]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/stable/9.git/blob - contrib/llvm/lib/Transforms/Utils/SimplifyCFG.cpp
Copy head to stable/9 as part of 9.0-RELEASE release cycle.
[FreeBSD/stable/9.git] / contrib / llvm / lib / Transforms / Utils / SimplifyCFG.cpp
1 //===- SimplifyCFG.cpp - Code to perform CFG simplification ---------------===//
2 //
3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
4 //
5 // This file is distributed under the University of Illinois Open Source
6 // License. See LICENSE.TXT for details.
7 //
8 //===----------------------------------------------------------------------===//
9 //
10 // Peephole optimize the CFG.
11 //
12 //===----------------------------------------------------------------------===//
13
14 #define DEBUG_TYPE "simplifycfg"
15 #include "llvm/Transforms/Utils/Local.h"
16 #include "llvm/Constants.h"
17 #include "llvm/Instructions.h"
18 #include "llvm/IntrinsicInst.h"
19 #include "llvm/Type.h"
20 #include "llvm/DerivedTypes.h"
21 #include "llvm/GlobalVariable.h"
22 #include "llvm/Analysis/InstructionSimplify.h"
23 #include "llvm/Analysis/ValueTracking.h"
24 #include "llvm/Target/TargetData.h"
25 #include "llvm/Transforms/Utils/BasicBlockUtils.h"
26 #include "llvm/ADT/DenseMap.h"
27 #include "llvm/ADT/SmallVector.h"
28 #include "llvm/ADT/SmallPtrSet.h"
29 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
30 #include "llvm/ADT/STLExtras.h"
31 #include "llvm/Support/CFG.h"
32 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
33 #include "llvm/Support/ConstantRange.h"
34 #include "llvm/Support/Debug.h"
35 #include "llvm/Support/IRBuilder.h"
36 #include "llvm/Support/NoFolder.h"
37 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
38 #include <algorithm>
39 #include <set>
40 #include <map>
41 using namespace llvm;
42
43 static cl::opt<unsigned>
44 PHINodeFoldingThreshold("phi-node-folding-threshold", cl::Hidden, cl::init(1),
45    cl::desc("Control the amount of phi node folding to perform (default = 1)"));
46
47 static cl::opt<bool>
48 DupRet("simplifycfg-dup-ret", cl::Hidden, cl::init(false),
49        cl::desc("Duplicate return instructions into unconditional branches"));
50
51 STATISTIC(NumSpeculations, "Number of speculative executed instructions");
52
53 namespace {
54 class SimplifyCFGOpt {
55   const TargetData *const TD;
56
57   Value *isValueEqualityComparison(TerminatorInst *TI);
58   BasicBlock *GetValueEqualityComparisonCases(TerminatorInst *TI,
59     std::vector<std::pair<ConstantInt*, BasicBlock*> > &Cases);
60   bool SimplifyEqualityComparisonWithOnlyPredecessor(TerminatorInst *TI,
61                                                      BasicBlock *Pred,
62                                                      IRBuilder<> &Builder);
63   bool FoldValueComparisonIntoPredecessors(TerminatorInst *TI,
64                                            IRBuilder<> &Builder);
65
66   bool SimplifyReturn(ReturnInst *RI, IRBuilder<> &Builder);
67   bool SimplifyUnwind(UnwindInst *UI, IRBuilder<> &Builder);
68   bool SimplifyUnreachable(UnreachableInst *UI);
69   bool SimplifySwitch(SwitchInst *SI, IRBuilder<> &Builder);
70   bool SimplifyIndirectBr(IndirectBrInst *IBI);
71   bool SimplifyUncondBranch(BranchInst *BI, IRBuilder <> &Builder);
72   bool SimplifyCondBranch(BranchInst *BI, IRBuilder <>&Builder);
73
74 public:
75   explicit SimplifyCFGOpt(const TargetData *td) : TD(td) {}
76   bool run(BasicBlock *BB);
77 };
78 }
79
80 /// SafeToMergeTerminators - Return true if it is safe to merge these two
81 /// terminator instructions together.
82 ///
83 static bool SafeToMergeTerminators(TerminatorInst *SI1, TerminatorInst *SI2) {
84   if (SI1 == SI2) return false;  // Can't merge with self!
85   
86   // It is not safe to merge these two switch instructions if they have a common
87   // successor, and if that successor has a PHI node, and if *that* PHI node has
88   // conflicting incoming values from the two switch blocks.
89   BasicBlock *SI1BB = SI1->getParent();
90   BasicBlock *SI2BB = SI2->getParent();
91   SmallPtrSet<BasicBlock*, 16> SI1Succs(succ_begin(SI1BB), succ_end(SI1BB));
92   
93   for (succ_iterator I = succ_begin(SI2BB), E = succ_end(SI2BB); I != E; ++I)
94     if (SI1Succs.count(*I))
95       for (BasicBlock::iterator BBI = (*I)->begin();
96            isa<PHINode>(BBI); ++BBI) {
97         PHINode *PN = cast<PHINode>(BBI);
98         if (PN->getIncomingValueForBlock(SI1BB) !=
99             PN->getIncomingValueForBlock(SI2BB))
100           return false;
101       }
102         
103   return true;
104 }
105
106 /// AddPredecessorToBlock - Update PHI nodes in Succ to indicate that there will
107 /// now be entries in it from the 'NewPred' block.  The values that will be
108 /// flowing into the PHI nodes will be the same as those coming in from
109 /// ExistPred, an existing predecessor of Succ.
110 static void AddPredecessorToBlock(BasicBlock *Succ, BasicBlock *NewPred,
111                                   BasicBlock *ExistPred) {
112   if (!isa<PHINode>(Succ->begin())) return; // Quick exit if nothing to do
113   
114   PHINode *PN;
115   for (BasicBlock::iterator I = Succ->begin();
116        (PN = dyn_cast<PHINode>(I)); ++I)
117     PN->addIncoming(PN->getIncomingValueForBlock(ExistPred), NewPred);
118 }
119
120
121 /// GetIfCondition - Given a basic block (BB) with two predecessors (and at
122 /// least one PHI node in it), check to see if the merge at this block is due
123 /// to an "if condition".  If so, return the boolean condition that determines
124 /// which entry into BB will be taken.  Also, return by references the block
125 /// that will be entered from if the condition is true, and the block that will
126 /// be entered if the condition is false.
127 ///
128 /// This does no checking to see if the true/false blocks have large or unsavory
129 /// instructions in them.
130 static Value *GetIfCondition(BasicBlock *BB, BasicBlock *&IfTrue,
131                              BasicBlock *&IfFalse) {
132   PHINode *SomePHI = cast<PHINode>(BB->begin());
133   assert(SomePHI->getNumIncomingValues() == 2 &&
134          "Function can only handle blocks with 2 predecessors!");
135   BasicBlock *Pred1 = SomePHI->getIncomingBlock(0);
136   BasicBlock *Pred2 = SomePHI->getIncomingBlock(1);
137
138   // We can only handle branches.  Other control flow will be lowered to
139   // branches if possible anyway.
140   BranchInst *Pred1Br = dyn_cast<BranchInst>(Pred1->getTerminator());
141   BranchInst *Pred2Br = dyn_cast<BranchInst>(Pred2->getTerminator());
142   if (Pred1Br == 0 || Pred2Br == 0)
143     return 0;
144
145   // Eliminate code duplication by ensuring that Pred1Br is conditional if
146   // either are.
147   if (Pred2Br->isConditional()) {
148     // If both branches are conditional, we don't have an "if statement".  In
149     // reality, we could transform this case, but since the condition will be
150     // required anyway, we stand no chance of eliminating it, so the xform is
151     // probably not profitable.
152     if (Pred1Br->isConditional())
153       return 0;
154
155     std::swap(Pred1, Pred2);
156     std::swap(Pred1Br, Pred2Br);
157   }
158
159   if (Pred1Br->isConditional()) {
160     // The only thing we have to watch out for here is to make sure that Pred2
161     // doesn't have incoming edges from other blocks.  If it does, the condition
162     // doesn't dominate BB.
163     if (Pred2->getSinglePredecessor() == 0)
164       return 0;
165     
166     // If we found a conditional branch predecessor, make sure that it branches
167     // to BB and Pred2Br.  If it doesn't, this isn't an "if statement".
168     if (Pred1Br->getSuccessor(0) == BB &&
169         Pred1Br->getSuccessor(1) == Pred2) {
170       IfTrue = Pred1;
171       IfFalse = Pred2;
172     } else if (Pred1Br->getSuccessor(0) == Pred2 &&
173                Pred1Br->getSuccessor(1) == BB) {
174       IfTrue = Pred2;
175       IfFalse = Pred1;
176     } else {
177       // We know that one arm of the conditional goes to BB, so the other must
178       // go somewhere unrelated, and this must not be an "if statement".
179       return 0;
180     }
181
182     return Pred1Br->getCondition();
183   }
184
185   // Ok, if we got here, both predecessors end with an unconditional branch to
186   // BB.  Don't panic!  If both blocks only have a single (identical)
187   // predecessor, and THAT is a conditional branch, then we're all ok!
188   BasicBlock *CommonPred = Pred1->getSinglePredecessor();
189   if (CommonPred == 0 || CommonPred != Pred2->getSinglePredecessor())
190     return 0;
191
192   // Otherwise, if this is a conditional branch, then we can use it!
193   BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(CommonPred->getTerminator());
194   if (BI == 0) return 0;
195   
196   assert(BI->isConditional() && "Two successors but not conditional?");
197   if (BI->getSuccessor(0) == Pred1) {
198     IfTrue = Pred1;
199     IfFalse = Pred2;
200   } else {
201     IfTrue = Pred2;
202     IfFalse = Pred1;
203   }
204   return BI->getCondition();
205 }
206
207 /// DominatesMergePoint - If we have a merge point of an "if condition" as
208 /// accepted above, return true if the specified value dominates the block.  We
209 /// don't handle the true generality of domination here, just a special case
210 /// which works well enough for us.
211 ///
212 /// If AggressiveInsts is non-null, and if V does not dominate BB, we check to
213 /// see if V (which must be an instruction) and its recursive operands
214 /// that do not dominate BB have a combined cost lower than CostRemaining and
215 /// are non-trapping.  If both are true, the instruction is inserted into the
216 /// set and true is returned.
217 ///
218 /// The cost for most non-trapping instructions is defined as 1 except for
219 /// Select whose cost is 2.
220 ///
221 /// After this function returns, CostRemaining is decreased by the cost of
222 /// V plus its non-dominating operands.  If that cost is greater than
223 /// CostRemaining, false is returned and CostRemaining is undefined.
224 static bool DominatesMergePoint(Value *V, BasicBlock *BB,
225                                 SmallPtrSet<Instruction*, 4> *AggressiveInsts,
226                                 unsigned &CostRemaining) {
227   Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V);
228   if (!I) {
229     // Non-instructions all dominate instructions, but not all constantexprs
230     // can be executed unconditionally.
231     if (ConstantExpr *C = dyn_cast<ConstantExpr>(V))
232       if (C->canTrap())
233         return false;
234     return true;
235   }
236   BasicBlock *PBB = I->getParent();
237
238   // We don't want to allow weird loops that might have the "if condition" in
239   // the bottom of this block.
240   if (PBB == BB) return false;
241
242   // If this instruction is defined in a block that contains an unconditional
243   // branch to BB, then it must be in the 'conditional' part of the "if
244   // statement".  If not, it definitely dominates the region.
245   BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(PBB->getTerminator());
246   if (BI == 0 || BI->isConditional() || BI->getSuccessor(0) != BB)
247     return true;
248
249   // If we aren't allowing aggressive promotion anymore, then don't consider
250   // instructions in the 'if region'.
251   if (AggressiveInsts == 0) return false;
252   
253   // If we have seen this instruction before, don't count it again.
254   if (AggressiveInsts->count(I)) return true;
255
256   // Okay, it looks like the instruction IS in the "condition".  Check to
257   // see if it's a cheap instruction to unconditionally compute, and if it
258   // only uses stuff defined outside of the condition.  If so, hoist it out.
259   if (!I->isSafeToSpeculativelyExecute())
260     return false;
261
262   unsigned Cost = 0;
263
264   switch (I->getOpcode()) {
265   default: return false;  // Cannot hoist this out safely.
266   case Instruction::Load:
267     // We have to check to make sure there are no instructions before the
268     // load in its basic block, as we are going to hoist the load out to its
269     // predecessor.
270     if (PBB->getFirstNonPHIOrDbg() != I)
271       return false;
272     Cost = 1;
273     break;
274   case Instruction::GetElementPtr:
275     // GEPs are cheap if all indices are constant.
276     if (!cast<GetElementPtrInst>(I)->hasAllConstantIndices())
277       return false;
278     Cost = 1;
279     break;
280   case Instruction::Add:
281   case Instruction::Sub:
282   case Instruction::And:
283   case Instruction::Or:
284   case Instruction::Xor:
285   case Instruction::Shl:
286   case Instruction::LShr:
287   case Instruction::AShr:
288   case Instruction::ICmp:
289   case Instruction::Trunc:
290   case Instruction::ZExt:
291   case Instruction::SExt:
292     Cost = 1;
293     break;   // These are all cheap and non-trapping instructions.
294
295   case Instruction::Select:
296     Cost = 2;
297     break;
298   }
299
300   if (Cost > CostRemaining)
301     return false;
302
303   CostRemaining -= Cost;
304
305   // Okay, we can only really hoist these out if their operands do
306   // not take us over the cost threshold.
307   for (User::op_iterator i = I->op_begin(), e = I->op_end(); i != e; ++i)
308     if (!DominatesMergePoint(*i, BB, AggressiveInsts, CostRemaining))
309       return false;
310   // Okay, it's safe to do this!  Remember this instruction.
311   AggressiveInsts->insert(I);
312   return true;
313 }
314
315 /// GetConstantInt - Extract ConstantInt from value, looking through IntToPtr
316 /// and PointerNullValue. Return NULL if value is not a constant int.
317 static ConstantInt *GetConstantInt(Value *V, const TargetData *TD) {
318   // Normal constant int.
319   ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(V);
320   if (CI || !TD || !isa<Constant>(V) || !V->getType()->isPointerTy())
321     return CI;
322
323   // This is some kind of pointer constant. Turn it into a pointer-sized
324   // ConstantInt if possible.
325   const IntegerType *PtrTy = TD->getIntPtrType(V->getContext());
326
327   // Null pointer means 0, see SelectionDAGBuilder::getValue(const Value*).
328   if (isa<ConstantPointerNull>(V))
329     return ConstantInt::get(PtrTy, 0);
330
331   // IntToPtr const int.
332   if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(V))
333     if (CE->getOpcode() == Instruction::IntToPtr)
334       if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(CE->getOperand(0))) {
335         // The constant is very likely to have the right type already.
336         if (CI->getType() == PtrTy)
337           return CI;
338         else
339           return cast<ConstantInt>
340             (ConstantExpr::getIntegerCast(CI, PtrTy, /*isSigned=*/false));
341       }
342   return 0;
343 }
344
345 /// GatherConstantCompares - Given a potentially 'or'd or 'and'd together
346 /// collection of icmp eq/ne instructions that compare a value against a
347 /// constant, return the value being compared, and stick the constant into the
348 /// Values vector.
349 static Value *
350 GatherConstantCompares(Value *V, std::vector<ConstantInt*> &Vals, Value *&Extra,
351                        const TargetData *TD, bool isEQ, unsigned &UsedICmps) {
352   Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V);
353   if (I == 0) return 0;
354   
355   // If this is an icmp against a constant, handle this as one of the cases.
356   if (ICmpInst *ICI = dyn_cast<ICmpInst>(I)) {
357     if (ConstantInt *C = GetConstantInt(I->getOperand(1), TD)) {
358       if (ICI->getPredicate() == (isEQ ? ICmpInst::ICMP_EQ:ICmpInst::ICMP_NE)) {
359         UsedICmps++;
360         Vals.push_back(C);
361         return I->getOperand(0);
362       }
363       
364       // If we have "x ult 3" comparison, for example, then we can add 0,1,2 to
365       // the set.
