 // Split critical edges where the source of the edge is an indirectbr
332 // instruction. This isn't always possible, but we can handle some easy cases.
333 // This is useful because MI is unable to split such critical edges,
334 // which means it will not be able to sink instructions along those edges.
335 // This is especially painful for indirect branches with many successors, where
336 // we end up having to prepare all outgoing values in the origin block.
337 //
338 // Our normal algorithm for splitting critical edges requires us to update
339 // the outgoing edges of the edge origin block, but for an indirectbr this
340 // is hard, since it would require finding and updating the block addresses
341 // the indirect branch uses. But if a block only has a single indirectbr
342 // predecessor, with the others being regular branches, we can do it in a
343 // different way.
344 // Say we have A -> D, B -> D, I -> D where only I -> D is an indirectbr.
345 // We can split D into D0 and D1, where D0 contains only the PHIs from D,
346 // and D1 is the D block body. We can then duplicate D0 as D0A and D0B, and
347 // create the following structure:
348 // A -> D0A, B -> D0A, I -> D0B, D0A -> D1, D0B -> D1
349 // If BPI and BFI aren't non-null, BPI/BFI will be updated accordingly.
350 bool SplitIndirectBrCriticalEdges(Function &F,
351                                   BranchProbabilityInfo *BPI = nullptr,
352                                   BlockFrequencyInfo *BFI = nullptr);
353
354 } // end namespace llvm
355
356 #endif // LLVM_TRANSFORMS_UTILS_BASICBLOCKUTILS_H