366       ConstantRange Span =
367         ConstantRange::makeICmpRegion(ICI->getPredicate(), C->getValue());
368       
369       // If this is an and/!= check then we want to optimize "x ugt 2" into
370       // x != 0 && x != 1.
371       if (!isEQ)
372         Span = Span.inverse();
373       
374       // If there are a ton of values, we don't want to make a ginormous switch.
375       if (Span.getSetSize().ugt(8) || Span.isEmptySet() ||
376           // We don't handle wrapped sets yet.
377           Span.isWrappedSet())
378         return 0;
379       
380       for (APInt Tmp = Span.getLower(); Tmp != Span.getUpper(); ++Tmp)
381         Vals.push_back(ConstantInt::get(V->getContext(), Tmp));
382       UsedICmps++;
383       return I->getOperand(0);
384     }
385     return 0;
386   }
387   
388   // Otherwise, we can only handle an | or &, depending on isEQ.
389   if (I->getOpcode() != (isEQ ? Instruction::Or : Instruction::And))
390     return 0;
391   
392   unsigned NumValsBeforeLHS = Vals.size();
393   unsigned UsedICmpsBeforeLHS = UsedICmps;
394   if (Value *LHS = GatherConstantCompares(I->getOperand(0), Vals, Extra, TD,
395                                           isEQ, UsedICmps)) {
396     unsigned NumVals = Vals.size();
397     unsigned UsedICmpsBeforeRHS = UsedICmps;
398     if (Value *RHS = GatherConstantCompares(I->getOperand(1), Vals, Extra, TD,
399                                             isEQ, UsedICmps)) {
400       if (LHS == RHS)
401         return LHS;
402       Vals.resize(NumVals);
403       UsedICmps = UsedICmpsBeforeRHS;
404     }
405
406     // The RHS of the or/and can't be folded in and we haven't used "Extra" yet,
407     // set it and return success.
408     if (Extra == 0 || Extra == I->getOperand(1)) {
409       Extra = I->getOperand(1);
410       return LHS;
411     }
412     
413     Vals.resize(NumValsBeforeLHS);
414     UsedICmps = UsedICmpsBeforeLHS;
415     return 0;
416   }
417   
418   // If the LHS can't be folded in, but Extra is available and RHS can, try to
419   // use LHS as Extra.
420   if (Extra == 0 || Extra == I->getOperand(0)) {
421     Value *OldExtra = Extra;
422     Extra = I->getOperand(0);
423     if (Value *RHS = GatherConstantCompares(I->getOperand(1), Vals, Extra, TD,
424                                             isEQ, UsedICmps))
425       return RHS;
426     assert(Vals.size() == NumValsBeforeLHS);
427     Extra = OldExtra;
428   }
429   
430   return 0;
431 }
432       
433 static void EraseTerminatorInstAndDCECond(TerminatorInst *TI) {
434   Instruction* Cond = 0;
435   if (SwitchInst *SI = dyn_cast<SwitchInst>(TI)) {
436     Cond = dyn_cast<Instruction>(SI->getCondition());
437   } else if (BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(TI)) {
438     if (BI->isConditional())
439       Cond = dyn_cast<Instruction>(BI->getCondition());
440   } else if (IndirectBrInst *IBI = dyn_cast<IndirectBrInst>(TI)) {
441     Cond = dyn_cast<Instruction>(IBI->getAddress());
442   }
443
444   TI->eraseFromParent();
445   if (Cond) RecursivelyDeleteTriviallyDeadInstructions(Cond);
446 }
447
448 /// isValueEqualityComparison - Return true if the specified terminator checks
449 /// to see if a value is equal to constant integer value.
450 Value *SimplifyCFGOpt::isValueEqualityComparison(TerminatorInst *TI) {
451   Value *CV = 0;
452   if (SwitchInst *SI = dyn_cast<SwitchInst>(TI)) {
453     // Do not permit merging of large switch instructions into their
454     // predecessors unless there is only one predecessor.
455     if (SI->getNumSuccessors()*std::distance(pred_begin(SI->getParent()),
456                                              pred_end(SI->getParent())) <= 128)
457       CV = SI->getCondition();
458   } else if (BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(TI))
459     if (BI->isConditional() && BI->getCondition()->hasOneUse())
460       if (ICmpInst *ICI = dyn_cast<ICmpInst>(BI->getCondition()))
461         if ((ICI->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_EQ ||
462              ICI->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE) &&
463             GetConstantInt(ICI->getOperand(1), TD))
464           CV = ICI->getOperand(0);
465
466   // Unwrap any lossless ptrtoint cast.
467   if (TD && CV && CV->getType() == TD->getIntPtrType(CV->getContext()))
468     if (PtrToIntInst *PTII = dyn_cast<PtrToIntInst>(CV))
469       CV = PTII->getOperand(0);
470   return CV;
471 }
472
473 /// GetValueEqualityComparisonCases - Given a value comparison instruction,
474 /// decode all of the 'cases' that it represents and return the 'default' block.
475 BasicBlock *SimplifyCFGOpt::
476 GetValueEqualityComparisonCases(TerminatorInst *TI,
477                                 std::vector<std::pair<ConstantInt*,
478                                                       BasicBlock*> > &Cases) {
479   if (SwitchInst *SI = dyn_cast<SwitchInst>(TI)) {
480     Cases.reserve(SI->getNumCases());
481     for (unsigned i = 1, e = SI->getNumCases(); i != e; ++i)
482       Cases.push_back(std::make_pair(SI->getCaseValue(i), SI->getSuccessor(i)));
483     return SI->getDefaultDest();
484   }
485
486   BranchInst *BI = cast<BranchInst>(TI);
487   ICmpInst *ICI = cast<ICmpInst>(BI->getCondition());
488   Cases.push_back(std::make_pair(GetConstantInt(ICI->getOperand(1), TD),
489                                  BI->getSuccessor(ICI->getPredicate() ==
490                                                   ICmpInst::ICMP_NE)));
491   return BI->getSuccessor(ICI->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_EQ);
492 }
493
494
495 /// EliminateBlockCases - Given a vector of bb/value pairs, remove any entries
496 /// in the list that match the specified block.
497 static void EliminateBlockCases(BasicBlock *BB,
498                std::vector<std::pair<ConstantInt*, BasicBlock*> > &Cases) {
499   for (unsigned i = 0, e = Cases.size(); i != e; ++i)
500     if (Cases[i].second == BB) {
501       Cases.erase(Cases.begin()+i);
502       --i; --e;
503     }
504 }
505
506 /// ValuesOverlap - Return true if there are any keys in C1 that exist in C2 as
507 /// well.
508 static bool
509 ValuesOverlap(std::vector<std::pair<ConstantInt*, BasicBlock*> > &C1,
510               std::vector<std::pair<ConstantInt*, BasicBlock*> > &C2) {
511   std::vector<std::pair<ConstantInt*, BasicBlock*> > *V1 = &C1, *V2 = &C2;
512
513   // Make V1 be smaller than V2.
514   if (V1->size() > V2->size())
515     std::swap(V1, V2);
516
517   if (V1->size() == 0) return false;
518   if (V1->size() == 1) {
519     // Just scan V2.
520     ConstantInt *TheVal = (*V1)[0].first;
521     for (unsigned i = 0, e = V2->size(); i != e; ++i)
522       if (TheVal == (*V2)[i].first)
523         return true;
524   }
525
526   // Otherwise, just sort both lists and compare element by element.
527   array_pod_sort(V1->begin(), V1->end());
528   array_pod_sort(V2->begin(), V2->end());
529   unsigned i1 = 0, i2 = 0, e1 = V1->size(), e2 = V2->size();
530   while (i1 != e1 && i2 != e2) {
531     if ((*V1)[i1].first == (*V2)[i2].first)
532       return true;
533     if ((*V1)[i1].first < (*V2)[i2].first)
534       ++i1;
535     else
536       ++i2;
537   }
538   return false;
539 }
540
541 /// SimplifyEqualityComparisonWithOnlyPredecessor - If TI is known to be a
542 /// terminator instruction and its block is known to only have a single
543 /// predecessor block, check to see if that predecessor is also a value
544 /// comparison with the same value, and if that comparison determines the
545 /// outcome of this comparison.  If so, simplify TI.  This does a very limited
546 /// form of jump threading.
547 bool SimplifyCFGOpt::
548 SimplifyEqualityComparisonWithOnlyPredecessor(TerminatorInst *TI,
549                                               BasicBlock *Pred,
550                                               IRBuilder<> &Builder) {
551   Value *PredVal = isValueEqualityComparison(Pred->getTerminator());
552   if (!PredVal) return false;  // Not a value comparison in predecessor.
553
554   Value *ThisVal = isValueEqualityComparison(TI);
555   assert(ThisVal && "This isn't a value comparison!!");
556   if (ThisVal != PredVal) return false;  // Different predicates.
557
558   // Find out information about when control will move from Pred to TI's block.
559   std::vector<std::pair<ConstantInt*, BasicBlock*> > PredCases;
560   BasicBlock *PredDef = GetValueEqualityComparisonCases(Pred->getTerminator(),
561                                                         PredCases);
562   EliminateBlockCases(PredDef, PredCases);  // Remove default from cases.
563
564   // Find information about how control leaves this block.
565   std::vector<std::pair<ConstantInt*, BasicBlock*> > ThisCases;
566   BasicBlock *ThisDef = GetValueEqualityComparisonCases(TI, ThisCases);
567   EliminateBlockCases(ThisDef, ThisCases);  // Remove default from cases.
568
569   // If TI's block is the default block from Pred's comparison, potentially
570   // simplify TI based on this knowledge.
571   if (PredDef == TI->getParent()) {
572     // If we are here, we know that the value is none of those cases listed in
573     // PredCases.  If there are any cases in ThisCases that are in PredCases, we
574     // can simplify TI.
575     if (!ValuesOverlap(PredCases, ThisCases))
576       return false;
577     
578     if (isa<BranchInst>(TI)) {
579       // Okay, one of the successors of this condbr is dead.  Convert it to a
580       // uncond br.
581       assert(ThisCases.size() == 1 && "Branch can only have one case!");
582       // Insert the new branch.
583       Instruction *NI = Builder.CreateBr(ThisDef);
584       (void) NI;
585
586       // Remove PHI node entries for the dead edge.
587       ThisCases[0].second->removePredecessor(TI->getParent());
588
589       DEBUG(dbgs() << "Threading pred instr: " << *Pred->getTerminator()
590            << "Through successor TI: " << *TI << "Leaving: " << *NI << "\n");
591
592       EraseTerminatorInstAndDCECond(TI);
593       return true;
594     }
595       
596     SwitchInst *SI = cast<SwitchInst>(TI);
597     // Okay, TI has cases that are statically dead, prune them away.
598     SmallPtrSet<Constant*, 16> DeadCases;
599     for (unsigned i = 0, e = PredCases.size(); i != e; ++i)
600       DeadCases.insert(PredCases[i].first);
601
602     DEBUG(dbgs() << "Threading pred instr: " << *Pred->getTerminator()
603                  << "Through successor TI: " << *TI);
604
605     for (unsigned i = SI->getNumCases()-1; i != 0; --i)
606       if (DeadCases.count(SI->getCaseValue(i))) {
607         SI->getSuccessor(i)->removePredecessor(TI->getParent());
608         SI->removeCase(i);
609       }
610
611     DEBUG(dbgs() << "Leaving: " << *TI << "\n");
612     return true;
613   }
614   
615   // Otherwise, TI's block must correspond to some matched value.  Find out
616   // which value (or set of values) this is.
617   ConstantInt *TIV = 0;
618   BasicBlock *TIBB = TI->getParent();
619   for (unsigned i = 0, e = PredCases.size(); i != e; ++i)
620     if (PredCases[i].second == TIBB) {
621       if (TIV != 0)
622         return false;  // Cannot handle multiple values coming to this block.
623       TIV = PredCases[i].first;
624     }
625   assert(TIV && "No edge from pred to succ?");
626
627   // Okay, we found the one constant that our value can be if we get into TI's
628   // BB.  Find out which successor will unconditionally be branched to.
629   BasicBlock *TheRealDest = 0;
630   for (unsigned i = 0, e = ThisCases.size(); i != e; ++i)
631     if (ThisCases[i].first == TIV) {
632       TheRealDest = ThisCases[i].second;
633       break;
634     }
635
636   // If not handled by any explicit cases, it is handled by the default case.
637   if (TheRealDest == 0) TheRealDest = ThisDef;
638
639   // Remove PHI node entries for dead edges.
640   BasicBlock *CheckEdge = TheRealDest;
641   for (succ_iterator SI = succ_begin(TIBB), e = succ_end(TIBB); SI != e; ++SI)
642     if (*SI != CheckEdge)
643       (*SI)->removePredecessor(TIBB);
644     else
645       CheckEdge = 0;
646
647   // Insert the new branch.
648   Instruction *NI = Builder.CreateBr(TheRealDest);
649   (void) NI;
650
651   DEBUG(dbgs() << "Threading pred instr: " << *Pred->getTerminator()
652             << "Through successor TI: " << *TI << "Leaving: " << *NI << "\n");
653
654   EraseTerminatorInstAndDCECond(TI);
655   return true;
656 }
657
658 namespace {
659   /// ConstantIntOrdering - This class implements a stable ordering of constant
660   /// integers that does not depend on their address.  This is important for
661   /// applications that sort ConstantInt's to ensure uniqueness.
662   struct ConstantIntOrdering {
663     bool operator()(const ConstantInt *LHS, const ConstantInt *RHS) const {
664       return LHS->getValue().ult(RHS->getValue());
665     }
666   };
667 }
668
669 static int ConstantIntSortPredicate(const void *P1, const void *P2) {
670   const ConstantInt *LHS = *(const ConstantInt**)P1;
671   const ConstantInt *RHS = *(const ConstantInt**)P2;
672   if (LHS->getValue().ult(RHS->getValue()))
673     return 1;
674   if (LHS->getValue() == RHS->getValue())
675     return 0;
676   return -1;
677 }
678
679 /// FoldValueComparisonIntoPredecessors - The specified terminator is a value
680 /// equality comparison instruction (either a switch or a branch on "X == c").
681 /// See if any of the predecessors of the terminator block are value comparisons
682 /// on the same value.  If so, and if safe to do so, fold them together.
683 bool SimplifyCFGOpt::FoldValueComparisonIntoPredecessors(TerminatorInst *TI,
684                                                          IRBuilder<> &Builder) {
685   BasicBlock *BB = TI->getParent();
686   Value *CV = isValueEqualityComparison(TI);  // CondVal
687   assert(CV && "Not a comparison?");
688   bool Changed = false;
689
690   SmallVector<BasicBlock*, 16> Preds(pred_begin(BB), pred_end(BB));
691   while (!Preds.empty()) {
692     BasicBlock *Pred = Preds.pop_back_val();
693
694     // See if the predecessor is a comparison with the same value.
695     TerminatorInst *PTI = Pred->getTerminator();
696     Value *PCV = isValueEqualityComparison(PTI);  // PredCondVal
697
698     if (PCV == CV && SafeToMergeTerminators(TI, PTI)) {
699       // Figure out which 'cases' to copy from SI to PSI.
700       std::vector<std::pair<ConstantInt*, BasicBlock*> > BBCases;
701       BasicBlock *BBDefault = GetValueEqualityComparisonCases(TI, BBCases);
702
703       std::vector<std::pair<ConstantInt*, BasicBlock*> > PredCases;
704       BasicBlock *PredDefault = GetValueEqualityComparisonCases(PTI, PredCases);
705
706       // Based on whether the default edge from PTI goes to BB or not, fill in
707       // PredCases and PredDefault with the new switch cases we would like to
708       // build.
709       SmallVector<BasicBlock*, 8> NewSuccessors;
710
711       if (PredDefault == BB) {
712         // If this is the default destination from PTI, only the edges in TI
713         // that don't occur in PTI, or that branch to BB will be activated.
714         std::set<ConstantInt*, ConstantIntOrdering> PTIHandled;
715         for (unsigned i = 0, e = PredCases.size(); i != e; ++i)
716           if (PredCases[i].second != BB)
717             PTIHandled.insert(PredCases[i].first);
718           else {
719             // The default destination is BB, we don't need explicit targets.
720             std::swap(PredCases[i], PredCases.back());
721             PredCases.pop_back();
722             --i; --e;
723           }
724
725         // Reconstruct the new switch statement we will be building.
726         if (PredDefault != BBDefault) {
727           PredDefault->removePredecessor(Pred);
728           PredDefault = BBDefault;
729           NewSuccessors.push_back(BBDefault);
730         }
731         for (unsigned i = 0, e = BBCases.size(); i != e; ++i)
732           if (!PTIHandled.count(BBCases[i].first) &&
733               BBCases[i].second != BBDefault) {
734             PredCases.push_back(BBCases[i]);
735             NewSuccessors.push_back(BBCases[i].second);
736           }
737
738       } else {
739         // If this is not the default destination from PSI, only the edges
740         // in SI that occur in PSI with a destination of BB will be
741         // activated.
742         std::set<ConstantInt*, ConstantIntOrdering> PTIHandled;
743         for (unsigned i = 0, e = PredCases.size(); i != e; ++i)
744           if (PredCases[i].second == BB) {
745             PTIHandled.insert(PredCases[i].first);
746             std::swap(PredCases[i], PredCases.back());
747             PredCases.pop_back();
748             --i; --e;
749           }
750
751         // Okay, now we know which constants were sent to BB from the
752         // predecessor.  Figure out where they will all go now.
753         for (unsigned i = 0, e = BBCases.size(); i != e; ++i)
754           if (PTIHandled.count(BBCases[i].first)) {
755             // If this is one we are capable of getting...
756             PredCases.push_back(BBCases[i]);
757             NewSuccessors.push_back(BBCases[i].second);
758             PTIHandled.erase(BBCases[i].first);// This constant is taken care of
759           }
760
761         // If there are any constants vectored to BB that TI doesn't handle,
762         // they must go to the default destination of TI.
763         for (std::set<ConstantInt*, ConstantIntOrdering>::iterator I = 
764                                     PTIHandled.begin(),
765                E = PTIHandled.end(); I != E; ++I) {
766           PredCases.push_back(std::make_pair(*I, BBDefault));
767           NewSuccessors.push_back(BBDefault);
768         }
769       }
770
771       // Okay, at this point, we know which new successor Pred will get.  Make
772       // sure we update the number of entries in the PHI nodes for these
773       // successors.
774       for (unsigned i = 0, e = NewSuccessors.size(); i != e; ++i)
775         AddPredecessorToBlock(NewSuccessors[i], Pred, BB);
776
777       Builder.SetInsertPoint(PTI);
778       // Convert pointer to int before we switch.
779       if (CV->getType()->isPointerTy()) {
780         assert(TD && "Cannot switch on pointer without TargetData");
781         CV = Builder.CreatePtrToInt(CV, TD->getIntPtrType(CV->getContext()),
782                                     "magicptr");
783       }
784
785       // Now that the successors are updated, create the new Switch instruction.
786       SwitchInst *NewSI = Builder.CreateSwitch(CV, PredDefault,
787                                                PredCases.size());
788       NewSI->setDebugLoc(PTI->getDebugLoc());
789       for (unsigned i = 0, e = PredCases.size(); i != e; ++i)
790         NewSI->addCase(PredCases[i].first, PredCases[i].second);
791
792       EraseTerminatorInstAndDCECond(PTI);
793
794       // Okay, last check.  If BB is still a successor of PSI, then we must
795       // have an infinite loop case.  If so, add an infinitely looping block
796       // to handle the case to preserve the behavior of the code.
797       BasicBlock *InfLoopBlock = 0;
798       for (unsigned i = 0, e = NewSI->getNumSuccessors(); i != e; ++i)
799         if (NewSI->getSuccessor(i) == BB) {
800           if (InfLoopBlock == 0) {
801             // Insert it at the end of the function, because it's either code,
802             // or it won't matter if it's hot. :)
803             InfLoopBlock = BasicBlock::Create(BB->getContext(),
804                                               "infloop", BB->getParent());
805             BranchInst::Create(InfLoopBlock, InfLoopBlock);
806           }
807           NewSI->setSuccessor(i, InfLoopBlock);
808         }
809
810       Changed = true;
811     }
812   }
813   return Changed;
814 }
815
816 // isSafeToHoistInvoke - If we would need to insert a select that uses the
817 // value of this invoke (comments in HoistThenElseCodeToIf explain why we
818 // would need to do this), we can't hoist the invoke, as there is nowhere
819 // to put the select in this case.
820 static bool isSafeToHoistInvoke(BasicBlock *BB1, BasicBlock *BB2,
821                                 Instruction *I1, Instruction *I2) {
822   for (succ_iterator SI = succ_begin(BB1), E = succ_end(BB1); SI != E; ++SI) {
823     PHINode *PN;
824     for (BasicBlock::iterator BBI = SI->begin();
825          (PN = dyn_cast<PHINode>(BBI)); ++BBI) {
826       Value *BB1V = PN->getIncomingValueForBlock(BB1);
827       Value *BB2V = PN->getIncomingValueForBlock(BB2);
828       if (BB1V != BB2V && (BB1V==I1 || BB2V==I2)) {
829         return false;
830       }
831     }
832   }
833   return true;
834 }
835
836 /// HoistThenElseCodeToIf - Given a conditional branch that goes to BB1 and
837 /// BB2, hoist any common code in the two blocks up into the branch block.  The
838 /// caller of this function guarantees that BI's block dominates BB1 and BB2.
839 static bool HoistThenElseCodeToIf(BranchInst *BI) {
840   // This does very trivial matching, with limited scanning, to find identical
841   // instructions in the two blocks.  In particular, we don't want to get into
842   // O(M*N) situations here where M and N are the sizes of BB1 and BB2.  As
843   // such, we currently just scan for obviously identical instructions in an
844   // identical order.
845   BasicBlock *BB1 = BI->getSuccessor(0);  // The true destination.
846   BasicBlock *BB2 = BI->getSuccessor(1);  // The false destination
847
848   BasicBlock::iterator BB1_Itr = BB1->begin();
849   BasicBlock::iterator BB2_Itr = BB2->begin();
850
851   Instruction *I1 = BB1_Itr++, *I2 = BB2_Itr++;
852   // Skip debug info if it is not identical.
853   DbgInfoIntrinsic *DBI1 = dyn_cast<DbgInfoIntrinsic>(I1);
854   DbgInfoIntrinsic *DBI2 = dyn_cast<DbgInfoIntrinsic>(I2);
855   if (!DBI1 || !DBI2 || !DBI1->isIdenticalToWhenDefined(DBI2)) {
856     while (isa<DbgInfoIntrinsic>(I1))
857       I1 = BB1_Itr++;
858     while (isa<DbgInfoIntrinsic>(I2))
859       I2 = BB2_Itr++;
860   }
861   if (isa<PHINode>(I1) || !I1->isIdenticalToWhenDefined(I2) ||
862       (isa<InvokeInst>(I1) && !isSafeToHoistInvoke(BB1, BB2, I1, I2)))
863     return false;
864
865   // If we get here, we can hoist at least one instruction.
866   BasicBlock *BIParent = BI->getParent();
867
868   do {
869     // If we are hoisting the terminator instruction, don't move one (making a
870     // broken BB), instead clone it, and remove BI.
871     if (isa<TerminatorInst>(I1))
872       goto HoistTerminator;
873
874     // For a normal instruction, we just move one to right before the branch,
875     // then replace all uses of the other with the first.  Finally, we remove
876     // the now redundant second instruction.
877     BIParent->getInstList().splice(BI, BB1->getInstList(), I1);
878     if (!I2->use_empty())
879       I2->replaceAllUsesWith(I1);
880     I1->intersectOptionalDataWith(I2);
881     I2->eraseFromParent();
882
883     I1 = BB1_Itr++;
884     I2 = BB2_Itr++;
885     // Skip debug info if it is not identical.
886     DbgInfoIntrinsic *DBI1 = dyn_cast<DbgInfoIntrinsic>(I1);
887     DbgInfoIntrinsic *DBI2 = dyn_cast<DbgInfoIntrinsic>(I2);
888     if (!DBI1 || !DBI2 || !DBI1->isIdenticalToWhenDefined(DBI2)) {
889       while (isa<DbgInfoIntrinsic>(I1))
890         I1 = BB1_Itr++;
891       while (isa<DbgInfoIntrinsic>(I2))
892         I2 = BB2_Itr++;
893     }
894   } while (I1->isIdenticalToWhenDefined(I2));
895
896   return true;
897
898 HoistTerminator:
899   // It may not be possible to hoist an invoke.
900   if (isa<InvokeInst>(I1) && !isSafeToHoistInvoke(BB1, BB2, I1, I2))
901     return true;
902
903   // Okay, it is safe to hoist the terminator.
904   Instruction *NT = I1->clone();
905   BIParent->getInstList().insert(BI, NT);
906   if (!NT->getType()->isVoidTy()) {
907     I1->replaceAllUsesWith(NT);
908     I2->replaceAllUsesWith(NT);
909     NT->takeName(I1);
910   }
911
912   IRBuilder<true, NoFolder> Builder(NT);
913   // Hoisting one of the terminators from our successor is a great thing.
914   // Unfortunately, the successors of the if/else blocks may have PHI nodes in
915   // them.  If they do, all PHI entries for BB1/BB2 must agree for all PHI
916   // nodes, so we insert select instruction to compute the final result.
917   std::map<std::pair<Value*,Value*>, SelectInst*> InsertedSelects;
918   for (succ_iterator SI = succ_begin(BB1), E = succ_end(BB1); SI != E; ++SI) {
919     PHINode *PN;
920     for (BasicBlock::iterator BBI = SI->begin();
921          (PN = dyn_cast<PHINode>(BBI)); ++BBI) {
922       Value *BB1V = PN->getIncomingValueForBlock(BB1);
923       Value *BB2V = PN->getIncomingValueForBlock(BB2);
924       if (BB1V == BB2V) continue;
925       
926       // These values do not agree.  Insert a select instruction before NT
927       // that determines the right value.
928       SelectInst *&SI = InsertedSelects[std::make_pair(BB1V, BB2V)];
929       if (SI == 0) 
930         SI = cast<SelectInst>
931           (Builder.CreateSelect(BI->getCondition(), BB1V, BB2V,
932                                 BB1V->getName()+"."+BB2V->getName()));
933
934       // Make the PHI node use the select for all incoming values for BB1/BB2
935       for (unsigned i = 0, e = PN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i)
936         if (PN->getIncomingBlock(i) == BB1 || PN->getIncomingBlock(i) == BB2)
937           PN->setIncomingValue(i, SI);
938     }
939   }
940
941   // Update any PHI nodes in our new successors.
942   for (succ_iterator SI = succ_begin(BB1), E = succ_end(BB1); SI != E; ++SI)
943     AddPredecessorToBlock(*SI, BIParent, BB1);
944
945   EraseTerminatorInstAndDCECond(BI);
946   return true;
947 }
948
949 /// SpeculativelyExecuteBB - Given a conditional branch that goes to BB1
950 /// and an BB2 and the only successor of BB1 is BB2, hoist simple code
951 /// (for now, restricted to a single instruction that's side effect free) from
952 /// the BB1 into the branch block to speculatively execute it.
953 static bool SpeculativelyExecuteBB(BranchInst *BI, BasicBlock *BB1) {
954   // Only speculatively execution a single instruction (not counting the
955   // terminator) for now.
956   Instruction *HInst = NULL;
957   Instruction *Term = BB1->getTerminator();
958   for (BasicBlock::iterator BBI = BB1->begin(), BBE = BB1->end();
959        BBI != BBE; ++BBI) {
960     Instruction *I = BBI;
961     // Skip debug info.
962     if (isa<DbgInfoIntrinsic>(I)) continue;
963     if (I == Term) break;
964
965     if (HInst)
966       return false;
967     HInst = I;
968   }
969   if (!HInst)
970     return false;
971
972   // Be conservative for now. FP select instruction can often be expensive.
973   Value *BrCond = BI->getCondition();
974   if (isa<FCmpInst>(BrCond))
975     return false;
976
977   // If BB1 is actually on the false edge of the conditional branch, remember
978   // to swap the select operands later.
979   bool Invert = false;
980   if (BB1 != BI->getSuccessor(0)) {
981     assert(BB1 == BI->getSuccessor(1) && "No edge from 'if' block?");
982     Invert = true;
983   }
984
985   // Turn
986   // BB:
987   //     %t1 = icmp
988   //     br i1 %t1, label %BB1, label %BB2
989   // BB1:
990   //     %t3 = add %t2, c
991   //     br label BB2
992   // BB2:
993   // =>
994   // BB:
995   //     %t1 = icmp
996   //     %t4 = add %t2, c
997   //     %t3 = select i1 %t1, %t2, %t3
998   switch (HInst->getOpcode()) {
999   default: return false;  // Not safe / profitable to hoist.
1000   case Instruction::Add:
1001   case Instruction::Sub:
1002     // Not worth doing for vector ops.
1003     if (HInst->getType()->isVectorTy())
1004       return false;
1005     break;
1006   case Instruction::And:
1007   case Instruction::Or:
1008   case Instruction::Xor:
1009   case Instruction::Shl:
1010   case Instruction::LShr:
1011   case Instruction::AShr:
1012     // Don't mess with vector operations.
1013     if (HInst->getType()->isVectorTy())
1014       return false;
1015     break;   // These are all cheap and non-trapping instructions.
1016   }
1017   
1018   // If the instruction is obviously dead, don't try to predicate it.
1019   if (HInst->use_empty()) {
1020     HInst->eraseFromParent();
1021     return true;
1022   }
1023
1024   // Can we speculatively execute the instruction? And what is the value 
1025   // if the condition is false? Consider the phi uses, if the incoming value
1026   // from the "if" block are all the same V, then V is the value of the
1027   // select if the condition is false.
1028   BasicBlock *BIParent = BI->getParent();
1029   SmallVector<PHINode*, 4> PHIUses;
1030   Value *FalseV = NULL;
1031   
1032   BasicBlock *BB2 = BB1->getTerminator()->getSuccessor(0);
1033   for (Value::use_iterator UI = HInst->use_begin(), E = HInst->use_end();
1034        UI != E; ++UI) {
1035     // Ignore any user that is not a PHI node in BB2.  These can only occur in
1036     // unreachable blocks, because they would not be dominated by the instr.
1037     PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(*UI);
1038     if (!PN || PN->getParent() != BB2)
1039       return false;
1040     PHIUses.push_back(PN);
1041     
1042     Value *PHIV = PN->getIncomingValueForBlock(BIParent);
1043     if (!FalseV)
1044       FalseV = PHIV;
1045     else if (FalseV != PHIV)
1046       return false;  // Inconsistent value when condition is false.
1047   }
1048   
1049   assert(FalseV && "Must have at least one user, and it must be a PHI");
1050
1051   // Do not hoist the instruction if any of its operands are defined but not
1052   // used in this BB. The transformation will prevent the operand from
1053   // being sunk into the use block.
1054   for (User::op_iterator i = HInst->op_begin(), e = HInst->op_end(); 
1055        i != e; ++i) {
1056     Instruction *OpI = dyn_cast<Instruction>(*i);
1057     if (OpI && OpI->getParent() == BIParent &&
1058         !OpI->isUsedInBasicBlock(BIParent))
1059       return false;
1060   }
1061
1062   // If we get here, we can hoist the instruction. Try to place it
1063   // before the icmp instruction preceding the conditional branch.
1064   BasicBlock::iterator InsertPos = BI;
1065   if (InsertPos != BIParent->begin())
1066     --InsertPos;
1067   // Skip debug info between condition and branch.
1068   while (InsertPos != BIParent->begin() && isa<DbgInfoIntrinsic>(InsertPos))
1069     --InsertPos;
1070   if (InsertPos == BrCond && !isa<PHINode>(BrCond)) {
1071     SmallPtrSet<Instruction *, 4> BB1Insns;
1072     for(BasicBlock::iterator BB1I = BB1->begin(), BB1E = BB1->end(); 
1073         BB1I != BB1E; ++BB1I) 
1074       BB1Insns.insert(BB1I);
1075     for(Value::use_iterator UI = BrCond->use_begin(), UE = BrCond->use_end();
1076         UI != UE; ++UI) {
1077       Instruction *Use = cast<Instruction>(*UI);
1078       if (!BB1Insns.count(Use)) continue;
1079       
1080       // If BrCond uses the instruction that place it just before
1081       // branch instruction.
1082       InsertPos = BI;
1083       break;
1084     }
1085   } else
1086     InsertPos = BI;
1087   BIParent->getInstList().splice(InsertPos, BB1->getInstList(), HInst);
1088
1089   // Create a select whose true value is the speculatively executed value and
1090   // false value is the previously determined FalseV.
1091   IRBuilder<true, NoFolder> Builder(BI);
1092   SelectInst *SI;
1093   if (Invert)
1094     SI = cast<SelectInst>
1095       (Builder.CreateSelect(BrCond, FalseV, HInst,
1096                             FalseV->getName() + "." + HInst->getName()));
1097   else
1098     SI = cast<SelectInst>
1099       (Builder.CreateSelect(BrCond, HInst, FalseV,
1100                             HInst->getName() + "." + FalseV->getName()));
1101
1102   // Make the PHI node use the select for all incoming values for "then" and
1103   // "if" blocks.
1104   for (unsigned i = 0, e = PHIUses.size(); i != e; ++i) {
1105     PHINode *PN = PHIUses[i];
1106     for (unsigned j = 0, ee = PN->getNumIncomingValues(); j != ee; ++j)
1107       if (PN->getIncomingBlock(j) == BB1 || PN->getIncomingBlock(j) == BIParent)
1108         PN->setIncomingValue(j, SI);
1109   }
1110
1111   ++NumSpeculations;
1112   return true;
1113 }
1114
1115 /// BlockIsSimpleEnoughToThreadThrough - Return true if we can thread a branch
1116 /// across this block.
1117 static bool BlockIsSimpleEnoughToThreadThrough(BasicBlock *BB) {
1118   BranchInst *BI = cast<BranchInst>(BB->getTerminator());
1119   unsigned Size = 0;
1120   
1121   for (BasicBlock::iterator BBI = BB->begin(); &*BBI != BI; ++BBI) {
1122     if (isa<DbgInfoIntrinsic>(BBI))
1123       continue;
1124     if (Size > 10) return false;  // Don't clone large BB's.
1125     ++Size;
1126     
1127     // We can only support instructions that do not define values that are
1128     // live outside of the current basic block.
1129     for (Value::use_iterator UI = BBI->use_begin(), E = BBI->use_end();
1130          UI != E; ++UI) {
1131       Instruction *U = cast<Instruction>(*UI);
1132       if (U->getParent() != BB || isa<PHINode>(U)) return false;
1133     }
1134     
1135     // Looks ok, continue checking.
1136   }
1137
1138   return true;
1139 }
1140
1141 /// FoldCondBranchOnPHI - If we have a conditional branch on a PHI node value
1142 /// that is defined in the same block as the branch and if any PHI entries are
1143 /// constants, thread edges corresponding to that entry to be branches to their
1144 /// ultimate destination.
1145 static bool FoldCondBranchOnPHI(BranchInst *BI, const TargetData *TD) {
1146   BasicBlock *BB = BI->getParent();
1147   PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(BI->getCondition());
1148   // NOTE: we currently cannot transform this case if the PHI node is used
1149   // outside of the block.
1150   if (!PN || PN->getParent() != BB || !PN->hasOneUse())
1151     return false;
1152   
1153   // Degenerate case of a single entry PHI.
1154   if (PN->getNumIncomingValues() == 1) {
1155     FoldSingleEntryPHINodes(PN->getParent());
1156     return true;    
1157   }
1158
1159   // Now we know that this block has multiple preds and two succs.
1160   if (!BlockIsSimpleEnoughToThreadThrough(BB)) return false;
1161   
1162   // Okay, this is a simple enough basic block.  See if any phi values are
1163   // constants.
1164   for (unsigned i = 0, e = PN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
1165     ConstantInt *CB = dyn_cast<ConstantInt>(PN->getIncomingValue(i));
1166     if (CB == 0 || !CB->getType()->isIntegerTy(1)) continue;
1167     
1168     // Okay, we now know that all edges from PredBB should be revectored to
1169     // branch to RealDest.
1170     BasicBlock *PredBB = PN->getIncomingBlock(i);
1171     BasicBlock *RealDest = BI->getSuccessor(!CB->getZExtValue());
1172     
1173     if (RealDest == BB) continue;  // Skip self loops.
1174     // Skip if the predecessor's terminator is an indirect branch.
1175     if (isa<IndirectBrInst>(PredBB->getTerminator())) continue;
1176     
1177     // The dest block might have PHI nodes, other predecessors and other
1178     // difficult cases.  Instead of being smart about this, just insert a new
1179     // block that jumps to the destination block, effectively splitting
1180     // the edge we are about to create.
1181     BasicBlock *EdgeBB = BasicBlock::Create(BB->getContext(),
1182                                             RealDest->getName()+".critedge",
1183                                             RealDest->getParent(), RealDest);
1184     BranchInst::Create(RealDest, EdgeBB);
1185     
1186     // Update PHI nodes.
1187     AddPredecessorToBlock(RealDest, EdgeBB, BB);
1188
1189     // BB may have instructions that are being threaded over.  Clone these
1190     // instructions into EdgeBB.  We know that there will be no uses of the
1191     // cloned instructions outside of EdgeBB.
1192     BasicBlock::iterator InsertPt = EdgeBB->begin();
1193     DenseMap<Value*, Value*> TranslateMap;  // Track translated values.
1194     for (BasicBlock::iterator BBI = BB->begin(); &*BBI != BI; ++BBI) {
1195       if (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(BBI)) {
1196         TranslateMap[PN] = PN->getIncomingValueForBlock(PredBB);
1197         continue;
1198       }
1199       // Clone the instruction.
1200       Instruction *N = BBI->clone();
1201       if (BBI->hasName()) N->setName(BBI->getName()+".c");
1202       
1203       // Update operands due to translation.
1204       for (User::op_iterator i = N->op_begin(), e = N->op_end();
1205            i != e; ++i) {
1206         DenseMap<Value*, Value*>::iterator PI = TranslateMap.find(*i);
1207         if (PI != TranslateMap.end())
1208           *i = PI->second;
1209       }
1210       
1211       // Check for trivial simplification.
1212       if (Value *V = SimplifyInstruction(N, TD)) {
1213         TranslateMap[BBI] = V;
1214         delete N;   // Instruction folded away, don't need actual inst
1215       } else {
1216         // Insert the new instruction into its new home.
1217         EdgeBB->getInstList().insert(InsertPt, N);
1218         if (!BBI->use_empty())
1219           TranslateMap[BBI] = N;
1220       }
1221     }
1222
1223     // Loop over all of the edges from PredBB to BB, changing them to branch
1224     // to EdgeBB instead.
1225     TerminatorInst *PredBBTI = PredBB->getTerminator();
1226     for (unsigned i = 0, e = PredBBTI->getNumSuccessors(); i != e; ++i)
1227       if (PredBBTI->getSuccessor(i) == BB) {
1228         BB->removePredecessor(PredBB);
1229         PredBBTI->setSuccessor(i, EdgeBB);
1230       }
1231
1232     // Recurse, simplifying any other constants.
1233     return FoldCondBranchOnPHI(BI, TD) | true;
1234   }
1235
1236   return false;
1237 }
1238
1239 /// FoldTwoEntryPHINode - Given a BB that starts with the specified two-entry
1240 /// PHI node, see if we can eliminate it.
1241 static bool FoldTwoEntryPHINode(PHINode *PN, const TargetData *TD) {
1242   // Ok, this is a two entry PHI node.  Check to see if this is a simple "if
1243   // statement", which has a very simple dominance structure.  Basically, we
1244   // are trying to find the condition that is being branched on, which
1245   // subsequently causes this merge to happen.  We really want control
1246   // dependence information for this check, but simplifycfg can't keep it up
1247   // to date, and this catches most of the cases we care about anyway.
1248   BasicBlock *BB = PN->getParent();
1249   BasicBlock *IfTrue, *IfFalse;
1250   Value *IfCond = GetIfCondition(BB, IfTrue, IfFalse);
1251   if (!IfCond ||
1252       // Don't bother if the branch will be constant folded trivially.
1253       isa<ConstantInt>(IfCond))
1254     return false;
1255   
1256   // Okay, we found that we can merge this two-entry phi node into a select.
1257   // Doing so would require us to fold *all* two entry phi nodes in this block.
1258   // At some point this becomes non-profitable (particularly if the target
1259   // doesn't support cmov's).  Only do this transformation if there are two or
1260   // fewer PHI nodes in this block.
1261   unsigned NumPhis = 0;
1262   for (BasicBlock::iterator I = BB->begin(); isa<PHINode>(I); ++NumPhis, ++I)
1263     if (NumPhis > 2)
1264       return false;
1265   
1266   // Loop over the PHI's seeing if we can promote them all to select
1267   // instructions.  While we are at it, keep track of the instructions
1268   // that need to be moved to the dominating block.
1269   SmallPtrSet<Instruction*, 4> AggressiveInsts;
1270   unsigned MaxCostVal0 = PHINodeFoldingThreshold,
1271            MaxCostVal1 = PHINodeFoldingThreshold;
1272   
1273   for (BasicBlock::iterator II = BB->begin(); isa<PHINode>(II);) {
1274     PHINode *PN = cast<PHINode>(II++);
1275     if (Value *V = SimplifyInstruction(PN, TD)) {
1276       PN->replaceAllUsesWith(V);
1277       PN->eraseFromParent();
1278       continue;
1279     }
1280     
1281     if (!DominatesMergePoint(PN->getIncomingValue(0), BB, &AggressiveInsts,
1282                              MaxCostVal0) ||
1283         !DominatesMergePoint(PN->getIncomingValue(1), BB, &AggressiveInsts,
1284                              MaxCostVal1))
1285       return false;
1286   }
1287   
1288   // If we folded the the first phi, PN dangles at this point.  Refresh it.  If
1289   // we ran out of PHIs then we simplified them all.
1290   PN = dyn_cast<PHINode>(BB->begin());
1291   if (PN == 0) return true;
1292   
1293   // Don't fold i1 branches on PHIs which contain binary operators.  These can
1294   // often be turned into switches and other things.
1295   if (PN->getType()->isIntegerTy(1) &&
1296       (isa<BinaryOperator>(PN->getIncomingValue(0)) ||
1297        isa<BinaryOperator>(PN->getIncomingValue(1)) ||
1298        isa<BinaryOperator>(IfCond)))
1299     return false;
1300   
1301   // If we all PHI nodes are promotable, check to make sure that all
1302   // instructions in the predecessor blocks can be promoted as well.  If
1303   // not, we won't be able to get rid of the control flow, so it's not
1304   // worth promoting to select instructions.
1305   BasicBlock *DomBlock = 0;
1306   BasicBlock *IfBlock1 = PN->getIncomingBlock(0);
1307   BasicBlock *IfBlock2 = PN->getIncomingBlock(1);
1308   if (cast<BranchInst>(IfBlock1->getTerminator())->isConditional()) {
1309     IfBlock1 = 0;
1310   } else {
1311     DomBlock = *pred_begin(IfBlock1);
1312     for (BasicBlock::iterator I = IfBlock1->begin();!isa<TerminatorInst>(I);++I)
1313       if (!AggressiveInsts.count(I) && !isa<DbgInfoIntrinsic>(I)) {
1314         // This is not an aggressive instruction that we can promote.
1315         // Because of this, we won't be able to get rid of the control
1316         // flow, so the xform is not worth it.
1317         return false;
1318       }
1319   }
1320     
1321   if (cast<BranchInst>(IfBlock2->getTerminator())->isConditional()) {
1322     IfBlock2 = 0;
1323   } else {
1324     DomBlock = *pred_begin(IfBlock2);
1325     for (BasicBlock::iterator I = IfBlock2->begin();!isa<TerminatorInst>(I);++I)
1326       if (!AggressiveInsts.count(I) && !isa<DbgInfoIntrinsic>(I)) {
1327         // This is not an aggressive instruction that we can promote.
1328         // Because of this, we won't be able to get rid of the control
1329         // flow, so the xform is not worth it.
1330         return false;
1331       }
1332   }
1333   
1334   DEBUG(dbgs() << "FOUND IF CONDITION!  " << *IfCond << "  T: "
1335                << IfTrue->getName() << "  F: " << IfFalse->getName() << "\n");
1336       
1337   // If we can still promote the PHI nodes after this gauntlet of tests,
1338   // do all of the PHI's now.
1339   Instruction *InsertPt = DomBlock->getTerminator();
1340   IRBuilder<true, NoFolder> Builder(InsertPt);
1341   
1342   // Move all 'aggressive' instructions, which are defined in the
1343   // conditional parts of the if's up to the dominating block.
1344   if (IfBlock1)
1345     DomBlock->getInstList().splice(InsertPt,
1346                                    IfBlock1->getInstList(), IfBlock1->begin(),
1347                                    IfBlock1->getTerminator());
1348   if (IfBlock2)
1349     DomBlock->getInstList().splice(InsertPt,
1350                                    IfBlock2->getInstList(), IfBlock2->begin(),
1351                                    IfBlock2->getTerminator());
1352   
1353   while (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(BB->begin())) {
1354     // Change the PHI node into a select instruction.
1355     Value *TrueVal  = PN->getIncomingValue(PN->getIncomingBlock(0) == IfFalse);
1356     Value *FalseVal = PN->getIncomingValue(PN->getIncomingBlock(0) == IfTrue);
1357     
1358     SelectInst *NV = 
1359       cast<SelectInst>(Builder.CreateSelect(IfCond, TrueVal, FalseVal, ""));
1360     PN->replaceAllUsesWith(NV);
1361     NV->takeName(PN);
1362     PN->eraseFromParent();
1363   }
1364   
1365   // At this point, IfBlock1 and IfBlock2 are both empty, so our if statement
1366   // has been flattened.  Change DomBlock to jump directly to our new block to
1367   // avoid other simplifycfg's kicking in on the diamond.
1368   TerminatorInst *OldTI = DomBlock->getTerminator();
1369   Builder.SetInsertPoint(OldTI);
1370   Builder.CreateBr(BB);
1371   OldTI->eraseFromParent();
1372   return true;
1373 }
1374
1375 /// SimplifyCondBranchToTwoReturns - If we found a conditional branch that goes
1376 /// to two returning blocks, try to merge them together into one return,
1377 /// introducing a select if the return values disagree.
1378 static bool SimplifyCondBranchToTwoReturns(BranchInst *BI, 
1379                                            IRBuilder<> &Builder) {
1380   assert(BI->isConditional() && "Must be a conditional branch");
1381   BasicBlock *TrueSucc = BI->getSuccessor(0);
1382   BasicBlock *FalseSucc = BI->getSuccessor(1);
1383   ReturnInst *TrueRet = cast<ReturnInst>(TrueSucc->getTerminator());
1384   ReturnInst *FalseRet = cast<ReturnInst>(FalseSucc->getTerminator());
1385   
1386   // Check to ensure both blocks are empty (just a return) or optionally empty
1387   // with PHI nodes.  If there are other instructions, merging would cause extra
1388   // computation on one path or the other.
1389   if (!TrueSucc->getFirstNonPHIOrDbg()->isTerminator())
1390     return false;
1391   if (!FalseSucc->getFirstNonPHIOrDbg()->isTerminator())
1392     return false;
1393
1394   Builder.SetInsertPoint(BI);
1395   // Okay, we found a branch that is going to two return nodes.  If
1396   // there is no return value for this function, just change the
1397   // branch into a return.
1398   if (FalseRet->getNumOperands() == 0) {
1399     TrueSucc->removePredecessor(BI->getParent());
1400     FalseSucc->removePredecessor(BI->getParent());
1401     Builder.CreateRetVoid();
1402     EraseTerminatorInstAndDCECond(BI);
1403     return true;
1404   }
1405     
1406   // Otherwise, figure out what the true and false return values are
1407   // so we can insert a new select instruction.
1408   Value *TrueValue = TrueRet->getReturnValue();
1409   Value *FalseValue = FalseRet->getReturnValue();
1410   
1411   // Unwrap any PHI nodes in the return blocks.
1412   if (PHINode *TVPN = dyn_cast_or_null<PHINode>(TrueValue))
1413     if (TVPN->getParent() == TrueSucc)
1414       TrueValue = TVPN->getIncomingValueForBlock(BI->getParent());
1415   if (PHINode *FVPN = dyn_cast_or_null<PHINode>(FalseValue))
1416     if (FVPN->getParent() == FalseSucc)
1417       FalseValue = FVPN->getIncomingValueForBlock(BI->getParent());
1418   
1419   // In order for this transformation to be safe, we must be able to
1420   // unconditionally execute both operands to the return.  This is
1421   // normally the case, but we could have a potentially-trapping
1422   // constant expression that prevents this transformation from being
1423   // safe.
1424   if (ConstantExpr *TCV = dyn_cast_or_null<ConstantExpr>(TrueValue))
1425     if (TCV->canTrap())
1426       return false;
1427   if (ConstantExpr *FCV = dyn_cast_or_null<ConstantExpr>(FalseValue))
1428     if (FCV->canTrap())
1429       return false;
1430   
1431   // Okay, we collected all the mapped values and checked them for sanity, and
1432   // defined to really do this transformation.  First, update the CFG.
1433   TrueSucc->removePredecessor(BI->getParent());
1434   FalseSucc->removePredecessor(BI->getParent());
1435   
1436   // Insert select instructions where needed.
1437   Value *BrCond = BI->getCondition();
1438   if (TrueValue) {
1439     // Insert a select if the results differ.
1440     if (TrueValue == FalseValue || isa<UndefValue>(FalseValue)) {
1441     } else if (isa<UndefValue>(TrueValue)) {
1442       TrueValue = FalseValue;
1443     } else {
1444       TrueValue = Builder.CreateSelect(BrCond, TrueValue,
1445                                        FalseValue, "retval");
1446     }
1447   }
1448
1449   Value *RI = !TrueValue ? 
1450     Builder.CreateRetVoid() : Builder.CreateRet(TrueValue);
1451
1452   (void) RI;
1453       
1454   DEBUG(dbgs() << "\nCHANGING BRANCH TO TWO RETURNS INTO SELECT:"
1455                << "\n  " << *BI << "NewRet = " << *RI
1456                << "TRUEBLOCK: " << *TrueSucc << "FALSEBLOCK: "<< *FalseSucc);
1457       
1458   EraseTerminatorInstAndDCECond(BI);
1459
1460   return true;
1461 }
1462
1463 /// FoldBranchToCommonDest - If this basic block is simple enough, and if a
1464 /// predecessor branches to us and one of our successors, fold the block into
1465 /// the predecessor and use logical operations to pick the right destination.
1466 bool llvm::FoldBranchToCommonDest(BranchInst *BI) {
1467   BasicBlock *BB = BI->getParent();
1468
1469   Instruction *Cond = dyn_cast<Instruction>(BI->getCondition());
1470   if (Cond == 0 || (!isa<CmpInst>(Cond) && !isa<BinaryOperator>(Cond)) ||
1471     Cond->getParent() != BB || !Cond->hasOneUse())
1472   return false;
1473
1474   // Only allow this if the condition is a simple instruction that can be
1475   // executed unconditionally.  It must be in the same block as the branch, and
1476   // must be at the front of the block.
1477   BasicBlock::iterator FrontIt = BB->front();
1478
1479   // Ignore dbg intrinsics.
1480   while (isa<DbgInfoIntrinsic>(FrontIt)) ++FrontIt;
1481     
1482   // Allow a single instruction to be hoisted in addition to the compare
1483   // that feeds the branch.  We later ensure that any values that _it_ uses
1484   // were also live in the predecessor, so that we don't unnecessarily create
1485   // register pressure or inhibit out-of-order execution.
1486   Instruction *BonusInst = 0;
1487   if (&*FrontIt != Cond &&
1488       FrontIt->hasOneUse() && *FrontIt->use_begin() == Cond &&
1489       FrontIt->isSafeToSpeculativelyExecute()) {
1490     BonusInst = &*FrontIt;
1491     ++FrontIt;
1492     
1493     // Ignore dbg intrinsics.
1494     while (isa<DbgInfoIntrinsic>(FrontIt)) ++FrontIt;
1495   }
1496
1497   // Only a single bonus inst is allowed.
1498   if (&*FrontIt != Cond)
1499     return false;
1500   
1501   // Make sure the instruction after the condition is the cond branch.
1502   BasicBlock::iterator CondIt = Cond; ++CondIt;
1503
1504   // Ingore dbg intrinsics.
1505   while (isa<DbgInfoIntrinsic>(CondIt)) ++CondIt;
1506   
1507   if (&*CondIt != BI)
1508     return false;
1509
1510   // Cond is known to be a compare or binary operator.  Check to make sure that
1511   // neither operand is a potentially-trapping constant expression.
1512   if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(Cond->getOperand(0)))
1513     if (CE->canTrap())
1514       return false;
1515   if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(Cond->getOperand(1)))
1516     if (CE->canTrap())
1517       return false;
1518   
1519   // Finally, don't infinitely unroll conditional loops.
1520   BasicBlock *TrueDest  = BI->getSuccessor(0);
1521   BasicBlock *FalseDest = BI->getSuccessor(1);
1522   if (TrueDest == BB || FalseDest == BB)
1523     return false;
1524
1525   for (pred_iterator PI = pred_begin(BB), E = pred_end(BB); PI != E; ++PI) {
1526     BasicBlock *PredBlock = *PI;
1527     BranchInst *PBI = dyn_cast<BranchInst>(PredBlock->getTerminator());
1528     
1529     // Check that we have two conditional branches.  If there is a PHI node in
1530     // the common successor, verify that the same value flows in from both
1531     // blocks.
1532     if (PBI == 0 || PBI->isUnconditional() || !SafeToMergeTerminators(BI, PBI))
1533       continue;
1534     
1535     // Determine if the two branches share a common destination.
1536     Instruction::BinaryOps Opc;
1537     bool InvertPredCond = false;
1538     
1539     if (PBI->getSuccessor(0) == TrueDest)
1540       Opc = Instruction::Or;
1541     else if (PBI->getSuccessor(1) == FalseDest)
1542       Opc = Instruction::And;
1543     else if (PBI->getSuccessor(0) == FalseDest)
1544       Opc = Instruction::And, InvertPredCond = true;
1545     else if (PBI->getSuccessor(1) == TrueDest)
1546       Opc = Instruction::Or, InvertPredCond = true;
1547     else
1548       continue;
1549
1550     // Ensure that any values used in the bonus instruction are also used
1551     // by the terminator of the predecessor.  This means that those values
1552     // must already have been resolved, so we won't be inhibiting the 
1553     // out-of-order core by speculating them earlier.
1554     if (BonusInst) {
1555       // Collect the values used by the bonus inst
1556       SmallPtrSet<Value*, 4> UsedValues;
1557       for (Instruction::op_iterator OI = BonusInst->op_begin(),
1558            OE = BonusInst->op_end(); OI != OE; ++OI) {
1559         Value* V = *OI;
1560         if (!isa<Constant>(V))
1561           UsedValues.insert(V);
1562       }
1563
1564       SmallVector<std::pair<Value*, unsigned>, 4> Worklist;
1565       Worklist.push_back(std::make_pair(PBI->getOperand(0), 0));
1566       
1567       // Walk up to four levels back up the use-def chain of the predecessor's
1568       // terminator to see if all those values were used.  The choice of four
1569       // levels is arbitrary, to provide a compile-time-cost bound.
1570       while (!Worklist.empty()) {
1571         std::pair<Value*, unsigned> Pair = Worklist.back();
1572         Worklist.pop_back();
1573         
1574         if (Pair.second >= 4) continue;
1575         UsedValues.erase(Pair.first);
1576         if (UsedValues.empty()) break;
1577         
1578         if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(Pair.first)) {
1579           for (Instruction::op_iterator OI = I->op_begin(), OE = I->op_end();
1580                OI != OE; ++OI)
1581             Worklist.push_back(std::make_pair(OI->get(), Pair.second+1));
1582         }       
1583       }
1584       
1585       if (!UsedValues.empty()) return false;
1586     }
1587
1588     DEBUG(dbgs() << "FOLDING BRANCH TO COMMON DEST:\n" << *PBI << *BB);
1589     IRBuilder<> Builder(PBI);    
1590
1591     // If we need to invert the condition in the pred block to match, do so now.
1592     if (InvertPredCond) {
1593       Value *NewCond = PBI->getCondition();
1594       
1595       if (NewCond->hasOneUse() && isa<CmpInst>(NewCond)) {
1596         CmpInst *CI = cast<CmpInst>(NewCond);
1597         CI->setPredicate(CI->getInversePredicate());
1598       } else {
1599         NewCond = Builder.CreateNot(NewCond, 
1600                                     PBI->getCondition()->getName()+".not");
1601       }
1602       
1603       PBI->setCondition(NewCond);
1604       BasicBlock *OldTrue = PBI->getSuccessor(0);
1605       BasicBlock *OldFalse = PBI->getSuccessor(1);
1606       PBI->setSuccessor(0, OldFalse);
1607       PBI->setSuccessor(1, OldTrue);
1608     }
1609     
1610     // If we have a bonus inst, clone it into the predecessor block.
1611     Instruction *NewBonus = 0;
1612     if (BonusInst) {
1613       NewBonus = BonusInst->clone();
1614       PredBlock->getInstList().insert(PBI, NewBonus);
1615       NewBonus->takeName(BonusInst);
1616       BonusInst->setName(BonusInst->getName()+".old");
1617     }
1618     
1619     // Clone Cond into the predecessor basic block, and or/and the
1620     // two conditions together.
1621     Instruction *New = Cond->clone();
1622     if (BonusInst) New->replaceUsesOfWith(BonusInst, NewBonus);
1623     PredBlock->getInstList().insert(PBI, New);
1624     New->takeName(Cond);
1625     Cond->setName(New->getName()+".old");
1626     
1627     Instruction *NewCond = 
1628       cast<Instruction>(Builder.CreateBinOp(Opc, PBI->getCondition(),
1629                                             New, "or.cond"));
1630     PBI->setCondition(NewCond);
1631     if (PBI->getSuccessor(0) == BB) {
1632       AddPredecessorToBlock(TrueDest, PredBlock, BB);
1633       PBI->setSuccessor(0, TrueDest);
1634     }
1635     if (PBI->getSuccessor(1) == BB) {
1636       AddPredecessorToBlock(FalseDest, PredBlock, BB);
1637       PBI->setSuccessor(1, FalseDest);
1638     }
1639
1640     // Copy any debug value intrinsics into the end of PredBlock.
1641     for (BasicBlock::iterator I = BB->begin(), E = BB->end(); I != E; ++I)
1642       if (isa<DbgInfoIntrinsic>(*I))
1643         I->clone()->insertBefore(PBI);
1644       
1645     return true;
1646   }
1647   return false;
1648 }
1649
1650 /// SimplifyCondBranchToCondBranch - If we have a conditional branch as a
1651 /// predecessor of another block, this function tries to simplify it.  We know
1652 /// that PBI and BI are both conditional branches, and BI is in one of the
1653 /// successor blocks of PBI - PBI branches to BI.
1654 static bool SimplifyCondBranchToCondBranch(BranchInst *PBI, BranchInst *BI) {
1655   assert(PBI->isConditional() && BI->isConditional());
1656   BasicBlock *BB = BI->getParent();
1657
1658   // If this block ends with a branch instruction, and if there is a
1659   // predecessor that ends on a branch of the same condition, make 
1660   // this conditional branch redundant.
1661   if (PBI->getCondition() == BI->getCondition() &&
1662       PBI->getSuccessor(0) != PBI->getSuccessor(1)) {
1663     // Okay, the outcome of this conditional branch is statically
1664     // knowable.  If this block had a single pred, handle specially.
1665     if (BB->getSinglePredecessor()) {
1666       // Turn this into a branch on constant.
1667       bool CondIsTrue = PBI->getSuccessor(0) == BB;
1668       BI->setCondition(ConstantInt::get(Type::getInt1Ty(BB->getContext()), 
1669                                         CondIsTrue));
1670       return true;  // Nuke the branch on constant.
1671     }
1672     
1673     // Otherwise, if there are multiple predecessors, insert a PHI that merges
1674     // in the constant and simplify the block result.  Subsequent passes of
1675     // simplifycfg will thread the block.
1676     if (BlockIsSimpleEnoughToThreadThrough(BB)) {
1677       pred_iterator PB = pred_begin(BB), PE = pred_end(BB);
1678       PHINode *NewPN = PHINode::Create(Type::getInt1Ty(BB->getContext()),
1679                                        std::distance(PB, PE),
1680                                        BI->getCondition()->getName() + ".pr",
1681                                        BB->begin());
1682       // Okay, we're going to insert the PHI node.  Since PBI is not the only
1683       // predecessor, compute the PHI'd conditional value for all of the preds.
1684       // Any predecessor where the condition is not computable we keep symbolic.
1685       for (pred_iterator PI = PB; PI != PE; ++PI) {
1686         BasicBlock *P = *PI;
1687         if ((PBI = dyn_cast<BranchInst>(P->getTerminator())) &&
1688             PBI != BI && PBI->isConditional() &&
1689             PBI->getCondition() == BI->getCondition() &&
1690             PBI->getSuccessor(0) != PBI->getSuccessor(1)) {
1691           bool CondIsTrue = PBI->getSuccessor(0) == BB;
1692           NewPN->addIncoming(ConstantInt::get(Type::getInt1Ty(BB->getContext()), 
1693                                               CondIsTrue), P);
1694         } else {
1695           NewPN->addIncoming(BI->getCondition(), P);
1696         }
1697       }
1698       
1699       BI->setCondition(NewPN);
1700       return true;
1701     }
1702   }
1703   
1704   // If this is a conditional branch in an empty block, and if any
1705   // predecessors is a conditional branch to one of our destinations,
1706   // fold the conditions into logical ops and one cond br.
1707   BasicBlock::iterator BBI = BB->begin();
1708   // Ignore dbg intrinsics.
1709   while (isa<DbgInfoIntrinsic>(BBI))
1710     ++BBI;
1711   if (&*BBI != BI)
1712     return false;
1713
1714   
1715   if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(BI->getCondition()))
1716     if (CE->canTrap())
1717       return false;
1718   
1719   int PBIOp, BIOp;
1720   if (PBI->getSuccessor(0) == BI->getSuccessor(0))
1721     PBIOp = BIOp = 0;
1722   else if (PBI->getSuccessor(0) == BI->getSuccessor(1))
1723     PBIOp = 0, BIOp = 1;
1724   else if (PBI->getSuccessor(1) == BI->getSuccessor(0))
1725     PBIOp = 1, BIOp = 0;
1726   else if (PBI->getSuccessor(1) == BI->getSuccessor(1))
1727     PBIOp = BIOp = 1;
1728   else
1729     return false;
1730     
1731   // Check to make sure that the other destination of this branch
1732   // isn't BB itself.  If so, this is an infinite loop that will
1733   // keep getting unwound.
1734   if (PBI->getSuccessor(PBIOp) == BB)
1735     return false;
1736     
1737   // Do not perform this transformation if it would require 
1738   // insertion of a large number of select instructions. For targets
1739   // without predication/cmovs, this is a big pessimization.
1740   BasicBlock *CommonDest = PBI->getSuccessor(PBIOp);
1741       
1742   unsigned NumPhis = 0;
1743   for (BasicBlock::iterator II = CommonDest->begin();
1744        isa<PHINode>(II); ++II, ++NumPhis)
1745     if (NumPhis > 2) // Disable this xform.
1746       return false;
1747     
1748   // Finally, if everything is ok, fold the branches to logical ops.
1749   BasicBlock *OtherDest  = BI->getSuccessor(BIOp ^ 1);
1750   
1751   DEBUG(dbgs() << "FOLDING BRs:" << *PBI->getParent()
1752                << "AND: " << *BI->getParent());
1753   
1754   
1755   // If OtherDest *is* BB, then BB is a basic block with a single conditional
1756   // branch in it, where one edge (OtherDest) goes back to itself but the other
1757   // exits.  We don't *know* that the program avoids the infinite loop
1758   // (even though that seems likely).  If we do this xform naively, we'll end up
1759   // recursively unpeeling the loop.  Since we know that (after the xform is
1760   // done) that the block *is* infinite if reached, we just make it an obviously
1761   // infinite loop with no cond branch.
1762   if (OtherDest == BB) {
1763     // Insert it at the end of the function, because it's either code,
1764     // or it won't matter if it's hot. :)
1765     BasicBlock *InfLoopBlock = BasicBlock::Create(BB->getContext(),
1766                                                   "infloop", BB->getParent());
1767     BranchInst::Create(InfLoopBlock, InfLoopBlock);
1768     OtherDest = InfLoopBlock;
1769   }  
1770   
1771   DEBUG(dbgs() << *PBI->getParent()->getParent());
1772
1773   // BI may have other predecessors.  Because of this, we leave
1774   // it alone, but modify PBI.
1775   
1776   // Make sure we get to CommonDest on True&True directions.
1777   Value *PBICond = PBI->getCondition();
1778   IRBuilder<true, NoFolder> Builder(PBI);
1779   if (PBIOp)
1780     PBICond = Builder.CreateNot(PBICond, PBICond->getName()+".not");
1781
1782   Value *BICond = BI->getCondition();
1783   if (BIOp)
1784     BICond = Builder.CreateNot(BICond, BICond->getName()+".not");
1785
1786   // Merge the conditions.
1787   Value *Cond = Builder.CreateOr(PBICond, BICond, "brmerge");
1788   
1789   // Modify PBI to branch on the new condition to the new dests.
1790   PBI->setCondition(Cond);
1791   PBI->setSuccessor(0, CommonDest);
1792   PBI->setSuccessor(1, OtherDest);
1793   
1794   // OtherDest may have phi nodes.  If so, add an entry from PBI's
1795   // block that are identical to the entries for BI's block.
1796   AddPredecessorToBlock(OtherDest, PBI->getParent(), BB);
1797   
1798   // We know that the CommonDest already had an edge from PBI to
1799   // it.  If it has PHIs though, the PHIs may have different
1800   // entries for BB and PBI's BB.  If so, insert a select to make
1801   // them agree.
1802   PHINode *PN;
1803   for (BasicBlock::iterator II = CommonDest->begin();
1804        (PN = dyn_cast<PHINode>(II)); ++II) {
1805     Value *BIV = PN->getIncomingValueForBlock(BB);
1806     unsigned PBBIdx = PN->getBasicBlockIndex(PBI->getParent());
1807     Value *PBIV = PN->getIncomingValue(PBBIdx);
1808     if (BIV != PBIV) {
1809       // Insert a select in PBI to pick the right value.
1810       Value *NV = cast<SelectInst>
1811         (Builder.CreateSelect(PBICond, PBIV, BIV, PBIV->getName()+".mux"));
1812       PN->setIncomingValue(PBBIdx, NV);
1813     }
1814   }
1815   
1816   DEBUG(dbgs() << "INTO: " << *PBI->getParent());
1817   DEBUG(dbgs() << *PBI->getParent()->getParent());
1818   
1819   // This basic block is probably dead.  We know it has at least
1820   // one fewer predecessor.
1821   return true;
1822 }
1823
1824 // SimplifyTerminatorOnSelect - Simplifies a terminator by replacing it with a
1825 // branch to TrueBB if Cond is true or to FalseBB if Cond is false.
1826 // Takes care of updating the successors and removing the old terminator.
1827 // Also makes sure not to introduce new successors by assuming that edges to
1828 // non-successor TrueBBs and FalseBBs aren't reachable.
1829 static bool SimplifyTerminatorOnSelect(TerminatorInst *OldTerm, Value *Cond,
1830                                        BasicBlock *TrueBB, BasicBlock *FalseBB){
1831   // Remove any superfluous successor edges from the CFG.
1832   // First, figure out which successors to preserve.
1833   // If TrueBB and FalseBB are equal, only try to preserve one copy of that
1834   // successor.
1835   BasicBlock *KeepEdge1 = TrueBB;
1836   BasicBlock *KeepEdge2 = TrueBB != FalseBB ? FalseBB : 0;
1837
1838   // Then remove the rest.
1839   for (unsigned I = 0, E = OldTerm->getNumSuccessors(); I != E; ++I) {
1840     BasicBlock *Succ = OldTerm->getSuccessor(I);
1841     // Make sure only to keep exactly one copy of each edge.
1842     if (Succ == KeepEdge1)
1843       KeepEdge1 = 0;
1844     else if (Succ == KeepEdge2)
1845       KeepEdge2 = 0;
1846     else
1847       Succ->removePredecessor(OldTerm->getParent());
1848   }
1849
1850   IRBuilder<> Builder(OldTerm);
1851   Builder.SetCurrentDebugLocation(OldTerm->getDebugLoc());
1852
1853   // Insert an appropriate new terminator.
1854   if ((KeepEdge1 == 0) && (KeepEdge2 == 0)) {
1855     if (TrueBB == FalseBB)
1856       // We were only looking for one successor, and it was present.
1857       // Create an unconditional branch to it.
1858       Builder.CreateBr(TrueBB);
1859     else
1860       // We found both of the successors we were looking for.
1861       // Create a conditional branch sharing the condition of the select.
1862       Builder.CreateCondBr(Cond, TrueBB, FalseBB);
1863   } else if (KeepEdge1 && (KeepEdge2 || TrueBB == FalseBB)) {
1864     // Neither of the selected blocks were successors, so this
1865     // terminator must be unreachable.
1866     new UnreachableInst(OldTerm->getContext(), OldTerm);
1867   } else {
1868     // One of the selected values was a successor, but the other wasn't.
1869     // Insert an unconditional branch to the one that was found;
1870     // the edge to the one that wasn't must be unreachable.
1871     if (KeepEdge1 == 0)
1872       // Only TrueBB was found.
1873       Builder.CreateBr(TrueBB);
1874     else
1875       // Only FalseBB was found.
1876       Builder.CreateBr(FalseBB);
1877   }
1878
1879   EraseTerminatorInstAndDCECond(OldTerm);
1880   return true;
1881 }
1882
1883 // SimplifySwitchOnSelect - Replaces
1884 //   (switch (select cond, X, Y)) on constant X, Y
1885 // with a branch - conditional if X and Y lead to distinct BBs,
1886 // unconditional otherwise.
1887 static bool SimplifySwitchOnSelect(SwitchInst *SI, SelectInst *Select) {
1888   // Check for constant integer values in the select.
1889   ConstantInt *TrueVal = dyn_cast<ConstantInt>(Select->getTrueValue());
1890   ConstantInt *FalseVal = dyn_cast<ConstantInt>(Select->getFalseValue());
1891   if (!TrueVal || !FalseVal)
1892     return false;
1893
1894   // Find the relevant condition and destinations.
1895   Value *Condition = Select->getCondition();
1896   BasicBlock *TrueBB = SI->getSuccessor(SI->findCaseValue(TrueVal));
1897   BasicBlock *FalseBB = SI->getSuccessor(SI->findCaseValue(FalseVal));
1898
1899   // Perform the actual simplification.
1900   return SimplifyTerminatorOnSelect(SI, Condition, TrueBB, FalseBB);
1901 }
1902
1903 // SimplifyIndirectBrOnSelect - Replaces
1904 //   (indirectbr (select cond, blockaddress(@fn, BlockA),
1905 //                             blockaddress(@fn, BlockB)))
1906 // with
1907 //   (br cond, BlockA, BlockB).
1908 static bool SimplifyIndirectBrOnSelect(IndirectBrInst *IBI, SelectInst *SI) {
1909   // Check that both operands of the select are block addresses.
1910   BlockAddress *TBA = dyn_cast<BlockAddress>(SI->getTrueValue());
1911   BlockAddress *FBA = dyn_cast<BlockAddress>(SI->getFalseValue());
1912   if (!TBA || !FBA)
1913     return false;
1914
1915   // Extract the actual blocks.
1916   BasicBlock *TrueBB = TBA->getBasicBlock();
1917   BasicBlock *FalseBB = FBA->getBasicBlock();
1918
1919   // Perform the actual simplification.
1920   return SimplifyTerminatorOnSelect(IBI, SI->getCondition(), TrueBB, FalseBB);
1921 }
1922
1923 /// TryToSimplifyUncondBranchWithICmpInIt - This is called when we find an icmp
1924 /// instruction (a seteq/setne with a constant) as the only instruction in a
1925 /// block that ends with an uncond branch.  We are looking for a very specific
1926 /// pattern that occurs when "A == 1 || A == 2 || A == 3" gets simplified.  In
1927 /// this case, we merge the first two "or's of icmp" into a switch, but then the
1928 /// default value goes to an uncond block with a seteq in it, we get something
1929 /// like:
1930 ///
1931 ///   switch i8 %A, label %DEFAULT [ i8 1, label %end    i8 2, label %end ]
1932 /// DEFAULT:
1933 ///   %tmp = icmp eq i8 %A, 92
1934 ///   br label %end
1935 /// end:
1936 ///   ... = phi i1 [ true, %entry ], [ %tmp, %DEFAULT ], [ true, %entry ]
1937 /// 
1938 /// We prefer to split the edge to 'end' so that there is a true/false entry to
1939 /// the PHI, merging the third icmp into the switch.
1940 static bool TryToSimplifyUncondBranchWithICmpInIt(ICmpInst *ICI,
1941                                                   const TargetData *TD,
1942                                                   IRBuilder<> &Builder) {
1943   BasicBlock *BB = ICI->getParent();
1944
1945   // If the block has any PHIs in it or the icmp has multiple uses, it is too
1946   // complex.
1947   if (isa<PHINode>(BB->begin()) || !ICI->hasOneUse()) return false;
1948
1949   Value *V = ICI->getOperand(0);
1950   ConstantInt *Cst = cast<ConstantInt>(ICI->getOperand(1));
1951   
1952   // The pattern we're looking for is where our only predecessor is a switch on
1953   // 'V' and this block is the default case for the switch.  In this case we can
1954   // fold the compared value into the switch to simplify things.
1955   BasicBlock *Pred = BB->getSinglePredecessor();
1956   if (Pred == 0 || !isa<SwitchInst>(Pred->getTerminator())) return false;
1957   
1958   SwitchInst *SI = cast<SwitchInst>(Pred->getTerminator());
1959   if (SI->getCondition() != V)
1960     return false;
1961   
1962   // If BB is reachable on a non-default case, then we simply know the value of
1963   // V in this block.  Substitute it and constant fold the icmp instruction
1964   // away.
1965   if (SI->getDefaultDest() != BB) {
1966     ConstantInt *VVal = SI->findCaseDest(BB);
1967     assert(VVal && "Should have a unique destination value");
1968     ICI->setOperand(0, VVal);
1969     
1970     if (Value *V = SimplifyInstruction(ICI, TD)) {
1971       ICI->replaceAllUsesWith(V);
1972       ICI->eraseFromParent();
1973     }
1974     // BB is now empty, so it is likely to simplify away.
1975     return SimplifyCFG(BB) | true;
1976   }
1977   
1978   // Ok, the block is reachable from the default dest.  If the constant we're
1979   // comparing exists in one of the other edges, then we can constant fold ICI
1980   // and zap it.
1981   if (SI->findCaseValue(Cst) != 0) {
1982     Value *V;
1983     if (ICI->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_EQ)
1984       V = ConstantInt::getFalse(BB->getContext());
1985     else
1986       V = ConstantInt::getTrue(BB->getContext());
1987     
1988     ICI->replaceAllUsesWith(V);
1989     ICI->eraseFromParent();
1990     // BB is now empty, so it is likely to simplify away.
1991     return SimplifyCFG(BB) | true;
1992   }
1993   
1994   // The use of the icmp has to be in the 'end' block, by the only PHI node in
1995   // the block.
1996   BasicBlock *SuccBlock = BB->getTerminator()->getSuccessor(0);
1997   PHINode *PHIUse = dyn_cast<PHINode>(ICI->use_back());
1998   if (PHIUse == 0 || PHIUse != &SuccBlock->front() ||
1999       isa<PHINode>(++BasicBlock::iterator(PHIUse)))
2000     return false;
2001
2002   // If the icmp is a SETEQ, then the default dest gets false, the new edge gets
2003   // true in the PHI.
2004   Constant *DefaultCst = ConstantInt::getTrue(BB->getContext());
2005   Constant *NewCst     = ConstantInt::getFalse(BB->getContext());
2006
2007   if (ICI->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_EQ)
2008     std::swap(DefaultCst, NewCst);
2009
2010   // Replace ICI (which is used by the PHI for the default value) with true or
2011   // false depending on if it is EQ or NE.
2012   ICI->replaceAllUsesWith(DefaultCst);
2013   ICI->eraseFromParent();
2014
2015   // Okay, the switch goes to this block on a default value.  Add an edge from
2016   // the switch to the merge point on the compared value.
2017   BasicBlock *NewBB = BasicBlock::Create(BB->getContext(), "switch.edge",
2018                                          BB->getParent(), BB);
2019   SI->addCase(Cst, NewBB);
2020   
2021   // NewBB branches to the phi block, add the uncond branch and the phi entry.
2022   Builder.SetInsertPoint(NewBB);
2023   Builder.SetCurrentDebugLocation(SI->getDebugLoc());
2024   Builder.CreateBr(SuccBlock);
2025   PHIUse->addIncoming(NewCst, NewBB);
2026   return true;
2027 }
2028
2029 /// SimplifyBranchOnICmpChain - The specified branch is a conditional branch.
2030 /// Check to see if it is branching on an or/and chain of icmp instructions, and
2031 /// fold it into a switch instruction if so.
2032 static bool SimplifyBranchOnICmpChain(BranchInst *BI, const TargetData *TD,
2033                                       IRBuilder<> &Builder) {
2034   Instruction *Cond = dyn_cast<Instruction>(BI->getCondition());
2035   if (Cond == 0) return false;
2036   
2037   
2038   // Change br (X == 0 | X == 1), T, F into a switch instruction.
2039   // If this is a bunch of seteq's or'd together, or if it's a bunch of
2040   // 'setne's and'ed together, collect them.
2041   Value *CompVal = 0;
2042   std::vector<ConstantInt*> Values;
2043   bool TrueWhenEqual = true;
2044   Value *ExtraCase = 0;
2045   unsigned UsedICmps = 0;
2046   
2047   if (Cond->getOpcode() == Instruction::Or) {
2048     CompVal = GatherConstantCompares(Cond, Values, ExtraCase, TD, true,
2049                                      UsedICmps);
2050   } else if (Cond->getOpcode() == Instruction::And) {
2051     CompVal = GatherConstantCompares(Cond, Values, ExtraCase, TD, false,
2052                                      UsedICmps);
2053     TrueWhenEqual = false;
2054   }
2055   
2056   // If we didn't have a multiply compared value, fail.
2057   if (CompVal == 0) return false;
2058
2059   // Avoid turning single icmps into a switch.
2060   if (UsedICmps <= 1)
2061     return false;
2062
2063   // There might be duplicate constants in the list, which the switch
2064   // instruction can't handle, remove them now.
2065   array_pod_sort(Values.begin(), Values.end(), ConstantIntSortPredicate);
2066   Values.erase(std::unique(Values.begin(), Values.end()), Values.end());
2067   
2068   // If Extra was used, we require at least two switch values to do the
2069   // transformation.  A switch with one value is just an cond branch.
2070   if (ExtraCase && Values.size() < 2) return false;
2071   
2072   // Figure out which block is which destination.
2073   BasicBlock *DefaultBB = BI->getSuccessor(1);
2074   BasicBlock *EdgeBB    = BI->getSuccessor(0);
2075   if (!TrueWhenEqual) std::swap(DefaultBB, EdgeBB);
2076   
2077   BasicBlock *BB = BI->getParent();
2078   
2079   DEBUG(dbgs() << "Converting 'icmp' chain with " << Values.size()
2080                << " cases into SWITCH.  BB is:\n" << *BB);
2081   
2082   // If there are any extra values that couldn't be folded into the switch
2083   // then we evaluate them with an explicit branch first.  Split the block
2084   // right before the condbr to handle it.
2085   if (ExtraCase) {
2086     BasicBlock *NewBB = BB->splitBasicBlock(BI, "switch.early.test");
2087     // Remove the uncond branch added to the old block.
2088     TerminatorInst *OldTI = BB->getTerminator();
2089     Builder.SetInsertPoint(OldTI);
2090
2091     if (TrueWhenEqual)
2092       Builder.CreateCondBr(ExtraCase, EdgeBB, NewBB);
2093     else
2094       Builder.CreateCondBr(ExtraCase, NewBB, EdgeBB);
2095       
2096     OldTI->eraseFromParent();
2097     
2098     // If there are PHI nodes in EdgeBB, then we need to add a new entry to them
2099     // for the edge we just added.
2100     AddPredecessorToBlock(EdgeBB, BB, NewBB);
2101     
2102     DEBUG(dbgs() << "  ** 'icmp' chain unhandled condition: " << *ExtraCase
2103           << "\nEXTRABB = " << *BB);
2104     BB = NewBB;
2105   }
2106
2107   Builder.SetInsertPoint(BI);
2108   // Convert pointer to int before we switch.
2109   if (CompVal->getType()->isPointerTy()) {
2110     assert(TD && "Cannot switch on pointer without TargetData");
2111     CompVal = Builder.CreatePtrToInt(CompVal,
2112                                      TD->getIntPtrType(CompVal->getContext()),
2113                                      "magicptr");
2114   }
2115   
2116   // Create the new switch instruction now.
2117   SwitchInst *New = Builder.CreateSwitch(CompVal, DefaultBB, Values.size());
2118
2119   // Add all of the 'cases' to the switch instruction.
2120   for (unsigned i = 0, e = Values.size(); i != e; ++i)
2121     New->addCase(Values[i], EdgeBB);
2122   
2123   // We added edges from PI to the EdgeBB.  As such, if there were any
2124   // PHI nodes in EdgeBB, they need entries to be added corresponding to
2125   // the number of edges added.
2126   for (BasicBlock::iterator BBI = EdgeBB->begin();
2127        isa<PHINode>(BBI); ++BBI) {
2128     PHINode *PN = cast<PHINode>(BBI);
2129     Value *InVal = PN->getIncomingValueForBlock(BB);
2130     for (unsigned i = 0, e = Values.size()-1; i != e; ++i)
2131       PN->addIncoming(InVal, BB);
2132   }
2133   
2134   // Erase the old branch instruction.
2135   EraseTerminatorInstAndDCECond(BI);
2136   
2137   DEBUG(dbgs() << "  ** 'icmp' chain result is:\n" << *BB << '\n');
2138   return true;
2139 }
2140
2141 bool SimplifyCFGOpt::SimplifyReturn(ReturnInst *RI, IRBuilder<> &Builder) {
2142   BasicBlock *BB = RI->getParent();
2143   if (!BB->getFirstNonPHIOrDbg()->isTerminator()) return false;
2144   
2145   // Find predecessors that end with branches.
2146   SmallVector<BasicBlock*, 8> UncondBranchPreds;
2147   SmallVector<BranchInst*, 8> CondBranchPreds;
2148   for (pred_iterator PI = pred_begin(BB), E = pred_end(BB); PI != E; ++PI) {
2149     BasicBlock *P = *PI;
2150     TerminatorInst *PTI = P->getTerminator();
2151     if (BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(PTI)) {
2152       if (BI->isUnconditional())
2153         UncondBranchPreds.push_back(P);
2154       else
2155         CondBranchPreds.push_back(BI);
2156     }
2157   }
2158   
2159   // If we found some, do the transformation!
2160   if (!UncondBranchPreds.empty() && DupRet) {
2161     while (!UncondBranchPreds.empty()) {
2162       BasicBlock *Pred = UncondBranchPreds.pop_back_val();
2163       DEBUG(dbgs() << "FOLDING: " << *BB
2164             << "INTO UNCOND BRANCH PRED: " << *Pred);
2165       (void)FoldReturnIntoUncondBranch(RI, BB, Pred);
2166     }
2167     
2168     // If we eliminated all predecessors of the block, delete the block now.
2169     if (pred_begin(BB) == pred_end(BB))
2170       // We know there are no successors, so just nuke the block.
2171       BB->eraseFromParent();
2172     
2173     return true;
2174   }
2175   
2176   // Check out all of the conditional branches going to this return
2177   // instruction.  If any of them just select between returns, change the
2178   // branch itself into a select/return pair.
2179   while (!CondBranchPreds.empty()) {
2180     BranchInst *BI = CondBranchPreds.pop_back_val();
2181     
2182     // Check to see if the non-BB successor is also a return block.
2183     if (isa<ReturnInst>(BI->getSuccessor(0)->getTerminator()) &&
2184         isa<ReturnInst>(BI->getSuccessor(1)->getTerminator()) &&
2185         SimplifyCondBranchToTwoReturns(BI, Builder))
2186       return true;
2187   }
2188   return false;
2189 }
2190
2191 bool SimplifyCFGOpt::SimplifyUnwind(UnwindInst *UI, IRBuilder<> &Builder) {
2192   // Check to see if the first instruction in this block is just an unwind.
2193   // If so, replace any invoke instructions which use this as an exception
2194   // destination with call instructions.
2195   BasicBlock *BB = UI->getParent();
2196   if (!BB->getFirstNonPHIOrDbg()->isTerminator()) return false;
2197
2198   bool Changed = false;
2199   SmallVector<BasicBlock*, 8> Preds(pred_begin(BB), pred_end(BB));
2200   while (!Preds.empty()) {
2201     BasicBlock *Pred = Preds.back();
2202     InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(Pred->getTerminator());
2203     if (II && II->getUnwindDest() == BB) {
2204       // Insert a new branch instruction before the invoke, because this
2205       // is now a fall through.
2206       Builder.SetInsertPoint(II);
2207       BranchInst *BI = Builder.CreateBr(II->getNormalDest());
2208       Pred->getInstList().remove(II);   // Take out of symbol table
2209       
2210       // Insert the call now.
2211       SmallVector<Value*,8> Args(II->op_begin(), II->op_end()-3);
2212       Builder.SetInsertPoint(BI);
2213       CallInst *CI = Builder.CreateCall(II->getCalledValue(),
2214                                         Args, II->getName());
2215       CI->setCallingConv(II->getCallingConv());
2216       CI->setAttributes(II->getAttributes());
2217       // If the invoke produced a value, the Call now does instead.
2218       II->replaceAllUsesWith(CI);
2219       delete II;
2220       Changed = true;
2221     }
2222     
2223     Preds.pop_back();
2224   }
2225   
2226   // If this block is now dead (and isn't the entry block), remove it.
2227   if (pred_begin(BB) == pred_end(BB) &&
2228       BB != &BB->getParent()->getEntryBlock()) {
2229     // We know there are no successors, so just nuke the block.
2230     BB->eraseFromParent();
2231     return true;
2232   }
2233   
2234   return Changed;  
2235 }
2236
2237 bool SimplifyCFGOpt::SimplifyUnreachable(UnreachableInst *UI) {
2238   BasicBlock *BB = UI->getParent();
2239   
2240   bool Changed = false;
2241   
2242   // If there are any instructions immediately before the unreachable that can
2243   // be removed, do so.
2244   while (UI != BB->begin()) {
2245     BasicBlock::iterator BBI = UI;
2246     --BBI;
2247     // Do not delete instructions that can have side effects, like calls
2248     // (which may never return) and volatile loads and stores.
2249     if (isa<CallInst>(BBI) && !isa<DbgInfoIntrinsic>(BBI)) break;
2250     
2251     if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(BBI))
2252       if (SI->isVolatile())
2253         break;
2254     
2255     if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(BBI))
2256       if (LI->isVolatile())
2257         break;
2258     
2259     // Delete this instruction (any uses are guaranteed to be dead)
2260     if (!BBI->use_empty())
2261       BBI->replaceAllUsesWith(UndefValue::get(BBI->getType()));
2262     BBI->eraseFromParent();
2263     Changed = true;
2264   }
2265   
2266   // If the unreachable instruction is the first in the block, take a gander
2267   // at all of the predecessors of this instruction, and simplify them.
2268   if (&BB->front() != UI) return Changed;
2269   
2270   SmallVector<BasicBlock*, 8> Preds(pred_begin(BB), pred_end(BB));
2271   for (unsigned i = 0, e = Preds.size(); i != e; ++i) {
2272     TerminatorInst *TI = Preds[i]->getTerminator();
2273     IRBuilder<> Builder(TI);
2274     if (BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(TI)) {
2275       if (BI->isUnconditional()) {
2276         if (BI->getSuccessor(0) == BB) {
2277           new UnreachableInst(TI->getContext(), TI);
2278           TI->eraseFromParent();
2279           Changed = true;
2280         }
2281       } else {
2282         if (BI->getSuccessor(0) == BB) {
2283           Builder.CreateBr(BI->getSuccessor(1));
2284           EraseTerminatorInstAndDCECond(BI);
2285         } else if (BI->getSuccessor(1) == BB) {
2286           Builder.CreateBr(BI->getSuccessor(0));
2287           EraseTerminatorInstAndDCECond(BI);
2288           Changed = true;
2289         }
2290       }
2291     } else if (SwitchInst *SI = dyn_cast<SwitchInst>(TI)) {
2292       for (unsigned i = 1, e = SI->getNumCases(); i != e; ++i)
2293         if (SI->getSuccessor(i) == BB) {
2294           BB->removePredecessor(SI->getParent());
2295           SI->removeCase(i);
2296           --i; --e;
2297           Changed = true;
2298         }
2299       // If the default value is unreachable, figure out the most popular
2300       // destination and make it the default.
2301       if (SI->getSuccessor(0) == BB) {
2302         std::map<BasicBlock*, std::pair<unsigned, unsigned> > Popularity;
2303         for (unsigned i = 1, e = SI->getNumCases(); i != e; ++i) {
2304           std::pair<unsigned, unsigned>& entry =
2305               Popularity[SI->getSuccessor(i)];
2306           if (entry.first == 0) {
2307             entry.first = 1;
2308             entry.second = i;
2309           } else {
2310             entry.first++;
2311           }
2312         }
2313
2314         // Find the most popular block.
2315         unsigned MaxPop = 0;
2316         unsigned MaxIndex = 0;
2317         BasicBlock *MaxBlock = 0;
2318         for (std::map<BasicBlock*, std::pair<unsigned, unsigned> >::iterator
2319              I = Popularity.begin(), E = Popularity.end(); I != E; ++I) {
2320           if (I->second.first > MaxPop || 
2321               (I->second.first == MaxPop && MaxIndex > I->second.second)) {
2322             MaxPop = I->second.first;
2323             MaxIndex = I->second.second;
2324             MaxBlock = I->first;
2325           }
2326         }
2327         if (MaxBlock) {
2328           // Make this the new default, allowing us to delete any explicit
2329           // edges to it.
2330           SI->setSuccessor(0, MaxBlock);
2331           Changed = true;
2332           
2333           // If MaxBlock has phinodes in it, remove MaxPop-1 entries from
2334           // it.
2335           if (isa<PHINode>(MaxBlock->begin()))
2336             for (unsigned i = 0; i != MaxPop-1; ++i)
2337               MaxBlock->removePredecessor(SI->getParent());
2338           
2339           for (unsigned i = 1, e = SI->getNumCases(); i != e; ++i)
2340             if (SI->getSuccessor(i) == MaxBlock) {
2341               SI->removeCase(i);
2342               --i; --e;
2343             }
2344         }
2345       }
2346     } else if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(TI)) {
2347       if (II->getUnwindDest() == BB) {
2348         // Convert the invoke to a call instruction.  This would be a good
2349         // place to note that the call does not throw though.
2350         BranchInst *BI = Builder.CreateBr(II->getNormalDest());
2351         II->removeFromParent();   // Take out of symbol table
2352         
2353         // Insert the call now...
2354         SmallVector<Value*, 8> Args(II->op_begin(), II->op_end()-3);
2355         Builder.SetInsertPoint(BI);
2356         CallInst *CI = Builder.CreateCall(II->getCalledValue(),
2357                                           Args, II->getName());
2358         CI->setCallingConv(II->getCallingConv());
2359         CI->setAttributes(II->getAttributes());
2360         // If the invoke produced a value, the call does now instead.
2361         II->replaceAllUsesWith(CI);
2362         delete II;
2363         Changed = true;
2364       }
2365     }
2366   }
2367   
2368   // If this block is now dead, remove it.
2369   if (pred_begin(BB) == pred_end(BB) &&
2370       BB != &BB->getParent()->getEntryBlock()) {
2371     // We know there are no successors, so just nuke the block.
2372     BB->eraseFromParent();
2373     return true;
2374   }
2375
2376   return Changed;
2377 }
2378
2379 /// TurnSwitchRangeIntoICmp - Turns a switch with that contains only a
2380 /// integer range comparison into a sub, an icmp and a branch.
2381 static bool TurnSwitchRangeIntoICmp(SwitchInst *SI, IRBuilder<> &Builder) {
2382   assert(SI->getNumCases() > 2 && "Degenerate switch?");
2383
2384   // Make sure all cases point to the same destination and gather the values.
2385   SmallVector<ConstantInt *, 16> Cases;
2386   Cases.push_back(SI->getCaseValue(1));
2387   for (unsigned I = 2, E = SI->getNumCases(); I != E; ++I) {
2388     if (SI->getSuccessor(I-1) != SI->getSuccessor(I))
2389       return false;
2390     Cases.push_back(SI->getCaseValue(I));
2391   }
2392   assert(Cases.size() == SI->getNumCases()-1 && "Not all cases gathered");
2393
2394   // Sort the case values, then check if they form a range we can transform.
2395   array_pod_sort(Cases.begin(), Cases.end(), ConstantIntSortPredicate);
2396   for (unsigned I = 1, E = Cases.size(); I != E; ++I) {
2397     if (Cases[I-1]->getValue() != Cases[I]->getValue()+1)
2398       return false;
2399   }
2400
2401   Constant *Offset = ConstantExpr::getNeg(Cases.back());
2402   Constant *NumCases = ConstantInt::get(Offset->getType(), SI->getNumCases()-1);
2403
2404   Value *Sub = SI->getCondition();
2405   if (!Offset->isNullValue())
2406     Sub = Builder.CreateAdd(Sub, Offset, Sub->getName()+".off");
2407   Value *Cmp = Builder.CreateICmpULT(Sub, NumCases, "switch");
2408   Builder.CreateCondBr(Cmp, SI->getSuccessor(1), SI->getDefaultDest());
2409
2410   // Prune obsolete incoming values off the successor's PHI nodes.
2411   for (BasicBlock::iterator BBI = SI->getSuccessor(1)->begin();
2412        isa<PHINode>(BBI); ++BBI) {
2413     for (unsigned I = 0, E = SI->getNumCases()-2; I != E; ++I)
2414       cast<PHINode>(BBI)->removeIncomingValue(SI->getParent());
2415   }
2416   SI->eraseFromParent();
2417
2418   return true;
2419 }
2420
2421 /// EliminateDeadSwitchCases - Compute masked bits for the condition of a switch
2422 /// and use it to remove dead cases.
2423 static bool EliminateDeadSwitchCases(SwitchInst *SI) {
2424   Value *Cond = SI->getCondition();
2425   unsigned Bits = cast<IntegerType>(Cond->getType())->getBitWidth();
2426   APInt KnownZero(Bits, 0), KnownOne(Bits, 0);
2427   ComputeMaskedBits(Cond, APInt::getAllOnesValue(Bits), KnownZero, KnownOne);
2428
2429   // Gather dead cases.
2430   SmallVector<ConstantInt*, 8> DeadCases;
2431   for (unsigned I = 1, E = SI->getNumCases(); I != E; ++I) {
2432     if ((SI->getCaseValue(I)->getValue() & KnownZero) != 0 ||
2433         (SI->getCaseValue(I)->getValue() & KnownOne) != KnownOne) {
2434       DeadCases.push_back(SI->getCaseValue(I));
2435       DEBUG(dbgs() << "SimplifyCFG: switch case '"
2436                    << SI->getCaseValue(I)->getValue() << "' is dead.\n");
2437     }
2438   }
2439
2440   // Remove dead cases from the switch.
2441   for (unsigned I = 0, E = DeadCases.size(); I != E; ++I) {
2442     unsigned Case = SI->findCaseValue(DeadCases[I]);
2443     // Prune unused values from PHI nodes.
2444     SI->getSuccessor(Case)->removePredecessor(SI->getParent());
2445     SI->removeCase(Case);
2446   }
2447
2448   return !DeadCases.empty();
2449 }
2450
2451 /// FindPHIForConditionForwarding - If BB would be eligible for simplification
2452 /// by TryToSimplifyUncondBranchFromEmptyBlock (i.e. it is empty and terminated
2453 /// by an unconditional branch), look at the phi node for BB in the successor
2454 /// block and see if the incoming value is equal to CaseValue. If so, return
2455 /// the phi node, and set PhiIndex to BB's index in the phi node.
2456 static PHINode *FindPHIForConditionForwarding(ConstantInt *CaseValue,
2457                                               BasicBlock *BB,
2458                                               int *PhiIndex) {
2459   if (BB->getFirstNonPHIOrDbg() != BB->getTerminator())
2460     return NULL; // BB must be empty to be a candidate for simplification.
2461   if (!BB->getSinglePredecessor())
2462     return NULL; // BB must be dominated by the switch.
2463
2464   BranchInst *Branch = dyn_cast<BranchInst>(BB->getTerminator());
2465   if (!Branch || !Branch->isUnconditional())
2466     return NULL; // Terminator must be unconditional branch.
2467
2468   BasicBlock *Succ = Branch->getSuccessor(0);
2469
2470   BasicBlock::iterator I = Succ->begin();
2471   while (PHINode *PHI = dyn_cast<PHINode>(I++)) {
2472     int Idx = PHI->getBasicBlockIndex(BB);
2473     assert(Idx >= 0 && "PHI has no entry for predecessor?");
2474
2475     Value *InValue = PHI->getIncomingValue(Idx);
2476     if (InValue != CaseValue) continue;
2477
2478     *PhiIndex = Idx;
2479     return PHI;
2480   }
2481
2482   return NULL;
2483 }
2484
2485 /// ForwardSwitchConditionToPHI - Try to forward the condition of a switch
2486 /// instruction to a phi node dominated by the switch, if that would mean that
2487 /// some of the destination blocks of the switch can be folded away.
2488 /// Returns true if a change is made.
2489 static bool ForwardSwitchConditionToPHI(SwitchInst *SI) {
2490   typedef DenseMap<PHINode*, SmallVector<int,4> > ForwardingNodesMap;
2491   ForwardingNodesMap ForwardingNodes;
2492
2493   for (unsigned I = 1; I < SI->getNumCases(); ++I) { // 0 is the default case.
2494     ConstantInt *CaseValue = SI->getCaseValue(I);
2495     BasicBlock *CaseDest = SI->getSuccessor(I);
2496
2497     int PhiIndex;
2498     PHINode *PHI = FindPHIForConditionForwarding(CaseValue, CaseDest,
2499                                                  &PhiIndex);
2500     if (!PHI) continue;
2501
2502     ForwardingNodes[PHI].push_back(PhiIndex);
2503   }
2504
2505   bool Changed = false;
2506
2507   for (ForwardingNodesMap::iterator I = ForwardingNodes.begin(),
2508        E = ForwardingNodes.end(); I != E; ++I) {
2509     PHINode *Phi = I->first;
2510     SmallVector<int,4> &Indexes = I->second;
2511
2512     if (Indexes.size() < 2) continue;
2513
2514     for (size_t I = 0, E = Indexes.size(); I != E; ++I)
2515       Phi->setIncomingValue(Indexes[I], SI->getCondition());
2516     Changed = true;
2517   }
2518
2519   return Changed;
2520 }
2521
2522 bool SimplifyCFGOpt::SimplifySwitch(SwitchInst *SI, IRBuilder<> &Builder) {
2523   // If this switch is too complex to want to look at, ignore it.
2524   if (!isValueEqualityComparison(SI))
2525     return false;
2526
2527   BasicBlock *BB = SI->getParent();
2528
2529   // If we only have one predecessor, and if it is a branch on this value,
2530   // see if that predecessor totally determines the outcome of this switch.
2531   if (BasicBlock *OnlyPred = BB->getSinglePredecessor())
2532     if (SimplifyEqualityComparisonWithOnlyPredecessor(SI, OnlyPred, Builder))
2533       return SimplifyCFG(BB) | true;
2534
2535   Value *Cond = SI->getCondition();
2536   if (SelectInst *Select = dyn_cast<SelectInst>(Cond))
2537     if (SimplifySwitchOnSelect(SI, Select))
2538       return SimplifyCFG(BB) | true;
2539
2540   // If the block only contains the switch, see if we can fold the block
2541   // away into any preds.
2542   BasicBlock::iterator BBI = BB->begin();
2543   // Ignore dbg intrinsics.
2544   while (isa<DbgInfoIntrinsic>(BBI))
2545     ++BBI;
2546   if (SI == &*BBI)
2547     if (FoldValueComparisonIntoPredecessors(SI, Builder))
2548       return SimplifyCFG(BB) | true;
2549
2550   // Try to transform the switch into an icmp and a branch.
2551   if (TurnSwitchRangeIntoICmp(SI, Builder))
2552     return SimplifyCFG(BB) | true;
2553
2554   // Remove unreachable cases.
2555   if (EliminateDeadSwitchCases(SI))
2556     return SimplifyCFG(BB) | true;
2557
2558   if (ForwardSwitchConditionToPHI(SI))
2559     return SimplifyCFG(BB) | true;
2560
2561   return false;
2562 }
2563
2564 bool SimplifyCFGOpt::SimplifyIndirectBr(IndirectBrInst *IBI) {
2565   BasicBlock *BB = IBI->getParent();
2566   bool Changed = false;
2567   
2568   // Eliminate redundant destinations.
2569   SmallPtrSet<Value *, 8> Succs;
2570   for (unsigned i = 0, e = IBI->getNumDestinations(); i != e; ++i) {
2571     BasicBlock *Dest = IBI->getDestination(i);
2572     if (!Dest->hasAddressTaken() || !Succs.insert(Dest)) {
2573       Dest->removePredecessor(BB);
2574       IBI->removeDestination(i);
2575       --i; --e;
2576       Changed = true;
2577     }
2578   } 
2579
2580   if (IBI->getNumDestinations() == 0) {
2581     // If the indirectbr has no successors, change it to unreachable.
2582     new UnreachableInst(IBI->getContext(), IBI);
2583     EraseTerminatorInstAndDCECond(IBI);
2584     return true;
2585   }
2586   
2587   if (IBI->getNumDestinations() == 1) {
2588     // If the indirectbr has one successor, change it to a direct branch.
2589     BranchInst::Create(IBI->getDestination(0), IBI);
2590     EraseTerminatorInstAndDCECond(IBI);
2591     return true;
2592   }
2593   
2594   if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(IBI->getAddress())) {
2595     if (SimplifyIndirectBrOnSelect(IBI, SI))
2596       return SimplifyCFG(BB) | true;
2597   }
2598   return Changed;
2599 }
2600
2601 bool SimplifyCFGOpt::SimplifyUncondBranch(BranchInst *BI, IRBuilder<> &Builder){
2602   BasicBlock *BB = BI->getParent();
2603   
2604   // If the Terminator is the only non-phi instruction, simplify the block.
2605   BasicBlock::iterator I = BB->getFirstNonPHIOrDbgOrLifetime();
2606   if (I->isTerminator() && BB != &BB->getParent()->getEntryBlock() &&
2607       TryToSimplifyUncondBranchFromEmptyBlock(BB))
2608     return true;
2609   
2610   // If the only instruction in the block is a seteq/setne comparison
2611   // against a constant, try to simplify the block.
2612   if (ICmpInst *ICI = dyn_cast<ICmpInst>(I))
2613     if (ICI->isEquality() && isa<ConstantInt>(ICI->getOperand(1))) {
2614       for (++I; isa<DbgInfoIntrinsic>(I); ++I)
2615         ;
2616       if (I->isTerminator() 
2617           && TryToSimplifyUncondBranchWithICmpInIt(ICI, TD, Builder))
2618         return true;
2619     }
2620   
2621   return false;
2622 }
2623
2624
2625 bool SimplifyCFGOpt::SimplifyCondBranch(BranchInst *BI, IRBuilder<> &Builder) {
2626   BasicBlock *BB = BI->getParent();
2627   
2628   // Conditional branch
2629   if (isValueEqualityComparison(BI)) {
2630     // If we only have one predecessor, and if it is a branch on this value,
2631     // see if that predecessor totally determines the outcome of this
2632     // switch.
2633     if (BasicBlock *OnlyPred = BB->getSinglePredecessor())
2634       if (SimplifyEqualityComparisonWithOnlyPredecessor(BI, OnlyPred, Builder))
2635         return SimplifyCFG(BB) | true;
2636     
2637     // This block must be empty, except for the setcond inst, if it exists.
2638     // Ignore dbg intrinsics.
2639     BasicBlock::iterator I = BB->begin();
2640     // Ignore dbg intrinsics.
2641     while (isa<DbgInfoIntrinsic>(I))
2642       ++I;
2643     if (&*I == BI) {
2644       if (FoldValueComparisonIntoPredecessors(BI, Builder))
2645         return SimplifyCFG(BB) | true;
2646     } else if (&*I == cast<Instruction>(BI->getCondition())){
2647       ++I;
2648       // Ignore dbg intrinsics.
2649       while (isa<DbgInfoIntrinsic>(I))
2650         ++I;
2651       if (&*I == BI && FoldValueComparisonIntoPredecessors(BI, Builder))
2652         return SimplifyCFG(BB) | true;
2653     }
2654   }
2655   
2656   // Try to turn "br (X == 0 | X == 1), T, F" into a switch instruction.
2657   if (SimplifyBranchOnICmpChain(BI, TD, Builder))
2658     return true;
2659   
2660   // We have a conditional branch to two blocks that are only reachable
2661   // from BI.  We know that the condbr dominates the two blocks, so see if
2662   // there is any identical code in the "then" and "else" blocks.  If so, we
2663   // can hoist it up to the branching block.
2664   if (BI->getSuccessor(0)->getSinglePredecessor() != 0) {
2665     if (BI->getSuccessor(1)->getSinglePredecessor() != 0) {
2666       if (HoistThenElseCodeToIf(BI))
2667         return SimplifyCFG(BB) | true;
2668     } else {
2669       // If Successor #1 has multiple preds, we may be able to conditionally
2670       // execute Successor #0 if it branches to successor #1.
2671       TerminatorInst *Succ0TI = BI->getSuccessor(0)->getTerminator();
2672       if (Succ0TI->getNumSuccessors() == 1 &&
2673           Succ0TI->getSuccessor(0) == BI->getSuccessor(1))
2674         if (SpeculativelyExecuteBB(BI, BI->getSuccessor(0)))
2675           return SimplifyCFG(BB) | true;
2676     }
2677   } else if (BI->getSuccessor(1)->getSinglePredecessor() != 0) {
2678     // If Successor #0 has multiple preds, we may be able to conditionally
2679     // execute Successor #1 if it branches to successor #0.
2680     TerminatorInst *Succ1TI = BI->getSuccessor(1)->getTerminator();
2681     if (Succ1TI->getNumSuccessors() == 1 &&
2682         Succ1TI->getSuccessor(0) == BI->getSuccessor(0))
2683       if (SpeculativelyExecuteBB(BI, BI->getSuccessor(1)))
2684         return SimplifyCFG(BB) | true;
2685   }
2686   
2687   // If this is a branch on a phi node in the current block, thread control
2688   // through this block if any PHI node entries are constants.
2689   if (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(BI->getCondition()))
2690     if (PN->getParent() == BI->getParent())
2691       if (FoldCondBranchOnPHI(BI, TD))
2692         return SimplifyCFG(BB) | true;
2693   
2694   // If this basic block is ONLY a setcc and a branch, and if a predecessor
2695   // branches to us and one of our successors, fold the setcc into the
2696   // predecessor and use logical operations to pick the right destination.
2697   if (FoldBranchToCommonDest(BI))
2698     return SimplifyCFG(BB) | true;
2699   
2700   // Scan predecessor blocks for conditional branches.
2701   for (pred_iterator PI = pred_begin(BB), E = pred_end(BB); PI != E; ++PI)
2702     if (BranchInst *PBI = dyn_cast<BranchInst>((*PI)->getTerminator()))
2703       if (PBI != BI && PBI->isConditional())
2704         if (SimplifyCondBranchToCondBranch(PBI, BI))
2705           return SimplifyCFG(BB) | true;
2706
2707   return false;
2708 }
2709
2710 bool SimplifyCFGOpt::run(BasicBlock *BB) {
2711   bool Changed = false;
2712
2713   assert(BB && BB->getParent() && "Block not embedded in function!");
2714   assert(BB->getTerminator() && "Degenerate basic block encountered!");
2715
2716   // Remove basic blocks that have no predecessors (except the entry block)...
2717   // or that just have themself as a predecessor.  These are unreachable.
2718   if ((pred_begin(BB) == pred_end(BB) &&
2719        BB != &BB->getParent()->getEntryBlock()) ||
2720       BB->getSinglePredecessor() == BB) {
2721     DEBUG(dbgs() << "Removing BB: \n" << *BB);
2722     DeleteDeadBlock(BB);
2723     return true;
2724   }
2725
2726   // Check to see if we can constant propagate this terminator instruction
2727   // away...
2728   Changed |= ConstantFoldTerminator(BB, true);
2729
2730   // Check for and eliminate duplicate PHI nodes in this block.
2731   Changed |= EliminateDuplicatePHINodes(BB);
2732
2733   // Merge basic blocks into their predecessor if there is only one distinct
2734   // pred, and if there is only one distinct successor of the predecessor, and
2735   // if there are no PHI nodes.
2736   //
2737   if (MergeBlockIntoPredecessor(BB))
2738     return true;
2739   
2740   IRBuilder<> Builder(BB);
2741
2742   // If there is a trivial two-entry PHI node in this basic block, and we can
2743   // eliminate it, do so now.
2744   if (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(BB->begin()))
2745     if (PN->getNumIncomingValues() == 2)
2746       Changed |= FoldTwoEntryPHINode(PN, TD);
2747
2748   Builder.SetInsertPoint(BB->getTerminator());
2749   if (BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(BB->getTerminator())) {
2750     if (BI->isUnconditional()) {
2751       if (SimplifyUncondBranch(BI, Builder)) return true;
2752     } else {
2753       if (SimplifyCondBranch(BI, Builder)) return true;
2754     }
2755   } else if (ReturnInst *RI = dyn_cast<ReturnInst>(BB->getTerminator())) {
2756     if (SimplifyReturn(RI, Builder)) return true;
2757   } else if (SwitchInst *SI = dyn_cast<SwitchInst>(BB->getTerminator())) {
2758     if (SimplifySwitch(SI, Builder)) return true;
2759   } else if (UnreachableInst *UI =
2760                dyn_cast<UnreachableInst>(BB->getTerminator())) {
2761     if (SimplifyUnreachable(UI)) return true;
2762   } else if (UnwindInst *UI = dyn_cast<UnwindInst>(BB->getTerminator())) {
2763     if (SimplifyUnwind(UI, Builder)) return true;
2764   } else if (IndirectBrInst *IBI =
2765                dyn_cast<IndirectBrInst>(BB->getTerminator())) {
2766     if (SimplifyIndirectBr(IBI)) return true;
2767   }
2768
2769   return Changed;
2770 }
2771
2772 /// SimplifyCFG - This function is used to do simplification of a CFG.  For
2773 /// example, it adjusts branches to branches to eliminate the extra hop, it
2774 /// eliminates unreachable basic blocks, and does other "peephole" optimization
2775 /// of the CFG.  It returns true if a modification was made.
2776 ///
2777 bool llvm::SimplifyCFG(BasicBlock *BB, const TargetData *TD) {
2778   return SimplifyCFGOpt(TD).run(BB);
2779 }